EP0665059B1 - Rührwerkskugelmühle - Google Patents

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EP0665059B1
EP0665059B1 EP95101100A EP95101100A EP0665059B1 EP 0665059 B1 EP0665059 B1 EP 0665059B1 EP 95101100 A EP95101100 A EP 95101100A EP 95101100 A EP95101100 A EP 95101100A EP 0665059 B1 EP0665059 B1 EP 0665059B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grinding
agitator
zone
ball mill
grinding chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95101100A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0665059A1 (de
Inventor
Jürgen Dr. Ing. Stein
Robert Dipl.-Ing. Rosen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hosokawa Alpine AG
Original Assignee
Hosokawa Alpine AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hosokawa Alpine AG filed Critical Hosokawa Alpine AG
Publication of EP0665059A1 publication Critical patent/EP0665059A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0665059B1 publication Critical patent/EP0665059B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • B02C17/166—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge of the annular gap type
    • 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
    • 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
    • B02C17/163—Stirring means

Definitions

  • the invention relates to an agitator ball mill according to the preamble of Claim 1.
  • DE OS 39 18 092 shows one Agitator ball mill, which is flat and in which a disc-shaped Agitator is surrounded by a horizontally divided housing.
  • the separating element for holding back the grinding media is a flat sieve plate is arranged centrally and below the agitator. With this arrangement of the Separating element, the grinding media together with the regrind are very close to Sieve passed. Due to the suction flow through the sieve and conditionally the grinding force against the Sieve pressed and can clog or even destroy it.
  • the grinding media When flowing through the grinding zones in continuous operation, the The grinding media was dragged along by the grinding stock suspension. The amount of towing force depends on the size and density of the grinding media, on the flow rate and on the viscosity of the suspension. This becomes particularly critical State when throughput and solids concentration are high and when very small grinding media can be used.
  • the grinding media are then with the The regrind is transported to the separation zone and pressed there, which leads to blockages and Wear leads. The grinding media should therefore be before reaching the separation zone separated from the emerging regrind and through a recirculation opening be returned to the grinding zone.
  • the goal is of course a complete recirculation of the grinding media, so that none Separator is needed more.
  • the design the grinding zone and the grinding media return zone are of crucial importance. Ideally, you should ensure that the grinding media before branching of the emerging regrind already have the direction of movement in which they flow through the grinding zone after recirculation. This should not be the Grinding bodies are branched off from the ground material stream, but the ground material suspension from the grinding media flow, because grinding media are much more difficult redirect than the suspension. Because the recirculation of the grinding media taking advantage the centrifugal force should occur, it follows that the flow the grinding zone in this direction, i.e. radially. The invention starts from recognizing that the best separation effect is achieved when the separated one Grist suspension flows in the opposite direction to the grinding media, ie against the centrifugal force radially inwards to the separation zone.
  • the uniform circulation of the grinding media in the mill is affected by the influence gravity is hampered because the bed is in the areas below the mill accumulates.
  • This effect is particularly pronounced in the axis of rotation.
  • This also leads to the fact that the grinding media are heavily compressed when the mill is at a standstill and Restarting requires a significantly higher engine power than for grinding. It is therefore desirable to have a grinding chamber geometry that is as short as possible parallel to gravity.
  • the task is to develop a generic agitator ball mill with a grinding zone and an agitator, which the unhindered circulation of the Allow mill filling with largely exclusion of gravitational influences, enough space for the design of a grinding wheel return system for complete Offer grinding media separation and a cleaning and maintenance-friendly Enable construction.
  • the washer-shaped agitator which can be seen in the figures, is at the bottom of the vertical arranged drive shaft attached and studded with grinding pens.
  • the opposite of the agitator Walls of the housing are also equipped with pins and form together with the agitator two flat, cylindrical cylindrical grinding rooms.
  • the grinding rooms are located above and below the agitator and are through on their outer circumference connected a toroidal transition. This transition can be as further grinding room or be designed as a deflection room.
  • the separator is preferred a slotted sieve with a large cross-sectional area and is hollow inside executed drive shaft arranged coaxially. An inner deflection zone connects the two grinding rooms below the separator. Between the drive shaft and the agitator can be arranged with a grinding media conveyor the grinding media circulation can be influenced.
