EP2125230B1 - Verfahren zum kontinuierlichen trocken-mahl-betrieb einer turm-reib-mühle und turm-reib-mühle - Google Patents

Verfahren zum kontinuierlichen trocken-mahl-betrieb einer turm-reib-mühle und turm-reib-mühle Download PDF

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EP2125230B1
EP2125230B1 EP08700982.5A EP08700982A EP2125230B1 EP 2125230 B1 EP2125230 B1 EP 2125230B1 EP 08700982 A EP08700982 A EP 08700982A EP 2125230 B1 EP2125230 B1 EP 2125230B1
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EP
European Patent Office
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grinding
gas
milling container
package
inlet
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EP08700982.5A
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EP2125230A1 (de
Inventor
Stefan Gerl
Jens Sachweh
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Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH and Co KG
Original Assignee
Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH and Co KG
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    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
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    • B02C17/186—Adding fluid, other than for crushing by fluid energy
    • B02C17/1875—Adding fluid, other than for crushing by fluid energy passing gas through crushing zone
    • B02C17/188—Adding fluid, other than for crushing by fluid energy passing gas through crushing zone characterised by point of gas entry or exit or by gas flow path
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    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/22—Crushing mills with screw-shaped crushing means

Definitions

  • the invention relates to a method for the continuous dry grinding operation of a tower friction mill according to the preamble of claim 1 and a tower friction mill according to the preamble of claim 10.
  • a generic tower friction mill is from the U.S. Patent 4,754,934 known.
  • the gas is introduced at the bottom of the grinding container and flows through the packing of grinding media and millbase.
  • a centrifuge is mounted on the drive shaft, which is intended to eject the grinding material particles conveyed upwards from the gas flow and to feed them directly back into the grinding process by gravity. So that the introduced from below into the packing of grinding media gas stream loosens this pack and discharges up the Mahlgutp personality at the top of the mill, the gas must have a considerable pressure.
  • this package must be relatively open-pored, ie the size of the grinding media is limited down.
  • the material to be ground must be relatively coarse. This in turn means that the spaces between the individual grinding bodies are insufficiently filled with regrind.
  • the energy consumption for the pressure blower is very high and is of the same order of magnitude as the energy consumption of the drive motor for the actual grinding process.
  • a tower grate mill known in which the ground material is introduced from above into the grinding container and discharged in the region of the bottom through a sieve.
  • a fluid for example in the form of air
  • a comparable tower friction mill is from the JP 2003 181 316 A known.
  • the sieve holes or sieve gaps in the bottom area can become clogged by worn or broken grinding media. This in turn leads to increased wear, which can eventually lead to damage to the lower ends of the screw webs.
  • Another disadvantage is that well-flowing ground material, such as dry quartz sand, flows very quickly through the MahlSystempackung and thus is not subjected to a controlled grinding process.
  • the invention has for its object to provide a method of the generic type and a tower grate mill of the generic type, in which a continuous dry grinding operation while maintaining the packing of grinding media in the grinding container is possible and in which the Use of relatively small grinding media and a high fineness of the ground material to be ground is achieved.
  • the packing of grinding media is dense during the entire grinding process, as it is not loosened from below, for example by gas.
  • the grinding bodies are conveyed upwards in the area covered by at least one screw land and accordingly flow downwards in the area not covered by the screw land, which is bounded externally by the grinding tank.
  • the millbase is thus at least once fully funded by the grinding media package from top to bottom and once from bottom to top and thereby subjected to a grinding process.
  • the media package Due to the conveying effect of the worm web in the region of the drive shaft, the media package is raised in the interior of the grinding container and forms an approximately frusto-conical, sloping outward surface, over which the grinding media roll to the outside. In this case, they press out the grinding stock on the surface or in the surface through the grinding stock outlet from the grinding container, whereby this is still supported to a considerable extent by the gas flow.
  • the tower grate mill shown in the drawing has a closed top, cylindrical grinding container 1, for whose inner diameter D applies: 0.4 m ⁇ D ⁇ 4.0 m.
  • a screw conveyor 2 is arranged as a grinding-body circulation device, which is arranged coaxially to the vertical center axis 3 of the grinding container 1.
  • the Screw conveyor 2 has a coaxial with the central axis 3 arranged drive shaft 4 with a diameter di on which two mutually parallel screw webs 5 with a slope s and an outer diameter da and an upper end 6 are attached.
  • the shaft 4 is rotationally driven by means of an electric motor 7 in a rotational direction 8.
  • the screw conveyor 4 extends down to the immediate vicinity of the bottom 9 of the grinding container 1.
  • the screw-webs 5 extend from this neighborhood to the bottom 9 over a height hs.
  • the tower grinder mill is very slim. For the ratio of the screw height hs to the diameter D of the grinding container 1, 1.5 ⁇ hs / D ⁇ 3.
  • a closed during operation MahlSystem outlet 10 is provided in the vicinity of the bottom 9 of the grinding container 1 in the latter.
  • a grinding stock outlet 11 is formed on the grinding container 1, to which a grinding stock removal line 12 connects.
  • a grinding media retention device in the form of a gap-sieve 14 is arranged, which in the 4 and 5 is shown. It has between approximately parallel to the central axis 3 extending webs 15 column 16, which - as out Fig. 4 can be seen - extend radially to the axis 3 to the outside and continue to expand from bottom to top, as from Fig. 5 seen. At least in the lower region, its width w is smaller than the diameter d 17 of the smallest grinding media 17 used.
  • the outlet opening 13 has a height h13.
  • the worm webs 5 extend from 0.1 h 13 to 0.5 h 13 over the lower edge 18 of the outlet opening 13, ie its upper end 6 is located at this height above the Bottom edge 18.
  • the cross-sectional area swept by the screw lands 5 is (da 2 - di 2 ) x ⁇ / 4.
