EP4438180A1 - Auflockerung von mahlkörpern in einer rührwerkskugelmühle - Google Patents

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EP4438180A1
EP4438180A1 EP23165859.2A EP23165859A EP4438180A1 EP 4438180 A1 EP4438180 A1 EP 4438180A1 EP 23165859 A EP23165859 A EP 23165859A EP 4438180 A1 EP4438180 A1 EP 4438180A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grinding
fluid
grinding chamber
ball mill
agitator
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
EP23165859.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Cornel Fraefel
Eduard Nater
Thomas VERSNIK
Achim Philipp Sturm
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.)
Buehler AG
Original Assignee
Buehler 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 Buehler AG filed Critical Buehler AG
Priority to EP23165859.2A priority Critical patent/EP4438180A1/de
Priority to TW113110784A priority patent/TWI919225B/zh
Priority to CN202480020082.8A priority patent/CN120897802A/zh
Priority to PCT/EP2024/025140 priority patent/WO2024199736A1/en
Priority to KR1020257035485A priority patent/KR20250164816A/ko
Publication of EP4438180A1 publication Critical patent/EP4438180A1/de
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
    • B02C17/18—Details
    • 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
    • B02C17/183—Feeding or discharging devices
    • B02C17/186—Adding fluid, other than for crushing by fluid energy

