EP0369149B1 - Stirring ball mill - Google Patents
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- EP0369149B1 EP0369149B1 EP89118377A EP89118377A EP0369149B1 EP 0369149 B1 EP0369149 B1 EP 0369149B1 EP 89118377 A EP89118377 A EP 89118377A EP 89118377 A EP89118377 A EP 89118377A EP 0369149 B1 EP0369149 B1 EP 0369149B1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
- B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
- B02C17/161—Arrangements for separating milling media and ground material
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Definitions
- the invention relates to an agitator ball mill according to the preamble of claim 1.
- Agitator ball mills for the comminution of solids have been known for a long time. In practice, they are used almost exclusively for so-called wet grinding, i.e. the solids to be ground are suspended or dispersed with a liquid, e.g. Water, solvent, binder solution or the like., Crushed and at the same time dispersed in the liquid. It has also already become known to use agitator ball mills for so-called dry grinding, i.e. for crushing solids without the presence of a liquid. In practice, however, this has not proven successful.
- wet grinding i.e. the solids to be ground are suspended or dispersed with a liquid, e.g. Water, solvent, binder solution or the like., Crushed and at the same time dispersed in the liquid.
- agitator ball mills for so-called dry grinding, i.e. for crushing solids without the presence of a liquid. In practice, however, this has not proven successful.
- an agitator ball mill with a substantially vertically arranged cylindrical grinding container in which a concentrically arranged agitator is arranged to be driven at high speed.
- This consists of a stirring shaft with attached, essentially radially projecting stirring tools in the form of annular disks or stirring arms or the like.
- the grinding room This agitator ball mill is filled, for example, with sand as a grinding aid or with corresponding grinding aids made of glass, steel or another suitable hard material up to 75% of its free volume.
- a ground material suspension is pressed into the grinding chamber at the lower end of the grinding container by means of a pump and leaves the grinding chamber at the upper end after passing through a grinding material-grinding aid separating device.
- This has a ring fastened to a cover of the grinding container and a disk rotating with the agitator shaft. Between this and the ring, a separating gap which widens conically outwards from the grinding chamber is formed, the width of which is smaller than the diameter of the smallest auxiliary grinding bodies used.
- the gap width can be adjusted by axially shifting the disc relative to the ring.
- Such a separation device can - in contrast to a simple sieve or the like.
- agitator ball mills which can also be arranged horizontally or in an inclined intermediate position between vertical and horizontal, so-called dry grinding of solids is not possible.
- These known agitator ball mills are usually surrounded by a tempering jacket which encloses the grinding chamber wall and which is usually used for cooling, ie for dissipating the energy introduced during grinding and converted into heat. Especially with highly viscous regrinds, the viscosity increases very markedly with decreasing temperature.
- Agitator ball mills for use in dry comminution of solids have become known.
- the basic structure of the agitator ball mill namely an approximately vertically arranged cylindrical grinding container and a high-speed driven agitator arranged concentrically therein and a partial filling of the grinding aid of the grinding chamber, has been retained.
- the solid to be comminuted is fed to the grinding chamber from below by means of air and leaves the grinding chamber using the transport effect of the air flow at the upper end.
- the residence time of the solid particles to be comminuted in the grinding chamber is so varied that the grinding result is completely unsatisfactory, since the particle size of the solid is not sufficiently uniform.
- the regrind accumulates on the wall of the grinding chamber and leads to a coating of such thickness that the operation of the mill can be considerably disturbed.
- annular gap ball mill for the continuous fine grinding of mineral hard materials, in which a rotor is arranged in a closed grinding container, the outer surface of which limits a grinding gap with the inner surface of the grinding container. Auxiliary grinding bodies are arranged in this grinding gap. The top and bottom of the rotor taper in opposite directions. Not only the rotor but also the grinding bowl is provided with its own rotary drive. To change the grinding gap width, the rotor or the grinding container can be moved transversely to the central axes of the rotor and grinding container, whereby a variable eccentricity between the rotor and grinding container can be achieved. Free movement of the grinding aids is not guaranteed here either.
- an agitator ball mill of the generic type in which the grinding container can be driven in rotation about the central longitudinal axis of the grinding chamber, which is concentric with the agitator axis, in order to prevent the centrifugal forces exerted on the auxiliary grinding bodies by this to flow through a radially inner outlet opening.
- the auxiliary grinding bodies are largely removed from the influence of the stirring tools, so that the grinding action of this stirred ball mill is very low.
- the grinding stock and auxiliary grinding body would accumulate on the rotating inner wall of the grinding chamber, so that the grinding stock and auxiliary grinding body would not move relative to one another.
- a preparation and comminution device which consists of a rotatable drum with rotors arranged therein.
- This device is used to process, prepare, mix and shred voluminous, bulky, coarse and hard materials.
- the rotors are equipped with splitting tools which "impact rip" the materials to be shredded. Brittle fragile materials are mainly impacted, while tough materials are torn.
- balls can be entered into this device, in which case the splitting tools of the rotors serve as spinning tools. These balls only serve as a comminution aid, in particular by subjecting the materials to be comminuted to a surface. A fine comminution like in agitator ball mills is not possible with this.
- the invention has for its object to develop an agitator ball mill of the generic type so that both wet comminution and dry comminution is possible.
- the agitator ball mill according to the invention can be used to carry out both the wet grinding processes customary for agitator ball mills, i.e. Wet comminution processes as well as a so-called dry comminution can be carried out.
- the eccentric arrangement of the agitator to the grinding chamber ensures on the one hand the free mobility of the auxiliary grinding bodies, and on the other hand forms compression and dispersion zones, which both improve the heat transport and prevent the formation of deposits on the inside of the container, so that the interaction of the eccentric Arrangement of the agitator relative to the grinding chamber as well as the independent rotary movement of the grinding chamber wall are essential.
- the speed or the peripheral speed of the grinding chamber wall is important for the frequency of the stress on each individual grinding material particle, while the speed of the agitator is important for the intensity of the processing.
- the speed of the grinding bowl must be matched to the speed of the agitator.
- the eccentricity of the agitator relative to the grinding chamber is also important for grinding.
- greater eccentricity ie with a smaller radial distance from the outer circumference of the agitator to the grinding chamber wall, the shear forces, triggered by the rotating movements of the grinding container and agitator, are brought to act on the material to be ground in a spatially smaller extent.
- the influence of the crescent-shaped, gap-shaped intensive grinding chamber that is to say the part of the grinding chamber with a narrow cross-section, increases, which the ground material has to pass because of the transport effect of the rotating grinding container.
- the regrind After passing through the zone of extreme stress, the regrind enters a so-called dispersion zone, which is also still in the narrowed cross-sectional area.
- the dispersion zone the newly created surfaces of the comminuted regrind particles are wetted, for example, with the liquid, so that not only is a re-agglomeration avoided, but also a stabilization of the regrind suspension or regrind dispersion is achieved. This effect of crushing and subsequent dispersion repeated. Even with dry comminution, a re-agglomeration in the narrowed cross-sectional area following the narrowest cross-sectional area between the agitator and the grinding chamber wall is avoided.
- the deflector assigned to the grinding chamber wall which can also act as a scraper at the same time, makes it possible to direct the material to be ground and the grinding aid into the area of optimal grinding stress. The effects described are thus further optimized. Advantageous details regarding the arrangement and configuration of the deflector result from claims 2 to 4.
- the measures according to claim 7 result in the deflector being in the region of particularly low grinding media concentrations.
- the development according to claim 11, in particular in the supplement according to claim 12, is particularly advantageous in the case of dry grinding.
- By adjusting the speed of the agitator and grinding container in a targeted manner a particularly favorable shape of the drum-shaped surface of the mixture of grinding material and auxiliary grinding body can be achieved.
- the rotational movement of the grinding container also results in a certain visual process, according to which coarser particles get more into the radially outer areas of the grinding chamber. As a result, the grinding process is improved by the greater concentration of auxiliary grinding bodies in the radially outer region.
- the purge air supply supports the viewing process.
- the grinding chamber floor is displaceable in the direction of the central longitudinal axis of the grinding chamber, the relative grinding aid body filling of the grinding chamber and thus the grinding effect can be changed. Furthermore, in connection with the measures according to claims 11 and 12, the distance of the drum-shaped surface of the regrind-auxiliary material mixture relative to the suction device can be adjusted.
- the measures according to claims 18 and 19 enable dry grinding or wet grinding of regrind of extremely high viscosity in a special way.
- the training according to claims 2o to 23 creates a particularly favorable option to set a variable separation gap width, the possibility of pulling the auxiliary grinding bodies out of the grinding chamber.
- the measures according to the invention can generally be used in continuously operating agitator ball mills, to which ground material to be ground is continuously fed and ground material is removed in a corresponding manner, but can also be used in batch-type agitator ball mills. Overall, however, the measures according to the invention are of greater advantage in the case of continuously operating stirred ball mills.
- the agitator ball mill shown in FIG. 1 has an essentially cylindrical grinding container 1 which is provided with a temperature control jacket 2.
- a temperature control jacket 2 In the tempering jacket 2 on the one hand an inlet 3 and on the other hand an outlet 4 for a tempering medium, that is to say for a cooling or heating medium, flows through the tempering jacket 2 in accordance with the flow direction arrow 5 shown there.
- the cylindrical grinding container 1 has a central longitudinal axis 6 which runs vertically, ie the grinding container 1 is vertical.
- the grinding container 1 is closed at the bottom by a bottom 7 running vertically to the axis 6.
- the grinding container 1 is supported over a rotary bearing 8, which is arranged concentrically to the axis 6 and is designed as an axial ball bearing, in relation to one that is only indicated Machine frame 9 from, ie the grinding container 1 is rotatable about its central longitudinal axis 6.
- a rotary drive for the grinding container 1 is a grinding container drive motor 10, which is supported with respect to the machine frame 1, the shaft 11 of which is arranged parallel to the axis 6 and drives the grinding container 1 via a friction wheel gear 12.
- a friction wheel 13 is attached to the shaft 11, which rests against an annular cylindrical friction surface 14 attached to the outside of the grinding container 1. Due to the large difference between the diameter of the annular cylindrical friction surface 14 on the one hand and the friction wheel 13 on the other hand, the grinding container 1 can be driven at a relatively low speed.
- An agitator 15 is arranged in the grinding container 1, which essentially and in this respect consists in the usual way of an agitator shaft 16 and agitating tools 17 arranged on the latter.
- the stirring tools 17 can be stirring disks with through openings 18.
- the agitator shaft 16 is overhung in its upper area opposite the bottom 7 in an agitator shaft bearing 19. This bearing is held in a non-rotatable end cover 2o which is supported in a manner not shown relative to the machine frame 9. Between the cover 2o and a grinding container cover 21 there is a seal 22 which is arranged concentrically to the central longitudinal axis 6 of the grinding container.
- the agitator 15 is connected to the machine frame 9 in a manner not shown Agitator drive motor 23 driven, the shaft 24 of which runs parallel to the agitator axis 25.
- the drive is transmitted to the agitator shaft 16 by means of a belt drive 26.
- the agitator axis 25 and the central longitudinal axis 6 run parallel to one another and are offset from one another by an eccentricity e.
- addition devices for various components are arranged which are to be brought together and treated in the grinding container 1.
- it is a feed screw 27, by means of which solid to be comminuted via an input funnel 28 is conveyed into an addition pipe 29 and through this into the grinding chamber 3o located in the grinding container 1.
- a feed pipe 31 is provided which leads through the cover 2o into the grinding chamber 3o and through which liquid is supplied by means of a pump 32.