  • the millbase suspension is on the upper housing part in the area of the drive shaft supplied and when flowing through the annular gap between the shaft and the housing wall equally distributed.
  • the ground material then reaches the interior of the upper one Grinding room, where it homogenizes at still low peripheral speeds and is dispersed.
  • the upper grinding chamber is then in the radial direction flows outside, increasing the peripheral speed and the dwell time.
  • the regrind gets into the lower grinding chamber and flows radially from the outside to the inside. In the The crushing takes place outside the two grinding rooms.
  • To the interior The lower grinding room is followed by a calming zone, into which the entrained grinding media also arrive. In the inner deflection zone the ground material / grinding media mixture in a radially outward flow redirected.
  • a first partial stream of regrind branches off radially inwards and then upwards to Separation zone directed.
  • the separator only serves as a protective device against loss of grinding media under transient operating conditions, e.g. when starting and stopping the mill.
  • the separation zone is in normal operation then free of grinding media, which reduces the risk of wear and clogging reduced to a minimum.
  • the grinding media arrive together with another partial stream of the grinding stock without redirection to the upper grinding zone. Is after the branch of the first partial flow and in front of the interior of the upper grinding chamber, a regrind conveyor provided in the connection there, then by this facility the accelerated further partial flow with the grinding media.
  • a grinding media conveyor supports this mechanism and also reduces the risk of a short-circuit flow of the incoming millbase suspension to the separation zone.
  • the short axial grinding zone areas also cause the Distribute the grinding media evenly when the mill is switched off and hardly any Compression takes place under the influence of gravity. So the grinder can be raised without Torque can be started again, which is the necessary installed drive power significantly lowers.
  • the shape of the agitator and the grinding rooms also has that Advantage that internal surfaces perpendicular to the centrifugal force are minimized, whereby the risk of dead spaces for attachment formation is largely excluded becomes.
  • a rotating deflector wheel can also be installed with which the emerging mill base suspension according to the particle size is classified.
  • the deflector wheel is a complete unit with storage and drive inserted into the mill from below.
  • the deflector wheel either runs freely in the Cavity of the drive shaft of the agitator or is additionally from a close-fitting Surround housing.
  • the millbase suspension comes from the junction after the inner deflection zone into the deflector wheel. Sufficiently fine particles pass through with the liquid the wheel and are through the hollow drilled drive shaft of the classifier and a fines collector.
  • the rejected coarse material mixes with the grinding stock / grinding media flow and is returned to the grinding zone.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the agitator ball mill for flowable Regrind.
  • the agitator 1 is designed in the form of an annular disk and in a horizontal manner divisible housing 2a, 2b arranged.
  • the axis of rotation is vertical; the drive 3, the bearing 4 of the drive shaft 5 and the shaft seal 6 are above the actual mill.
  • the agitator 1 is via bolts 12 by means of a connecting flange 7 attached to the drive shaft 5.
  • Between the housing walls and the agitator surface are the upper grinding chamber 8a and the lower one Grinding room 8b.
  • Both the agitator 1 and the housing walls are with grinding pins 9a, 9b equipped.
  • a toroidal deflection zone 10 connects the two Grinding rooms 8a, 8b on their outer circumference.
  • the agitator 1 and the housing walls are also occupied in the deflection zone 10 with grinding pins, so that this deflection zone forms another grinding room.
  • the deflection zone 11 extends from the plane of the lower grinding chamber 8b to the level of the upper grinding chamber 8a.
  • a first partial flow the millbase suspension is directed to a branch duct 13 and into the separation space 14 passed, which is arranged in the interior of the connecting flange 7.
  • This Branch duct 13 extends radially inward at an angle of less than 90 ° to the horizontal, preferably as shown at an acute angle to the connection between the deflection zone 11 and the upper grinding chamber 8a.
  • the separating member 15 in the circular-cylindrical separating space 14 is preferably a slotted screen and is symmetrical to the axis of rotation of the agitator 1 above the inner one Deflection zone 11 in the separation chamber 14 and in the level higher than the upper grinding zone 8a arranged. Another partial flow of the regrind comes together with the Grinding bodies radially outward into the upper grinding chamber 8a.
  • the grinding media are filled into the mill through the nozzle 16.
