EP0700724B2 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen autogenen Mahlen eines fliessfähigen Behandlungsguts - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen autogenen Mahlen eines fliessfähigen Behandlungsguts Download PDF

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EP0700724B2
EP0700724B2 EP95113662A EP95113662A EP0700724B2 EP 0700724 B2 EP0700724 B2 EP 0700724B2 EP 95113662 A EP95113662 A EP 95113662A EP 95113662 A EP95113662 A EP 95113662A EP 0700724 B2 EP0700724 B2 EP 0700724B2
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EP
European Patent Office
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grinding
agitator
grinding chamber
particles
stock
Prior art date
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EP95113662A
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English (en)
French (fr)
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EP0700724B1 (de
EP0700724A1 (de
Inventor
Norbert Dr.-Ing. Stehr
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Draiswerke GmbH
Original Assignee
Buehler GmbH
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Application filed by Buehler GmbH filed Critical Buehler GmbH
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Publication of EP0700724B1 publication Critical patent/EP0700724B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for continuously autogenous grinding of a flowable, insoluble particles of different diameter containing material to be treated according to the preamble of claim 1, and an apparatus for performing the method according to the preamble of claim. 7
  • a grinding aid body restraint device In the area of the grinding material outlet, a grinding aid body restraint device must be provided by means of which the auxiliary grinding bodies can be separated from the material to be treated, so that the latter can emerge without the aid of a grinding aid.
  • EP 0 247 895 A and EP 0 367 403 A each disclose an apparatus and a method for autogenous grinding of hard solids according to the preambles of claims 1 and 7, respectively.
  • An agitating mill is used with a grinding container having a wall and a bottom.
  • a cylindrical sieve is provided as a retaining device.
  • the material to be treated is fed to the grinding chamber from below through the bottom and taken from above through the screen enclosing the grinding chamber. Through this sieve large particles are retained, while material to be treated can emerge with powdered particles. There is a significant risk of clogging of the screen and considerable screen wear.
  • the larger diameter particles sitting in front of the sieve hardly participate in the autogenous grinding process.
  • a vertical agitator mill which has a vertical cylindrical container with a coaxially arranged in this rotary drivable agitator.
  • the agitator mill is filled to a part with their Mahlraumsentenden or limiting Mahlos stressesn.
  • an inlet nozzle for material to be treated and an outlet for treated material to be treated are arranged above this grinding chamber.
  • An outlet opening for Mahlospian is provided in the lower region of the container.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus of the type described, which allow a continuous autogenous grinding of material to be treated in a particularly simple manner, even at high throughputs without malfunction.
  • FIGS. 1 to 3 are in principle so-called horizontal agitator mills. These have in the usual way a stand 1, which is supported on the bottom 2. At the front 3 of the stand 1, a support arm 4 is attached.
  • stator an optionally variable speed drive motor 5 is housed, which is provided with a V-belt pulley 6, from which via V-belts 7 and another V-belt pulley 8, a drive shaft 9 is rotationally driven.
  • the drive shaft 9 is rotatably supported in the stator 1 by means of several bearings 10.
  • a substantially cylindrical grinding container 12 is supported in corresponding receptacles 11.
  • the grinding container 12 has a cylindrical wall 13 and is at one, the stator 1 facing end by means of a lid 14 and at the opposite end by means of a bottom 15 are sealed. He encloses a grinding room 16.
  • a stirring shaft 18 is arranged in the grinding chamber 16, which passes through the lid 14.
  • the grinding chamber 16 is sealed by means of seals 19 between the cover 14 and the shaft 18.
  • the shaft 18 is cantilevered, so no longer stored in the region of the bottom 15. It is provided over its length in the grinding chamber 16 with stirring tools 20, which in the present case is agitating disks 21.
  • These stirring discs 21 can - as shown in Fig. 1 right - additionally be provided with parallel to the axis 17 extending, arranged in the form of a cage Rrockstäben 22, by means of which the centrifugal forces are increased.
  • an inlet pipe 23 is attached, is supplied through the material to be treated.
  • On the lower side of the wall 13 of the grinding container 12 is a over a substantial part of the length of the grinding container 12 between the receptacles 11 extending emptying flap 24 is attached.
  • the grinding container 12 is provided with an outlet which is configured differently in the various embodiments.
  • an outlet which is configured differently in the various embodiments.
  • a Mahltosterrorism restraint device as is generally customary in stirred mills, is not provided.
  • Mahltosterrorism restraint devices are either sieves in many configurations or so-called separation gap separating devices, as described for example in DE-PS 14 82 391 (corresponding to GB-PS 1 056 257).
  • an outlet pipe 25 is disposed in the bottom 15 coaxial with the axis 17, which is provided with an opening 26 on the front side.
  • This outlet tube 25 extends into the vicinity of the agitator shaft 18, i. up to the vicinity of the end-side stirrer disk 21.
  • a frustoconical, open to the bottom 15 open short pipe section 27 is attached to the bottom 15 leaves a passageway 28 free.
  • the outlet tube 25 and the tube portion 27 overlap each other in the direction of the axis 17th
  • the agitator shaft 18 is adjacent to its free end, namely, between the two last stirring discs 21, provided with outlet openings 29, which open into a discharge channel 30 in the hollow agitator shaft 18.