- the grinding chamber 3o is at least 5o% filled with auxiliary grinding bodies 33. This information relates to the bulk volume of the auxiliary grinding bodies 33 in the free grinding space 3o.
- the free grinding space 3o is equal to the volume of the grinding container 1 minus the volume of the agitator 15 located in it.
- an annular gap separating device 35 is provided, in which between one in the bottom 7 of the Grinding container 1 mounted concentrically to its axis 6 and with this circumferential ring 36 and a disc 37 a separation gap 38 is formed, the width a of which is significantly smaller than the diameter b of the smallest auxiliary grinding bodies 33 used. Usually, the width a is smaller than that half smallest diameter b.
- the disk 37 can be driven in rotation about the axis 6 by means of a drive (not shown).
- annular gap separators 35 are generally known in agitator mills.
- the temperature control medium is fed in through the inlet 3 and discharged through the outlet 4 via a conventional rotary pipe coupling 39, which is sealed off from the machine frame 9 by means of a seal 4o.
- a deflector 41 is arranged in the grinding chamber 3o, which is located in the vicinity or on the cylindrical grinding chamber wall 42 of the grinding container 1, which wall defines the outside of the grinding chamber 3o. It extends essentially over the axial length of the cylindrical grinding chamber wall 42. It is connected to the non-rotatable cover 20 or the bearing 19 fixedly connected thereto by means of an upper holding arm 43 which extends essentially radially inwards. As can be seen in particular from FIGS.
- Deflectors 41 provided with the deflection surface 44 facing the axis 6 are not arranged radially and not tangentially to the cylindrical grinding chamber wall 42, but instead are set at an angle c relative to a tangent 45 to the grinding chamber wall 42, which is between 10 and 50 °.
- the deflector 41 is always arranged in such a way that it deflects an impinging regrind-auxiliary material flow radially inwards, for which purpose it is of course sufficiently rigid or rigid. It has a tip 46 facing the grinding chamber wall 42, so that it can also act as a grinding chamber wall wiper.
- the width f of the deflector 41 in cross section is approximately 5 to 20% of the diameter D of the grinding chamber 3o.
- the eccentricity e is approximately 2.5 to 15% of the grinding chamber diameter D.
- the deflector 41 tapers from top to bottom, ie its width f adjacent to the bottom 7 is smaller than at the upper end. The purpose of this is to avoid pressing the auxiliary grinding bodies 33, in particular when starting up the agitator ball mill.
- the above range of the width f relates to the wide and the narrow end of the deflector 41.
- the direction of rotation 47 of the agitator 15 will generally be opposite to the direction of rotation 48 of the grinding container 1 (see FIG. 2).
- the peripheral speed of the agitator 15 should be greater than the peripheral speed of the grinding chamber wall 42 in order to achieve higher flow rates of the grinding stock in the area of the agitator 15 and in particular in the area between the stirring tools 17, since the free flow cross-section for the regrind in this area is reduced due to the presence of the stirring tools 17.
- the direction of rotation 47 'of the agitator 15 can also run in the same direction as the direction of rotation 48 of the grinding container 1 (see Fig. 3).
- Such a co-directional drive of grinding container 1 and agitator 15 can be expedient in the case of difficult-to-flow regrind, since this can prevent the difficult-to-flow regrind from being circulated in certain areas, which would otherwise occur when opposing currents meet when the opposing drive of grinding container 1 and Agitator 15 could be the case.
- a pump effect occurs in the area of a narrowing of the grinding chamber cross section between agitator 15 and grinding chamber wall 42 due to the eccentric arrangement of the agitator 15 relative to the grinding container 1, which prevents the ground material from being circulated only locally.
- the deflector 41 is arranged in the opposite direction at the start of such a narrowed cross-sectional area 49 between the grinding chamber wall 42 and the agitator 15, the narrowed cross-sectional area 49 being the half of the grinding chamber in which the agitator 15 is arranged and which is characterized by a ( imaginary), the axis 6 receiving center-longitudinal plane is limited, which is normal to a plane that receives the axes 6 and 25.
- the deflector 41 according to FIG. 3 is arranged at the end of the narrowed cross-sectional area 49.
- the emerging flows are represented by the flow direction arrows 5o (Fig. 2) and 5o '(Fig. 3).
- the comminution effect itself takes place in the usual manner in that the auxiliary grinding bodies 33 are accelerated or decelerated by the agitator or the grinding chamber wall 42 and the solids in the material to be ground are crushed and dispersed in the liquid by the movement of the auxiliary grinding bodies 33.
- the smallest distance h between the agitator 15 and the grinding chamber wall 42, that is to say between the respective outer end of a stirring tool 17 and the grinding chamber wall 42, is in the range from 3 to 15% of the diameter D of the grinding chamber 3o.
- the total volume of the agitator 15 is small in relation to the volume of the grinding chamber 3o. In any case, it is at most 2o% of the volume of the grinding chamber 3o.
- the volume of the agitator 15 will regularly be less than 10% of the volume of the grinding chamber 30.
- millbase is fed as a suspension, ie in the form of solids suspended in liquid, by means of a millbase pump 51 via a millbase feed line 52 through the bottom 7a of the grinding container 1a.
- the feed takes place by means of a known pipe-rotary coupling 39a, through which the inlet 3 and the outlet 4 for the temperature control medium are also guided.
- the ground material is removed in the upper area of the grinding container 1a by an annular gap separating device 53. This has a separating gap 54 which is formed between a ring 55 which is fixedly connected to the upper side of the grinding container 1a and a cover plate 56 attached to the agitator shaft bearing 19 is.
- auxiliary grinding bodies 33 With regard to its width in relation to the diameter of the smallest auxiliary grinding bodies 33, what has been said above with regard to FIG. 1 applies.
- the ground material freed from auxiliary grinding bodies 33 runs behind the separating device 53 into an annular outlet cup 57 and from there into an outlet channel 58.
- the bearing 19 is fastened to the machine frame 9 by means of a support arm 59.
- the deflector 41a is fastened to the cover plate 56 and is thus also stationary with respect to the grinding container 1a and the agitator 15.
- the grinding container 1b is only shown for the sake of simplifying the drawing without a temperature jacket.
- cover 2ob which is firmly connected to the agitator shaft bearing 19, it has a regrind feed opening 6o through which the regrind either as a dry solid, as a premixed suspension or in separate addition streams of solid and liquid can be entered into the grinding chamber 3o.
- the bearing 19 and thus also the cover 2ob are supported against the machine frame 9b by means of a support arm 59, which is only indicated.
- a grinding material-grinding aid separating device 61 which has an outlet plate 62 inserted into the bottom 7b, the outlet openings 63 of which have a diameter g which is significantly larger than the diameter b is the auxiliary grinding body 33.
- a closure plate 64 which is arranged below the outlet plate 62 and is supported on an angle lever 66 via a rotary bearing 65, is also provided.
- the angle lever 66 is pivotally mounted on the machine frame 9b with its central pivot bearing 67.
- an adjusting drive 68 designed as a hydraulically or pneumatically actuatable piston-cylinder drive acts, which is also supported on the machine frame 9b.
- the outlet openings 63 of the outlet plate 62 expand in the shape of a truncated cone, that is to say conically downwards.
- Corresponding fillers 69 are arranged in them and are arranged on the closure plate 64. If the closure plate 64 is brought into its next position to the outlet plate 62 by appropriate actuation of the adjustment drive 68, then a filler 69 closes an outlet opening 63 of the outlet plate 62. When the adjustment drive 68 has moved into its opposite position, in which the closure plate 64 is completely from the outlet plate 62 is lifted down, then the filling of auxiliary grinding bodies 33 can be pulled down through the outlet openings 63.
- separating gaps 7o are formed between the fillers 69 and the outlet plate 62, which are dimensioned due to the corresponding actuation of the adjustment drive 68 so that the auxiliary grinding bodies 63 are retained in the grinding chamber 3o, but the material to be ground is drawn off downwards.
- the width a of the separating gaps 7o can thus be set and thus the speed at which the material to be ground is drawn off.
- the deflector 41b is pivotally mounted in the cover 2ob via its holding arm 43b.
- the swiveling movements can take place by means of a swivel drive 71 designed as a hydraulically or pneumatically actuated piston-cylinder drive, which is fixed on the machine frame 9b.
- the seal between the non-rotating cover 2ob and the rotationally drivable grinding container 1b takes place either by means of a mechanical seal 72 (see FIG. 5 on the right) or by means of a lip seal 73 (see FIG. 5 on the left).
- the pivot bearing 8 is not supported directly on the machine frame 9b, but on a weighing table 74.
- This is on the one hand via an articulated bearing 75, for example a so-called cutting edge bearing, and on the other hand via a weight measuring device 76, for example a so-called load cell, supported on the machine frame 9b.
- the adjusting device 68 is controlled by the measuring device 76 by means of a controller 77 in such a way that the total weight of the agitator mill including the grinding material-grinding aid body filling remains constant, ie the grinding material filling level 78 of the grinding chamber 3o is kept constant.
- this means that the regrind outlet is controlled so that the amount of regrind withdrawn per unit of time is identical to the amount of components supplied per unit of time.
- a feed channel 8o is provided in the deflector 41c, which is connected to a feed line leading from the outside to the cover plate 56 and its feed opening 82 in the vicinity of the bottom 7c.
- a further feed channel 83 can be provided in the deflector 41c, which is also connected to an outer feed line 84 and whose feed opening 85 can open into the latter in the axially central region of the grinding chamber 3o, clearly above the base 7c.
- a further component can, for example, pass through this second feed channel 83 are to be supplied, which should only be supplied when the regrind component supplied in the first feed channel 8o in the vicinity of the bottom 7c has already undergone a certain comminution process.
- a ground material opening 6od is formed in the cover 2od of the grinding container 1d.
- the bottom 7d is completely closed.
- the deflector 41d is hollow. This cavity forms a regrind discharge duct 86, the regrind inlet opening 87 of which is located in the vicinity of the base 7d. It is closed with a separating device 88, for example a sieve, which allows the ground material to pass through, but retains auxiliary grinding bodies 33 in the grinding chamber 30.
- the regrind flows through the outlet channel 86 into an outer regrind outlet line 89.
- the outlet channel 86 - like the feed channels 8o, 83 in the exemplary embodiment according to FIG. 6 - can have a width of only a few millimeters; the outer profile of the deflector 41d or the deflector 41c therefore does not need to change compared to the closed embodiments according to the other embodiments.
- the functionally identical parts which differ structurally from the previous exemplary embodiments are identical to those previously used reference number used is denoted by an added "e".
- the grinding container 1e is closed with a bottom 7e, in which a sliding guide 9o is formed concentrically to the central longitudinal axis 6 for a guide rod 91 which can be displaced in the direction of the axis 6 and to which a grinding chamber floor 92 which bounds the grinding chamber 3oe is fastened.
- the grinding chamber floor 92 is adjusted in the direction of the axis 6 by appropriate displacements of the guide rod 91 by means of a drive (not shown), as a result of which the volume of the grinding chamber 3oe is increased or reduced.
- the stirring tools 17 of the agitator 15e are only indicated.
- the agitator shaft 16e is hollow and has a regrind feed channel 93 which opens into the grinding chamber 3oe through an opening 94 at the free end of the agitator shaft 16e, that is to say in the vicinity of the grinding chamber floor 92.
- the regrind fed through the channel 93 is immediately intensively connected to the bed of auxiliary grinding bodies 33.
- the surface 95 of the mixture of grinding material and auxiliary body forms a so-called trumpet, ie the surface 95 is approximately trumpet-shaped.
