EP2052778A1 - Wirbelstrommühle, sowie Mahlwerkzeug und Mahlring dafür - Google Patents

Wirbelstrommühle, sowie Mahlwerkzeug und Mahlring dafür Download PDF

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EP2052778A1
EP2052778A1 EP08018640A EP08018640A EP2052778A1 EP 2052778 A1 EP2052778 A1 EP 2052778A1 EP 08018640 A EP08018640 A EP 08018640A EP 08018640 A EP08018640 A EP 08018640A EP 2052778 A1 EP2052778 A1 EP 2052778A1
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EP
European Patent Office
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grinding tool
grinding
rotor
crushing
tool
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EP08018640A
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English (en)
French (fr)
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EP2052778B1 (de
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Josef Dipl.Ing. Fischer
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Lehigh Technologies Inc
Original Assignee
Microtec GmbH
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Priority claimed from DE200710057565 external-priority patent/DE102007057565A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/14—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices
    • B02C13/16—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices with beaters hinged to the rotor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/28—Shape or construction of beater elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/14—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices
    • B02C2013/145—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices with fast rotating vanes generating vortexes effecting material on material impact

Definitions

  • the invention relates to an eddy current mill having a grinding gap defined between a stator and a rotor, and a grinding tool which can be fastened to the rotor and a grinding ring for receiving such a milling tool as are used for pulverizing.
  • the stator usually has a frustoconical grinding track with an inwardly directed, extending in the axial direction corrugation, which is usually mounted in a housing of the eddy current mill.
  • a rotor which can be driven at high speed is provided, which is equipped along the axial direction with one or more several so-called grinding rings, which are carrier elements for the grinding tools.
  • the grinding rings are in turn equipped along the circumferential direction with a plurality of grinding tools.
  • Such eddy current mills have, for example, rotational speeds of 12,000 rpm and peripheral speeds on the milling tool of 125 m / s.
  • rotational speeds of 12,000 rpm and peripheral speeds on the milling tool of 125 m / s.
  • Mahlessers caused "eaters” it comes to great damage and a high risk to operating personnel.
  • Object of the present invention is to provide an eddy current mill, and a grinding tool and a Mahlring for it, with which the downtime of the eddy current mill lowered and the risk of breakage on the grinding tool can be reduced, so that overall lower operating costs.
  • the grinding tool can be pivoted or oscillatingly mounted on the rotor or can be fastened.
  • the pivot axis is advantageously parallel to the axis of rotation of the rotor, but may also be inclined by a few degrees, for example, the degree of cone slope of the grinding track to the axis of rotation. Due to the high rotational speed of the rotor while the grinding tool is held in its working position, as long as only the ground material to be ground in the grinding gap is located. On the other hand, it has surprisingly been found that, in spite of the high speeds and circumferential speeds customary in eddy current mills, destructions can be avoided by pivoting the grinding tool out of its working position and thereby avoiding hard foreign bodies.
  • the crushing surface of the grinding tool is inclined from a radial plane of the rotor by an inclination angle to the direction of rotation of the rotor. This achieves a further reduction of the impact impulse of hard or heavy foreign bodies on the grinding tool, because a portion of the impact energy is converted into a slipping movement along the inclination angle and thus in friction.
  • the grinding tool can be attached either loose pendulum on the rotor according to the hardness or other properties of the ground material be performed fastened or, if the caused by the rotational speed of the rotor centrifugal force for crushing the ground material is insufficient or if the grinding tool would otherwise pivot out of its working position, be biased in this working position on the rotor fastened or be fastened.
  • a grinding tool to be used for a particular grinding stock can in each case consist in total of a material corresponding to this material to be grounded, for example when it comes to a minimum of abrasion and a high degree of freedom of metal of the ground powder (eg in the case of luminescent powder) made of ceramic, for example Al 2 O 3
  • a particularly abrasion-resistant and abrasion-resistant surface of the grinding tool for very abrasive grinding materials for example, dolomite with quartz foreign inclusions
  • cemented carbide for example in the food industry, made of stainless steel.
  • the attachment portion may be made of material rather simple or cheaper than the example, particularly hard crushing section.
  • the breaking section can be soldered, for example, with the attachment portion.
  • an alternating plate to the crushing section, as described for example in the European patent application EP 1 413 357 A1 has already been proposed, and to manufacture this crushing plate from a specific material associated with the crushing process and the support plate holding the crushing plate integral with the attachment portion of a different material.
  • the crushing surface of the grinding tool pointing in the direction of rotation of the rotor formed by a coating on the crushing portion, for example, a hard material coating (for example, tungsten carbide, Tictac or even diamond) and the grinding tool otherwise in one piece from a cheaper material to manufacture.
