EP2272591B1 - Rührwerkskugelmühle - Google Patents

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EP2272591B1
EP2272591B1 EP09164693.5A EP09164693A EP2272591B1 EP 2272591 B1 EP2272591 B1 EP 2272591B1 EP 09164693 A EP09164693 A EP 09164693A EP 2272591 B1 EP2272591 B1 EP 2272591B1
Authority
EP
European Patent Office
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grinding chamber
ground
grinding
dispersed
gas exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP09164693.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2272591A1 (de
Inventor
Frank Ronald Dr. Lang
Marc Weider
Erich Jeker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Willy A Bachofen AG
Original Assignee
Willy A Bachofen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DK09164693.5T priority Critical patent/DK2272591T3/da
Application filed by Willy A Bachofen AG filed Critical Willy A Bachofen AG
Priority to PL09164693T priority patent/PL2272591T3/pl
Priority to ES09164693T priority patent/ES2432617T3/es
Priority to EP09164693.5A priority patent/EP2272591B1/de
Priority to US12/828,173 priority patent/US8118247B2/en
Priority to JP2010154211A priority patent/JP5763307B2/ja
Priority to CN2010102186416A priority patent/CN101890388B/zh
Priority to KR1020100064635A priority patent/KR101667820B1/ko
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/70—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms
    • 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
    • B02C13/02—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft
    • B02C13/06—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft with beaters rigidly connected 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
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • B02C17/163—Stirring means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating

Definitions

  • the invention relates to a stirred ball mill according to the preamble of the independent claims 1 and 2.
  • Agitated ball mills are used, for example, for comminuting or dispersing solids in a liquid phase, in particular for products from nanotechnology, but also, for example, for dye suspensions, coating colors, printing inks, agrochemicals, filler suspensions, cosmetics, foodstuffs, pharmaceuticals or microorganisms.
  • the material to be ground or dispersed in a liquid is introduced into the grinding chamber through the inlet arranged at one end of a grinding chamber and is ground or dispersed therein.
  • the material is thereby successively moved through the grinding chamber, whereupon the ground or dispersed material is passed through a separating member, e.g. can be removed through a dynamic separation gap or through a slotted screen, and then through an outlet arranged at the inlet end.
  • a separating member e.g. can be removed through a dynamic separation gap or through a slotted screen
  • the material to be ground or to be dispersed is pumped from a container into the agitator ball mill and back into the same container until the desired fineness of the ground or dispersed product (product) is reached.
  • the basic operation of such stirred ball mills is known and, for example, in the EP 0 627 262 or the DE 2 215 790 described.
  • the WO-A-03/004168 discloses a stirred ball mill with a valve through which gas is precipitated together with the ground product from the grinding chamber.
  • this outlet valve the product outlet and the gas outlet form a common channel over their entire length.
  • the centrifugal force generated by the agitator with its stirring elements is used to separate the gaseous components, in particular gas bubbles, from a solid suspension.
  • the solid suspension and the media are flung outward due to their higher density (as compared to the gas bubbles), while the gas bubbles, e.g. Air bubbles, stay in the central area (approximately in the center).
  • This separation effect is basically independent of the type and shape of the stirring elements of the agitator.
  • the grinding chamber Due to the gas outlet in the central region of the grinding chamber at the outlet end of the same, the grinding chamber can be "vented" in this way.
  • the gas outlet may preferably be provided with a sieve in order to prevent a flow of grinding media.
  • the agitator ball mill according to the invention, the agitator on a shaft on which the stirring elements are fixed, and extending in the axial direction extending gas outlet channel through the Wave through.
  • the product outlet for the ground or dispersed material is likewise arranged in the central region of the outlet-side end wall, which comprises a product outlet channel extending in the axial direction through the outlet-side end wall.
  • the product outlet channel and the gas outlet channel are formed as separate outlet channels.
  • the outlet of the gas outlet channel opens into the product outlet channel in front of the outlet of the product outlet channel.
  • a separating element permeable to the ground or dispersed material eg a slotted screen
  • the ground or dispersed material is only in the essential radial direction through the separating element can pass through and then into the product outlet or the product outlet.
  • the grinding media are thereby retained by the separating member, while the milled or dispersed product with the desired specifications (particle size) can flow through the separating member (eg the slotted screen) towards the product outlet.