  • the regrind is through the inlet 17 with a pump in the gap 18 between the upper housing part 19 and the connecting flange 7 promoted.
  • the first partial flow of the millbase suspension occurs after passing the branch duct 13, the separation chamber 14 and the separation member 15 through the sieve tube 20 out of the mill.
  • the filter holder 21 forms the stator wall the inner deflection zone 11 and the branch duct 13.
  • a cover 22 in the housing which serves to empty the mill.
  • FIG. 2 shows an embodiment as a wet grinder.
  • a sieve instead of a sieve as Separator 15 uses a deflector wheel classifier, which classifies the mill content according to the grain size.
  • the classifier is in the Mill installed as a complete unit in exchange for the sieve insert.
  • the Deflector wheel classifier consists of drive 24, bearing 25 with shaft seal 26, a hollow shaft 27 and the deflector 23.
  • the deflector 23 runs in a separate classification housing 28, which is in the separation space 14 'within the Connection flange 7 is arranged.
  • the regrind to be classified occurs after the Passing the inner deflection zone 11, the branch duct 13 'and the separation space 14 'through the upper central opening 29 into the stationary classification housing 28.
  • Coarse particles are rejected by the wheel 23, leaving through the coarse material channels 30a and 30b the classifying housing 28 and pass through a grinding media conveyor 33 back into the upper grinding zone 8a.
  • the coarse material channel 30a is in the inner stator 21 'arranged and guides the coarse material into the end of the inner deflection zone 11 back.
  • the coarse material channel 30b is located in the outer wall of the classifying housing 28 and guides the coarse material back into the branch duct 13 '. Flow through fine particles the deflector wheel 23 radially inwards and leave through the hollow shaft 27, the fine material collector 31 and the discharge pipe 32 the machine.
  • the toroidal deflection zone 10 has none Grinding pens and therefore does not act as a further grinding chamber. It is also between the branch duct 13 'and the upper grinding chamber 8a for the further Partial stream of the grinding media contained grinding media a grinding media conveyor 33 provided to accelerate radially outwards in the direction of the upper Grinding zone 8a is used, which supports the circulation of the mill contents.
  • This device can consist of radial, tangential or curved vanes, between the connecting flange 7 and the agitator 1 as a separate one Component are mounted.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Adjustment And Processing Of Grains (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei der kontinuierlichen Durchströmung einer Rührwerkskugelmühle tritt abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit und von der Viskosität der Mahlgutsuspension eine Schleppkraft auf, die auf die Mahlkörper wirkt. Dadurch werden die Mahlkörper mit dem Mahlgut vom Eintritt in die Mahlzone bis zum Trennorgan am Austritt mitgeschleppt. Dies kann zu einer Verpressung der Mahlkörper vor dem Trennorgan führen, welche mit erhöhtem Verschleiß und Verstopfungsgefahr verbunden ist. Dies ist insbesondere bei Feinstmahlungen mit sehr kleinen Mahlkörpern und bei hohen Durchsatzraten kritisch.
So zeigt die DE OS 39 18 092 , insbesondere in den Figuren 10 bis 12, eine Rührwerkskugelmühle, die flach ausgebildet ist und bei der ein scheibenförmiges Rührwerk von einem horizontal geteiltem Gehäuse umfasst wird. Das dortige Trennorgan zur Zurückhaltung der Mahlkörper ist eine ebene Siebplatte, die zentral und unterhalb des Rührwerkes angeordnet ist. Bei dieser Anordnung des Trennorgans werden die Mahlkörper zusammen mit dem Mahlgut sehr nahe am Sieb vorbeigeführt. Aufgrund der Saugströmung durch das Sieb und bedingt durch die Schleppkraft des Mahlgutes werden dabei die Mahlkörper gegen das Sieb gedrückt und können dieses verstopfen oder sogar zerstören.
Es sind mehrere Rührwerkskugelmühlen bekannt, die für dieses Problem Lösungsansätze bieten, in der Weise, daß den mitgeschleppten Mahlkörpern eine Zirkulation in der Mühle mit Rückführung in die Mahlzone ermöglicht wird (DE PS 37 16 587, DE PS 33 45 680, DE PS 28 11 899). Die Trennzone ist in der Nähe der Drehachse, meistens innerhalb des Rührwerks angeordnet, so daß Mahlkörper mit Hilfe der Fliehkraft vom Trennorgan ferngehalten werden.
