EP2646160B1 - Dynamisches element für die trenneinrichtung einer rührwerkskugelmühle - Google Patents

Dynamisches element für die trenneinrichtung einer rührwerkskugelmühle Download PDF

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EP2646160B1
EP2646160B1 EP11833565.2A EP11833565A EP2646160B1 EP 2646160 B1 EP2646160 B1 EP 2646160B1 EP 11833565 A EP11833565 A EP 11833565A EP 2646160 B1 EP2646160 B1 EP 2646160B1
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EP
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dynamic element
ball mill
grinding
agitator
separating unit
Prior art date
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Active
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EP11833565.2A
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French (fr)
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EP2646160A2 (de
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Horst Pausch
Jan Wolfrum
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Netzsch Feinmahltechnik GmbH
Original Assignee
Netzsch Feinmahltechnik GmbH
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Publication date
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    • 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
    • B02C17/18—Details
    • B02C17/183—Feeding or discharging devices
    • B02C17/1835—Discharging devices combined with sorting or separating of material
    • B02C17/184—Discharging devices combined with sorting or separating of material with separator arranged in discharge path of crushing zone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
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    • B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
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    • B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • B02C17/161—Arrangements for separating milling media and ground material
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a separation unit with a dynamic element for agitator ball mills.
  • German patent application DE 10 2007 043 670 A1 discloses an agitating ball mill with a cylindrical grinding container, wherein in the grinding container a stirring shaft connected to a drive is arranged.
  • the agitator shaft transmits part of the drive energy to the grinding auxiliary bodies, which are arranged loosely in the grinding container.
  • a spiral separator is arranged before the Mahlgutauslass.
  • the European patent application EP 1 468 739 A1 discloses a horizontal agitating ball mill for continuous grinding of a material which has a cylindrical or conical grinding chamber for receiving grinding bodies. At one end of the grinding chamber an opening into the interior of the grinding chamber Gut inlet is arranged. At the other end of the grinding chamber, a good outlet leading out of the interior is placed. Furthermore, a plurality of stirring elements exhibiting and coaxial with the chamber axis agitator is present. In front of the good outlet is a separately driven separation system that separates the grinding media from the milled material and conveys it back into the interior of the grinding chamber.
  • the separation system is formed from a separating member having two coaxial with the chamber axis arranged circular discs.
  • the wing elements Between the circular discs several, symmetrically distributed around the disk center point, as well as from the disk edge inwardly leading conveyor or wing elements are arranged.
  • the wing elements generate a counterpressure on the good-media mixture, so that due to the centrifugal force and the different specific gravity, the grinding media separated from the product and transported back into the interior.
  • the European patent EP 0 627 262 B1 discloses a fine and fine grinding of a good serving continuous agitator ball mill.
  • This agitator ball mill is equipped with a cylindrical or conical, for Provided recording of Mahl stresses serving grinding chamber. At one end of the grinding chamber a Mahlguteinlass is arranged, which opens into the interior of the grinding chamber. At the other end of the grinding chamber a Mahlgutauslass is arranged, which leads out of the interior.
  • the agitator ball mill stirrers and an agitator moving coaxially to the grinding chamber axis for moving the grinding media, wherein the stirring members are formed schaufelrad- or propeller-like and having a plurality of conveying elements.
  • a circular disc is arranged in each case, wherein at least one of the two discs has at least one central opening.
  • the stirrers are configured and dimensioned such that, during operation of the agitator ball mill, a portion of the mixture continuously flows back over the edge of the disk having the central opening to the central opening. From there, the mixture flows back into the space between the discs. As a result, a uniform axial distribution of the grinding media in the interior of the grinding chamber is maintained.
  • the publication EP 0 260 604 A2 discloses a separator for a stirred ball mill.
  • the separator leaves treated regrind out of the grinding chamber via the Mahlgutauslass, while the grinding media are retained in the grinding chamber.
  • the separating device has the shape of a sieve, but may also be designed as an annular gap arrangement.
  • the invention has for its object to provide a separation unit, with which the discharge of Mahlos stressesn from a stirred ball mill is avoidable.
  • a further object of the invention is to provide a method with which the discharge of auxiliary grinding bodies from a stirred ball mill can be avoided.
  • the grinding container has at least one Mahlguteinlass and at least one Mahlgutauslass.
  • the grinding container is connected to a drive Stirring shaft arranged.
  • the stirrer shaft transmits part of the drive energy of the drive to the grinding aid bodies.
  • Mahlosterrorism are loosely distributed in the grinding container.
  • the agitator ball mill has a separation unit associated with the Mahlgutauslass, wherein the separation unit is disposed about an axis of rotation and / or rotated about this axis of rotation.
  • the separation unit consists of at least two components, of which one component is at least one separation device and a second component is a dynamic element for generating a material flow.
  • the dynamic element is provided with radially extending channels or wings.