  • the drainage channel 30 opens in the region of the outside of the grinding container 12 lying end of the agitator shaft 18 from this.
  • the stirring rods 22 mentioned may be in the region of the opening 29.
  • the agitator shaft 18 is provided in the region of its free end and also there between the two last adjacent stirring discs 21 with outlet openings 31 in an open towards the free end of the agitator shaft 18 outflow channel 32 open. This in turn opens into a arranged in the bottom 15 outlet pipe 33, which leaves only a smallest possible gap with its front side opposite the free end of the agitator shaft 18.
  • the embodiment according to FIG. 4 is constructed in the manner of a high-speed drivable mixer. Parts of the embodiments according to FIGS. 1 to 3 are provided with the same reference numerals but with the same reference numerals attached with a double hyphen. From a new description is taken to the extent distance.
  • the agitator shaft 18 is mounted on the one hand in a bearing 10" in the region of the cover 14 "and on the other hand in a bearing 10" in the region of the bottom 15 “, ie it is not flying, but mounted at both ends 18 "are provided by the lid 14" on the one hand and the bottom 15 "on the other hand seals 19"
  • the agitator shaft 18 is provided with stirrers 20, which may also be stirring discs 21 again;
  • the stirring tools 20 may also be designed as classic blade-like mixing tools 39, as also shown in Fig. 4.
  • a reservoir 40 is provided, which is connected via a feed line 41 to the inlet port 23.
  • this feed line 41 is driven by a motor 42 driven pump 43, by means of which the transport of the material to be treated takes place.
  • the drain channel 32 is in turn connected via a return line 44 to the reservoir 40.
  • the described continuously operating devices are used, inter alia, for grinding particularly hard material to be treated; these are, for example, silicates and carbides. But they are also used for grinding of low quality bulk goods, such as calcium carbonate, sand (SiO 2 ), mineral Substances and in particular ores used.
  • the material to be treated is brought into flowable form in water or another suitable liquid and fed to the grinding container 12 or 12 "through the inlet connection 23 and intensively moved by the high-speed rotating stirring tools 20.
  • larger diameter particles enter the respective grinding chamber 16 , 16 "entered.
  • two case groups can be distinguished. In one case, coarse particles are introduced with liquid at the beginning of the grinding process and then constantly yielding fine particles, which are crushed. If the coarse particles are partially rubbed off, they must be refilled. In the other case group, coarse particles and fine particles are introduced from the beginning, the coarse particles being concentrated in the grinding chamber.
  • the coarse particles that is, the larger diameter particles, have a size of 0.1 to 5.0, and usually 1.0 to 2.0 mm.
  • the lower limit of their diameter is 0.1 to 0.3 mm, the usual upper limit at 3.0 to 4.0 mm.
  • the fine particles, ie the particles of smaller diameter of the material to be treated should be smaller by a factor of 0.3 to 0.05 than the larger diameter particles used as grinding aid bodies.
  • the grinding containers 12 and 12 "are completely filled with the material to be treated.
  • the particles of larger diameter contained in the material to be treated are increasingly thrown into the outside area, ie in the direction of the wall 13 or 13" of the grinding container 12, 12 ", ie they are in the grinding chamber 16, 16 "concentrated.
  • the particles of larger diameter participate in the grinding process, and indeed they grind as a Mahlosharm the smaller particles, whereby they themselves are also abraded until the desired particle size distribution, is reached. Since the material to be treated exits the grinding chamber 16, 16 "in the region of the axis 17 or the shaft 18 or 18" through the described outlets 25, 29, 31, 31 ", these larger particles remain at least predominantly in the grinding chamber 16 , 16 ".
  • the agitator speed on the one hand and the throughput of the treated material on the other hand must be optimally adapted to each other.
  • the basic purpose of a control is to achieve a maximum of the power consumption, which in turn is achieved by a high concentration of particles of large diameter in the grinding chamber an increase in the throughput decreases the power consumption, it can be concluded that the proportion of larger diameter particles in the grinding chamber 16 or 16 "has decreased, either by abrasion or by discharge. In this case must be added from particles of larger diameter existing material to be treated. If the power consumption increases again, the problem is solved. If this is not the case, then recognizable larger diameter particles are discharged; In this case, either the throughput of material to be treated must be reduced or, in the presence of a variable-speed drive motor 5, the speed of the agitator shaft 18, 18 "must be increased.
  • the control can be performed in the manner shown in FIG.
  • a speed detection unit 49 is connected, which outputs a signal corresponding to the speed of a control and regulating device 50.
  • the power consumption of the drive motor 5 is recorded by means of a power detection device 51 and given to the control and regulation device 50.
  • a flow rate detection device which outputs a the flow rate per unit time corresponding signal to the rule control device 50.
  • the throughput detection device 52 may be a tachometer, since the speed is a measure of the throughput in pumps operating without slip or with constant slip.
  • the drive motor 5 is associated with a Drehiereverstellvorraum 53, which may be, for example, a frequency converter.