Um das Trennorgan vor abprallenden Mahlköpern zu schützen, ist ein moglichst großer räumlicher Abstand zwischen Mahlzone und Trennzone anzustreben. Mit größerer Entfernung des Strömungsweges der Mahlkörper von der Trennzone in radialer Richtung verbessert sich der Schutz des Trennorgans vor Verschleiß und Verstopfung, d.h., je größer der Durchmesser des Rührwerks ist, um so besser sind die Gestaltungsmöglichkeiten für die Trennzone und die Mahlkörperführung. Die Lage der Trennzone innerhalb des Rührwerkes setzt eine topfähnliche Form voraus. Dadurch bietet sich die Möglichkeit, innerhalb des Rührwerkes zusätzliche mahlaktive Zonen anzuordnen. Allerdings sind solche innenliegenden, rotierenden Flächen stark ablagerungsgefährdet, wenn sie etwa senkrecht zur Fliehkraft angeordnet sind.
Hinzu kommt, daß die Zugänglichkeit zu den Mahlwerkzeugen an der Rührwerksinnenseite für Wartungszwecke bei schlanken Rührwerksformen erschwert wird.
Bei der Durchströmung der Mahlzonen im kontinuierlichen Betrieb werden die Mahlkörper von der Mahlgutsuspension mitgeschleppt. Die Höhe der Schleppkraft hängt von der Größe und Dichte der Mahlkörper, von der Strömungsgeschwindigkeit und von der Viskosität der Suspension ab. Besonders kritisch wird dieser Zustand, wenn der Durchsatz und die Feststoffkonzentration hoch sind und wenn sehr kleine Mahlkörper verwendet werden. Die Mahlkörper werden dann mit dem Mahlgut zur Trennzone transportiert und dort verpresst, was zu Verstopfungen und Verschleiß führt. Die Mahlkörper sollten also vor dem Erreichen der Trennzone vom austretenden Mahlgutstrom abgetrennt und über eine Rezirkulationsöffnung zur Mahlzone zurückgeführt werden.
Das Ziel ist natürlich eine vollständige Rezirkulation der Mahlkörper, so daß keine Trenneinrichtung mehr benötigt wird. Um diesen Zustand anzunähern, ist die Gestaltung der Mahlzone und der Mahlkörperrückführzone von entscheidender Bedeutung. Idealerweise sollten man dafür sorgen, daß die Mahlkörper vor dem Abzweigen des austretenden Mahlgutstromes bereits die Bewegungsrichtung haben, in der sie die Mahlzone nach der Rezirkulation durchströmen. Hierbei sollten nicht die Mahlkörper aus dem Mahlgutstrom abgezweigt werden, sondern die Mahlgutsuspension aus dem Mahlkörperstrom, denn Mahlkörper lassen sich wesentlich schwerer umlenken als die Suspension. Da die Rezirkulation der Mahlkörper unter Ausnutzung der Fliehkraft erfolgen sollte, ergibt sich daraus, daß auch die Durchströmung der Mahlzone in dieser Richtung, also radial erfolgen soll. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der beste Trenneffekt erreicht wird, wenn die abgetrennte Mahlgutsuspension in entgegengesetzter Richtung zu den Mahlkörpern strömt, also entgegen der Fliehkraft radial nach innen zur Trennzone.
Die gleichmäßige Zirkulation der Mahlkörper in der Mühle wird durch den Einfluß der Schwerkraft behindert, da sich die Schüttung in den untenliegenden Bereichen der Mühle ansammelt. Bei Mühlen mit zylindrischem Rührwerk und vertikaler Drehachse ist dieser Effekt besonders ausgeprägt. Das führt außerdem dazu, daß sich die Mahlkörperschüttung bei Mühlenstillstand stark verdichtet und die Mühle zum Wiederanfahren eine erheblich höhere Motorleistung benötigt als für den Mahlbetrieb. Anzustreben ist daher eine Mahlraumgeometrie, welche möglichst kurze Wege parallel zur Schwerkraft aufweist.