  • the dynamic element is arranged between the separator of the separation unit and an end portion of the grinding container.
  • the dynamic element has a contact side to the separating device, a central bore and a conical active surface with openings. Channels are formed between the central bore and the openings of the conical active surface. Ground material is sucked out of the separating device via the central bore and directed via the channels to the openings on the active surface and thus out of the dynamic element. In particular, the material to be ground is discharged radially outward via the channels and exits the dynamic element via the openings of the conically shaped active surface. Furthermore, the dynamic element is characterized in that the cross section of the dynamic element decreases in the direction of the end portion of the grinding container. The dynamic element of the separating unit is arranged at a distance from an end portion of the grinding container.
  • the distance between the dynamic element and the end part is adjustable from 0.5 mm to 30 mm. In a preferred embodiment, the distance between 2 mm and 15 mm is variable. Furthermore, the distance in the preferred embodiment is axially adjustable to the stirring shaft. The adjustment of the distance is used to adapt to different sized Mahltospian.
  • the surface of the dynamic element and the end part of the grinding container are arranged conically with each other.
  • the angle between the axis of rotation and the surface of the element or between the axis of rotation and the end part is designed in the range of 5 ° to 85 °. In a preferred embodiment, the angle has a value of 15 ° to 80 °.
  • the value for the ratio of the length of the separation unit to the stirring wavelength is in the range between 1: 1.1 and 1: 2. Depending on how the separation unit is configured, the value for the ratio can also be in the range between 1: 1.3 and 1: 1.7.
  • the agitator shaft of the agitator ball mill is provided with a cage.
  • a part of the stirring shaft encloses the separation unit. This part is called a cage.
  • the ratio of the outer diameter of the separation unit to the inner diameter of the cage is in a value range of 1: 1.05 to 1: 2.
  • the ratio of the outer diameter of the separation unit to the outer diameter of the end portion of the grinding container for the function of the separation unit is important. This ratio is in a range between 1: 1 and 1: 1.2.
  • the separator and the dynamic element may be coupled together.
  • the separator and the dynamic element may be arranged independently within the separation unit.
  • the separating device and / or the dynamic element are coupled to the stirring shaft and can be driven by the latter.
  • the separating device and / or the dynamic element are decoupled from the agitator shaft and each have their own drive.
  • the drive of the cage or of the separation unit enclosing part of the stirring shaft via the stirring shaft. Furthermore, a separate drive for generating the rotational movement of the separator may be provided. For the design of the separator different embodiments are possible.
  • the separator may be a sieve, a sieve cartridge or a spiral. Many separating devices for stirred ball mills are known from the prior art. These known separation devices can also be combined with the dynamic element according to the invention.
  • a separation unit which consists of at least two components, wherein at least one separating device is combined with at least one dynamic element.
  • the dynamic element is disposed between the separation unit and an end portion of the grinding container.
  • a material flow is generated within the separation unit, so that between the output of the separation unit and its input within the grinding container, a material circulation takes place.
  • the dynamic element generates a flow of material between the outlet and the inlet of the separator and thereby material circulation. Due to the circulation of material, it is no longer possible for auxiliary grinding bodies to form into a gap formed by a spacing between the dynamic element and the end part of the grinding container can enter.
  • the dynamic element creates a flow between the outlet and the inlet of the separation unit.
  • the separating device and the dynamic element are driven together and / or independently of each other, as well as coupled to the stirring shaft or decoupled from this.
  • the pressure generated by the circulation flow is higher in the transition area to the cage than at the end of the separation unit.
  • the rotational movement of the dynamic element produces a material flow which is directed radially from the axis of rotation to the agitator shaft.
  • FIGS. 5 and 6 schematically show possible embodiments of the dynamic element.
  • Fig. 1 shows the schematic structure of a stirred ball mill 20 according to the invention with a separation unit 30.
  • the illustrated agitator ball mill 20 consists of a grinding container 22, which is provided with a Mahlguteinlass 24 and a Mahlgutauslass 26.
  • a stirring shaft 28 is arranged centrally.
  • the separation unit 30 is arranged.
  • the part of the stirring shaft 28 which encloses the separation unit 30 is referred to as cage 44.
  • This cage 44 may have axial recesses 45 or the like so that, for example, auxiliary grinding bodies can pass back into the grinding container 22 through these axial recesses 45.
  • the separator 31 is configured spirally.
  • the separator 31 is associated with a dynamic element 32 for generating a flow of material.
  • the dynamic element 32 is positioned at a distance a from the end portion 27 of the grinding container 22.
  • the gap 42 defined as the distance a, the material to be ground can flow between the dynamic element 32 and the end part 27.
  • the material flow is generated by a rotational movement of the element 32 about the axis of rotation 29 around.
  • Fig. 2 shows the schematic structure of a stirred ball mill 20 according to the invention, wherein the separator 31 is a sieve or a screen cartridge.