  • the crushing section as a crushing plate with the simplest possible geometry, ie, for example, in the form of a parallelepiped and with the smallest possible extent only in the grinding area in order to save material.
  • the pivot axis is spaced from the grinding area, then due to the larger lever, the impulse necessary for triggering the pivoting decreases, so that ultimately the thickness of the crushing plate can also be reduced.
  • the crushing plate can be spaced apart from a sleeve section by means of a blade which is longer in comparison to its radial extension, on which the grinding tool can be connected to the rotor of the eddy-current mill.
  • This has the further advantage that the crushing plate can also contribute with its radially inner edge for comminution when it is in the grinding area.
  • the crushing plate can be mounted particularly easily when the wing section has two parallel double wings which delimit a clamping gap into which the crushing plate can be inserted.
  • a screwing of the crushing plate may be provided on the wing legs. If the crushing plate is worn, it can easily be turned over if it is ground on all edges.
  • the grinding tool has a wing-shaped breaking section 10, which is soldered to a sleeve-shaped fastening section 9 and can consist of a hard metal, whereas the sleeve-shaped fastening section 9 can be made of a standard structural steel.
  • soldering any other type of connection, e.g. a bonding or screwing the two sections of the grinding tool 1 with each other conceivable.
  • the sleeve-shaped fastening portion 9 or sleeve portion 9 is inserted between two support plates 5, 6 of a break ring shown broken, each having aligned through holes 11.
  • a bolt 8 is performed, which fastened via a nut 12, the grinding tool 1 on Mahlring.
  • the wing section 10 has a refractive surface designated by 3 on the side pointing in the direction of rotation, against which the particles rebounding from the grinding track located on the other side of the refining gap are to strike and thereby be crushed, so that the millbase is ground to fine powder ,
  • the crushing surface 3 is bounded on its radial outer side by a sharp edge 4, which is slightly inclined to the axis of rotation of the rotor, which in turn corresponds to the cone slope of the grinding path, so that the width of the grinding gap is constant.
  • FIG. 3 a further improved embodiment of the invention is shown with respect to avoiding damage when entering into the eddy current mill, hard foreign matter.
  • the grinding tool is designated by 101 and has a from a radial plane E to the direction of rotation R of the rotor inclined towards refractive surface 3. This further reduces the impulse impinging impulse, since part of the impulse is converted into frictional energy as it slides off the inclined plane.
  • an angle of inclination ⁇ an angle of 8 ° to 15 ° has proven to be particularly advantageous in experiments proved.
  • the structure of the crushing section 110, but also of the fixing portion 109 corresponds to the structure of the in the Figures 1 and 2 Milling tool 1 shown.
  • the grinding tool in this case has a sleeve portion 209, with which it can be attached to the rotor oscillating or between two support rings of the rotor.
  • a wing section 213 adjoins the sleeve section 209, via which the breaking tool or the crushing plate 210, which is designated as a whole by 210, is suspended at a distance from the pivot axis defined by the sleeve section.
  • the sleeve portion 209 and the wing portion 213 together form the attachment portion of the grinding tool 209 and may be integrally formed, for example, as a casting.
  • the wing portion 213 is designed as a double wing with two parallel wing legs 213, between which the breaking tool 210 can be clamped.
  • When replacing the crushing tool 210 is thus a certain prefixing or guiding available to bring the breaking tool 210 to the same for screwing the intended position on the wing portion 213 position and to hold there until with 15 designated screws in corresponding through holes 16 on the Wing legs 213 and also inserted in the breaking tool 210 and has been countered on the opposite side.
  • the crushing tool 210 is formed as a hard metal crushing plate and has the shape of a parallelepiped with a pointing in the direction of rotation of the rotor of the Wirbelstommühle refractive surface 203, which has a sharp, outwardly directed crushing edge 204a, in the Konusne Trentswinkel the grinding path of the eddy current mill to the rotation axis is inclined.
  • edges 204b, 204c, 204d surrounding the crushing surface at the top, at the bottom and toward the axis of rotation are also sharp in order to grind also ground material, which flow has come from the grinding gap between the grinding track and the outer region of the grinding tools 210 inwardly into the region of the inner breaking edge 204 by the rotation of the rotor of the eddy current mill at high speeds of rotation or on the way there at the upper or lower Along breaking edge.
  • the crushing plate 203 has a smaller radial extent with respect to the vane section 213, so that the crushing surface 203 and in particular the inner crushing edge 204d is in a region in which the entire crushing surface 203 and the inner crushing edge 204d are also used for superfine grinding in eddy-current mills high speeds can still contribute to the grinding process.
