EP3969180A1 - Vorrichtung zur zerkleinerung von einsatzmaterial sowie verwendung eines kühlungsgehäuses an der vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur zerkleinerung von einsatzmaterial sowie verwendung eines kühlungsgehäuses an der vorrichtung

Info

Publication number
EP3969180A1
EP3969180A1 EP20726346.8A EP20726346A EP3969180A1 EP 3969180 A1 EP3969180 A1 EP 3969180A1 EP 20726346 A EP20726346 A EP 20726346A EP 3969180 A1 EP3969180 A1 EP 3969180A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
cooling
grinding
flow path
cooling housing
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.)
Pending
Application number
EP20726346.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Rüther
Hans-Bernd Humpe
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.)
Thyssenkrupp Polysius GmbH
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions 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
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Industrial Solutions AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3969180A1 publication Critical patent/EP3969180A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B02C17/14—Mills in which the charge to be ground is turned over by movements of the container other than by rotating, e.g. by swinging, vibrating, tilting
    • 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
    • B02C17/18—Details
    • B02C17/1815—Cooling or heating devices

Definitions

  • the invention relates to a device for comminuting input material in a vibratory disk mill.
  • the invention also relates to the use of components for cooling a grinding system of the vibratory disk mill.
  • the invention relates to a device and a method or a use according to the preamble of the respective independent or subsidiary claim.
  • Vibratory disc mills are used for the fine comminution of solids, in particular for the purpose of providing the comminuted or ground solids for material analysis (e.g. X-ray fluorescence analysis XRF, atomic absorption spectroscopy AAS, near infrared spectroscopy NIR, inductively coupled plasma mass spectrometry ICP-MS).
  • material analysis e.g. X-ray fluorescence analysis XRF, atomic absorption spectroscopy AAS, near infrared spectroscopy NIR, inductively coupled plasma mass spectrometry ICP-MS.
  • Vibrating disc mills usually have a grinder, which is arranged in a housing between a material feed and a material discharge.
  • the grinder includes, for example, a pot with a lid and grinding bodies, which can be designed as stones, disks, lenses or rings, for example.
  • Vibratory disc mills can grind the solids based on pressure, impact and / or friction.
  • Vibrating disc mills generate a rotary vibratory movement of the center of gravity of the grinding chamber without rotating the chamber.
  • This oscillating movement can be generated by a resilient mounting with an unbalanced mass drive or by eccentric shafts. Mills with unbalanced masses have a spring deflection that is dependent on the speed variable eccentric radius; Mills with eccentric shafts have a structurally constant radius.
  • This oscillating movement guides the grinding tools into a rolling movement on the circumference of the grinding vessel.
  • Alternative vibration methods lead to deliberately chaotic movements of the grinding tools as well as to random impact loads between the tools and between the tools and the grinding vessel.
  • the feed material is crushed on the side wall of the grinding vessel by means of the grinding stone by a rolling movement; Below the grinding stone towards the grinding chamber floor, the grinding takes place by means of a rotary-push movement.
  • DE 43 43 742 A1 describes a vibrating disc mill with a grinding vessel with an air-cooled outer cooling jacket through which air flows from bottom to top.
  • EP 2 061 600 B1 and EP 2 063 992 B1 each describe a vibrating mill with a housing ring in which cooling grooves are provided in such a way that the housing can be cooled by means of a circulating cooling medium.
  • DE 2 063 812 A describes a grinding process (in particular a horizontally arranged vibrating ball mill) which technically differs from the grinding process of vibrating disk mills, which is also reflected in the construction of the mill.
  • the object of the invention is to provide a vibratory disk mill with the features described at the beginning, in which the cooling can be optimized, in particular with a view to minimizing the previously described adverse effects of temperature differences within the mill, especially in vibratory disk mills with eccentric shaft drives , especially with regard to tensions between the individual components.
  • a vibrating disk mill device set up for comminuting feedstock, in particular feedstock with a particle size of less than 20 mm, in particular set up for grinding the feedstock to particle sizes of less than 75 ⁇ m or less than 10 ⁇ m, with: a mill housing which has a system limit of the environment for a material feed and for a material discharge of the vibrating disk mill device; a grinding system arranged in the mill housing such that it can oscillate, with a grinding chamber and with at least one grinding stone arranged movably in the grinding chamber, the grinding system being arranged on the material flow path between material feed and material discharge; wherein the vibrating disk mill device has a cooling housing arranged inside the mill housing, the grinding system or at least the grinding chamber at least partially delimiting or enclosing (inner or inner) cooling housing, wherein the cooling housing defines at least one flow path for cooling medium, in particular for gaseous cooling medium (preferably Air).
  • gaseous cooling medium preferably Air
  • the grinding chamber can be efficiently cooled by a very simple structural measure, in particular with minimal additional operating costs.
  • the cooling housing can for example as The box or casing creates a partitioning off from the environment, in particular in the case of a predefinable enclosed cooling volume, with air, for example, being usable as the cooling medium, so that no separate cooling medium circuit has to be provided.
  • the grinding system and the cooling housing are spaced apart and the flow path for cooling medium runs between the grinding system and the cooling housing.
  • the cooling housing does not have to be moved with the grinding system, only the grinding system is moved within the cooling housing for the grinding process, the cooling housing remains relatively calm, apart from the vibrations which are transmitted to the entire device. Less moving mass means less energy loss and less wear.
  • the cooling medium comes more directly to the grinding system, the layer thickness for the heat transfer is reduced.
  • the full-surface cooling achieves a more homogeneous temperature control.
  • the feed material preferably has a particle size of less than 20 mm.
  • the particle size of the feedstock is particularly preferably between 20 mm and 75 ⁇ m.
  • the feedstock is preferably ground to particle sizes of less than 75 ⁇ m, particularly preferably to particle sizes of less than 10 ⁇ m.
  • the starting material is preferably ground to particle sizes of more than 0.5 ⁇ m, particularly preferably to particle sizes of more than 1 ⁇ m, very particularly preferably to particle sizes of more than 2 ⁇ m.
  • particle size is to be understood as the mean particle size, larger and smaller particles being found with decreasing probability the further the size deviates from the mean size.
  • cooling of the grinding unit can be ensured by flushing the grinding system with cooling medium, that is, direct cooling of the grinding system or the moving, grinding components of the mill.
  • the invention is based on the concept of housing or at least partially sealing off the grinding system with regard to heat transport by convection.
  • the cooling housing is advantageously arranged or constructed in such a way that the grinding chamber can be temperature controlled by cooling based on heat exchange by convection.
  • a convective heat transfer in a predefinable cooling volume also enables, in particular, a comparatively variable regulation or temperature control, for example based on the temperature and / or the throughput (volume flow) of the cooling medium.
  • Guiding of the cooling medium, in particular an air duct, around the grinding chamber can in particular be ensured by inlets and outlets of the cooling housing that are arranged at least approximately centrally with respect to the diameter of the grinding chamber. It has been shown that the cooling according to the invention, in particular, promotes or even enables continuous use of the mill, in particular when there is a high turnover of feedstock.
  • the inner housing can extend around the components of the grinding chamber, in particular with the maximum possible flow path along the respective component, in the sense of a complete flow around the grinding chamber by means of cooling medium.
  • the inner housing is preferably designed to be comparatively close fitting, that is to say guided comparatively close to the contour of the grinding mechanism or grinding system.
  • the inner geometry or inner contour of the cooling housing is preferably designed to correspond to the outer contour of the grinding system or specifically the grinding chamber.
  • the cooling housing can advantageously be composed of individual segments or panels which, for example, are pivotably connected to one another in one piece (gas tightness) or can also be coupled to one another by individual separate individual segments by means of hinges or axes of rotation.
  • the cooling housing (inner housing) can, for example, be placed over the grinding chamber.
  • the cooling housing does not have to be completely closed circumferentially, but can, for example, have an open underside, in particular with regard to flanging the housing onto a base plate, or with regard to an arrangement that overlaps (overlaps) the base plate in the height direction.
  • Lateral gaps between the grinding unit and the housing are preferably small or minimized, in particular in order to enable the flow around the individual components according to a movement path that is as precisely predetermined as possible.
  • an inner collar can optionally be provided in a cover of the cooling housing, in particular with a guide such that the cooling medium is guided over the cover of the grinding chamber for as long as possible.
  • the flow path can also be routed redundantly multiple times along the same contour.
  • the cooling housing preferably encloses the grinding unit tightly, in particular in order to be able to use the cooling medium effectively.
  • the cooling housing can be designed to correspond geometrically to the grinding chamber. A particularly effective cooling can be ensured thanks to high speeds, a lot of surface contact and preferably also thanks to several deflections (turning points in the flow path).
