EP0311686A1

EP0311686A1 - Kugelmühle

Info

Publication number: EP0311686A1
Application number: EP87904364A
Authority: EP
Inventors: Vasily Stepanovich Bogdanov; Alexandr Dmitrievich Netesin; Ivan Ivanovich Miroshnichenko; Nikolai Stepanovich Bogdanov; Vladimir Borisovich Khlusov; Viktor Stepanovich Platonov; Ivan Nikolaevich Shevchenko
Original assignee: Belgorodsky Tekhnologichesky Institut Stroitelnykh Materialov Imeni Iagrishmanova
Current assignee: Belgorodsky Tekhnologichesky Institut Stroitelnykh Materialov Imeni Iagrishmanova
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1987-03-26
Publication date: 1989-04-19
Also published as: JPH01502726A; DK654688D0; DK654688A; US4867322A; EP0311686A4; WO1988007411A1; IN172021B

Abstract

Kugelmühle, die ein drehbares Gehäuse (1) mit ausgefu- "tterter Innenfläche und stirnseitigen Böden (2, 3) mit einer Eintrittsöffnung (4) und einer Austrittsöffnung (5) enthält, in welchem Gehäuse unter einem Winkel (a) zu seiner Längsachse zumindest eine gelochte Zwischenwand (6) angeordnet ist, die das Gehäuse (1) in Grob- und Feinmahikammern (8, 9) unterteilt, welche mit Mahlkörpern beschickt werden. Die ausgefütterte Innenfläche der Kammern (8,9) ist in Form von abgestumpften Kegeln ausgebildet, die mit ihren größeren Grundflächen zur gelochten Zwischenwand (6) gekehrt sind und bei denen der Neigungswinkel (8, ε) ihrer Erzeugenden (12,13) im wesentlichen dem natürlichen Böschungswinkel der Mahlkörper gleich ist, die sich in der entsprechenden Kammer (8, 9) befinden, wobei das Volumen der Grobmahlkammer (8) kleiner als das Volumen der Feinmahlkammer (9) ist.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einxichtungen zur Zerkleinerung von harten Stoffen, insbesondere auf Kugelmühlen.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Es ist eine Kugelmühle bekannt, die ein drehbares Gehäuse mit ausgefütterter Innenfläche und stirnseitigen Böden mit Ein- und Austrittsöffnungen enthält. In diesem Gehäuse ist unter einem Winkel zur Längsachse eine gelochte Zwischenwand angeordnet, die das Gehäuse in Grob- und Feinmahlkammern unterteilt. Die Innenfläche der Gehäuseausfütterung ist in den beiden Kammern zylindrisch gestaltet (SU, A, 733727).
Bei der vorstehend beschriebenen Kugelmühle, die eine zylindrische Ausfütterung der Gebäuseinnenfläche aufweist, werden die Mahlkörper in Richtung von der Zwischenwand weg durch die Zwischenwandfläche zwangsläufig bewegt.
In der umgekehrten Richtung (unter die Zwischenwand) bewegen sich die Mahlkörper selbständig - mit geringerer Intensität. Infolgedessen wird nicht das ganze Volumen der Kammern der Mühle unter der Zwischenwand gleichmäßig mit den Mahlkörpern gefüllt. Dies geschieht deshalb, weil die Oberfläche, die durch die in jeder der Kammern der Mühle befindlichen Mahlkörper gebildet ist, in Richtung der Längsachse des Gehäuses unter dem natürlichen Böschungswinkel liegt.
Die Neigungsrichtung der Oberfläche der Mahlkörper(des natürlichen Böschungswinkels) entspricht der Neigungsrichtung der gelochten Zwischenwand und wird während des Zyklus gegensinnig.
Eine ungleichmäßige Ausnutzung des Arbeitsraumes jeder der Kammern setzt den Mahlwirkungsgrad im ganzen herab.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kugelmühle zu schaffen, bei welcher die Ausfütterung des Gehäuses eine solche konstruktive Ausführung hätte, die es erlauben würde, den Mahlwirkungsgrad von harten Stoffen durch Intensivierung der Quer- und Längsbewegung von in jeder der Kammern der Kugelmühle befindlichen Mahlkörpern zu erhöhen.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Kugelmühle, die ein drehbares Gehäuse mit ausgefütterter Innenfläche und stirnseitigen Böden mit einer Ein- und einer Austrittsöffnung enthält, in welchem unter einem Winkel zu seiner Längsachse mindestens eine gelochte Zwischenwand angeordnet ist, die das Gehäuse in Grob- und Feinmahlkammern unterteilt, welche mit Mahlkörpern beschickt werden, erfindungsgemäß die ausgefütterte Innenfläche der Kammern in Form von abgestumpften Kegeln ausgeführt ist, die mit ihren größeren Grundflächen zur gelochten Zwischenwand gekehrt sind und bei denen der Neigungswinkel ihrer Erzeugenden im wesentlichen dem natürlichen Böschungswinkel der Mahlkörper gleich ist, die sich in der entsprechenden Kammer befinden, wobei das Volumen der Grobmahlkammer kleiner als das Volumen der Feinmahlkammer ist.