  • the separating member may be formed as a cylindrical sieve cartridge, wherein the gas outlet passage in the axial direction passes centrally through the interior of the sieve cartridge.
  • the cylindrical screen cartridge can be easily replaced or cleaned, should this be necessary.
  • the agitator ball mill at the inlet of the gas outlet or the gas outlet channel may be arranged a sieve, which is designed so that it retains at least the grinding media in the grinding chamber.
  • the outlet of the gas outlet or the gas outlet channel can be connected to a vacuum tank.
  • the product, which is sucked in by the vacuum, can be separated and fed separately back to the inlet of the agitator ball mill.
  • the type and shape of the stirring elements on the shaft of the agitator can be optimally chosen according to the purpose.
  • the agitator a Have elle are fixedly mounted on the stirring elements as paddle wheels, discs or pins.
  • Fig. 1 is a section (outlet end) of a first embodiment of the inventive agitator ball mill 1 shown, in which a gas outlet channel 140 out through the outlet-side end wall 100 of the grinding chamber 10 out.
  • the separate product outlet or product outlet channel is not shown in this embodiment.
  • stirrers 131 are arranged, which are formed as disks.
  • Fig. 2 is a section (outlet end) of a second embodiment of the inventive agitator ball mill 1a with an axially extending through the shaft 130a of the agitator 13a gas outlet channel 140a.
  • the gas discharge passage 140a is not led out through the discharge side end wall 100a of the grinding chamber 10a, but instead, it is carried out out outwardly in the shaft 130a of the agitator.
  • the stirring members 131a are similar to the embodiment according to FIG Fig. 1 , designed as discs.
  • Fig. 3 is a section (outlet end) of a third embodiment of the inventive agitator ball mill 1b to recognize, with the grinding chamber 10b and with the shaft 130b of the agitator 13b, on which stirrers 131b are arranged in the form of Schaufelradartigen accelerators.
  • the gas outlet channel 140b passes centrally through the interior of a screen cartridge 150b, but is not led out of the grinding chamber 10b as a separate gas outlet channel 140b, but instead opens into the product outlet channel 120b in the region of the outlet end wall 100b.
  • a kind Venturi effect can be achieved, namely by the gaseous components, such as gas bubbles are entrained by the pumped through the Artsauslasskanal 120b solid suspension.
  • Fig. 4 is a section (outlet side end) of a fourth embodiment of the inventive agitator ball mill 1c to recognize, in which in the region of the end of the shaft 130c of the agitator 13c in addition to the blade-like stirrers 131c (accelerators), an additional stirrer 131c on the shaft 130c can be seen.
  • the gas discharge passage 140c is separately led out of the grinding chamber 10c through the sieve cartridge 150c and through the outlet side end wall 100c, thus discharging, unlike the embodiment Fig. 3 - not in the product outlet channel 120c.
  • Fig. 5 is a schematic representation of a fifth embodiment of the inventive agitator ball mill 1d shown with a vacuum container 2, which is connected to the gas outlet channel 140d of the agitator ball mill 1d.
  • the fifth embodiment of the agitator ball mill 1 according to the invention again comprises a cylindrical grinding chamber 10d and an inlet 11 arranged at one end of the grinding chamber 10d for the material to be ground or dispersed, for example a solid suspension. Through the inlet 11, the material to be ground or to be dispersed can be fed to the grinding chamber 10d.
  • the grinding chamber 10d are in operation - - typically spherical - grinding media (not shown), which consist for example of a ceramic or other highly abrasion-resistant material.
  • the agitator 13d rotatable about the chamber axis as a rotation axis 101d is also arranged, on the shaft 130d of which stirring elements 131d are fixedly arranged.
  • the embodiment of the agitator ball mill 1d according to Fig. 5 a product outlet 12 for the ground or dispersed material arranged at the other end (outlet-side end) of the grinding chamber 10d.
  • the product outlet 12 comprises a product outlet channel 120d, which extends through the outlet-side end wall 100d of the grinding chamber 10d and here exemplarily has the shape of a pipe section with a curvature.