  • the long double wing 213 that upon impact of a hard, high-mass foreign body on the crushing plate 210, a moment necessary for pivoting the grinding tool 201 is generated.
  • the grinding tool 201 can also be provided with sharp edges on the side facing the direction of rotation, so that it can easily be turned when the crushing surface 203 is worn.
  • the grinding tool could also be constructed so that the crushing surface is inclined to the direction of rotation, thereby also reducing the shock pulse of hitting hard, high-mass foreign bodies and thus reduce the possibility that the Mahltechnik train is destroyed, continue to lower.
  • the grinding tool could be suspended on the whole by a pivot axis inclined over a radial plane, wherein only the contact surfaces on the sleeve section 209 would have to be formed at a corresponding offset to the vertical angle to the pivot axis.

Landscapes

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

Abstract

Es wird ein Mahlwerkzeug (1) für eine Wirbelstrommühle mit einem zwischen einem Stator und einem Rotor definierten Mahlspalt, zur Montage auf dem Rotor, vorgeschlagen, mit einer in dessen Drehrichtung (R) weisenden Brechfläche (3). Das Mahlwerkzeug (1) zeichnet sich dadurch, dass es um eine zur Drehachse des Rotors im wesentlichen parallele Schwenkachse (S) schwenkbar am Rotor befestigbar ist. Ferner wird ein Mahlring zur Aufnahme zumindest eines solchen Mahlwerkzeug und zur Befestigung an einem Rotor einer Wirbelstrommühle mit einem zwischen einem Stator und dem Rotor definierten Mahlspalt vorgeschlagen, sowie eine Wirbelstrommühle mit einem zwischen einem Stator und einem Rotor definierten Mahlspalt, an deren Rotor zumindest ein solches Mahlwerkzeug befestigt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wirbelstrommühle mit einem zwischen einem Stator und einem Rotor definierten Mahlspalt, sowie ein an dem Rotor befestigbares Mahlwerkzeug und einen Mahlring zur Aufnahme eine solchen Mahrwerkzeugs, wie sie zur Feinstmahlung eingesetzt werden.
  • Derartige Wrbelstrommühlen sind bekannt, beispielsweise aus dem eigenen Patent EP 0787 528 B1 . Dabei hat der Stator meist eine kegelstumpfförmige Mahlbahn mit einer nach innen gerichteten, in Axialrichtung verlaufenden Riffelung, welche zumeist in einem Gehäuse der Wirbelstrommühle befestigt ist. Auf der anderen Seite des Mahlspalts innenliegend ist dagegen ein mit hoher Drehzahl antreibbarer Rotor vorgesehen, welcher entlang der Axialrichtung mit einem oder meist mehreren sogenannten Mahlringen bestückt ist, das sind Trägerelemente für die Mahlwerkzeuge. Die Mahlringe sind wiederum entlang der Umfangsrichtung mit einer Mehrzahl von Mahlwerkzeugen bestückt. Dreht sich der Rotor nun mit hoher Geschwindigkeit in dem Stator, wobei die Drehachse zumeist in Vertikalrichtung verläuft, und wird Mahlgut von oben aufgegeben und in einem Spalt zwischen dem Rotor und einem Deckel des Gehäuses nach außen und von dort in den Mahlspalt zentrifugiert, so wird dieses Mahlgut zwischen der Riffelung der Mahlbahn und den Mahlwerkzeugen zermahlen, in dem die einzelnen Teilchen je nach Materialdichte und Korngröße mehr oder weniger oft zwischen Mahlbahn und Mahlwerkzeugen hin und her geschleudert werden und dadurch zerbrochen bzw. zerschlagen werden. Eine weitere gattungsgemäße Wirbelstrommühle ist aus der EP 1 413 357 A1 bekannt. Dort haben die Mahlwerkzeuge aufgeschraubte Verschleißplatten.
  • Derartige Wirbelstrommühlen weisen beispielsweise Drehzahlen von 12.000 U/min und Umfangsgeschwindigkeiten am Mahwerkzeug von 125 m/s auf. Bei einem Bruch eines der Mahlwerkzeuge bzw. eines durch einen in den Mahlspalt gelangten Fremdkörper oder bei einem durch ein abgebrochenes Stück des Mahlwerkzeugs hervorgerufenen "Fresser" kommt es zu großen Schäden und einer hohen Gefährdung des Bedienpersonals. Insbesondere bei der Zerkleinerung von vorzerkleinerten Papierkatalogen oder Presspapierballen zu Isoliermaterial, aber auch durch in den Mahlspalt gelangende Fremdkörper wie z.B Schrauben kommt es relativ häufig zu einem Bruch an den Mahlwerkzeugen mit den vorstehend genannten Folgen.