  • the free annular cross-sectional area between the worm webs 5 and the grinding container is (D 2 - da 2 ) x ⁇ / 4.
  • the free cross-sectional area between the worm webs 5 and the grinding container 1 should be greater than or at most equal to the swept by the worm webs 5 annular cross-section. The following applies: (D 2 - da 2 ) ⁇ (da 2 - di 2 ) .
  • Fig. 1 opens a Mahlgut inlet 19 diametrically opposite the Mahlgut-outlet 11 in the grinding container 1 a. It is arranged above the upper end 6 of the worm webs 5, specifically starting above the upper edge 20 of the outlet opening 13.
  • the grinding stock inlet 19 is preceded by a grinding material feed line 21 into which the grinding material 22 is gas-tight Dosing device 23, for example, a rotary valve, is supplied.
  • a gas inlet 24 open to the atmosphere in this case an air inlet, is provided.
  • the regrind discharge line 12 is connected to a suction fan 25, with the interposition of a wind sifter 26, for example, a conventional cyclone separator, and a downstream of this dust filter separator 27.
  • a wind sifter 26 for example, a conventional cyclone separator
  • a Filter 28 is provided in the separator 27 . It is connected to the bottom of a gas-tight lock 29, such as a rotary valve. From the wind sifter 26 is coarse material to be ground via a return line 30 of the metering device 23 and thus fed to the grinding stock inlet 19 again.
  • the millbase discharged from the separator 27 has the desired fineness.
  • a pressure transducer 31 is arranged in the grinding container 1.
  • a further pressure transducer 32 is arranged in the regrind discharge line 12 relatively close behind the grinding stock outlet 11. Their pressure readings are applied to a differential pressure gauge 33 for determining the pressure difference between the two measured values.
  • a gas volume meter 34 is disposed between the separator 27 and the blower 25.
  • an additional gas line 35 which can be opened or closed via a controllable valve 36, opens into the grinding stock removal line 12 in the vicinity of the grinding stock outlet 11. About this additional gas can be introduced into the conduit 12 when the gas volume flow coming from the grinding container 1 is not sufficient to remove the ground material.
  • a gas flow meter 37 is inserted in this line 35.
  • the grinding container 1 Before commissioning the grinding container 1 is filled with grinding media 17, up to a height which is 80% to 95% of the height of the grinding container 1 to the upper end 6 of the screw webs 5 to just above the lower edge 18 of the outlet opening thirteenth is. Subsequently, the motor 7 is set in operation, so that the shaft 4 is set with the worm webs 5 in the direction of rotation 8 in operation. Corresponding to the pitch of the worm webs 5, the grinding bodies 17, which are located in the annular cross-sectional area of the grinding container 1 swept by the worm webs 5, are conveyed upwards.
  • the worm webs 5 are in proportion to the pitch s to the outer diameter da screw flights 5 0.5 da ⁇ s ⁇ 1.5 da and preferably 0.8 da ⁇ s ⁇ 1.2 da. Furthermore, the shaft 4 is driven with the worm webs 5 at such a speed that the worm webs 5 an outer peripheral speed of 2.0 to 4.0 m / sec and preferably between 2.2 and 3.0 m / sec.
  • the diameter d17 of the grinding bodies 17 the following applies: 10 mm ⁇ d17 ⁇ 30 mm and preferably 15 mm ⁇ d17 ⁇ 25 mm.
  • the supplied millbase 22 generally has a particle size which is smaller than 0.25 d17 of the diameter d17 of the grinding bodies 17 and preferably less than 0.2 d17. Since the grinding media 17 are conveyed upwards in the region of the screw flights 5, they sink downwards in the outer region not swept by the screw flights 5, as indicated by the circulation flow arrows 38 in FIG Fig. 1 is indicated. The millbase fed in the area of the container wall flows downwards with the grinding bodies 17 and is crushed between them. Connecting ⁇ end it is promoted again with further comminution with the grinding media 17 in the area of the screw webs 5 upwards.
  • the grinding media 17 are only slightly, up to 0.3 h 13, above the lower edge 18 of the outlet opening 13 and the screen 14.
  • regrind 22 which swells radially outward from the packing of grinding media 17, directly in front of the sieve 14.
  • air is sucked in from outside through the gas inlet 24 by the blower 25 and flows around the shaft 4 in accordance with the deflection arrow 40 and over the surface 39 of the grinding-body packing.
  • the gas inlet 24 is predominantly orthogonal, ie substantially directed to the axis 3, then only a simple deflection by 180 ° of the air around the shaft 4. If, however, the gas inlet 24 is arranged predominantly tangentially, then forms a rotational flow out.
  • the conveyed according to the deflection arrow 40 through the grinding container 1 air takes very fine ground material 22, which is fed through the Mahlgut inlet 19, directly with and carries it directly.
  • the gas stream enters the regrind discharge line 12 through the sieve 14.
  • the described gas flow in this case pushes the grinding material 22 located in the grinding container 1 in front of the sieve 14 into the line 12. As far as grinding bodies 17 reach the sieve 14, they are retained by this.
  • the entire material to be ground 22 is discharged after a described circulation.
  • the coarse grinding stock 22 which has not yet been sufficiently comminuted is separated off and returned to the grinding process by the return line 30 and via the metering device 23.
  • the conveying air enters together with the finely ground material to be ground 22 in the dust filter 27, where the finely ground material is deposited on the filter 28 and discharged through the lock 29.
  • the freed from the material to be ground 22 air is discharged through the blower 25.
  • the air additionally can be added via the additional gas line 35 of the conveying air.
  • the design of the actual tower friction mill after Fig. 2 is different from the after Fig. 1 by the arrangement of the gas inlet 24 '. This is located opposite the regrind outlet 11 above the millbase inlet 19.
