EP4147782A1 - Agitator mill - Google Patents

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Publication number
EP4147782A1
EP4147782A1 EP22191606.7A EP22191606A EP4147782A1 EP 4147782 A1 EP4147782 A1 EP 4147782A1 EP 22191606 A EP22191606 A EP 22191606A EP 4147782 A1 EP4147782 A1 EP 4147782A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grinding
agitator
grinding chamber
rotor
discs
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
EP22191606.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Udo Enderle
Thomas GOLLER
Holger Möschl
Witali Sudermann
Lars-Peter Weiland
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.)
Netzsch Feinmahltechnik GmbH
Original Assignee
Netzsch Feinmahltechnik GmbH
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 Netzsch Feinmahltechnik GmbH filed Critical Netzsch Feinmahltechnik GmbH
Publication of EP4147782A1 publication Critical patent/EP4147782A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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 invention relates to an agitator mill with a grinding chamber containing grinding bodies, an agitator shaft and a plurality of agitator bodies according to the preamble of claim 1.
  • an agitator mill also known as an agitator ball mill
  • 1 an agitator mill 1 with a horizontal agitator shaft 3 is shown schematically.
  • the material to be ground is pumped via the inlet 5 of the agitator mill 1 into or through the grinding chamber 7 enclosed by the grinding container 2 .
  • the material to be ground is usually a suspension of water and solids.
  • a rotational movement of the agitator shaft 3 causes the agitator bodies 8, which are connected in a rotationally fixed manner to the agitator shaft 3 and are frequently also referred to as grinding disks, to rotate.
  • Sleeve-like agitator shaft bushings 12 are often attached to the agitator shaft 3, particularly between the agitator bodies 8, as spacers for the agitator body 8 and protection for the agitator shaft 3, which are not explicitly shown in the figures.
  • the agitator shaft 3 can be driven by an electric motor 9 via a belt drive 10, for example.
  • the drive of the agitator mill 1 is usually located in a housing 11 adjacent to the grinding container 2.
  • the movement of the grinding bodies causes collisions between the solids in the grinding stock suspension pumped through the grinding chamber 7 and the grinding bodies. These collisions result in fine particles splintering off the solids in the ground stock suspension, so that the solids arriving at the outlet 6 of the agitator mill 1 are ultimately significantly smaller than the solids fed in at the inlet 5 .
  • a separating system 4 for example in the form of a sieve or a filter, is fitted in front of the outlet 6.
  • the patent DE34341553A1 also proposes lengthening the grinding discs in such a way that their radial distance from the inner wall of the grinding container is minimized so that it is smaller than the diameter of the grinding media used. This is to prevent, above all, that individual grinding media between the central areas, which are each formed between two grinding discs, can be moved.
  • Such a known agitator mill is proposed with a grinding chamber containing a grinding body and an agitator shaft rotating therein about a horizontal axis.
  • the agitator shaft carries several grinding disks which are connected to it in a rotationally fixed manner and are spaced apart from one another in the direction of the horizontal axis and which can be constructed in one piece or in several parts.
  • These grinding discs induce a movement of the grinding media.
  • the grinding disks usually have grooves and/or continuous slots or openings.
  • adjacent grinding discs are arranged on the agitator shaft in such a way that the ratio of the grinding chamber length b to the radial grinding chamber height a is greater than or equal to 2:3, measured in the axial direction along the above-mentioned horizontal axis.
  • the radial distance c between the outer lateral surface of the grinding disks and the inner wall of the grinding container delimiting the grinding chamber is more than 20% of the radial grinding chamber height a. If the grinding discs are not completely cylindrical along their peripheral surface, for example because they have grooves, slots or flattened areas, then the said ratio is maintained along the majority of the circumference and ideally along the essentially entire or entire circumference.
  • a further, synergistic improvement in the same sense is achieved when the grinding disks have grooves, slits and/or openings. This creates a further improved entrainment effect for the grinding media in the circumferential direction.
  • the grinding media also receive an additional impulse in the direction parallel to the axis of rotation of the agitator shaft when passing through the grooves, slots or openings. As a result, they then move again in the direction of the center of the grinding chamber delimited by the two grinding discs, which, viewed overall, increases the circulation within the grinding chamber, especially transversely or diagonally to the direction of rotation.
  • the grinding chamber height a is the dimension between the inner wall of the grinding container delimiting the grinding chamber 7 and the largest enveloping diameter of the agitator shaft or the agitator shaft bushing that may be attached to the agitator shaft.
  • the grinding chamber length b is the measure of the distance between two adjacent grinding disks, the distance between the edges of the side pointing towards the grinding chamber and thus spanning the grinding chamber being used in each case.
  • the grinding container 2 shows a first variant of the agitator mill 1 with agitator shaft bushings 12, which are shown here only by “dummies” which are not meaningful and are therefore indicated with dots.
  • the grinding container 2, the agitator shaft 3, the separating system 4, the inlet 5, the outlet 6, the grinding disks 8 and the horizontal axis 13 of the agitator shaft can also be seen.
  • the grinding chamber 7 refers to the entire space inside the grinding container that can be occupied by the material to be ground. However, the grinding chamber 14 is a subcategory of the grinding chamber and is drawn in as a border with dashed lines.
  • the agitator shaft forms a rotor disk 15 at its end facing the separating system 4, which delimits the actual grinding chamber from the separating system.
  • the rotor disk 15 is equipped with rotor bars 16 which protrude—often finger-like—from it and are spaced apart from one another as seen in the circumferential direction and form slots between them. These overlap the separating system 4 and, overall, form a quasi-cavity that accommodates the separating system 4 .
  • the rotor disk 15 can advantageously be slotted into a slot area 17 radially below the rotor bars, so it then also has an axially permeable opening radially below the rotor bars 16, which extends into the actual shaft.
  • This design of the rotor disk with the rotor bars 16 is shown schematically by the 2 illustrated. This design makes a noticeable further contribution to increasing the mobility of the grinding media.
  • the rotor disc 15 has a smaller diameter than the grinding discs 8 or than the imaginary body of rotation made up of the individual bodies forming the grinding discs, such as wings or the like.
  • FIG 3 shows a second variant of the agitator mill 1.
  • Square agitator shaft bushings 12 are used.
  • the sectional view on the left also shows the shape of the grinding disc.
  • the rest of the structure of the agitator mill corresponds to the structure of the first variant.
  • the grinding chamber height a, the grinding chamber length b and the radial distance c are also shown here.
  • each grinding disk consists of a plurality of vanes which are arranged one behind the other in the circumferential direction in a rotational alignment and are separated from one another by continuous slots in the circumferential direction.
  • the dimensions of the grinding media are coordinated here, because the slot size, the size of the grinding media and the radial gap distance between the grinding discs and the inner wall of the grinding container or the inner peripheral surface of the grinding container must be selected in such a way that the grinding media remain mobile despite friction and self-locking forces and the blades do not block .

