EP0634219A1 - Verfahren und Einrichtung zum Zerkleinern von Material unterschiedlicher Körnung - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Zerkleinern von Material unterschiedlicher Körnung Download PDF

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EP0634219A1
EP0634219A1 EP94109122A EP94109122A EP0634219A1 EP 0634219 A1 EP0634219 A1 EP 0634219A1 EP 94109122 A EP94109122 A EP 94109122A EP 94109122 A EP94109122 A EP 94109122A EP 0634219 A1 EP0634219 A1 EP 0634219A1
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EP
European Patent Office
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semolina
grinding
flow
stream
housing wall
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Horst Dipl.-Ing. Brundiek
Willy Dipl.-Ing. Lohle
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Loesche GmbH
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Loesche GmbH
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    • B02C2015/002—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs combined with a classifier

Definitions

  • the invention relates to a method for comminuting material of different grain size according to the preamble of claim 1 and a device, in particular for carrying out the method, according to the preamble of claim 15.
  • the flow resistance in the grinding visible space decreases, which means that the conveying energy for a fluid stream to be used on an aggregate can be reduced.
  • the mechanical energy required for an external mechanical semolina return arranged outside the grinding viewing area is comparatively significantly lower.
  • an airflow roller mill with an integrated Sifter a fluid such as air or a gas, is introduced into a grinding classifying room.
  • the fluid is brought to such a high speed in an annular space between the grinding bowl and the housing wall that essentially all regrind particles thrown out from the grinding bowl under centrifugal force, i.e. from feed piece size to finished grain size, are captured by the fluid flow and transported to the classifier as a two-phase mixture become.
  • regrind particles are removed from the grinding, classifying, drying and pneumatic transport process taking place in the mill and classifier, as a result of which one of the numerous influencing variables which influence a complex dynamic grinding classifier system is changed.
  • a reduction in the flow energy leads to a saving in pneumatic conveying energy at the fan.
  • this procedure is associated with a reduced grinding capacity, so that, when viewed in a complex manner, there is no saving in the total specific work requirement.
  • the invention has for its object to provide a method and a device for shredding material, which leads to reduced energy consumption per metric ton of ground material and enables an increased throughput of the shredding device or shredding system.
  • the object is achieved by the characterizing features of claim 1 and in terms of furnishings by the characterizing features of claim 15.
  • the regrind particles centrifugally thrown out of a rotating, horizontally arranged, for example almost flat, inclined or also hollowed-out grinding path are exposed to a rotational flow of a fluid conveying stream introduced on the circumference of the grinding path.
  • the regrind particles which are transported in a helical upward movement, form an almost deaerated dense stream due to a defined flow rate and the rotation or swirl flow of a gas guide device, which is at least partially removed from the grinding classifying chamber and preferably returned to the grinding chamber via an external conveyor device .
  • the basic idea of the invention is to design an almost fine material-free, external semolina stream essentially directly on the housing wall as a vented dense stream and to remove at least partially its dead mass or dead material.
  • the method according to the invention consequently also provides for the saving of pneumatic conveying energy by removing semolina from the grinding visible space in order to reduce the flow resistance.
  • semolina from the grinding visible space in order to reduce the flow resistance.
  • only those grains are removed which burden the grinding visible space as dead mass or dead material because they do not continuously participate in the grinding and viewing process.
  • the almost fine material-free, vented dense stream referred to as the outer semolina stream
  • the outer semolina stream is fed through a defined flow at a speed> 30 m / s, in particular with a gas guiding device that produces a swirl, for example by angular adjustment of a blade ring in the tangential direction produce.
  • the rotational flow or the Flow swirl leads to a helical upward movement of the fluid flow with the regrind particles thrown off the grinding bowl. Due to the inherent tendency to expand, a swirl flow creates centrifugal forces which also act on the regrind particles.
  • the regrind particles are subject to a drag force of the fluid flow generated in the direction of the classifier, that is to say towards the center of the mill classroom.
  • the equilibrium conditions that arise depend on the mass of the regrind particles.
  • semolina portions of the external semolina flow of 200% +/- 50%, based on the finished product rate of the mill, or any underlying percentage can be removed without the effectiveness of the comminution process and the screening being adversely affected.
  • a continuous removal of the outer grains not involved in the grinding and classifying process leads to a continuous relief of the grinding class and to a reduction of the flow energy to be used by approx. 30%.
  • the disadvantage of the previously known method that sufficient ground particles are also removed from the grinding process does not exist.
  • a device for comminuting material with an airflow mill in particular for carrying out the method, provides a gas guiding device designed by a known blade ring in an annular space around a rotating grinding bowl for forming a rotational and circulating flow of the fluid delivery flow and at least one removal device in the area of the housing wall of the airflow mill for a portion of an external semolina flow or the deaerated dense stream.
  • a preferred removal device is a catch pocket connected tangentially in the mill and / or classifier housing, in which the semolina rotating on the wall under the influence of centrifugal force and gravity can collect and self-vent due to dynamic pressure.