  • the drive motor 42 of the pump 43 is associated with a speed adjustment device 54, which may also be a frequency converter.
  • the speed of the drive shaft 9, the power of the drive motor 5 and the flow rate of the pump 43 are input as inputs 55, 56, 57 in the control and control device 50.
  • a desired value for the power consumption via an input 58 is input to the control and regulating device 50.
  • the speed adjustment device 53 of the drive motor 5 and the Drehtogetherverstellvorides the motor 41 of the pump 43 is driven by the above-mentioned control scheme via outputs 59, 60.
  • the speed of the agitator is changed; in the second case, the flow rate of the pump 43 is changed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlich autogenen Mahlen eines fließfähigen, unlösliche Partikel unterschiedlichen Durchmessers enthaltenden Behandlungsgutes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 7.
  • Das Mahlen von besonders harten Materialien, wie Silicaten und Carbiden ist aufwendig. Es ist durch Benutzung in der Praxis bekannt geworden, hierzu Rührwerksmühlen einzusetzen, die jeweils einen zylindrischen Behälter aufweisen, in dem konzentrisch ein hochtourig antreibbares Rührwerk angeordnet ist. Der Mahlbehälter ist zumindest im wesentlichen mit Mahlhilfskörpern gefüllt. Das Behandlungsgut wird in fließfähiger Form, beispielsweise also mit Wasser aufgeschlämmt, dem Behälter an einem Ende zugeführt und verläßt den Behälter am anderen Ende. Das Gemisch aus Behandlungsgut und Mahlhilfskörpern wird durch das Rührwerk in eine intensive Bewegung versetzt, so daß ein intensives Mahlen stattfindet. Im Bereich des Mahlgut-Auslasses muß eine Mahlhilfskörper-Rückhaltevorrichtung vorgesehen sein, mittels derer die Mahlhilfskörper vom Behandlungsgut getrennt werden können, so daß letzteres mahlhilfskörperfrei austreten kann. Beim Mahlen extrem harter Partikel ist der Verschleiß der Mahlhilfskörper groß. Wenn dagegen geringwertige Mahlgüter als Massenprodukte gemahlen werden, dann sind - auch wenn der Mahlhilfskörperverschleiß nicht allzu groß ist - die Kosten des Mahlhilfskörperverschleisses im Vergleich zum Wert des Mahlgutes nicht tragbar. Darüber hinaus ist die Gefahr sehr groß, daß die Mahlhilfskörper-Rückhalte-vorrichtung durch noch zu große Mahlgutpartikel und/oder verschlissene Mahlhilfskörper zugesetzt wird, was zumindest zu Betriebsstörungen oder auch zu einer teilweisen Zerstörung der Rührwerksmühle führen kann. Diese Gefahr besteht ganz besonders dann, wenn mit hohen Durchsätzen an Behandlungsgut, also entsprechend hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Behandlungsgutes in der Rührwerksmühle gearbeitet wird.
  • Aus der EP 0 247 895 A und der EP 0 367 403 A ist jeweils eine Vorrichtung und ein Verfahren zum autogenen Mahlen von harten Feststoffen gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 7 bekannt. Eingesetzt wird eine Rührwerksmühle mit einem eine Wand und einen Boden aufweisenden Mahlbehälter. Am oberen Rand der Wand des Mahlraums ist ein zylindrisches Sieb als Rückhaltevorrichtung vorgesehen. Das Behandlungsgut wird dem Mahlraum von unten durch den Boden zugeführt und oben durch das den Mahlraum einhüllende Sieb entnommen. Durch dieses Sieb werden große Partikel zurückgehalten, während Behandlungsgut mit zu Pulver gemahlenen Partikeln austreten kann. Es besteht eine erhebliche Gefahr des Zusetzens des Siebes und eines erheblichen Siebverschleisses. Im übrigen nehmen die Partikel größeren Durchmessers, die vor dem Sieb sitzen, kaum noch am autogenen Mahlprozeß teil.
  • Aus der DE 34 31 636 C2 (entspr. EP 0 219 740 B1) ist eine Ringspalt-Kugelmühle zum kontinuierlichen Feinzerkleinern, insbesondere von mineralischen Hartstoffen, mit einem geschlossenen Mahlbehälter bekannt, in dem ein Rotor angeordnet ist, dessen Außenfläche mit der Innenfläche des Mahlbehälters einen Mahlspalt begrenzt. In dem Mahlspalt sind sogenannte Mahlperlen, d.h. Mahlhilfskörper, angeordnet, die aus dem gleichen Material wie das zu zerkleinernde Behandlungsgut bestehen können. Das Oberteil und das Unterteil des Rotors verjüngen sich in entgegengesetzten Richtungen. Aufgrund der doppelt konischen Ausgestaltung des Mahlspaltes wird eine Austragung der Mahlhilfskörper mit dem Behandlungsgut durch eine Auslaßöffnung und damit eine Reduzierung der Mahlhilfskörpermenge bzw. der Mahlwirkung verhindert. Dies ist darauf zurückzuführen, daß ein vorgegebener Mahlhilfskörper-Überschuß sich in der radialen ringförmigen Kammer am oberen Ende des Mahlspaltes, d.h. im Bereich des größten Rotordurchmessers, sammelt, und dort eine schwimmende Sperrschicht bildet, die die aktiven Mahlhilfskörper im Mahlspalt zurückhält, ohne nach der Art eines Siebes oder dergleichen den Austritt des feinstgemahlenen Behandlungsgutes aus dem Mahlspalt in Richtung der Auslaßöffnung zu behindern. Eine nachträgliche Trennung von Mahlhilfskörpern und Behandlungsgut entfällt somit. Dies gilt allerdings nur bei niedrigen Durchsätzen, d.h. bei geringer Strömungsgeschwindigkeit des gemahlenen Behandlungsgutes im Mahlspalt. Bei größeren Durchsätzen und entsprechend höheren Strömungsgeschwindigkeiten des Behandlungsgutes im Mahlspalt werden die Mahlhilfskörper mit ausgetragen, so daß hierbei auch eine nachträgliche Trennung von Mahlhilfskörpern und Behandlungsgut notwendig ist. Die vorstehend angesprochenen Probleme des Mahlkörperverschleisses bestehen hierbei im übrigen auch.