Es ist zweckmäßig, daß die ausgefütterte Innenfläche jeder Kammer durch hintereinanderliegende Abschnitte gebildet ist, bei denen der Neigungswinkel der Erzeugenden eines jeden von ihnen größer als der natürliche Böschungswinkel der im entsprechenden Abschnitt befindlichen Mahlkörper ist, wobei jeder nachfolgende Abschnitt eine Stufe mit dem vorhergehenden Abschnitt bildet und wobei der Neigungswinkel der gemeinsamen Erzeugenden der Abschnitte im wesentlichen dem natürlichen Böschungswinkel der Mahlkörper gleich ist, die sich in der entsprechenden Kammer befinden.
Eine solche Ausführung der ausgefütterten Innenfläche jeder der Kammern intensiviert noch mehr die Bewegung der Mahlkörper unter die Zwischenwand, so daß demnach der Arbeitsraum der Kammern unter der Zwischenwand in vollem Maße ausgenutzt wird.
Es ist zweckmäßig, daß an der ausgefütterten Innenfläche jeder Kammer in der Zone ihres langen Teils im halben Kammerquerschnitt Vorsprünge ausgeführt sind, die sich längs der Kammer erstrecken.
Durch diese Ausführung der Vorsprünge an der ausgefütterten Innenfläche wird eine stabile Arbeitsweise der Mahlkörper während des Zyklus in jedem beliebigen Abschnitt jeder der Kammern im Querschnitt des abgestumpften Kegels gewährleistet.
Es ist nicht weniger zweckmäßig, daß die Symmetrieachse der ausgefütterten Innenfläche jeder der Kammern in bezug auf die Längsachse des Gehäuses nach der Seite des kurzen Teils der entsprechenden Kammer versetzt ist.
Eine solche Ausführung der ausgefütterten Innenfläche jeder der Kammern intensiviert den Zerkleiner ungsvorgang und gewährleistet eine gleichmäßige Belastung der Traglager der Kugelmühle während des Zyklus, wobei die Betriebssicherheit der Kugelmühle erhöht wird.
Es ist möglich, daß in der Feinmahlkammer eine ringförmige gelochte Zwischenscheibe auf der Seite des kurzen Teils dieser Kammer in einem Abstand nicht größer als ein Gehäusedurchmesser von der gelochten Zwischenwand vertikal eingebaut ist, und daß der Durchmesser der inneren Bohrung der ringförmigen gelochten Zwischenscheibe 0,2 - 0,4 vom Gehäusedurchmesser.beträgt.
Der Einbau der ringförmigen gelochten Zwischenschenscheibe erhöht den Mahlwirkungsgrad bei Verwendung der Mahlkörper in Form von Kugeln und Zylindern (Cylpebs).
Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Kugelmühle intensiviert wesentlich die Bewegung der Mahlkörper sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung im Mühlengehäuse dank der zwangsläufigen Bewegung der Mahlkörper unter die gelochte Zwischenwand, wobei der Arbeitsraum jeder der Kammern des Mühlengehäuses in vollem Maße ausgenutzt wird, der Zerkleinerungsvorgang intensiviert wird und die Betriebszuverlässigkeit der gelochten Zwischenwand und des Antriebs der Mühle steigt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachstehend wird ein konkretes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Hinweisen auf beigefügte Zeichnungen beschrieben, in denen es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Kugelmühle im Längsschnitt;
Fig. 2 dieselbe mit der ausgefütterten Innenfläche jeder der Kammern, welche Innenfläche durch einzelne Abschnitte gebildet ist, im Längsschnitt;
; Fig. 3 eine Kugelmühle mit Vorsprüngen an der ausgefütterten Innenfläche, im Längsschnitt;
Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV - IV der Fig. 3;
Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V - V der Fig. 3;
Fig. 6 eine Kugelmühle, bei der die ausgefütterte Innenfläche gegenüber der Längsachse des Gehäuses versetzt ist;
Fig. 7 dasselbe, in der Lage des um 180° gedrehten Gehäuses der Mühle;
Fig. 8 einen Schnitt nach Linie VIII - VIII der Fig.6;
Fig. 9 einen Schnitt nach Linie IX - IX der Fig. 7;
Fig. 10 eine Kugelmühle mit einem gelochten ringförmigen Zwischenboden, im Längsschnitt;
Fig. 11 einen Schnitt nach Linie XI - XI der Fig. 10.