  • the catch bag is expediently provided with an outlet connection which opens into an airlock.
  • the extracted semolina in the vented, compressed state, in particular by gravity, can be fed from the catch bag to a mechanical conveyor, for example a bucket elevator.
  • This mechanical conveyor device can be connected to a further comminution device.
  • the mechanical conveying device for returning the semolina portions removed is preferably connected to a feed device for the feed material or directly to the grinding visible space or the grinding bowl for almost central feeding.
  • the mechanical conveying device is at least partially given the internal grains separated from the classifier and / or regrind particles falling down over the grinding bowl and returned to a further comminution, in particular the grinding bowl of the airflow roller mill.
  • the gas guiding device is to be designed in such a way that a fluid flow entering the air flow mill from below the grinding bowl is forced into a rotational flow or swirl flow, so that the regrind particles thrown off the grinding bowl are transported upwards in a helical path directly on the housing wall.
  • Flow channels are expediently formed by vanes of a vane ring arranged at an angle and in the tangential direction, through which a fluid stream exerts an ejector effect at a speed> 30 m / s, so that the rotating dense stream or external semolina stream is generated on the housing wall.
  • FIG. 1 an airflow mill 4 is shown with a grinding bowl 6, on the grinding track 5 grinding rollers 7 frictionally roll or be driven separately.
  • a sifter 29 with a sifter rotor 24 is provided above the grinding rollers 7 and in an integrated arrangement within a grinding sifting space 8 delimited by a housing wall 15.
  • the material of different grain size to be shredded is fed as feed material 10 almost centrally to the grinding path 5 via a feed device, not shown.
  • a blade ring 16 of blades which are designed and arranged in a defined manner forms an annular gas guide device 19, the flow channels 20 of which impart an ejector effect to a flow 9 of a fluid, in particular a gas .
  • a rotation and circulation flow 21, 22 is generated in the immediate vicinity of the housing wall 15, in which regrind particles 13 are received in an almost vented dense stream 17.
  • the deaerated dense stream 17 is formed by a blade ring sifting of the comminuted regrind particles 13 thrown off from the grinding track 5 to the annular gas guide device 19.
  • This vented dense stream 17 is not deflected in the direction of classifier 29 due to the helical upward movement of the flow swirl generated in the gas guide device 19.
  • gravity acts, and together with an ejector effect on each flow channel 20, a circulation flow 21, 22 is formed about an almost vertical axis, which is characterized by an inner upward flow 21 and an outer downward flow 22.
  • This total flow which extends in the wall area of the airflow mill 4, is of limited radial expansion and represents a particle torus.
  • the particle torus can be regarded as dead mass 23, which thickens up to a certain radial extent and is then only suspended in a flow space without participating in the grinding and classifying.
  • These portions originate from a circulation (arrows 40) within the grinding visible space 8.
  • a higher portion flows from above through the center of the air flow mill due to the lower partial pressure and with the comminuted ground material flow via the grinding path 5 to the edge of the grinding bowl 6.
  • a relatively small proportion is sucked in between the upward flow 40 and the housing wall 18.
  • the centrifugal force of the vertical or swirl flow is used to remove semolina portions of the outer semolina flow 18.
  • FIGS. 2 and 3 show a highly schematic representation of an arrangement and design of a removal device 25 in the upper region of the housing wall 15.
  • the removal device 25 is designed as a catch pocket 27 arranged tangentially on the housing wall 15 at the level of the sifter 29.
  • the catch pocket 27 has a slit-like removal area 26 and a bottom outlet opening 28 arranged at right angles to the removal area on.
  • the almost slot-like removal area 26 of the removal device 25 is provided with an adjustable baffle plate 31 for adjustable removal of the semolina, which is articulated on the housing wall 15 via a vertical pivot axis 32.
  • the drain opening 28 can be designed as an adjustable opening analogous to the removal area 26.
  • FIG. 4 shows a system diagram with the essential units for carrying out the method according to the invention.
  • the material of different grain size to be shredded is fed to a feed device 38, for example in the form of a three-component mixture, and fed into the airflow mill 4 via an inlet connection 39.
  • a feed device 38 for example in the form of a three-component mixture
  • semolina portions of the outer semolina stream 18 are fed from a catch bag 27 as a removal device 25 and with the aid of a mechanical conveyor device 36, for example a bucket elevator.
  • a mechanical conveyor device 36 for example a bucket elevator.
  • regrind particles 33, in particular semolina which have failed downwards via the annular gas guide device 19 (FIG.