  • the cooling medium in particular air, can in particular be conducted from below to the bottom of the grinding chamber, in the sense of a direct flow for the purpose of maximum heat transport or maximum temperature difference without any intermediate components.
  • the cooling medium can in particular also be guided in countercurrent against the direction of flow of the feedstock.
  • the cooling medium is discharged in particular in the middle of the grinding chamber.
  • a flow path for the cooling medium preferably runs on one or more semicircular paths around the grinding chamber, each with a central start and end point.
  • Axial fans can preferably be provided at the central start and / or end points.
  • the cooling medium can be provided pre-cooled upstream of the grinding system, especially when the mill is set up in particularly warm surroundings.
  • the device can have a cooling unit set up for pre-cooling the cooling medium, the cooling unit being arranged outside the grinding chamber, preferably below the grinding chamber.
  • a Temperature differences in the range from 5 K to 10 K [Kelvin] can already produce noticeable effects.
  • a compromise which can be regulated by means of a logic unit, of flow volume flow and cooling power upstream of the grinding chamber can be set or regulated.
  • dry mineral substances can be used as substances to be ground (feedstock).
  • the material can be fed with particles up to 10 mm [millimeters] in size.
  • the ground product can, for example, be ground down to below 10 ⁇ m [micrometers].
  • the mill housing can also be formed, at least in sections, by a support frame (frame) of the mill.
  • cooling according to the invention in particular air cooling, thanks to the free flow of the cooling medium between the movable components, a comparatively large surface can be cooled, so that the cooling is / becomes particularly effective.
  • cooling by means of liquid, in particular water can only take place at a fewer number of locations and only in narrowly predefined areas / sections.
  • Spraying liquid cooling medium has also proven to be more disadvantageous or less efficient than the cooling according to the invention and, in particular, due to the associated technical complexity, is not to be seen as an alternative.
  • a / the base plate of the mill can also be referred to as a base plate. All the forces from the grinding system are usually bundled on this plate, with uneven residual forces being able to be passed on to the machine frame (support frame).
  • the inner housing of the mill can be divided into dismountable / mountable segments. The segmentation can in particular also enable access to the grinding unit without having to remove the components from the frame / frame of the mill. This favors a time-efficient change of the grinding tools.
  • the inner housing is divided into four wall elements, four ceiling segments and two labyrinth covers.
  • the inner housing is preferably built very closely around the grinding system, in particular with the effect that the cooling medium (cooling air) directed from below onto the grinding vessel can be guided closely around the components of the mill (cooling flow path at least approximately corresponding to the contour of the grinding system).
  • the cooling medium is discharged, for example, via a central opening in the top of the inner housing, in particular in order to guide the cooling medium closely and true to the contour above the grinding system. This provides a good cooling effect.
  • the pressure loss can be kept at a comparatively low level.
  • a labyrinth guide and / or at least one inner collar is preferably provided in the cover.
  • the labyrinth guide can optimize the flow path and / or the dwell time of the cooling medium or, for example, serve for subsequent setting or fine adjustment of the flow path. Furthermore, a soundproofing function can also be provided by means of the labyrinth guide.
  • the inner housing preferably has an inner soundproofing lining, for example provided by a coating and / or by foam material. This also provides the advantageous side effect of minimizing the noise emission of the mill by means of the inner housing. Thanks to optimized cooling, negative effects of any linings with regard to heat transport can be minimized.
  • Milling vessels usually have a cylindrical wall and a flat cover and base.
  • the inner housing can (inside) be designed geometrically corresponding to this contour and thereby define a geometrically corresponding cooling medium flow path.
  • the following variants of the millstones that can be used are usually practicable: cylindrical millstone; ring-shaped grinding stone with additional cylindrical grinding stone; lenticular millstone.
  • Two fans with a total delivery rate of approx. 800 to 1,500 m 3 / h [cubimeters per hour] cool the grinding system at a load of five to 15 grinding processes per hour and at approx. 0.5 to 3 kg of feedstock.
  • the grinder and the fans can, for example, run continuously (continuously).
  • Air for example, is provided as the cooling medium, in particular for reasons of cost.
  • the ambient temperature in particular room temperature
  • the ambient temperature can be specified as the expedient inflow temperature, so that cooling of the cooling medium on the inlet side is not necessary.
  • the outlet temperature is, for example, a temperature in the range of approx. 10 ° C [degrees Celsius] or 10 K [Kelvin] above the inflow temperature, for example a temperature of 30 ° C.
  • the arrangement according to the invention can also be described as a housing-in-housing arrangement, in particular since the inner housing can also fulfill a protective function.
  • the housing-in-housing arrangement enables functional integration into the cooling housing, for example also with regard to sound insulation or improved protection against foreign bodies.
  • full sound insulation can be provided, in particular in the area of all inner sides or inner lateral surfaces of the inner housing.
  • the at least one flow path for cooling medium runs within the cooling housing which encloses or surrounds at least the grinding chamber. This also enables forced convection along the longest possible sections of the outer surfaces of the grinding chamber.
  • the at least one flow path for cooling medium between the inlet and outlet of the cooling housing along the grinding chamber has at least two or at least three turning points. In this way, for example, retaining brackets or bearings or balancing weights can also be flowed around, that is to say components of the grinding system via which heat can be dissipated. This also favors at least indirect cooling of the grinding chamber.
  • the cooling housing defines a circumferential cooling area (enveloping cooling jacket) around the entire grinding chamber.
  • the cooling housing defines a cooling area running in the longitudinal direction completely along the entire grinding chamber (cooling jacket oriented in the direction of material flow or against the direction of material flow). This enables a comprehensive or effective heat exchange over a comparatively large area.
  • the cooling housing has an inlet and an outlet for the cooling medium which are each arranged at least approximately centrally in the cooling housing. Apart from a simple structural design, this also enables very practical flow guidance. Thanks to an arrangement that is as central as possible, the cooling medium can easily be distributed homogeneously over all heat exchange surfaces.
  • the arrangement of a discharge valve may oppose a strictly central arrangement.
  • the at least one flow path for cooling medium within the cooling housing surrounding at least the grinding chamber can run in one section in the vertical direction or in at least two sections in opposite vertical directions.
  • This type of flow reversal can also increase the residence time and optimize the heat transport phenomena. Depending on acceptable pressure losses, it can be more advantageous to guide the cooling medium without vertical reversal in only one direction along the grinding chamber.
  • a preferred routing of the cooling medium can be described as follows: The cooling medium flowing in from below is divided in the radial direction and guided around the grinding chamber. Above or above the grinding chamber, the cooling medium or the flow paths of the cooling medium are bundled / merged again, and the cooling medium is preferably discharged from the cooling housing via a single outlet.
  • the at least one flow path for cooling medium between the inlet and outlet of the cooling housing is subdivided into at least two flow path sections running at least in sections in a parallel arrangement, or in a radially arranged lateral section of the grinding chamber in at least two flow path sections running at least in sections in parallel arrangement, the at least two flow path sections are / are recombined upstream of the outlet. This allows the cooling to be optimized.
  • the cooling housing has an inlet and an outlet, a labyrinth guide and / or at least one inner collar being / are provided at the outlet in front of the outlet, in particular a labyrinth guide comprising at least two additional turning points of the flow path.
  • a labyrinth guide can be constructed, for example, with an inner guide for deflecting the flow paths in the manner of silencers.
  • the cooling housing has an inlet and an outlet, the inlet being designed for directed guidance of the cooling medium onto an underside or onto a floor of the grinding chamber.
  • the inlet and the outlet of the cooling housing are arranged opposite one another, in particular centrally or at least approximately centrally in relation to a diameter of the grinding chamber, in particular opposite in the axial direction, with at least one fan in or on the inlet and / or outlet Flow path is arranged.
  • several fans can be provided next to one another, which are preferably arranged together in the radial direction at least approximately in the middle with respect to the grinding chamber.
  • the grinding system has a base plate, the base plate forming a support or bearing for at least one fan arranged in the flow path. This also results in further structural advantages.
  • the vibrating disk mill device has, for example, a grinding drive which is held / fixed on a / the base plate of the grinding system.
  • a / the grinding drive of the vibrating disk mill device can for example be arranged eccentrically with respect to the grinding chamber.
  • a / the grinding drive of the vibrating disk mill device is coupled, for example, to at least one eccentrically arranged drive shaft, optionally also to two or to three eccentric drive shafts.
  • the cooling housing is configured as a five-sided housing shell or housing segment unit that is open at the bottom.
  • the cooling housing can, for example, have a square, rectangular, square or at least approximately circular base area or cross-sectional contour.
  • the housing can be constructed in a simple manner and can also be easily integrated into the structural design of the mill.