  • Bei Hammermühlen, welche zur Grobzerkleinerung von Gestein eingesetzt werden, werden die Schlagwerkzeuge gegen Gitterroste geschlagen, um so auf dem Gitter befindliche Gesteinsbrocken zu zermalmen. Dazu müssen die Schlagwerkzeuge schwenkbar am Rotor der Hammermühle aufgehängt sein. In der deutschen Patentanmeldung DE 34 3 6 803 A1 ist ein solches schwenkbar aufgehängtes Schlagwerkzeug für eine Hammermühle beschrieben, welches einen gegossenen Grundkörper aufweist, der im Stoßbereich mit zähem, schlagfesten Material und im Kernbereich mit hartem Material durch Ausgießen ergänzt worden ist.
  • Aus der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 055 620 A1 ist ferner ein Prallreaktor zum Zerkleinern von Bauteilen bekannt, die aus verschiedenen Materialien zusammengesetzt sind. Um diese Bauteile, welche aufgrund ihrer wechselnden Zusammensetzung dem mit Drehzahlen von 500 - 1000 U/min relativ langsam drehenden Prallreaktor unterschiedlichste Schlagimpulse auf die dortigen Prallelemente übertragen, trennen zu können, ohne die Prallelemente zu zerstören, ist dort vorgeschlagen worden, die Prallelemente lösbar an Flügeln zu befestigen, welche schwenkbar am Rotor des Prallreaktors aufgehängt sind und so bei besonders starken Stößen nachgeben können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wirbelstrommühle, bzw. ein Mahlwerkzeug und einen Mahlring dafür zu schaffen, mit denen die Stillstandszeiten der Wirbelstrommühle gesenkt und die Bruchgefahr am Mahlwerkzeug verringert werden kann, so dass sich insgesamt niedrigere Betriebskosten ergeben.
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Wirbelstrommühle mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst, hinsichtlich des Mahlwerkzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie hinsichtlich des Mahlrings mit den Merkmalen des Anspruchs 14.
  • Erfindungsgemäß ist es dabei vorgesehen, das Mahlwerkzeug schwenkbar, bzw. pendelnd am Rotor zu befestigen bzw. befestigbar auszuführen. Dabei ist die Schwenkachse vorteilhaft achsparallel zur Drehachse des Rotors, kann jedoch auch um einige Grade dazu geneigt sein, beispielsweise um den Grad der Konusneigung der Mahlbahn zur Drehachse. Durch die hohe Drehgeschwindigkeit des Rotors wird dabei das Mahlwerkzeug in seiner Arbeitsposition gehalten, solange nur das zu zermahlende Mahlgut im Mahlspalt befindlich ist. Es hat sich dagegen überraschender Weise herausgestellt, dass trotz den in Wirbelstrommühlen üblichen hohen Drehzahlen und Umfangsgeschwindigkeiten Zerstörungen vermieden werden können, indem das Mahlwerkzeug aus seiner Arbeitsposition heraus verschwenken und dadurch harten Fremdkörpern ausweichen kann. Selbst wenn nach dem Eindringen eines solchen Fremdkörpers nicht mehr weitergemahlen werden kann, gelingt es trotzdem, die Schäden an der Mühle zu begrenzen, da dem Bedienpersonal jetzt die Möglichkeit gegeben wird, die Mühle abzuschalten, bevor der Fremdkörper ein oder mehrere Mahlwerkzeuge zerschlägt und dadurch noch größere Schäden hervorruft.
  • Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Brechfläche des Mahlwerkzeugs aus einer Radialebene des Rotors um einen Neigungswinkel zur Drehrichtung des Rotors hin geneigt ist. Damit gelingt eine weitere Reduzierung des Einschlagimpulses von harten oder schweren Fremdkörpern auf das Mahlwerkzeug, weil ein Teil der Einschlagenergie in eine Abrutschbewegung entlang des Neigungswinkels und damit in Reibung umgesetzt wird.
  • Das Mahlwerkzeug kann dabei entsprechend der Härte oder sonstigen Eigenschaften des Mahlguts entweder lose pendelnd am Rotor befestigt werden bzw. befestigbar ausgeführt sein oder, falls die durch die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors hervorgerufene Zentrifugalkraft zur Zerkleinerung des Mahlguts nicht ausreicht bzw., falls sich das Mahlwerkzeug ansonsten aus seiner Arbeitsposition heraus verschwenken würde, in dieser Arbeitsposition vorgespannt am Rotor befestigt sein bzw. befestigbar sein.