  • a gas outlet 14 is provided in the form of a gas outlet channel 140d, which is arranged at the outlet end of the grinding chamber 10d in the central region and is exemplified here as a separate piece of pipe, which is led out of the grinding chamber 10d separated from the pipe section designed as a product outlet 120d.
  • the separation of the ground or dispersed material and the grinding media can also be carried out in other ways, for example with the aid of rotating separation gaps or other suitable methods.
  • agitators 131d are again designed as accelerator-type accelerators in order to convey the grinding bodies and the material to be ground or to be dispersed radially to agitator shaft 130d.
  • paddle wheel-like agitators 131d acts on the grinding media a centrifugal force, which conveys the grinding media radially outward.
  • the outlet of the gas outlet channel 140d which is passed through the outlet-side end wall of the grinding chamber 10d, is here connected to the already mentioned vacuum container 2, which in turn is connected to a vacuum pump 3. So that no grinding media can flow out of the grinding chamber 10d, a sieve can be arranged at the inlet of the gas outlet channel 140d (not shown).
  • the vacuum pump 3 generates a negative pressure in the vacuum container 2, whereby the gaseous components are discharged from the grinding chamber 10d through the gas outlet channel 140d extending centrally through the interior of the screen cartridge 150d in the axial direction.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2.
  • Rührwerkskugelmühlen werden beispielsweise zur Zerkleinerung bzw. Dispergierung von Feststoffen in einer Flüssigkeitsphase eingesetzt, insbesondere für Produkte aus der Nanotechnologie, aber auch beispielsweise für Farbstoffsuspensionen, Lackfarben, Druckfarben, Agrochemikalien, Füllstoffsuspensionen, Kosmetika, Nahrungsmittel Pharmazeutika oder Mikroorganismen.
  • Dabei wird durch den am einen Ende einer Mahlkammer angeordneten Einlass das zu mahlende oder in einer Flüssigkeit zu dispergierende Gut in die Mahlkammer eingebracht und in dieser gemahlen bzw. dispergiert. Das Gut wird dabei sukzessive durch die Mahlkammer hindurch bewegt, woraufhin das gemahlene bzw. dispergierte Gut durch ein Trennorgan hindurch, z.B. durch einen dynamischen Trennspalt oder durch ein Schlitzsieb,sowie anschliessend durch einen am dem Einlass gegenüberliegenden Ende angeordneten Auslass abgeführt werden kann. Beim Betrieb der Rührwerkskugelmühlen wird grundsätzlich unterschieden zwischen der Passagenfahrweise und der Kreislauffahrweise.
  • Bei der Passagenfahrweise wird das zu mahlende bzw. zu dispergierende Gut von einem ersten Behälter durch die Rührwerkskugelmühle hindurch in einen zweiten Behälter gepumpt. Um eine gewünschte Feinheit des gemahlenen bzw. dispergierten Guts (Produkt) zu erreichen, kann ggf. das Gut von dem zweiten Behälter erneut durch die Rührwerkskugelmühle in einen weiteren Behälter gepumpt werden, und so weiter (Mehrpassagenfahrweise).
  • Bei der Kreislauffahrweise wird das zu mahlende bzw. zu dispergierende Gut aus einem Behälter in die Rührwerkskugelmühle und wieder zurück in denselben Behälter gepumpt, bis die gewünschte Feinheit des gemahlenen bzw. diespergierten Guts (Produkt) erreicht ist. Die grundsätzliche Funktionsweise solcher Rührwerkskugelmühlen ist bekannt und beispielsweise in der EP 0 627 262 oder der DE 2 215 790 beschrieben.