  • the tangentially arranged removal device 25 is provided with an outlet connection 34, optionally a metering discharge conveyor 41 and with an air lock 37.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerkleinern von Material unterschiedlicher Körnung, bei dem Mahlgutpartikel, welche über den Rand einer Mahlschüssel (6) abgeschleudert werden, mit Hilfe einer eine Drallströmung oder Rotationsströmung erzeugenden Gasleiteinrichtung (19) in einer schraubenförmigen Strömung nahe der Gehäusewand aufwärts transportiert werden. Unter Fliehkraft- und Schwerkrafteinfluß wird eine Partikelströmung im wesentlichen aus äußeren Grießen gebildet, die als entlüfteter Dichtstrom (17) am eigentlichen Mahl- und Sichtprozeß nicht beteiligt ist und zumindest teilweise aus dem Mahl-Sichtraum entnommen wird. Eine Entnahmeeinrichtung (25) ist in radialer Richtung oberhalb der Mahlbahn an der Gehäusewand angeordnet und mit einer mechanischen Fördereinrichtung, insbesondere zur Rückführung in den Mahl-Sichtraum verbunden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerkleinern von Material unterschiedlicher Körnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Einrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 15.
  • Es ist bekannt, einen Mahl-Sichtraum, beispielsweise einer Luftstrom-Wälzmühle, von noch nicht zerkleinertem oder noch nicht ausreichend zerkleinertem Mahlgut, den sogenannten Grießen, zu entlasten, indem diese Grieße während des Mahlprozesses nach außen abgezogen und meist wieder zugeführt werden.
  • Durch die Entnahme eines bestimmten Prozentsatzes von Grießen sinkt der Strömungswiderstand im Mahl-Sichtraum, wodurch die an einem Aggregat aufzuwendende Förderenergie für einen Fluidstrom reduziert werden kann. Die erforderliche mechanische Energie für eine externe, außerhalb des Mahlsichtraums angeordnete mechanische Grießerückführung ist vergleichsweise deutlich niedriger.
  • Aus der DE 41 24 416 A1 ist ein derartiges Vefahren bekannt. Grieße, die ein Sichter als Überkorn abgewiesen hat, werden auf ihrem Fallweg zu einer Mahlbahn wenigstens teilweise über eine Förderschnecke nach außen abgeführt.
  • Nach einem weiteren bekannten Verfahren gemäß DE-AS 1 152 297 wird in einer Luftstrom-Wälzmühle mit integriertem Sichter ein Fluid, z.B. Luft oder ein Gas, in einen Mahl-Sichtraum eingeführt. Das Fluid wird in einem ringförmigen Raum zwischen der Mahlschüssel und der Gehäusewand auf eine so hohe Geschwindigkeit gebracht, daß im wesentlichen alle von der Mahlschüssel unter Fliehkraft abgeschleuderten Mahlgutpartikel, d.h. von Aufgabestückgröße bis Fertigkorngröße, vom Fluidstrom erfaßt und als ein Zwei-Phasengemisch zum Sichter transportiert werden.
  • Mit einem Fluidstrom mit relativ geringer Geschwindigkeit wird erreicht, daß ein hoher Prozentsatz von im wesentlichen nicht zerkleinertem Gut nach unten aus der Mühle herausfällt. Auf diese Weise kann die pneumatische Transportenergie des Fluidstromaggregates durch einen reduzierten Strömungswiderstand infolge einer niedrigeren Mahlgutbeladung gesenkt werden.
  • Bei den bekannten Verfahren werden Mahlgutpartikel dem in der Mühle und dem Sichter stattfindenden Mahl-, Sicht-, Trocknungs- und pneumatischen Transport-Prozeß entzogen, wodurch eine der zahlreichen Einflußgrößen, welche ein komplexes dynamisches Mahl-Sichter-System beeinflussen, verändert wird.
  • Es ist bekannt, daß die Veränderung einer Einflußgröße, beispielsweise die Änderung der Geschwindigkeit des Förderstroms im Ringspalt oder die Entnahme von Mahlgutpartikeln aus dem Mahl-Sicht-Prozeß, weitere Parameter, beispielsweise Wandreibung, Gasreibung, Reibung zwischen Gas- und Mahlgutpartikeln, Strömungsausbildung in Mühle und Sichter, Partikelverteilung, Partikelgrößen, beeinflussen, so daß sich ein neuer Gleichgewichtszustand einstellen muß.
  • Eine auch nur teilweise Entnahme von unzerkleinerten oder unzureichend zerkleinerten Mahlgutpartikeln beeinträchtigt die Mahlbettbildung auf der Mahlschüssel negativ, weil grobe Partikel in Verbindung mit feinen Partikeln eine höchstmögliche Packungsdichte und ein nahezu ideal kompaktiertes und optimal zu zerkleinerndes Mahlbett bilden. Werden dagegen grobe Partikel, beispielsweise bis zu 250%, bezogen auf den Fertiggutstrom, dem in dem Mahl-Sichtraum zirkulierenden, mit Partikeln angereicherten Mahlgutstrom entzogen, fehlen vor allem die groben Partikel bei der Mahlbettbildung. Daraus resultiert als Nachteil, daß die Autogenmahlhilfe der groben Partikel fehlt. Da während des externen Förderprozesses keine Zerkleinerung stattfindet, werden weder die groben noch die kleinen Partikel weiter zerkleinert.