Beste Ausbührungsform der Erfindung

Die Kugelmühle, die in der weiteren Beschreibung Mühle genannt wird, enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1), das an den Stirnseiten durch Deckel 2,3 verschlossen ist. In dem Dekkel 2 ist eine Eintrittsöffnung 4 ausgeführt. Im Deckel 3 ist eine Austrittsöffnung (Austragöffnung) 5 ausgeführt. Im Gehäuse 1 ist eine gelochte Zwischenwand 6 unter einem Winkel α zur Längsachse 7 des Gehäuses angeordnet. Die gelochte Zwischenwand 6 unterteilt das Gehäuse 1 in eine Grobmahlkammer 8 und eine Feinmahlkammer 9. Im Inneren ist das Gehäuse 1 mit Futterplatten ausgekleidet, die abgest umpfte Kegel 10, 11 bilden. Die ausgefütterte Innenfläche jeder Kammer 8, 9 ist in Form von abgestumpften Kegeln-ausgebildet, die mit ihren größeren Grundfläche zur gelochten Zwischenwand 6 gekehrt sind.
Die Erzeugende 12 des abgestumpften Kegels 10 der ausgefütterten Innenfläche der Kammer 8 liegt unter einem Winkel 0 zur Längsachse 7 des Gehäuses 1, welcher dem natürlichen Böschungswinkel von (nicht gezeigten) Mahlkörpern im wesentlichen gleich ist, die sich in der Grobmahlkammer 8 befinden.
Die Erzeugende 13 des abgestumpften Kegels 11 der ausgefütterten Innenfläche der Kammer 9 liegt unter einem Winkel β zur Längsachse 7 des Gehäuses 1, welcher dem natürlichen Böschungswinkel von (nicht gezeigten) Mahlkörpern im wesentlichen gleich ist, die sich in der Feinmahlkammer 9 befinden.
Zur Sicherstellung einer gleichen Arbeitsleistung der beiden Kammern 8, 9 der Kugelmühle soll die Grobmahlkammer 8 ein kleineres Volumen als die Feinmahlkammer 9 haben.
Zur Intensivierung der Längsbewegung (der hin- und hergehenden Bewegung) von Mahlkörpern ist die Ausfütterung der Innenfläche der Grobmahlkammer 8a (Fig. 2) durch ringförmige konische Abschnitte 14 gebildet, von denen jeder die Form eines abgestumpften Kegels aufweist, wobei der Neigungswinkel δ₁ der Erzeugenden 15 jedes von diesen Abschnitten größer als der natürliche Böschungswinkel δ von Mahlkörpern ist, die sich in dieser Kammer befinden.
Die Abschnitte 14 weisen eine gleiche Länge und eine in Richtung vom Deckel 2 zur gelochten Zwischenwand 6 hin abnehmende Höhe auf. Eine durch die Spitzen der ringförmigen konischen Abschnitte 14 gezogene Linie 12a liegt unter einem Winkel i zur Längsachse 7 des Gehäuses 1, welcher dem natürlichen Böschungswinkel von Mahlkörpern gleich ist, die sich in der Kammer 8a befinden.
Zur Intensivierung der Längsbewegung von Mahlkörpern in der Kammer 9a ist die Ausfütterung ihrer Innenfläche durch ringförmige konische Abschnitte 16 gebildet, von denen jeder die Form eines abgestumpften Kegels aufweist und bei jedem von welchen der Neigungswinkel B₁ seiner Erzeugenden 17 größer als der natürliche Neigungswinkel β von Mahlkörpern ist, die sich in dieser Kammer befinden.
Die Abschnitte 16 weisen eine gleiche Länge und eine in Richtung vom Deckel 3 zur gelochten Zwischenwand 6 hin abnehmende Höhe auf. Eine durch die Spitzen der ringförmigen konischen Abschnitte 16 gezogene. Linie 13a liegt unter einem Winkel ß zur Längsachse 7 des Gehäuses 1, welcher dem natürlichen Böschungswinkel von Mahlkörpern gleich ist, die sich in der Kammer 9a befinden.
Vor der Austrittsöffnung 5 ist in der Feinmahlkammer 9 ein Gitterrost 18 montiert, der verhindert, daß Mahlkörper und grobe Teilchen des Zerkleinerungsgutes aus dem Mühlengehäuse 1 austreten.
Um eine stabile Arbeitsweise von Mahlkörpern im Querschnitt des Gehäuses 1 sicherzustellen, ist die ausgefüttere Innenfläche der Grobmahlkammer 85 (Fig. 3, 4) mit Vorsprüngen 19 versehen, die im langen Teil der Kammer 8b im halben Querschnitt des Gehäuses 1 angebracht sind, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. An der ausgefütterten Innenfläche der Feinmahlkammer 9b sind Vorsprünge 20 vorhanden, die ebenfalls im langen Teil der Kammer 9b im halben Querschnitt des Gehäuses 1 (Fig. 5) angebracht sind. Die Vorsprünge 19 (Fig. 3) in der Kammer 8b sind an der entgegengesetzten Seite der Innenfläche des Gehäuses 1 in bezug auf die Vorsprünge 20 in der Kammer 9b angebracht.
Die Vorsprünge 19 in der Kammer 8b erstrecken sich vom Deckel 2 bis zur Zwischenwand 6. Die Vorsprünge 20 in der Kammer 9b erstrecken sich vom Deckel 3 bis zur Zwischenwand 6.