Die Aufgabe besteht also in der Entwicklung einer gattungsgemäßen Rührwerkskugelmühle mit einer Mahlzone und einem Rührwerk, welche die ungehinderte Zirkulation der Mühlenfüllung unter weitgehendem Ausschluß von Schwerkrafteinflüssen erlauben, genügend Raum für die Gestaltung eines Mahlkörperrückführsystems zur vollständigen Mahlkörperabtrennung bieten und eine reinigungs- und wartungsfreundliche Konstruktion ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Das ringscheibenförmige Rührwerk, das den Figuren entnehmbar ist, ist unten an der vertikal angeordneten Antriebswelle befestigt und mit Mahlstiften besetzt. Die dem Rührwerk gegenüberliegenden Wände des Gehäuses sind ebenfalls mit Stiften ausgerüstet und bilden gemeinsam mit dem Rührwerk zwei flache, ringzylindrische Mahlräume. Die Mahlräume liegen oberhalb und unterhalb des Rührwerks und sind an ihrem äußeren Umfang durch einen torusförmigen Übergang miteinander verbunden. Dieser Übergang kann als weiterer Mahlraum oder als Umlenkraum ausgebildet sein. Das Trennorgan ist vorzugsweise ein Spaltsieb mit großer Querschnittsfläche und ist innerhalb der hohl ausgeführten Antriebswelle koaxial angeordnet. Eine innere Umlenkzone verbindet unterhalb des Trennorgans die beiden Mahlräume. Zwischen der Antriebswelle und dem Rührwerk kann eine Mahlkörperfördereinrichtung angeordnet sein, mit welcher sich die Mahlkörperzirkulation beeinflussen läßt.
Die Mahlgutsuspension wird am oberen Gehäuseteil im Bereich der Antriebswelle zugeführt und beim Durchströmen des Ringspaltes zwischen Welle und Gehäusewand gleichmäßig verteilt. Das Mahlgut gelangt dann in den Innenbereich des oberen Mahlraums, wo es bei noch geringen Umfangsgeschwindigkeiten homogenisiert und dispergiert wird. Der obere Mahlraum wird dann in radialer Richtung nach außen durchströmt, wobei die Umfangsgeschwindigkeit und die Verweilzeit zunehmen. Nach dem Passieren des torusförmigen Übergangs gelangt das Mahlgut in den unteren Mahlraum und durchströmt diesen radial von außen nach innen. In den Außenbereichen der beiden Mahlräume findet die Zerkleinerung statt. An den Innenbereich des unteren Mahlraums schließt sich eine Beruhigungszone an, in welche auch die mitgeschleppten Mahlkörper gelangen. In der inneren Umlenkzone wird das Mahlgut-/Mahlkörpergemisch in eine radial nach außen gerichtete Strömung umgelenkt. Nach der inneren Umlenkzone und vor dem oberen Mahlraum wird ein erster Mahlgutteilstrom radial nach innen abgezweigt und dann nach oben zur Trennzone geleitet. Dadurch, daß die Umlenkung des ersten Mahlgutteilstromes in fast entgegengesetzte Richtung zum Mahlkörperstrom erfolgt, wobei die Mahlkörper ihre Strömungsrichtung beibehalten, kann der erste Mahlgutteilstrom vollständig von Mahlkörpern befreit zur Trennzone gelangen. So dient das Trennorgan lediglich als Schutzeinrichtung gegen Mahlkörperverlust bei instationären Betriebszuständen, z.B. beim Anfahren und Abstellen der Mühle. Im regulären Betrieb ist die Trennzone dann frei von Mahlkörpern, womit sich die Verschleiß- und Verstopfungsgefahr auf ein Minimum reduziert.
Die Mahlkörper zusammen mit einem weiteren Teilstrom des Mahlguts gelangen ohne Umlenkung in die obere Mahlzone. Ist nach der Abzweigung des ersten Teilstroms und vor dem Innenbereich des oberen Mahlraums eine Mahlgutfördereinrichtung in der dortigen Verbindung vorgesehen, dann wird durch diese Einrichtung der weitere Teilstrom mit den Mahlkörpern beschleunigt.