  • the separator 31 is coupled to a dynamic element 32 for generating a flow of material.
  • FIG. 3a and 3b show the length and diameter ratios of different separation unit configurations.
  • An agitating ball mill 20 with a long separator 31 is shown.
  • the FIG. 3b on the other hand, an agitator ball mill 20 with a short separating device 31 is shown.
  • the separation unit 30 When in the Fig. 3a shown agitator ball mill 20, the separation unit 30 is surrounded by the stirring shaft 28.
  • the separator 31 of length I ' joins the dynamic element 32 of length I ".
  • the stirring shaft 28 is significantly longer in length L than the separator unit 30 of length I.
  • the gap width 42 is determined by the distance a, which can be adjusted depending on the configuration of the agitator ball mill 20 and the size of the grinding aid bodies (not shown)
  • the dynamic element 32 and the end part 27 are arranged not only at a defined distance a but also at a certain angle w relative to each other
  • the inner diameter D of the agitator shaft 28 is minimally larger than the outer diameter d of the separation unit 30
  • the Fig. 3b is up to the length of the separation unit 30 and its various components with the FIG. 3a identical.
  • the length I of the separation unit 30 is composed of the length I 'of the separator 31 and of the length I "of the dynamic element 32 FIG. 3b
  • the length L of the agitator shaft 28 is less than the length I of the separation unit 30.
  • the end part 27 is only slightly superimposed by the agitator shaft 28.
  • Fig. 4 shows the schematic structure of a dynamic element 32 for generating a flow of material.
  • the element 32 is constructed such that it is rotationally symmetrical about the axis of rotation 29.
  • the contact side 36 of the element 32 is in the installed state with a separator (not shown) in operative connection.
  • Ground material is sucked out of the separating device via a central bore 33 and discharged radially outward via the channels 34, again in the flow direction 37.
  • Through the openings 39 on the active surface 38 of the element 32 of the Mahlgutstrom can emerge from the element 32.
  • the conical design of the active surface 38 of the element 32 can be seen.
  • the cross section of the element decreases towards the end part (not shown).
  • FIGS. 5 and 6 schematically show possible embodiments of the dynamic element 32.
  • Die Fig. 5 shows a dynamic element 32 in a frontal view.
  • the channels 34 for generating a flow of material extend in an arcuate line from the central bore 33 to the outside to the active surface 38 of the element 32nd
  • FIG. 6 another embodiment of a dynamic element 32 is shown.
  • the channels 34 extend from the central bore 33 radially outwards to the active surface 38.
  • the short channels 35 are concealed in the region of the central bore 33 by the material of the element 32. Due to the conical configuration of the element 32, these short channels 35 only emerge in the vicinity of the contact side (not shown).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trenneinheit mit einem dynamischen Element für Rührwerkskugelmühlen.
  • Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2007 043 670 A1 offenbart eine Rührwerkskugelmühle mit einem zylindrischen Mahlbehälter, wobei im Mahlbehälter eine mit einem Antrieb verbundene Rührwelle angeordnet ist. Die Rührwelle überträgt einen Teil der Antriebsenergie auf die Mahlhilfskörper, die im Mahlbehälter lose angeordnet sind. Vor dem Mahlgutauslass ist eine spiralförmige Trenneinrichtung angeordnet.
  • Die europäische Patentanmeldung EP 1 468 739 A1 offenbart eine zum Fein- und Feinstmahlen eines Gutes dienende, kontinuierlich arbeitende horizontale Rührwerkskugelmühle mit einer zylindrischen oder konischen Mahlkammer zur Aufnahme von Mahlkörpern. An einem Ende der Mahlkammer ist ein in den Innenraum der Mahlkammer mündender Gut-Einlass angeordnet. Am anderen Ende der Mahlkammer ist ein aus dem Innenraum herausführender Gut-Auslass platziert. Weiterhin ist ein mehrere Rührorgane aufweisendes und zur Kammerachse koaxiales Rührwerk vorhanden. Vor dem Gut-Auslass ist ein separat angetriebenes Abtrennsystem, das die Mahlkörper vom gemahlenen Gut trennt und zurück in den Innenraum der Mahlkammer fördert, angeordnet. Das Abtrennsystem wird aus einem Trennorgan gebildet, das zwei koaxial zur Kammerachse angeordnete Kreisscheiben besitzt. Zwischen den Kreisscheiben sind mehrere, um den Scheibenmittelpunkt symmetrisch verteilte, sowie vom Scheibenrand nach innen führende Förder- bzw. Flügelelemente angeordnet. Beim Betrieb der Abtrennvorrichtung erzeugen die Flügelelemente einen Gegendruck auf das Gut-Mahlkörper-Gemisch, so dass aufgrund der Zentrifugalkraft und der unterschiedlichen spezifischen Dichte die Mahlkörper vom Produkt getrennt und zurück in den Innenraum befördert werden.