Zu einer noch stärkeren Intensivierung des Zerkleinerungsvorgangs und Gewährleistung einer gleichmäßigen Belastung von Lagern 21 (Fig. 6, Fig. 7) während des Zyklus ist die Längsachse 22 der Ausfütterungsfläche eines abgestumpften Kegels 23 in bezug auf die Längsachse 7 des Gehäuses 1 nach der Seite des kurzen Teils einer Kammer 24 um ein Maß "e" (Fig. 6, Fig. 8) versetzt. Die Längsachse 25 eines abgestumpften Kegels 26 in einer Kammer 27 ist nach der Seite des kurzen Teils der Kammer 27 um ein Maß "e" versetzt.
Die Längsachse 25 des abgestumpften Kegels 26 ist in bezug auf die Längsachse 7 des Gehäuses 1 nach der entgegengesetzten Seite bezüglich der Längsachse 22 des abgestumpften Kegels 23 versetzt.
Die Versetzung der Achsen 22, 25 erzielt man durch Veränderung der Ausfütterungsdicken in jeder der Kadern 24, 27. Die Ausfütterung des kurzen Teils jeder der Kammern 24, 27 hat eine kleinere Dicke als die Ausfütterung des langen Teils jeder Kammer 24, 27.
In Fig. 7, Fig. 9 ist eine Lage der Mühle gezeigt, die gegenüber der in Fig. 6, Fig. 8 gezeigten Lage der Mühle um 180° gedreht ist.
Zur Erhöhung des Mahlwirkungsgrades bei Verwendung von Kugeln oder Cylpebs als Mahlkörper ist in einer Mittelmahlkammer 28 (Fig. 10) eine ringförmige gelochte Zwischenscheibe 29 (Fig. 10, Fig. 11) vertikal eingebaut, in deren mittlerem Teil eine Bohrung 30 vorhanden ist. Auf der gesamten Fläche der ringförmigen Zwischenscheibe 29 sind Löcher 31 ausgeführt, durch welche die Teilchen des Zerkleinerungsgutes hindurchgehen.
Die gelochte ringförmige Zwischenscheibe 29 ist auf der Seite des kurzen Teils der Kammer 28 in einem Abstand L von der gelochten Zwischenwand 6 angeordnet, welcher nicht größer als ein Durchmesser D des Gehäuses 1 ist. Der Durchmesser d der inneren Bohrung 30 der ringförmigen gelochten Zwischenscheibe 29 beträgt 0,2 - 0,4 vom Durchmesser D des Mühlengehäuses 1.
In eine Grobmahlkammer 32 und die Mittelmahlkammer 28 werden Kugeln eingebracht; in eine Feinmahlkammer 33 werden zylindrische Mahlkörper (Cylpebs) eingebracht.
Die Kugelmühle arbeitet folgenderweise.
Das Zerkleinerungsgut wird über die Eintrittsöffnung 4 in die Kammer 8 zugeführt. Bei der Drehung des Mühlengehäuses 1 nimmt die gelochte Zwischenwand 6 aufeinanderfolgend charakteristische Stellungen A und B ein, die jeweils in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt sind. In der Stellung A der gelochten Zwischenwand 6 ist die Länge des unteren Arbeitsteils der Grobmahlkammer 8 minimal, die der Feinmahlkammer 9 aber maximal.
In der Stellung B der gelochten Zwischenwand 6 wird die Länge des unteren Arbeitsteils der Grobmahlkammer 8 maximal (sie wächst um den Betrag 1 ₌ D/tg α an, worin D den Innendurchmesser des Mühlengehäuses, und α den Neigungswinkel der gelochten Zwischenwand 6 zur Längsachse 7 bedeuten); die Länge des unteren Arbeitsteils der Feinmahlkammer 9 wird minimal (sie nimmt um 1 ₌ D/tg α ab).
Indem die gelochte Zwischenwand 6 aus der Stellung B in die Stellung A übergeht, schöpft sie die unter der gelochten Zwischenwand 6 im Abschnitt 1 in der Grobmahlkammer 8 befindlichen Mahlkörper, hebt sie auf einen Winkel von 85 - 90° empor und wirft sie entlang der Längsachse 7 des Gehäuses zum Deckel 2 hin weg. Beim Fallen zerkleinern die Mahlkörper die Gutteilchen durch intensive Schläge, durch Zerdrücken und Zerreiben.
Im selben Zeitmoment nimmt die Länge des unteren Arbeitsteils der Feinmahlkammer 9 um die Größe 1 zu. wodurch die Mahlkörper über die geneigte konische Ausfütterung 11 längs der Erzeugenden 13 unter die gelochte Zwischenwand 6 herunterrollen und den freigewordenen Abschnitt 1 der Kammer 9 füllen. In diesem Fall werden die Gutteilchen durch Zerreiben unter der Wirkung der Mahlkörper zerkleinert, die ihre Bewegung sowohl quer als auch entlang der Längsachse 7 des imühlengehäuses 1 vollführen.
Bei der nachfolgenden Drehung des Mühlengehäuses 1 geht die gelochte Zwischenwand 6 aus der Stellung A in die Stellung B über. Hierbei wächst die Länge des unteren Arbeitsteils der Grobmahlkammer 8 bis zur maximalen Größe (sie wird um 1 größer) an. Die Mahlkörper rollen längs der Erzeugenden 12 der konischen Ausfütterung 10 unter die gelochte Zwischenwand 6 auf den Abschnitt 1 herunter, indem sie die Gutteilchen durch intensives Zerreiben zerkleinern.