Wegen der sehr kurzen axialen Strömungswege der Mühlenfüllung innen und außen zwischen den beiden Mahlräumen wird die Verteilung der Mahlkörper in den Mahlräumen fast ausschließlich durch Strömungs- und Fliehkräfte, nicht aber durch die Schwerkraft bestimmt. Die Rotation des Rührwerks bewirkt eine radial nach außen gerichtete Kraft auf die Mahlkörper, die zur einer Konzentration der Mahlkörper im Außenbereich der Mahlräume führt, wo auch wegen der hohen Umfangsgeschwindigkeiten der Hauptanteil der Mahlenergie umgesetzt wird. Allerdings ist die Verpressung der Mahlkörperschüttung dort nur gering, da die Radialkräfte durch das Abbremsen der Mahlkörper an den Mahlstiften des Gehäuses nur klein sind. Die Verteilung der Mahlkörper in den Mahlräumen und die Mahlkörperzirkulation werden also maßgeblich durch die Schleppkraft der Mahlgutsuspension bestimmt. Eine Mahlkörperfördereinrichtung unterstützt diesen Mechanismus und vermindert zudem die Gefahr einer Kurzschlußströmung der zuströmenden Mahlgutsuspension zur Trennzone.
Die kurzen axialen Mahlzonenbereiche bewirken darüberhinaus, daß sich die Mahlkörper beim Abstellen der Mühle sehr gleichmäßig verteilen und kaum eine Verdichtung unter Schwerkrafteinfluß stattfindet. So kann die Mühle ohne erhöhtes Drehmoment wieder angefahren werden, was die notwendige installierte Antriebsleistung deutlich senkt. Die Form des Rührwerks und der Mahlräume hat auch den Vorteil, daß senkrecht zur Fliehkraft innenliegende Flächen minimiert werden, wodurch die Gefahr von Toträumen für Ansatzbildungen weitgehend ausgeschlossen wird.
Anstelle eines Spaltsiebes als Trennorgan kann auch ein rotierendes Abweiserad eingebaut werden, mit dem die austretende Mahlgutsuspension nach der Teilchengröße klassiert wird. Das Abweiserad wird als komplette Einheit mit Lagerung und Antrieb von unten in die Mühle eingesetzt. Das Abweiserad läuft entweder frei im Hohlraum der Antriebswelle des Rührwerks oder ist zusätzlich von einem enganliegenden Gehäuse umgeben. Die Mahlgutsuspension gelangt von der Abzweigung nach der inneren Umlenkzone in das Abweiserad. Ausreichend feine Teilchen passieren mit der Flüssigkeit das Rad und werden durch die hohlgebohrte Antriebswelle des Klassierers und einen Feingutsammler ausgetragen. Das abgewiesene Grobgut vermischt sich mit dem Mahlgut-/Mahlkörperstrom und wird zur Mahlzone zurückgeführt.
Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen Vertikalschnitt bei einer ersten Ausführungsform und
Fig. 2
einen der Figur 1 entsprechenden Schnitt bei einer zweiten Ausführungsform.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Rührwerkskugelmühle für fließfähiges Mahlgut. Das Rührwerk 1 ist ringscheibenförmig ausgebildet und in einem horizontal teilbaren Gehäuse 2a, 2b angeordnet. Die Drehachse ist vertikal; der Antrieb 3, die Lagerung 4 der Antriebswelle 5 und die Wellenabdichtung 6 liegen oberhalb der eigentlichen Mühle. Das Rührwerk 1 ist über Bolzen 12 mittels eines Verbindungsflansches 7 an der Antriebswelle 5 befestigt. Zwischen den Gehäusewänden und der Rührwerksoberfläche befinden sich der obere Mahlraum 8a und der untere Mahlraum 8b. Sowohl das Rührwerk 1 als auch die Gehäusewände sind mit Mahlstiften 9a, 9b ausgerüstet. Eine torusförmige Umlenkzone 10 verbindet die beiden Mahlräume 8a, 8b an ihrem Außenumfang. Das Rührwerk 1 und die Gehäusewände sind in der Umlenkzone 10 ebenfalls mit Mahlstiften besetzt, so daß diese Umlenkzone einen weiteren Mahlraum bildet. Am Innenbereich der Mahlräume 8a, 8b liegt eine innere Umlenkzone 11, in welcher die Mischung aus Mahlkörpern und Mahlgut radial nach außen umgelenkt wird. Die Umlenkzone 11 verläuft von der Ebene des unteren Mahlraums 8b zur Ebene des oberen Mahlraums 8a. Ein erster Teilstrom der Mahlgutsuspension wird zu einem Abzweigkanal 13 gelenkt und in den Trennraum 14 geleitet, der im Inneren des Verbindungsflansches 7 angeordnet ist. Dieser Abzweigkanal 13 verläuft radial nach innen unter einem Winkel von weniger als 90° zur Horizontalen, bevorzugt wie dargestellt spitzwinkelig zur Verbindung zwischen der Umlenkzone 11 und dem oberen Mahlraum 8a.