  • Dabei kann ein für ein bestimmtes Mahlgut zu verwendendes Mahlwerkzeug jeweils insgesamt aus einem diesem Mahlgut entsprechenden Material bestehen, wenn es beispielsweise auf einen minimalen Abrieb und einen hohen Grad an Metallfreiheit des zermahlenen Pulvers ankommt (z.B. bei Leuchstoffpulver) aus Keramik, beispielsweise Al2O3, wenn es auf eine besonders abriebfeste und abrasionswiderständige Oberfläche des Mahlwerkzeugs bei sehr abrasiven Mahlgütern (beispielsweise Dolomit mit Quarzfremdeinschlüssen) ankommt aus Hartmetall wenn es dagegen auf einen ungiftigen Abrieb ankommt, beispielsweise im Lebensmittelbereich, aus Edelstahl.
  • Vorteilhaft im Sinne geringerer Materialkosten für diese hochwertigen Materialien ist es jedoch, einen Befestigungsabschnitt, mit dem das Mahlwerkzeug am Umfang des Rotors aufgenommen ist, aus einem anderen Material herzustellen, wie den an den Befestigungsabschnitt anschließenden Brechabschnitt, welcher zum Zermahlen des Mahlguts dient. Auf diese Weise kann zum einen der Befestigungsabschnitt materialmäßig eher einfacher oder billiger ausgebildet sein als der beispielsweise besonders harte Brechabschnitt.
  • Der Brechabschnitt kann dabei beispielsweise mit dem Befestigungsabschnitt verlötet sein. Es wäre jedoch ebenfalls denkbar, am Brechabschnitt eine Wechselbrechplatte anzubringen, wie dies beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 1 413 357 A1 schon vorgeschlagen worden ist, und diese Brechplatte aus einem spezifisch dem Brechvorgang zugeordneten Material zu fertigen und den die Brechplatte haltenden Trägerabschnitt einstückig mit dem Befestigungsabschnitt aus einem anderen Material. Ebenfalls denkbar wäre es, die in Rotationsrichtung des Rotors weisende Brechfläche des Mahlwerkzeugs durch eine Beschichtung am Brechabschnitt auszubilden, beispielsweise eine Hartstoffbeschichtung (beispielsweise Wolframkarbit, Tictac oder sogar Diamant) und das Mahlwerkzeug ansonsten einstückig aus einem billigeren Material zu fertigen.
  • Als vorteilhaft im Sinne einer billigen Fertigung hat es sich dabei erwiesen, den Brechabschnitt als Brechplatte mit einer möglichst einfachen Geometrie, also beispielsweise in Form eines Parallelepipeds zu fertigen und mit einer möglichst geringen Ausdehnung lediglich im Mahlbereich, um Material einzusparen. Ist dabei die Schwenkachse vom Mahlbereich beabstandet, so verringert sich aufgrund des größeren Hebels der zum Auslösen des Verschwenkens nötige Impuls, so dass letztlich auch die Dicke der Brechplatte reduziert werden kann.
  • Dazu kann die Brechplatte über einen im Vergleich zu ihrer radialen Ausdehnung längeren Flügel von einem Hülsenabschnitt beabstandet sein, an dem das Mahlwerkzeug mit dem Rotor der Wirbelstrommühle verbindbar ist. Dies hat den weiteren Vorteil, dass die Brechplatte auch mit ihrer radial innenliegenden Kante zur Zerkleinerung beitragen kann, wenn sich diese im Mahlbereich befindet. Besonders einfach montieren lässt sich die Brechplatte dabei, wenn der Flügelabschnitt zwei parallele Doppelflügel aufweist, die einen Klemmspalt begrenzen, in den die Brechplatte eingesteckt werden kann. Ergänzend dazu kann eine Verschraubung der Brechplatte an den Flügelschenkeln vorgesehen sein. Bei Abnutzung der Brechplatte kann diese einfach gewendet werden, wenn sie an allen Kanten angeschliffen ist.
  • Diese Ausführungsformen können selbstverständlich im Rahmen der Erfindung beliebig kombiniert werden.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche und werden anhand der beiliegenden Zeichnungen im Folgenden näher erläutert, wobei
    • Figur 1
    eine Teilseitenansicht auf ein an einem Mahlring angebrachtes Mahlwerkzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, und
    Figur 2
    eine Draufsicht auf den mit einem Mahlwerkzeug bestückten Mahlring der Figur 1;
    Figur 3
    eine stirnseitige Draufsicht auf ein Mahlwerkzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
    Figur 4
    eine Seitenansicht eines Mahlwerkzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
    Figur 5
    eine Draufsicht auf einen Befestigungsabschnitt des in Fig. 4 dargestellten Mahlwerkzeugs.