Im selben Augenblick schlöpft die gelochte Zwischenwand 6 mit ihrer Oberfläche die im Abschnitt 1 in der Kammer 9 befindlichen Mahlkörper und wirft sie entlang der Längsachse 7 zum Deckel 3 hin weg, indem sie das Gut durch Schlag zerkleinert.Alsdann wiederholt sich der Zyklus.
Das Fertigprodukt tritt aus der Mühle über die Austragöffnung 5 aus.
Die ausgefütterte Innenfläche der Kammern 8, 9, die in Form der abgestumpften Kegel 10, 11 ausgebildet ist, welche mit ihren größeren Grundflächen zur gelochten Zwischenwand 6 gekehrt sind, schafft Bedingungen für eine intensivere Bewegung der Mahlkörper entlang der Längsachse 7 des Mühlengehäuses 1 in der Kammer 8 vom Deckel 2 aus unter die gelochte Zwischenwand 6 und in der Kammer 9 vom Deckel 3 aus ebenfalls unter die gelochte Zwischenwand 6. In Richtung des Deckels 2 und des Deckels 3 entlang der Längsachse 7 des Gehäuses 1 werden die Mahlkörper durch die gelochte Zwischenwand 6 zwangsläufig bewegt.
Die Mahlkörper nehmen in jeder der Kammern 8,9 eine solche Lage ein, bei der ihre Oberfläche (in Fig. bedingt nicht gezeigt) unter einem Winkel zu liegen kommt, der dem natürlichen Böschungswinkel der in der Kammer befindlichen Mahlkörper von δ, β gleich ist, das heißt, die Oberfläche der Mahlkörper ist nach derselben Seite wie auch die gelochte Zwischenwand 6 hin geneigt. Da die Neigungswinkel δ, β der Erzeugenden 12, 13 den natürlichen Bäschungswinkeln der Mahlkörper gleich sind, so verlieren die(kugelförmigen) Mahlkörper ihr Gleichgewicht in der Längsrichtung und rollen selbsttätig entlang der Längsachse 7 des Gehäuses 1 zur gelochten Zwischenwand 6, indem sie den Arbeitsraum der Kammern 8,9 im Abschnitt l gleichmäßig ausfüllen.
Wenn aber die Neigungswinkel δ und β der Erzeugenden 12 und 13 der abgestumpften Kegel 10 und 11 kleiner als der natürliche Böschungswinkel der Mahlkörper sind, die sich jeweils in den Kammern 8 und 9 befinden, erreichen die Mahlkörper, die sich entlang der Längsachse 7 des Gehäuses 1 bewegen, nicht die gelochte Zwischenwand 6 im Abschnitt ℓ des Gehäuses l.
Infolgedessen wird das Volumen der Kammern 8 und 9 des Mühlengehäuses 1 nicht vollständig ausgenutzt, was den Mahlwirkungsgrad herabmindert.
Da in die Kammern 8, 9 des Mühlengehäuses die Mahlkörper eingebracht werden, die einen verschiedenen natürlichen Böschungswinkel haben, so weisen die Erzeugenden 12,13 der abgestumpften Kegel verschiedene Neigungswinkel δ, β auf.
Wenn die ausgefütterte Innenfläche jeder der Kammern 8,9 durch die konischen ringförmigen Abschnitte 14, 16 gebildet ist, so wächst die Intensität der Längsbewegung der Mahlkörper von den Deckeln 2, 3 zur gelochten Zwischenwand 6 hin an. Infolgedessen steigt der Mahlwirkungsgrad beim Zerkleinern des Gutes.
Mit der Vergrößerung der Neigungswinkel δ₁ und β₁ der Erzeugenden 15, 17 der ringförmigen konischen Abschnitte 14, 16 steigt die Intensität der Längsbewegung der Mahlkörper von den Deckeln 2, 3 zur gelochten Zwischenwand 6 hin und umgekehrt sinkt mit der Verringerung der Winkel δ₁ und β₁ die Intensität der Längsbewegung der Mahlkörper und folglich die Effektivität des Zerkleinerungsvorgangs.
Das Volumen der Grobmahlkammer H soll kleiner als das Volumen der Feinmahlkammer 9 sein. Dies erklärt sich durch folgendes. In die Grobmahlkammer 8 kommt über die Eintrittsöffnung 4 ein Ausgangsprodukt, dessen Teilchen Strukturdefekte (Mikrorisse, Poren, leicht zu zerkleinernde Einschlüsse) aufweisen, wobei infolgedessen für deren Zerkleinerung eine kleinere Arbeit aufgewandt wird.
Aus der Kammer 8 gelangen durch die gelochte Zwischenwand 6 hindurch in die Kammer 9 Gutteilchen, deren Strukturdefekt auf ein Minimum vermindert ist, und diese Teilchen werden schwieriger zerkleinert. Folglich ist für die nachfolgende Zerkleinerung des Gutes in der Kammer 9 ein größerer Arbeitsaufwand erforderlich, und dazu muß in der Kammer 9 eine große Masse (Menge) von Mahlkörpern vorhanden sein. Demnach soll also das Volumen der Kammer größer als das der Kammer 8 sein.