- a free space 96 not filled with regrind and / or grinding auxiliary bodies 33.
- the surface 95 facing side has sieve openings 98 which do not allow the auxiliary grinding bodies 33 to pass through.
- the ground material or the fine fractions of the ground material are sucked off through the suction pipe 97.
- the cover 2oe there is also a purging air nozzle 99 leading into the free space 96, through which purging air is blown into the free space 96, which serves to blow out any clogged sieve openings 98.
- the height-adjustable grinding chamber floor 92 which serves as a lifting floor, serves not only to set a different packing density of the auxiliary grinding bodies 33 in the grinding chamber 3oe, but also to establish the distance between the surface 94 of the mixture of auxiliary grinding material and the sieve openings 98 of the suction pipe 97.
- the deflector is not shown in FIG. 8; it can be designed in the same way as shown in FIG. 4.
- an agitator ball mill in the embodiment of an agitator ball mill according to FIGS. 9 to 11, the above-described embodiments also refer to functionally identical but structurally different parts with the same reference number and an added “f”.
- this agitator ball mill is a so-called horizontal agitator ball mill.
- the central longitudinal axis 6f of the grinding container 1f thus runs horizontally.
- the agitator shaft 16 is also overhung in an agitator shaft bearing 19f which is supported on the machine frame 9f by means of a support arm 59f.
- the stirring tools 17f are designed in this case as stirring arms.
- the grinding container 1f is supported in the area of the agitator shaft bearing 19f by means of support rollers 1oo in relation to the machine frame 9f.
- the grinding container 1f is provided with a hollow shaft journal 1o1, which is arranged concentrically to the axis 6f and is supported by a bearing 1o2 with respect to the machine frame 9f.
- a regrind feed line 52f is fed through the hollow shaft journal 1o1, through which the regrind is fed into the grinding chamber 3of.
- the ground material is removed by an annular gap separating device 53f which is formed between the cover plate 56f and the ring 55f.
- the rotary drive of the grinding container 1f also takes place here via a grinding container drive motor 1o and a friction wheel gear 12.
- the deflector 41 is when the grinding container 1f and the agitator 15f are driven in opposite directions (see FIG. 1o) and also when the agitator 15 and the grinding container are driven in the same direction 1f (see FIG. 11) each arranged in the upper region, ie in the region of the apex line of the grinding container 1f. In this area the concentration of auxiliary grinding bodies 33 is lowest due to the force of gravity acting on them. Otherwise, what has been said above regarding the embodiment according to FIGS. 1 to 3 applies to the arrangement of the deflector 41.
- an agitator 15g is arranged in the grinding container 1g and is provided with agitating tools 17g in the form of radially projecting rods.
- a second agitator 1o4 which has an agitator shaft 1o5 and agitator tools 1o6, is likewise mounted via an agitator shaft bearing 1o3.
- the agitators 15g and 1o4 have different diameters d and d '.
- the second agitator 1o4 is driven by a belt drive 1o7 from a motor, not shown.
- the eccentricity e 'of the axis 1o8 of the second agitator to the axis 6g of the grinding container 1g is different than the eccentricity e.
- the grinding container 1g, the stirrer 15g and the stirrer 1o6 run in the same direction, the direction of rotation of the second stirrer being designated 1o9.
- any and all possible combinations of opposite directions of rotation can also be used.
- the information about the distance of the agitator 15g from the grinding chamber wall also applies to the second agitator 1o4.
- the above information also applies that their total volume is at most 2o% of the volume of the grinding chamber 3og.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rührwerkskugelmühle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an agitator ball mill according to the preamble of
Rührwerkskugelmühlen für die Zerkleinerung von Feststoffen sind seit langer Zeit bekannt. In der Praxis werden sie fast ausschließlich für die sogenannte Naßzerkleinerung eingesetzt, d.h. die zu mahlenden Feststoffe werden in einer Suspension oder Dispersion mit einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, Lösungsmittel, Bindemittellösung od.dgl., zerkleinert und hierbei gleichzeitig in der Flüssigkeit dispergiert. Es ist auch bereits bekanntgeworden, Rührwerkskugelmühlen für eine sogenannte Trockenzerkleinerung, d.h. für eine Zerkleinerung von Feststoffen ohne Anwesenheit einer Flüssigkeit, einzusetzen. In der Praxis hat sich dies jedoch nicht bewährt.Agitator ball mills for the comminution of solids have been known for a long time. In practice, they are used almost exclusively for so-called wet grinding, i.e. the solids to be ground are suspended or dispersed with a liquid, e.g. Water, solvent, binder solution or the like., Crushed and at the same time dispersed in the liquid. It has also already become known to use agitator ball mills for so-called dry grinding, i.e. for crushing solids without the presence of a liquid. In practice, however, this has not proven successful.
Aus der DE-PS 14 82 391 (entsprechend US-PS 3 311 31o) ist eine Rührwerkskugelmühle mit einem im wesentlichen vertikal angeordneten zylindrischen Mahlbehälter bekannt, in dem ein konzentrisch angeordnetes Rührwerk hochtourig antreibbar angeordnet ist. Dieses besteht aus einer Rührwelle mit daran befestigten, im wesentlichen radial abstehenden Rührwerkzeugen in Form von ringförmigen Scheiben oder Rührarmen od.dgl. Der Mahlraum dieser Rührwerkskugelmühle ist beispielsweise mit Sand als Mahlhilfskörper oder mit entsprechenden Mahlhilfskörpern aus Glas, Stahl oder einem anderen geeigneten harten Material bis zu 75% seines freien Volumens gefüllt. Eine Mahlgutsuspension wird am unteren Ende des Mahlbehälters mittels einer Pumpe in den Mahlraum gedrückt und verläßt den Mahlraum am oberen Ende nach Passieren einer Mahlgut-Mahlhilfskörper-Trenneinrichtung. Diese weist einen an einem Deckel des Mahlbehälters befestigten Ring und eine mit der Rührwelle umlaufende Scheibe auf. Zwischen dieser und dem Ring ist ein sich konisch vom Mahlraum nach außen erweiternder Trennspalt ausgebildet, dessen Breite kleiner ist als der Durchmesser der kleinsten eingesetzten Mahlhilfskörper. Die Spaltbreite ist durch axiale Verschiebung der Scheibe relativ zum Ring einstellbar. Eine derartige Trenneinrichtung läßt - im Gegensatz zu einem einfachen Sieb od.dgl. als Trenneinrichtung - das Mahlen von Mahlgut hoher Viskosität, wie z.B. hochviskoser Druckfarben, Schokoladenmassen od.dgl., zu. Auch bei diesen Rührwerkskugelmühlen, die auch horizontal oder in einer geneigten Zwischenstellung zwischen vertikal und horizontal angeordnet werden können, ist eine sogenannte Trockenzerkleinerung von Feststoffen nicht möglich. Diese bekannten Rührwerkskugelmühlen sind üblicherweise mit einem die Mahlraumwand einschließenden Temperiermantel umgeben, der üblicherweise zum Kühlen, d.h. zur Abfuhr der beim Mahlen eingebrachten und in Wärme umgesetzten Energie dient. Gerade bei hochviskosen Mahlgütern nimmt die Viskosität sehr ausgeprägt mit abnehmender Temperatur zu. Dies hat zur Folge, daß sich im Bereich der Mahlraumwand aufgrund der dort intensiveren Kühlung eine Grenzschicht aus Mahlgut besonders hoher Viskosität aufbaut, welche wiederum durch ihre Isolierwirkung den Wärmetransport von dem weiter innen im Mahlraum befindlichen Mahlgut zur Mahlraumwand behindert oder sogar nahezu unmöglich macht. Dies führt zu einer Einschränkung der Einsatzmöglichkeiten solcher Rührwerkskugelmühlen.From DE-PS 14 82 391 (corresponding to US-
Es sind Rührwerkskugelmühlen zum Einsatz für eine Trockenzerkleinerung von Feststoffen bekanntgeworden. Der Grundaufbau der Rührwerkskugelmühle, nämlich ein etwa vertikal angeordneter zylindrischer Mahlbehälter und ein konzentrisch hierin angeordnetes hochtourig antreibbares Rührwerk und eine Mahlhilfskörper-Teilfüllung des Mahlraums, ist hierbei beibehalten worden. Der zu zerkleinernde Feststoff wird dem Mahlraum von unten mittels Luft zugeführt und verläßt den Mahlraum unter Ausnutzung der Transportwirkung des Luftstromes am oberen Ende. Bei praktischen Erprobungen hat sich herausgestellt, daß die Verweilzeit der zu zerkleinernden Feststoffpartikel im Mahlraum so stark streut, daß das Mahlergebnis völlig unbefriedigend ist, da keine ausreichend einheitliche Partikelfeinheit des Feststoffes erreicht wird. Außerdem lagert sich das Mahlgut an der Mahlraumwand an und führt zu einem Belag mit einer solchen Stärke, daß der Betrieb der Mühle erheblich gestört werden kann.Agitator ball mills for use in dry comminution of solids have become known. The basic structure of the agitator ball mill, namely an approximately vertically arranged cylindrical grinding container and a high-speed driven agitator arranged concentrically therein and a partial filling of the grinding aid of the grinding chamber, has been retained. The solid to be comminuted is fed to the grinding chamber from below by means of air and leaves the grinding chamber using the transport effect of the air flow at the upper end. In practical tests, it has been found that the residence time of the solid particles to be comminuted in the grinding chamber is so varied that the grinding result is completely unsatisfactory, since the particle size of the solid is not sufficiently uniform. In addition, the regrind accumulates on the wall of the grinding chamber and leads to a coating of such thickness that the operation of the mill can be considerably disturbed.
Aus der DE-PS 28 11 899 (entsprechend US-PS 4 3o4 362) ist eine Rührwerkskugelmühle mit einem spaltförmigen Mahlraum bekanntgeworden. Hierbei ist zwischen einem Rotor und einem Stator ein spaltförmiger Mahlraum ausgebildet, der im Gesamtquerschnitt eine Kegelform hat. Die Mahlhilfskörper wälzen sich hierbei auf der Oberfläche des Rotors bzw. des Mahlbehälters ab. Die Mahlhilfskörper sind hierbei nicht frei beweglich. Aus diesem Grunde ist eine Trockenzerkleinerung ausgeschlossen.From DE-PS 28 11 899 (corresponding to US-
Aus der DE-OS 35 36 454 ist eine Ringspalt-Kugelmühle zum kontinuierlichen Feinstzerkleinern von mineralischen Hartsstoffen bekannt, bei der in einem geschlossenen Mahlbehälter ein Rotor angeordnet ist, dessen Außenfläche mit der Innenfläche des Mahlbehälters einen Mahlspalt begrenzt. In diesem Mahlspalt sind Mahlhilfskörper angeordnet. Das Oberteil und das Unterteil des Rotors verjüngen sich in entgegengesetzte Richtungen. Hierbei ist nicht nur der Rotor sondern auch der Mahlbehälter mit einem eigenen Drehantrieb versehen. Zur Veränderung der Mahlspaltbreite kann der Rotor bzw. der Mahlbehälter quer zu den Mittelachsen von Rotor und Mahlbehälter verschoben werden, wodurch eine veränderbare Exzentrizität zwischen Rotor und Mahlbehälter erreichbar ist. Auch hier ist eine freie Beweglichkeit der Mahlhilfskörper nicht gewährleistet.From DE-OS 35 36 454 an annular gap ball mill for the continuous fine grinding of mineral hard materials is known, in which a rotor is arranged in a closed grinding container, the outer surface of which limits a grinding gap with the inner surface of the grinding container. Auxiliary grinding bodies are arranged in this grinding gap. The top and bottom of the rotor taper in opposite directions. Not only the rotor but also the grinding bowl is provided with its own rotary drive. To change the grinding gap width, the rotor or the grinding container can be moved transversely to the central axes of the rotor and grinding container, whereby a variable eccentricity between the rotor and grinding container can be achieved. Free movement of the grinding aids is not guaranteed here either.