  • the cooling housing can, for example, on tabs or projections or Supports of the mill housing or the base plate be attached, in particular with its underside.
  • the cooling housing can, for example, be connected to a / the base plate of the grinding system in a form-fitting and / or force-fitting manner, in particular screwed.
  • the cooling housing together with a / the base plate of the grinding system, can form a unit that is sealed off in all directions, in particular in that the housing seals off the grinding chamber at least in all horizontal directions and also from above.
  • the base plate can fulfill a housing function to define a bottom of the cooling housing (base plate as part of an internal housing, in particular to define a cooling area or cooling jacket around the grinding chamber).
  • the cooling medium can optionally be conducted through the cooling housing by negative pressure (suction guidance) or by overpressure (pressure guidance).
  • suction guidance negative pressure
  • pressure guidance overpressure guidance
  • the geometry of the flow paths and the pressure conditions can be influenced.
  • At least one fan is set up to provide a flow rate in the range of 100 m 3 / h to 2,000 m 3 / h upstream and / or downstream of the grinding chamber in the flow path.
  • the fan can also be adjustable.
  • An advantageously broad control range can be opened up for the forced convection.
  • At least one fan with a flow rate in the range from 200 to 600 m 3 / h or 300 to 800 m 3 / h is used. It has been shown that with effective guidance of the cooling medium, good cooling effects can be achieved from 100 m 3 / h. A cooling capacity of over 1000 m 3 / h can be particularly advantageous, especially in continuous use, depending on the size of the mill.
  • the cooling housing can be positioned in a predefinable, in particular adjustable, relative position relative to the mill housing and / or relative to / to a base plate, in particular by means of adjustable fastening means. In this way, the partitioning achieved by means of the cooling housing can be set or finely adjusted.
  • the cooling housing can optionally be arranged and fixable within the mill housing in such a way that a gap or channel or cooling jacket created between the cooling housing and the grinding system can be adjusted in size and / or geometry. This also enables adjustment in a simple manner, for example with regard to the throughput, for example by means of spacers and / or screw connections, which are accessible from the outside of the mill housing.
  • the cooling housing can optionally be arranged inside the mill housing in such a way that a gap or channel created between the cooling housing and a / the base plate of the vibrating disk mill device is minimally large (maximally small). This further simplifies the integration of the cooling housing into the standard structure of mills.
  • the cooling housing is composed / built up in a plurality of segments that can be removed / assembled, in particular in at least three segments, in particular in at least two side segments and at least one cover segment.
  • This also favors a customizable design of the housing for a particular application. Last but not least, this also facilitates access to the grinding chamber without having to remove the housing from the rack / frame.
  • the individual segments can in particular be constructed as surface elements or panels, in particular, at least on the outside, each completely flat / flat (flat surface outside or outside and inside).
  • the cooling housing has soundproofing means, in particular a soundproofing lining on an inside of the cooling housing.
  • soundproofing means in particular a soundproofing lining on an inside of the cooling housing.
  • foam in particular heavy foam, can be used as a soundproofing agent.
  • a material thickness of the soundproofing means or the lining is, for example, in the range from 15 mm to 55 mm.
  • a vibrating disk mill device for comminuting input material, in particular input material with a particle size of less than 20 mm, in particular set up for grinding the input material to particle sizes of less than 75 ⁇ m or less than 10 ⁇ m, with: a mill housing which has a system limit of the The environment for a material feed and for a material discharge of the vibratory disk mill device is defined; a grinding system arranged in the mill housing such that it can oscillate, with a grinding chamber and with at least one grinding stone arranged movably in the grinding chamber, the grinding system being arranged on the material flow path between material feed and material discharge; wherein the vibrating disk mill device has a cooling housing which is arranged within the mill housing and encloses the grinding system or at least the grinding chamber, the cooling housing defining at least one flow path for cooling medium, in particular for gaseous cooling medium (preferably air), which at least partially extends along the grinding system has inlet and outlet for the cooling medium arranged approximately in the middle of
  • the grinding system and the cooling housing are spaced apart and the flow path for cooling medium runs between the grinding system and the cooling housing. This has a number of advantages over the prior art.
  • the cooling housing does not have to be moved with the grinding system. Less moving mass means less energy loss and less wear.
  • the cooling medium comes more directly to the grinding system, the layer thickness for the heat transfer is reduced.
  • the full-surface cooling achieves a more homogeneous temperature control.
  • the feed material preferably has a particle size of less than 20 mm.
  • the particle size of the feedstock is particularly preferably between 20 mm and 75 ⁇ m.
  • the feedstock is preferably ground to particle sizes of less than 75 ⁇ m, particularly preferably to particle sizes of less than 10 ⁇ m.
  • the starting material is preferably ground to particle sizes of more than 0.5 ⁇ m, particularly preferably to particle sizes of more than 1 ⁇ m, very particularly preferably to particle sizes of more than 2 ⁇ m.
  • the aforementioned object is also achieved according to the invention by using an inner, internal cooling housing within a mill housing of a vibrating disk mill to define a cooling jacket that at least partially envelops a grinding chamber of the vibrating disk mill and to define at least one flow path for cooling medium that runs at least partially along the grinding chamber or the grinding system of the vibrating disk mill , in particular for gaseous cooling medium (preferably air), in particular in a vibratory disk mill device described above.
  • gaseous cooling medium preferably air
  • FIG. 1 shows a perspective view of a vibrating disk mill device according to an exemplary embodiment
  • 2A, 2B, 2C each show, in perspective view, details of a cooling housing for a vibrating disk mill device according to an exemplary embodiment
  • Fig. 4 is a sectional side view of a cooling housing for a
  • Vibrating disk mill device according to an embodiment.
  • Fig. 1 shows a vibrating disk mill device 10 with a mill housing or housing frame 1 1, which / which is constructed from individual carriers 1 1 .1 (or profiles).
  • Starting material M1 is guided from a material feed 12 on a material flow path P1 through a grinding system 13 (not shown in FIG. 1) and conveyed to a material discharge 19.
  • the grinding system 13 is surrounded by a cooling housing 17, which seals off the grinding system 13 from the environment 1.
  • FIGS. 2A, 2B, 2C show details of the inner housing 17, for example also a labyrinth guide or at least a collar 17.7.
  • the housing is constructed in individual segments, which are preferably coupled to one another or connected to one another in a fluid-tight manner.
  • the outlet for the cooling medium is arranged at least approximately in the middle, preferably exactly centrally.
  • the housing 17 shown in FIG. 2A is subdivided into several segments 17a, 17b, 17.2, in particular side segments (lateral walls) 17a, 17b and into at least one cover segment 17.2.
  • a cover element, in particular a cover plate 17.8, can also be provided either as a housing component or as an additional part.
  • the cooling medium M2 can escape from the housing 17 via an outlet 17.9; here the outlet 17.9 is between the cover 17.2 and the cover plate 17.8 arranged.
  • Form-fitting and / or force-fitting fastening means 18, 18.1, in particular screw holes and associated screws, are provided on a lower edge of the housing 17.
  • 3A, 3B, 4 show the grinding system 13 with the grinding chamber 13.1 and its underside or bottom 13.12, as well as the base plate 13.3.
  • the grinding drive 14 is coupled to an eccentric shaft 14.1. The two other eccentric shafts run freely.
  • One or more flow paths P2 of the cooling medium delimit the grinding chamber 13.1, wherein the respective flow path P2 can also be split up in sections into a plurality of flow path sections P2.1 which are brought together again.
  • FIGS. 3A, 3B also show two fans 15, a floor cover 16 and the inlet 17.1 for the cooling medium M2.
  • the fans are arranged in the middle of the inlet 17.1 and can be activated and optionally also regulated (for example with regard to the flow rate) by means of a control unit (not shown), in particular as a function of the operating states of the drive 14.
  • the cooling medium M2 flows (in a greatly simplified description) from the inlet 17.1 radially outwards into a cooling jacket 17.5 or into a cooling cavity between the grinding system and cooling housing, continues to flow in it at least approximately in the vertical direction, and flows back radially through a cooling area 17.3 above the grinding system a central area past a collar 17.7 to the outlet 17.9.
  • the housing 17 On the inside, the housing 17 has a soundproofing lining 17.6.
  • the housing 17 is attached to tabs or projections by fastening means 18.2 Frame 11.1 is fixed and can therefore optionally also be mounted so as to be adjustable in the relative position.
  • a gap or area 21 is formed between the cooling housing 17 and the mill housing 11. Between the cooling housing 17 and the base plate 13.3 there is a gap 22 which can be minimized.
  • Fig. 4 also illustrates the radial direction r and the height direction z.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) zur Zerkleinerung von Einsatzmaterial (M1), mit: einem Mühlengehäuse (11); einem im Mühlengehäuse schwingbeweglich angeordneten Mahlsystem (13) mit einer Mahlkammer (13.1); wobei die Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) ein innerhalb des Mühlengehäuses angeordnetes, das Mahlsystem oder zumindest die Mahlkammer zumindest abschnittsweise umgrenzendes oder umschließendes Kühlungsgehäuse (17) aufweist, wobei das Kühlungsgehäuse wenigstens einen zumindest abschnittsweise entlang vom Mahlsystem verlaufenden Strömungspfad (P2) für Kühlmedium (M2) definiert, insbesondere für gasförmiges Kühlmedium. Dies ermöglicht auch verbesserte Betriebsbedingungen. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines Kühlungsgehäuses zur Kühlung des Mahlsystems der Scheibenschwingmühle.