  • the air flow flows around here corresponding to the flow arrow 41, the shaft 4 and then - as in the embodiment according to Fig. 1 over the surface 39 of the grinding material-MahlSystem-packing and presses the ground material 22 through the sieve 14 in the Mahlgut-discharge line 12.
  • the gas inlet 24 'in the direction of the shaft 4 is moved into the grinding container 1, so that the entering through the Mahlgut inlet 19 Mahlgut 22 can flow directly to the inner wall of the grinding container 1 down into the grinding media package.
  • Fig. 3 differs from the two previously illustrated in that the gas flow is not sucked by means of a suction fan. Rather, a pressure blower 42 is provided, which pushes gas with an arbitrary predeterminable pressure through a gas inlet 24 "from above into the grinding container 1. The gas flows according to the flow arrow 43 from above through the grinding container 1 and then over the Surface 39 to the grinding stock outlet 11 and presses in the manner already described, the material to be ground 22 through the sieve 14th
  • any pressure can be adjusted. So that according to the flow arrow 43 in the grinding container 1 after Fig. 3 inflowing gas does not pass through the grinding stock inlet 19 regrind 22nd entrains or swirled above the media package, the Mahlgut inlet 19 is covered by a guide plate 44 so that the Mahlgut-entry is not affected by the gas flow.
  • a guide plate 44 to cover the grinding stock inlet 19 in the embodiments of the Fig. 1 and 2 be used if necessary.
  • the grinding media outlet 10 ' is provided in the bottom 9 of the grinding container 1, whereby the removal of the grinding media 17 from the grinding container 1 can be facilitated.
  • a difference-pressure measurement is made via the measuring device 33 and the corresponding measured value is passed to a central control unit 45. If the measured differential pressure exceeds a predetermined setpoint, this may be an indication that the screen 14 is partially or completely clogged.
  • the fan unit 25 or the blower 42 can be controlled by the control unit 45 in order to increase and / or the main gas volume flow, which is supplied via the gas inlet 24, 24 'or 24 " The aim is to suck in more gas through the sieve 14 in such a case.
  • a main gas flow rate through the meter 34 which are promoted by the fan 25 and 42, respectively should.
  • the secondary gas volume flow to be supplied via the additional gas line 35 is adjusted so that a predetermined desired gas volume flow is conveyed through the grinding container 1. This funded by the grinding container 1 target gas flow rate results from the difference of the main gas volume flow and the secondary gas flow rate. If the gas volume flows are constantly measured via the measuring devices 34 and 37, it follows from an increase in the volume flow detected by the measuring device 37 that the screen 14 is partially or completely blocked. In such a case, the total gas volume flow to be delivered by the fan 25 or 42 is increased. At the same time, the valve 36 is partially or completely closed to achieve in this way a higher gas flow rate through the grinding container 1, and thus to blow the screen 14. Cumulatively, the already described differential pressure measurement can also be used.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Trocken-Mahl-Betrieb einer Turm-Reib-Mühle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Turm-Reib-Mühle nach dem Oberbegriff des Anspruches 10.
  • Eine gattungsgemäße Turm-Reib-Mühle ist aus der US-PS 4,754,934 bekannt. Hierbei wird das Gas am Boden des Mahlbehälters eingeführt und durchströmt die Packung aus Mahlkörpern und Mahlgut. Im oberen Bereich des Mahlbehälters, deutlich oberhalb des Mahlgut-Einlasses, ist auf der Antriebs-Welle eine Zentrifuge angebracht, die vom Gasstrom nach oben geförderte Mahlgutpartikel abschleudern und dem Mahlprozess durch Schwerkraft direkt wieder zuführen soll. Damit der von unten in die Packung aus Mahlkörpern eingeführte Gasstrom diese Packung auflockert und nach oben die Mahlgutpartikel am oberen Ende der Mühle austrägt, muss das Gas einen erheblichen Druck haben. Durch die erwähnte Auflockerung der Packung aus Mahlkörpern und umlaufend gefördertem Mahlgut wird der Mahleffekt, d. h. die Zerkleinerungsleistung reduziert. Damit der Druckverlust in der Packung aus Mahlkörpern und Mahlgut sich noch in vertretbaren Grenzen hält, muss diese Packung verhältnismäßig offenporig sein, d. h. die Größe der Mahlkörper ist nach unten begrenzt. Außerdem muss das Mahlgut verhältnismäßig grob sein. Dies hat wiederum zur Folge, dass die Zwischenräume zwischen den einzelnen Mahlkörpern nur unzureichend mit Mahlgut gefüllt sind. Darüber hinaus ist der Energieverbrauch für das Druck-Gebläse sehr hoch und liegt in der gleichen Größenordnung, wie der Energieverbrauch des Antriebs-Motors für den eigentlichen Mahlprozess.
  • Aus der DE 42 02 101 A1 ist eine Turm-Reib-Mühle bekannt, bei der das Mahlgut von oben in den Mahlbehälter eingeführt und im Bereich des Bodens durch ein Sieb ausgetragen wird. Um Anbackungen und Verstopfungen des Siebes zu vermeiden, wird im Bereich des Bodens ein Fluid, beispielsweise in Form von Luft, zugesetzt. Eine vergleichbare Turm-Reib-Mühle ist aus der JP 2003 181 316 A bekannt. Die im Bodenbereich befindlichen Sieblöcher bzw. Siebspalten können durch verschlissene oder zerbrochene Mahlkörper verstopft werden. Dies führt wiederum zu einem erhöhten Verschleiß, was schließlich auch zu einer Beschädigung der unteren Enden der Schnecken-Stege führen kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass gut fließendes Mahlgut, wie beispielsweise trockener Quarzsand, sehr schnell durch die Mahlkörperpackung hindurch fließt und somit keinem kontrollierten Mahlprozess unterworfen wird.