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle (1) mit einem Mahlkörper beinhaltenden Mahlraum (7) und einer darin um eine horizontale Achse umlaufenden Rührwelle (3), die mehrere drehfest mit ihr verbundene, voneinander in Richtung der horizontalen Achse voneinander beabstandete Mahlscheiben (8) trägt, die die Mahlkörper bewegen, wobei Mahlscheiben (8) bevorzugt jeweils Schlitze oder Durchbrüche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Mahlscheiben (8) so auf der Rührwelle (3) angeordnet sind, dass das Verhältnis von der Mahlkammerlänge (b) zur radialen Mahlkammerhöhe (a) größer oder gleich 2:3 ist und dass der radiale Abstand (c) zwischen der Außenmantelfläche der Mahlscheiben (8) und der Innenwand des den Mahlraum (7) begrenzenden Mahlbehälters (2) mehr als 20% der radialen Mahlkammerhöhe (a) beträgt.

Figure imgaf001
The invention relates to an agitator mill (1) with a grinding chamber (7) containing a grinding body and an agitator shaft (3) rotating therein about a horizontal axis, which carries a plurality of grinding discs (8) which are non-rotatably connected to it and are spaced apart from one another in the direction of the horizontal axis. which move the grinding bodies, with grinding disks (8) preferably each having slots or openings, characterized in that adjacent grinding disks (8) are arranged on the agitator shaft (3) in such a way that the ratio of the grinding chamber length (b) to the radial grinding chamber height (a ) is greater than or equal to 2:3 and that the radial distance (c) between the outer lateral surface of the grinding discs (8) and the inner wall of the grinding container (2) delimiting the grinding chamber (7) is more than 20% of the radial grinding chamber height (a).
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle mit einem Mahlkörper beinhaltenden Mahlraum, eine Rührwelle und mehrere Rührkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an agitator mill with a grinding chamber containing grinding bodies, an agitator shaft and a plurality of agitator bodies according to the preamble of claim 1.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Das grundlegende Prinzip einer Rührwerksmühle, auch Rührwerkskugelmühle genannt, soll zunächst anhand der Fig. 1 erklärt werden. In Fig. 1 ist schematisch eine Rührwerksmühle 1 mit horizontaler Rührwelle 3 dargestellt. Auf die Darstellung der im Mahlbehälter 2 befindlichen Mahlkörper, welche in der Regel als Stahl- oder Keramikkugeln ausgeführt sind, wurde verzichtet.The basic principle of an agitator mill, also known as an agitator ball mill, should first be explained using the 1 be explained. In 1 an agitator mill 1 with a horizontal agitator shaft 3 is shown schematically. The grinding bodies in the grinding container 2, which are usually designed as steel or ceramic balls, are not shown.