Description

Vorrichtung zur Zerkleinerung von Einsatzmaterial sowie Verwendung eines
Kühlungsgehäuses an der Vorrichtung
Beschreibung:
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von Einsatzmaterial in einer Scheibenschwingmühle. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung von Komponenten zur Kühlung eines Mahlsystems der Scheibenschwingmühle. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren beziehungsweise eine Verwendung gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen beziehungsweise nebengeordneten Anspruchs.
HINTERGRUND
Scheibenschwingmühlen werden zum feinen Zerkleinern von Feststoffen verwendet, insbesondere zwecks Bereitstellung der zerkleinerten beziehungsweise gemahlenen Feststoffe für eine Materialanalyse (zum Beispiel Röntgen-Fluoreszenz-Analyse RFA, Atomabsorptionsspektroskopie AAS, Nahinfrarot-Spektroskopie NIR, Induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometrie ICP-MS).
Scheibenschwingmühlen weisen üblicherweise ein Mahlwerk auf, welches zwischen einer Materialaufgabe und einem Materialaustrag in einem Gehäuse angeordnet ist. Das Mahlwerk umfasst beispielsweise einen Topf mit Deckel sowie Mahlkörper, welche zum Beispiel als Steine, Scheiben, Linsen oder Ringe ausgestaltet sein können.
Scheibenschwingmühlen können die Feststoffe basierend auf Druck, Stoß und/oder Reibung mahlen.
Scheibenschwingmühlen erzeugen eine rotatorische Schwingbewegung des Schwerpunkts der Mahlkammer, ohne eine Drehbewegung der Kammer auszuführen. Diese Schwingbewegung kann durch eine federnde Lagerung mit einen Unwuchtmassenantrieb oder durch Exzenterwellen erzeugt werden. Mühlen mit Unwuchtmassen haben durch die drehzahlabhängige Federauslenkung einen variablen Exzenterradius; Mühlen mit Exzenterwellen weisen einen baulich bedingt konstanten Radius auf. Durch diese Schwingbewegung werden die Mahlwerkzeuge in eine Abrollbewegung am Umfang des Mahlgefäßes geführt. Alternative Schwingverfahren führen zu bewusst chaotischen Bewegungen der Mahlwerkzeuge sowie zu zufälligen Stoßbelastungen zwischen den Werkzeugen und zwischen den Werkzeugen und dem Mahlgefäß. Bei Scheibenschwingmühle wird das Einsatzmaterial an der seitlichen Mahlgefäßwand mittels des Mahlsteins durch eine Abwälzbewegung zerkleinert; unterhalb des Mahlsteins zum Mahlkammerboden hin erfolgt eine Zerkleinerung durch eine Dreh-Schub-Bewegung.
Das Mahlen mit Scheibenschwingmühlen ist bisher in vielen Anwendungsfällen ein leider nur wenig effizientes und nur schwierig exakt einstellbares Mahlverfahren. Insbesondere aufgrund von Reibungsverlusten besteht das Risiko, dass sich einzelne Komponenten der Mühle stark erhitzen. Dies begründet Temperatur-Inhomogenitäten. Starke Temperaturdifferenzen wirken sich nachteilig auf das Mahlergebnis aus. Nachteilige Effekte wie zum Beispiel inhomogene Mahlergebnisse (hohe Inhomogenität in der gemahlenen Charge) können dann häufig nicht vermieden werden. Nachteilig ist dies insbesondere dann, wenn die gemahlene Charge für eine Materialanalyse verwendet werden soll; letztere wird dann leider ebenfalls ungenauer. Nicht zuletzt haben Temperatur-Inhomogenitäten auch nachteilige Effekte in Hinblick auf ein je nach Materialauswahl erforderlich werdendes Einschrumpfen des Mahlgefäßes. Um dies deutlicher zu machen, wird im Folgenden kurz der übliche Aufbau von Scheibenschwingmühlen erläutert.
Das Einschrumpfen des Mahlgefäßes in die Mahlkammer ist üblicherweise notwendig, wenn das Bauteil aus Wolframcarbid-Kobalt-Hartmetall besteht. Dieses Material ist sehr verschleißfest, kann jedoch erfahrungsgemäß nur durch Klemmen, Kleben oder Löten auf zweckdienliche Weise befestigt werden. Im Gegensatz dazu haben Stahl- Mahlgefäße für einen möglichen Dauereinsatz in vielen Anwendungsfällen eine zu geringe Standzeit. Insbesondere wenn die Scheibenschwingmühle mittels Exzenterwellen die Schwingbewegung des Mahlgefäßes initiieren soll, so führen beziehungsweise lagern üblicherweise Wälzlager das Mahlgefäß auf diesen Wellen. Üblicherweise werden drei dieser Wellen am Umfang der Mühle angeordnet. Weil diese Wellen üblicherweise in der Fußplatte des Mahlsystems gehaltert sind und zusätzlich über das Mahlgefäß verbunden sind, können bei unsachgemäßer Verwendung oder zum Beispiel auch durch starke Temperaturdifferenzen Materialspannungen auftreten. Dies ist einer der Gründe, warum ein Kühlen der Komponenten vorteilhaft ist.
Bisher erfolgt ein Kühlen von Scheibenschwingmühlen üblicherweise mittels im Gehäuse der Scheibenschwingmühle angeordneten Ventilatoren. Der Kühleffekt ist dabei jedoch in vielen Anwendungsfällen nicht ausreichend stark. Daher besteht Interesse an effektiven Maßnahmen zum Kühlen von Bauteilen von Scheibenschwingmühlen, insbesondere um Temperaturdifferenzen so gut wie möglich ausgleichen zu können.
DE 43 43 742 A1 beschreibt eine Scheibenschwingmühle mit einem Mahlgefäß mit einem luftgekühlten äußeren Kühlmantel, welcher von unten nach oben von Luft durchströmt wird.
EP 2 061 600 B1 und EP 2 063 992 B1 beschreiben jeweils eine Schwingmühle mit einem Gehäusering, in welchem Kühlnuten derart vorgesehen sind, dass das Gehäuse mittels umlaufendem Kühlmedium kühlbar ist.
DE 2 063 812 A beschreibt ein Mahlverfahren (insbesondere liegend angeordnete Kugelschwingmühle), welches sich technisch von dem Mahlverfahren von Scheibenschwingmühlen abgrenzt, was sich auch im konstruktiven Aufbau der Mühle widerspiegelt.
Vorbekannte Vorrichtungen ermöglichen insbesondere ein Kühlen der Mahlkammer beziehungsweise des Mahlgefäßes mittels Flüssigkeitskühlung. Es besteht Interesse an weiteren Maßnahmen, welche eine vorteilhafte Temperierung der Mühle ermöglichen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Aufgabe der Erfindung ist es, eine Scheibenschwingmühle mit den eingangs beschriebenen Merkmalen zur Verfügung zu stellen, bei welcher die Kühlung optimiert werden kann, insbesondere in Hinblick auf eine Minimierung der zuvor geschilderten nachteiligen Effekte von Temperaturdifferenzen innerhalb der Mühle, insbesondere in Scheibenschwingmühlen mit Exzenterwellen-Antrieb, insbesondere auch in Hinblick auf Spannungen zwischen den einzelnen Komponenten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch sowie durch eine Verwendung gemäß dem nebengeordneten Verwendungsanspruch. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele werden in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung eingerichtet zur Zerkleinerung von Einsatzmaterial, insbesondere Einsatzmaterial einer Partikelgröße kleiner 20 mm, insbesondere eingerichtet zum Mahlen des Einsatzmaterials auf Partikelgrößen kleiner 75 pm oder kleiner 10 pm, mit: einem Mühlengehäuse, welches eine Systemgrenze von der Umgebung zu einer Materialaufgabe und zu einem Materialaustrag der Scheibenschwingmühlenvorrichtung definiert; einem im Mühlengehäuse schwingbeweglich angeordneten Mahlsystem mit einer Mahlkammer und mit wenigstens einem in der Mahlkammer beweglich angeordneten Mahlstein, wobei das Mahlsystem auf dem Materialflusspfad zwischen Materialaufgabe und Materialaustrag angeordnet ist; wobei die Scheibenschwingmühlenvorrichtung ein innerhalb des Mühlengehäuses angeordnetes, das Mahlsystem oder zumindest die Mahlkammer zumindest abschnittsweise umgrenzendes oder umschließendes (inneres beziehungsweise innenliegendes) Kühlungsgehäuse aufweist, wobei das Kühlungsgehäuse wenigstens einen zumindest abschnittsweise entlang vom Mahlsystem verlaufenden Strömungspfad für Kühlmedium definiert, insbesondere für gasförmiges Kühlmedium (bevorzugt Luft). Dies liefert weitere Möglichkeiten, das Mahlsystem zu temperieren. Insbesondere kann die Mahlkammer durch eine sehr einfache konstruktive Maßnahme effizient gekühlt werden, insbesondere auch bei minimalen zusätzlichen Betriebskosten. Das Kühlungsgehäuse kann zum Beispiel als Kasten oder Umhüllung eine Abschottung von der Umgebung bewirken, insbesondere bei vordefinierbarem umschlossenen Kühlvolumen, wobei als Kühlmedium zum Beispiel Luft verwendbar ist, so dass auch kein separater Kühlmediums-Kreislauf vorgesehen werden muss.
Das Mahlsystem und das Kühlungsgehäuse sind beabstandet und der Strömungspfad für Kühlmedium verläuft zwischen dem Mahlsystem und dem Kühlungsgehäuse. Dieses hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik. Zum einen muss das Kühlgehäuse nicht mit dem Mahlsystem bewegt werden, es wird nur das Mahlsystem innerhalb des Kühlgehäuses für den Mahlvorgang bewegt, das Kühlgehäuse bleibt in relativer Ruhe, abgesehen von den Schwingungen, welche sich auf die gesamte Vorrichtung übertragen. Weniger bewegte Masse bedeutet weniger Energieverlust und geringerer Verschleiß. Zum anderen kommt das Kühlmedium direkter an das Mahlsystem, sie Schichtdicke für den Wärmeübergang reduziert sich. Zusätzlich wird durch die vollflächige Kühlung eine homogenere Temperierung erreicht.
Das Einsatzmaterial weist bevorzugt eine Partikelgröße von weniger als 20 mm. Besonders bevorzugt liegt die Partikelgröße des Einsatzmaterials zwischen 20 mm und 75 pm. Das Einsatzmaterial wird bevorzugt auf Partikelgrößen von weniger als 75 pm, besonders bevorzugt auf Partikelgrößen von weniger als 10 pm gemahlen. Das Einsatzmaterial wird bevorzugt auf Partikelgrößen von mehr als 0,5 pm, besonders bevorzugt auf Partikelgrößen von mehr als 1 pm, ganz besonders bevorzugt auf Partikelgrößen von mehr als 2 pm gemahlen.
Partikelgröße ist im Sinne der Erfindung als mittlere Partikelgröße zu verstehen, wobei immer größere und kleine Partikel mit abnehmender Wahrscheinlichkeit anzutreffen sind, je weiter die Größe von der mittleren Größe abweicht.
Anders ausgedrückt: Erfindungsgemäß kann mittels einer zusätzlichen Einhausung eine Mahlaggregatkühlung durch Umspülung des Mahlsystems mit Kühlmedium sichergestellt werden, also eine direkte unmittelbare Kühlung des Mahlsystems beziehungsweise der bewegten, mahlenden Komponenten der Mühle. Die Erfindung beruht auf dem Konzept, das Mahlsystem hinsichtlich Wärmetransport durch Konvektion einzuhausen beziehungsweise zumindest teilweise abzuschotten.