  • Eine Reduzierung der Strömungsenergie führt zwar zu einer Einsparung pneumatischer Förderenergie am Ventilator. Gleichzeitig ist diese Verfahrensweise mit einer verringerten Mahlleistung verbunden, so daß bei einer komplexen Betrachtung keine Einsparung des gesamten spezifischen Arbeitsbedarfs zu verzeichnen ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Zerkleinern von Material zu schaffen, welche zu einem reduzierten Energieverbrauch pro gemahlener Tonne Mahlgut führt und eine erhöhte Durchsatzleistung der Zerkleinerungseinrichtung oder Zerkleinerungsanlage ermöglicht.
  • Verfahrensmäßig wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und einrichtungsmäßig durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 15 gelöst.
  • Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 14 und 16 bis 26 enthalten.
  • Erfindungsgemäß werden die in einem Mahl-Sichtraum von einer rotierenden, horizontal angeordneten, beispielsweise nahezu ebenen, geneigten oder auch gemuldeten Mahlbahn durch Fliehkraft abgeschleuderten Mahlgutpartikel einer Rotationsströmung eines am Umfang der Mahlbahn eingeleiteten Fluid-Förderstroms ausgesetzt. Die Mahlgutpartikel, die in einer schraubenförmigen Aufwärtsbewegung transportiert werden, bilden aufgrund einer definierten Förderstromgeschwindigkeit und der Rotations- bzw. Drallströmung einer Gasleiteinrichtung einen nahezu entlüfteten Dichtstrom, welcher wenigstens teilweise aus dem Mahl-Sichtraum entnommen und bevorzugt über eine externe Fördereinrichtung in den Mahlraum zurückgeführt wird.
  • Grundgedanke der Erfindung ist es, einen nahezu Feingutfreien, äußeren Grießestrom im wesentlichen unmittelbar an der Gehäusewand als einen entlüfteten Dichtstrom auszubilden und dessen Totmasse oder Totgut zumindest teilweise abzuführen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht folglich ebenfalls die Einsparung pneumtischer Förderenergie durch Grießentnahme aus dem Mahl-Sichtraum vor, um den Strömungswiderstand zu verringern. Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren werden jedoch nur solche Grieße entnommen, die als Totmasse oder Totgut den Mahl-Sichtraum belasten, weil sie nicht kontinuierlich am Mahl- und Sicht-Prozeß teilnehmen.
  • Es ist insbesondere vorgesehen, den als äußeren Grießestrom bezeichneten, nahezu Feingut-freien, entlüfteten Dichtstrom durch einen definiert ausgerichteten Förderstrom mit einer Geschwindigkeit > 30m/s, insbesondere mit einer einen Drall erzeugenden Gasleiteinrichtung, beispielsweise durch winklige Anstellung eines Schaufelkranzes in tangentialer Richtung, zu erzeugen. Die Rotationsströmung bzw. der Strömungsdrall führt zu einer schraubenförmigen Aufwärtsbewegung des Fluidstroms mit den von der Mahlschüssel abgeschleuderten Mahlgutpartikeln. Eine Drallströmung erzeugt aufgrund der immanenten Tendenz zu expandieren, Fliehkräfte, welche auch auf die Mahlgutpartikel einwirken. Gleichzeitig unterliegen die Mahlgutpartikel in Abhängigkeit von ihrer Größe einer Schleppkraft des erzeugten Fluidstroms in Richtung Sichter, also zum Zentrum des Mühlen-Sichtraumes hin. Die sich einstellenden Gleichgewichtsbedingungen sind abhängig von der Masse der Mahlgutpartikel. Unabhängig von der Wirkung eines Sichters, welcher in einer Luftstrom-Mühle integriert angeordnet oder aufgesetzt sein kann, wird aufgrund einer Schaufelkranzsichtung der nach außen geschleuderten Mahlgutpartikel eine Korntrennung allein durch Anwendung einer definiert ausgebildeten und angeordneten Gasleiteinrichtung hervorgerufen und ein entlüfteter Dichtstrom gebildet.
  • Es ist vorteilhaft, daß bei einer genügenden Anreicherung von Mahlgutpartikeln in dem entlüfteten Dichtstrom durch eine Schwerkraftwirkung auf das Partikelkollektiv eine Abwärtsbewegung unmittelbar an der Gehäusewand zustande kommt, wodurch ein sogenannter Partikel-Torus von geringer radialer Ausdehnung gebildet wird. Der äußere Grießestrom bzw. der Partikel-Torus rotiert um seine Vertikalachse, die parallel bzw. koaxial zur Achse des Mühlen-Sichtraumes verläuft. Wesentlich ist, daß der äußere Grießestrom bzw. der Partikel-Torus sich bis zu einer bestimmten radialen Ausdehnung nach innen verdickt und, ohne an der Mahlung und Sichtung teilzunehmen, mit einer äußeren Abwärtsströmung und einer inneren Aufwärtsströmung im Mahlsichtraum in der Schwebe gehalten wird.