Aus der DE-AS 12 23 236 ist eine Rührwerkskugelmühle der gattungsgemäßen Art bekannt, bei der der Mahlbehälter um die mit der Rührwerksachse konzentrische Mittel-Längs-Achse des Mahlraums drehantreibbar ist, um aufgrund der hierdurch auf die Mahlhilfskörper ausgeübten Zentrifugalkräfte zu verhindern, daß diese zu einer radial innenliegenden Mahlgutaustrittsöffnung strömen. Damit sind die Mahlhilfskörper weitgehend dem Einfluß der Rührwerkzeuge entzogen, so daß die Mahlwirkung dieser Rührwerkskugelmühle sehr gering ist. Im Falle einer Trockenmahlung würden sich Mahlgut und Mahlhilfskörper an der sich drehenden Mahlrauminnenwand anlagern, so daß Mahlgut und Mahlhilfskörper keine Relativbewegung zueinander ausführen würden.From DE-AS 12 23 236 an agitator ball mill of the generic type is known, in which the grinding container can be driven in rotation about the central longitudinal axis of the grinding chamber, which is concentric with the agitator axis, in order to prevent the centrifugal forces exerted on the auxiliary grinding bodies by this to flow through a radially inner outlet opening. Thus, the auxiliary grinding bodies are largely removed from the influence of the stirring tools, so that the grinding action of this stirred ball mill is very low. In the case of dry grinding, the grinding stock and auxiliary grinding body would accumulate on the rotating inner wall of the grinding chamber, so that the grinding stock and auxiliary grinding body would not move relative to one another.
Aus der DE-PS 28 o6 315 (entsprechend US-PS 4 243 183) ist eine Aufbereitungs- und Zerkleinerungsvorrichtung bekannt, die aus einer drehbaren Trommel mit darin angeordneten Rotoren besteht. Diese Vorrichtung wird zur Verarbeitung, Aufbereitung, Mischung und Zerkleinerung von voluminösen, sperrigen, groben und harten Materialien verwendet. Aus diesem Grunde sind die Rotoren mit Spaltwerkzeugen besetzt, die ein "Prallreißen" der zu zerkleinernden Materialien ausführen. Sprödbrüchige Materialien werden hierbei überwiegend durch Prall beansprucht, während zähe Materialien zerrissen werden. Zusätzlich können in diese Vorrichtung Kugeln eingegeben werden, wobei in diesem Fall die Spaltwerkzeuge der Rotoren als Schleuderwerkzeuge dienen. Diese Kugeln üben hierbei nur eine Zerkleinerungshilfe, insbesondere durch Oberflächenbeaufschlagung der zu zerkleinernden Materialien, aus. Eine Feinstzerkleinerung wie bei Rührwerkskugelmühlen ist hiermit nicht möglich.From DE-PS 28 o6 315 (corresponding to US Pat. No. 4,243,183) a preparation and comminution device is known which consists of a rotatable drum with rotors arranged therein. This device is used to process, prepare, mix and shred voluminous, bulky, coarse and hard materials. For this reason, the rotors are equipped with splitting tools which "impact rip" the materials to be shredded. Brittle fragile materials are mainly impacted, while tough materials are torn. In addition, balls can be entered into this device, in which case the splitting tools of the rotors serve as spinning tools. These balls only serve as a comminution aid, in particular by subjecting the materials to be comminuted to a surface. A fine comminution like in agitator ball mills is not possible with this.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührwerkskugelmühle der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß sowohl eine Naßzerkleinerung als auch eine Trockenzerkleinerung möglich ist.The invention has for its object to develop an agitator ball mill of the generic type so that both wet comminution and dry comminution is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Überraschenderweise können mit der erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle sowohl die für Rührwerkskugelmühlen üblichen Naßmahlungen, d.h. Naßzerkleinerungsprozesse als auch eine sogenannte Trockenzerkleinerung durchgeführt werden. Durch die exzentrische Anordnung des Rührwerks zum Mahlraum wird einerseits die freie Beweglichkeit der Mahlhilfskörper sichergestellt, andererseits bilden sich Kompressions- und Dispergierzonen, welche sowohl zu einer Verbesserung des Wärmetransports als auch zu einer Vermeidung von Belagbildung an der Behälterinnenwand führen, so daß das Zusammenwirken der exzentrischen Anordnung des Rührwerks relativ zum Mahlraum als auch die eigenständige Drehbewegung der Mahlraumwand wesentlich sind. Die Drehzahl bzw. die Umfangsgeschwindigkeit der Mahlraumwand ist hierbei von Bedeutung für die Häufigkeit der Beanspruchung jedes einzelnen Mahlgutpartikelchens, während die Drehzahl des Rührwerkes für die Intensität der Bearbeitung von Bedeutung ist. Zur Optimierung der Mahlwirkung ist also die Drehzahl des Mahlbehälters mit der Drehzahl des Rührwerks abzustimmen.This object is achieved by the features in the characterizing part of
Durch die Drehbewegung des Mahlbehälters und die exzentrische Anordnung der Rührwerkswelle relativ zum Mahlraum wird das Mahlgut-Mahlhilfskörper-Gemisch zwangsläufig in einen verengten Querschnittsbereich höchster Mahlbeanspruchung gefördert. Wird bei gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit der Mahlraumwand die Drehzahl des Rührwerks erhöht, so hat dies die Ausbildung höherer Scherkräfte zur Folge, wodurch bei Mahlgütern, welche eine hohe Scherbeanspruchung erforderlich machen, ein entsprechend hoher Zerkleinerungseffekt bewirkt wird. Bei einer Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der Mahlraumwand stellen sich höhere auf die Mahlhilfskörper wirkende Zentrifugalbeschleunigungen ein, die zu einer Verdichtung der Mahlhilfskörper und der gröberen Mahlgutbestandteile im Bereich der Mahlraumwand führen. Dies hat zur Folge, daß die gröberen, einer stärkeren Zerkleinerung bedürfenden Mahlgutpartikel besonders intensiv einer Zerkleinerungswirkung unterworfen werden. Bedeutsam für das Mahlen ist auch die Exzentrizität des Rührwerks relativ zum Mahlraum. Bei größerer Exzentrizität, d.h. bei kleinerem radialem Abstand des Außenumfangs des Rührwerks zur Mahlraumwand werden die Scherkräfte, ausgelöst durch die Drehbewegungen von Mahlbehälter und Rührwerk, in einer räumlich kleineren Erstreckung zur Einwirkung auf das Mahlgut gebracht. Zwangsläufig nimmt der Einfluß des sichelförmigen, spaltförmigen Intensivmahlraumes, also des Teils des Mahlraums mit verengtem Querschnitt, zu, den das Mahlgut wegen der Transportwirkung des sich drehenden Mahlbehälters passieren muß. Nach Passieren der Zone höchster Beanspruchung gelangt das Mahlgut in eine sogenannte Dispergierzone, die ebenfalls noch im verengten Querschnittsbereich ist. In der Dispergierzone werden die neu geschaffenen Oberflächen der zerkleinerten Mahlgutpartikel beispielsweise mit der Flüssigkeit benetzt, so daß nicht nur eine Reagglomeration vermieden, sondern auch eine Stabilisierung der Mahlgutsuspension bzw. Mahlgutdispersion erreicht wird. Dieser Effekt von Zerkleinerung und anschließender Dispergierung wiederholt sich. Auch bei einer Trockenzerkleinerung wird eine Reagglomeration in dem dem engsten Querschnittsbereich zwischen Rührwerk und Mahlraumwand folgenden verengten Querschnittsbereich vermieden.Due to the rotary movement of the grinding container and the eccentric arrangement of the agitator shaft relative to the grinding chamber, the mixture of grinding material and auxiliary body is inevitably conveyed into a narrowed cross-sectional area of the highest grinding stress. If the speed of the agitator is increased while the peripheral speed of the grinding chamber wall remains constant, this results in the formation of higher shear forces, which means that in the case of grinding which require a high shear stress, a correspondingly high size reduction effect is achieved. When the peripheral speed of the grinding chamber wall is increased, higher centrifugal accelerations occur which affect the grinding auxiliary bodies and the coarser grinding material components in the area of the grinding chamber wall. The consequence of this is that the coarser ground material particles, which require a greater size reduction, are subjected to a size reduction effect particularly intensively. The eccentricity of the agitator relative to the grinding chamber is also important for grinding. With greater eccentricity, ie with a smaller radial distance from the outer circumference of the agitator to the grinding chamber wall, the shear forces, triggered by the rotating movements of the grinding container and agitator, are brought to act on the material to be ground in a spatially smaller extent. Inevitably, the influence of the crescent-shaped, gap-shaped intensive grinding chamber, that is to say the part of the grinding chamber with a narrow cross-section, increases, which the ground material has to pass because of the transport effect of the rotating grinding container. After passing through the zone of extreme stress, the regrind enters a so-called dispersion zone, which is also still in the narrowed cross-sectional area. In the dispersion zone, the newly created surfaces of the comminuted regrind particles are wetted, for example, with the liquid, so that not only is a re-agglomeration avoided, but also a stabilization of the regrind suspension or regrind dispersion is achieved. This effect of crushing and subsequent dispersion repeated. Even with dry comminution, a re-agglomeration in the narrowed cross-sectional area following the narrowest cross-sectional area between the agitator and the grinding chamber wall is avoided.