Im Betrieb der Rührwerksmühle 1 wird über den Einlass 5 der Rührwerksmühle 1 das zu mahlende Gut in bzw. durch den vom Mahlbehälter 2 umschlossenen Mahlraum 7 gepumpt. Bei dem zu mahlenden Gut handelt es sich üblicherweise um eine Suspension aus Wasser und Feststoffen.During operation of the agitator mill 1 , the material to be ground is pumped via the inlet 5 of the agitator mill 1 into or through the grinding chamber 7 enclosed by the grinding container 2 . The material to be ground is usually a suspension of water and solids.

Durch eine Rotationsbewegung der Rührwelle 3 werden die drehfest mit der Rührwelle 3 verbundenen Rührkörper 8, welche häufig auch als Mahlscheiben bezeichnet werden, in Rotation versetzt. Oftmals sind unter anderem als Abstandshalter der Rührkörper 8 und Schutz für die Rührwelle 3 hülsenartige Rührwellenbuchsen 12 an der Rührwelle 3, besonders zwischen den Rührkörpern 8, angebracht, welche nicht explizit figürlich gezeigt werden.A rotational movement of the agitator shaft 3 causes the agitator bodies 8, which are connected in a rotationally fixed manner to the agitator shaft 3 and are frequently also referred to as grinding disks, to rotate. Sleeve-like agitator shaft bushings 12 are often attached to the agitator shaft 3, particularly between the agitator bodies 8, as spacers for the agitator body 8 and protection for the agitator shaft 3, which are not explicitly shown in the figures.

Für das Erzeugen der Rotationsbewegung kann die Rührwelle 3 beispielsweise über einen Riementrieb 10 von einem Elektromotor 9 angetrieben werden. Der Antrieb der Rührwerksmühle 1 befindet sich dabei meist in einem an den Mahlbehälter 2 angrenzenden Gehäuse 11.To generate the rotational movement, the agitator shaft 3 can be driven by an electric motor 9 via a belt drive 10, for example. The drive of the agitator mill 1 is usually located in a housing 11 adjacent to the grinding container 2.

Durch die Rotation der Rührkörper 8 werden die im Mahlraum 7 befindlichen Mahlkörper, welche sich in der Nähe der Rührkörper 8 befinden, in Richtung des Mahlbehälters 2 bewegt. Im Mittelbereich zwischen je zwei Rührkörpern 8 fließen die bewegten Mahlkörper wieder vom Mahlbehälter 2 zurück in Richtung der Rührwelle 3. Somit entsteht zwischen je zwei Rührkörpern 8 eine Zirkulationsbewegung der Mahlkörper.Due to the rotation of the stirring elements 8, the grinding elements located in the grinding chamber 7, which are in the vicinity of the stirring elements 8 are located in the direction of the grinding container 2 moves. In the central region between each two stirring bodies 8, the moving grinding bodies flow back from the grinding container 2 in the direction of the stirring shaft 3. This creates a circulation movement of the grinding bodies between each two stirring bodies 8.

Durch die Bewegung der Mahlkörper werden Kollisionen zwischen den Feststoffen der durch den Mahlraum 7 gepumpten Mahlgutsuspension und den Mahlkörpern hervorgerufen. Diese Kollisionen führen zum Absplittern feiner Partikel von den Festoffen in der Mahlgutsuspension, sodass die am Auslass 6 der Rührwerksmühle 1 ankommenden Feststoffe letztendlich deutlich kleiner sind als die am Einlass 5 zugeführten Feststoffe.The movement of the grinding bodies causes collisions between the solids in the grinding stock suspension pumped through the grinding chamber 7 and the grinding bodies. These collisions result in fine particles splintering off the solids in the ground stock suspension, so that the solids arriving at the outlet 6 of the agitator mill 1 are ultimately significantly smaller than the solids fed in at the inlet 5 .

Um zu gewährleisten, dass die Mahlkörper den Mahlraum 7 nicht verlassen, ist vor dem Auslass 6 noch ein Trennsystem 4 beispielsweise in Form eines Siebs oder eines Filters angebracht.In order to ensure that the grinding bodies do not leave the grinding chamber 7, a separating system 4, for example in the form of a sieve or a filter, is fitted in front of the outlet 6.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

In der Praxis sind Variationen der Abmessungen der Rührkörper und/oder deren Position zueinander bekannt geworden, deren Ziel die verbesserte Effizienz einer Rührwerksmühle ist.In practice, variations in the dimensions of the agitator bodies and/or their position relative to one another have become known, the aim of which is to improve the efficiency of an agitator mill.