  • Es ist zweckmäßig, Grießeanteile des äußeren Grießestromes aus dem Randzonenbereich wenigstens teilweise zu entnehmen, wobei diese Entnahme kontinuierlich und unter Luftabschluß durchgeführt werden sollte.
  • Besonders zweckmäßig ist eine Rückführung der abgeführten Grießeanteile nach einer externen mechanischen Förderung im Bypaß um die Luftstrom-Mühle und den Sichter herum, wobei die Zuführung mit einer Frischgutaufgabe oder getrennt von dieser erfolgen kann.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Grießeanteile des äußeren Grießestromes von 200% +/- 50%, bezogen auf die Fertigproduktrate der Mühle, oder jedem darunterliegenden Prozentsatz entommen werden, ohne daß die Effektivität des Zerkleinerungsverfahrens und der Sichtung negativ beeinflußt wird. Eine kontinuierliche Entnahme der am Mahl- und Sicht-Prozeß unbeteiligten äußeren Grieße führt zu einer kontinuierlichen Entlastung des Mahl-Sichtraumes und zu einer Reduzierung der aufzuwendenden Strömungsenergie um ca. 30%. Der bei dem bisher bekannten Verfahren auftretende Nachteil, daß auch genügend zerkleinerte Mahlgutpartikel aus dem Mahlprozeß mit entnommen werden, ist nicht gegeben.
  • Eine Einrichtung zum Zerkleinern von Material mit einer Luftstrom-Mühle, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, sieht eine von einem an sich bekannten Schaufelkranz in einem ringförmigen Raum um eine rotierende Mahlschüssel ausgebildete Gasleiteinrichtung zur Ausbildung einer Rotations- und Zirkulationsströmung des Fluidförderstroms vor und wenigstens eine Entnahmeeinrichtung im Bereich der Gehäusewand der Luftstrom-Mühle für einen Grießeanteil eines äußeren Grießestroms bzw. des entlüfteten Dichtstromes.
  • Eine bevorzugte Entnahmeeinrichtung ist eine im Mühlen- und/oder Sichtergehäuse tangential anschließende Fangtasche, in der sich die unter Fliehkraft- und Schwerkrafteinwirkung an der Wand rotierenden Grieße sammeln und durch Staudruckwirkung selbsttätig entlüften können.
  • Zweckmäßigerweise ist die Fangtasche mit einem Auslaßstutzen versehen, der in eine Luftschleuse mündet.
  • Um Grießeanteile vom äußeren Grießestrom mit einer bestimmten Stärke zu entnehmen und nahezu abzuschälen, ist es sinnvoll, einen nahezu schlitzartigen Entnahmebereich mit einer verstellbaren Öffnung auszubilden. Beispielsweise kann ein Grießeanteil mit Hilfe eines Leitbleches, welches an der Gehäusewand verschwenkbar angeordnet ist, entnommen werden. Möglich ist auch die Anordnung eines vertikal oder horizontal verschiebbaren Bleches, mit dem der Entnahmebereich vergrößert oder verkleinert werden kann.
  • Von der Fangtasche aus kann der entnommene Grießeanteil im entlüfteten, verdichteten Zustand, insbesondere durch Schwerkraft, einer mechanischen Fördereinrichtung, beispielsweise einem Becherwerk, zugeführt werden. Diese mechanische Fördereinrichtung kann mit einer weiteren Zerkleinerungseinrichtung verbunden. Bevorzugt ist die mechanische Fördereinrichtung zur Rückführung der entnommenen Grießeanteile mit einer Aufgabeeinrichtung für das Aufgabegut oder direkt mit dem Mahl-Sichtraum bzw. der Mahlschüssel zur nahezu mittigen Zuführung verbunden.
  • In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist vorgesehen, der mechanischen Fördereinrichtung zumindest teilweise die vom Sichter abgetrennten inneren Grieße und/oder über die Mahlschüssel nach unten ausfallenden Mahlgutpartikel aufzugeben und einer weiteren Zerkleinerung, insbesondere der Mahlschüssel der Luftstrom-Wälzmühle, zurückzuführen.
  • Die Gasleiteinrichtung ist so zu gestalten, daß ein von unterhalb der Mahlschüssel in die Luftstrom-Mühle eintretender Fluidstrom in eine Rotationsströmung oder Drallströmung gezwungen wird, so daß die von der Mahlschüssel abgeschleuderten Mahlgutpartikel in einer schraubenförmigen Bahn unmittelbar an der Gehäusewandung aufwärts transportiert werden.