Das Trennorgan 15 im kreiszylindrischen Trennraum 14 ist Vorzugsweise ein Spaltsieb und ist symmetrisch zur Drehachse des Rührwerkes 1 oberhalb der inneren Umlenkzone 11 im Trennraum 14 und im Niveau höher als die obere Mahlzone 8a angeordnet. Ein weiterer Teilstrom des Mahlguts gelangt zusammen mit den Mahlkörpern radial nach außen in den oberen Mahlraum 8a.
Die Mahlkörper werden durch den Stutzen 16 in die Mühle eingefüllt. Das Mahlgut wird durch den Einlaß 17 mit einer Pumpe in den Spalt 18 zwischen dem Gehäuseoberteil 19 und den Verbindungsflansch 7 gefördert. Nach dem Durchströmen des oberen Mahlraums 8a, der torusförmigen Umlenkzone 10, des unteren Mahlraums 8b und der inneren Umlenkzone 11, tritt der erste Teilstrom der Mahlgutsuspension nach Passieren des Abzweigkanals 13, des Trennraums 14 und des Trennorgans 15 durch das Siebrohr 20 aus der Mühle aus. Der Siebträger 21 bildet die Statorwand der inneren Umlenkzone 11 und des Abzweigkanals 13. Im unteren Teil 2b des Gehäuses befindet sich ein Deckel 22, der zum Entleeren der Mühle dient.
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform als Naßklassiermühle. Anstelle eines Siebes als Trennorgan 15 wird hier ein Abweiseradklassierer verwendet, welcher die Klassierung des Mühleninhaltes nach der Korngröße ermöglicht. Der Klassierer wird in die Mühle als komplette Baueinheit im Austausch gegen den Siebeinsatz eingebaut. Der Abweiseradklassierer besteht aus dem Antrieb 24, der Lagerung 25 mit Wellenabdichtung 26, einer Hohlwelle 27 und dem Abweiserad 23. Das Abweiserad 23 läuft in einem separaten Klassiergehäuse 28, welches im Trennraum 14' innerhalb des Verbindungsflansches 7 angeordnet ist. Das zu klassierende Mahlgut tritt nach dem Passieren der inneren Umlenkzone 11, des Abzweigkanals 13' und des Trennraums 14' durch die obere zentrale Öffnung 29 in das stationäre Klassiergehäuse 28 ein. Grobe Teilchen werden vom Rad 23 abgewiesen, verlassen durch die Grobgutkanäle 30a bzw. 30b das Klassiergehäuse 28 und gelangen über eine Mahlkörperfördereinrichtung 33 wieder zurück in die obere Mahlzone 8a. Es sind zwei Varianten für die Anordnung der Grobgutkanäle dargestellt; der Grobgutkanal 30a ist im Innenstator 21' angeordnet und führt das Grobgut in das Ende der inneren Umlenkzone 11 zurück. Der Grobgutkanal 30b befindet sich in der Außenwand des Klassiergehäuses 28 und leitet das Grobgut in den Abzweigkanal 13' zurück. Feine Teilchen durchströmen das Abweiserad 23 radial nach innen und verlassen durch die Hohlwelle 27, den Feingutsammler 31 und das Austragsrohr 32 die Maschine.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 weist die torusförmige Umlenkzone 10 keine Mahlstifte auf und wirkt somit nicht als weiterer Mahlraum. Außerdem ist zwischen dem Abzweigkanal 13' und dem oberen Mahlraum 8a für die im weiteren Teilstrom des Mahlguts enthaltenen Mahlkörper eine Mahlkörperfördereinrichtung 33 vorgesehen, die zur Beschleunigung radial nach außen in Richtung des der oberen Mahlzone 8a dient, wodurch die Zirkulation des Mühleninhalts unterstützt wird. Diese Einrichtung kann aus radialen, tangentialen oder gekrümmten Flügeln bestehen, die zwischen dem Verbindungsflansch 7 und dem Rührwerk 1 als separates Bauteil montiert sind.