  • Aus der EP 0 278 041 A1 ist eine vertikale Rührwerksmühle bekannt, die einen vertikalen zylindrischen Behälter mit einem koaxial in diesem angeordneten drehantreibbaren Rührwerk aufweist. Die Rührwerksmühle ist zu einem Teil mit ihren Mahlraum bildenden beziehungsweise begrenzenden Mahlhilfskörpern gefüllt. Oberhalb dieses Mahlraums sind ein Zulaufstutzen für Behandlungsgut und ein Auslass für behandeltes Behandlungsgut angeordnet. Eine Auslassöffnung für Mahlhilfskörper ist im unteren Bereich des Behälters vorgesehen. Es wird ein Fluid, nämlich Luft oder Flüssigkeit, von unten zugeführt, durch die nach Art einer Windsichtung das fein gemahlene Behandlungsgut nach oben ausgetragen wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die ein kontinuierliches autogenes Mahlen von Behandlungsgut in besonders einfacher Weise auch bei hohen Durchsätzen ohne Betriebsstörungen ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Sie wird weiterhin bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruches 7 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß die Partikel mit größerem Durchmesser im Mahlraum aufkonzentriert und dort einerseits gleichsam als Mahlhilfskörper zur Mahlung der Partikel kleineren Durchmessers verwendet und andererseits hierbei selber an ihrer Außenseite abgerieben werden. Es werden also keine eigenständigen artfremden Mahlhilfskörper verwendet; weiterhin ist keine Mahlhitfskörper-Rückhaltevorrichtung notwendig, da die gleichsam als Mahlhilfskörper eingesetzten Partikel im Mahlraum verbleiben. Betriebsstörungen aufgrund des Zusetzens einer Mahlhilfskörper-Rückhaltevorrichtung können also nicht mehr auftreten. Das Behandlungsgut wird klassiert und zwar in Partikel größeren Durchmessers, die zum Mahlen eingesetzt werden und in Partikel kleineren Durchmessers, die gemahlen werden sollen. Die Partikel größeren Durchmesser werden in den Mahlraum der Rührwerksmühle eingegeben und verbleiben dort. Anschließend wird zum Mahlen nur das vorklassierte Behandlungsgut mit Partikeln kleineren Durchmessers durch den Mahlraum geführt.
  • Zahlreiche zum Teil erfinderische Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von fünf Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt
    • Fig. 1
    eine erste nach Art einer Rührwerksmühle aufgebaute Ausführungsform einer Vorrichtung zum autogenen Mahlen im Vertikalschnitt in schematischer Darstellung,
    Fig. 2
    eine zweite nach Art einer Rührwerksmühle aufgebaute Ausführungsform einer Vorrichtung zum autogenen Mahlen im Vertikalschnitt in schematischer Darstellung,
    Fig. 3
    eine dritte nach Art einer Rührwerksmühle aufgebaute Ausführungsform einer Vorrichtung zum autogenen Mahlen im Vertikalschnitt in schematischer Darstellung,
    Fig. 4
    eine vierte nach Art eines Ringmischers aufgebaute Ausführungsform einer Vorrichtung zum autogenen Mahlen im Vertikalschnitt in schematischer Darstellung und
    Fig. 5
    ein Regelungs-Blockschaltbild für eine Rührwerksmühle.
  • Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 handelt es sich im Grundsatz um sogenannte liegende Rührwerksmühlen. Diese weisen in üblicher Weise einen Ständer 1 auf, der auf dem Boden 2 abgestützt ist. An der Vorderseite 3 des Ständers 1 ist ein Tragarm 4 angebracht.
  • Im Ständer ist ein gegebenenfalls drehzahlregelbarer Antriebsmotor 5 untergebracht, der mit einer Keilriemenscheibe 6 versehen ist, von der über Keilriemen 7 und eine weitere Keilriemenscheibe 8 eine Antriebswelle 9 drehantreibbar ist. Die Antriebswelle 9 ist im Ständer 1 mittels mehrerer Lager 10 drehbar gelagert.