  • Mit 1 ist dabei ein Mahlwerkzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Das Mahlwerkzeug weist einen flügelförmigen Brechabschnitt 10 auf, welcher mit einem hülsenförmigen Befestigungsabschnitt 9 verlötet ist und aus einem Hartmetall bestehen kann, wohingegen der hülsenförmige Befestigungsabschnitt 9 aus einem Standardbaustahl hergestellt sein kann. Anstatt einer Verlötung wäre auch jede andere Verbindungsart, z.B. ein Verkleben oder Verschrauben der beiden Abschnitte des Mahlwerkzeugs 1 miteinander denkbar.
  • Der hülsenförmige Befestigungsabschnitt 9 bzw. Hülsenabschnitt 9 ist dabei zwischen zwei Trägerplatten 5, 6 eines ausgebrochen dargestellten Mahlrings eingeschoben, welche jeweils dazu fluchtende Durchgangsbohrungen 11 aufweisen. Durch die Durchgangsbohrungen 11 und den Hülsenabschnitt 9 ist ein Schraubbolzen 8 durchgeführt, welcher über eine Mutter 12 das Mahlwerkzeug 1 am Mahlring befestigt. Durch einen mehr oder weniger starken Anzug der Mutter lässt sich eine mehr oder weniger leichte bzw. schwergängige Drehbarkeit des Mahlwerkzeugs 1 um die durch den Schraubbolzen 8 gebildete Drehachse erreichen. Dabei wäre es denkbar, zwischen den Trägerplatten 5, 6 und dem Hülsenabschnitt 9 Unterlegscheiben aus einem gut gleitenden Material einzulegen, falls die Reibungskräfte reduziert werden sollen, so dass beim Auftreffen eines harten Fremdkörpers oder dergleichen auf den flügelförmigen Brechabschnitt 10 bzw. Flügelabschnitt 10 ein leichteres Rückgleiten aus der in Radialrichtung ausgerichteten Arbeitsstellung des Mahlwerkzeugs gelingt. Falls dagegen eine erhöhte Widerstandskraft des Mahlwerkzeugs gegen Zurückgleiten gewünscht ist könnte dies über eine Ringfeder bewerkstelligt werden, die einerseits an einem oder beiden Trägerringen und andererseits an dem Mahlwerkzeug befestigt ist. Mit Hilfe der genannten Maßnahmen ist somit die Gängigkeit der Drehbarkeit einstellbar.
  • Mit R ist dabei die vorgegebene Rotationsrichtung des Rotors und damit des daran befestigten Mahlrings der Wirbelstrommühle eingezeichnet. Man erkennt, dass der Flügelabschnitt 10 auf der in Rotationsrichtung weisenden Seite eine mit 3 bezeichnete Brechfläche aufweist, auf welche die von der auf der anderen Seite des Mahlspalts liegenden Mahlbahn abprallenden Teilchen auftreffen und dabei zerschlagen werden sollen, so dass das Mahlgut zu Feinpulver vermahlen wird. Die Brechfläche 3 ist dabei auf ihrer radialen Außenseite von einer scharfen Kante 4 begrenzt, welche zur Drehachse des Rotors leicht geneigt ist, was wiederum der Konusneigung der Mahlbahn entspricht, so dass die Breite des Mahlspalts konstant ist.
  • In der Figur 3 ist eine hinsichtlich Schadensvermeidung bei in die Wirbelstrommühle gelangten, harten Fremdstoffen weiter verbesserte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Mahlwerkzeug ist dabei mit 101 bezeichnet und weist eine aus einer Radialebene E zur Drehrichtung R des Rotors hin geneigte Brechfläche 3 auf. Dadurch kann der Impuls von auftreffenden Störstoffen weiter verringert werden, da ein Teil des Impulses in Reibungsenergie beim Abgleiten an der schiefen Ebene umgewandelt wird. Als Neigungswinkel β hat sich dabei in Versuchen ein Winkel von 8° bis 15° als besonders vorteilhaft erwiesen. Bis auf die Neigung um den Winkel β entspricht der Aufbau des Brechabschnitts 110, aber auch des Befestigungsabschnitts 109 dem Aufbau des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Mahlwerkzeugs 1.
