EP2024093B1 - Verfahren zur erzeugung feinster partikel mittels einer strahlmühle - Google Patents
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- EP2024093B1 EP2024093B1 EP07722451A EP07722451A EP2024093B1 EP 2024093 B1 EP2024093 B1 EP 2024093B1 EP 07722451 A EP07722451 A EP 07722451A EP 07722451 A EP07722451 A EP 07722451A EP 2024093 B1 EP2024093 B1 EP 2024093B1
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- B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
- B02C23/10—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with separator arranged in discharge path of crushing or disintegrating zone
Definitions
- the present invention relates to a method for producing finest particles by means of a jet mill.
- the material to be sighted or ground consists of coarser and finer particles which are entrained in an air stream and form the product stream which is introduced into a housing of a wind sifter of the jet mill.
- the product flow passes in the radial direction into a classifying wheel of the air classifier.
- the coarser particles are eliminated from the air stream and the air stream leaves the classifying wheel with the fine particles axially through a discharge pipe.
- the air flow with the fine particles to be filtered out or produced can then be supplied to a filter in which a fluid, such as air, and fine particles are separated from each other.
- Such a jet mill is known, in the grinding chamber further at least one high-energy jet jet of hot steam with high flow energy is introduced, wherein the grinding chamber except the inlet means for the at least one grinding jet has an inlet for the material to be ground and an outlet for the product, and wherein in the area of the coincidence of regrind and at least one grinding jet of hot steam and millbase have at least about the same temperature.
- EP0211117 is an air classifier known in which compressed gases are used with pressures of up to 6.2 bar.
- the present invention therefore has the aim of further optimizing a method for producing very fine particles by means of a jet mill.
- a method for producing very fine particles by means of a jet mill using compressed gases as the grinding gas is characterized in that the grinding gas has a pressure of ⁇ 4.5 bar (abs).
- a preferred development is that the grinding gas is subjected to a jet milling of inorganic substances.
- the method may preferably be further developed in that the temperature of the ground gas is> 100 ° C, wherein it is provided in particular that the temperature of the ground gas in the range of about 180 ° C to about 200 ° C.
- a fluid bed jet mill or a dense bed jet mill is used.
- the determination of the two energy consumptions and their comparison preferably takes place at each start of operation or resumption of operation of the jet mill. It is particularly advantageous if the determination of the two energy consumptions and their comparison is carried out automatically. It is particularly advantageous if an operating mode setting also takes place automatically according to the result of the comparison.
- the air classifier contains a classifying rotor or a classifying wheel with a clear height which increases with decreasing radius, so that when Operation is the flow-through surface of the classifying rotor or wheel at least approximately constant.
- the air classifier contains a classifying rotor or a classifying wheel with a particularly exchangeable dip tube which is designed such that it rotates when the classifying rotor or the classifying wheel rotates.
- a fine-material outlet chamber is provided, which has a cross-sectional widening in the flow direction.
- the grinding gas has a pressure of ⁇ 4.5 bar (abs). This advantageously creates a process for the energy-optimized operation of a jet mill by means of compressed gases.
- a preferred development is that the grinding gas is subjected to a jet milling of inorganic substances.
- the method may preferably be further developed in that the temperature of the ground gas is> 100 ° C, wherein it is provided in particular that the temperature of the ground gas in the range of about 180 ° C to about 200 ° C.
- the specific adiabatic energy consumption of a milling process using a Mahlgas horres of> 7 bar (abs) is first determined for which purpose suitable sensors and processor devices which are known to the person skilled in the art are used, so that their design need not be discussed further here.
- a takeover of the thus obtained value of the specific adiabatic energy consumption takes place at a grinding gas pressure of> 7 bar (abs) in a memory.
- the specific adiabatic energy consumption of the same milling process is determined using a milling gas pressure of ⁇ 4.5 bar (abs).
- this value of the specific adiabatic energy consumption at a Mahlgas horrid of ⁇ 4.5 bar (abs) in a Memory read.
- the two energy consumptions are compared, for example, by means of the already used for the determination of the energy consumption itself or other processor devices and is in the case e ad . spec 4 5 ⁇ e ad . spec 7
- the corresponding operating mode can be set manually in accordance with the result of the comparison, which is visually indicated by suitable known devices, an automatic adjustment of the corresponding operating mode according to the result of the comparison is also possible if a suitable control exists and, on the one hand, determines the result of the comparison Processor means and on the other hand control means is connected, so that the control in response to the result of the comparison in accordance with the processor means causes the control means for setting the corresponding operating mode.
- the method according to the invention is preferably carried out before each new operation of the jet mill, in particular with new ground material, and is thus part of the overall operating method of the jet mill.
- the air classifier contains a classifying rotor or a classifying wheel with a clear height increasing with decreasing radius, so that the area of the classifying rotor or wheel through which flows is at least approximately constant during operation.
- the air classifier contains a classifying rotor or a classifying wheel with a particularly exchangeable dip tube which is designed such that it rotates when the classifying rotor or the classifying wheel rotates.
- a fine-material outlet chamber is provided, which has a cross-sectional widening in the flow direction.
- FIG. 1 an embodiment of a jet mill 1 for carrying out the method explained above is shown schematically.
- the method according to the invention can be carried out manually or automatically, which has no fundamental influence on the usefulness of the method.
- the automated version of course allows a further reduction of the effort and is easy can be realized with means and means known to the person skilled in the art, which, however, is not intended to indicate that the person skilled in the art would also be aware of the individual steps of the method newly created by the present invention.
- dealing with the sensor, measuring, processor, storage and control devices and control in general and in particular unnecessary, since this device implementation of the method according to the invention does not require its own inventive steps in the knowledge thereof.
- the jet mill 1 contains a cylindrical housing 2, which encloses a grinding chamber 3, a Mahlgutholzgabe 4 approximately half the height of the grinding chamber 3, at least one Mahlstrahleinlass 5 in the lower region of the grinding chamber 3 and a product outlet 6 in the upper region of the grinding chamber 3.
- the classifying wheel 8 can be a classifying wheel which is common in air classifiers and whose blades (see later eg in connection with FIG Fig. 3 ) define radially extending blade channels, at the outer ends of which the classifying air enters and entrains particles of smaller grain size or mass to the central outlet and to the product outlet 6, while larger particles or particles of larger mass are rejected under the influence of centrifugal force.
- the air classifier 7 and / or at least its classifying wheel 8 with at least one design feature according to the EP 0 472 930 B1 fitted.
- Mahlstrahleinlass 5 for example, consisting of a single, radially directed inlet opening or inlet nozzle 9 to impinge a single grinding jet 10 on the Mahlgutpiety that come from the Mahlgutiergabe 4 in the area of the grinding jet 10, with high energy and the To allow regrind particles to be broken down into smaller sub-particles, which are sucked in by the classifying wheel 8 and, insofar as they have a correspondingly small size or mass, are conveyed through the product outlet 6 to the outside.
- the processing temperature can be influenced by using an internal heat source 11 between Mahlgutiergabe 4 and the range of grinding jets 10 or a corresponding heat source 12 in the area outside the Mahlgutiergabe 4 or by processing particles of already warm ground material, while avoiding heat loss in the Mahlgutiergabe 4 passes, to which a feed tube 13 is surrounded by a temperature-insulating jacket 14.
- the heating source 11 or 12 may, when used, be basically arbitrary and therefore purposely operational and selected according to market availability, so that further explanation is not required.
- the temperature of the grinding jet or the grinding jets 10 is relevant and the temperature of the material to be ground should at least approximately correspond to this grinding jet temperature.