Durch den der Mahlraumwand zugeordneten Umlenker, der dort gleichzeitig auch als Abstreifer wirken kann, ist es möglich, die Mahlgut-Mahlhilfskörper-Strömung in den Bereich optimaler Mahlbeanspruchung zu lenken. Die geschilderten Effekte werden hierdurch also noch weiter optimiert. Vorteilhafte Einzelheiten bezüglich der Anordnung und Ausgestaltung des Umlenkers ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 4.The deflector assigned to the grinding chamber wall, which can also act as a scraper at the same time, makes it possible to direct the material to be ground and the grinding aid into the area of optimal grinding stress. The effects described are thus further optimized. Advantageous details regarding the arrangement and configuration of the deflector result from
Die eingangs erläuterten Mahleffekte einerseits und Dispergiereffekte andererseits im Zusammenwirken zwischen rotierender Mahlraumwand und Rührwerk werden durch die in den Ansprüchen 5 bzw. 6 angegebenen Anordnungsmaßnahmen für den Umlenker optimiert, da hierdurch erreicht wird, daß sich besonders intensive Strömungen einstellen.The grinding effects explained at the outset on the one hand and dispersing effects on the other hand in the interaction between the rotating grinding chamber wall and agitator are optimized by the arrangement measures for the deflector specified in
Bei horizontaler Anordnung der Rührwerkskugelmühle, also bei liegender Anordnung des Mahlbehälters führen die Maßnahmen nach Anspruch 7 dazu, daß der Umlenker sich im Bereich besonders geringer Mahlkörperkonzentrationen befindet.When the agitator ball mill is arranged horizontally, that is to say when the grinding container is arranged horizontally, the measures according to
Durch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 8 bis 1o wird es ermöglicht, verschiedene Mahlgut-Komponenten an verschiedenen Stellen des Mahlraumes und damit zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Mahlung dem Mahlprozeß zuzuführen bzw. abzuführen.The measures according to
Die Weiterbildung nach Anspruch 11, insbesondere in der Ergänzung nach Anspruch 12, ist insbesondere bei der Trockenzerkleinerung von Vorteil. Durch gezielte Drehzahleinstellung von Rührwerk und Mahlbehälter kann eine besonders günstige Form der trombenförmigen Oberfläche des Mahlgut-Mahlhilfskörper-Gemisches erreicht werden. Durch die Drehbewegung des Mahlbehälters ergibt sich darüber hinaus ein gewisser Sichtvorgang, wonach gröbere Partikel mehr in die radial äußeren Bereiche des Mahlraums gelangen. Hierdurch wird durch die größere Konzentration von Mahlhilfskörpern im radial äußeren Bereich der Mahlvorgang verbessert. Die Spülluftzufuhr unterstützt den Sichtvorgang.The development according to
Wenn gemäß Anspruch 13 der Mahlraumboden in Richtung der Mittel-Längs-Achse des Mahlraums verschiebbar ist, so kann hierdurch einerseits die relative Mahlhilfskörper-Füllung des Mahlraums und damit der Mahleffekt verändert werden. Des weiteren kann im Zusammenhang mit den Maßnahmen nach den Ansprüchen 11 und 12 der Abstand der trombenförmigen Oberfläche des Mahlgut-Mahlhilfskörper-Gemisches relativ zur Absaugeinrichtung eingestellt werden.If, according to
Die Ausgestaltung nach den Ansprüchen 15 bis 17 führt zu einer besonderen Intensivierung der Mahlung.The design according to
Die Maßnahmen nach den Ansprüchen 18 und 19 ermöglichen in besonderer Weise eine Trockenzerkleinerung oder eine Naßmahlung von Mahlgut extrem hoher Viskosität. Die Weiterbildung nach den Ansprüchen 2o bis 23 schafft hierbei neben einer besonders günstigen Möglichkeit zur Einstellung einer variablen Trennspaltbreite die Möglichkeit, die Mahlhilfskörper aus dem Mahlraum abzuziehen.The measures according to
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können generell bei kontinuierlich arbeitenden Rührwerkskugelmühlen eingesetzt werden, denen also stetig zu mahlendes Mahlgut zugeführt und in entsprechender Weise gemahlenes Mahlgut entnommen wird, aber auch bei chargenweise arbeitenden Rührwerkskugelmühlen eingesetzt werden. Von größerem Vorteil sind die erfindungsgemäßen Maßnahmen insgesamt aber bei kontinuierlich arbeitenden Rührwerkskugelmühlen.The measures according to the invention can generally be used in continuously operating agitator ball mills, to which ground material to be ground is continuously fed and ground material is removed in a corresponding manner, but can also be used in batch-type agitator ball mills. Overall, however, the measures according to the invention are of greater advantage in the case of continuously operating stirred ball mills.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von mehreren Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Rührwerkskugelmühlen. Es zeigt
- Fig. 1 einen vertikalen Mittel-Längs-Schnitt durch eine Rührwerkskugelmühle gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,
- Fig. 2 einen Querschnitt durch die Rührwerkskugelmühle nach Fig. 1 in einer Ausführung für gegensinnigen Antrieb von Mahlbehälter und Rührwerk,
- Fig. 3 einen Querschnitt durch die Rührwerkskugelmühle nach Fig. 1 in einer Ausgestaltung für gleichsinnigen Antrieb von Rührwerk und Mahlbehälter,
- Fig. 4 einen vertikalen Mittel-Längs-Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Rührwerkskugelmühle nach der Erfindung in schematischer Darstellung,
- Fig. 5 einen vertikalen Mittel-Längs-Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Rührwerkskugelmühle nach der Erfindung in schematischer Darstellung,
- Fig. 6 einen vertikalen Mittel-Längs-Schnitt durch eine vierte Ausführungsform einer Rührwerkskugelmühle nach der Erfindung in schematischer Darstellung,
- Fig. 7 einen vertikalen Mittel-Längs-Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform einer Rührwerkskugelmühle nach der Erfindung in schematischer Darstellung,
- Fig. 8 einen vertikalen Mittel-Längs-Schnitt durch eine sechste Ausführungsform einer Rührwerkskugelmühle nach der Erfindung in schematischer Darstellung,
- Fig. 9 einen vertikalen Mittel-Längs-Schnitt durch eine siebte Ausführungsform einer Rührwerkskugelmühle nach der Erfindung in schematischer Darstellung,
- Fig. 1o einen Schnitt durch eine Rührwerkskugelmühle nach Fig. 9 in einer Ausgestaltung für gegensinnigen Antrieb von Rührwerk und Mahlbehälter,
- Fig. 11 einen Schnitt durch eine Rührwerkskugelmühle nach Fig. 9 in einer Ausgestaltung für einen gleichsinnigen Antrieb von Rührwerk und Mahlbehälter,
- Fig. 12 einen vertikalen Mittel-Längs-Schnitt durch eine Rührwerkskugelmühle nach der Erfindung mit zwei Rührwerken in schematischer Darstellung und
- Fig. 13 einen horizontalen Schnitt durch die Rührwerkskugelmühle nach Fig. 12.
- 1 is a vertical central longitudinal section through an agitator ball mill according to the invention in a schematic representation,
- 2 shows a cross section through the agitator ball mill according to FIG. 1 in an embodiment for driving the grinding container and agitator in opposite directions,
- 3 shows a cross section through the agitator ball mill according to FIG. 1 in an embodiment for driving the agitator and grinding container in the same direction,
- 4 shows a vertical central longitudinal section through a second embodiment of an agitator ball mill according to the invention in a schematic illustration,
- 5 shows a vertical central longitudinal section through a third embodiment of an agitator ball mill according to the invention in a schematic illustration,
- 6 shows a vertical central longitudinal section through a fourth embodiment of an agitator ball mill according to the invention in a schematic illustration,
- 7 is a vertical central longitudinal section through a fifth embodiment of an agitator ball mill according to the invention in a schematic representation,
- 8 is a vertical central longitudinal section through a sixth embodiment of an agitator ball mill according to the invention in a schematic representation,
- 9 is a vertical central longitudinal section through a seventh embodiment of an agitator ball mill according to the invention in a schematic representation,
- Fig. 10 shows a section through an agitator ball mill according to Fig. 9 in an embodiment for opposing Drive of agitator and grinding container,
- 11 shows a section through an agitator ball mill according to FIG. 9 in an embodiment for a drive of the agitator and grinding container in the same direction,
- Fig. 12 is a vertical central longitudinal section through an agitator ball mill according to the invention with two agitators in a schematic representation and
- 13 shows a horizontal section through the agitator ball mill according to FIG. 12.
Die in Fig. 1 dargestellte Rührwerkskugelmühle weist einen im wesentlichen zylindrischen Mahlbehälter 1 auf, der mit einem Temperiermantel 2 versehen ist. In den Temperiermantel 2 mündet einerseits ein Zulauf 3 und andererseits ein Ablauf 4 für ein Temperiermedium, also für ein Kühl- oder Heizmedium, das den Temperiermantel 2 entsprechend dem dort eingezeichneten Durchfluß-Richtungspfeil 5 durchfließt. Der zylindrische Mahlbehälter 1 weist eine Mittel-Längs-Achse 6 auf, die vertikal verläuft, d.h. der Mahlbehälter 1 steht vertikal. Der Mahlbehälter 1 ist unten durch einen vertikal zur Achse 6 verlaufenden Boden 7 verschlossen. Der Mahlbehälter 1 stützt sich über ein konzentrisch zur Achse 6 angeordnetes, als Axial-Kugellager ausgebildetes Drehlager 8 gegenüber einem nur angedeuteten Maschinengestell 9 ab, d.h. der Mahlbehälter 1 ist um seine Mittel-Längs-Achse 6 drehbar. Als Drehantrieb für den Mahlbehälter 1 ist ein gegenüber dem Maschinengestell 1 abgestützter Mahlbehälter-Antriebsmotor 1o vorgesehen, dessen Welle 11 parallel zur Achse 6 angeordnet ist und über ein Reibrad-Getriebe 12 den Mahlbehälter 1 antreibt. Hierzu ist auf der Welle 11 ein Reibrad 13 angebracht, das gegen eine ringzylindrische, außen auf dem Mahlbehälter 1 angebrachte Reibfläche 14 anliegt. Aufgrund des großen Unterschiedes zwischen dem Durchmesser der ringzylindrischen Reibfläche 14 einerseits und des Reibrades 13 andererseits kann ein Antrieb des Mahlbehälters 1 mit einer relativ niedrigen Drehzahl erfolgen.The agitator ball mill shown in FIG. 1 has an essentially cylindrical grinding