  • Bei Rührwerkskugelmühlen kommen verschiedene Trenntechniken zum Einsatz, um das gemahlene bzw. dispergierte Gut (Produkt) von den Mahlkörpern zu trennen. Beispiele hierfür sind dynamische Trennspalte, die aus einem Rotor und einem Stator bestehen, und Siebe, z.B. Schlitzsiebe. Aufgrund der höheren Durchgangsfläche ist mit Sieben im Allgemeinen ein höherer Durchsatz realisierbar. Allerdings kann der Durchgang durch die Schlitze der Schlitzsiebe unter anderem durch Gasblasen behindert werden, wenn das zu mahlende Gut nicht vor dem Eintritt in die Mahlkammer entgast wird. Ausserdem steht der Raum, der die Gasblasen enthält, nicht für die Mahlung bzw. Dispergierung zur Verfügung, und Gasblasen können zur Krustenbildung und zur Verklebung der Mahlkörper und/oder des zu mahlenden bzw. zu dispergierenden Guts führen. Dies hat eine Reduktion der Mahlleistung zur Folge und kann im Extremfall zu einer Blockierung der Rührwerkskugelmühle führen. Beim Auftreten von Gasblasen im Gut werden die Blasen durch Turbulenzen und Mahlkörper weiter zerkleinert, was auch zum Schäumen und damit zu einer noch stärkeren Blockierung des Siebs führen kann. Der Druck in der Mahlkammer kann dabei ganz erheblich zunehmen und so hoch werden, dass im Extremfall der Betrieb der Rührwerkskugelmühle unterbrochen werden muss.
  • Die WO-A-03/004168 offenbart eine Rührwerkskugelmühle mit einem Ventil über das Gas zusammen mit dem Mahlprodukt aus dem Mahlraum ausgeschieden werden. Bei diesem Auslassventil bilden der Produktauslass und der Gasaulass über deren gesamte Länge einen gemeinsamen Kanal.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Rührwerkskugelmühle der genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die vorstehend genannten Probleme nicht mehr auftreten oder zumindest stark reduziert werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Rührwerkskugelmühle gelöst, wie sie durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 charakterisiert ist. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Bei dem erfindungsgemässen Entlüftungssystem zur Entfernung gasförmiger Komponenten aus der Mahlkammer wird die Zentrifugalkraft, die vom Rührwerk mit seinen Rührorganen erzeugt wird, genutzt, um die gasförmigen Komponenten, insbesondere Gasblasen, von einer Feststoffsuspension zu trennen. Im Zentrifugalkraftfeld werden die Feststoffsuspension und die Mahlkörper aufgrund ihrer höheren Dichte (im Vergleich zu den Gasblasen) nach aussen geschleudert, während die Gasblasen, z.B. Luftblasen, im zentralen Bereich (etwa im Zentrum) bleiben. Diese Trennwirkung ist grundsätzlich unabhängig von der Art und der Form der Rührorgane des Rührwerks. Durch den Gasauslass im zentralen Bereich der Mahlkammer am auslassseitigen Ende derselben kann auf diese Weise die Mahlkammer "entlüftet" werden. Je nach Gestaltung dieses Gasauslasses kann vorzugsweise der Gasauslass mit einem Sieb versehen werden, um ein Ausströmen von Mahlkörpern zu verhindern.
  • Hierbei sind mehrere Varianten denkbar. So weist bei einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle das Rührwerk eine Welle auf, auf welcher die Rührorgane fest angeordnet sind, und der sich in axialer Richtung erstreckende Gasauslasskanal verläuft durch die Welle hindurch.
  • So ist bei einem weitern Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle der Produktauslass für das gemahlene bzw. dispergierte Gut ebenfalls im zentralen Bereich der auslassseitigen Abschlusswand angeordnet, welcher einen sich in axialer Richtung durch die auslassseitige Abschlusswand erstreckenden Produktauslasskanal umfasst. Dabei sind der Produktauslasskanal und der Gasauslasskanal als voneinander getrennte Auslasskanäle ausgebildet. Bei einer Alternativ lösung mündet der Ausgang des Gasauslasskanals vor dem Ausgang des Produktauslasskanals in den Produktauslasskanal ein. Dadurch kann eine Art Venturi-Effekt erzielt werden, indem die Luft vom ausströmenden Produkt mitgerissen werden kann.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle ist ein für das gemahlene bzw. dispergierte Gut, jedoch nicht für die Mahlkörper durchlässiges Trennorgan (z.B. ein Schlitzsieb) vor dem Produktauslass bzw. vor dem Produktauslasskanal derart angeordnet, dass das gemahlene bzw. dispergierte Gut nur in im wesentlichen radialer Richtung durch das Trennorgan hindurch und anschliessend in den Produktauslass bzw. den Produktauslasskanal gelangen kann. So kann das gemahlene bzw. dispergierte Produkt, welches durch die Zentrifugalkraft radial nach aussen gedrängt wurde, in radialer Richtung durch das Trennorgan zurück in Richtung des zentral in der auslassseitigen Abschlusswand angeordneten Produktauslasses strömen. Die Mahlkörper werden dabei von dem Trennorgan zurückgehalten, während das gemahlene bzw. dispergierte Produkt mit den gewünschten Spezifikationen (Teilchengrösse) das Trennorgan (z.B. das Schlitzsieb) zum Produktauslass hin durchströmen kann. Das Trennorgan kann dabei als zylindrische Siebpatrone ausgebildet sein, wobei der Gasauslasskanal in axialer Richtung zentral durch den Innenraum der Siebpatrone hindurch verläuft. Die zylindrische Siebpatrone kann auf einfache Weise ausgetauscht bzw. gereinigt werden, sollte dies erforderlich sein.