- a compressor can be used to provide appropriate operating medium B available.
- a method for producing extremely fine particles is carried out with this jet mill 1 with an integrated dynamic air classifier 7.
- a fluid is generally used, preferably the water vapor already mentioned, but also hydrogen gas or helium gas or simply air.
- the classifying rotor 8 has a clear height which increases with decreasing the radius, that is to say towards its axis, wherein in particular the area of the classifying rotor 8 through which it flows is constant.
- a fine-material outlet chamber (not shown) may be provided which has a cross-sectional widening in the flow direction.
- a particularly preferred embodiment of the jet mill 1 is that the sifting rotor 8 has an exchangeable, co-rotating dip tube 20.
- these are amorphous SiO 2 or other amorphous chemical products which are comminuted with the jet mill.
- Other materials include silicic acids, silica gels or silicates or materials based on or containing carbon black.
- the jet mill 1 contains, as the schematic representation in the Fig. 2 It can be seen, an integrated air classifier 7, which is for example in types of jet mill 1 as fluidized bed jet mill or as a dense bed jet mill to a dynamic air classifier 7, which is advantageously arranged in the center of the grinding chamber 3 of the jet mill 1. Depending on the grinding gas volume flow and classifier speed, the desired fineness of the material to be ground can be influenced.
- the entire vertical air classifier 7 is enclosed by a classifier housing 21, which consists essentially of the upper housing part 22 and the lower housing part 23.
- the upper housing part 22 and the lower housing part 23 are provided at the upper or lower edge, each with an outwardly directed peripheral flange 24 and 25 respectively.
- the two peripheral flanges 24, 25 are in the installation or functional state of the air classifier 8 on each other and are fixed by suitable means against each other. Suitable means for fixing are, for example, screw connections (not shown). As releasable fastening means may also serve brackets (not shown) or the like.
- both circumferential flanges 24 and 25 are connected to one another by a hinge 26 so that the upper housing part 22 can be pivoted upward in the direction of the arrow 27 after loosening the flange connecting means relative to the lower housing part 23 and the upper housing part 22 from below and the lower housing part 23 are accessible from above.
- the lower housing part 23 in turn is formed in two parts and it consists essentially of the cylindrical withdrawraumgephaseuse 28 with the peripheral flange 25 at its upper open end and a discharge cone 29, which tapers conically downwards.
- the discharge cone 29 and the reformraumgephasepuruse 28 are at the upper and lower ends with flanges 30, 31 on each other and the two flanges 30, 31 of discharge cone 29 and reformraumgephase 28 are like the peripheral flanges 24, 25 connected by releasable fastening means (not shown).
- the thus assembled classifier housing 21 is suspended in or on support arms 28a, of which a plurality of evenly spaced around the circumference of the classifier or compressor housing 21 of the air classifier 7 of the jet mill 1 are distributed and attack the cylindrical withdrawraumgephase 28.
- An essential part of the housing installations of the air classifier 7 is in turn the classifying wheel 8 with an upper cover plate 32, with an axially spaced lower downstream cover plate 33 and arranged between the outer edges of the two cover plates 32 and 33, fixedly connected to these and evenly around the circumference of Classifying wheel 8 distributed blades 34 with appropriate contour.
- the drive of the classifying wheel 8 is effected via the upper cover disk 32, while the lower cover disk 33 is the downstream cover disk.
- the storage of the classifying wheel 8 comprises a positively driven forcibly digestradwelle 35, which is led out with the upper end of the classifier housing 21 and rotatably supports the classifying wheel 8 with its lower end within the classifier housing 21 in flying storage.
- the exit of the sortradwelle 35 from the classifier housing 21 takes place in a pair of machined plates 36, 37 which terminate the classifier housing 21 at the upper end of an upwardly frusto-conical housing end portion 38 guiding the classifying wheel shaft 35 and sealing this shaft passage without obstruction of the rotational movements of the classifying wheel shaft 35.
- the upper plate 36 can be rotatably associated with the prepareradwelle 35 as a flange and rotatably supported via pivot bearings 35a on the lower plate 37, which in turn is associated with a housing end portion 38.
- the underside of the downstream cover disk 33 lies in the common plane between the peripheral flanges 24 and 25, so that the classifying wheel 8 is arranged in its entirety within the hinged housing upper part 22.
- the upper housing part 22 also has a tubular product feed nozzle 39 of the Mahlgutholzgabe 4, the longitudinal axis parallel to the axis of rotation 40 of the classifying wheel 8 and its drive or withdrawradwelle 35 and as far as possible from this axis of rotation 40 of the classifying wheel 8 and its Drive or prepareradwelle removed 35, the housing upper part 22 is disposed radially outboard.
- the classifier housing 21 receives the coaxial with the classifying wheel 8 arranged tubular outlet nozzle 20 which lies with its upper end just below the downstream cover plate 33 of the classifying wheel 8, but without being connected thereto.
- an outlet chamber 41 is attached coaxially, which is also tubular, but whose diameter is substantially greater than the diameter of the outlet nozzle 20 and in the present embodiment, at least twice as large as the diameter of the outlet nozzle 20.
- the outlet nozzle 20 is inserted into an upper cover plate 42 of the outlet chamber 41. Below the outlet chamber 41 is closed by a removable cover 43.
- outlet nozzle 20 and outlet chamber 41 is held in a plurality of support arms 44 which are evenly distributed star-shaped around the circumference of the unit, connected with their inner ends in the region of the outlet nozzle 20 fixed to the unit and secured with their outer ends on the classifier housing 21.
- the outlet nozzle 20 is surrounded by a conical annular housing 45 whose lower, larger outer diameter corresponds at least approximately to the diameter of the outlet chamber 41 and its upper, smaller outer diameter at least approximately the diameter of the classifying wheel 8.
- the support arms 44 terminate and are firmly connected to this wall, which in turn is part of the assembly of outlet nozzle 20 and outlet chamber 41.
- the support arms 44 and the annular housing 45 are parts of a scavenging air device (not shown), wherein the scavenging air prevents the ingress of matter from the interior of the classifier housing 21 into the gap between the classifying wheel 8 or more precisely its lower cover disk 3 and the outlet nozzle 20.
- the support arms 44 are formed as tubes, with their outer end portions passed through the wall of the classifier housing 21 and connected via a suction filter 46 to a purge air source (not shown) ,
- the annular housing 45 is closed at the top by a perforated plate 47 and the gap itself can be adjusted by an axially adjustable annular disc in the area between the perforated plate 47 and the lower cover plate 33 of the classifying wheel 8.
- the outlet from the outlet chamber 41 is formed by a fines discharge pipe 48, which is led into the separator housing 21 from the outside and is connected in a tangential arrangement to the outlet chamber 41.
- the fine material discharge pipe 48 is part of the product outlet 6.
- the lining of the junction of the fine material discharge pipe 48 with the outlet chamber 41 serves as a deflecting cone 49.
- a sighting air inlet spiral 50 and a coarse material discharge 51 are assigned to the housing end section 38 in a horizontal arrangement.
- the direction of rotation of the sighting air inlet spiral 50 is opposite to the direction of rotation of the classifying wheel 8.
- the coarse material discharge 51 is detachably associated with the housing end portion 38, the lower end of the housing end portion 38 is a flange 52 and the upper end of Grobgutaustrages 51 assigned a flange 53 and both flanges 52 and 53 are in turn releasably connected together by known means when the air classifier 7 is ready is.
- the dispersing zone to be designed is designated 54.