  • Schließlich wird Bezug genommen auf die Figuren 4 und 5, in denen eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mahlwerkzeugs dargestellt ist. Das Mahlwerkzeug weist dabei einen Hülsenabschnitt 209 auf, mit dem es pendelnd am Rotor bzw. zwischen zwei Tragringen des Rotors befestigt werden kann. An dem Hülsenabschnitt 209 schließt dabei ein Flügelabschnitt 213 an, über den das insgesamt mit 210 bezeichnete Brechwerkzeug bzw. die Brechplatte 210 von der durch den Hülsenabschnitt definierten Schwenkachse beabstandet aufgehängt ist.
  • Der Hülsenabschnitt 209 und der Flügelabschnitt 213 bilden zusammen den Befestigungsabschnitt des Mahlwerkzeugs 209 und können einstückig beispielsweise als Gussteil ausgebildet sein. Der Flügelabschnitt 213 ist dabei als Doppelflügel mit zwei parallelen Flügelschenkeln 213 ausgebildet, zwischen denen das Brechwerkzeug 210 eingeklemmt werden kann. Beim Austausch des Brechwerkzeugs 210 steht somit eine gewisse Vorfixierung bzw. Führung zur Verfügung, um das Brechwerkzeug 210 an die zum Verschrauben desselben an dem Flügelabschnitt 213 vorgesehene Position zu bringen und dort solange zu halten, bis mit 15 bezeichnete Schrauben in entsprechende Durchgangsbohrungen 16 an den Flügelschenkeln 213 und auch in dem Brechwerkzeug 210 gesteckt und auf der Gegenseite gekontert worden ist.
  • Das Brechwerkzeug 210 ist dabei als aus Hartmetall bestehende Brechplatte ausgebildet und hat die Form eines Parallelepipeds mit einer in Drehrichtung des Rotors der Wirbelstommühle weisenden Brechfläche 203, welche eine scharfe, nach außen gerichtete Brechkante 204a aufweist, die im Konusneigungswinkel der Mahlbahn der Wirbelstrommühle zur Rotationsachse hin geneigt ist. Ferner sind auch die anderen, die Brechfläche oben, unten und zur Rotationsachse hin umgebenden Kanten 204b, 204c, 204d scharf, um so auch Mahlgut zu vermahlen, welches durch die bei der mit hohen Drehzahlen erfolgenden Rotation des Rotors der Wirbelstrommühle erzeugte Strömung aus dem Mahlspalt zwischen der Mahlbahn und dem Außenbereich der Mahlwerkzeuge 210 nach innen in den Bereich der innenliegenden Brechkante 204 gelangt ist oder auf dem Weg dort hin an der oberen oder unteren Brechkante entlang streift. Die Brechplatte 203 weist dabei eine gegenüber dem Flügelabschnitt 213 kleinere radiale Ausdehnung auf, so dass sich die Brechfläche 203 und insbesondere die innere Brechkante 204d in einem Bereich befindet, in dem die gesamte Brechfläche 203 und die innere Brechkante 204d auch bei den bei Wirbelstrommühlen zur Feinstzermahlung aufzutreffenden hohen Drehzahlen noch zum Mahlvorgang beitragen kann. Andererseits wird durch den langen Doppelflügel 213 gewährleistet, dass bei Aufprall eines harten, massereichen Fremdkörpers auf die Brechplatte 210 ein zum Verschwenken des Mahlwerkzeugs 201 nötiges Moment erzeugt wird. Vorteilhaft kann das Mahlwerkzeug 201 dabei auch auf der entgegen der Drehrichtung weisenden Seite mit scharfen Kanten versehen sein, so dass es bei Verschleiß der Brechfläche 203 einfach gewendet werden kann.
  • Weiterhin vorteilhaft könnte das Mahlwerkzeug auch so aufgebaut sein, dass die Brechfläche zur Drehrichtung hin geneigt ist, um auch dadurch den Stoßimpuls von auftreffenden harten, massereichen Fremdkörpern zu verringern und somit die Möglichkeit, dass das Mahlwerkeug dabei zerstört wird, weiter abzusenken. Dazu könnte einerseits das Mahlwerkzeug insgesamt um eine in über einer Radialebene geneigten Schwenkachse aufgehängt sein, wobei lediglich die Anlageflächen am Hülsenabschnitt 209 unter einem entsprechenden, zur Senkrechten versetzten Winkel zur Schwenkachse ausgebildet sein müssten. Andererseits wäre es auch denkbar, die beiden parallelen Flügelschenkel 213 des Flügelabschnitts unter Winkel zum Hülsenabschnitt 209 an diesem anzuformen, so dass der Klemmspalt und damit die Brechplatte 210 zur Drehrichtung hin geneigt verläuft.