  • Die europäische Patentschrift EP 0 627 262 B1 offenbart eine zum Fein- und Feinstmahlen eines Gutes dienende, kontinuierlich arbeitende Rührwerkskugelmühle. Diese Rührwerkskugelmühle ist mit einer zylindrischen oder konischen, zur Aufnahme von Mahlkörpern dienenden Mahlkammer versehen. Am einen Ende der Mahlkammer ist ein Mahlguteinlass angeordnet, welcher in den Innenraum der Mahlkammer mündet. Am anderen Ende der Mahlkammer ist ein Mahlgutauslass angeordnet, welcher aus dem Innenraum herausführt. Weiterhin weist die Rührwerkskugelmühle Rührorgane und ein sich zur Mahlkammerachse koaxial bewegendes Rührwerk zum Bewegen der Mahlkörper auf, wobei die Rührorgane schaufelrad- oder propellerartig ausgebildet sind und mehrere Förderelemente aufweisen. Beiderseits der Förderelemente ist je eine kreisförmige Scheibe angeordnet, wobei mindestens eine der beiden Scheiben mindestens eine zentrale Öffnung aufweist. Durch die zentrale Öffnung kann das aus den Mahlkörpern und dem zu mahlenden Gut gebildete Gemisch hindurchströmen. Die Rührorgane sind derart ausgebildet und bemessen, dass beim Betrieb der Rührwerkskugelmühle fortlaufend ein Teil des Gemisches über den Rand, der die zentrale Öffnung aufweisenden Scheibe, radial nach innen zur zentralen Öffnung zurückströmt. Von dort strömt das Gemisch in den Zwischenraum zwischen den Scheiben zurück. Dadurch bleibt eine gleichmäßige axiale Verteilung der Mahlkörper im Innenraum der Mahlkammer erhalten.
  • Die Druckschrift EP 0 260 604 A2 offenbart eine Trenneinrichtung für eine Rührwerkskugelmühle. Die Trenneinrichtung lässt behandeltes Mahlgut aus dem Mahlraum über den Mahlgutauslass austreten, während die Mahlkörper im Mahlraum zurückgehalten werden. Gemäß der Offenbarung weist die Trenneinrichtung die Gestalt eines Siebes auf, kann aber auch als Ringspaltanordnung ausgebildet sein. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trenneinheit zu schaffen, mit welcher der Austrag von Mahlhilfskörpern aus einer Rührwerkskugelmühle vermeidbar ist.
  • Die obige Aufgabe wird durch eine Trenneinheit in einer Rührwerkskugelmühle gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst. Weitere vorteilhafte Merkmale sind den Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereit zu stellen, mit welchem der Austrag von Mahlhilfskörpern aus einer Rührwerkskugelmühle vermieden werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 12 umfasst.
  • Es ist eine Rührwerkskugelmühle mit einem zylindrischen Mahlbehälter offenbart. Der Mahlbehälter weist mindestens einen Mahlguteinlass und mindestens einen Mahlgutauslass auf. Im Mahlbehälter ist eine mit einem Antrieb verbundene Rührwelle angeordnet. Die Rührwelle überträgt einen Teil der Antriebsenergie des Antriebs auf die Mahlhilfskörper. Die Mahlhilfskörper sind lose im Mahlbehälter verteilt. Weiterhin besitzt die Rührwerkskugelmühle eine dem Mahlgutauslass zugeordnete Trenneinheit, wobei die Trenneinheit um eine Rotationsachse angeordnet ist und/oder um diese Rotationsachse rotiert. Die Trenneinheit besteht aus mindestens zwei Komponenten, wovon eine Komponente mindestens eine Trenneinrichtung und eine zweite Komponente ein dynamisches Element zum Erzeugen eines Materialstromes ist. Das dynamische Element ist mit radial verlaufenden Kanälen oder Flügeln versehen. Insbesondere ist das dynamische Element hierbei zwischen der Trenneinrichtung der Trenneinheit und einem Endteil des Mahlbehälters angeordnet.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das dynamische Element eine Kontaktseite zur Trenneinrichtung, eine Mittelbohrung und eine konisch ausgebildete Wirkoberfläche mit Öffnungen aufweist. Zwischen der Mittelbohrung und den Öffnungen der konisch ausgebildeten Wirkoberfläche sind Kanälen ausgebildet. Über die Mittelbohrung wird Mahlgut aus der Trenneinrichtung angesaugt und über die Kanäle zu den Öffnungen auf der Wirkoberfläche und somit aus dem dynamischen Element geleitet. Insbesondere wird das Mahlgut über die Kanäle radial nach außen abgegeben und tritt über die Öffnungen der konisch ausgebildeten Wirkoberfläche aus dem dynamischen Element aus. Weiterhin zeichnet sich das dynamische Element dadurch aus, dass der Querschnitt des dynamischen Elementes in Richtung des Endteils des Mahlbehälters abnimmt.Das dynamische Element der Trenneinheit ist mit einem Abstand zu einem Endteil des Mahlbehälters angeordnet. Der Abstand zwischen dem dynamischen Element und dem Endteil ist von 0,5 mm bis 30 mm einstellbar. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstand zwischen 2 mm und 15 mm variabel. Weiterhin ist der Abstand in der bevorzugten Ausführungsform axial zur Rührwelle verstellbar. Die Verstellung des Abstandes dient der Anpassung an verschieden große Mahlhilfskörper.