  • Wie eingangs bereits erwähnt, kann bei einem Ausführungsbeispiel der Rührwerkskugelmühle am Eintritt des Gasauslasses bzw. des Gasauslasskanals ein Sieb angeordnet sein, welches so ausgebildet ist, dass es zumindest die Mahlkörper in der Mahlkammer zurückhält.
  • Zur Verstärkung der Entlüftung kann der Ausgang des Gasauslasses bzw. des Gasauslasskanals an einen Vakuumbehälter angeschlossen sein. Das Produkt, das vom Vakuum mit angesaugt wird, kann abgetrennt werden und separat zurück zum Einlass der Rührwerkskugelmühle geführt werden.
  • Wie bereits erwähnt, kann die Art und die Form der Rührorgane auf der Welle des Rührwerks dem Zweck entsprechend optimal gewählt werden. Insbesondere kann das Rührwerk eine elle aufweisen, auf der als Rührorgane Schaufelräder, Scheiben oder Stifte fest angeordnet sind.
  • Weitere vorteilhafte Aspekte der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Zeichnung. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    einen Ausschnitt aus einem Ausführungs- beispiel einer Rührwerkskugelmühle, dass von der Erfindung nicht umfasst ist.
    Fig. 2
    einen Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle, dass von der Erfindung nicht umfasst ist.
    Fig. 3
    einen Ausschnitt aus einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle,
    Fig. 4
    einen Ausschnitt aus einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle, und
    Fig. 5
    ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle mit einem mit dem Gasauslasskanal verbundenen Vakuumbehälter.
  • In Fig. 1 ist ein Ausschnitt (auslassseitiges Ende) eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle 1 dargestellt, bei welchem ein Gasauslasskanal 140 durch die auslassseitige Abschlusswand 100 der Mahlkammer 10 heraus geführt ist. Der separate Produktauslass bzw. Produktauslasskanal ist bei diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt. Auf der Welle 130 des Rührwerks 13 sind Rührorgane 131 angeordnet, die als Scheiben ausgebildet sind.
  • In Fig. 2 ist ein Ausschnitt (auslassseitiges Ende) eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle 1a mit einem durch die Welle 130a des Rührwerks 13a axial verlaufenden Gasauslasskanal 140a. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Gasauslasskanal 140a nicht durch die auslassseitige Abschlusswand 100a der Mahlkammer 10a nach aussen geführt, sondern stattdessen erfolgt die Durchführung nach aussen in der Welle 130a des Rührwerks. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Rührorgane 131a, ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1, als Scheiben ausgebildet.
  • In Fig. 3 ist ein Ausschnitt (auslassseitiges Ende) eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle 1b zu erkennen, mit der Mahlkammer 10b und mit der Welle 130b des Rührwerks 13b, auf welcher Rührorgane 131b in Form von schaufelradartigen Acceleratoren angeordnet sind. Der Gasauslasskanal 140b verläuft zentral durch den Innenraum einer Siebpatrone 150b hindurch, ist jedoch nicht als separater Gasauslasskanal 140b aus der Mahlkammer 10b herausgeführt, sondern mündet im Bereich der ausgangsseitigen Abschlusswand 100b in den Produktauslasskanal 120b ein. Auf diese Weise kann eine Art Venturi-Effekt erzielt werden, indem nämlich die gasförmigen Komponenten, z.B. Gasblasen, von der durch den Produktauslasskanal 120b gepumpten Feststoffsuspension mitgerissen werden.