So werden im Patent EP2178643B1 Mahlscheiben vorgeschlagen, die gegenüber der Achse der Rührwelle um Winkel von 30° bis 60° geneigt sind und somit nicht annähernd senkrecht zur Rührwellenachse stehen. So soll die Zirkulationsbewegung der Mahlkörper verbessert werden.So are in the patent EP2178643B1 Proposed grinding discs, which are inclined relative to the axis of the agitator shaft at an angle of 30 ° to 60 ° and are therefore not approximately perpendicular to the axis of the agitator shaft. This is intended to improve the circulation movement of the grinding media.

Das Patent DE34341553A1 schlägt zudem vor, die Mahlscheiben so zu verlängern, dass deren radialer Abstand zur Mahlbehälterinnenwand so minimiert wird, dass er kleiner ist als der Durchmesser der verwendeten Mahlkörper. So soll vor allem verhindert werden, dass einzelne Mahlkörper zwischen den Mittelbereichen, die jeweils zwischen zwei Mahlscheiben gebildet werden, verschoben werden können.The patent DE34341553A1 also proposes lengthening the grinding discs in such a way that their radial distance from the inner wall of the grinding container is minimized so that it is smaller than the diameter of the grinding media used. This is to prevent, above all, that individual grinding media between the central areas, which are each formed between two grinding discs, can be moved.

Die angesprochenen Vorschläge führen jedoch nicht zu einer Effizienzsteigerung in einem gewünschten Maße. So ist einerseits die hervorgerufene Zirkulationsbewegung der Mahlkörper verbesserungswürdig. Andererseits wird durch die konstruktiven Änderungen der Mahlscheiben der effektiv genutzte, nicht von Bauteilen eingenommene Mahlraum verkleinert. Dies führt dazu, dass weniger zu mahlendes Gut im Mahlraum gleichzeitig gemahlen werden kann, was die Effizienz der Rührwerksmühle tendenziell beeinträchtigt.However, the proposals addressed do not lead to an increase in efficiency to the desired extent. On the one hand, the circulation movement caused by the grinding media is in need of improvement. On the other hand, the effectively used grinding chamber, which is not occupied by components, is reduced due to the structural changes to the grinding discs. This means that less material to be ground can be ground at the same time in the grinding chamber, which tends to impair the efficiency of the agitator mill.

DIE ZUGRUNDE LIEGENDE AUFGABETHE UNDERLYING TASK

Angesichts dessen ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Mittel anzugeben, mit welchem die Effizienz einer Rührwerksmühle weiter erhöht wird.In view of this, it is the object of the invention to specify a means with which the efficiency of an agitator mill is further increased.

DIE ERFINDUNGSGEMÄSSE LÖSUNGTHE SOLUTION ACCORDING TO THE INVENTION

Erfindungsgemäß wird dieses Problem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.According to the invention, this problem is solved with the features of the main claim.

Es wird also eine solche bekannte Rührwerksmühle mit einem Mahlkörper beinhaltenden Mahlraum und einer darin um eine horizontale Achse umlaufenden Rührwelle vorgeschlagen. Die Rührwelle trägt mehrere drehfest mit ihr verbundene, in Richtung der horizontalen Achse voneinander beabstandete Mahlscheiben, die einstückig oder mehrteilig aufgebaut sein können. Diese Mahlscheiben induzieren eine Bewegung der Mahlkörper. Um insoweit möglichst effektiv zu sein, weisen die Mahlscheiben im Regelfall jeweils Nuten und/oder durchgehende Schlitze bzw. Durchbrüche auf. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass benachbarte Mahlscheiben so auf der Rührwelle angeordnet sind, dass das Verhältnis der - in achsialer Richtung entlang der o. g. horizontalen Achse gemessenen - Mahlkammerlänge b zur radialen Mahlkammerhöhe a größer oder gleich 2:3 ist. Diese Maßnahme trägt der im Rahmen von systematischen Simulationen gewonnenen Erkenntnis Rechnung, dass bei den bisherigen Lösungen immer wieder zu viele Mahlscheiben pro axialer Längeneinheit eingebaut worden sind und die zu geringen Scheibenabstände die Mahlkörperfluktuation mehr herabgesetzt haben, als zu erwarten war.Thus, such a known agitator mill is proposed with a grinding chamber containing a grinding body and an agitator shaft rotating therein about a horizontal axis. The agitator shaft carries several grinding disks which are connected to it in a rotationally fixed manner and are spaced apart from one another in the direction of the horizontal axis and which can be constructed in one piece or in several parts. These grinding discs induce a movement of the grinding media. To that extent To be as effective as possible, the grinding disks usually have grooves and/or continuous slots or openings. According to the invention, adjacent grinding discs are arranged on the agitator shaft in such a way that the ratio of the grinding chamber length b to the radial grinding chamber height a is greater than or equal to 2:3, measured in the axial direction along the above-mentioned horizontal axis. This measure takes into account the knowledge gained in the context of systematic simulations that in the previous solutions too many grinding discs per axial length unit were installed and the too small disc distances reduced the grinding body fluctuation more than was expected.