Es ist zwischen freier Konvektion und erzwungener Konvektion zu unterscheiden. Im Falle der freien Konvektion erzeugt die von dem Mahlsystem abgegebene Wärme aus, das Kühlmedium so weit zu erwärmen, dass dessen Dichte so weit abnimmt, dass hierdurch ein Aufsteigen des Kühlmediums erreicht wird und so ein kontinuierlicher Strom von Kühlmittel am Mahlsystem vorbei erreicht wird. Diese Ausführungsform ist besonders einfach und weist keine zusätzlichen Verbrauchskosten auf. Um eine höhere Zuverlässigkeit, insbesondere in Bezug auf Druck- und Temperaturschwankungen der Umgebung, beispielsweise auch durch das Wetter, zu erreichen, ist eine erzwungene Konvektion vorteilhaft, also eine Konvektion, die beispielsweise durch einen Lüfter dem Kühlmedium aufgezwungen wird und dieses zuverlässig in einem kontinuierlichen Strom an dem Mahlsystem vorbeiführt. Nachteilig ist zwar, dass durch das zusätzliche Bauteil, Investition, Verbrauch und Wartung steigen, dafür ist die Kühlleistung jedoch zuverlässiger.
Vorteilhafter Weise ist das Kühlungsgehäuse derart angeordnet oder aufgebaut, dass die Mahlkammer durch eine Kühlung basierend auf Wärmetausch durch Konvektion temperierbar ist. Ein konvektiver Wärmeübergang in einem vordefinierbaren Kühlungs-Volumen ermöglicht insbesondere auch eine vergleichsweise variable Regelung beziehungsweise Temperaturführung, zum Beispiel basierend auf der Temperatur und/oder dem Durchsatz (Volumenstrom) des Kühlmediums.
Eine Führung des Kühlmediums, insbesondere eine Luftführung, um die Mahlkammer herum kann insbesondere durch zumindest annähernd mittig in Bezug auf den Durchmesser der Mahlkammer angeordnete Ein- und Auslässe des Kühlungsgehäuses sichergestellt werden. Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Kühlen insbesondere einen Dauereinsatz der Mühle begünstigt oder gar erst ermöglicht, insbesondere bei großem Einsatzmaterial-Umsatz.
Das innere Gehäuse (Kühlungsgehäuse) kann sich dabei um die Bauteile der Mahlkammer herum erstrecken, insbesondere bei möglichst maximal langem Strömungspfad am jeweiligen Bauteil entlang, im Sinne eines kompletten Umströmens der Mahlkammer mittels Kühlmedium.
Das innere Gehäuse ist dabei bevorzugt vergleichsweise eng anliegend ausgestaltet, also vergleichsweise dicht um die Kontur des Mahlwerks beziehungsweise Mahlsystems herum geführt. Anders ausgedrückt: Die Innengeometrie oder Innenkontur des Kühlungsgehäuses ist bevorzugt korrespondierend zur Außenkontur des Mahlsystems oder speziell der Mahlkammer ausgestaltet. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht daher auch dank erzwungener Konvektion entlang vordefinierter Strömungspfade beziehungsweise entlang vordefinierter Oberflächenabschnitte eine effektive Kühlung, insbesondere bei minimierten energetischen Verlusten hinsichtlich Wärmetransport beziehungsweise Wärmeabfuhr.
Es hat sich gezeigt, dass das Kühlungsgehäuse vorteilhafter Weise aus einzelnen Segmenten beziehungsweise Paneele komponiert sein kann, die zum Beispiel einstückig schwenkbar miteinander verbunden sind (Gasdichtheit) oder auch durch einzelne separate individuelle Segmente mittels Scharnieren oder Drehachsen aneinander gekuppelt sein können . Dabei kann das Kühlungsgehäuse (inneres Gehäuse) zum Beispiel über die Mahlkammer übergestülpt angeordnet sein. Das Kühlungsgehäuse muss nicht vollständig geschlossen umlaufend ausgeführt sein, sondern kann zum Beispiel eine offene Unterseite aufweisen, insbesondere in Hinblick auf ein Anflanschen des Gehäuses an eine Grundplatte, oder in Hinblick auf eine zur Grundplatte in Höhenrichtung überlappende (überstülpende) Anordnung. Bevorzugt sind seitliche Spalte zwischen Mahlaggregat und Gehäuse klein beziehungsweise minimiert, insbesondere um das Umströmen der einzelnen Komponenten gemäß einem möglichst exakt vorgegebenen Bewegungspfad zu ermöglichen. Dabei können optional zusätzlich auch Spalte am Boden und am Deckel des Kühlungsgehäuses, also Abstände zwischen Gehäusewandung und den zu kühlenden Komponenten, für eine optimierte Strömungsführung einstellbar sein. Insbesondere in einem Deckel des Kühlungsgehäuses kann optional ein innerer Kragen vorgesehen sein, insbesondere mit derartiger Führung, dass das Kühlmedium möglichst lange über dem Deckel der Mahlkammer entlang geführt wird. Wahlweise kann der Strömungspfad auch redundant mehrfach entlang derselben Kontur geführt sein.
Das Kühlungsgehäuse umschließt das Mahlaggregat bevorzugt eng, insbesondere um das Kühlmedium effektiv nutzen zu können. Das Kühlungsgehäuse kann geometrisch korrespondierend zur Mahlkammer ausgestaltet sein. Dank hoher Geschwindigkeiten, viel Flächenkontakt und bevorzugt auch dank mehrerer Umlenkungen (Wendepunkte im Strömungspfad) kann eine besonders wirksame Kühlung sichergestellt werden.
Das Kühlmedium, insbesondere Luft, kann dabei insbesondere von unten auf den Boden der Mahlkammer geleitet werden, im Sinne eines direkten Anströmens zwecks maximalem Wärmetransport beziehungsweise maximaler Temperaturdifferenz ohne zwischenliegende Bauteile. Die Führung des Kühlmediums kann dabei insbesondere auch im Gegenstrom entgegen der Materialflussrichtung des Einsatzmaterials erfolgen.
Das Kühlmedium wird dabei insbesondere mittig über der Mahlkammer ausgeleitet. Anders ausgedrückt: Ein Strömungspfad für das Kühlmedium verläuft bevorzugt auf einer oder mehreren Halbkreisbahnen um die Mahlkammer herum, jeweils mit mittigem Start- und Endpunkt. Dabei können bevorzugt Axialventilatoren an den mittigen Start- und/oder Endpunkten vorgesehen sein.
Optional kann das Kühlmedium stromauf vom Mahlsystem vorgekühlt bereitgestellt sein/werden, insbesondere bei Aufstellung der Mühle in besonders warmen Umgebungen. Dazu kann die Vorrichtung eine Kühleinheit eingerichtet zur Vorkühlung des Kühlmediums aufweisen, wobei die Kühleinheit außerhalb der Mahlkammer angeordnet ist, bevorzugt unterhalb der Mahlkammer. Beispielsweise eine Temperaturdifferenz im Bereich von 5 K bis 10 K [Kelvin] kann bereits spürbare Effekte liefern. Insbesondere kann ein mittels einer Logikeinheit regelbarer Kompromiss aus Durchflussvolumenstrom und Kühl-Leistung stromauf von der Mahlkammer eingestellt beziehungsweise geregelt werden.
Als zu mahlende Stoffe (Einsatzmaterial) können dabei insbesondere alle denkbaren trockenen mineralischen Stoffe eingesetzt werden.
Die Materialaufgabe kann zum Beispiel mit Partikeln eine Größe von bis zu 10 mm [Millimeter] erfolgen. Das gemahlene Produkt kann dabei zum Beispiel bis auf unter 10 pm [Mikrometer] aufgemahlen werden.
Beim erfindungsgemäßen Aufbau lassen sich auch Vorteile hinsichtlich Wartung und Reinigung realisieren.
Das Mühlengehäuse kann dabei zumindest abschnittsweise auch durch einen Stützrahmen (Rahmengestell) der Mühle gebildet sein.
Es hat sich gezeigt, dass mittels der erfindungsgemäßen Kühlung, insbesondere Luftkühlung, dank freier Strömung des Kühlmediums zwischen den beweglichen Bauteilen, eine vergleichsweise große Oberflächen gekühlt werden kann, so dass die Kühlung besonders effektiv ist/wird. Im Gegensatz dazu kann eine Kühlung mittels Flüssigkeit, insbesondere Wasser, nur an weniger zahlreichen Stellen und nur in enger vordefinierten Bereichen/Abschnitten erfolgen. Auch ein Versprühen von flüssigem Kühlmedium hat sich als nachteiliger beziehungsweise als weniger effizient als die erfindungsgemäße Kühlung erwiesen und ist insbesondere aufgrund des damit verbundenen technischen Aufwandes nicht als Alternative zu sehen.
Eine/die Fußplatte der Mühle kann auch als Grundplatte bezeichnet werden. An dieser Platte werden üblicherweise alle Kräfte aus dem Mahlsystem gebündelt, wobei nicht ausgeglichene Restkräfte an das Maschinengestell (Abstützrahmen) weitergeleitet werden können. Das innere Gehäuse der Mühle kann in de-/montierbare Segmente unterteilt sein. Die Segmentierung kann insbesondere auch den Zugang zum Mahlaggregat ermöglichen, ohne dass ein Ausbau der Bauteile aus dem Rahmen/Gestell der Mühle erforderlich ist. Dies begünstigt einen zeiteffizienten Wechsel der Mahlwerkzeuge. Beispielsweise ist das innere Gehäuse in vier Wandelemente, in vier Deckensegmente und in zwei Labyrinthdeckel unterteilt.
Vorzugsweise ist das innere Gehäuse sehr eng um das Mahlsystem aufgebaut, insbesondere mit dem Effekt, dass das von unten auf das Mahlgefäß gerichtete Kühlmedium (Kühlluft) eng um die Bauteile der Mühle führbar ist (kühlender Strömungspfad zumindest annähernd entsprechend der Kontur des Mahlsystems). Der Austrag des Kühlmediums erfolgt zum Beispiel über eine zentrale Öffnung oben im inneren Gehäuse, insbesondere um das Kühlmedium auch oberhalb des Mahlsystems eng und konturgetreu zu führen. Dies liefert einen guten Kühleffekt. Ferner kann der Druckverlust dabei auf einem vergleichsweise niedrigen Niveau gehalten werden. Vorzugsweise ist dabei im Deckel eine Labyrinth-Führung und/oder wenigstens ein innerer Kragen vorgesehen. Die Labyrinth-Führung kann den Strömungspfad und/oder die Verweilzeit des Kühlmediums optimieren oder zum Beispiel zum nachträglichen Einstellen oder Feinjustieren des Strömungspfades dienen. Ferner kann auch eine Schallschutzfunktion mittels der Labyrinth-Führung bereitgestellt sein. Vorzugsweise weist das innere Gehäuse eine innere Schallschutzauskleidung auf, zum Beispiel bereitgestellt durch eine Beschichtung und/oder durch Schaum-Material. Dies liefert auch den vorteilhaften Nebeneffekt, mittels des inneren Gehäuses die Schallemission der Mühle zu minimieren. Dank optimierter Kühlung können hinsichtlich Wärmetransport negative Effekte von irgendwelchen Auskleidungen minimiert werden.
Üblicherweise weisen Mahlgefäße eine zylindrische Wandung und einen ebene Deckel und Boden auf. Das innere Gehäuse kann (innen) geometrisch korrespondierend zu dieser Kontur ausgestaltet sein und dadurch einen geometrisch korrespondierenden Kühlmedium-Strömungspfad definieren. Bei den verwendbaren Mahlsteinen sind üblicherweise folgende Varianten praktikabel: zylindrischer Mahlstein; ringförmiger Mahlstein zusätzlich mit zylindrischem Mahlstein; linsenförmiger Mahlstein.