- Flanges machined on the inner edge (chamfered) for a clean flow guidance and a simple lining are designated with 55.
- a replaceable protective tube 56 is still applied to the inner wall of the outlet nozzle 20 as a wear part and a corresponding replaceable protective tube 57 may be applied to the inner wall of the outlet chamber 41.
- view air is introduced into the air classifier 7 at a pressure gradient and at a suitably chosen entry speed via the sighting air inlet spiral 50.
- the classifying air by means of a spiral, in particular in conjunction with the conicity of the housing end portion 38, the classifying air rises spirally upwards into the region of the classifying wheel 8.
- the "product" of solid particles of different mass is introduced into the classifier housing 21 via the product feed port 39. From this product, the coarse material, ie the proportion of particles with a greater mass against the classifying air in the range of Grobgutaustrages 51 and is provided for further processing.
- the fine material ie the particle fraction with a smaller mass is mixed with the classifying air, passes radially from outside to inside through the classifying wheel 8 into the outlet pipe 20, into the outlet chamber 41 and finally via a fine material outlet pipe 48 into a fine material outlet or outlet 58, as well as from there in a filter in which the resources in the form of a fluid, such as air, and fines are separated.
- Coarser Feingut strongly promote are radially ejected from the classifying wheel 8 and mixed with the coarse material to leave the classifier, housing 21 with the coarse material or to circle so long in the classifier housing 21 until it has become fines of such grain, that it with the classifying air is discharged.
- the air classifier 7 can again be well maintained by the division of the classifier housing 21 in the manner described and the assignment of the classifier components to the individual sub-housings and defective components can be replaced with relatively little effort and within short maintenance times.
- This classifying wheel 8 according to the Fig. 3
- the upper cover plate 32 and the axially spaced lower downstream cover plate 33 is rotatable about the axis of rotation 40 and thus the longitudinal axis of the air classifier 7.
- the diametrical extent of the classifying wheel 8 is perpendicular to the axis of rotation 40, ie to the longitudinal axis of the air classifier 7, regardless of whether the axis of rotation 40 and thus said longitudinal axis is vertical or horizontal.
- the lower downstream cover disk 33 concentrically encloses the outlet nozzle 20.
- the blades 34 are connected to both cover disks 33 and 32.
- the two cover plates 32 and 33 are deviating now deviating from the prior art conical and was preferably such that the distance between the upper cover plate 32 from the downstream cover plate 33 from the rim 59 of the blades 34 inward, ie towards the axis of rotation 40 back, and Although preferably continuous, such as linear or non-linear, and with further preference so that the surface of the flow-through cylinder jacket for each radius between blade outlet edges and outlet nozzle 20 remains constant. The decreasing due to the decreasing radius in known solutions outflow rate remains constant in this solution.
- the shape of the non-parallel-sided cover disk may be such that at least approximately so that the surface of the cylinder jacket through which flows through remains constant for each radius between blade outlet edges and outlet nozzle 20.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung feinster Partikel mittels einer Strahlmühle.
- Das zu sichtende oder zu mahlende Gut besteht aus gröberen und feineren Partikeln, die in einem Luftstrom mitgeführt werden und den Produktstrom bilden, der in ein Gehäuse eines Windsichters der Strahlmühle eingeführt wird. Der Produktstrom gelangt in radialer Richtung in ein Sichtrad des Windsichters. In dem Sichtrad werden die gröberen Partikel aus dem Luftstrom ausgeschieden und der Luftstrom verlässt mit den feinen Partikeln axial das Sichtrad durch ein Abströmrohr. Der Luftstrom mit den auszufilternden oder herzustellenden feinen Partikeln kann dann einem Filter zugeführt werden, in dem ein Fluid, wie beispielsweise Luft, und feine Partikel voneinander getrennt werden.
- Aus der
DE 198 24 062 A1 ist eine solche Strahlmühle bekannt, in deren Mahlkammer ferner zumindest ein energiereicher Mahlstrahl aus Heißdampf mit hoher Strömungsenergie eingeführt wird, wobei die Mahlkammer außer der Einlasseinrichtung für den zumindest einen Mahlstrahl einen Einlass für das Mahlgut und einen Auslass für das Produkt aufweist, und wobei im Bereich des Zusammentreffens von Mahlgut und zumindest einem Mahlstrahl aus Heißdampf und Mahlgut zumindest etwa die gleiche Temperatur haben. - Weiterhin ist ein entsprechender Windsichter insbesondere für eine Strahlmühle z.B. aus der
EP 0 472 930 B1 bekannt. Dieser Windsichter und dessen Betriebsverfahren sind grundsätzlich äußerst zufrieden stellend. - Aus der
EP0211117 ist ein Windsichter bekannt, bei dem komprimierte Gase mit Drucken von bis zu 6,2 bar eingesetzt werden. - Die vorliegende Erfindung hat daher das Ziel, ein Verfahren zur Erzeugung feinster Partikel mittels einer Strahlmühle weiter zu optimieren.
- Dieses Ziel wird mit einem Verfahren zur Erzeugung feinster Partikel nach dem Anspruch 1 erreicht.
- Demnach ist ein Verfahren zur Erzeugung feinster Partikel mittels einer Strahlmühle unter Verwendung komprimierter Gase als Mahlgas dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlgas einen Druck von ≤ 4,5 bar(abs) aufweist.
- Damit wird in vorteilhafter Weise ein Verfahren zum energetisch optimierten Betrieb einer Strahlmühle mittels komprimierter Gase geschaffen.
- Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass mit dem Mahlgas eine Strahlmahlung anorganischer Stoffe erfolgt.
- Das Verfahren kann vorzugsweise ferner dadurch weitergebildet sein, dass die Temperatur des Mahlgases > 100 °C ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Temperatur des Mahlgases im Bereich von ungefähr 180 °C bis etwa 200 °C ist.
- Ferner kann mit Vorzug bei dem Verfahren vorgesehen sein,
- dass zunächst der spezifische adiabate Energieverbrauch eines Mahlprozesses unter Anwendung eines Mahlgasdruckes von > 7 bar(abs) ermittelt wird,
- dass dann der spezifische adiabate Energieverbrauch desselben Mahlprozesses unter Anwendung eines Mahlgasdruckes von < 4,5 bar(abs) ermittelt wird, und
- dass die beiden Energieverbräuche miteinander verglichen werden und in dem Fall
der Niederdruckbereich gewählt wird. - Vorzugsweise wird eine Fließbettstrahlmühle oder eine Dichtbettstrahlmühle verwendet.
- Bevorzugt erfolgt das Bestimmen der beiden Energieverbräuche und deren Vergleich bei jeder Betriebsaufnahme oder Betriebswiederaufnahme der Strahlmühle. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das Bestimmen der beiden Energieverbräuche und deren Vergleich automatisiert durchgeführt wird. Besonders von Vorteil ist es, wenn eine Betriebsmoduseinstellung gemäß dem Ergenis des Vergleichs ebenfalls automatisiert erfolgt.
- Weiterhin mit Vorzug wird ein in die Strahlmühle integrierter dynamischer Windsichter verwendet. Dabei ist bevorzugt ferner vorgesehen, dass der Windsichter einen Sichtrotor oder ein Sichtrad mit einer mit abnehmendem Radius zunehmenden lichten Höhe enthält, so dass beim Betrieb die durchströmte Fläche des Sichtrotors oder -rades zumindest annähernd konstant ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Windsichter einen Sichtrotor oder ein Sichtrad mit einem insbesondere auswechselbaren Tauchrohr enthält, das so gestaltet ist, dass es sich mitdreht, wenn der Sichtrotor oder das Sichtrad rotiert.