  • Um die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, ist es aus der JP 2005 246 204 A bekannt, die gesamte Packung aus Mahlkörpern zusammen mit dem zerkleinerten Mahlgut über einen im Bodenbereich angeordneten Schneckenförderer aus dem Mahlbehälter abzuziehen. Bei dieser bekannten Ausgestaltung muss die Mahlkörper-Mahlgut-Mischung außerhalb des Mahlbehälters, beispielsweise durch Sieben, voneinander getrennt werden. Die Mahlkörper müssen zusammen mit dem neuen Mahlgut wieder zugeführt werden. Dies führt zu einem erheblichen apparativen Aufwand.
  • Weiterhin ist es aus der DD 268 892 A1 bekannt, in einer Turm-Reib-Mühle das Mahlgut mittels im Bodenbereich zugeführter Druckluft nach oben heraus zu blasen oder am oberen Ende des offenen Mahlbehälters über eine kreisförmige, ebene Überlaufkante auszutragen. Nachteilig hieran ist, dass im Betrieb keine kompakte Packung aus Mahlkörpern mit direktem Mahlgut-Mahlkörper-Kontakt entsteht, da die Mahlkörper im trockenen Mahlgut schwimmen. Ebenfalls können Mahlkörper über die Überlaufkante ausgetragen werden.
  • Aus der DE 15 07 653 A1 ist eine Rührwerksmühle zum Mahlen und Dispergieren von Feststoffteilen in flüssigen Medien bekannt, die in einem vertikalen, geschlossenen, zylindrischen Mahlbehälter einen mittig angeordneten Schnecken-Förderer aufweist. Der obere Bereich des Mahlraums ist durch ein zylindrisches Sieb begrenzt. Eine Mahlkörper-Packung erstreckt sich bis in dieses Sieb hinein. Am unteren Ende des Mahlraums ist ein Mahlgut-Einlass vorgesehen. Ein Mahlgut-Auslass umgibt das zylindrische Sieb. Das Mahlgut wird durch die Mahlkörper-Packung nach oben gefördert und hierbei zerkleinert und dispergiert. Dies geschieht durch die Relativbewegung der Mahlkörper gegeneinander, die durch den Schnecken-Förderer verursacht wird.
  • Aus der DE 12 42 078 B ist eine ganz ähnliche Rührwerksmühle bekannt, bei der das als Schnecken-Förderer ausgebildete Rührwerk Mahlkörper im Außenbereich des Mahlraums nach oben und im Bereich des Schnecken-förderers nach unten fördert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art und eine Turm-Reib-Mühle der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei denen ein kontinuierlicher Trocken-Mahl-Betrieb bei gleichzeitigem Verbleib der Packung aus Mahlkörpern im Mahlbehälter möglich ist und bei denen auch der Einsatz relativ kleiner Mahlkörper und eine hohe Feinheit des gemahlenen Mahlgutes erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Die Packung aus Mahlkörpern ist während des gesamten Mahlprozesses dicht, da sie nicht von unten, beispielsweise durch Gas, aufgelockert wird. Die Mahlkörper werden in dem von mindestens einem Schnecken-Steg überdeckten Bereich nach oben gefördert und fließen dementsprechend in dem nicht vom Schnecken-Steg überdeckten ringförmigen, außen vom Mahlbehälter begrenzten Bereich nach unten. Das Mahlgut wird also mindestens einmal vollständig durch die Mahlkörper-Packung von oben nach unten und einmal von unten nach oben gefördert und dabei einem Mahl-Prozess unterworfen. Durch die Förderwirkung des Schnecken-Steges im Bereich der Antriebs-Welle wird die Mahlkörper-Packung im Innenbereich des Mahlbehälters angehoben und bildet eine etwa kegelstumpfförmige, nach außen abfallende Oberfläche, über die die Mahlkörper nach außen rollen. Sie drücken hierbei das auf der Oberfläche oder in der Oberfläche befindliche Mahlgut durch den Mahlgut-Auslass aus dem Mahlbehälter heraus, wobei dies noch in erheblichem Maße durch den GasStrom unterstützt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 9.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin bei der Turm-Reib-Mühle nach dem Anspruch 10 gelöst. Auch hier ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Ansprüchen 11 bis 15.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Turm-Reib-Mühle mit Rotationsströmung eines Gas-Stroms,
    Fig. 2
    einen gegenüber Fig. 1 abgewandelten Mahlbehälter einer Turm-Reib-Mühle mit Zuführung eines Gas-Stroms diametral zum Mahlgut-Auslass,
    Fig. 3
    eine dritte Ausführungsform eines Mahlbehälters einer Turm-Reib-Mühle mit Vertikalzuführung eines Gas-Stroms,
    Fig. 4
    einen Horizontal-Teil-Schnitt durch ein Sieb im Mahlgut-Auslass und
    Fig. 5
    eine Draufsicht auf das Sieb gemäß dem Sichtpfeil V in Fig. 4.
  • Die in der Zeichnung dargestellte Turm-Reib-Mühle weist einen oben geschlossenen, zylindrischen Mahlbehälter 1 auf, für dessen Innendurchmesser D gilt: 0,4 m ≤ D ≤ 4,0 m. Im Mahlbehälter 1 ist als Mahlkörper-Umwälz-Einrichtung ein Schnecken-Förderer 2 angeordnet, der koaxial zur senkrechten Mittel-Achse 3 des Mahlbehälters 1 angeordnet ist. Der Schnecken-Förderer 2 weist eine koaxial zur Mittel-Achse 3 angeordnete Antriebs-Welle 4 mit einem Durchmesser di auf, auf der zwei zueinander parallele Schnecken-Stege 5 mit einer Steigung s und einem Außendurchmesser da und einem oberen Ende 6 befestigt sind. Die Welle 4 ist mittels eines Elektro-Motors 7 in einer Drehrichtung 8 drehantreibbar. Der Schnecken-Förderer 4 erstreckt sich nach unten bis in die unmittelbare Nähe des Bodens 9 des Mahlbehälters 1. Die Schnecken-Stege 5 erstrecken sich aus dieser Nachbarschaft zum Boden 9 über eine Höhe hs. Die Turm-Reib-Mühle ist sehr schlank ausgebildet. Für das Verhältnis der Schneckenhöhe hs zum Durchmesser D des Mahlbehälters 1 gilt: 1,5 ≤ hs/D ≤ 3.