Eine Mühle, bei der an der Innenfläche ihrer Ausfütterung die Vorsprünge 19 (Fig. 3), 20 angebracht sind, arbeitet folgendermaßen. Es wird die Arbeit der Kammer 8b betrachtet. Während der Drehung des Gehäuses 1 hat die Kammer 8b in der in Fig. 3 dargestellten Lage die minimale Länge 1₁, die Mahlkörper in der Kammer nehmen ein maximales Niveau ein,welches eine wasserfallähnliche Arbeitsweise der Mahlkörper gewährleistet. In dieser Lage ist im unteren kurzen Teil der Kammer 8b die ausgefütterte Oberfläche glatt, d.h., sie weist keine Vorsprünge auf. Bei der nachfolgenden Drehung nimmt die gelochte Zwischenwand 6 die Stellung 6a ein. Beim Übergang der gelochten Zwischenwand aus der Lage 6 in die Lage 6a werden die Mahlkörper von der Oberfläche dieser Zwischenwand geschöpft, auf einen Winkel von 85 - 90° emporgehoben und entlang der Längsachse 7 des Gehäuses 1 heruntergeworfen, wobei das Gut zerkleinert wird.
In der Stellung 6a, die die gelochte Zwischenwand einnimmt, nimmt die Länge des unteren Arbeitsteils der Kammer 8 um 1 ₌ D/tg α zu. Infolgedessen sinkt das Niveau der in der Kammer 8b befindlichen Mahlkörper auf ein Minimum ab.
In dieser Stellung nehmen die Vorsprünge 19 an der ausgefütterten Oberfläche die untere Lage ein (diese Lage ist in Fig. 3 nicht gezeigt).
Bei der nachfolgenden Drehung des Gehäuses 1 werden die Mahlkörper von den Vorsprüngen 19 mitgenommen, auf einen Winkel von 85 - 90° emporgehoben und entlang der Längsachse 7 des Gehäuses 1 abgeworfen, wobei sie das Gut zerkleinern. Dann wiederholt sich der Zyklus.
Ahnlich arbeiten die Mahlkörper in der Kammer 9, nur ist ihre Bewegung um 180 phasenversetzt.
Das Fertigprodukt wird aus dem Mühlengehäuse über die Austrägsöffnung 5 herausgeführt.
Wenn das Volumen der Grobmahlkammer 8 gleich oder größer als das Volumen der Kammer 9 ist, so wird die Arbeitsleistung der Kammer 8 höher als die Arbeitsleistung der Kammer 9, was dazu führt, daß in die Kammer 9 eine überschüssige Menge des Zerkleinerungsgutes gelangt, und der Mahlwirkungsgrad sinkt.
Bei der Arbeit der Kugelmühle wird dadurch, daß die Masse der in den Kammern 24, 27 befindlichen Mahlkörper gleichbleibt und die Länge des unteren Arbeitsteils jeder von den Kammern 24, 27 sich während des Zyklus vom Minimal-- bis zum Maximalwert verändert, auch die Lage des Massenmittelpunktes der Mahlkörper in bezug auf die Längsachse 7 des Gehäuses 1 (Fig. 6, Fig. 9) geändert. Dies führt dazu, daß die Höhe der Belastung, die von den Traglagern 21 aufgenommen wird, sich ebenfalls vom Maximal- bis zum Minimalwert ändert (die Belastung pulsiert).
Zur Stabilisierung der Höhe der Belastung, die von den Traglagern 21 aufgenommen wird, ist-die Ausfütterung der Innenfläche zweckmäßig so wie in Fig. 6 bis Fig. 9 gezeigt auszuführen.
Die Ausfütterung des Gehäuses 1 (Fig. 6) der Kugelmühle wird folgenderweise ausgeführt.
In der in Fig. 6, Fig. 8 gezeigten Stellung des Gehäuses 1 und der gelochten Zwischenwand 6 beträgt die Schichtdicke von Mahlkörpern 34 in der Kammer 24 maximal h_l. Der Schwerpunkt "C" der Mahlkörper 34 liegt in einem Abstand R_cvon der Längsachse 7 (Drehachse) des Gehäuses.
Zu gleicher Zeit haben die Mahlkörper 35 in der Kammer 27 eine minimale Schichthöhe h₂, und der Abstand von der Längsachse 7 des Gehäuses 1 bis zum Schwerpunkt "K" der Mahlkörper 36 in der Kammer 27 ist gleich R_k.
Während der Drehung des Gehäuses 1 nimmt die gelochte Zwischenwand 6 nach einer halben Umdrehung eine in Fig. 7 gezeigte Stellung ein.
Die Länge des unteren Arbeitsteils der Kammer 24 nimmt bis zum Maximalwert zu. Die Schichthöhe h₁' der in der Kammer 24 befindlichen Mahlkörper 34 wird minimal. Der Schwerpunkt "C" der Mahlkörper 34 in der Kammer 24 verlagert sich in die Lage R'_c. Hierbei befindet sich unter den Mahlkörpern bei dieser Lage des Gehäuses 1 (Fig. 7) der lange Teil der Kammer 24, welcher eine größere Dicke aufweist. Infolgedessen wird der Abstand R'_c zwischen dem Schwerpunkt C¹ der in der Kammer 24 befindlichen Mahlkörper und der Längsachse 7 bei der in Fig. 7 dargestellten Lage ein ebensolcher sein wie auch der Abstand R_c bei der in Fig. 6 dargestellten Lage des Gehäuses 1. Folglich wird das Drehmoment eine und dieselbe Größe haben, d.h., es bleibt während des Zyklus gleich; die Belastung der Traglager 21 verändert sich auch nicht.