  • Auf dem Tragarm 4 ist in entsprechenden Aufnahmen 11 ein im wesentlichen zylindrischer Mahlbehälter 12 abgestützt. Der Mahlbehälter 12 weist eine zylindrische Wand 13 auf und ist an einem, dem Ständer 1 zugewandten Ende mittels eines Deckels 14 und am gegenüberliegenden Ende mittels eines Bodens 15 verschlässen. Er umschließt einen Mahlraum 16.
  • Konzentrisch zur gemeinsamen Mittel-LängsAchse 17 von Mahlbehälter 12 und Antriebswelle 9 ist im Mahlraum 16 eine Rührwerks-Welle 18 angeordnet, die den Deckel 14 durchsetzt. Der Mahlraum 16 ist mittels Dichtungen 19 zwischen dem Deckel 14 und der Welle 18 abgedichtet. Die Welle 18 ist fliegend gelagert, also im Bereich des Bodens 15 nicht mehr gelagert. Sie ist über ihre Länge im Mahlraum 16 mit Rührwerkzeugen 20 versehen, bei denen es sich im vorliegenden Fall um Rührscheiben 21 handelt. Diese Rührscheiben 21 können - wie in Fig. 1 rechts dargestellt - zusätzlich mit sich parallel zur Achse 17 erstreckenden, in Form eines Käfigs angeordneten Rührstäben 22 versehen sein, mittels derer die Zentrifugalkräfte erhöht werden.
  • Am Mahlbehälter 12 ist - benachbart zum Dekkel 14 - ein Zulaufstutzen 23 angebracht, durch den zu behandelndes Gut zugeführt wird. An der unten liegenden Seite der Wand 13 des Mahlbehälters 12 ist eine sich über einen wesentlichen Teil der Länge des Mahlbehälters 12 zwischen den Aufnahmen 11 erstreckende Entleerungsklappe 24 angebracht.
  • Bei allen Ausführungsformen ist der Mahlbehälter 12 mit einem Auslaß versehen, der bei den verschiedenen Ausführungsformen unterschiedlich ausgestaltet ist. Gemeinsam ist allen Auslässen, daß eine Mahlhilfskörper-Rückhaltevorrichtung, wie sie bei Rührwerksmühlen generell üblich ist, nicht vorgesehen ist. Bei derartigen Mahlhilfskörper-Rückhaltevorrichtungen handelt es sich entweder um Siebe in vielerlei Ausgestaltungen oder um sogenannte Trennspalt-Abtrennvorrichtungen, wie sie beispielsweise in der DE-PS 14 82 391 (entspr. GB-PS 1 056 257) beschrieben sind.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist im Boden 15 koaxial zur Achse 17 ein Auslaß-Rohr 25 angeordnet, das stirnseitig mit einer Öffnung 26 versehen ist. Dieses Auslaß-Rohr 25 reicht bis in die Nähe der Rührwerks-Welle 18, d.h. bis in die Nähe der endseitigen Rührscheibe 21. An dieser endseitigen Rührscheibe 21 ist ein beispielsweise kegelstumpfförmiger, zum Boden 15 hin offener kurzer Rohr-Abschnitt 27 angebracht, der zum Boden 15 einen Durchtrittskanal 28 frei läßt. Das Auslaß-Rohr 25 und der Rohr-Abschnitt 27 überdecken einander in Richtung der Achse 17.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Rührwerks-Welle 18 benachbart zu ihrem freien Ende, und zwar zwischen den beiden letzten Rührscheiben 21, mit Auslaß-Öffnungen 29 versehen, die in einen Ablaufkanal 30 in der hohlen Rührwerks-Welle 18 einmünden. Der Ablaufkanal 30 mündet im Bereich des außerhalb des Mahlbehälters 12 liegenden Endes der Rührwerkswelle 18 aus dieser aus. Zur Verstärkung des Zentrifugaleffektes können im Bereich der Öffnung 29 die erwähnten Rührstäbe 22 sein.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Rührwerks-Welle 18 im Bereich ihres freien Endes und auch dort zwischen den beiden letzten einander benachbarten Rührscheiben 21 mit Auslaß-Öffnungen 31 versehen, die in einen zum freien Ende der Rührwerks-Welle 18 hin offenen Ablaufkanal 32 einmünden. Dieser mündet wiederum in ein im Boden 15 angeordnetes Auslaß-Rohr 33, das mit seiner Stirnseite gegenüber dem freien Ende der Rührwerks-Welle 18 nur einen möglichst kleinen Spalt frei läßt.
  • Während die Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 Rührwarksmühlen sind, ist die Ausführungsform nach Fig. 4 nach Art eines hochtourig antreibbaren Mischers aufgebaut Mit den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 funktionell gleichartige Teile werden mit den gleichen Bezugsziffern versehen, denen jedoch ein hochgesetzter Doppelstrich beigefügt wird. Von einer erneuten Beschreibung wird insoweit Abstand genommen.