- Noch eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass eine Feingutaustrittskammer vorgesehen ist, die in Strömungsrichtung eine Querschnittserweiterung aufweist.
- Bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und deren Kombinationen sowie den gesamten vorliegenden Anmeldungsunterlagen.
- Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen lediglich exemplarisch näher erläutert, in denen
- Fig. 1
- diagrammartig ein Ausführungsbeispiel einer Strahlmühle in einer teilweise ge- schnittenen Schemazeichnung zeigt,
- Fig. 2
- ein Ausführungsbeispiel eines Windsichters einer Strahlmühle in vertikaler An- ordnung und als schematischer Mittellängsschnitt zeigt, wobei dem Sichtrad das Auslassrohr für das Gemisch aus Sichtluft und Feststoffpartikeln zugeordnet ist, und
- Fig. 3
- in schematischer Darstellung und als Vertikalschnitt ein Sichtrad eines Windsich- ters zeigt.
- Anhand der nachfolgend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- und Anwendungsbeispiele wird die Erfindung lediglich exemplarisch näher erläutert, d.h. sie ist nicht auf diese Ausführungs- und Anwendungsbeispiele oder auf die jeweiligen Merkmalskombinationen innerhalb einzelner Ausfährungs-und Anwendungsbeispiele beschränkt. Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale ergeben sich jeweils analog auch aus Vorrichtungs- bzw. Verfahrensbeschreibungen.
- Einzelne Merkmale, die im Zusammenhang mit konkreten Ausführungsbeispielen angeben und/oder dargestellt sind, sind nicht auf diese Ausführungsbeispiele oder die Kombination mit den übrigen Merkmalen dieser Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern können im Rahmen des technisch Möglichen, mit jeglichen anderen Varianten, auch wenn sie in den vorliegenden Unterlagen nicht gesondert behandelt sind, kombiniert werden.
- Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren und Abbildungen der Zeichnungen bezeichnen gleiche oder ähnliche oder gleich oder ähnlich wirkende Komponenten. Anhand der Darstellungen in der Zeichnung werden auch solche Merkmale deutlich, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind, unabhängig davon, ob solche Merkmale nachfolgend beschrieben sind oder nicht. Andererseits sind auch Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung enthalten, aber nicht in der Zeichnung sichtbar oder dargestellt sind, ohne weiteres für einen Fachmann verständlich.
- Bei dem Verfahren zur Erzeugung feinster Partikel mittels einer Strahlmühle sind die durch die vorliegende Erfindung vorgesehen neuen Schritte derart übersichtlich und verständlich, dass sich eine graphische Darstellung der einzelnen Schritte erübrigt.
- Bei dem Verfahren zur Erzeugung feinster Partikel mittels einer Strahlmühle unter Verwendung komprimierter Gase als Mahlgas ist im Kern vorgesehen, dass das Mahlgas einen Druck von ≤ 4,5 bar(abs) aufweist. Damit wird in vorteilhafter Weise ein Verfahren zum energetisch optimierten Betrieb einer Strahlmühle mittels komprimierter Gase geschaffen.
- Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass mit dem Mahlgas eine Strahlmahlung anorganischer Stoffe erfolgt. Das Verfahren kann vorzugsweise ferner dadurch weitergebildet sein, dass die Temperatur des Mahlgases > 100 °C ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Temperatur des Mahlgases im Bereich von ungefähr 180 °C bis etwa 200 °C ist.
- Weiterhin ist es im erfindungsgemäßen Sinn bei dem Verfahren zum energetisch optimierten Betrieb einer Strahlmühle, wie beispielsweise einer Fließbettstrahlmühle, mittels komprimierter Gase in weiter bevorzugter Weise auszugestalten, wird zunächst der spezifische adiabate Energieverbrauch eines Mahlprozesses unter Anwendung eines Mahlgasdruckes von > 7 bar(abs) ermittelt, wozu geeignete, dem Fachmann ohne weiteres bekannte Sensoren und Prozessoreinrichtungen verwendet werden, so dass auf deren Gestaltung hier nicht weiter eingegangen werden braucht. Vorteilhafterweise erfolgt eine Übernahme des so gewonnenen Wertes des spezifischen adiabaten Energieverbrauches bei einem Mahlgasdruck von > 7 bar(abs) in einen Speicher. Danach wird unter Verwendung derselben Sensoren und Prozessoreinrichtungen der spezifische adiabate Energieverbrauch desselben Mahlprozesses unter Anwendung eines Mahlgasdruckes von < 4,5 bar(abs) ermittelt. Vorzugsweise wird auch dieser Wert des spezifischen adiabaten Energieverbrauches bei einem Mahlgasdruck von < 4,5 bar(abs) in einen Speicher eingelesen. Nun werden die beiden Energieverbräuche beispielsweise mittels der schon für die Ermittlung der Energieverbräuche selbst eingesetzten oder andere Prozessoreinrichtungen miteinander verglichen und wird in dem Fall
- der Niederdruckbereich für den Betrieb der Strahlmühle gewählt. Daneben, dass der entsprechende Betriebsmodus manuell gemäß dem beispielsweise optisch an geeigneten bekannten Einrichtungen angezeigten Ergebnis des Vergleichs eingestellt werden kann, ist auch eine automatische Einstellung des entsprechenden Betriebsmodus gemäß dem Ergebnis des Vergleichs möglich, wenn eine geeignete Steuerung vorhanden und mit einerseits den das Vergleichsergebnis bestimmenden Prozessoreinrichtungen sowie andererseits Steuereinrichtungen verbunden ist, so dass die Steuerung in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs gemäß den Prozessoreinrichtungen die Steuereinrichtungen zur Einstellung des entsprechenden Betriebsmodus veranlasst.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise vor jedem neuen Betrieb der Strahlmühle insbesondere mit neuem Mahlgut durchgeführt und ist damit Bestandteil des Gesamtbetriebsverfahrens der Strahhnühle.
- Weiterhin mit Vorzug wird ein in die Strahlmühle integrierter dynamischer Windsichter verwendet. Dabei ist bevorzugt ferner vorgesehen, dass der Windsichter einen Sichtrotor oder ein Sichtrad mit einer mit abnehmendem Radius zunehmenden lichten Höhe enthält, so dass beim Betrieb die durchströmte Fläche des Sichtrotors oder -rades zumindest annähernd konstant ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Windsichter einen Sichtrotor oder ein Sichtrad mit einem insbesondere auswechselbaren Tauchrohr enthält, das so gestaltet ist, dass es sich mitdreht, wenn der Sichtrotor oder das Sichtrad rotiert.
- Noch eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass eine Feingutaustrittskammer vorgesehen ist, die in Strömungsrichtung eine Querschnittserweiterung aufweist.