Diese erfinderischen Maßnahmen entfalten ihre Wirkung im Verbund mit der weiteren Maßnahme, dass der radiale Abstand c zwischen der Außenmantelfläche der Mahlscheiben und der Innenwand des den Mahlraum begrenzenden Mahlbehälters mehr als 20% der radialen Mahlkammerhöhe a beträgt. Sollten die Mahlscheiben entlang ihrer umlaufenden Umfangsmantelfläche nicht vollständig zylindrisch sein, etwa weil sie Nuten, Schlitze oder Abflachungen aufweisen, dann wird das besagte Verhältnis entlang des überwiegenden Teils des Umfangs und idealerweise entlang des im Wesentlichen gesamten oder gesamten Umfangs eingehalten.These inventive measures are effective in conjunction with the further measure that the radial distance c between the outer lateral surface of the grinding disks and the inner wall of the grinding container delimiting the grinding chamber is more than 20% of the radial grinding chamber height a. If the grinding discs are not completely cylindrical along their peripheral surface, for example because they have grooves, slots or flattened areas, then the said ratio is maintained along the majority of the circumference and ideally along the essentially entire or entire circumference.

Bei der systematischen Dimensionserprobung hat sich herausgestellt, dass ein Verhältnis der Mahlkammerlänge b zur Mahlkammerhöhe a von größer oder gleich 2:3 und die damit gegenüber konventionellen Rührwerksmühlen einhergehende Vergrößerung des Abstandes zwischen zwei Mahlscheiben zu einer überraschend starken Intensivierung der Mahlkörperfluktuation im Zwischenraum zwischen den Mahlscheiben führt. Einen Kausalbeitrag hierfür leistet sicherlich die Vergrößerung des Volumens einer Mahlkammer zwischen zwei benachbarten Mahlscheiben. Das ist aber nicht die alleinige Wirkungsursache. Denn dieser Effekt tritt gerade im Wirkungsverbund mit der Profilierung der Stirnseiten der Mahlscheiben durch Nuten, Schlitze oder Durchbrüche und mit dem deutlich erhöhten radialen Abstand der Mahlscheiben von der Innenoberfläche des Mahlbehälters auf.Systematic dimensional testing has shown that a ratio of grinding chamber length b to grinding chamber height a of greater than or equal to 2:3 and the associated increase in the distance between two grinding discs compared to conventional agitator mills leads to a surprisingly strong intensification of the grinding body fluctuations in the space between the grinding discs . The increase in the volume of a grinding chamber between two adjacent grinding discs certainly makes a causal contribution to this. But that is not the sole cause of the effect. Because this effect is just happening in combination with the profiling of the end faces of the grinding discs through grooves, slots or openings and with the significantly increased radial distance between the grinding discs and the inner surface of the grinding container.

Letzterer führt dazu, dass die Mahlkörperfluktuation über die Mahlscheiben hinweg zunimmt, was dann auch die Mahlkörperfluktuation im Zwischenraum zwischen den Mahlscheiben intensiviert. Zugleich werden sie, da eine verstärkte Friktion zwischen den Mahlkörpern, der Innenoberfläche des Mahlraums und den Mahlscheiben auftritt, auch ein gutes Stück weiter in Umfangsrichtung mitgenommen, bevor sie abkippen und in den Mittelbereich zwischen den zwei ihre Mahlkammer begrenzenden Mahlscheiben zurückfallen. Hierdurch ergibt sich ein synergistischer Effekt: In der vergrößerten Mahlkammer zwischen zwei Mahlscheiben ergibt sich eine verbesserte Mahlkörperbeweglichkeit und den Mahlkörpern wird eine verstärkte Bewegung aufgezwungen, sodass sie die neu gewonnene Freiheit in der Mahlkammer auch wirklich nutzen.The latter causes the media fluctuation across the burrs to increase, which then also intensifies the media fluctuation in the space between the burrs. At the same time, since there is increased friction between the grinding bodies, the inner surface of the grinding chamber and the grinding discs, they are also carried along a good bit further in the circumferential direction before they tip over and fall back into the middle area between the two grinding discs that limit their grinding chamber. This results in a synergistic effect: in the enlarged grinding chamber between two grinding discs, there is improved mobility of the grinding elements and the grinding elements are forced to move more intensively, so that they really use the newly gained freedom in the grinding chamber.