Beispielsweise kann die folgende Beschreibung einer Betriebsweise gegeben werden: Zwei Ventilatoren mit einer Förderleistung von zusammen ca. 800 bis 1 .500 m3/h [Kubimeter pro Stunde] kühlen das Mahlsystem bei einem Lastzustand von fünf bis 15 Mahlvorgängen pro Stunde und bei ca. 0,5 bis 3 kg Einsatzmaterial. Das Mahlwerk und die Ventilatoren können dabei zum Beispiel im Dauerbetrieb laufen (kontinuierlich). Als Kühlmedium ist zum Beispiel Luft vorgesehen, insbesondere auch aus Kostengründen. Als zweckdienliche Einströmtemperatur kann dabei die Umgebungstemperatur (insbesondere Raumtemperatur) vorgegeben werden, so dass eine eingangsseitige Kühlung des Kühlmediums nicht erforderlich ist. Als Austrittstemperatur stellt sich dabei zum Beispiel eine Temperatur im Bereich von ca. 10 °C [Grad Celsius] beziehungsweise 10 K [Kelvin] oberhalb von der Einströmtemperatur ein, also zum Beispiel eine Temperatur von 30 °C.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch als Gehäuse-in-Gehäuse-Anordnung beschrieben werden, insbesondere da auch das innere Gehäuse eine Schutzfunktion erfüllen kann. Die Gehäuse-in-Gehäuse-Anordnung ermöglicht eine Funktions- Integration in das Kühlungs-Gehäuse, zum Beispiel auch in Hinblick auf Schallisolierung oder verbessertem Schutz vor Fremdkörpern.
Wahlweise kann eine vollumfängliche Schallisolierung vorgesehen sein, insbesondere im Bereich aller Innenseiten beziehungsweise Innenmantelflächen des inneren Gehäuses.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel verläuft der wenigstens eine Strömungspfad für Kühlmedium innerhalb des zumindest die Mahlkammer umschließenden oder umgebenden Kühlungsgehäuses. Dies ermöglicht auch eine erzwungene Konvektion entlang möglichst lange Abschnitte der Mahlkammer-Außenflächen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der wenigstens eine Strömungspfad für Kühlmedium zwischen Einlass und Auslass des Kühlungsgehäuses entlang der Mahlkammer wenigstens zwei oder wenigstens drei Wendepunkte auf. Hierdurch können zum Beispiel auch Haltebügel oder Lager oder Ausgleichsgewichte umströmt werden, also Komponenten des Mahlsystems, über welche eine Wärmeableitung erfolgen kann. Dies begünstigt auch eine zumindest indirekte Kühlung der Mahlkammer.
Beispielsweise definiert das Kühlungsgehäuse einen in Umfangsrichtung umlaufend verlaufenden Kühlungsbereich (umhüllender Kühlmantel) um die gesamte Mahlkammer herum. Beispielsweise definiert das Kühlungsgehäuse einen in Längsrichtung vollständig entlang der gesamten Mahlkammer entlang verlaufenden Kühlungsbereich (in Materialflussrichtung beziehungsweise entgegen der Materialflussrichtung ausgerichteter Kühlmantel). Dies ermöglicht jeweils einen umfassenden beziehungsweise effektiven Wärmeaustausch über eine vergleichsweise große Fläche.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Kühlungsgehäuse einen jeweils zumindest annähernd mittig im Kühlungsgehäuse angeordneten Einlass und Auslass für das Kühlmedium auf. Dies ermöglicht abgesehen von einem einfachen konstruktiven Aufbau auch eine sehr praktikable Strömungs-Führung. Dank möglichst mittiger Anordnung kann das Kühlmedium auf einfache Weise homogen auf alle Wärmetausch-Oberflächen verteilt werden. Einer streng zentrischen Anordnung steht gegebenenfalls die Anordnung eines Austragsventils entgegen.
Wahlweise kann der wenigstens eine Strömungspfad für Kühlmedium innerhalb des zumindest die Mahlkammer umschließenden Kühlungsgehäuses in einem Abschnitt in vertikaler Richtung oder in wenigstens zwei Abschnitten in entgegengesetzten vertikalen Richtungen verlaufen. Diese Art Strömungsumkehr kann auch die Verweilzeit erhöhen und die Wärmetransportphänomene optimieren. Je nach vertretbaren Druckverlusten kann es vorteilhafter sein, das Kühlmedium ohne vertikaler Umkehr in nur einer Richtung entlang der Mahlkammer zu führen.
Eine bevorzugte Führung des Kühlmediums lässt sich wie folgt beschreiben: Das von unten anströmende Kühlmedium wird in radialer Richtung aufgeteilt und um die Mahlkammer herum geführt/geleitet. Oben beziehungsweise oberhalb der Mahlkammer wird das Kühlmedium beziehungsweise werden die Strömungspfade des Kühlmediums wieder gebündelt/zusammengeführt, und das Kühlmedium wird bevorzugt über einen einzelnen Auslass aus dem Kühlungsgehäuse ausgeleitet.
Beispielsweise wird der wenigstens eine Strömungspfad für Kühlmedium zwischen Einlass und Auslass des Kühlungsgehäuses in wenigstens zwei zumindest abschnittsweise in Parallelanordnung verlaufende Strömungspfadabschnitte aufgegliedert, oder wird in einem radial angeordneten Lateralabschnitt der Mahlkammer in wenigstens zwei zumindest abschnittsweise in Parallelanordnung verlaufende Strömungspfadabschnitte aufgegliedert, wobei die wenigstens zwei Strömungspfadabschnitte stromauf vom Auslass wieder zusammengeführt werden/sind. Hierdurch kann die Kühlung optimiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Kühlungsgehäuse einen Einlass und einen Auslass auf, wobei am Auslass vor dem Auslass eine Labyrinthführung und/oder wenigstens ein innerer Kragen vorgesehen ist/sind, insbesondere eine Labyrinthführung umfassend wenigstens zwei zusätzliche Wendepunkte des Strömungspfades. Hierdurch kann durch einfache konstruktive Maßnahmen Einfluss auf den Verlauf beziehungsweise die Geometrie der Strömungspfade genommen werden. Die erzwungene Konvektion kann optimiert werden. Die Labyrinthführung kann dabei zum Beispiel mit einer inneren Führung zur Umlenkung der Strömungspfade in der Art von Schalldämpfern aufgebaut sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Kühlungsgehäuse einen Einlass und einen Auslass auf, wobei der Einlass eingerichtet ist zur gerichteten Führung des Kühlmediums auf eine Unterseite oder auf einen Boden der Mahlkammer. Hierdurch kann auch eine indirekte (konvektive) Kühlung von Komponenten erfolgen, über welche eine Wärmeleitung erfolgen kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind der Einlass und der Auslass des Kühlungsgehäuses gegenüberliegend voneinander angeordnet, insbesondere zentrisch oder zumindest annähernd mittig in Bezug auf einen Durchmesser der Mahlkammer, insbesondere in axialer Richtung gegenüberliegend, wobei am Einlass und/oder am Auslass wenigstens ein Ventilator im beziehungsweise auf dem Strömungspfad angeordnet ist. Optional können mehrere Ventilatoren nebeneinander vorgesehen sein, welche zusammen in radialer Richtung bevorzugt zumindest annähernd mittig in Bezug auf die Mahlkammer angeordnet sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Mahlsystem eine Grundplatte auf, wobei die Grundplatte eine Abstützung oder Lagerung für wenigstens einen im Strömungspfad angeordneten Ventilator bildet. Hierdurch ergeben sich auch weitere konstruktive Vorteile.
Die Scheibenschwingmühlenvorrichtung weist zum Beispiel einen Mahlantrieb auf, welcher an einer/der Grundplatte des Mahlsystems gehalten/fixiert ist. Ein/der Mahlantrieb der Scheibenschwingmühlenvorrichtung kann dabei zum Beispiel exzentrisch in Bezug auf die Mahlkammer angeordnet sein. Ein/der Mahlantrieb der Scheibenschwingmühlenvorrichtung ist zum Beispiel an wenigstens eine exzentrisch angeordnete Antriebswelle gekoppelt, wahlweise auch an zwei oder an drei exzentrische Antriebswellen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Kühlungsgehäuse als fünfseitige und nach unten hin offene Gehäuseschale oder Gehäusesegment-Einheit ausgestaltet. Dabei kann das Kühlungsgehäuse zum Beispiel eine viereckige, rechteckige, quadratische oder zumindest annähernd kreisförmige Grundfläche oder Querschnittskontur aufweisen. Hierdurch kann das Gehäuse auf einfache Weise aufgebaut sein und auch auf einfache Weise in den konstruktiven Aufbau der Mühle integriert werden. Das Kühlungsgehäuse kann dabei zum Beispiel an Laschen oder Vorsprüngen oder Stützen des Mühlengehäuses oder der Grundplatte befestigt sein, insbesondere mit dessen Unterseite.
Das Kühlungsgehäuse kann zum Beispiel mit einer/der Grundplatte des Mahlsystems form- und/oder kraftschlüssig verbunden sein, insbesondere verschraubt sein. Dabei kann das Kühlungsgehäuse zusammen mit einer/der Grundplatte des Mahlsystems eine in allen Himmelsrichtungen abgeschottete Einheit bilden, insbesondere indem das Gehäuse die Mahlkammer zumindest in allen Horizontalrichtungen und auch von oben abschottet. Anders ausgedrückt: Die Grundplatte kann zur Definition eines Bodens des Kühlungsgehäuses eine Gehäusefunktion erfüllen (Grundplatte als Bestandteil eines innenliegenden Gehäuses, insbesondere zur Definition eines Kühlungsbereiches beziehungsweise Kühlmantels um die Mahlkammer).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Kühlmedium wahlweise durch Unterdrück (Saug-Führung) oder durch Überdruck (Druck-Führung) durch das Kühlungsgehäuse leitbar. Dies eröffnet für den jeweiligen Anwendungsfall individuelle Umströmungs oder Regelungs-Möglichkeiten, insbesondere in Hinblick auf optimierte erzwungene Konvektion. Je nach Anordnung von Ventilatoren kann Einfluss auf die Geometrie der Strömungspfade und auf die Druckverhältnisse genommen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein Ventilator eingerichtet zum Bereitstellen einer Durchfluss-Leistung im Bereich von 100 m3/h bis 2.000 m3/h stromauf und/oder stromab von der Mahlkammer im Strömungspfad angeordnet. Wahlweise kann der Ventilator auch regelbar sein. Dabei kann ein vorteilhaft breiter Regel-Bereich für die erzwungene Konvektion eröffnet werden.
Beispielsweise wird wenigstens ein Ventilator einer Durchfluss-Leistung im Bereich von 200 bis 600 m3/h oder 300 bis 800 m3/h eingesetzt. Es hat sich gezeigt, dass bei effektiver Führung des Kühlmediums auch bereits gute Kühleffekte ab 100 m3/h erzielbar sind. Insbesondere im Dauereinsatz kann eine Kühlleistung von über 1000 m3/h besonders vorteilhaft sein, je nach Größe der Mühle. Das Kühlungsgehäuse kann in vordefinierbarer, insbesondere einstellbarer Relativposition relativ zum Mühlengehäuse und/oder relativ zur/zu einer Grundplatte positionierbar sein, insbesondere mittels einstellbarer Befestigungsmittel. Hierdurch kann die mittels des Kühlungsgehäuses erzielte Abschottung eingestellt oder feinjustiert werden.