- In der
Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Strahlmühle 1 zur Durchführung des vorstehend erläuterten Verfahrens schematisch dargestellt. Wie bereits vorstehend dargelegt, kann das erfindungsgemäße Verfahren manuell oder automatisiert durchgeführt werden, was auf den Nutzen des Verfahrens keinen grundlegenden Einfluss hat. Die automatisierte Variante ermöglicht natürlich eine weitere Verringerung des Bedieungsaufwandes und ist ohne weiteres mit Einrichtungen und Mitteln realisierbar, die dem Fachmann an und für sich bekannt sind, wodurch jedoch nicht zum Ausdruck gebracht werden soll, dass dem Fachmann auch die einzelnen Schritte des Verfahrens bekannt wäre, das durch die vorliegende Erfindung neu geschaffen wurde. Jedenfalls erscheint ein Eingehen auf die Sensor-, Mess-, Prozessor-, Speicher- und Steuereinrichtungen sowie Steuerung im allgemeinen und im besonderen entbehrlich, da diese vorrichtungsmäßige Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei dessen Kenntnis keine eigenen erfinderischen Schritte erfordert. - Die Strahlmühle 1 gemäß der
Fig. 1 enthält ein zylindrisches Gehäuse 2, das eine Mahlkammer 3 umschließt, eine Mahlgutaufgabe 4 etwa in der halben Höhe der Mahlkammer 3, zumindest einen Mahlstrahleinlass 5 im unteren Bereich der Mahlkammer 3 und einen Produktauslass 6 im oberen Bereich der Mahlkammer 3. Dort ist ein Windsichter 7 mit einem drehbaren Sichtrad 8 angeordnet, mit dem das Mahlgut (nicht gezeigt) klassiert wird, um nur Mahlgut unterhalb einer bestimmten Korngröße durch den Produktauslass 6 aus der Mahlkammer 3 abzuführen und Mahlgut mit einer Korngröße über dem ausgewählten Wert einem weiteren Mahlvorgang zuzuführen. - Das Sichtrad 8 kann ein bei Windsichtern übliches Sichtrad sein, dessen Schaufeln (siehe später z.B. im Zusammenhang mit der
Fig. 3 ) radial verlaufende Schaufelkanäle begrenzen, an deren äußeren Enden die Sichtluft eintritt und Partikel kleinerer Korngröße oder Masse zum zentralen Auslass und zum Produktauslass 6 mitschleppt, während größere Partikel oder Partikel größerer Masse unter dem Einfluss der Fliehkraft abgewiesen werden. Insbesondere sind der Windsichter 7 und/oder zumindest dessen Sichtrad 8 mit wenigstens einem Gestaltungsmerkmal gemäß derEP 0 472 930 B1 ausgestattet. - Es kann nur ein Mahlstrahleinlass 5 z.B. bestehend aus einer einzigen, radial gerichteten Einlassöffnung oder Einlassdüse 9 vorgesehen sein, um einen einzigen Mahlstrahl 10 auf die Mahlgutpartikel, die von der Mahlgutaufgabe 4 aus in den Bereich des Mahlstrahles 10 gelangen, mit hoher Energie auftreffen und die Mahlgutpartikel in kleinere Teilpartikel zerlegen zu lassen, die vom Sichtrad 8 angesaugt und, soweit sie eine entsprechend geringe Größe bzw. Masse haben, durch den Produktauslass 6 nach außen gefördert werden. Eine bessere Wirkung wird jedoch mit paarweise diametral einander gegenüberliegenden Mahlstrahleinlässen 5 erzielt, die zwei aufeinander prallende Mahlstrahlen 10 bilden, die die Partikelzerlegung intensiver bewirken als dies mit nur einem Mahlstrahl 10 möglich ist, insbesondere wenn mehrere Mahlstrahlpaare erzeugt werden.
- Ferner kann beispielsweise die Verarbeitungstemperatur beeinflusst werden durch Einsatz einer internen Heizquelle 11 zwischen Mahlgutaufgabe 4 und dem Bereich der Mahlstrahlen 10 oder einer entsprechenden Heizquelle 12 im Bereich außerhalb der Mahlgutaufgabe 4 oder durch Verarbeitung von Partikeln eines ohnehin schon warmen Mahlgutes, das unter Vermeidung von Wärmeverlusten in die Mahlgutaufgabe 4 gelangt, wozu ein Zuführungsrohr 13 von einem temperaturisolierenden Mantel 14 umgeben ist. Die Heizquelle 11 oder 12 kann, wenn sie eingesetzt wird, dem Grunde nach beliebig sein und daher zweckgerichtet einsatzfähig und gemäß der Verfügbarkeit am Markt ausgewählt werden, so dass weitere Erläuterungen dazu nicht erforderlich sind.
- Für die Temperatur ist insbesondere die Temperatur des Mahlstrahls oder der Mahlstrahlen 10 relevant und die Temperatur des Mahlgutes sollte dieser Mahlstrahltemperatur zumindest annähernd entsprechen.
- Zur Bildung der durch Mahlstrahleinlässe 5 in die Mahlkammer 3 eingebrachten Mahlstrahlen 10 kann beispielsweise Heißdampf aber auch jegliches andere geeignete Fluid verwendet werden. Bei der Verwendung von Heißdampf ist davon auszugehen, dass der Wärmeinhalt des Wasserdampfes nach der Einlassdüse 9 des jeweiligen Mahlstrahleinlasses 5 nicht wesentlich geringer ist als vor dieser Einlassdüse 9. Weil die für die Prallzerkleinerung notwendige Energie primär als Strömungsenergie zur Verfügung stehen soll, wird demgegenüber der Druckabfall zwischen dem Einlass 15 der Einlassdüse 9 und deren Auslass 16 erheblich sein (die Druckenergie wird weitestgehend in Strömungsenergie umgesetzt sein) und auch der Temperaturabfall wird nicht unerheblich sein. Insbesondere dieser Temperaturabfall soll durch die Erwärmung des Mahlgutes so weit kompensiert sein, dass Mahlgut und Mahlstrahl 10 im Bereich des Zentrums 17 der Mahlkammer 3 bei zumindest zwei aufeinander treffenden Mahlstrahlen 10 oder einem Vielfachen von zwei Mahlstrahlen 10 die gleiche Temperatur haben.
- Zur Gestaltung und Durchführung der Aufbereitung des Mahlstrahles 10 aus Heißdampf insbesondere in Form eines geschlossenen Systems wird auf die
DE 198 24 062 A1 verwiesen, deren vollständiger Offenbarungsgehalt diesbezüglich zur Vermeidung bloßer identischer Übernahme durch die vorliegende Bezugnahme vollumfänglich hierin aufgenommen ist. Durch ein geschlossenes System ist beispielsweise eine Mahlung von heißer Schlacke als Mahlgut mit optimalem Wirkungsgrad möglich. - Bei der Darstellung des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Strahlmühle 1 ist stellvertretend für jegliche Zufuhr eines Betriebsmittels oder Betriebsmediums B eine Reservoir- oder Erzeugungseinrichtung 18, wie beispielsweise ein Tank 18a dargestellt, woraus das Betriebsmittel oder Betriebsmedium B über Leitungseinrichtungen 19 zu dem Mahlstrahleinlass 5 oder den Mahlstrahleinlässen 5 zur Bildung des Mahlstrahles 10 bzw. der Mahlstrahlen 10 geleitet wird. Statt des Tanks 18a kann z.B. auch ein Kompressor verwendet werden, um entsprechendes Betriebsmedium B zur Verfügung zu stellen.
- Insbesondere ausgehend von einer mit einem derartigen Windsichter 7 ausgestatteten Strahlmühle 1, wobei die diesbezüglichen Ausführungsbeispiele hierin nur als exemplarisch und nicht als beschränkend beabsichtigt und zu verstehen sind, wird mit dieser Strahlmühle 1 mit einem integrierten dynamischen Windsichter 7 ein Verfahren zur Erzeugung feinster Partikel durchgeführt. Als das Betriebsmittel B wird allgemein ein Fluid verwendet, bevorzugt der bereits erwähnte Wasserdampf, aber auch Wasserstoffgas oder Heliumgas oder einfach Luft.