Ähnlich erfolgt die Bewegung der Mahlkörper in der Kammer 27. Bei der in Fig. 7 gezeigten Lage des Gehäuses 1 wird die Länge des unteren Arbeitsteils der Kammer 27 minimal. Die Schichthöhe h₂ der in der Kammer 27 befindlichen Mahlkörper 35 wird maximal. Der Schwerpunkt der in der Kammer 27 befindlichen Mahlkörper 35 verlagert sich in die Lage K^l. Dabei ändert sich der Abstand R_k vom Schwerpunkt K¹ bis zur Längsachse 7 nicht, weil unter den Mahlkörpern 35 bei dieser Lage des Gehäuses 1 sich der die minimale Dicke aufweisende Teil der Ausfütterung des abgestumpfen Kegels 26 befindet. Bei der Bewegung der Mahlkörper 35 in der Kammer 27 während des Zyklus bleibt das Drehmoment größenmäßig gleich. Infolgedessen verändert sich auch die Belastung der Traglager 21 während des Zyklus größenmäßig nicht.
Wenn die Längsachsen 22 und 25 der abgestumpfen Kegel 23, 26 mit der Längsachse 7 des Gehäuses zusammenfallen (wie dies bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen der Fall war), wird die Ausfütterung des langen und des kurzen Teils der Kammern 24, 27 eine gleiche Dicke haben.
Und da sich während des Zyklus die Schichthöhe h der Mahlkörper in jeder der Kammern ändert, so verändert sich auch der Abstand R und R_k vom Massenmittelpunkt der Mahlkörper bis zur Längsachse 7, und folglich ändern sich größenmäßig das Drehmoment und die Belastung der Traglager 21.
Bei Verwendung von Mahlkörpern, die verschiedene Form aufweisen, beispielsweise Kugeln und Zylinder, wird die Kugelmühle so wie in Fig. 10 gezeigt ausgeführt und arbeitet folgendermaßen.
Bei der Drehung des Mühlengehäuses 1 arbeiten die Mahlkörper (die Kugeln), die sich in den Kammern 32 und 28 beiderseits der gelochten Zwischenwand 6 befinden, ebenso wie in den für Fig. l, Fig. 2 behandelten Fällen. Die in der Kammer 33 befindlichen Mahlkörper (Cylpebs) steigen unter der Wirkung der Fliehkraft auf einen Winkel von 40 - 50°, rollen über die Oberfläche der Böschung herunter und zerkleinern das Gut durch Zerdrücken und Zerreiben. Das Fertigprodukt wird aus der Kammer 33 über die Austragöffnung 5 im Deckel 3 herausgeführt. Hierbei vollführen die Mahlkörper in den Kammern 32, 28 eine Quer- und Längsbewegung, während sie in der Kammer nur eine Querbewegung ausführen.
Der Durchmesser d der inneren Bohrung 30 der gelochten Zwischenscheibe 29, welcher (0,2 - 0,4) D gleich ist, verhindert den Übergang des Cylpebses aus der Kammer 33 in die Kammer 28 und umgekehrt der Kugeln aus der Kammer 28 in die Kammer 33 bei Koeffizienten der Beschickung der Kammern 28, 33 mit Mahlkörpern gleich 0,3 - 0,4. Mit einer Vergrößerung des Durchmessers d der Bohrung 30 bis auf 0,45 D und darüber gehen die Mahlkörper aus der Kammer 28 in die Kammer 33 und umgekehrt über. Infolgedessen vermischen sich die Mahlkörper in den benachbarten Kammern 28 und 33, und der Mahlwirkungsgrad sinkt.
Wird der Durchmesser d der Bohrung 30 kleiner als 0,2 D ausgeführt, so verringert sich der Durchgangsquerschnitt der gelochten ringförmigen Zwischenscheibe 29, nimmt der Stromungswiderstand der Mühle zu und werden die Aspirationsbedingungen schlechter - der Mahlwirkungsgrad sinkt.
Eine Verringerung des Abstandes L zwischen der gelochten ringförmigen Zwischenscheibe 29 und der gelochten Zwischenwand 6 führt zur Erhöhung von Axialbelastungen, die von seiten der Kammer 28 auf die gelochte ringförmige Zwischenscheibe 29 wirken, was ihre Betriebszuverlässigkeit herabsetzt.
Bei einer Vergrößerung des Abstandes zwischen der gelochten ringförmigen Zwischenscheibe 29 und der gelochten Zwischenwand 6 verringert sich die Länge der Feinmahlkammer 33 und die Masse der in ihr befindlichen Mahlkörper (Cylpebs) nimmt ebenfalls ab, wodurch der Mahlwirkungsgrad und die Qualität des Fertigproduktes sinken.
Wenn man im Gehäuse 1 der mit der gelochten Zwischen-wand 6 ausgestatteten Mühle keine gelochte ringförmige Zwischenscheibe einbaut, jedoch in einer der Kammern Mahlkörper in Form von Zylindern verwendet, so geht der Mahlwirkungsgrad sprunghaft zurück.
Dies erklärt sich durch folgendes. Die Cylpebs (Zylinder) weisen einen großen natürlichen Böschungswinkel und als Folge davon eine wesentlich geringere Längsbeweglichkeit auf. Bei der Drehung des Gehäuses 1 verschieben sich die Cylpebs nicht in die Zone 1 unter die gelochte Zwischenwand, der Arbeitsraum der Kammer wird nicht vollständig ausgenutzt, der Mahlwirkungsgrad sinkt.
Dank einer Intensivierung der Längsbewegung der Mahlkörper, einer rationellen Ausnutzung des Volumens der Mühlenkammern, einer Stabilisierung der Arbeitsweise der Mahlkörper sowohl in der Quer- als auch in der Längsrichtung entlang dem Mühlengehause steigt der Mahlwirkungsgrad und sinkt der spezifische Energieverbrauch.