  • Die Rührwerks-Welle 18" ist einerseits in einem Lager 10" im Bereich des Deckels 14" und andererseits in einem Lager 10" im Bereich des Bodens 15" gelagert, d.h. sie ist nicht fliegend, sondern beidendig gelagert. Am Durchtritt der Rührwerks-Welle 18" durch den Deckel 14" einerseits und den Boden 15" andererseits sind Dichtungen 19" vorgesehen. Die Rührwerks-Welle 18" ist mit Rührwerkzeugen 20 versehen, bei denen es sich ebenfalls wieder um Rührscheiben 21 handeln kann; die Rührwerkzeuge 20 können aber auch als klassische schaufelartige Mischwerkzeuge 39 ausgebildet sein, wie es ebenfalls in Fig. 4 dargestellt ist.
  • Benachbart zum Deckel 14" ist ein Zulaufstutzen 23 vorgesehen, der in den Mahlraum 16" einmündet.
  • Benachbart zum Boden 15", und zwar auch dort zwischen den beiden letzten Rührscheiben 21, sind in der Rührwerks-Welle 18" Auslaß-Öffnungen 31" ausgebildet, die in einen in der Rührwerksmühle ausgebildeten Ablaufkanal 32" münden, der wiederum hinter dem deckelseitigen Lager 10" austritt. Auch hier können selbstverständlich die geschilderten Rührstäbe 22 vorgesehen werden.
  • Nur in Fig. 4 ist angedeutet, daß das Behandlungsgut dem Behandlungsprozeß mehrfach zugeführt wird. Hierzu ist ein Vorratsbehälter 40 vorgesehen, der über eine Zuführleitung 41 mit dem Zulaufstutzen 23 verbunden ist. In diese Zuführleitung 41 ist eine von einem Motor 42 angetriebene Pumpe 43 geschaltet, mittels derer der Transport des Behandlungsguts erfolgt. Der Ablaufkanal 32" ist wiederum über eine Rückführleitung 44 mit dem Vorratsbehälter 40 verbunden.
  • Die geschilderten kontinuierlich arbeitenden Vorrichtungen werden u.a. zum Mahlen von besonders hartem Behandlungsgut eingesetzt; hierbei handelt es sich beispielsweise um Silicate und Carbide. Sie werden aber auch zum Mahlen von geringwertigen Massengütem, wie Kalziumkarbonat, Sand (SiO2), mineralischen Stoffen und insbesondere Erzen, eingesetzt. Das Behandlungsgut wird in Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit in fließfähige Form gebracht und dem Mahlbehälter 12 bzw. 12" durch den Zulaufstutzen 23 zugeführt und durch die hochtourig umlaufenden Rührwerkzeuge 20 intensiv bewegt. Zu Beginn eines Mahtvorgangs werden Partikel größeren Durchmessers in den jeweiligen Mahlraum 16, 16" eingegeben. Hierbei können zwei Fallgruppen unterschieden werden. In einem Fall werden zu Beginn des Mahlprozesses grobe Partikel mit Flüssigkeit eingegeben und dann Feinpartikel laufend nachgegeben, die zerkleinert werden. Wenn die groben Partikel teilweise abgerieben sind, müssen diese wieder nachgefüllt werden. In der anderen Fallgruppe werden von Anfang an grobe Partikel und feine Partikel eingegeben, wobei die groben Partikel im Mahlraum aufkonzentriert werden.
  • Die groben Partikel, also die Partikel größeren Durchmessers, haben eine Größe von 0,1 bis 5,0 und üblicherweise von 1,0 bis 2,0 mm. Die untere Grenze ihres Durchmessers liegt bei 0,1 bis 0,3 mm, die übliche Obergrenze bei 3,0 bis 4,0 mm. Die feinen Partikel, also die Partikel kleineren Durchmessers des Behandlungsgutes sollten um den Faktor 0,3 bis 0,05 kleiner sein als die gleichsam als Mahlhilfskörper eingesetzten Partikel größeren Durchmessers. Die Mahlbehälter 12 bzw. 12" sind mit dem Behandlungsgut vollständig gefüllt. Die im Behandlungsgut enthaltenen Partikel größeren Durchmessers werden verstärkt in den Außenbereich, d.h. in Richtung zur Wand 13 bzw. 13" des Mahlbehälters 12, 12" geschleudert, sie werden also im Mahlraum 16, 16" aufkonzentriert. Die Partikel größeren Durchmessers nehmen am Mahlprozeß teil, und zwar mahlen sie gleichsam als Mahlhilfskörper die kleineren Partikel, wobei sie selber ebenfalls abgerieben werden, bis die angestrebte Partikelgrößenverteilung, erreicht ist. Da das Behandlungsgut im Bereich der Achse 17 bzw. der Welle 18 bzw. 18" durch die geschilderten Auslässe 25, 29, 31, 31", 34, aus dem Mahlraum 16, 16" austritt, verbleiben diese größeren Partikel zumindest überwiegend im Mahlraum 16, 16". Wenn das Behandlungsgut mehrfach durch den Mahlraum 16 bzw. 16" geführt wird, dann sind am Ende auch die größeren Partikel zumindest teilweise zerkleinert. Soweit Partikel größeren Durchmessers mit dem behandelten Mahlgut ausgetragen werden, können sie nicht eine Rückhaltevorrichtung zusetzen, da eine solche nicht vorhanden ist. Alle Auslässe weisen eine minimale Weite a auf, die deutlich größer als die Partikel größeren Durchmessers ist. Die minimale Weite eines Auslasses beträgt mindestens 5 mm in der Regel min destens 10 mm.