  • In Fig. 4 ist ein Ausschnitt (auslassseitiges Ende) eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle 1c zu erkennen, bei welchem im Bereich des Endes der Welle 130c des Rührwerks 13c zusätzlich zu den schaufelartigen Rührorganen 131c (Acceleratoren) ein zusätzliches Rührorgan 131c auf der Welle 130c zu erkennen ist. Ausserdem ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Gasauslasskanal 140c durch die Siebpatrone 150c sowie durch die auslassseitige Abschlusswand 100c separat aus der Mahlkammer 10c herausgeführt, er mündet also - im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 - nicht in den Produktauslasskanal 120c ein.
  • In Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle 1d mit einem Vakuumbehälter 2 gezeigt, der an den Gasauslasskanal 140d der Rührwerkskugelmühle 1d verbunden ist. Das fünfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle 1 umfasst erneut eine zylindrische Mahlkammer 10d sowie einen an einem Ende der Mahlkammer 10d angeordneten Einlass 11 für das zu mahlende bzw. zu dispergierende Gut, z.B. eine Feststoffsuspension. Durch den Einlass 11 hindurch das kann zu mahlende bzw. zu dispergierende Gut der Mahlkammer 10d zugeführt werden. In der Mahlkammer 10d befinden sich im Betrieb die - typischerweise kugelförmigen - Mahlkörper (nicht dargestellt), die beispielsweise aus einer Keramik oder einem anderen hochabriebfesten Material bestehen. In der Mahlkammer 10d ist ferner das um die Kammerachse als Drehachse 101d drehbare Rührwerk 13d angeordnet, auf dessen Welle 130d Rührorgane 131d fest angeordnet sind.
  • Weiterhin weist das Ausführungsbeispiel der Rührwerkskugelmühle 1d gemäss Fig. 5 einen am anderen Ende (auslassseitiges Ende) der Mahlkammer 10d angeordneten Produktauslass 12 für das gemahlene bzw. dispergierte Gut auf. Der Produktauslass 12 umfasst einen Produktauslasskanal 120d, der sich durch die auslassseitige Abschlusswand 100d der Mahlkammer 10d erstreckt und hier beispielhaft die Form eines Rohrstücks mit einer Krümmung aufweist. Weiterhin ist in Fig. 1 ein Gasauslass 14 in Form eines Gasauslasskanals 140d vorgesehen, der am auslassseitigen Ende der Mahlkammer 10d im zentralen Bereich angeordnet ist und hier beispielhaft als separates Rohrstück ausgebildet ist, welches getrennt von dem als Produktauslasskanal 120d ausgebildeten Rohrstück aus der Mahlkammer 10d herausgeführt ist.
  • Weiterhin erkennt man in Fig. 5 im Bereich des auslassseitigen Endes der Mahlkammer 10d ein Trennorgan 15 in Form einer zylindrisch ausgebildeten Siebpatrone 150d mit einem (nicht dargestellten) Schlitzsieb, durch welches das gemahlene bzw. dispergierte Gut nur in im wesentlichen radialer Richtung hindurch (von aussen nach innen) gelangen kann, sodass es anschliessend in den Produktauslasskanal 120d gelangen kann. Grundsätzlich kann die Trennung des gemahlenen bzw. dispergierten Guts und der Mahlkörper aber auch auf andere Weise erfolgen, z.B. mit Hilfe von rotierenden Trennspalten oder anderen geeigneten Methoden.
  • In dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel der Rührwerkskugelmühle 1d sind die Rührorgane 131d erneut als schaufelradartige Acceleratoren ausgebildet, um die Mahlkörper und das zu mahlende bzw. das zu dispergierende Gut radial zur Rührwelle 130d zu befördern. Durch die Drehung der schaufelradartigen Rührorgane 131d (Acceleratoren) wirkt auf die Mahlkörper eine Zentrifugalkraft, welche die Mahlkörper radial nach aussen befördert.