Eine weitere, synergistische Verbesserung im gleichen Sinne wird dadurch erreicht, wenn die Mahlscheiben Nuten, Schlitze und/oder Durchbrüche aufweisen. So entsteht eine nochmals verbesserte Mitnahmewirkung für die Mahlkörper in Umfangsrichtung. In manchen Fällen erhalten die Mahlkörper beim Passieren der Nuten, Schlitze oder Durchbrüche aber auch zusätzlich noch einen Impuls in Richtung parallel zur Rührwellendrehachse. Hierdurch bewegen sie sich dann wieder in Richtung der Mitte der durch die beiden Mahlscheiben abgegrenzten Mahlkammer, was insgesamt gesehen die Zirkulation innerhalb der Mahlkammer verstärkt, gerade auch quer oder schräg zur Drehrichtung.A further, synergistic improvement in the same sense is achieved when the grinding disks have grooves, slits and/or openings. This creates a further improved entrainment effect for the grinding media in the circumferential direction. In some cases, however, the grinding media also receive an additional impulse in the direction parallel to the axis of rotation of the agitator shaft when passing through the grooves, slots or openings. As a result, they then move again in the direction of the center of the grinding chamber delimited by the two grinding discs, which, viewed overall, increases the circulation within the grinding chamber, especially transversely or diagonally to the direction of rotation.

Die Mahlkammerhöhe a ist hierbei das Maß zwischen der den Mahlraum 7 abgrenzenden Mahlbehälterinnenwand und dem größten umhüllenden Durchmesser der Rührwelle oder der eventuell auf der Rührwelle angebrachten Rührwellenbuchse.The grinding chamber height a is the dimension between the inner wall of the grinding container delimiting the grinding chamber 7 and the largest enveloping diameter of the agitator shaft or the agitator shaft bushing that may be attached to the agitator shaft.

Die Mahlkammerlänge b ist das Maß des Abstandes zwischen zwei benachbarten Mahlscheiben, wobei jeweils der Abstand der Kanten der zu der Mahlkammer hinzeigenden und somit die Mahlkammer aufspannenden Seite verwendet wird.The grinding chamber length b is the measure of the distance between two adjacent grinding disks, the distance between the edges of the side pointing towards the grinding chamber and thus spanning the grinding chamber being used in each case.

BEVORZUGTE WEITERBILDUNGSMÖGLICHKEITENPREFERRED EDUCATION OPPORTUNITIES

Es besteht eine Reihe von Möglichkeiten, um die Erfindung so auszugestalten, dass ihre Wirksamkeit oder Brauchbarkeit noch weiter verbessert wird.There are a number of ways in which the invention can be designed to further enhance its effectiveness or usefulness.

FIGURENLISTEFIGURE LIST

  • Die Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau und die Anbindung einer allgemeinen Rührwerksmühle.The 1 shows the structure and connection of a general agitator mill.
  • Die Fig. 2 zeigt eine erste Variante einer Rührwerksmühle mit eingezeichneter Mahlkammerhöhe a, Mahlkammerlänge b und radialem Abstand c.The 2 shows a first variant of an agitator mill with the grinding chamber height a, grinding chamber length b and radial distance c shown.
  • Die Fig. 3 zeigt eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Rührwerksmühle mit eingezeichneter Mahlkammerhöhe a, Mahlkammerlänge b und radialem Abstand c.The 3 shows a second variant of the agitator mill according to the invention with the grinding chamber height a, grinding chamber length b and radial distance c shown.
  • Die Fig. 4 zeigt schematisch eine Option für die Gestaltung der Rotorscheibe, die den Mahlraum 7 mit seinen einzelnen Mahlkammern 14 vom Trennsystem 4 abgrenzt.The 4 shows schematically an option for the design of the rotor disk, which delimits the grinding chamber 7 with its individual grinding chambers 14 from the separating system 4.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELEPREFERRED EMBODIMENTS

Fig. 2 zeigt eine erste Variante der Rührwerksmühle 1 mit Rührwellenbuchsen 12, die hier nur durch nicht aussagekräftige und daher punktiert angedeutete "Dummies" dargestellt sind. Es sind zudem der Mahlbehälter 2, die Rührwelle 3, das Trennsystem 4, der Einlass 5, der Auslass 6, die Mahlscheiben 8 und die horizontale Achse 13 der Rührwelle zu erkennen. Der Mahlraum 7 bezeichnet den kompletten, vom zu mahlenden Gut einnehmbaren Raum im Inneren des Mahlbehälters. Die Mahlkammer 14 ist hierbei jedoch eine Unterkategorie des Mahlraumes und ist mit gestrichelten Linien begrenzt eingezeichnet. 2 shows a first variant of the agitator mill 1 with agitator shaft bushings 12, which are shown here only by "dummies" which are not meaningful and are therefore indicated with dots. The grinding container 2, the agitator shaft 3, the separating system 4, the inlet 5, the outlet 6, the grinding disks 8 and the horizontal axis 13 of the agitator shaft can also be seen. The grinding chamber 7 refers to the entire space inside the grinding container that can be occupied by the material to be ground. However, the grinding chamber 14 is a subcategory of the grinding chamber and is drawn in as a border with dashed lines.