  • Wenn bei einer Kreislaufmahlung das im Vorratsbehälter 40 befindliche Behandlungsgut bis auf eine vorgegebene Partikelgrößenverteilung gemahlen ist, dann kann die im Vorratsbehälter 40 befindliche Charge ausgewechselt werden, wobei die im Mahlraum 16 bzw. 16" befindliche Menge an Behandlungsgut nicht mit ausgetauscht wird, da in diesem noch ein höherer Anteil an Partikeln größeren Durchmessers enthalten ist. Diese Maßnahmen zum Mehrfachdurchlauf von Behandlungsgut durch den Mahlraum 16 bzw. 16" können in gleicher Weise auch bei allen anderen Ausführungsformen angewendet werden.
  • Damit eine starke Aufkonzentration der Partikel größeren Durchmessers im Mahlraum erfolgt, müssen die Rührwerksdrehzahl einerseits und der Durchsatz des Behandlungsgutes andererseits einander optimal angepaßt werden. Als Kennzahl hierfür kann die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 5 bzw. 5" oder aber dessen Stromaufnahme dienen. Grundsätzliches Ziel einer Regelung ist es, ein Maximum der Leistungsaufnahme zu erreichen. Dies wird wiederum erreicht durch eine hohe Konzentration von Partikeln großen Durchmessers im Mahlraum. Wenn bei einer Steigerung des Durchsatzes die Leistungsaufnahme abnimmt, so ist daraus zu schließen, daß der Anteil an Partikeln größeren Durchmessers im Mahlraum 16 bzw. 16" abgenommen hat und zwar entweder durch Abrieb oder aber durch Austrag. In diesem Fall muß aus Partikeln größeren Durchmessers bestehendes Behandlungsgut zugegeben werden. Wenn hierbei die Leistungsaufnahme wieder zunimmt, ist das Problem gelöst. Wenn dies nicht der Fall ist, dann werden erkennbar Partikel größeren Durchmessers ausgetragen; in diesem Fall muß entweder der Durchsatz an Behandlungsgut reduziert werden, oder aber bei Vorhandensein eines drehzahlregelbaren Antriebsmotors 5 die Drehzahl der Rührwerkswelle 18, 18" erhöht werden.
  • Konkret kann die Regelung in der in Fig. 5 dargestellten Weise durchgeführt werden. Mit der Antriebswelle 9 und damit mit der Rührwerks-Welle 18 ist eine Drehzahl-Erfassungseinheit 49 verbunden, die ein der Drehzahl entsprechendes Signal auf eine Regel- und Steuereinrichtung 50 gibt. Es wird weiterhin die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 5 mittels eines Leistungs-Erfassungsgerätes 51 aufgenommen und an die Regel- und Steuereinrichtung 50 gegeben. Es ist weiterhin der Pumpe 43 ein Durchsatz-Erfassungseinrichtung zugeordnet, die ein dem Durchsatz pro Zeiteinheit entsprechendes Signal an die Regel-Steuereinrichtung 50 abgibt. Bei der Durchsatz-Erfassungseinrichtung 52 kann es sich um ein Drehzahlmeßgerät handeln, da bei schlupffrei oder mit konstantem Schlupf arbeitenden Pumpen die Drehzahl ein Maß für den Durchsatz ist. Weiterhin ist dem Antriebsmotor 5 eine Drehzahlverstellvorrichtung 53 zugeordnet, bei der es sich beispielsweise um einen Frequenzumrichter handeln kann. In gleicher Weise ist dem Antriebsmotor 42 der Pumpe 43 eine Drehzahlverstellvorrichtung 54 zugeordnet, bei der es sich ebenfalls um einen Frequenzumrichter handeln kann. Die Drehzahl der Antriebswelle 9, die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 5 und der Durchsatz der Pumpe 43 werden als Eingänge 55, 56, 57 in die Regel- und Steuereinrichtung 50 eingegeben.
  • Weiterhin wird ein Sollwert für die Leistungsaufnahme über einen Eingang 58 in die Regel- und Steuereinrichtung 50 eingegeben. Von der Regel- und Steuereinrichtung 50 wird nach dem vorstehend angegebenen Regelungsschema über Ausgänge 59, 60 die Drehzahlverstellvorrichtung 53 des Antriebsmotors 5 und die Drehzählverstellvorrichtung des Motors 41 der Pumpe 43 angesteuert. Im ersten Fall wird die Drehzahl des Rührwerks geändert; im zweiten Fall wird der Durchsatz der Pumpe 43 geändert.