  • Die Oberfläche des dynamischen Elementes und das Endteil des Mahlbehälters sind konisch zueinander angeordnet. Der Winkel zwischen der Rotationsachse und der Oberfläche des Elements beziehungsweise zwischen der Rotationsachse und dem Endteil ist im Bereich von 5° bis 85° ausgestaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Winkel einen Wert von 15° bis 80° auf.
  • Der Wert für das Verhältnis von der Länge der Trenneinheit zur Rührwellenlänge liegt im Bereich zwischen 1:1,1 und 1:2. Je nach dem wie die Trenneinheit ausgestaltet ist, kann der Wert für das Verhältnis auch im Bereich zwischen 1:1,3 und 1:1,7 liegen.
  • Die Rührwelle der Rührwerkskugelmühle ist mit einem Käfig versehen. Insbesondere umschließt ein Teil der Rührwelle die Trenneinheit. Dieser Teil wird als Käfig bezeichnet. Das Verhältnis vom Außendurchmesser der Trenneinheit zum Innendurchmesser des Käfigs liegt in einem Wertebereich von 1:1,05 bis 1:2. Weiterhin ist das Verhältnis des Außendurchmessers der Trenneinheit zum Außendurchmesser des Endteiles des Mahlbehälters für die Funktion der Trenneinheit wichtig. Dieses Verhältnis liegt in einem Bereich zwischen 1:1 und 1:1,2.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die Trenneinrichtung und das dynamische Element miteinander gekoppelt sein. Alternativ können die Trenneinrichtung und das dynamische Element innerhalb der Trenneinheit unabhängig voneinander angeordnet sein. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Trenneinrichtung und / oder das dynamische Element mit der Rührwelle gekoppelt und können über diese angetrieben werden. Alternativ sind die Trenneinrichtung und / oder das dynamische Element von der Rührwelle entkoppelt sind und weisen (jeweils) einen eigenen Antrieb auf.
  • Der Antrieb des Käfigs beziehungsweise des die Trenneinheit umschließenden Teils der Rührwelle erfolgt über die Rührwelle. Weiterhin kann ein separater Antrieb zur Erzeugung der Drehbewegung der Trenneinrichtung vorgesehen sein. Für die Gestaltung der Trenneinrichtung sind verschiedene Ausgestaltungsformen möglich. Die Trenneinrichtung kann ein Sieb, eine Siebpatrone oder eine Spirale sein. Aus dem Stand der Technik sind viele Trenneinrichtungen für Rührwerkskugelmühlen bekannt. Diese bekannten Trenneinrichtungen können mit dem erfindungsgemäßen dynamischen Element ebenfalls kombiniert werden.
  • Weiterhin ist ein Verfahren zum Betreiben einer Rührwerkskugelmühle mit einer erfindungsgemäßen Trenneinheit offenbart. Hierbei wird eine Trenneinheit verwendet, die aus mindestens zwei Komponenten besteht, wobei mindestens eine Trenneinrichtung mit mindestens einem dynamischen Element kombiniert wird. Das dynamische Element ist zwischen der Trenneinheit und einem Endteil des Mahlbehälters angeordnet. Durch das dynamische Element eine Materialströmung innerhalb der Trenneinheit erzeugt wird, so dass zwischen dem Ausgang der Trenneinheit und deren Eingang innerhalb des Mahlbehälters eine Materialzirkulation stattfindet. Insbesondere erzeugt das dynamische Element eine Materialströmung zwischen dem Ausgang und dem Eingang der Trenneinrichtung und dadurch eine Materialzirkulation. Durch die Materialzirkulation ist es nicht mehr möglich, dass Mahlhilfskörper, in einen durch einen Abstand zwischen dem dynamischen Element und dem Endteil des Mahlbehälters ausgebildeten Spalt eintreten können. Das dynamische Element erzeugt eine Strömung zwischen dem Auslass und dem Einlass der Trenneinheit.
  • Die Trenneinrichtung und das dynamische Element werden miteinander und/oder unabhängig voneinander, sowie mit der Rührwelle gekoppelt oder von dieser entkoppelt, angetrieben. Je nachdem, welches Material in der Rührwerkskugelmühle verarbeitet wird, kann es sinnvoll sein, verschiedene Betriebszustände einzustellen. Hierbei kann es auch sinnvoll sein, die Rührwelle mit einer anderen Geschwindigkeit rotatorisch zu bewegen als die Kombination aus Trenneinrichtung und dynamischen Element.