  • In der Nähe des Bodens 9 des Mahlbehälters 1 ist in letzterem ein während des Betriebes verschlossener Mahlkörper-Auslass 10 vorgesehen. Etwa in der Höhe des oberen Endes 6 der Schnecken-Stege 5 ist am Mahlbehälter 1 ein Mahlgut-Auslass 11 ausgebildet, an den sich eine Mahlgut-Abförder-Leitung 12 anschließt.
  • In der Auslass-Öffnung 13 des Mahlgut-Auslasses 11 ist eine Mahlkörper-Rückhalte-Einrichtung in Form eines Spalt-Siebes 14 angeordnet, das in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Es weist zwischen sich etwa parallel zur Mittel-Achse 3 erstreckenden Stegen 15 Spalte 16 auf, die sich - wie aus Fig. 4 ersichtlich ist - radial zur Achse 3 nach außen erweitern und die sich weiterhin von unten nach oben erweitern, wie aus Fig. 5 ersichtlich. Zumindest im unteren Bereich ist ihre Weite w kleiner als der Durchmesser d 17 der kleinsten eingesetzten Mahlkörper 17.
  • Die Auslass-Öffnung 13 hat eine Höhe h13. Die Schnecken-Stege 5 erstrecken sich von 0,1 h 13 bis 0,5 h 13 über die Unterkante 18 der Auslass-Öffnung 13, d. h. ihr oberes Ende 6 befindet sich in dieser Höhe über der Unterkante 18. Die von den Schnecken-Stegen 5 überstrichene Querschnittsfläche ist (da2 - di2) x π/4. Die freie ringförmige Querschnittsfläche zwischen den Schnecken-Stegen 5 und dem Mahlbehälter beträgt (D2 - da2) x π/4. Die freie Querschnittsfläche zwischen den Schnecken-Stegen 5 und dem Mahlbehälter 1 soll größer oder höchstens gleich dem von den Schnecken-Stegen 5 überstrichenen ringförmigen Querschnitt sein. Es gilt also: (D2 - da2) ≥ (da2 - di2).
  • Bei der Ausführung nach Fig. 1 mündet diametral gegenüber dem Mahlgut-Auslass 11 ein Mahlgut-Einlass 19 in den Mahlbehälter 1 ein. Er ist oberhalb des oberen Endes 6 der Schnecken-Stege 5 angeordnet, und zwar etwa beginnend oberhalb der Oberkante 20 der Auslass-Öffnung 13. Dem Mahlgut-Einlass 19 ist eine Mahlgut-Zuführ-Leitung 21 vorgeordnet, in die Mahlgut 22 über eine gasdichte Dosier-Einrichtung 23, beispielsweise eine Zellenradschleuse, zugeführt wird.
  • Oberhalb der Auslass-Öffnung 13, und zwar auch oberhalb des Mahlgut-Einlasses 19, ist auf der Seite der Auslass-Öffnung 13 ein zur Atmosphäre hin offener Gas-Einlass 24, im konkreten Fall also ein Luft-Einlass, vorgesehen.
  • Die Mahlgut-Abförder-Leitung 12 ist an ein Saug-Gebläse 25 angeschlossen, und zwar unter Zwischenschaltung eines Wind-Sichters 26, beispielsweise eines üblichen Zyklon-Abscheiders, und eines diesem nachgeordneten Staub-Filter-Abscheiders 27. In dem Abscheider 27 ist ein Filter 28 vorgesehen. Er ist unten an eine gasdichte Schleuse 29, beispielsweise eine Zellenradschleuse, angeschlossen. Aus dem Wind-Sichter 26 wird grobes Mahlgut über eine Rückführ-Leitung 30 der Dosier-Einrichtung 23 und damit dem Mahlgut-Einlass 19 erneut zugeführt. Das aus dem Abscheider 27 ausgetragene Mahlgut hat die gewünschte Feinheit.
  • In dem Mahlbehälter 1 ist ein Druckgeber 31 angeordnet. Gleichermaßen ist in der Mahlgut-Abförder-Leitung 12 verhältnismäßig dicht hinter dem Mahlgut-Auslass 11 ein weiterer Druckgeber 32 angeordnet. Deren Druckmesswerte werden auf ein Differenz-Druck-Messgerät 33 zur Ermittlung der Druckdifferenz zwischen den beiden gemessenen Werten gegeben. In der Leitung 12 ist zwischen dem Abscheider 27 und dem Gebläse 25 ein Gas-Volumen-Messgerät 34 angeordnet. Außerdem mündet in die Mahlgut-Abförder-Leitung 12 in der Nähe des Mahlgut-Auslasses 11 eine Zusatz-Gas-Leitung 35 ein, die über ein steuerbares Ventil 36 geöffnet oder geschlossen werden kann. Hierüber kann Zusatz-Gas in die Leitung 12 eingeführt werden, wenn der aus dem Mahlbehälter 1 kommende Gas-Volumenstrom nicht ausreichend ist, um das Mahlgut abzufördern. Auch in diese Leitung 35 ist ein Gas-Volumenstrom-Messgerät 37 eingefügt.