Wahlweise kann das Kühlungsgehäuse derart innerhalb des Mühlengehäuses angeordnet und fixierbar sein, dass ein zwischen Kühlungsgehäuse und Mahlsystem geschaffener Spalt oder Kanal oder Kühlmantel in der Größe und/oder Geometrie einstellbar ist. Dies ermöglicht auch eine Justage auf einfache Weise, zum Beispiel in Hinblick auf den Durchsatz, zum Beispiel mittels Distanzscheiben und/oder Schraubverbindungen, welche von außen am Mühlengehäuse zugänglich sind. Wahlweise kann das Kühlungsgehäuse derart innerhalb des Mühlengehäuses angeordnet sein, dass ein zwischen Kühlungsgehäuse und einer/der Grundplatte der Scheibenschwingmühlenvorrichtung geschaffener Spalt oder Kanal minimal groß (maximal klein) ist. Hierdurch wird eine Integration des Kühlungsgehäuses in den Standard-Aufbau von Mühlen weiter vereinfacht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Kühlungsgehäuse in mehreren de- /montierbaren Segmenten komponiert/aufgebaut, insbesondere in wenigstens drei Segmenten, insbesondere in wenigstens zwei Seiten- Segmenten und wenigstens einem Deckel-Segment. Dies begünstigt auch eine individualisierbare Auslegung des Gehäuses für einen jeweiligen Anwendungsfall. Dies erleichtert nicht zuletzt auch den Zugang zur Mahlkammer, ohne dass ein Ausbau des Gehäuses aus dem Gestell/Rahmen erforderlich wird. Die einzelnen Segmente können insbesondere als Flächen-Elemente oder Paneele aufgebaut sein, insbesondere zumindest außen jeweils vollständig eben/flach (plane Oberfläche außen oder außen und innen).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Kühlungsgehäuse Schallschutzmittel auf, insbesondere eine Schallschutzauskleidung an einer Innenseite des Kühlungsgehäuses. Hierdurch kann auch der vorteilhafte Nebeneffekt einer Mühle mit angenehmer oder zumindest akzeptable Betriebsgeräusch-Lautstärke erzielt werden. Dies begünstigt nicht zuletzt auch einen Dauerbetrieb. Als Schallschutzmittel kann zum Beispiel Schaum, insbesondere Schwerschaum verwendet werden. Eine Materialdicke des Schallschutzmittels beziehungsweise der Auskleidung liegt zum Beispiel im Bereich von 15 mm bis 55 mm.
Die zuvor genannte Aufgabe wird insbesondere auch gelöst durch eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung zur Zerkleinerung von Einsatzmaterial, insbesondere Einsatzmaterial einer Partikelgröße kleiner 20 mm, insbesondere eingerichtet zum Mahlen des Einsatzmaterials auf Partikelgrößen kleiner 75 pm oder kleiner 10 pm, mit: einem Mühlengehäuse, welches eine Systemgrenze von der Umgebung zu einer Materialaufgabe und zu einem Materialaustrag der Scheibenschwingmühlenvorrichtung definiert; einem im Mühlengehäuse schwingbeweglich angeordneten Mahlsystem mit einer Mahlkammer und mit wenigstens einem in der Mahlkammer beweglich angeordneten Mahlstein, wobei das Mahlsystem auf dem Materialflusspfad zwischen Materialaufgabe und Materialaustrag angeordnet ist; wobei die Scheibenschwingmühlenvorrichtung ein innerhalb des Mühlengehäuses angeordnetes, das Mahlsystem oder zumindest die Mahlkammer umschließendes Kühlungsgehäuse aufweist, wobei das Kühlungsgehäuse wenigstens einen zumindest abschnittsweise entlang vom Mahlsystem verlaufenden Strömungspfad für Kühlmedium definiert, insbesondere für gasförmiges Kühlmedium (bevorzugt Luft), wobei das Kühlungsgehäuse einen jeweils zumindest annähernd mittig im Kühlungsgehäuse angeordneten Einlass und Auslass für das Kühlmedium aufweist, wobei am Einlass und/oder am Auslass wenigstens ein Ventilator im beziehungsweise auf dem Strömungspfad angeordnet ist, wobei das Kühlungsgehäuse in mehreren de-/montierbaren Segmenten komponiert/aufgebaut ist, insbesondere in wenigstens drei Segmenten, insbesondere in wenigstens zwei Seiten- Segmenten und wenigstens einem Deckel-Segment. Durch diese Ausgestaltung lassen sich zahlreiche zuvor genannte Vorteile realisieren.
Das Mahlsystem und das Kühlungsgehäuse sind beabstandet und der Strömungspfad für Kühlmedium verläuft zwischen dem Mahlsystem und dem Kühlungsgehäuse. Dieses hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik. Zum einen muss das Kühlgehäuse nicht mit dem Mahlsystem bewegt werden. Weniger bewegte Masse bedeutet weniger Energieverlust und geringerer Verschleiß. Zum anderen kommt das Kühlmedium direkter an das Mahlsystem, sie Schichtdicke für den Wärmeübergang reduziert sich. Zusätzlich wird durch die vollflächige Kühlung eine homogenere Temperierung erreicht.
Das Einsatzmaterial weist bevorzugt eine Partikelgröße von weniger als 20 mm. Besonders bevorzugt liegt die Partikelgröße des Einsatzmaterials zwischen 20 mm und 75 pm. Das Einsatzmaterial wird bevorzugt auf Partikelgrößen von weniger als 75 pm, besonders bevorzugt auf Partikelgrößen von weniger als 10 pm gemahlen. Das Einsatzmaterial wird bevorzugt auf Partikelgrößen von mehr als 0,5 pm, besonders bevorzugt auf Partikelgrößen von mehr als 1 pm, ganz besonders bevorzugt auf Partikelgrößen von mehr als 2 pm gemahlen.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung eines inneren, innenliegenden Kühlungsgehäuses innerhalb eines Mühlengehäuses einer Scheibenschwingmühle zur Definition eines eine Mahlkammer der Scheibenschwingmühle zumindest abschnittsweise umhüllenden Kühlmantels und zur Definition wenigstens eines zumindest abschnittsweise entlang der Mahlkammer beziehungsweise des Mahlsystems der Scheibenschwingmühle verlaufenden Strömungspfades für Kühlmedium, insbesondere für gasförmiges Kühlmedium (bevorzugt Luft), insbesondere in einer zuvor beschriebenen Scheibenschwingmühlenvorrichtung. Hierdurch ergeben sich zahlreiche zuvor genannte Vorteile.
FIGURENBESCHREIBUNG
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, sowie aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigt
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 2A, 2B, 2C jeweils in perspektivischer Ansicht Details eines Kühlungsgehäuses für eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 3A, 3B jeweils in einer perspektivischen Ansicht das Mahlsystem einer
Scheibenschwingmühlenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 4 in geschnittener Seitenansicht ein Kühlungsgehäuse für eine
Scheibenschwingmühlenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen.
Die Fig. 1 zeigt eine Scheibenschwingmühlenvorrichtung 10 mit einem Mühlengehäuse beziehungsweise Gehäuserahmen 1 1 , welcher/welches aus einzelnen Trägern 1 1 .1 (beziehungsweise Profilen) aufgebaut ist. Einsatzmaterial M1 wird ausgehend von einer Materialaufgabe 12 auf einem Materialflusspfad P1 durch ein Mahlsystem 13 (in Fig. 1 nicht dargestellt) geleitet und bis zu einem Materialaustrag 19 gefördert. Das Mahlsystem 13 ist von einem Kühlungsgehäuse 17 umgrenzt, welches das Mahlsystem 13 von der Umgebung 1 abschottet.
Die Fig. 2A, 2B, 2C zeigen Einzelheiten des inneren Gehäuses 17, zum Beispiel auch eine Labyrinthführung oder zumindest einen Kragen 17.7. Das Gehäuse ist in einzelnen Segmenten aufgebaut, welche bevorzugt fluiddicht aneinander gekuppelt oder miteinander verbunden sind. Der Auslass für Kühlmedium ist zumindest annähernd mittig, bevorzugt genau zentrisch angeordnet.
Das in Fig. 2A gezeigte Gehäuse 17 ist in mehrere Segment 17a, 17b, 17.2 unterteilt, insbesondere Seitensegment (laterale Wandungen) 17a, 17b und in wenigstens ein Deckel-Segment 17.2. Entweder als Gehäuse-Komponente oder als zusätzliches Teil kann ferner ein Abdeckelement, insbesondere eine Deckplatte 17.8 vorgesehen sein. Das Kühlmedium M2 kann über einen Auslass 17.9 aus dem Gehäuse 17 entweichen; hier ist der Auslass 17.9 zwischen dem Deckel 17.2 und der Deckplatte 17.8 angeordnet. An einem unteren Rand des Gehäuses 17 sind form- und/oder kraftschlüssige Befestigungsmittel 18, 18.1 vorgesehen, insbesondere Schraublöcher und dazugehörige Schrauben.
Die Fig. 3A, 3B, 4 zeigen das Mahlsystem 13 mit der Mahlkammer 13.1 und deren Unterseite beziehungsweise Boden 13.12, sowie die Grundplatte 13.3. Der Mahlantrieb 14 ist an eine Exzenterwelle 14.1 gekoppelt. Die beiden weiteren Exzenterwellen laufen frei mit.
Einer oder mehrere Strömungspfade P2 des Kühlmediums umgrenzen die Mahlkammer 13.1 , wobei der jeweilige Strömungspfad P2 abschnittsweise auch in mehrere Strömungspfadabschnitte P2.1 aufgesplittet sein kann, welche wieder zusammengeführt werden.
Die Fig. 3A, 3B zeigen ferner zwei Ventilatoren 15, eine Bodenabdeckung 16 sowie den Einlass 17.1 für das Kühlmedium M2. Die Ventilatoren sind mittig am Einlass 17.1 angeordnet und können mittels einer Steuerungseinheit (nicht gezeigt) angesteuert und optional auch geregelt werden (zum Beispiel bezüglich der Durchflussleistung), insbesondere in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Antriebs 14.
Fig. 4 illustriert den Aufbau einer/der erfindungsgemäßen Anordnung in vertikaler Richtung und in radialer Richtung. Durch den Pfeil M2z wird ein gerichtet geführter Kühlmediumstrom bezeichnet. Das Kühlmedium M2 strömt (in stark vereinfachter Beschreibung) vom Einlass 17.1 radial nach außen in einen Kühlmantel 17.5 beziehungsweise in eine Kühlkavität zwischen Mahlsystem und Kühlungsgehäuse, strömt darin zumindest annähernd in vertikaler Richtung weiter, und strömt durch einen Kühlungsbereich 17.3 oberhalb vom Mahlsystem radial zurück in einen mittigen Bereich vorbei an einem Kragen 17.7 bis hin zum Auslass 17.9.
An der Innenseite weist das Gehäuse 17 eine Schallschutzauskleidung 17.6 auf. Das Gehäuse 17 ist durch Befestigungsmittel 18.2 an Laschen oder Vorsprüngen am Rahmen 11.1 fixiert und kann dadurch optional auch in der Relativposition justierbar gelagert sein.
Zwischen dem Kühlungsgehäuse 17 und dem Mühlengehäuse 11 ist ein Spalt oder Bereich 21 gebildet. Zwischen dem Kühlungsgehäuse 17 und der Grundplatte 13.3 liegt ein Spalt 22 vor, welcher minimierbar ist.
Fig. 4 veranschaulicht zudem die radiale Richtung r und die Höhenrichtung z.
Bezugszeichenliste:
I Umgebung
10 Scheibenschwingmühlenvorrichtung
I I Mühlengehäuse beziehungsweise Gehäuserahmen
11.1 einzelner T räger beziehungsweise Stütze
12 Materialaufgabe
13 Mahlsystem
13.1 Mahlkammer
13.12 Unterseite oder Boden der Mahlkammer
13.3 Grundplatte
14 Mahlantrieb
14.1 Antriebswelle beziehungsweise Exzenterwelle
15 Ventilator
16 Bodenabdeckung
17 Kühlungsgehäuse
17a, 17b Segment, insbesondere Seitensegment (laterale Wandung)
17.1 Einlass
17.2 Segment, insbesondere Deckel (obige Wandung)
17.3 Kühlungsbereich oberhalb vom Mahlsystem
17.5 Kühlmantel oder Kühlkavität zwischen Mahlsystem und Kühlungsgehäuse
17.6 Schallschutzauskleidung
17.7 Labyrinthführung oder Kragen
17.8 Abdeckelement, insbesondere Deckplatte
17.9 Auslass
18; 18.1 , 18.2 Befestigungsmittel
19 Materialaustrag
21 Spalt oder Bereich zwischen Kühlungsgehäuse und Mühlengehäuse
22 Spalt zwischen Kühlungsgehäuse und Grundplatte
M1 Einsatzmaterial
M2 Kühlmedium M2z gerichtet geführtes Kühlmedium beziehungsweise ausgerichteter Kühlmediumstrom
P1 Materialflusspfad
P2 Strömungspfad des Kühlmediums
P2.1 Strömungspfadabschnitt
r radiale Richtung
z Höhenrichtung beziehungsweise Längsrichtung (axiale Richtung)