  • Der Druck, der durch die Zirkulationsströmung erzeugt wird, ist im Übergangsbereich zum Käfig höher als am Ende der Trenneinheit. Durch die Drehbewegung des dynamischen Elements entsteht ein radial von der Rotationsachse zur Rührwelle hin gerichteter Materialstrom.
  • Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
    • Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle mit einer spiralförmigen Trenneinrichtung.
    • Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle, wobei die Trenneinrichtung eine Siebpatrone ist.
    • Fig. 3a und 3b zeigen die Längen- und Durchmesserverhältnisse von verschiedenen Trenneeinheitskonfigurationen.
    • Fig. 4 zeigt den schematischen Aufbau eines dynamischen Elements.
  • Die Fig. 5 und 6 zeigen schematisch mögliche Ausgestaltungsformen des dynamischen Elements.
  • Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.
  • Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle 20 mit einer Trenneinheit 30. Die dargestellte Rührwerkskugelmühle 20 besteht aus einem Mahlbehälter 22, welcher mit einem Mahlguteinlass 24 und einem Mahlgutauslass 26 versehen ist. Im Mahlbehälter 22 ist zentral eine Rührwelle 28 angeordnet. Innerhalb der Rührwelle 28 ist die Trenneinheit 30 angeordnet. Der Teil der Rührwelle 28, der die Trenneinheit 30 umschließt wird als Käfig 44 bezeichnet. Dieser Käfig 44 kann axiale Aussparungen 45 oder Ähnliches aufweisen, so dass durch diese axialen Aussparungen 45 hindurch zum Beispiel Mahlhilfskörper zurück in den Mahlbehälter 22 gelangen können. In dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Trenneinrichtung 31 spiralförmig ausgestaltet. Der Trenneinrichtung 31 ist ein dynamisches Element 32 zum Erzeugen eines Materialstroms zugeordnet. Das dynamische Element 32 ist in einem Abstand a vom Endteil 27 des Mahlbehälters 22 positioniert. Durch den als Abstand a definierten Spalt 42 kann das Mahlgut zwischen dem dynamischen Element 32 und dem Endteil 27 strömen. Die Materialströmung wird durch eine rotatorische Bewegung des Elements 32 um die Rotationsachse 29 herum erzeugt.
  • Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle 20, wobei die Trenneinrichtung 31 ein Sieb oder eine Siebpatrone ist. Die Trenneinrichtung 31 ist mit einem dynamischen Element 32 zum Erzeugen eines Materialstroms gekoppelt.
  • Die Fig. 3a und 3b zeigen die Längen- und Durchmesserverhältnisse von verschiedenen Trenneinheitskonfigurationen. In der Figur 3a ist eine Rührwerkskugelmühle 20 mit einer langen Trenneinrichtung 31 dargestellt. Die Figur 3b hingegen zeigt eine Rührwerkskugelmühle 20 mit einer kurzen Trenneinrichtung 31.
  • Bei der in der Fig. 3a dargestellten Rührwerkskugelmühle 20 ist die Trenneinheit 30 von der Rührwelle 28 umgeben. Der Trenneinrichtung 31 mit der Länge I' schließt sich das dynamische Element 32 mit der Länge I" an. Die Rührwelle 28 ist mit einer Länge L deutlich länger als die Trenneinheit 30 mit der Länge I. Zwischen dem dynamischen Element 32 und dem Endteil 27 ist ein Spalt 42 ausgebildet. Die Spaltweite 42 ist vom Abstand a bestimmt, welcher je nach Ausgestaltungsform der Rührwerkskugelmühle 20 und je nach Größe der Mahlhilfskörper (nicht dargestellt) angepasst werden kann. Für die Funktion der Trenneinheit 30 ist es wichtig, dass das dynamische Element 32 und das Endteil 27 nicht nur in einem definierten Abstand a, sondern auch in einem bestimmten Winkel w zueinander angeordnet sind. Weiterhin ist zu erkennen, dass der Innendurmesser D der Rührwelle 28 minimal größer ist als der Außendurchmesser d der Trenneinheit 30. Der Außendurchmesser d' des Endteils 27 ist jedoch deutlich geringer als der Innendurchmesser D der Rührwelle 28.
  • Die Fig. 3b ist bis auf die Länge der Trenneinheit 30 und seiner verschiedenen Bestandteile mit der Figur 3a identisch. Die Länge I der Trenneinheit 30 setzt sich aus der Länge I' der Trenneinrichtung 31 und aus der Länge I" des dynamischen Elements 32 zusammen. Bei der in der Figur 3b dargestellten Ausführungsform ist die Länge L der Rührwelle 28 jedoch geringer als die Länge I der Trenneinheit 30. Weiterhin wird das Endteil 27 nur geringfügig von der Rührwelle 28 überlagert.