  • Die Betriebsweise ist wie folgt:
  • Vor Inbetriebnahme wird der Mahlbehälter 1 mit Mahlkörpern 17 gefüllt, und zwar bis zu einer Höhe, die 80% bis 95% der Höhe des Mahlbehälters 1 bis zum oberen Ende 6 der Schnecken-Stege 5 bis knapp oberhalb der Unterkante 18 der Auslass-Öffnung 13 beträgt. Anschließend wird der Motor 7 in Betrieb gesetzt, so dass die Welle 4 mit den Schnecken-Stegen 5 in Drehrichtung 8 in Betrieb gesetzt wird. Entsprechend der Steigung der Schnecken-Stege 5 werden die Mahlkörper 17, die sich in dem von den Schnecken-Stegen 5 überstrichenen ringförmigen Querschnitts-Bereich des Mahlbehälters 1 befinden, nach oben gefördert. Damit dieser Fördereffekt zuverlässig eintritt, gilt für die Steigung s der Schnecken-Stege 5 im Verhältnis zum Außendurchmesser da der Schnecken-Stege 5 0,5 da ≤ s ≤ 1,5 da und bevorzugt 0,8 da ≤ s ≤ 1,2 da. Weiterhin gilt, dass die Welle 4 mit den Schnecken-Stegen 5 mit einer derartigen Drehzahl angetrieben wird, dass die Schnecken-Stege 5 eine Außen-Umfangs-Geschwindigkeit von 2,0 bis 4,0 m/sec und bevorzugt zwischen 2,2 und 3,0 m/sec aufweisen. Für den Durchmesser d17 der Mahlkörper 17 gilt hierbei: 10 mm ≤ d17 ≤ 30 mm und bevorzugt 15 mm ≤ d17 ≤ 25 mm.
  • Mit Beginn des Drehantriebs des Schnecken-Förderers 2 wird zu zerkleinerndes Mahlgut über die gasdichte Dosier-Einrichtung 23 in den Mahlbehälter 1 eingegeben. Das zugeführte Mahlgut 22 hat in der Regel eine Korngröße, die kleiner ist als 0,25 d17 des Durchmessers d17 der Mahlkörper 17 und bevorzugt kleiner als 0,2 d17. Da die Mahlkörper 17 im Bereich der Schnecken-Stege 5 nach oben gefördert werden, sinken sie in dem äußeren nicht von den Schnecken-Stegen 5 überstrichenen Bereich nach unten, wie es durch die Umlauf Fließ-Pfeile 38 in Fig. 1 angedeutet ist. Das im Bereich der Behälterwand eingegebene Mahlgut fließt mit den Mahlkörpern 17 nach unten und wird zwischen diesen zerrieben. Anschlie-βend wird es unter weiterer Zerkleinerung mit den Mahlkörpern 17 im Bereich der Schnecken-Stege 5 wieder nach oben gefördert. Wie weiterhin aus der Zeichnung hervorgeht, werden die Mahlkörper 17 im Bereich der Schnecken-Stege 5, also unmittelbar benachbart zur Welle 4, soweit über die Enden 6 der Schnecken-Stege 5 angehoben, dass die Packung aus Mahlkörpern 17 mit Mahlgut 22 etwa eine kegelstumpfförmige Oberfläche 39 erhält. Die Mahlkörper 17 befinden sich nur geringfügig, und zwar bis 0,3 h 13, oberhalb der Unterkante 18 der Auslass-Öffnung 13 bzw. des Siebes 14. Andererseits befindet sich Mahlgut 22, das radial nach außen aus der Packung aus Mahlkörpern 17 herausquillt, direkt vor dem Sieb 14. Während dieses Mahlvorgangs wird durch das Gebläse 25 Luft von außen durch den Gas-Einlass 24 eingesaugt und strömt entsprechend dem Umlenk-Pfeil 40 um die Welle 4 herum und über die Oberfläche 39 der Mahlkörperpackung. Wenn der Gas-Einlass 24 überwiegend orthogonal, also im Wesentlichen auf die Achse 3 gerichtet ist, dann erfolgt nur eine einfache Umlenkung um 180° der Luft um die Welle 4. Wenn dagegen der Gas-Einlass 24 überwiegend tangential angeordnet ist, dann bildet sich eine Rotations-Strömung aus. Die gemäß dem Umlenk-Pfeil 40 durch den Mahlbehälter 1 geförderte Luft nimmt besonders feines Mahlgut 22, das durch den Mahlgut-Einlass 19 zugeführt wird, direkt mit und trägt es direkt aus. Der Gasstrom tritt durch das Sieb 14 in die Mahlgut-Abförder-Leitung 12 ein. Der geschilderte Gasstrom drückt hierbei das im Mahlbehälter 1 vor dem Sieb 14 befindliche Mahlgut 22 in die Leitung 12. Soweit Mahlkörper 17 vor das Sieb 14 gelangen, werden sie durch dieses zurückgehalten. Grundsätzlich wird das gesamte Mahlgut 22 nach einem geschilderten Umlauf ausgetragen. Im Wind-Sichter 26 wird das grobe noch nicht ausreichend zerkleinerte Mahlgut 22 abgeschieden und durch die Rückführ-Leitung 30 und über die Dosier-Einrichtung 23 erneut dem Mahlprozess zugeführt. Die Förderluft tritt zusammen mit dem fein gemahlenen Mahlgut 22 in den Staub-Filter-Abscheider 27 ein, wo das fein gemahlene Mahlgut am Filter 28 abgeschieden wird und über die Schleuse 29 ausgetragen wird. Die vom Mahlgut 22 befreite Luft wird durch das Gebläse 25 abgefördert.
  • Wenn die durch den Mahlbehälter 1 zugeführte und über den Mahlgut-Auslass 11 abgeförderte Luft nicht ausreicht, um den geschilderten Abförder-Prozess durchzuführen, dann kann über die Zusatz-Gas-Leitung 35 der Förder-Luft zusätzlich noch Luft zugesetzt werden.