Darüber hinaus sind die Mahlkammerhöhe a, die Mahlkammerlänge b und der radiale Abstand c eingezeichnet.In addition, the grinding chamber height a, the grinding chamber length b and the radial distance c are shown.

Gut zu erkennen anhand der Fig. 2 ist, dass die Rührwelle an ihrem dem Trennsystem 4 zugewandten Ende eine Rotorscheibe 15 ausbildet, die den eigentlichen Mahlraum von dem Trennsystem abgrenzt. Zu diesem Zweck ist die Rotorscheibe 15 mit - oft fingerartig - von ihr abstehenden und in Umfangsrichtung gesehen voneinander beabstandeten, zwischeneinander Schlitze ausbildenden Rotorstäben 16 ausgestattet. Diese übergreifen das Trennsystem 4 und bilden insgesamt quasi eine Kavität, die das Trennsystem 4 aufnimmt. Die Rotorscheibe 15 kann günstigerweise bis in einen Schlitzbereich 17 radial unterhalb der Rotorstäbe hinein geschlitzt sein, weist dann also ggf. auch radial unterhalb der Rotorstäbe 16 einen axial durchströmbaren Durchbruch auf, der bis in die eigentliche Welle hinein reicht. Diese Gestaltung der Rotorscheibe mit den Rotorstäben 16 wird schematisch durch die Fig. 2 veranschaulicht. Diese Gestaltung leistet einen spürbaren weiteren Beitrag zur Erhöhung der Mahlkörpermobilität.Easily recognizable by the 2 is that the agitator shaft forms a rotor disk 15 at its end facing the separating system 4, which delimits the actual grinding chamber from the separating system. For this purpose, the rotor disk 15 is equipped with rotor bars 16 which protrude—often finger-like—from it and are spaced apart from one another as seen in the circumferential direction and form slots between them. These overlap the separating system 4 and, overall, form a quasi-cavity that accommodates the separating system 4 . The rotor disk 15 can advantageously be slotted into a slot area 17 radially below the rotor bars, so it then also has an axially permeable opening radially below the rotor bars 16, which extends into the actual shaft. This design of the rotor disk with the rotor bars 16 is shown schematically by the 2 illustrated. This design makes a noticeable further contribution to increasing the mobility of the grinding media.

Bei alledem kann es günstig sein, wenn die Rotorscheibe 15 einen kleineren Durchmesser aufweist als die Mahlscheiben 8 oder als der gedachte Rotationskörper aus den die Mahlscheiben bildenden Einzelkörpern, wie Flügeln oder dergl.In all of this, it can be advantageous if the rotor disc 15 has a smaller diameter than the grinding discs 8 or than the imaginary body of rotation made up of the individual bodies forming the grinding discs, such as wings or the like.

Fig. 3 zeigt eine zweite Variante der Rührwerksmühle 1. Es werden Rührwellenbuchsen 12 in Vierkantform verwendet. 3 shows a second variant of the agitator mill 1. Square agitator shaft bushings 12 are used.

In der Schnittansicht links ist zudem die Form der Mahlscheibe zu erkennen. Der sonstige Aufbau der Rührwerksmühle entspricht dem Aufbau der ersten Variante.The sectional view on the left also shows the shape of the grinding disc. The rest of the structure of the agitator mill corresponds to the structure of the first variant.

Zudem sind auch hier die Mahlkammerhöhe a, die Mahlkammerlänge b und der radiale Abstand c eingezeichnet.In addition, the grinding chamber height a, the grinding chamber length b and the radial distance c are also shown here.

Recht gut zu erkennen ist, dass jede Mahlscheibe aus mehreren in Umfangsrichtung in einer Rotationsflucht hintereinander angeordneten Flügeln besteht, die durch durchgehende Schlitze in Umfangsrichtung voneinander getrennt sind. Hier erfolgt eine Dimensionsabstimmung mit den Mahlkörpern, denn die Schlitzgröße, die Größe der Mahlkörper und der radiale Spaltabstand zwischen den Mahlscheiben und der Mahlbehälterinnenwand bzw. der Mahlbehälterinnenumfangsfläche muss so gewählt sein, dass die Mahlkörper trotz Reib- und Selbsthemmungskräfte beweglich bleiben und die Flügel nicht blockieren.It can be seen quite clearly that each grinding disk consists of a plurality of vanes which are arranged one behind the other in the circumferential direction in a rotational alignment and are separated from one another by continuous slots in the circumferential direction. The dimensions of the grinding media are coordinated here, because the slot size, the size of the grinding media and the radial gap distance between the grinding discs and the inner wall of the grinding container or the inner peripheral surface of the grinding container must be selected in such a way that the grinding media remain mobile despite friction and self-locking forces and the blades do not block .