- Weiterhin ist es vorteilhaft und daher bevorzugt, wenn der Sichtrotor 8 eine mit abnehmen dem Radius, also zu seiner Achse hin zunehmende lichte Höhe aufweist, wobei insbesondere die durchströmte Fläche des Sichtrotors 8 konstant ist. Zusätzlich oder alternativ kann eine Feingutaustrittskammer (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die in Strömungsrichtung eine Querschnittserweiterung aufweist.
- Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung besteht bei der Strahlmühle 1 darin, dass der Sichtrotor 8 ein auswechselbares, mitrotierendes Tauchrohr 20 aufweist.
- Lediglich zur Erläuterung und zur Vertiefung des Gesamtverständnisses wird nachfolgend noch auf die zu erzeugenden Partikel aus dem vorzugsweise zu bearbeiteten Material eingegangen. Beispielsweise handelt es sich dabei um amorphes SiO2 oder anderer amorpher chemischer Produkte, die mit der Strahlmühle zerkleinert werden. Weitere Materialien sind Kieselsäuren, Kieselgele oder Silikate oder Materialien auf der Basis von oder enthaltend Ruß.
- Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die
Fig. 2 und3 weitere Details und Varianten exemplarischer Ausgestaltungen der Strahlmühle 1 und ihrer Komponenten erläutert. - Die Strahlmühle 1 enthält, wie der schematischen Darstellung in der
Fig. 2 zu entnehmen ist, einen integrierten Windsichter 7, bei dem es sich beispielsweise bei Bauarten der Strahlmühle 1 als Fließbettstrahlmühle oder als Dichtbettstrahlmühle um einen dynamischen Windsichter 7 handelt, der vorteilhafterweise im Zentrum der Mahlkammer 3 der Strahlmühle 1 angeordnet ist. In Abhängigkeit von Mahlgasvolumenstrom und Sichterdrehzahl kann die angestrebte Feinheit des Mahlgutes beeinflusst werden. - Bei dem Windsichter 7 der Strahlmühle 1 gemäß der
Fig. 2 wird der gesamte vertikale Windsichter 7 von einem Sichtergehäuse 21 umschlossen, das im wesentlichen aus dem Gehäuseoberteil 22 und dem Gehäuseunterteil 23 besteht. Das Gehäuseoberteil 22 und das Gehäuseunterteil 23 sind am oberen bzw. unteren Rand mit je einem nach außen gerichteten Umfangsflansch 24 bzw. 25 versehen. Die beiden Umfangsflansche 24, 25 liegen im Einbau- oder Funktionszustand des Windsichters 8 aufeinander und sind durch geeignete Mittel gegeneinander fixiert. Geeignete Mittel zum Fixieren sind beispielsweise Schraubverbindungen (nicht gezeigt). Als lösbare Befestigungsmittel können auch Klammern (nicht gezeigt) oder dergleichen dienen. - An einer praktisch beliebigen Stelle des Flanschumfangs sind beide Umfangsflansche 24 und 25 durch ein Gelenk 26 miteinander so verbunden, dass das Gehäuseoberteil 22 nach dem Lösen der Flanschverbindungsmittel gegenüber dem Gehäuseunterteil 23 nach oben in Richtung des Pfeils 27 geschwenkt werden kann und das Gehäuseoberteil 22 von unten sowie das Gehäuseunterteil 23 von oben zugänglich sind. Das Gehäuseunterteil 23 seinerseits ist zweiteilig ausgebildet und es besteht im wesentlichen aus dem zylindrischen Sichtraumgehäuse 28 mit dem Umfangsflansch 25 an seinem oberen offenen Ende und einem Austragkonus 29, der sich nach unten kegelförmig verjüngt. Der Austragkonus 29 und das Sichtraumgehäuse 28 liegen am oberen bzw. unteren Ende mit Flanschen 30, 31 aufeinander und die beiden Flansche 30, 31 von Austragkonus 29 und Sichtraumgehäuse 28 sind wie die Umfangsflansche 24, 25 durch lösbare Befestigungsmittel (nicht gezeigt) miteinander verbunden. Das so zusammengesetzte Sichtergehäuse 21 ist in oder an Tragarmen 28a aufgehängt, von denen mehrere möglichst gleichmäßig beabstandet um den Umfang des Sichter- oder Verdichtergehäuses 21 des Windsichters 7 der Strahlmühle 1 verteilt sind und am zylindrischen Sichtraumgehäuse 28 angreifen.
- Wesentliches Teil der Gehäuseeinbauten des Windsichters 7 ist wiederum das Sichtrad 8 mit einer oberen Deckscheibe 32, mit einer dazu axial beabstandeten unteren abströmseitigen Deckscheibe 33 und mit zwischen den Außenrändern der beiden Deckscheiben 32 und 33 angeordneten, mit diesen fest verbundenen und gleichmäßig um den Umfang des Sichtrades 8 verteilten Schaufeln 34 mit zweckmäßiger Kontur. Bei diesem Windsichter 7 wird der Antrieb des Sichtrades 8 über die obere Deckscheibe 32 bewirkt, während die untere Deckscheibe 33 die abströmseitige Deckscheibe ist. Die Lagerung des Sichtrades 8 umfasst eine in zweckmäßiger Weise zwangsweise angetriebene Sichtradwelle 35, die mit dem oberen Ende aus dem Sichtergehäuse 21 herausgeführt ist und mit ihrem unteren Ende innerhalb des Sichtergehäuses 21 in fliegender Lagerung drehfest das Sichtrad 8 trägt. Die Herausführung der Sichtradwelle 35 aus dem Sichtergehäuse 21 erfolgt in einem Paar bearbeiteter Platten 36, 37, die das Sichtergehäuse 21 am oberen Ende eines nach oben kegelstumpfförmig verlaufenden Gehäuseendabschnittes 38 abschließen, die Sichtradwelle 35 führen und diesen Wellendurchtritt ohne Behinderung der Drehbewegungen der Sichtradwelle 35 abdichten. Zweckmäßigerweise kann die obere Platte 36 als Flansch drehfest der Sichtradwelle 35 zugeordnet und über Drehlager 35a drehbar auf der unteren Platte 37 abgestützt sein, die ihrerseits einem Gehäuseendabschnitt 38 zugeordnet ist. Die Unterseite der abströmseitigen Deckscheibe 33 liegt in der gemeinsamen Ebene zwischen den Umfangsflanschen 24 und 25, so dass das Sichtrad 8 in seiner Gesamtheit innerhalb des klappbaren Gehäuseoberteils 22 angeordnet ist. Im Bereich des konischen Gehäuseendabschnittes 38 weist das Gehäuseoberteil 22 außerdem einen rohrartigen Produktaufgabestutzen 39 der Mahlgutaufgabe 4 auf, dessen Längsachse parallel zur Drehachse 40 des Sichtrades 8 und seiner Antriebs- oder Sichtradwelle 35 verläuft und der möglichst weit von dieser Drehachse 40 des Sichtrades 8 und seiner Antriebs- oder Sichtradwelle 35 entfernt, am Gehäuseoberteil 22 radial außen liegend angeordnet ist.