  • Die Ausgestaltung der eigentlichen Turm-Reib-Mühle nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 durch die Anordnung des Gas-Einlasses 24'. Dieser befindet sich gegenüber dem Mahlgut-Auslass 11 oberhalb des Mahlgut-Einlasses 19. Der Luft-Strom umströmt hierbei entsprechend dem Strömungs-Pfeil 41 die Welle 4 und dann - wie bei der Ausführung nach Fig. 1 über die Oberfläche 39 der Mahlgut-Mahlkörper-Packung und drückt das gemahlene Mahlgut 22 durch das Sieb 14 in die Mahlgut-Abförder-Leitung 12. Damit der Luft-Strom nicht bereits das durch den Mahlgut-Einlass 19 eintretende Mahlgut 22 direkt zum Sieb 14 fördert, ist der Gas-Einlass 24' in Richtung zur Welle 4 hin in den Mahlbehälter 1 hineinverlegt, so dass das durch den Mahlgut-Einlass 19 eintretende Mahlgut 22 direkt an der Innenwand des Mahlbehälters 1 herab in die Mahlkörper-Packung fließen kann.
  • Die Ausgestaltung nach Fig. 3 unterscheidet sich von den beiden zuvor dargestellten dadurch, dass der Gasstrom nicht mittels eines Saug-Gebläses angesaugt wird. Vielmehr ist ein Druck-Gebläse 42 vorgesehen, das Gas mit einem beliebigen vorgebbaren Druck durch einen Gas-Einlass 24" von oben in den Mahlbehälter 1 hineindrückt. Das Gas strömt entsprechend dem Strömungs-Pfeil 43 von oben durch den Mahlbehälter 1 und dann über die Oberfläche 39 zum Mahlgut-Auslass 11 und drückt in der bereits geschilderten Weise das Mahlgut 22 durch das Sieb 14.
  • Während bei den Ausführungen nach den Fig. 1 und 2 aufgrund des Einsatzes eines Saug-Gebläses 25 insgesamt ein Förderdruck von weniger als 1 bar erreicht werden kann, kann durch Einsatz eines Druck-Gebläses 42 ein im Grundsatz beliebiger Druck eingestellt werden. Damit das entsprechend dem Strömungs-Pfeil 43 in den Mahlbehälter 1 nach Fig. 3 einströmende Gas nicht das durch den Mahlgut-Einlass 19 eintretende Mahlgut 22 mitnimmt oder oberhalb der Mahlkörper-Packung verwirbelt, ist der Mahlgut-Einlass 19 mittels eines Leitblechs 44 so abgedeckt, dass der Mahlgut-Eintritt nicht durch den Gasstrom beeinträchtigt wird. Selbstverständlich kann ein solches Leitblech 44 zur Abdeckung des Mahlgut-Einlasses 19 bei den Ausführungen nach den Fig. 1 und 2 bei Bedarf eingesetzt werden.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der Mahlkörper-Auslass 10' im Boden 9 des Mahlbehälters 1 vorgesehen, wodurch die Entnahme der Mahlkörper 17 aus dem Mahlbehälter 1 erleichtert werden kann.
  • Über das Differenz-Druck-Messgerät 33 und alternativ oder kumulativ auch über das Gas-Volumen-Messgerät 34, 37 kann eine Fein-Steuerung des Gesamtprozesses erfolgen.
  • Im einfachsten Fall wird lediglich eine Differenz-Druck-Messung über das Messgerät 33 vorgenommen und der entsprechende Messwert auf eine zentrale Steuer-Einheit 45 gegeben. Wenn der gemessene Differenz-Druck einen vorgegebenen Sollwert überschreitet, kann dies ein Indiz dafür sein, dass das Sieb 14 teilweise oder ganz verstopft ist. In diesem Fall kann von der Steuer-Einheit 45 das Gebläse 25 oder das Gebläse 42 angesteuert werden, um den Haupt-Gas-Volumenstrom, der über den Gas-Einlass 24, 24' oder 24" zugeführt wird, zu erhöhen und/oder den über das Ventil 36 zugeführten Sekundär-Gas-Volumenstrom zu reduzieren. Ziel ist es dabei, in einem solchen Fall mehr Gas durch das Sieb 14 hindurchzusaugen bzw. hindurchzudrücken.