Claims (10)

  1. Rührwerkskugelmühle zum Behandeln von fließfähigem Mahlgut, bestehend aus einem Mahlbehälter, der als horizontal geteiltes Gehäuse (2a, 2b) ein im Mahlbehälter drehbar angeordnetes Rührwerk (1) umfassend, flach ausgebildet ist und mit den benachbarten Gehäusewänden einen oberen und einen unteren Mahlraum (8a, 8b) bildet, daß diese Mahlräume am Außenumfang des Rührwerks (1) miteinander verbunden sind, wobei die Oberfläche des Rührwerks (1) mit den benachbarten Gehäusewänden mindestens eine Mahlzone bildet, die vom Mahlgut und von Mahlkörpern durchströmt wird, einem Mahlguteinlaß (17) am Mahlbehälter, über den Mahlgut der Mahlzone zugeführt wird, einem ein Trennorgan (15) aufweisenden zentrischen Trennraum (14, 14'), der sich an das Ende der Mahlzone anschließt und einer Verbindung zwischen dem Ende und dem Anfang der Mahlzone, wobei ein erster Mahlgutteilstrom in den Trennraum (14) und ein weiterer Mahlgutteilstrom zusammen mit den Mahlkörpern zum Anfang der Mahlzone gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (1) ringscheibenförmig ausgebildet ist und mit den benachbarten Gehäusewänden einen oberen und einen unteren ringscheibenförmigen Mahlraum (8a, 8b) bildet, an den Innenbereich des unteren Mahlraums (8b) radial nach innen sich eine Umlenkzone (11) anschließt, in welcher das Mahlgut mit den Mahlkörpern von der Ebene des unteren Mahlraums (8b) in die Ebene des oberen Mahlraums (8a) umgelenkt wird und von der Verbindung zwischen der Umlenkzone (11) und dem oberen Mahlraum (8a) ein Abzweigkanal (13, 13') für den ersten Mahlgutteilstrom zum Trennraum (14, 14') führt, der unter einem Winkel von weniger als 90° radial nach innen verläuft.
  2. Rührwerkskugelmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzweigkanal (13, 13') unter einem spitzen Winkel radial nach innen verläuft.
  3. Rührwerkskugelmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung des weiteren Mahlgutteilstroms gesehen nach der Mündung des Abzweigkanals (13, 13') und vor dem Innenbereich des oberen Mahlraums (8a) eine Mahlkörperfördereinrichtung (33) angeordnet ist.
  4. Rührwerkskugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem oberen und unteren Mahlraum (8a, 8b) am Außenumfang des Rührwerks (1) als weiterer Mahlraum ausgebildet ist.
  5. Rührwerkskugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem oberen und unteren Mahlraum (8a, 8b) am Außenumfang des Rührwerks (1) als weitere Umlenkzone (10) ausgebildet ist.
  6. Rührwerkskugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (1) von einem Verbindungsflansch (7) getragen wird, der eine kegelstumpfförmige Innenseite aufweist, an die sich ein kreiszylindrischer Trennraum (14, 14') anschließt, benachbart zur kegelstumpfförmigen Innenseite die kegelstumpfförmige Außenseite eines Stators (21) verläuft, zwischen Innen- und Außenseite der Abzweigkanal (13, 13') gebildet und das im Trennraum (14, 14') befindliche Trennorgan vom Stator (21) getragen wird.
  7. Rührwerkskugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (1) von einem Verbindungsflansch (7) getragen wird, der außen kegelstumpfförmig ausgebildet ist, ein Oberteil (19) des Gehäuses (2a, 2b) im Abstand dazu verläuft und im so gebildeten Spalt (18) ein Mahlguteinlaß (17) mündet.
  8. Rührwerkskugelmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (18) unten in den Innenbereich des oberen Mahlraums (8a) mündet.
  9. Rührwerkskugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennorgan ein Spaltsieb (15) ist.
  10. Rührwerkskugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennorgan ein drehangetriebenes Abweiserad (23) ist.
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