  • Fig. 4 zeigt den schematischen Aufbau eines dynamischen Elements 32 zur Erzeugung einer Materialströmung. Das Element 32 ist derart aufgebaut, dass es rotationssymetrisch um die Rotationsachse 29 verläuft. Die Kontaktseite 36 des Elements 32 steht im eingebauten Zustand mit einer Trenneinrichtung (nicht dargestellt) in Wirkzusammenhang. Über eine Mittelbohrung 33 wird Mahlgut aus der Trenneinrichtung angesaugt und über die Kanäle 34 radial nach außen, in Strömungsrichtung 37 wieder abgegeben. Durch die Öffnungen 39 an der Wirkoberfläche 38 des Elements 32 kann der Mahlgutstrom aus dem Element 32 austreten. Deutlich ist die konische Gestaltung der Wirkoberfläche 38 des Elements 32 erkennbar. Der Querschnitt des Elements nimmt in Richtung zum Endteil (nicht dargestellt) ab.
  • Die Fig. 5 und 6 zeigen schematisch mögliche Ausgestaltungsformen des dynamischen Elements 32. Die Fig. 5 zeigt ein dynamisches Element 32 in einer Frontalansicht. Die Kanäle 34 zum Erzeugen einer Materialströmung verlaufen in einer bogenförmigen Linie von der Mittelbohrung 33 nach außen zur Wirkoberfläche 38 des Elements 32.
  • In der Fig. 6 ist eine weitere Ausgestaltungsform eines dynamischen Elements 32 dargestellt. Die Kanäle 34 verlaufen von der Mittelbohrung 33 radial nach außen zur Wirkoberfläche 38. Die kurzen Kanäle 35 sind im Bereich der Mittelbohrung 33 vom Material des Elements 32 verdeckt. Durch die konische Ausgestaltung des Elements 32 treten diese kurzen Kanäle 35 erst in der Nähe der Kontaktseite (nicht dargestellt) hervor.
  • Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben.
    • Bezugszeichen
    • 20
    Rührwerkskugelmühle
    22
    Mahlbehälter
    24
    Mahlguteinlass
    26
    Mahlgutauslass
    27
    Endteil des Mahlbehälters
    28
    Rührwelle
    29
    Rotationsachse
    30
    Trenneinheit
    31
    Trenneinrichtung
    32
    Element zum Erzeugen eines Materialstromes
    33
    Mittelbohrung
    34
    Kanäle
    35
    kurze Kanäle
    36
    Kontaktseite des Elements
    37
    Strömungsrichtungen
    38
    Oberfläche des Elements
    39
    Öffnungen
    42
    Spalt
    44
    Käfig
    45
    Aussparungen
    a
    Abstand
    w
    Winkel
    L
    Rührwellenlänge
    I
    Länge der Trenneinheit
    I'
    Länge der Trenneinrichtung
    I"
    Länge des Elements
    D
    Innendurchmesser der Rührwelle
    d
    Außendurchmesser der Trenneinheit
    d'
    Außendurchmesser des Endteils

Claims (16)

  1. Rührwerkskugelmühle (20) mit einem zylindrischen Mahlbehälter (22) der mindestens einen Mahlguteinlass (24) und mindestens einen Mahlgutauslass (26) aufweist, wobei im Mahlbehälter (22) eine mit einem Antrieb verbundene Rührwelle (28) angeordnet ist, die einen Teil der Antriebsenergie auf Mahlhilfskörper überträgt, wobei die Mahlhilfskörper im Mahlbehälter (22) lose verteilt sind und einer dem Mahlgutauslass (26) der Rührwerkskugelmühle (20) zugeordneten Trenneinheit (30), wobei die Trenneinheit (30) um eine Rotationsachse (29) angeordnet ist und/oder um diese Rotationsachse (29) rotiert, wobei die Trenneinheit (30) aus mindestens zwei Komponenten besteht, wovon eine Komponente mindestens eine Trenneinrichtung (31) und eine zweite ein dynamisches Element (32) mit radial verlaufenden Kanälen (34) oder Flügeln zum Erzeugen eines Materialstromes innerhalb der Trenneinheit (30) ist, wobei das dynamische Element (32) zwischen der Trenneinrichtung (31) der Trenneinheit und einem Endteil (27) des Mahlbehälters (22) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das dynamische Element (32) eine Kontaktseite (36) zur Trenneinrichtung (31), eine Mittelbohrung (33), über die Mahlgut aus der Trenneinrichtung (31) ansaugbar ist, eine konisch ausgebildete Wirkoberfläche (38) mit Öffnungen (39) und zwischen der Mittelbohrung (33) und den Öffnungen (39) ausgebildeten Kanälen (34) aufweist und dass der Querschnitt des dynamischen Elementes (32) in Richtung des Endteils (27) des Mahlbehälters (22) abnimmt.