- Das Sichtergehäuse 21 nimmt den achsgleich zum Sichtrad 8 angeordneten rohrförmigen Austrittsstutzen 20 auf, der mit seinem oberen Ende dicht unterhalb der abströmseitigen Deckscheibe 33 des Sichtrades 8 liegt, ohne jedoch mit diesem verbunden zu sein. An das untere Ende des als Rohr ausgebildeten Austrittsstutzens 20 ist eine Austrittskammer 41 achsgleich angesetzt, die ebenfalls rohrförmig ist, deren Durchmesser jedoch wesentlich größer ist als der Durchmesser des Austrittsstutzens 20 und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zumindest doppelt so groß wie der Durchmesser des Austrittsstutzens 20 ist. Am Übergang zwischen dem Austrittsstutzen 20 und der Austrittskammer 41 liegt also ein deutlicher Durchmessersprung vor. Der Austrittsstutzen 20 ist in eine obere Deckplatte 42 der Austrittskammer 41 eingesetzt. Unten ist die Austrittskammer 41 durch einen abnehmbaren Deckel 43 verschlossen. Die Baueinheit aus Austrittsstutzen 20 und Austrittskammer 41 ist in mehreren Tragarmen 44 gehalten, die sternförmig gleichmäßig um den Umfang der Baueinheit verteilt, mit ihren inneren Enden im Bereich des Austrittsstutzens 20 fest mit der Baueinheit verbunden und mit ihren äußeren Enden am Sichtergehäuse 21 befestigt sind.
- Der Austrittsstutzen 20 ist von einem kegelförmigen Ringgehäuse 45 umgeben, dessen unterer, größerer Außendurchmesser zumindest etwa dem Durchmesser der Austrittskammer 41 und dessen oberer, kleinerer Außendurchmesser zumindest etwa dem Durchmesser des Sichtrades 8 entspricht. An der konischen Wand des Ringgehäuses 45 enden die Tragarme 44 und sind mit dieser Wand fest verbunden, die ihrerseits wieder Teil der Baueinheit aus Austrittsstutzen 20 und Austrittskammer 41 ist.
- Die Tragarme 44 und das Ringgehäuse 45 sind Teile einer Spüllufteinrichtung (nicht gezeigt), wobei die Spülluft das Eindringen von Materie aus dem Innenraum des Sichtergehäuses 21 in den Spalt zwischen dem Sichtrad 8 oder genauer dessen unterer Deckscheibe 3 und dem Austrittsstutzen 20 verhindert. Um diese Spülluft in das Ringgehäuse 45 und von dort in den freizuhaltenden Spalt gelangen zu lassen, sind die Tragarme 44 als Rohre ausgebildet, mit ihren äußeren Endabschnitten durch die Wand des Sichtergehäuses 21 hindurchgeführt und über ein Ansaugfilter 46 an eine Spülluftquelle (nicht gezeigt) angeschlossen. Das Ringgehäuse 45 ist nach oben durch eine Lochplatte 47 abgeschlossen und der Spalt selbst kann dnrch eine axial verstellbare Ringscheibe im Bereich zwischen Lochplatte 47 und unterer Deckscheibe 33 des Sichtrades 8 einstellbar sein.
- Der Auslass aus der Austrittskammer 41 wird von einem Feingutaustragrohr 48 gebildet, das von außen in das Sichtergehäuse 21 hineingeführt ist und in tangentialer Anordnung an die Austrittskammer 41 angeschlossen ist. Das Feingutaustragrohr 48 ist Bestandteil des Produktauslasses 6. Der Verkleidung der Einmündung des Feingutaustragrohrs 48 an die Austrittskammer 41 dient ein Abweiskegel 49.
- Am unteren Ende des konischen Gehäuseendabschnittes 38 sind in horizontaler Anordnung eine Sichtlufteintrittsspirale 50 und ein Grobgutaustrag 51 dem Gehäuseendabschnitt 38 zugeordnet. Die Drehrichtung der Sichtlufteintrittsspirale 50 ist der Drehrichtung des Sichtrades 8 entgegengerichtet. Der Grobgutaustrag 51 ist dem Gehäuseendabschnitt 38 abnehmbarzugeordnet, wobei dem unteren Ende des Gehäuseendabschnittes 38 ein Flansch 52 und dem oberen Ende des Grobgutaustrages 51 ein Flansch 53 zugeordnet und beide Flansche 52 und 53 wiederum durch bekannte Mittel lösbar miteinander verbunden sind, wenn der Windsichter 7 betriebsbereit ist.
- Die auszulegende Dispersionszone ist mit 54 bezeichnet. An der Innenkante bearbeitete (angefaste) Flansche für eine saubere Strömungsführung und eine einfache Auskleidung sind mit 55 bezeichnet.
- Schließlich ist noch an die Innenwand des Austrittsstutzens 20 ein auswechselbares Schutzrohr 56 als Verschleißteil angelegt und kann ein entsprechendes auswechselbares Schutzrohr 57 an die Innenwand der Austrittskammer 41 angelegt sein.
- Zu Beginn des Betriebs des Windsichters 7 im dargestellten Betriebszustand wird über die Sichtlufteintrittsspirale 50 Sichtluft in den Windsichter 7 unter einem Druckgefälle und mit einer zweckentsprechend gewählten Eintrittsgeschwindigkeit eingeführt. Infolge der Einführung der Sichtluft mittels einer Spirale insbesondere in Verbindung mit der Konizität des Gehäuseendabschnittes 38 steigt die Sichtluft spiralförmig nach oben in den Bereich des Sichtrades 8. Gleichzeitig wird das "Produkt" aus Feststoffpartikeln unterschiedlicher Masse über den Produktaufgabestutzen 39 in das Sichtergehäuse 21 eingegeben. Von diesem Produkt gelangt das Grobgut, d.h. der Partikelanteil mit größerer Masse entgegen der Sichtluft in den Bereich des Grobgutaustrages 51 und wird zur Weiterverarbeitung bereitgestellt. Das Feingut, d.h. der Partikelanteil mit geringerer Masse wird mit der Sichtluft vermischt, gelangt von außen nach innen radial durch das Sichtrad 8 in den Austrittsstutzen 20, in die Austrittskammer 41 und schließlich über ein Feingutaustrittsrohr 48 in einen Feingutaustritt oder -auslass 58, sowie von dort in ein Filter, in dem das Betriebsmittel in Form eines Fluides, wie beispielsweise Luft, und Feingut voneinander getrennt werden. Gröbere Feingutbestandteile werden aus dem Sichtrad 8 radial herausgeschleudert und dem Grobgut zugemischt, um das Sichter-, gehäuse 21 mit dem Grobgut zu verlassen oder so lange im Sichtergehäuse 21 zu kreisen, bis es zu Feingut einer solchen Körnung geworden ist, dass es mit der Sichtluft ausgetragen wird.
- Infolge der abrupten Querschnittserweiterung vom Austrittsstutzen 20 zur Austrittskammer 41 findet dort eine deutliche Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Feingut-Luft-Gemisches statt. Dieses Gemisch wird also mit sehr geringer Strömungsgeschwindigkeit durch die Austrittskammer 41 über das Feingutaustrittsrohr 48 in den Feingutauslass 58 gelangen und an der Wand der Austrittskammer 41 nur in geringem Maße Abrieb erzeugen. Deswegen ist das Schutzrohr 57 auch nur eine höchst vorsorgliche Maßnahme. Die aus Gründen einer guten Trenntechnik hohe Strömungsgeschwindigkeit im Sichtrad 8 herrscht jedoch noch im Austrag- oder Austrittsstutzen 20, weshalb das Schutzrohr 56 wichtiger ist als das Schutzrohr 57. Besonders bedeutsam ist der Durchmessersprung mit einer Durchmessererweiterung beim Übergang vom Austrittstutzen 20 in die Austrittskammer 41.