Im Mahlbehälter 1 ist ein Rührwerk 15 angeordnet, das im wesentlichen und insoweit in üblicher Weise aus einer Rührwerkswelle 16 und auf dieser angeordneten Rührwerkzeugen 17 besteht. Bei den Rührwerkzeugen 17 kann es sich um Rührscheiben mit Durchtrittsöffnungen 18 handeln. Die Rührwerkswelle 16 ist in ihrem dem Boden 7 entgegengesetzten oberen Bereich in einem Rührwellen-Lager 19 fliegend gelagert. Dieses Lager ist in einer nicht drehbaren, in nicht dargestellter Weise gegenüber dem Maschinengestell 9 abgestützten, stirnseitigen Abdeckung 2o gehalten. Zwischen der Abdeckung 2o und einem Mahlbehälter-Deckel 21 befindet sich eine Dichtung 22, die konzentrisch zur Mittel-Längs-Achse 6 des Mahlbehälters angeordnet ist.An
Das Rührwerk 15 wird mittels eines mit dem Maschinengestell 9 in nicht dargestellter Weise verbundenen Rührwerk-Antriebsmotors 23 angetrieben, dessen Welle 24 parallel zur Rührwerksachse 25 verläuft. Der Antrieb wird mittels eines Riementriebs 26 auf die Rührwerkswelle 16 übertragen. Die Rührwerksachse 25 und die Mittel-Längs-Achse 6 verlaufen parallel zueinander und sind um eine Exzentrizität e gegeneinander versetzt.The
In der nicht drehbaren Abdeckung 2o des Mahlbehälters 1 sind Zugabeeinrichtungen für verschiedene Komponenten angeordnet, die im Mahlbehälter 1 zusammengebracht und behandelt werden sollen. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Zuführ-Schnecke 27, mittels der über einen Eingabetrichter 28 zugeführter zu zerkleinernder Feststoff in ein Zugaberohr 29 und durch dieses in den im Mahlbehälter 1 befindlichen Mahlraum 3o gefördert wird. Weiterhin ist ein Zuleitungsrohr 31 vorgesehen, das durch die Abdeckung 2o hindurch in den Mahlraum 3o führt und durch das Flüssigkeit mittels einer Pumpe 32 zugeführt wird. Der Mahlraum 3o ist zu mindestens 5o% mit Mahlhilfskörpern 33 gefüllt. Diese Angabe bezieht sich auf das Schüttvolumen der Mahlhilfskörper 33 im freien Mahlraum 3o. Der freie Mahlraum 3o ist gleich dem Volumen des Mahlbehälters 1 abzüglich des Volumens des in ihm befindlichen Rührwerks 15.In the non-rotatable cover 2o of the grinding
Das Mahlgut fließt aus dem Mahlraum 3o nach unten durch einen Mahlgut-Auslaßkanal 34 ab. Zur Trennung der Mahlhilfskörper 33 von dem im Mahlraum 3o behandelten Mahlgut ist eine Ringspalt-Trenneinrichtung 35 vorgesehen, bei der zwischen einem im Boden 7 des Mahlbehälters 1 konzentrisch zu dessen Achse 6 angebrachten und mit diesem umlaufenden Ring 36 und einer Scheibe 37 ein Trennspalt 38 ausgebildet ist, dessen Breite a deutlich kleiner ist als der Durchmesser b der kleinsten verwendeten Mahl-Hilfskörper 33. Üblicherweise ist die Breite a kleiner als der halbe kleinste Durchmesser b. Die Scheibe 37 ist mittels eines nicht dargestellten Antriebs um die Achse 6 drehantreibbar. Sie kann außerdem in Richtung der Achse 6 verschoben werden, wodurch die Breite a des Trennspaltes 38 verändert wird, da dieser kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Derartige Ringspalt-Trenneinrichtungen 35 sind bei Rührwerksmühlen allgemein bekannt.The ground material flows out of the grinding chamber 3o downwards through a ground
Die Zuführung des Temperiermediums durch den Zulauf 3 und dessen Abführung durch den Ablauf 4 erfolgt über eine übliche Rohr-Dreh-Kupplung 39, die mittels einer Dichtung 4o gegenüber dem Maschinengestell 9 abgedichtet ist.The temperature control medium is fed in through the
Im Mahlraum 3o ist ein Umlenker 41 angeordnet, der sich in der Nähe bzw. an der den Mahlraum 3o nach außen begrenzenden zylindrischen Mahlraumwand 42 des Mahlbehälters 1 befindet. Er erstreckt sich im wesentlichen über die axiale Länge der zylindrischen Mahlraumwand 42. Er ist mittels eines oberen sich im wesentlichen radial nach innen erstreckenden Haltearms 43 mit der nicht drehbaren Abdeckung 2o bzw. dem fest mit dieser verbundenen Lager 19 verbunden. Wie insbesondere Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, ist der mit einer ebenen oder gegebenenfalls auch gewölbt ausgebildeten, der Achse 6 zugewandten Umlenkfläche 44 versehene Umlenker 41 nicht radial und nicht tangential zur zylindrischen Mahlraumwand 42 angeordnet, sondern gegenüber einer Tangente 45 zur Mahlraumwand 42 um einen Winkel c angestellt, der zwischen 1o und 5o° beträgt. Der Umlenker 41 ist stets so angeordnet, daß er eine auftreffende Mahlgut-Mahlhilfskörper-Strömung radial nach innen umlenkt, wozu er selbstverständlich ausreichend starr bzw. steif ausgebildet ist. Er weist eine der Mahlraumwand 42 zugewandte Spitze 46 auf, so daß er auch als Mahlraumwand-Abstreifer wirken kann. Die Breite f des Umlenkers 41 im Querschnitt beträgt etwa 5 bis 2o% des Durchmessers D des Mahlraums 3o. Die Exzentrizität e ist etwa 2,5 bis 15% des Mahlraumdurchmessers D. Für den Durchmesser d des Rührwerks 15 gilt als Bedingung D>d + e. Der Umlenker 41 verjüngt sich von oben nach unten, d.h. seine Breite f ist benachbart zum Boden 7 geringer als am oberen Ende. Dies hat den Zweck, Pressungen der Mahlhilfskörper 33 insbesondere beim Anfahren der Rührwerkskugelmühle zu vermeiden. Der vorstehende Bereich der Breite f bezieht sich auf das breite wie auf das schmale Ende des Umlenkers 41.A
Die Drehrichtung 47 des Rührwerks 15 wird in der Regel entgegengesetzt zur Drehrichtung 48 des Mahlbehälters 1 sein (siehe Fig. 2). Im allgemeinen soll die Umfangsgeschwindigkeit des Rührwerks 15 größer sein als die Umfangsgeschwindigkeit der Mahlraumwand 42, um im Bereich des Rührwerks 15 und insbesondere im Bereich zwischen den Rührwerkzeugen 17 höhere Fließgeschwindigkeiten des Mahlgutes zu erreichen, da der freie Fließquerschnitt für das Mahlgut in diesem Bereich aufgrund des Vorhandenseins der Rührwerkzeuge 17 reduziert ist. Die Drehrichtung 47′ des Rührwerks 15 kann aber auch gleichsinnig zur Drehrichtung 48 des Mahlbehälters 1 verlaufen (siehe Fig. 3). Ein solcher gleichsinniger Antrieb von Mahlbehälter 1 und Rührwerk 15 kann bei schwer fließfähigem Mahlgut zweckmäßig sein, da hierdurch verhindert werden kann, daß das schwer fließfähige Mahlgut in bestimmten Bereichen nur umgewälzt wird, was sonst beim Zusammentreffen einander entgegengesetzter Strömungen bei gegensinnigem Antrieb von Mahlbehälter 1 und Rührwerk 15 der Fall sein könnte. Bei einem gleichsinnigen Antrieb tritt im Bereich einer Verengung des Mahlraumquerschnittes zwischen Rührwerk 15 und Mahlraumwand 42 aufgrund der exzentrischen Anordnung des Rührwerks 15 relativ zum Mahlbehälter 1 ein Pumpeffekt auf, durch den verhindert wird, daß das Mahlgut nur örtlich umgewälzt wird.The direction of
Wie Fig. 2 entnehmbar ist, ist der Umlenker 41 bei gegensinnigem Antrieb am Anfang eines solchen verengten Querschnittsbereiches 49 zwischen Mahlraumwand 42 und Rührwerk 15 angeordnet, wobei als verengter Querschnittsbereich 49 die Mahlraumhälfte gilt, in der das Rührwerk 15 angeordnet ist und die durch eine (gedachte), die Achse 6 aufnehmende Mittel-Längs-Ebene begrenzt wird, die normal zu einer Ebene liegt, die die Achsen 6 und 25 aufnimmt. Bei gleichsinnigem Antrieb ist der Umlenker 41 gemäß Fig. 3 am Ende des verengten Querschnittsbereiches 49 angeordnet. Die sich einstellenden Strömungen werden durch die Strömungsrichtungspfeile 5o (Fig. 2) bzw. 5o′ (Fig. 3) wiedergegeben.As can be seen in FIG. 2, the
Der Zerkleinerungeffekt selber erfolgt in der üblichen Weise dadurch, daß die Mahlhilfskörper 33 vom Rührwerk bzw. der Mahlraumwand 42 beschleunigt bzw. abgebremst werden und durch die Bewegung der Mahlhilfskörper 33 die im Mahlgut befindlichen Feststoffe zerkleinert und in der Flüssigkeit dispergiert werden. Der kleinste Abstand h zwischen Rührwerk 15 und Mahlraumwand 42, also zwischen dem jeweiligen äußeren Ende eines Rührwerkzeuges 17 und der Mahlraumwand 42 liegt im Bereich von 3 bis 15% des Durchmessers D des Mahlraums 3o. Wie der Zeichnung weiterhin zu entnehmen ist, ist das Gesamtvolumen des Rührwerks 15 klein im Verhältnis zum Volumen des Mahlraums 3o. Es ist in jedem Fall höchstens 2o% des Volumens des Mahlraums 3o. Regelmäßig wird das Volumen des Rührwerks 15 kleiner als 1o% des Volumens des Mahlraums 3o sein.The comminution effect itself takes place in the usual manner in that the auxiliary grinding
Soweit bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen Teile identisch mit zuvor beschriebenen Teilen sind, werden identische Bezugsziffern verwendet, ohne daß es einer erneuten Beschreibung bedarf. Soweit Teile bei der Ausführungsform nach Fig. 4 funktionell identisch und nur konstruktiv geringfügig anders sind, werden dieselben Bezugsziffern mit einem hinzugefügten "a" verwendet, ohne daß es insoweit im einzelnen einer erneuten Beschreibung bedarf.Insofar as parts in the embodiments described below are identical to parts described above, identical reference numbers are used without the need for a new description. To the extent that parts in the embodiment according to FIG. 4 are functionally identical and only slightly different in construction, the same reference numerals are used with an "a" added, without the need for a new description.