  • Wie bereits eingangs erwähnt, kann es beim Auftreten von Gasblasen im Gut zu den dort genannten Problemen (Krustenbildung und Verklebung der Mahlkörper und/oder des zu mahlenden bzw. zu dispergierenden Guts, Reduktion der Mahlleistung, eventuelle Blockierung der Rührwerkskugelmühle, noch stärkeres Schäumen, Siebblockade, Anstieg der Drucks in der Mahlkammer, eventuelle Unterbrechung des Betriebs) kommen. Da die Dichte der Feststoffsuspension grösser ist als die Dichte allfälliger gasförmiger Komponenten, z.B. Gasblasen, sammeln sich die Gasblasen im zentralen Bereich der Mahlkammer 10d. Diese können nun durch den am auslassseitigen Ende ebenfalls im zentralen Bereich (also im Bereich der Mitte) angeordneten Gasauslasskanal 140d nach aussen abgeführt werden, sodass ein Schäumen entweder vermieden oder jedenfalls stark reduziert werden kann.
  • Der Ausgang des durch die auslassseitige Abschlusswand der Mahlkammer 10d durchgeführten Gasauslasskanals 140d ist hier an den bereits weiter oben erwähnten Vakuumbehälter 2 angeschlossen, der seinerseits an eine Vakuumpumpe 3 angeschlossen ist. Damit keine Mahlkörper aus der Mahlkammer 10d mit ausströmen können, kann am Eingang des Gasauslasskanals 140d ein Sieb angeordnet sein (nicht dargestellt). Die Vakuumpumpe 3 erzeugt im Vakuumbehälter 2 einen Unterdruck, wodurch durch den in axialer Richtung zentral durch den Innenraum der Siebpatrone 150d verlaufenden Gasauslasskanal 140d die gasförmigen Komponenten aus der Mahlkammer 10d abgeführt werden. Falls geringe Mengen der Feststoffsuspension durch den Unterdruck aus der Mahlkammer mit abgesaugt werden, können diese in dem Vakuumbehälter 2 abgetrennt werden und anschliessend mit Hilfe der Förderpumpe 4 dem gemahlenen bzw. dispergierten Gut zugeführt werden, welches entweder abgeführt oder ggf. über den Einlass 11 wieder in die Mahlkammer 10d (oder zu einem Ansatzbehälter) zurückgeführt werden kann.
  • Die Erfindung ist anhand der vorstehenden Ausführungsbeispiele der Rührwerkskugelmühle beschrieben worden. Die Erfindung ist jedoch nicht derart zu verstehen, als sei sie auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Änderungen und Varianten einer solchen Rührwerkskugelmühle vorstellbar, ohne dabei von der technischen Lehre der Erfindung abzuweichen. Nur als Beispiel soll erwähnt werden, dass grundsätzlich der Gasauslass auch als Auslass-öffnung ausgebildet sein kann und nicht notwendigerweise einen Kanal umfassen muss, auch wenn die beschriebenen Ausführungsbeispiele alle einen solchen Gasauslasskanal aufweisen. Der Schutzbereich wird somit durch die folgenden Ansprüche definiert.

Claims (7)

  1. Rührwerkskugelmühle (1c;1d) zum Feinmahlen oder Dispergieren eines Guts, mit einer zylindrischen oder konischen Mahlkammer (10c;10d) zur Aufnahme von Mahlkörpern sowie zur Aufnahme des zu mahlenden bzw. zu dispergierenden Guts, mit einem an einem Ende der Mahlkammer (10c;10d) angeordneten Einlass für das zu mahlende oder zu dispergierende Gut, mit einem sich in axialer Richtung in die Mahlkammer (10c;10d) erstreckenden Rührwerk (13c;13d) mit Rührorganen (131c;131d) zum Bewegen der Mahlkörper und des zu mahlenden bzw. zu dispergierenden Guts in der Mahlkammer (10c;10d), sowie mit einem am anderen Ende der Mahlkammer (10c;10d) angeordneten Produktauslass für das gemahlene bzw. dispergierte Gut, wobei am auslassseitigen Ende der Mahlkammer (10c;10d) im zentralen Bereich ein Gasauslass angeordnet ist, durch welchen hindurch gasförmige Komponenten, jedoch keine Mahlkörper, aus der Mahlkammer (10c;10d) heraus abführbar sind, wobei der Gasauslass einen sich in axialer Richtung erstreckenden Gasauslasskanal (140c;140d) umfasst und der sich in axialer Richtung erstreckende Gasauslasskanal (140c;140d) sich durch eine am auslassseitigen Ende angeordnete, die zylindrische oder konische Mahlkammer (10c;10d) begrenzende Abschlusswand (100c;100d) hindurch erstreckt, und wobei der Produktauslass für das gemahlene bzw. dispergierte Gut ebenfalls im zentralen Bereich der auslassseitigen Abschlusswand (100c;100d) angeordnet ist und einen sich in axialer Richtung durch die auslassseitige Abschlusswand (100c;100d) erstreckenden Produktauslasskanal (120c;120d) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Produktauslasskanal (120c;120d) und der Gasauslasskanal (140c;140d) als voneinander getrennte Auslasskanäle ausgebildet sind.