Claims (18)

  1. Verfahren zum kontinuierlichen autogenen Mahlen eines mit Flüssigkeit in fileßfähige Form gebrachten, unlösliche Partikel unterschiedlichen Durchmessers enthaltenden Behandlungsguts,
    wobei das Behandlungsgut einem in einem eine Wand (13, 13") und einen Boden (15, 15") aufweisenden, waagerecht angeordneten Mahlbehälter (12, 12", 12"') befindlichen Mahlraum (16) zugeführt und dort konzentrisch zu einer horizontalen Achse (17) in Rotation versetzt wird, und wobei unlösliche Partikel größeren Durchmessers im Vergleich zu Partikeln kleineren Durchmessers im Mahlraum (16) verstärkt in Richtung zur Wand geschleudert und damit überproportional aufkonzentriert werden
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Behandlungsgut an einem Ende des durch einen Deckel (14, 14") verschlossenen vollständig mit Behandlungsgut gefüllten Mahlraumes (16) im Bereich der Achse (17) aus dem Mahlraum (16) durch eine Auslaßöffnung abgeführt wird, deren minimale Weite a wesentlich größer ist als die Partikel größeren Durchmessers.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel kleineren Durchmessers gegenüber den Partikeln größeren Durchmessers um den Faktor 0,3 bis 0,05 kleiner sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn eines Mahlvorganges dem Mahlraum (16) überwiegend Partikel größeren Durchmessers zugeführt werden und während des anschließenden Mahlvorganges überwiegend Partikel kleineren Durchmessers.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsgut - bezogen auf die Achse (17) - an einem Ende des Mahlraumes (16) zugeführt und am anderen Ende aus dem Mahlraum (16) abgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß das Behandlungsgut mehrfach durch den Mahlraum (16) geführt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, daurch gekennzeichnet, daß bei Austrag von anorganischen Partikeln größerer Dichte und/oder größeren Durchmessers aus dem Mahlraum (16) die Zufuhr von Behandlungsgut zum Mahlraum (16) reduziert und/oder die Rotation vergrößert wird.
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
       mit einem einen mahlhilfskörperfreien Mahlraum (16) mittels einer Wand (13, 13") und eines Bodens (15, 15") umschließenden, waagerecht angeordneten Mahlbehälter (12, 12"),
       mit einem konzentrisch zur Achse (17) des Mahlbehälters (12, 12") in diesem drehbar angeordneten Rührwerk,
       mit an dem Rührwerk angebrachten Rührwerkzeugen (20), mit einem mit dem Rührwerk gekoppelten Antriebsmotor (5, 5"),
       mit mindestens einem - bezogen auf die Achse (17) - an einem Ende des Mahlraums (16) in den Mahlraum (16) mündenden Zulaufstutzen (23) für Behandlungsgut und mit mindestens einem am anderen Ende des Mahlraums (16) angeordneten Auslaß (25; 29; 31, 31") für behandeltes Behandlungsgut,
        dadurch gekennzeichnet,
       daß der Mahlraum (16, 16") mittels eines Deckels (14, 14") verschlossen ist und daß der mindestens eine Auslaß (25, 29; 31, 31") im Bereich der Achse (17) angeordnet ist und keine Mahlhilfskörper-Rückhaltevorrichtung aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß durch ein konzentrisch zu einer fliegend gelagerten Rührwerks-Welle (18) angeordnetes und zu dieser stimseitig offenes Auslaß-Rohr (25) gebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaß-Rohr (25) zumindest teilweise von einem mit der Rührwerks-Welle (18) verbundenen Rohr-Abschnitt (27) in Richtung der Achse (17) überdeckt ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen dem Rohr-Abschnitt (27) und einem benachbarten Boden (15) des Mahlbehälters (12) und/oder zwischen dem Auslaß-Rohr (25) und der Rührwerks-Welle (18) ein Durchtrittskanal (28) ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß durch mindestens eine Auslaß-Öffnung (29, 31, 31") gebildet ist, die in einer Rührwerks-Welle (18, 18") ausgebildet ist und in einen in der Rührwerks-Welle (18, 18") befindlichen Ablaufkanal (30, 32, 32") einmündet.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar benachbart zu einem Auslaß (25; 29; 31, 31") mindestens ein Rührwerkzeug (20) vorgesehen ist
  13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß - bezogen auf die Achse (17) - beiderseits der mindestens einen Auslaß-Öffnung (29, 31, 31") jeweils mindestens ein Rührwerkzeug (20) an der Rührwerks-Welle (18, 18") angebracht ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerkzeuge (20) durch Rührscheiben (21) gebildet sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, insbesondere nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rührwerkzeugen (20) etwa parallel zur Achse (17) nach Art eines Käfigs angeordnete Rührstäbe (22) vorgesehen sind.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk nach Art eines topfförmigen Käfigs mit parallel und konzentrisch zur Achse (17) verlaufenden Stäben (46) ausgebildet ist, an denen Rührwerkzeuge (20) nach Art von Schaufeln bzw. Paddeln (48) angebracht sind.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Auslaß (25, 29; 31, 31") für behandeltes Behandlungsgut eine minimale Weite (a) von mindestens 5 und vorzugsweise mindestens 10 mm hat.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regel- und Steuereinrichtung (50) zur Erhöhung der Drehzahl des Rührwerks und/oder zur Reduktion der Zufuhr von Behandlungsgut bei Abfall der Leistungsaufnahme des Antriebsmotors (5, 5') vorgesehen ist.
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