  • Zweckmäßigerweise sind durch winklig und in tangentialer Richtung angeordnete Schaufeln eines Schaufelkranzes Strömungskanäle gebildet, durch die ein Fluidstrom mit einer Geschwindigkeit > 30m/s eine Ejektor-Wirkung ausübt, so daß der an der Gehäusewand rotierende Dichtstrom bzw. äußere Grießestrom erzeugt wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung weiter beschrieben. In dieser zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Luftstrom-Mühle mit den wesentlichen Strömungsverhältnissen;
    Fig. 2
    eine stark schematisierte perspektivische Darstellung einer an einem Mühlengehäuse ausgebildeten Entnahmeeinrichtung für einen äußeren Grießestrom;
    Fig. 3
    einen horizontalen Querschnitt einer Luftstrom-Mühle im Bereich der Entnahmeeinrichtung und
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung des Verfahrens mit den wesentlichen Einrichtungen.
  • In Fig. 1 ist eine Lufstrom-Mühle 4 mit einer Mahlschüssel 6 dargestellt, auf deren Mahlbahn 5 Mahlwalzen 7 reibschlüssig abrollen oder gesondert angetrieben werden. Oberhalb der Mahlwalzen 7 und in einer integrierten Anordnung innerhalb eines von einer Gehäusewand 15 begrenzten Mahl-Sichtraumes 8 ist ein Sichter 29 mit Sichterrotor 24 vorgesehen.
  • Das zu zerkleinernde Material unterschiedlicher Körnung wird über eine nicht dargestellte Zuführeinrichtung als Aufgabegut 10 nahezu mittig der Mahlbahn 5 zugeführt. Zwischen der Gehäusewand 15 und der Mahlschüssel 6 ist ein ringförmiger Raum 14 ausgebildet, in dem ein Schaufelkranz 16 aus definiert ausgebildeten und angeordneten Schaufeln eine ringförmige Gasleiteinrichtung 19 bildet, deren Strömungskanäle 20 einem Förderstrom 9 eines Fluids, insbesondere eines Gases, eine Ejektor-Wirkung verleihen. Durch eine winklige Anstellung des Schaufelkranzes in tangentialer Richtung wird eine Rotations- und Zirkulationsströmung 21, 22 in unmittelbarer Nähe der Gehäusewand 15 erzeugt, in welcher Mahlgutpartikel 13 in einem nahezu entlüfteten Dichtstrom 17 aufgenommen sind.
  • Der entlüftete Dichtstrom 17 ist durch eine Schaufelkranz-Sichtung der von der Mahlbahn 5 zur ringförmigen Gasleiteinrichtung 19 abgeschleuderten, zerkleinerten Mahlgutpartikel 13 gebildet. Dieser entlüftete Dichtstrom 17 wird aufgrund der schraubenförmigen Aufwärtsbewegung des in der Gasleiteinrichtung 19 erzeugten Strömungsdralls nicht in Richtung Sichter 29 abgelenkt. Nach einer Anreicherung mit Mahlgutpartikeln 13 wirkt die Schwerkraft, und zusammen mit einer Ejektor-Wirkung an jedem Strömungskanal 20 bildet sich eine Zirkulationsströmung 21, 22 um eine nahezu vertikale Achse aus, die durch eine innere Aufwärtsströmung 21 und eine äußere Abwärtsströmung 22 gekennzeichnet ist. Diese sich im Wandbereich der Luftstrom-Mühle 4 erstreckende Gesamtströmung ist von begrenzter radialer Ausdehnung und stellt einen Partikel-Torus dar.
  • Der Partikel-Torus kann als Totmasse 23 angesehen werden, welche sich bis zu einer bestimmten radialen Ausdehnung verdickt und dann nur noch in einem Strömungsraum in der Schwebe gehalten wird, ohne an der Mahlung und Sichtung teilzunehmen.
  • Der Partikel-Torus, ein um eine Vertikalachse zirkulierender, äußerer Grießestrom 18, saugt, ausgehend von der Ejektor-Wirkung der Strömungskanäle 20, sowohl Fluid als auch Mahlgutpartikel gemäß Pfeil 35 an. Diese Anteile stammen von einer Zirkulation (Pfeile 40) innerhalb des Mahl-Sichtraumes 8. Ein höherer Anteil strömt aufgrund des niedrigeren Partialdruckes von oben her durch das Zentrum der Luftstrom-Mühle und mit dem zerkleinerten Mahlgutstrom über die Mahlbahn 5 zum Rand der Mahlschüssel 6. Ein relativ kleiner Anteil wird zwischen der Aufwärtsströmung 40 und der Gehäusewand 18 angesaugt.
  • Der äußere Grießestrom 18 bzw. der Partikel-Torus, welcher aufgrund der Ausbildung der Gasleiteinrichtung 19 schraubenförmig um die Achse 12 der Luftstrom-Mühle 4 rotiert, unterliegt einer relativ stabilen Drallströmung mit Expansionsbestrebung. Die Fliehkraft der Vertikal- bzw. Drallströmung wird zur Entnahme von Grießeanteilen des äußeren Grießestroms 18 ausgenutzt.