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE LIST

11
Rührwerksmühleagitator mill
22
Mahlbehältergrinding container
33
Rührwelleagitator shaft
44
Trennsystemseparation system
55
Einlassinlet
66
Auslassoutlet
77
Mahlraumgrinding room
88th
Rührkörper bzw. Mahlscheibeagitator or grinding disk
99
Elektromotorelectric motor
1010
Riementriebbelt drive
1111
Antriebsgehäusedrive housing
1212
Rührwellenbuchsenagitator shaft bushings
1313
horizontale Achse der Rührwellehorizontal axis of the agitator shaft
1414
Mahlkammergrinding chamber
1515
Rotorscheiberotor disc
1616
Rotorstabrotor bar
1717
Schlitzbereich (Axialschlitz)slot area (axial slot)
aa
Mahlkammerlänge in Richtung der LängsachseGrinding chamber length in the direction of the longitudinal axis
bb
radiale Mahlkammerhöheradial grinding chamber height
cc
radialer Abstandradial distance

Claims (5)

Rührwerksmühle (1) mit einem Mahlkörper beinhaltenden Mahlraum (7) und einer darin um eine horizontale Achse umlaufenden Rührwelle (3), die mehrere drehfest mit ihr verbundene, voneinander in Richtung der horizontalen Achse voneinander beabstandete Mahlscheiben (8) trägt, die die Mahlkörper bewegen, wobei Mahlscheiben (8) bevorzugt jeweils Schlitze oder Durchbrüche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Mahlscheiben (8) so auf der Rührwelle (3) angeordnet sind, dass das Verhältnis von der Mahlkammerlänge (b) zur radialen Mahlkammerhöhe (a) größer oder gleich 2:3 ist und dass der radiale Abstand (c) zwischen der Außenmantelfläche der Mahlscheiben (8) und der Innenwand des den Mahlraum (7) begrenzenden Mahlbehälters (2) mehr als 20% der radialen Mahlkammerhöhe (a) beträgt.Agitator mill (1) with a grinding chamber (7) containing grinding bodies and an agitator shaft (3) revolving therein about a horizontal axis, which carries several grinding discs (8) connected to it in a rotationally fixed manner and spaced apart from one another in the direction of the horizontal axis, which move the grinding bodies , wherein the grinding disks (8) each preferably have slots or openings, characterized in that adjacent grinding disks (8) are arranged on the agitator shaft (3) in such a way that the ratio of the grinding chamber length (b) to the radial grinding chamber height (a) is greater than or equal to 2:3 and that the radial distance (c) between the outer lateral surface of the grinding discs (8) and the inner wall of the grinding container (2) delimiting the grinding chamber (7) is more than 20% of the radial grinding chamber height (a). Rührwerksmühle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlscheiben (8) Schlitze und/oder Ausbrüche aufweisen oder aus mehreren in Umfangsrichtung in einer Rotationsflucht hintereinander angeordneten Flügeln bestehen, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet positioniert sind.Agitator mill (1) according to Claim 1, characterized in that the grinding discs (8) have slots and/or cutouts or consist of a plurality of vanes which are arranged one behind the other in a rotational alignment in the circumferential direction and are positioned at a distance from one another in the circumferential direction. Rührwerksmühle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwelle (3) an ihrem dem Trennsystem (4) zugewandten Ende eine Rotorscheibe (15) ausbildet, die den eigentlichen Mahlraum (7) von dem Trennsystem (4) im Wesentlichen abgrenzt und die mit von ihr abstehenden und in Umfangsrichtung gesehen voneinander beabstandeten, zwischeneinander Schlitze ausbildenden Rotorstäben (16) ausgestattet ist.Agitator mill (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the agitator shaft (3) forms a rotor disk (15) at its end facing the separating system (4) which essentially separates the actual grinding chamber (7) from the separating system (4). and which is equipped with rotor bars (16) which protrude from it and are spaced apart from one another as seen in the circumferential direction and form slots between them. Rührwerksmühle (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorscheibe (15) bis in den Bereich radial unterhalb der Rotorstäbe (16) geschlitzt ist.Agitator mill (1) according to Claim 3, characterized in that the rotor disc (15) is slotted up to the area radially below the rotor bars (16). Rührwerksmühle (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die - bevorzugt in axialer Richtung gesehene - Durchströmfläche durch die Rotorscheibe (15) im Radiusbereich zwischen den Rotorstäben (16) größer ist als im Rotorinnenbereich, der von den Rotorstäben (16) in Umfangsrichtung umzäunt wird.Agitator mill (1) according to Claim 3 or 4, characterized in that the flow area through the rotor disk (15), preferably seen in the axial direction, is larger in the radius area between the rotor bars (16) than in the inner area of the rotor, which is surrounded by the rotor bars (16) is fenced in the circumferential direction.
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