Claims

1. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) eingerichtet zur Zerkleinerung von Einsatzmaterial (M1 ), insbesondere Einsatzmaterial (M1 ) einer Partikelgröße kleiner 20 mm, insbesondere eingerichtet zum Mahlen des Einsatzmaterials (M1 ) auf Partikelgrößen kleiner 75 gm oder kleiner 10 gm, mit:
- einem Mühlengehäuse (11 ), welches eine Systemgrenze von der Umgebung (1 ) zu einer Materialaufgabe (12) und zu einem Materialaustrag (19) der
Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) definiert;
- einem im Mühlengehäuse (11 ) schwingbeweglich angeordneten Mahlsystem (13) mit einer Mahlkammer (13.1 ) und mit wenigstens einem in der
Mahlkammer (13.1 ) beweglich angeordneten Mahlstein, wobei das Mahlsystem (13) auf dem Materialflusspfad (P1 ) zwischen Materialaufgabe (12) und
Materialaustrag (19) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) ein innerhalb des
Mühlengehäuses (11 ) angeordnetes, das Mahlsystem (13) oder zumindest die Mahlkammer (13.1 ) zumindest abschnittsweise umgrenzendes oder
umschließendes Kühlungsgehäuse (17) aufweist, wobei das Kühlungsgehäuse (17) wenigstens einen zumindest abschnittsweise entlang vom Mahlsystem (13) verlaufenden Strömungspfad (P2) für Kühlmedium (M2) definiert, insbesondere für gasförmiges Kühlmedium (M2), wobei das Mahlsystem (13) und das
Kühlungsgehäuse (17) beabstandet sind, wobei der Strömungspfad (P2) für Kühlmedium (M2) zwischen dem Mahlsystem (13) und dem Kühlungsgehäuse (17) verläuft.
2. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlungsgehäuse (17) derart angeordnet oder aufgebaut ist, dass die Mahlkammer (13.1 ) durch eine Kühlung basierend auf Wärmetausch durch Konvektion temperierbar ist.
3. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Strömungspfad (P2) für das Kühlmedium (M2) innerhalb des zumindest die Mahlkammer (13.1 ) umschließenden oder umgebenden Kühlungsgehäuses (17) verläuft; und/oder wobei der wenigstens eine Strömungspfad (P2) für Kühlmedium (M2) zwischen einem Einlass (17.1 ) und einem Auslass (17.9) des Kühlungsgehäuses (17) entlang der Mahlkammer (13.1 ) wenigstens zwei oder wenigstens drei Wendepunkte aufweist; und/oder wobei das Kühlungsgehäuse (17) einen jeweils zumindest annähernd mittig im Kühlungsgehäuse (17) angeordneten Einlass (17.1 ) und Auslass (17.9) für das Kühlmedium (M2) aufweist.
4. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlungsgehäuse (17) einen Einlass (17.1 ) und einen Auslass (17.9) aufweist, wobei am Auslass (17.9) vor dem Auslass (17.9) eine Labyrinthführung (17.7) und/oder wenigstens ein innerer Kragen (17.7) vorgesehen ist/sind, insbesondere eine Labyrinthführung (17.7) umfassend wenigstens zwei zusätzliche Wendepunkte des Strömungspfades (P2).
5. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlungsgehäuse (17) einen Einlass (17.1 ) und einen Auslass (17.9) aufweist, wobei der Einlass (17.1 ) eingerichtet ist zur gerichteten Führung des Kühlmediums (M2) auf eine Unterseite (13.12) oder auf einen Boden (13.12) der Mahlkammer (13.1 ); und/oder wobei der Einlass (17.1 ) und der Auslass (17.9) des Kühlungsgehäuses (17) gegenüberliegend voneinander angeordnet sind, insbesondere zentrisch oder zumindest annähernd mittig in Bezug auf einen Durchmesser der Mahlkammer (13.1 ), insbesondere in axialer Richtung (z) gegenüberliegend, wobei am Einlass (17.1 ) und/oder am Auslass (17.9) wenigstens ein Ventilator (15) im beziehungsweise auf dem Strömungspfad (P2) angeordnet ist.
6. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlsystem (13) eine Grundplatte (13.3) aufweist, wobei die Grundplatte (13.3) eine Abstützung oder Lagerung für wenigstens einen im Strömungspfad (P2) angeordneten Ventilator (15) bildet; und/oder wobei die Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) einen Mahlantrieb (14) aufweist, welcher an einer/der Grundplatte (13.3) des Mahlsystems (13) gehalten ist.
7. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlungsgehäuse (17) als fünfseitige und nach unten hin offene Gehäuseschale oder Gehäusesegment- Einheit ausgestaltet ist; und/oder wobei das Kühlungsgehäuse (17) eine viereckige, rechteckige, quadratische oder zumindest annähernd kreisförmige Grundfläche oder Querschnittskontur aufweist.
8. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (M2) wahlweise durch Unterdrück oder durch Überdruck durch das Kühlungsgehäuse (17) leitbar ist; und/oder wobei wenigstens ein Ventilator (15) eingerichtet zum Bereitstellen einer Durchfluss-Leistung im Bereich von 100 m3/h bis 2.000 m3/h stromauf und/oder stromab von der Mahlkammer (13.1 ) im Strömungspfad (P2) angeordnet ist.
9. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlungsgehäuse (17) in vordefinierbarer, insbesondere einstellbarer Relativposition relativ zum Mühlengehäuse (11 ) und/oder relativ zur/zu einer Grundplatte (13.3) positionierbar ist, insbesondere mittels einstellbarer Befestigungsmittel (18, 18.1 , 18.2).
10. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei das Kühlungsgehäuse (17) in mehreren de-/montierbaren Segmenten (17a, 17b, 17.2) aufgebaut ist, insbesondere in wenigstens drei Segmenten, insbesondere in wenigstens zwei Seiten- Segmenten (17a, 17b) und wenigstens einem Deckel-Segment (17.2); und/oder wobei das
Kühlungsgehäuse (17) wenigstens ein de-/montierbares Segment aufweist, welches außen oder außen und innen eben beziehungsweise flach ausgestaltet ist.
11. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlungsgehäuse (17)
Schallschutzmittel (17.6) aufweist, insbesondere eine Schallschutzauskleidung (17.6) an einer Innenseite des Kühlungsgehäuses (17).
12. Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) zur Zerkleinerung von Einsatzmaterial (M1 ), insbesondere Einsatzmaterial (M1 ) einer Partikelgröße kleiner 20 mm, insbesondere eingerichtet zum Mahlen des Einsatzmaterials (M1 ) auf
Partikelgrößen kleiner 75 pm oder kleiner 10 pm, mit:
- einem Mühlengehäuse (11 ), welches eine Systemgrenze von der Umgebung (1 ) zu einer Materialaufgabe (12) und zu einem Materialaustrag (19) der
Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) definiert; - einem im Mühlengehäuse (11 ) schwingbeweglich angeordneten Mahlsystem (13) mit einer Mahlkammer (13.1 ) und mit wenigstens einem in der
Mahlkammer (13.1 ) beweglich angeordneten Mahlstein, wobei das Mahlsystem (13) auf dem Materialflusspfad (P1 ) zwischen Materialaufgabe (12) und
Materialaustrag (19) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) ein innerhalb des
Mühlengehäuses (11 ) angeordnetes, das Mahlsystem (13) oder zumindest die Mahlkammer (13.1 ) umschließendes Kühlungsgehäuse (17) aufweist, wobei das Kühlungsgehäuse (17) wenigstens einen zumindest abschnittsweise entlang vom Mahlsystem (13) verlaufenden Strömungspfad (P2) für
Kühlmedium (M2) definiert, insbesondere für gasförmiges Kühlmedium (M2), wobei das Kühlungsgehäuse (17) einen jeweils zumindest annähernd mittig im Kühlungsgehäuse (17) angeordneten Einlass (17.1 ) und Auslass (17.9) für das Kühlmedium (M2) aufweist, am Einlass (17.1 ) und/oder am Auslass (17.9) wenigstens ein Ventilator (15) im beziehungsweise auf dem Strömungspfad (P2) angeordnet ist, wobei das Kühlungsgehäuse (17) in mehreren de- /montierbaren Segmenten (17a, 17b, 17.2) aufgebaut ist, insbesondere in wenigstens drei Segmenten, insbesondere in wenigstens zwei Seiten- Segmenten (17a, 17b) und wenigstens einem Deckel-Segment (17.2), wobei das Mahlsystem (13) und das Kühlungsgehäuse (17) beabstandet sind, wobei der Strömungspfad (P2) für Kühlmedium (M2) zwischen dem Mahlsystem (13) und dem Kühlungsgehäuse (17) verläuft.
13. Verwendung eines inneren, innenliegenden Kühlungsgehäuses (17) innerhalb eines Mühlengehäuses (11 ) einer Scheibenschwingmühle zur Definition eines eine Mahlkammer (13.1 ) der Scheibenschwingmühle zumindest abschnittsweise umhüllenden Kühlmantels (17.5) und zur Definition wenigstens eines zumindest abschnittsweise entlang der Mahlkammer (13.1 ) verlaufenden Strömungspfades (P2) für Kühlmedium (M2), insbesondere für gasförmiges Kühlmedium (M2), insbesondere in einer Scheibenschwingmühlenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
EP20726346.8A 2019-05-17 2020-05-13 Vorrichtung zur zerkleinerung von einsatzmaterial sowie verwendung eines kühlungsgehäuses an der vorrichtung Pending EP3969180A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019207224.0A DE102019207224A1 (de) 2019-05-17 2019-05-17 Vorrichtung zur Zerkleinerung von Einsatzmaterial sowie Verwendung eines Kühlungsgehäuses an der Vorrichtung
PCT/EP2020/063246 WO2020234062A1 (de) 2019-05-17 2020-05-13 Vorrichtung zur zerkleinerung von einsatzmaterial sowie verwendung eines kühlungsgehäuses an der vorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3969180A1 true EP3969180A1 (de) 2022-03-23

Family

ID=70740601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20726346.8A Pending EP3969180A1 (de) 2019-05-17 2020-05-13 Vorrichtung zur zerkleinerung von einsatzmaterial sowie verwendung eines kühlungsgehäuses an der vorrichtung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3969180A1 (de)
DE (1) DE102019207224A1 (de)
WO (1) WO2020234062A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117983360B (zh) * 2024-04-07 2024-06-21 湖州嘉亨实业有限公司 一种低温冷冻研磨设备及其在芍药籽油提取中的应用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2063812C3 (de) * 1970-12-24 1979-12-13 Kloeckner-Humboldt-Deutz Ag, 5000 Koeln Schwingmühle für Mahlprozesse, die während des Betriebes die Aufrechterhaltung einer Temperaturdifferenz zwischen Mahlraum und Umgebung erfordern
DE4343742C2 (de) * 1993-12-21 1999-10-14 Krupp Polysius Ag Scheibenschwingmühle
DE102006042823A1 (de) * 2006-09-08 2008-03-27 PFAFF AQS GmbH automatische Qualitätskontrollsysteme Schwingmühle und Verfahren zum Betrieb einer Schwingmühle
DE102006042825A1 (de) * 2006-09-08 2008-03-27 PFAFF AQS GmbH automatische Qualitätskontrollsysteme Mahleinheit mit Kühleinrichtung
US10518269B2 (en) * 2017-10-13 2019-12-31 SPEX SamplePrep, LLC Grinding mill with securing frame

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019207224A1 (de) 2020-11-19
WO2020234062A1 (de) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3291915B1 (de) Zerkleinerungsmaschine mit einem rotorsystem und verfahren zum zerkleinern von aufgabegut
EP2926949B1 (de) Luft-kühlung schleifscheiben und ladeteller von federendenschleifmaschine (3-kammer-system)
WO2020234062A1 (de) Vorrichtung zur zerkleinerung von einsatzmaterial sowie verwendung eines kühlungsgehäuses an der vorrichtung
DE3716295A1 (de) Spalt-kugelmuehle zum kontinuierlichen feinzerkleinern, insbesondere aufschliessen von mikroorganismen und dispergieren von feststoffen in fluessigkeit
DE3802260C2 (de)
KR20110109802A (ko) 기류식 분쇄기
EP3096101B1 (de) Kühlvorrichtung zum kühlen von schüttgut
DE102004050003A1 (de) Vorrichtung zum Zerkleinern von Aufgabegut mit Kühlluftkanal
WO2004020098A1 (de) Rührwerkskugelmühle mit radialrührwerk
EP2063993B1 (de) Schwingmühle mit gleitführung
DE19723705C1 (de) Mühle zum schonenden Feinstvermahlen von Produkten unterschiedlicher Herkunft
DE102004050002A1 (de) Vorrichtung zum Zerkleinern von Aufgabegut mit getrennter Luftführung
DE19520325C2 (de) Sichtermühle
DE19700429A1 (de) Mühle
DE102011117418B4 (de) Labyrinthmühle
DD242352A5 (de) Schwingmuehle mit einer symmetrischen mahlkammer
DE19835144C2 (de) Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine mit rotierendem Schlagradsystem
DE29515434U1 (de) Micro-Wirbel-Mühle
EP3104977B1 (de) Gegenläufige stiftmühle
WO2010086300A2 (de) Pendelmühle
DE4316301A1 (de) Mahlvorrichtung
DE202011102435U1 (de) Mahlsteine
WO1998045042A1 (de) Verfahren zur vermahlung von temperaturempfindlichen produkten und für die durchführung dieses verfahrens geeignete mahlanlage
DE19847400C2 (de) Vorrichtung zum Zerkleinern und Verteilen von Feststoffpartikeln in einer Suspension
JPS589702B2 (ja) ミルに於ける仕切り

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20211217

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: THYSSENKRUPP AG

Owner name: THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: THYSSENKRUPP AG

Owner name: THYSSENKRUPP POLYSIUS GMBH