  2. Rührwerkskugelmühle (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dynamische Element (32) mit einem Abstand (a) zwischen dem dynamischen Element (32) und dem Endteil (27) des Mahlbehälters (22), insbesondere zu einem Endteil (27) des Mahlbehälters (22) angeordnet ist.
  3. Rührwerkskugelmühle (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) von 0,5 mm bis 30 mm, vorzugsweise von 2 mm bis 15 mm einstellbar ist.
  4. Rührwerkskugelmühle (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (38) des dynamischen Elementes (32) und das Endteil (27) des Mahlbehälters (22) konisch zueinander angeordnet sind.
  5. Rührwerkskugelmühle (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge (I) der Trenneinheit (30) zur Rührwellenlänge (L) im Bereich zwischen 1:1,1 und 1:2, vorzugsweise im Bereich zwischen 1:1,3 und 1:1,7 liegt.
  6. Rührwerkskugelmühle (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (44) der Rührwelle (28) die Trenneinheit (30) umschließt, wobei das Verhältnis vom Außendurchmesser (d) der Trenneinheit (30) zum Innendurchmesser (D) die Trenneinheit (30) umschließenden Teils (44) der Rührwelle (28) in einem Bereich von 1:1,05 bis 1:2 liegt.
  7. Rührwerkskugelmühle (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Außendurchmessers (d) der Trenneinheit (30) zum Außendurchmesser (d') des Endteiles (27) des Mahlbehälters (22) in einem Bereich zwischen 1:1 und 1:1,2 liegt.
  8. Rührwerkskugelmühle (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung (31) und das dynamische Element (32) miteinander gekoppelt sind und/oder unabhängig voneinander sind, sowie mit der Rührwelle (28) gekoppelt und über die Rührwelle (28) antreibbar oder von dieser entkoppelt sind und einen eigenen Antrieb aufweisen.
  9. Rührwerkskugelmühle (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb eines die Trenneinheit (30) umschließenden Teils (44) der Rührwelle (28) über die Rührwelle (28) erfolgt.
  10. Rührwerkskugelmühle (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein separater Antrieb zur Erzeugung der Drehbewegung der Trenneinheit (30) vorgesehen ist.
  11. Rührwerkskugelmühle (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung (31) ein Sieb, eine Siebpatrone oder eine Spirale ist.
  12. Verfahren zum Betreiben einer Rührwerkskugelmühle (20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei eine Trenneinheit (30) verwendet wird, die aus mindestens zwei Komponenten besteht, wobei mindestens eine Trenneinrichtung (31) mit mindestens einem dynamischen Element (32) kombiniert wird, das zwischen der Trenneinrichtung (31) der Trenneinheit und einem Endteil (27) des Mahlbehälters (22) angeordnet ist, wobei durch das dynamische Element (32) eine Materialströmung innerhalb der Trenneinheit (30) erzeugt wird, so dass zwischen dem Ausgang der Trenneinheit (30) und deren Eingang innerhalb des Mahlbehälters (22) eine Materialzirkulation stattfindet dadurch gekennzeichnet, dass das dynamische Element (32) eine Kontaktseite (36) zur Trenneinrichtung (31), eine Mittelbohrung (33), eine konisch ausgebildete Wirkoberfläche (38) mit Öffnungen (39) und zwischen der Mittelbohrung (33) und den Öffnungen (39) ausgebildeten Kanälen (34) aufweist und dass der Querschnitt des dynamischen Elementes (32) in Richtung des Endteils (27) des Mahlbehälters (22) abnimmt, wobei Mahlgut über die Mittelbohrung (33) des dynamischen Elements (32) aus der Trenneinrichtung (31) angesaugt wird und über die Kanäle (34) des dynamischen Elements (32) radial nach außen abgegeben wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Mahlgutstrom über die Öffnungen (39) der konisch ausgebildeten Wirkoberfläche (38) aus dem dynamischen Element (32) austritt.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das dynamische Element (32) eine Materialströmung zwischen dem Ausgang und dem Eingang der Trenneinrichtung (31) erzeugt wird, wodurch eine Materialzirkulation entsteht, die das Eindringen von Mahlhilfskörpern in einen durch einen Abstand (a) zwischen dem dynamischen Element (32) und dem Endteil (27) des Mahlbehälters (22) ausgebildeten Spalt (42) vermieden wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung (31) und das dynamische Element (32) miteinander und/oder unabhängig voneinander, sowie mit der Rührwelle (28) gekoppelt oder von dieser entkoppelt, angetrieben.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Drehbewegung des dynamischen Elements (32) ein radial von der Rotationsachse (29) zur Rührwelle (28) hin gerichteter Materialstrom entsteht.
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