- Im übrigen kann der Windsichter 7 durch die Unterteilung des Sichtergehäuses 21 in der beschriebenen Weise und die Zuordnung der Sichterkomponenten zu den einzelnen Teilgehäusen wiederum gut gewartet werden und können schadhaft gewordene Komponenten mit relativ geringem Aufwand und innerhalb kurzer Wartungszeiten ausgewechselt werden.
- Während in der schematischen Darstellung der
Fig. 2 das Sichtrad 8 mit den beiden Deckscheiben 32 und 33 und dem zwischen diesen angeordneten Schaufelkranz 59 mit den Schaufeln 34 noch in bereits bekannter, üblicher Form mit parallelen und parallelflächigen Deckscheiben 32 und 33 dargestellt ist, ist inFig. 3 das Sichtrad 8 für ein weiteres Ausführungsbeispiel des Windsichters 7 einer vorteilhaften Weiterbildung dargestellt. - Dieses Sichtrad 8 gemäß der
Fig. 3 enthält zusätzlich zu dem Schaufelkranz 59 mit den Schaufeln 34 die obere Deckscheibe 32 und die dazu axial beabstandete untere abströmseitige Deckscheibe 33 und ist um die Drehachse 40 und und damit die Längsachse des Windsichters 7 drehbar. Die diametrale Ausdehnung des Sichtrades 8 ist senkrecht zur Drehachse 40, d.h. zur Längsachse des Windsichters 7, unabhängig davon ob die Drehachse 40 und damit die genannte Längsachse senkrecht steht oder horizontal verläuft. Die untere abströmseitige Deckscheibe 33 umschließt konzentrisch den Austrittsstutzen 20. Die Schaufeln 34 sind mit beiden Deckscheiben 33 und 32 verbunden. Die beiden Deckscheiben 32 und 33 sind nun abweichend vom Stand der Technik konisch ausgebildet und war vorzugsweise derart, dass der Abstand der oberen Deckscheibe 32 von der abströmseitigen Deckscheibe 33 vom Kranz 59 der Schaufeln 34 nach innen, d.h. zur Drehachse 40 hin, größer wird und zwar bevorzugt kontinuierlich, wie beispielsweise linear oder nicht linear, und mit weiterem Vorzug so, dass die Fläche des durchströmten Zylindermantels für jeden Radius zwischen Schaufelaustrittskanten und Austrittsstutzen 20 konstant bleibt. Die infolge des kleiner werdenden Radius bei bekannten Lösungen geringer werdende Abströmgeschwindigkeit bleibt bei dieser Lösung konstant. - Außer der vorstehend und in der
Fig. 3 erläuterten Variante der Gestaltung der oberen Deckscheibe 32 und der unteren Deckscheibe 33 ist es auch möglich, dass nur eine dieser beiden Deckscheiben 32 oder 33 in der erläuterten Weise konisch ausgebildet ist und die andere Deckscheibe 33 bzw. 32 eben ist, wie dies im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß derFig. 2 für beide Deckscheiben 32 und 33 der Fall ist. Insbesondere kann dabei die Form der nicht parallelflächigen Deckscheibe derart sein, dass zumindest annähernd so, dass die Fläche des durchströmten Zylindermantels für jeden Radius zwischen Schaufelaustrittskanten und Austrittsstutzen 20 konstant bleibt. -
- 1
- Strahlmühle
- 2
- zylindrisches Gehäuse
- 3
- Mahlkammer
- 4
- Mahlgutaufgabe
- 5
- Mahlstrahleinlass
- 6
- Produktauslass
- 7
- Windsichter
- 8
- Sichtrad
- 9
- Einlassöffnung oder Einlassdüse
- 10
- Mahlstrahl
- 11
- Heizquelle
- 12
- Heizquelle
- 13
- Zuführungsrohr
- 14
- temperaturisolierender Mantel
- 15
- Einlass
- 16
- Auslass
- 17
- Zentrum der Mahlkammer
- 18
- Reservoir- oder Erzeugungseinrichtung
- 19
- Leitungseinrichtungen
- 20
- Austrittsstutzen
- 21
- Sichtergehäuse
- 22
- Gehäuseoberteil
- 23
- Gehäuseunterteil
- 24
- Umfangsflansch
- 25
- Umfangsflansch
- 26
- Gelenk
- 27
- Pfeil
- 28
- Sichtraumgehäuse
- 28a
- Tragarme
- 29
- Austragkonus
- 30
- Flansch
- 31
- Flansch
- 32
- Deckscheibe
- 33
- Deckscheibe
- 34
- Schaufel
- 35
- Sichtradwelle
- 35a
- Drehlager
- 36
- obere bearbeitete Platten
- 37
- untere bearbeitete Platte
- 38
- Gehäuseendabschnitt
- 39
- Produktaufgabestutzen
- 40
- Drehachse
- 41
- Austrittskammer
- 42
- obere Deckplatte
- 43
- abnehmbarer Deckel
- 44
- Tragarme
- 45
- kegelförmiges Ringgehäuse
- 46
- Ansaugfilter
- 47
- Lochplatte
- 48
- Feingutaustragrohr
- 49
- Abweiskegel
- 50
- Sichtlufteintrittsspirale
- 51
- Grobgutaustrag
- 52
- Flansch
- 53
- Flansch
- 54
- Dispersionszone
- 55
- an der Innenkante bearbeitete (angefaste) Flansche und Auskleidung
- 56
- auswechselbares Schutzrohr
- 57
- auswechselbares Schutzrohr
- 58
- Feingutaustritt/-auslass
- 59
- Schaufelkranz
Claims (13)
- Verfahren zur Erzeugung feinster Partikel mittels einer Strahlmühle (1) unter Verwendung komprimierter Gase als Mahlgas, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlgas einen Druck von ≤ 4,5 bar(abs) aufweist.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Mahlgas eine Strahlmahlung anorganischer Stoffe erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Mahlgases > 100 °C ist.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Mahlgases im Bereich von ungefähr 180 °C bis etwa 200 °C ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet- dass zunächst der spezifische adiabate Energieverbrauch eines Mahlprozesses unter Anwendung eines Mahlgasdruckes von > 7 bar(abs) ermittelt wird,- dass dann der spezifische adiabate Energieverbrauch desselben Mahlprozesses unter Anwendung eines Mahlgasdruckes von < 4,5 bar(abs) ermittelt wird, und
- Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der beiden Energieverbräuche und deren Vergleich bei jeder Betriebsaufnahme oder Betriebswiederaufnahme der Strahlmühle durchgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der beiden Energieverbräuche und deren Vergleich automatisiert durchgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betriebsmoduseinstellung gemäß dem Ergenis des Vergleichs auf den Niederdruckbereich oder den Hochdruckbereich automatisiert erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fließbettstrahlmühle oder eine Dichtbettstrahlmühle verwendet wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in die Strahlmühle (1) integrierter dynamischer Windsichter (7) verwendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Windsichter (7) einen Sichtrotor oder ein Sichtrad (8) mit einer mit abnehmendem Radius zunehmenden lichten Höhe enthält, so dass beim Betrieb die durchströmte Fläche des Sichtrotors oder -rades (8) zumindest annähernd konstant ist.
- Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Windsichter (7) einen Sichtrotor oder ein Sichtrad (8) mit einem insbesondere auswechselbaren Tauchrohr (20) enthält, das so gestaltet ist, dass es sich mitdreht, wenn der Sichtrotor oder das Sichtrad (8) rotiert.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass eine Feingutaustrittskammer(41) vorgesehen ist, die in Strömungsrichtung eine Querschnittserweiterung aufweist.
Applications Claiming Priority (2)
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