  2. Rührwerkskugelmühle (1b) zum Feinmahlen oder Dispergieren eines Guts, mit einer zylindrischen oder konischen Mahlkammer (10b) zur Aufnahme von Mahlkörpern sowie zur Aufnahme des zu mahlenden bzw. zu dispergierenden Guts, mit einem an einem Ende der Mahlkammer (10b) angeordneten Einlass für das zu mahlende oder zu dispergierende Gut, mit einem sich in axialer Richtung in die Mahlkammer (10b) erstreckenden Rührwerk (13b) mit Rührorganen (131b) zum Bewegen der Mahlkörper und des zu mahlenden bzw. zu dispergierenden Guts in der Mahlkammer (10b), sowie mit einem am anderen Ende der Mahlkammer (10b) angeordneten Produktauslass für das gemahlene bzw. dispergierte Gut, wobei am auslassseitigen Ende der Mahlkammer (10b) im zentralen Bereich ein Gasauslass angeordnet ist, durch welchen hindurch gasförmige Komponenten, jedoch keine Mahlkörper, aus der Mahlkammer (10b) heraus abführbar sind, wobei der Gasauslass einen sich in axialer Richtung erstreckenden Gasauslasskanal (140b) umfasst und der sich in axialer Richtung erstreckende Gasauslasskanal (140b) sich durch eine am auslassseitigen Ende angeordnete, die zylindrische oder konische Mahlkammer (10b) begrenzende Abschlusswand (100b) hindurch erstreckt, und wobei der Produktauslass für das gemahlene bzw. dispergierte Gut ebenfalls im zentralen Bereich der auslassseitigen Abschlusswand (100b) angeordnet ist und einen sich in axialer Richtung durch die auslassseitige Abschlusswand (100b) erstreckenden Produktauslasskanal (120b) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Gasauslasskanals (140b) vor dem Ausgang des Produktauslasskanals (120b) in den Produktauslasskanal (120b) einmündet.
  3. Rührwerkskugelmühle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welcher ein für das gemahlene bzw. dispergierte Gut, jedoch nicht für die Mahlkörper durchlässiges Trennorgan (150b;150c;150d) vor dem Produktauslass bzw. vor dem Produktauslasskanal (120b;120c;120d) derart angeordnet ist, dass das gemahlene bzw. dispergierte Gut nur in im wesentlichen radialer Richtung durch das Trennorgan (150b;150c;150d) hindurch und anschliessend in den Produktauslasskanal (120b;120c;120d) gelangen kann.
  4. Rührwerkskugelmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennorgan als zylindrische Siebpatrone (150b;150c;150d) ausgebildet ist, und bei welcher der Gasauslasskanal (140b;140c;140d) in axialer Richtung zentral durch den Innenraum der Siebpatrone (150b;150c;150d) hindurch verläuft.
  5. Rührwerkskugelmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Eintritt des Gasauslasskanals (140b;140c;140d) ein Sieb angeordnet ist, welches so ausgebildet ist, dass es zumindest die Mahlkörper in der Mahlkammer (10b;10c;10d) zurückhält.
  6. Rührwerkskugelmühle nach einem der Ansprüche 1 oder 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Gasauslasskanals (120d) an einen Vakuumbehälter (2) und/oder eine Vakuumpumpe (3) angeschlossen ist.
  7. Rührwerkskugelmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk (13b;13c;13d) eine Welle (130b;130c;130d) aufweist, auf der als Rührorgane (131b;131c;131d) Schaufelräder, Scheiben oder Stifte fest angeordnet sind.
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