  • In Fig. 2 und 3 ist in einer stark schematisierten Darstellung eine Anordnung und Ausbildung einer Entnahmeeinrichtung 25 im oberen Bereich der Gehäusewand 15 dargestellt.
  • Die Entnahmeeinrichtung 25 ist als eine tangential an der Gehäusewand 15 angeordnete Fangtasche 27 in Höhe des Sichters 29 ausgebildet. Die Fangtasche 27 weist einen schlitzartigen Entnahmebereich 26 und eine rechtwinklig zum Entnahmebereich angeordnete, bodenseitige Ablauföffnung 28 auf. In der Fangtasche 27 sammeln sich die unter Fliehkraft- und Schwerkrafteinwirkung an der Gehäusewand 15 rotierenden Grieße des äußeren Grießestroms 18 und werden durch Staudruckwirkung selbsttätig entlüftet. Der nahezu schlitzartige Entnahmebereich 26 der Entnahmeeinrichtung 25 ist zur regulierbaren Entnahme der Grießeanteile mit einem verstellbaren Leitblech 31 versehen, welches über eine vertikale Schwenkachse 32 an der Gehäusewand 15 angelenkt ist. In Abhängigkeit vom Öffnungswinkel des Leitbleches 32 kann ein mehr oder weniger starker, schalenartiger Anteil des äußeren Grießestroms 18 entnommen werden. Die Ablauföffnung 28 kann analog zum Entnahmebereich 26 als verstellbare Öffnung ausgebildet sein.
  • In Fig. 4 ist ein Anlagenschema mit den wesentlichen Aggregaten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das zu zerkleinernde Material unterschiedlicher Körnung wird, beispielsweise in Form einer Drei-Komponenten-Mischung, einer Aufgabeeinrichtung 38 zugeführt und über einen Eintrittsstutzen 39 der Lufstrom-Mühle 4 aufgegeben. Mit dem Aufgabegut 10 werden Grießeanteile des äußeren Grießestroms 18 aus einer Fangtasche 27 als Entnahmeeinrichtung 25 und mit Hilfe einer mechanischen Fördereinrichtung 36, beispielweise einem Becherwerk, zugeführt. Zusammen mit dem Grießeanteil des äußeren Grießestroms 18 werden Mahlgutpartikel 33, insbesondere Grieße, die über die ringförmige Gasleiteinrichtung 19 (Fig. 1) nach unten ausgefallen sind, der mechanischen Fördereinrichtung 36 zugeleitet und über diese Bypaßförderung der Luftstrom-Mühle 4 aufgegeben. Der Hauptanteil der zerkleinerten Mahlgutpartikel wird einer Sichtung mit Hilfe des integrierten Sichters 29 zugeführt. Die Feingutpartikel gelangen im Fluidstrom über einen Feingutaustrag 11 in einen Filter 42, wo das Fluid, insbesondere ein Prozeßgas, vom Feingut getrennt und über einen Ventilator 43 sowie gegebenenfalls durch eine Feuerung 44 auf eine definierte Temperatur vorgewärmt, zur Lufstrom-Mühle 4 zurückgeführt wird.
  • Die tangential angeordnete Entnahmeeinrichtung 25 ist mit einem Auslaßstutzen 34, gegebenenfalls einem Dosier-Abzugsförderer 41 und mit einer Luftschleuse 37 versehen.

Claims (26)

  1. Verfahren zum Zerkleinern von Material unterschiedlicher Körnung,
    bei dem das Material einer rotierenden, horizontal angeordneten Mahlbahn eines Mahl-Sichtraumes mit Gehäusewand aufgegeben und zu Mahlgutpartikeln zerkleinert wird, bei dem die Mahlgutpartikel mit Hilfe eines am Umfang der Mahlbahn eingeleiteten Förderstroms einer Sichtung zugeführt und Feingutpartikel ausgetragen werden und
    bei dem ein Teil der als Grobgutpartikel anfallenden Grieße entnommen wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß über den Rand der Mahlbahn abgeschleuderte Mahlgutpartikel einer Rotationsströmung des Förderstroms ausgesetzt werden,
    daß die abgeschleuderten Mahlgutpartikel in einer schraubenförmigen Strömung aufwärts bewegt werden, daß nahe der Gehäusewand ein Partikelstrom als nahezu entlüfteter Dichtstrom gebildet wird und
    daß der entlüftete Dichtstrom wenigstens teilweise aus dem Mahl-Sichtraum entnommen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rotationsströmung von einem Förderstrom mit einer Geschwindigkeit > 30 m/s und von einer einen Drall erzeugenden Gasleiteinrichtung hervorgerufen wird und daß als entlüfteter Dichtstrom ein nahezu Feingut-freier, äußerer Grießestrom gebildet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der äußere Grießestrom einer Zirkulation um eine nahezu vertikale Achse unterzogen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei der Zirkulation und gleichzeitigen schraubenförmigen Aufwärtsbewegung des äußeren Grießestroms eine Randzone von begrenzter radialer Ausdehnung mit einer äußeren Abwärtsströmung und einer inneren Aufwärtsströmung, bezogen auf die Vertikalachse des Mahl-Sichtraumes, gebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Entnahme von Grießeanteilen des äußeren Grießestromes kontinuierlich durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Entnahme von Grießeanteilen unter Luftabschluß durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß von einem oberen Endbereich des äußeren Grießestroms eine am Mahl- und Sichtprozeß unbeteiligte Totmasse gebildet wird und daß der Grießeanteil von dieser Totmasse entnommen wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Grießeanteile in tangentialer Richtung in einer Einrichtung unter Fliehkraft- und Schwerkrafteinfluß gesammelt und entnommen werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Grießeanteile unter Staudruck gesammelt und entlüftet werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Grießeanteile in etwa schalenartig und in einer einstellbaren Stärke entnommen werden.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die entnommenen Grießeanteile des entlüfteten Dichtstromes schwerkraftmäßig einer mechanischen Fördereinrichtung aufgegeben und einer weiteren Zerkleinerung zugeführt werden.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die entnommenen Grießeanteile zur rotierenden Mahlbahn zurückgeführt und einer weiteren Zerkleinerung unterzogen werden.