  • Selbstverständlich sind Abweichungen und Modifikationen der dargestellten Ausführungsform möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • So wäre es beispielsweise denkbar, die Brechfläche 3 mit einer Tasche auszuformen.

Claims (15)

  1. Mahlwerkzeug (1; 101; 201) für eine Wirbelstrommühle mit einem zwischen einem Stator und einem Rotor definierten Mahlspalt, zur Montage auf dem Rotor, mit einer in dessen Drehrichtung (R) weisenden Brechfläche (3; 103; 203), dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlwerkzeug (1; 101; 201) um eine zur Drehachse des Rotors im wesentlichen parallele Schwenkachse (S) schwenkbar am Rotor befestigbar ist.
  2. Mahlwerkzeug (201) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechfläche (3) zu einer Radialebene (E2) des Rotors um einen Brechflächen-Neigungswinkel (β) zur Drehrichtung (R) hin geneigt verlaufen, insbesondere mit einem Brechflächen-Neigungswinkel (β) von 5° bis 30°, vorzugsweise 8° bis 15°.
  3. Mahlwerkzeug (1; 101; 201) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlwerkzeug (1; 101; 201) einen Befestigungsabschnitt (9; 109; 209, 213) zur schwenkbaren Befestigung an dem Rotor aufweist, sowie einen Brechabschnitt (10; 110; 210), welcher an den Befestigungsabschnitt (9; 109; 209, 210) auf der zur radialen Außenseite hin gerichteten Seite anschließt und die Brechfläche (3; 103; 203) aufweist.
  4. Mahlwerkzeug (1; 101; 201) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (9; 109; 209, 213) aus einem anderen Material besteht als der Brechabschnitt (10; 110; 210), wobei der der Brechabschnitt (10; 110; 210 vorzugsweise aus einem Hartmetall oder aus Keramik besteht und der Befestigungsabschnitt (9; 109; 209, 213) vorzugsweise aus Metallguss oder aus Baustahl.
  5. Mahlwerkzeug (1; 101; 201) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechfläche (3;103; 203) zumindest zur radialen Außenseite hin hin durch eine scharfe Brechkante (4; 204a, 204b, 204c, 204d) begrenzt wird.
  6. Mahlwerkzeug (1; 101; 201) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlwerkzeug (1; 101; 201) mit einem einzigen, in Schwenkachsenrichtung verlaufenden Bolzen (8) am Rotor befestigbar ist.
  7. Mahlwerkzeug (1; 101; 201) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (9; 109; 209, 210) einen zur Aufnahme des Bolzens (8) vorgesehenen Hülsenabschnitt (9; 109; 209) umfasst, mit welchem das Mahlwerkzeug (1; 101; 201) über den Bolzen (8) zwischen zwei Trägerscheiben (5, 6) des Rotors befestigbar ist.
  8. Mahlwerkzeug (201) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (209, 210) einen an den Hülsenabschnitt (209) anschließenden Doppelflügel mit zwei parallelen Flügelschenkeln (213) aufweist, die einen Klemmspalt begrenzen, in dem der als Brechplatte (211) ausgebildete Brechabschnitt (211) lösbar eingelegt, vorzusweise eingeklemmt ist.
  9. Mahlwerkzeug (201) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechplatte (211) mit den beiden Flügelschenkeln (213) verschraubt ist.
  10. Mahlwerkzeug (201) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechplatte (211) die Form eines Parallelepipeds aufweist und alle zwölf Kanten (204a, 204b, 204c, 204d) scharf sind.
  11. Mahlwerkzeug (201) nach Anspruch 8, 9, oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechplatte (211) gegenüber dem Doppelflügel eine kleinere radiale Ausdehnung aufweist.
  12. Mahlwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (9) mit dem Brechabschnitt (10) verlötet oder verschweißt ist.
  13. Mahlwerkzeug (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechabschnitt (10) in Form eines in Radialrichtung nach außen abstehenden Flügels (10) ausgebildet ist.
  14. Mahlring zur Aufnahme von zumindest einem Mahlwerkzeug und zur Befestigung an einem Rotor einer Wirbelstrommühle mit einem zwischen einem Stator und dem Rotor definierten Mahlspalt, dadurch gekennzeichnet, dass der Mahlring zur Aufnahme eines Mahlwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
  15. Wirbelstrommühle mit einem zwischen einem Stator und einem Rotor definierten Mahlspalt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rotor zumindest ein Mahlwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 befestigt ist, insbesondere an einem Mahlring nach Anspruch 14.
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