Bei der Rührwerkskugelmühle nach Fig. 4 wird Mahlgut als Suspension, d.h. also in Form von in Flüssigkeit suspendierten Feststoffen, mittels einer Mahlgut-Pumpe 51 über eine Mahlgut-Zuführleitung 52 durch den Boden 7a des Mahlbehälters 1a zugeführt. Die Zuführung erfolgt mittels einer bekannten Rohr-Dreh-Kupplung 39a, durch die auch der Zulauf 3 und der Ablauf 4 für das Temperiermedium geführt sind. Die Abfuhr des gemahlenen Mahlgutes erfolgt im oberen Bereich des Mahlbehälters 1a durch eine Ringspalt-Trenneinrichtung 53. Diese weist einen Trennspalt 54 auf, der zwischen einem mit der Oberseite des Mahlbehälters 1a fest verbundenen Ring 55 und einer am Rührwellen-Lager 19 angebrachten Deckelscheibe 56 ausgebildet ist. Bezüglich seiner Breite im Verhältnis zum Durchmesser der kleinsten Mahlhilfskörper 33 gilt das oben zu Fig. 1 Gesagte. Das von Mahlhilfskörpern 33 befreite Mahlgut läuft hinter der Trenneinrichtung 53 in eine ringförmige Auslauftasse 57 und von dort in eine Auslaufrinne 58. Das Lager 19 ist bei dieser Ausgestaltung mittels eines Tragarms 59 am Maschinengestell 9 befestigt. Der Umlenker 41a ist an der Deckelscheibe 56 befestigt und damit ebenfalls ortsfest zum Mahlbehälter 1a und zum Rührwerk 15.In the agitator ball mill according to FIG. 4, millbase is fed as a suspension, ie in the form of solids suspended in liquid, by means of a
Soweit bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 mit den bisher beschriebenen Teilen funktionell gleiche aber konstruktiv etwas geänderte Teile vorhanden sind, werden die bisherigen Bezugsziffern unter Hinzusatz eines "b" verwendet, ohne daß es jeweils einer gesonderten neuen Beschreibung bedarf. Der Mahlbehälter 1b ist lediglich aus Gründen der Zeichnungsvereinfachung ohne Temperiermantel dargestellt. Er weist in seiner Abdeckung 2ob, die mit dem Rührwellen-Lager 19 fest verbunden ist, eine Mahlgut-Zugabeöffnung 6o auf, durch die das Mahlgut entweder als trockener Feststoff, als vorgemischte Suspension oder in getrennten Zugabeströmen von Feststoff und Flüssigkeit in den Mahlraum 3o eingegeben werden kann. Das Lager 19 und damit auch die Abdeckung 2ob sind mittels eines nur angedeuteten Tragarms 59 gegenüber dem Maschinengestell 9b abgestützt.To the extent that in the exemplary embodiment according to FIG. 5 the parts described so far are functionally the same but structurally slightly different, the previous reference numbers are used with the addition of a “b”, without a separate new description being required in each case. The grinding
Im Boden 7b des Mahlbehälters 1b ist - konzentrisch zu dessen Mittel-Längs-Achse 6 - eine Mahlgut-Mahlhilfskörper-Trenneinrichtung 61 vorgesehen, die eine in den Boden 7b eingelegte Auslaßplatte 62 aufweist, deren Austrittsöffnungen 63 einen Durchmesser g aufweisen, der deutlich größer als der Durchmesser b der Mahlhilfskörper 33 ist. Es ist weiterhin eine unterhalb der Auslaßplatte 62 angeordnete Verschlußplatte 64 vorgesehen, die über ein Drehlager 65 auf einem Winkelhebel 66 abgestützt ist. Der Winkelhebel 66 ist mit seinem mittleren Schwenklager 67 am Maschinengestell 9b schwenkbar gelagert. An seinem anderen Ende greift ein als hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbarer Kolben-Zylinder-Antrieb ausgebildeter Verstellantrieb 68 an, der ebenfalls am Maschinengestell 9b abgestützt ist. Die Austrittsöffnungen 63 der Auslaßplatte 62 erweitern sich kegelstumpfförmig, also konisch nach unten. In ihnen sind entsprechende Füllkörper 69 angeordnet, die auf der Verschlußplatte 64 angeordnet sind. Wenn durch entsprechende Betätigung des Verstellantriebes 68 die Verschlußplatte 64 in ihre der Auslaßplatte 62 nächste Stellung gebracht ist, dann verschließt jeweils ein Füllkörper 69 eine Austrittsöffnung 63 der Auslaßplatte 62. Wenn der Verstellantrieb 68 in seine entgegengesetzte Stellung verfahren ist, in der die Verschlußplatte 64 völlig von der Auslaßplatte 62 nach unten abgehoben ist, dann kann die Füllung an Mahlhilfskörpern 33 nach unten durch die Austrittsöffnungen 63 abgezogen werden. Bei geringfügig nach unten abgehobener Verschlußplatte 64 bilden sich Trennspalte 7o zwischen den Füllkörpern 69 und der Auslaßplatte 62, die aufgrund entsprechender Ansteuerung des Verstellantriebes 68 so bemessen sind, daß die Mahlhilfskörper 63 im Mahlraum 3o zurückgehalten werden, das Mahlgut aber nach unten abgezogen wird. Je nach Ansteuerung des Verstellantriebes 68 kann also die Breite a der Trennspalte 7o eingestellt werden und damit die Abzugsgeschwindigkeit des Mahlgutes.In the bottom 7b of the grinding
Der Umlenker 41b ist über seinen Haltearm 43b in der Abdeckung 2ob schwenkbar gelagert. Die Verschwenkbewegungen können mittels eines als hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbarer Kolben-Zylinder-Antrieb ausgebildeten Schwenkantriebs 71 erfolgen, der am Maschinengestell 9b festgelegt ist. Die Dichtung zwischen der nichtdrehenden Abdeckung 2ob und dem drehantreibbaren Mahlbehälter 1b erfolgt entweder mittels einer Gleitringdichtung 72 (siehe Fig. 5 rechte Seite) oder mittels einer Lippendichtung 73 (siehe Fig. 5 linke Seite).The
Bei der Ausgestaltung nach Fig. 5 ist das Drehlager 8 nicht unmittelbar auf dem Maschinengestell 9b, sondern auf einem Wägetisch 74 abgestützt. Dieser ist einerseits über eine gelenkige Lagerung 75, beispielsweise eine sogenannte Schneidenlagerung, und andererseits über eine Gewichts-Meßeinrichtung 76, beispielsweise eine sogenannte Kraftmeßdose, auf dem Maschinengestell 9b abgestützt. Von der Meßeinrichtung 76 wird der Verstellantrieb 68 über einen Regler 77 in der Weise angesteuert, daß das Gesamtgewicht der Rührwerksmühle samt Mahlgut-Mahlhilfskörper-Füllung konstant bleibt, d.h. das Mahlgut-Füllniveau 78 des Mahlraums 3o wird konstant gehalten. Mit anderen Worten heißt dies, daß der Mahlgutauslaß so gesteuert wird, daß die pro Zeiteinheit abgezogene Mahlgutmenge identisch mit der pro Zeiteinheit zugeführten Menge an Komponenten ist.5, the
Auch für die Ausführungsform nach Fig. 6 gilt wieder, daß mit den bisher beschriebenen Ausführungsformen funktionell gleiche aber konstruktiv unterschiedliche Teile mit derselben Bezugsziffer unter Hinzufügung eines "c" bezeichnet werden, ohne daß jeweils eine gesonderte Beschreibung erfolgt.Also for the embodiment according to FIG. 6 again applies that with the previously described embodiments, functionally identical but structurally different parts are designated with the same reference number with the addition of a "c", without a separate description being given in each case.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist der Boden 7c des Mahlbehälters 1c völlig geschlossen. Der Abzug des Mahlgutes erfolgt in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4. Zur Zuführung des Mahlgutes ist im Umlenker 41c ein Zuführkanal 8o vorgesehen, der an eine von außen zur Deckelscheibe 56 geführte Zuführleitung angeschlossen ist, und dessen Zuführöffnung 82 in der Nähe des Bodens 7c ist. Im Umlenker 41c kann ein weiterer Zuführkanal 83 vorgesehen sein, der ebenfalls an eine äußere Zuführleitung 84 angeschlossen ist und dessen Zuführöffnung 85 deutlich oberhalb des Bodens 7c im axial mittleren Bereich des Mahlraums 3o in letzteren einmünden kann. Durch diesen zweiten Zuführkanal 83 kann beispielsweise eine weitere Komponente zugeführt werden, die erst dann zugeführt werden soll, wenn die durch die im ersten Zuführkanal 8o in der Nähe des Bodens 7c zugeführte Mahlgutkomponente bereits einen gewissen Zerkleinerungsprozeß durchlaufen hat.In the embodiment according to FIG. 6, the bottom 7c of the grinding
Für die Ausführungsform nach Fig. 7 gilt, daß alle mit früheren Ausführungsformen funktionell gleichen aber konstruktiv unterschiedlichen Teile mit derselben Bezugsziffer mit einem hinzugefügten "d" bezeichnet sind. In der Abdeckung 2od des Mahlbehälters 1d ist eine Mahlgutzugabe-Öffnung 6od ausgebildet. Der Boden 7d ist vollständig geschlossen. Der Umlenker 41d ist hohl ausgebildet. Dieser Hohlraum bildet einen Mahlgut-Ablaufkanal 86 dessen Mahlgut-Einströmöffnung 87 sich in der Nähe des Bodens 7d befindet. Sie ist mit einer Trenneinrichtung 88, beispielsweise einem Sieb, verschlossen, die einen Durchtritt des Mahlgutes ermöglicht, Mahlhilfskörper 33 aber im Mahlraum 3o zurückhält. Das Mahlgut strömt durch den Ablaufkanal 86 in eine äußere Mahlgut-Ablaufleitung 89. Der Ablaufkanal 86 kann - gleichermaßen wie die Zuführkanäle 8o,83 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 - eine Breite von nur wenigen Millimetern aufweisen; das Außenprofil des Umlenkers 41d bzw. des Umlenkers 41c braucht sich daher gegenüber den geschlossenen Ausführungsformen nach den anderen Ausführungsbeispielen nicht zu ändern.For the embodiment according to FIG. 7 it applies that all parts which are functionally the same but structurally different from previous embodiments are identified by the same reference number with an added "d". A ground material opening 6od is formed in the cover 2od of the grinding container 1d. The bottom 7d is completely closed. The deflector 41d is hollow. This cavity forms a regrind discharge duct 86, the regrind inlet opening 87 of which is located in the vicinity of the base 7d. It is closed with a separating
Bei der Ausgestaltung nach Fig. 8 werden die von den vorherigen Ausführungsbeispielen konstruktiv abweichenden funktionell identischen Teile mit der bisher verwendeten Bezugsziffer mit einem hinzugefügten "e" bezeichnet. Der Mahlbehälter 1e ist mit einem Boden 7e verschlossen, in dem konzentrisch zur Mittel-Längs-Achse 6 eine Schiebeführung 9o für eine in Richtung der Achse 6 verschiebbare Führungsstange 91 ausgebildet ist, an der ein den Mahlraum 3oe begrenzender Mahlraumboden 92 befestigt ist. Durch entsprechende Verschiebungen der Führungsstange 91 mittels eines nicht dargestellten Antriebs wird der Mahlraumboden 92 in Richtung der Achse 6 verstellt, wodurch das Volumen des Mahlraums 3oe vergrößert oder verkleinert wird. Die Rührwerkzeuge 17 des Rührwerks 15e sind nur angedeutet. Die Rührwerkswelle 16e ist hohl ausgebildet und weist einen Mahlgut-Zuführ-Kanal 93 auf, der am freien Ende der Rührwerkswelle 16e, also in der Nähe des Mahlraumbodens 92, durch eine Öffnung 94 in den Mahlraum 3oe mündet. Durch die Drehbewegung des der Öffnung 94 benachbarten Rührwerkszeuges 17 wird das durch den Kanal 93 zugeführte Mahlgut sofort intensiv mit dem Bett aus Mahlhilfskörpern 33 in Verbindung gebracht.In the embodiment according to FIG. 8, the functionally identical parts which differ structurally from the previous exemplary embodiments are identical to those previously used reference number used is denoted by an added "e". The grinding
Aufgrund der Drehbewegungen von Mahlbehälter 1e und Rührwerk 15e bildet die Oberfläche 95 des Mahlgut-Mahlhilfskörper-Gemisches eine sogenannte Trombe, d.h. die Oberfläche 95 stellt sich etwa trompetenförmig ein. Zwischen der Oberfläche 95 und der oberen Abdeckung 2oe ist also ein nicht von Mahlgut und/oder Mahlhilfskörpern 33 gefüllter Freiraum 96. In diesem Freiraum 96 befindet sich ein in der sich nicht drehenden Abdeckung 2oe angebrachtes und durch diese hindurchgeführtes Saugrohr 97, das an seiner unteren, der Oberfläche 95 zugewandten Seite Sieböffnungen 98 besitzt, die einen Durchtritt der Mahlhilfskörper 33 nicht zulassen. Durch das Saugrohr 97 wird das Mahlgut bzw. die Feinanteile des Mahlgutes abgesaugt. In der Abdeckung 2oe ist weiterhin ein in den Freiraum 96 führender Spülluft-Stutzen 99 angeordnet, durch den Spülluft in den Freiraum 96 eingeblasen wird, die zum Freiblasen eventuell verstopfter Sieböffnungen 98 dient.Due to the rotating movements of the grinding
Der als Hubboden dienende höhenverstellbare Mahlraumboden 92 dient nicht nur zur Einstellung einer unterschiedlichen Packungsdichte der Mahlhilfskörper 33 im Mahlraum 3oe, sondern auch dazu, den Abstand zwischen der Oberfläche 94 des Mahlgut-Mahlhilfskörper-Gemisches und den Sieböffnungen 98 des Saugrohres 97 herzustellen. In Fig. 8 ist der Umlenker nicht dargestellt; er kann in gleicher Weise ausgebildet sein, wie in Fig. 4 dargestellt.The height-adjustable
Auch bei der Ausführungsform einer Rührwerkskugelmühle nach den Fig. 9 bis 11 werden mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen funktionell gleiche aber konstruktiv andere Teile mit derselben Bezugsziffer und einem hinzugefügten "f" bezeichnet. Bei dieser Rührwerkskugelmühle handelt es sich im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungsformen, bei denen es sich um stehende Rührwerkskugelmühlen handelte, um eine sogenannte liegende Rührwerkskugelmühle. Die Mittel-Längs-Achse 6f des Mahlbehälters 1f verläuft also horizontal. Gleiches gilt für die Rührwerksachse 25f des Rührwerks 15f. Die Rührwerkswelle 16 ist ebenfalls fliegend in einem Rührwellen-Lager 19f gelagert, das mittels eines Tragarms 59f auf dem Maschinengestell 9f abgestützt ist. Die Rührwerkzeuge 17f sind in diesem Fall als Rührarme ausgebildet.In the embodiment of an agitator ball mill according to FIGS. 9 to 11, the above-described embodiments also refer to functionally identical but structurally different parts with the same reference number and an added “f”. In contrast to the previously described embodiments, which were standing agitator ball mills, this agitator ball mill is a so-called horizontal agitator ball mill. The central