  13. Verfahren Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die entnommenen Grießeanteile mit dem Frischgutaufgabestrom oder getrennt von diesem nahezu zentral der rotierenden Mahlbahn zugeführt werden.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß von einem Sichter innere Grieße vom Mahlgut abgetrennt und oberhalb der Mahlbahn wenigstens teilweise aus dem Mahl-Sichtraum ausgeführt werden und daß die inneren Grieße zusammen mit den Grießeanteilen des äußeren Dichtstromes mit Hilfe einer mechanischen Fördereinrichtung über einen externen Kreislauf einer weiteren Zerkleinerung, insbesondere der rotierenden Mahlbahn, zugeführt werden.
  15. Einrichtung zum Zerkleinern von Material mit einer Luftstrommühle (4), welche zwischen einer rotierenden Mahlschüssel (6) und einer Gehäusewand (15) einen ringförmigen Raum (14) mit einem Schaufelkranz (16) für einen Fluid-Förderstrom (9) aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der ringförmige Raum (14) und der Schaufelkranz (16) eine Gasleiteinrichtung (19) für eine Rotations- und Zirkulationsströmung des Fluid-Förderstroms (9) bilden und
    daß oberhalb der Mahlschüssel (6) im Bereich der Gehäusewand (15) wenigstens eine Entnahmeeinrichtung (25) für einen Anteil von Grießen eines äußeren Grießestroms (18) angeordnet ist.
  16. Einrichtung nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gasleiteinrichtung (19) Strömungskanäle mit Ejektoreffekt aufweist und daß die Entnahmeeinrichtung (25) als eine tangential an der Gehäusewand (15) angeordnete Fangtasche (27) ausgebildet ist.
  17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Fangtasche (27) in der Gehäusewand (15) eines Sichters (29) und im Bereich einer am Mahl- und Sichtprozeß unbeteiligten Totmasse (23) des äußeren Grießestroms (18) angeordnet ist.
  18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die tangential angeordnete Fangtasche (27) einen nahezu schlitzartigen Entnahmebereich (26) und eine bodenseitige Ablauföffnung (28) aufweist.
  19. Einrichtung nach Anspruch 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Entnahmebereich (26) und/oder die Ablauföffnung (28) zur einstellbaren Entnahme des Grießeanteils ausgebildet sind.
  20. Einrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Entnahmebereich (26) mit Hilfe eines Leitbleches (31) verstellbar ausgebildet ist.
  21. Einrichtung nach Anspruch 20,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Leitblech (31) an der Gehäusewand (15) angeordnet und um eine vertikale Achse (32) verschwenkbar ist.
  22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Fangtasche (27) mit einem Auslaßstutzen (34) und mit einer Luftschleuse (37) versehen ist.
  23. Einrichtung nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Entnahmeeinrichtung (25) mit einer mechanischen Fördereinrichtung (36), insbesondere zur Rückführung der Grießeanteile des äußeren Grießestromes (18) zur Mahlschüssel (6), verbunden ist.
  24. Einrichtung nach Anspruch 23,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die mechanische Fördereinrichtung (36) mit einer Aufgabeeinrichtung (38) für das Aufgabegut (10) verbunden ist.
  25. Einrichtung nach Anspruch 23 oder 24,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der mechanischen Fördereinrichtung (36) innere Grieße (30) und/oder über die Mahlschüssel (6) nach unten ausfallende Mahlgutpartikel (33), insbesondere Grieße, zuführbar sind.
  26. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 25,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Strömungskanäle (20) mit Ejektoreffekt durch eine winklige Anstellung des Schaufelkranzes 16 in tangentialer Richtung gebildet sind.
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