  • Bei Einsatz der beiden Volumenstrom-Messgeräte 34, 37 wird für einen bestimmten vorgegebenen Betrieb ein Haupt-Gas-Volumenstrom über das Messgerät 34 eingestellt, der vom Gebläse 25 bzw. 42 gefördert werden soll. Der über die Zusatz-Gas-Leitung 35 zuzuführende Sekundär-Gas-Volumenstrom wird so eingestellt, dass ein vorgegebener Soll-Gas-Volumenstrom durch den Mahlbehälter 1 gefördert wird. Dieser durch den Mahlbehälter 1 geförderte Soll-Gas-Volumenstrom ergibt sich aus der Differenz des Haupt-Gas-Volumenstroms und des Sekundär-Gas-Volumenstroms. Wenn die Gas-Volumenströme ständig über die Messgeräte 34 und 37 gemessen werden, ergibt sich aus einem Anstieg des von dem Messgerät 37 erfassten Volumenstroms, dass das Sieb 14 teilweise oder ganz verstopft ist. In einem solchen Fall wird der vom Gebläse 25 bzw. 42 zu fördernde Gesamt-Gas-Volumenstrom erhöht. Gleichzeitig wird das Ventil 36 teilweise oder vollständig geschlossen, um auf diese Weise einen höheren Gas-Volumenstrom durch den Mahlbehälter 1 zu erreichen, und um somit das Sieb 14 freizublasen. Kumulativ kann hierbei auch die bereits geschilderte Differenz-Druck-Messung eingesetzt werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zum kontinuierlichen Trocken-Mahl-Betrieb einer Turm-Reib-Mühle, die
    - einen vertikalen, geschlossenen Mahlbehälter (1),
    - einen mittig im Mahlbehälter (1) angeordneten Schnecken-Förderer (2), mit
    -- einer Antriebs-Welle (4) mit einer Mittel-Achse (3) und
    -- mindestens einem, auf der Antriebs-Welle (4) angebrachten, sich über eine Höhe (hs) bis zu einem oberen Ende (6) erstreckenden, den Querschnitt des Mahlbehälters (1) nur teilweise überdeckenden Schneckensteg (5),
    - eine Packung aus Mahlkörpern (17) mit einer oberen Oberfläche (39),
    - einen oberhalb der Packung aus Mahlkörpern (17) in den Mahlbehälter (1) einmündenden Mahlgut-Einlass (19),
    - einen in den Mahlbehälter (1) einmündenden Gas-Einlass (24, 24', 24") zur Zufuhrung von Gas,
    - einen aus dem Mahlbehälter (1) ausmündenden, eine Unterkante (18) und eine Höhe (h 13) aufweisenden Mahlgut-Auslass (11) zum Austrag von Mahlgut (22) und Gas und
    - einen Motor (7) zum Antrieb des Schnecken-Förderers (2) in einer Drehrichtung (8), bei welcher der mindestens eine Schnecken-Steg (5) Mahlkörper (17) nach oben fördert,
    aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Oberfläche (39) der Packung aus Mahlkörpern (17) beim Drehantrieb des Schnecken-Förderers (2) etwa kegelstumpfförmig, radial nach außen abfallend und radial außen im Bereich der Unterkante (18) des Mahlgut-Auslasses (11) endend eingestellt wird,
    - dass das Gas oberhalb der Packung aus Mahlkörpern (17) in den Mahlbehälter (1) eingeführt wird und
    - dass Gas und Mahlgut (22) im Bereich der Oberfläche (39) der Packung von Mahlkörpern (17) durch den Mahlgut-Auslass (11) aus dem Mahlbehälter (1) ausgetragen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Mahlgut (22) gegenüber dem Mahlgut-Auslass (11) in den Mahlbehälter (1) eingeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gas oberhalb der Packung aus Mahlkörpern (17) unter Umlenkung zur Oberfläche (39) der Packung aus Mahlkörpern (17) geführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gas an dem Mahlgut-Einlass (19) vorbeigeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gas gegenüber dem Mahlgut-Auslass (11) in den Mahlbehälter (1) eingeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gas aus dem Mahlbehälter (1) abgesaugt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gas unter Druck in den Mahlbehälter eingeblasen wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schnecken-Förderer (2) derart angetrieben wird, dass der mindestens eine Schnecken-Steg (5) an seinem Außenumfang eine Umfangsgeschwindigkeit von 2,0 bis 4,0 m/sec, vorzugsweise von 2,2 bis 3,0 m/sec, aufweist.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Packung aus Mahlkörpern (17) bis zu einer Höhe (h13) von maximal 0,3 h13 oberhalb der Unterkante (18) des Mahlgut-Auslasses (11) endend eingestellt wird.
  10. Turm-Reib-Mühle, die
    - einen vertikalen, geschlossenen Mahlbehälter (1),
    - einen mittig im Mahlbehälter (1) angeordneten Schnecken-Förderer (2), mit
    -- einer Antriebs-Welle (4) mit einer Mittel-Achse (3) und
    -- mindestens einem, auf der Antriebs-Welle (4) angebrachten, sich über eine Höhe (hs) bis zu einem oberen Ende (6) erstreckenden, den Querschnitt des Mahlbehälters (1) nur teilweise überdeckenden Schneckensteg (5),
    - eine Packung aus Mahlkörpern (17) mit einer oberen Oberfläche (39),
    - einen oberhalb der Packung aus Mahlkörpern (17) in den Mahlbehälter (1) einmündenden Mahlgut-Einlass (19),
    - einen in den Mahlbehälter (1) einmündenden Gas-Einlass (24, 24', 24") zur Zuführung von Gas,
    - einen aus dem Mahlbehälter (1) ausmündenden, eine Unterkante (18) und eine Höhe (h13) aufweisenden Mahlgut-Auslass (11) zum Austrag von Mahlgut (22) und Gas und
    - einen Motor (7) zum Antrieb des Schnecken-Förderers (2) in einer Drehrichtung (8), bei welcher der mindestens eine Schnecken-Steg (5) Mahlkörper (17) nach oben fördert,
    aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Mahlgut-Auslass (11) eine Auslass-Öffnung (13) mit einem Sieb (14) aufweist,
    - dass das obere Ende (6) des mindestens einen Schnecken-Steges (5) auf der Höhe des Siebes (14) angeordnet ist und
    - dass der Gas-Einlass (24, 24', 24") oberhalb des oberen Endes (6) des mindestens einen Schnecken-Steges (5) angeordnet ist.
  11. Turm-Reib-Mühle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gas-Einlass (24) oberhalb des Mahlgut-Auslasses (11) angeordnet ist.
  12. Turm-Reib-Mühle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gas-Einlass (24') gegenüber dem Mahlgut-Auslass (11) und oberhalb des Mahlgut-Einlasses (19) angeordnet ist.
  13. Turm-Reib-Mühle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gas-Einlass (24") von oben in den Mahlbehälter (1) einmündet.
  14. Turm-Reib-Mühle nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
    dass vor dem Mahlgut-Einlass (19) ein Gas-Leitblech (44) vorgesehen ist.
  15. Turm-Reib-Mühle nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Sieb (14) als Spalt-Sieb ausgebildet ist.
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