Der Mahlbehälter 1f ist im Bereich des Rührwellen-Lagers 19f mittels Stützrollen 1oo gegenüber dem Maschinengestell 9f abgestützt. Im entgegengesetzten Bereich des eine Stirnseite bildenden Bodens 7f ist der Mahlbehälter 1f mit einem hohlen, konzentrisch zur Achse 6f angeordneten Wellenzapfen 1o1 versehen, der über ein Lager 1o2 gegenüber dem Maschinengestell 9f abgestützt ist. Durch den hohlen Wellenzapfen 1o1 ist eine Mahlgut-Zuführleitung 52f geführt, durch die das Mahlgut in den Mahlraum 3of eingegeben wird. Der Abzug des gemahlenen Mahlgutes erfolgt durch eine Ringspalt-Trenneinrichtung 53f, die zwischen der Deckelscheibe 56f und dem Ring 55f ausgebildet ist. Der Drehantrieb des Mahlbehälters 1f erfolgt auch hier über einen Mahlbehälter-Antriebsmotor 1o und ein Reibrad-Getriebe 12. Der Umlenker 41 ist bei gegensinnigem Antrieb von Mahlbehälter 1f und Rührwerk 15f (siehe Fig. 1o) und auch bei gleichsinnigem Antrieb von Rührwerk 15 und Mahlbehälter 1f (siehe Fig. 11) jeweils im oberen Bereich, d.h. im Bereich der Scheitellinie des Mahlbehälters 1f angeordnet. In diesem Bereich ist die Konzentration an Mahlhilfskörpern 33 aufgrund der auf sie wirkenden Schwerkraft am geringsten. Im übrigen gilt hinsichtlich der Anordnung des Umlenkers 41 das oben zu der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 Gesagte.The grinding
Bei der Ausführungsform einer Rührwerkskugelmühle nach den Fig. 12 und 13 werden wiederum für mit bisher beschriebenen Ausführungsformen funktionell gleiche aber konstruktiv andere Teile dieselben Bezugsziffern mit einem hinzugefügten "g" verwendet, ohne daß eine gesonderte Beschreibung erfolgt. Im Mahlbehälter 1g ist ein Rührwerk 15g angeordnet, das mit Rührwerkzeugen 17g in Form von radial abstehenden Stäben versehen ist. In der Abdeckung 2og ist gleichermaßen über ein Rührwellen-Lager 1o3 ein Zweit-Rührwerk 1o4 gelagert, das eine Rührwelle 1o5 und Rührwerkzeuge 1o6 aufweist. Diese überlappen radial die Rührwerkzeuge 17g des Rührwerks 15g und sind zur Vermeidung von Kollisionen axial gegenüber diesem versetzt. Die Rührwerke 15g und 1o4 haben unterschiedliche Durchmesser d bzw. d′. Der Antrieb des Zweit-Rührwerks 1o4 erfolgt über einen Riementrieb 1o7 von einem nicht dargestellten Motor aus. Die Exzentrizität e′ der Achse 1o8 des Zweit-Rührwerks zur Achse 6g des Mahlbehälters 1g ist anders als die Exzentrizität e. Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, laufen der Mahlbehälter 1g, das Rührwerk 15g und das Rührwerk 1o6 gleichsinnig um, wobei die Drehrichtung des Zweit-Rührwerks mit 1o9 bezeichnet ist. Selbstverständlich können auch alle beliebigen und möglichen Kombinationen von gegensinnigen Drehrichtungen angewendet werden.In the embodiment of an agitator ball mill according to FIGS. 12 and 13, the same reference numerals with an added "g" are again used for parts which are functionally identical but structurally different with previously added embodiments, without a separate description being given. An
Die Angaben über den Abstand des Rührwerks 15g von der Mahlraumwand gelten auch für das Zweit-Rührwerk 1o4. Für beide Rührwerke 15g und 1o4 gilt auch die obige Angabe, daß deren Gesamtvolumen höchstens 2o% des Volumens des Mahlraums 3og beträgt.The information about the distance of the
Claims (24)
- Agitator ball mill comprising a grinding container (1) having a cylindrical grinding chamber (30), which is defined by a cylindrical grinding-chamber wall (42), and at least one agitator (15, 104) which is arranged in said grinding chamber and is provided with projecting agitating tools (17, 106) and the agitator axis (25, 108) of which extends parallel with the central longitudinal axis (6) of the grinding chamber (30), wherein the agitator (15, 104), on the one hand, and the grinding container (1), on the other hand, can be rotationally driven about their respective axis (25, 108; 6) by means of a drive, wherein the grinding chamber (30) is partially filled with auxiliary grinding bodies (33) which are fairly freely movable in a mixture of grinding stock/auxiliary grinding bodies, and wherein the grinding chamber (30) is provided with a grinding-stock feed means (29, 52, 60, 80, 83, 93) and a grinding-stock discharge means comprising a grinding-stock/auxiliary-grinding bodies separating device (35, 53, 61, 88, 98), characterized in that the agitator axis (25, 108) has an eccentrity (e, e′) relative to the central longitudinal axis (6) of the grinding chamber (30), and that, in the region of the cylindrical grinding-chamber wall (42), at least one stationary deflector (41) is provided which is directed from the latter into the grinding chamber (30) and which extends across a substantial portion of the length of the grinding chamber (30) and parallel towards its central longitudinal axis (6) and which has a deflecting face (44) which is open in the direction of the central longitudinal axis (6), and that the deflector (41) is arranged in the transition area to a contracted cross-sectional area (49) of the grinding chamber (30), the agitator axis (25) being arranged in the contracted cross-section (49) and the latter being defined by a plane placed through the central longitudinal axis (6), which is normal to a plane, which is fixed by the central longitudinal axis (6) and the agitator axis (25).
- Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that an edge (point 46) of the deflector (41) projects into the vicinity of the grinding-chamber wall (42).
- Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that the deflecting face (44) of the deflector (41) forms an angle (c) of 10 to 50° with a tangent (45) on the grinding-chamber wall (42).
- Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that the deflector (41) is pivotingly supported in a stationary boundary wall of the grinding chamber (30).
- Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that the deflecting face (44) of the deflector (41) is arranged downstream of the edge (point 46) of the deflector (41), relative to the direction of rotation (48) of the grinding container (1), that the direction of rotation (48) of the grinding container (1) and the direction of rotation (47) of the agitator (15) are in opposite direction to each other and that the deflector (41) is arranged at the beginning of the contracted cross-sectional region (49), relative to the direction of rotation (48) of the grinding container (1).
- Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that the deflecting face (44) of the deflector (41) is arranged downstream of the dge (point 46) of the deflector (41), relative to the direction of rotation (48) of the grinding container (1), that the direction of rotation (48) of the grinding container (1) and the direction of rotation (47′) of the agitator (15) are in the same direction with respect to each other and that the deflector (41) is arranged at the end of the contracted cross-sectional region (49), relative to the direction of rotation (48) of the grinding container (1).
- Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that the deflecting face (44) of the deflector (41) is arranged downstream of the dge (point 46) of the deflector (41), relative to the direction of rotation (48) of the grinding container (1), that the agitator axis (25f) and the central longitudinal axis (6f) extend approximately horizontally, and that the deflector (41) is arranged in the top region of the grinding chamber (30f).
- Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that, in the deflector (41c) is provided at least one feed duct (80, 83) for grinding stock to be ground which, with a feed opening (82, 85), opens up into the grinding chamber (30) and is connected to the grinding-stock-feed means (81, 84).
- Agitator ball mill according to claim 8 characterized in that a plurality of feed ducts (80, 83) are provided, the feed openings (82, 85) of which open up into the grinding chamber (30) at a distance from each other.
- Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that, in the deflector (41d), a grinding-stock outlet duct (86) is provided which is connected to the grinding chamber (30) via a grinding-stock-admission opening (87), a grinding-stock/auxiliary-grinding-bodies separating device (88) being arranged in the admission opening (87).
- Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that the agitator axis (25e) and the central longitudinal axis (6) of the grinding chamber (30e) are arranged substantially vertically and that, in an upper free space (96) of the grinding chamber (30e), which free space is not filled with a mixture of grinding stock/auxiliary grinding bodies, a suction device (suction pipe 97) for the fines component of the grinding stock is arranged.
- Agitator ball mill according to claim 11, characterized in that a scavenging-air nozzle (99) for the supply of scavening air opens up into the free space (96).
- Agitator ball mill according to claim 1 or 11 , characterized in that a grinding-chamber floor (92) is provided which defines the grinding chamber (30e) and which is displaceable in the direction of the central longitudinal axis (6).
- Agitator ball mill according to claim 1 or 11 , characterized in that the agitator (15) is provided with a grinding-stock-feed duct (93) which, in the region of a floor (92) defining the grinding chamber (30e), onens up into the grinding chamber (30e) by means of an opening (94).
- Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that, in the grinding chamber (30g) are arranged a plurality of agitators (15g, 104), the agitator axes (25, 108) of which have varying eccentricities (e, e′) relative to the central longitudinal axis (6g) of the grinding chamber (30g).
- Agitator ball mill according to claim 15, characterized in that the agitating tools (17g, 106) of the agitators (15g, 104) are axially offset with respect to one another and partially overlap one another radially.
- Agitator ball mill according to claim 15, characterized in that the agitators (15g, 104) have different diameters (d, d′).
- Agitator ball mill according to claim 1, characterized in that the agitator axis (25) and the central longitudinal axis (6) of the grinding chamber (30) are arranged approximately vertically and that the grinding-stock-feed means is arranged in a top covering (20) and the grinding-stock/auxiliary-grinding-bodies separating device (35, 61) is arranged in the opposite lower bottom (7).
- Agitator ball mill according to claim 18, characterized in that the separating device (35) is designed as an annular-passage separating device (35) formed by a separating slot (38) which extends conically between a ring (40), which rotates with the grinding container (1), and a disc (37), the disc (3 7) being designed to be displaceable in the direction of the central longitudinal axis (6), for the purpose of changing the slot width (a).
- Agitator ball mill according to claim 19, characterized in that the disc (37) can be rotationally driven relative to the ring (40).
- Agitator ball mill according to claim 18, characterized in that the grinding-stock/auxiliary-grinding-bodies separating device (61) is provided with a plurality of delivery openings (63), the diameter (q) of which is greater than the diameter (b) of the largest auxiliary grinding bodies (33) and that a sealing plate (64) is provided which can be advanced against the delivery openings (61) or removed downwards away from them.
- Agitator ball mill according to claim 21, characterized in that the sealing plate (64) is supported to be freely rotating.
- Agitator ball mill according to claim 22, characterized in that the delivery openings (63) are designed to widen up frusto-conically in a downward direction and that packing bodies (69) are arranged on the sealing plate (64), which packing bodies are adapted in shape and cross-section to the delivery openings (63), and between which and the respective delivery opening (63), separating slots (70) of varying width (a) can be provided by the appropriate adjusting of the sealing plate relative to the delivery openings (63).
- Agitator ball mill according to claim 1, in particular having an essentially vertical arrangement of the central longitudinal axis (6) of the grinding container (1), according to claim 1, characterized in that the deflector (41) tapers in a downward direction from the top.
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