Gewerbliche Verwertbarkeit

Am zweckmäßigsten ist diese Erfindung in der Zementindustrie, im Erzbergbau und in anderen Industriezweigen anzuwenden, wo es erforderlich ist, eine Feinzerkleinerung von Stoffen vorzunehmen.

Claims

1. Kugelmühle, die ein drehbares Gehäuse (1) mit ausgefütterter Innenfläche und stirnseitigen Böden (2,3) mit einer Eintrittsöffnung (4) und einer Austrittsöffnung (5) enthält, in welchem Gehäuse unter einem Winkel (α) zu seiner Längsachse (7) zumindest eine gelochte Zwischenwand (6) angeordnet ist, die das Gehäuse in Grob- und Feinmahlkammern (8, 9) unterteilt, welche mit Mahlkörpern beschickt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgefütterte Innenfläche der Kammern (8,9) in Form von abgestumpfen Kegeln (10,11) ausgebildet ist, die mit ihren größeren Grundflächen zur gelochten Zwischenwand (6) gekehrt sind und bei denen der Neigungswinkel (δ, β) ihrer Erzeugenden (12, 13) im wesentlichen dem natürlichen Böschungswinkel der Mahlkörper gleich ist, die sich in der entsprechenden Kammer (8,9) befinden, wobei das Volumen der Grobmahlkammer (8) kleiner als das Volumen der Feinmahlkammer (9) ist.

2. Kugelmühle nach Anspruch 1, dadurch gekenn-zeichnet, daß die ausgefütterte Innenfläche der Kammer (8a,9a) durch hintereinanderliegende Abschnitte (14,16) gebildet ist, bei denen der Neigungswinkel der Erzeugenden (15, 17) eines jeden von ihnen größer als der natürliche Böschungswinkel der im entsprechenden Abschnitt befindlichen Mahlkörper ist, wobei jeder nachfolgende Abschnitt (14, 16) eine Stufe mit dem vorhergehenden Abschnitt bildet und wobei der Neigungswinkel der gemeinsamen Erzeugenden (12a,13a) der Abschnitte (14, 16) im wesentlichen dem natürlichen Böschungswinkel der Mahlkörper gleich ist, die sich in der entsprechenden Kammer befindet.

3. Kugelmühle nach Anspruch lader Anspruch 2, d_a- durch gekennzeichnet, daß an der ausgefütterten Innenfläche jeder Kammer (8b, 9b) in der Zone ihres langen Teils im halben Kammerquerschnitt Vorsprünge (19,20) ausgeführt sind, die sich längs der Kammer (8b, 9b) erstrekken.

4. Kugelmühle nach Anspruch 1, dadurch gekenn-zeichnet, daß die Symmetrieachse (22, 25) der ausgefütterten Innenfläche jeder der Kammern (24, 27) in bezug auf die Längsachse (7) des Gehäuses (1) nach der Seite des kurzen Teils der entsprechenden Kammer (24, 27) versetzt ist.

5. Kugelmühle nach Anspruch 1, dadurch geken n-zeichnet, daß in der Feinmahlkammer (28) eine ringförmige gelochte Zwischenscheibe (29) auf der Seite des kurzen Teils dieser Kammer (23) in einem Abstand (L ) nicht größer als ein Durchmesser des Gehäuses (1) von der gelochten Zwischenwand (6) vertikal eingebaut ist, und daß der Durchmesser (d) der inneren Bohrung (30) der ringförmigen gelochten Zwischenscheibe (29) 0,2 - 0,4 vom Durchmesser (D) des Gehäuses (1) beträgt.