Definitions

  • the present invention relates to a stirred ball mill provided with grinding bodies, in particular to the loosening or dissolving of a compaction of the grinding bodies present in the grinding chamber of the stirred ball mill.
  • Agitator mills or agitator ball mills have a wide range of applications for grinding and dispersing solids in liquids. They are used, for example, in the production of adhesives, printing inks, cosmetics, pharmaceuticals or for the production of raw materials (particularly silicon) for battery pastes.
  • a grinding chamber usually cylindrical, is formed in a grinding container and delimited by an inner grinding chamber wall.
  • the material to be ground is fed into the grinding chamber via a feed channel and is comminuted together with grinding bodies or auxiliary grinding bodies, such as ceramic balls, by rotating an agitator.
  • agitator ball mills can have a rotor that rotates within the grinding chamber and is optionally equipped with grinding tools on the rotor and optionally also on the container wall.
  • This type of agitator ball mill can be arranged so that the center longitudinal axis of the grinding chamber extends in a vertical direction during operation.
  • Such agitator ball mills with grinding tools on the rotor and possibly also on the container wall are also used in a horizontal arrangement along the center longitudinal axis of the grinding chamber.
  • Another type of agitator ball mill to which the present invention is applicable has an agitator shaft arranged around the center longitudinal axis and rotatable about this axis, to which several grinding disks are attached. These are often arranged in such a way during operation that the center longitudinal axis extends in a horizontal direction.
  • the ground material is removed from the grinding chamber through a product outlet.
  • the grinding media remain in the grinding chamber when the agitator is stopped. There is a risk that the grinding media will clump together in the positions where they remain due to the effect of gravity when the mill is stopped. It is then possible that the load of grinding media in the grinding chamber will block the rotor and make it impossible for the rotor to start up again.
  • the DE2 230 766 A1 describes a method and a device for grinding solids contained in a liquid, wherein the liquid flows from a storage container to an attritor and back.
  • the attritor contains grinding media, such as balls, which are prevented by a sieve from entering a line arranged between the attritor and the storage container.
  • CN 216778978 U describes a vertical ball mill with a removable inner cylinder, with a filter sieve arranged on the inner cylinder to retain grinding balls.
  • the present invention provides a method for loosening a compaction or packing of grinding media, in particular grinding balls in a grinding chamber of a stirred ball mill.
  • a fluid is introduced into the grinding chamber of the stirred ball mill for a limited period of time using a feed device provided for this purpose.
  • the addition of the fluid is stopped again.
  • the introduced fluid can remain in the grinding chamber and be flushed out together with the product during subsequent operation.
  • the fluid should be compatible with the product.
  • the grinding media By introducing the fluid, in particular by the fluid flow, the grinding media can be moved from the position they have assumed during compaction. By wetting and/or lubricating the outer surfaces of the grinding media, the compaction of the grinding media can be disturbed and thus loosened and at least partially dissolved.
  • the fluid can be a liquid, such as an organic solvent or water, a gas, such as nitrogen, air, or oxygen, or a liquid-gas mixture.
  • the fluid is preferably water.
  • the method according to the invention can be carried out when the agitator ball mill is at a standstill. After the fluid has been introduced and the grinding media compaction has been loosened, the agitator ball mill can then be started while the fluid is in the grinding chamber.
  • the process can also be carried out when the agitator ball mill is stopped, namely when the speed of an agitator arranged in the grinding chamber is reduced.
  • the fluid is introduced into the grinding chamber before it comes to a standstill.
  • the method according to the invention can be carried out automatically, wherein the fluid is automatically introduced into the grinding chamber before starting and/or stopping the agitator ball mill.
  • the fluid flows through a grinding body retaining device, in particular a sieve, when introduced into the grinding chamber.
  • a grinding body retaining device in particular a sieve
  • the pressure under which the fluid is introduced into the grinding chamber is preferably below a maximum pressure, for example below 3 bar.
  • the amount of fluid introduced is preferably at least 2% and at most 90% of the grinding chamber volume.
  • the invention further provides an agitator ball mill.
  • the agitator ball mill has a grinding chamber arranged in a grinding container, a product inlet for introducing grinding material into the grinding chamber, a product outlet for removing the ground grinding material, an agitator rotatably arranged in the grinding chamber and several grinding bodies arranged in the grinding chamber.
  • the agitator ball mill according to the invention also has a feed opening for introducing a fluid into the grinding chamber and a feed device that can be connected to the feed opening and is designed to introduce the fluid into the grinding chamber.
  • An existing opening for example an opening for completely emptying the grinding chamber, including the grinding bodies, can also be used as the feed opening for the fluid.
  • the feed device for the fluid is preferably arranged in the lower region of the grinding chamber.
  • the agitator ball mill can further comprise a control device for the automated introduction of the fluid into the grinding chamber before starting and/or stopping the agitator.
  • the diameter of the grinding bodies is preferably between 0.03 and 2.0 mm, more preferably between 0.05 and 0.8 mm.
  • the supply device for the fluid preferably has a grinding body retaining device, in particular a sieve.
  • the invention also provides a feed device for connection to a grinding chamber of an agitator ball mill for introducing a fluid into the grinding chamber.
  • the feed device has a valve, a feed line connected to the valve and a grinding body retaining device.
  • the grinding container 10 of a stirred ball mill can be seen.
  • the cylindrical grinding container 10 with an internal grinding chamber is arranged so that the central longitudinal axis is oriented vertically.
  • an additional connection is arranged at the lower end, via which a fluid can be introduced into the stirred ball mill and in particular into the grinding chamber of the stirred ball mill.
  • the grinding media collect at the lower end of the vertically arranged agitator ball mill when the mill is at a standstill.
  • An opening is provided in the lower end surface 11 of the grinding container 10, which can serve as a supply opening for a fluid.
  • a supply device 20 is arranged at the opening, through which a fluid can be introduced into the grinding chamber.
  • Fig. 1 one Valve actuation 23 of the supply device 20 is shown, which allows the valve 21 for the fluid supply to be opened or closed.
  • the supply device 20 also has a hose 22 to guide the fluid from a fluid reservoir (not shown) to the supply opening.
  • the grinding media By introducing the fluid, the grinding media can be moved from their current position. By additionally wetting or lubricating the outer surfaces of the grinding media, the grinding media compaction can be disturbed and thereby at least partially dissolved. This allows the agitator ball mill to be started and operated properly.
  • the introduced fluid preferably remains in the grinding chamber and is discharged from the grinding chamber together with the ground material during subsequent operation. For this reason, the introduced fluid should be compatible with the product to be ground, i.e. it should not contaminate the product to be ground or otherwise render it unusable.
  • a compaction of grinding media can form particularly when the machine is at a standstill and there is no grinding material in the grinding chamber. Therefore, the method according to the invention is often used after the agitator ball mill or the rotor has stopped, in particular before filling the machine with grinding material and restarting it.
  • the method can also be used advantageously when stopping the agitator ball mill, when the material to be ground has usually already been drained. If the rotor speed is reduced before the agitator ball mill is stopped, it can be an unfavorable positioning of the grinding media or compaction of the grinding media can lead to a sudden stop of the rotor. In order to counteract compaction of the grinding media in this case too, it has proven useful to introduce fluid according to the method according to the invention while reducing the speed from a certain speed, for example 600 rpm. The method according to the invention can also be used when rinsing the grinding chamber while the rotor is running.
  • the fluid can be supplied by opening the valve manually. However, it is also possible to supply the fluid automatically using a control device when starting or stopping the agitator mill. In this case, fluid can be injected automatically during the start-up process before the agitator starts up and the agitator can start with a predetermined time delay after the fluid supply. Likewise, the fluid can be supplied automatically at a predetermined speed when the machine is stopped.
  • the fluid is introduced constantly or in a pulsating manner over a limited period of time.
  • the pressure of the fluid to be introduced is of course below the maximum permissible pressure of the grinding chamber, usually no more than about 3 bar.
  • the amount of fluid introduced is limited and/or is monitored when the fluid is introduced. As a rule, even small amounts of fluid are sufficient to resolve compaction. For example, 2% of the grinding chamber volume can be sufficient. However, up to about 90% of the grinding chamber volume of fluid can also be introduced.
  • the supply opening for the fluid is provided with a grinding media retaining device, in particular a sieve.
  • the openings of the sieve should be smaller than the diameter of the grinding media used. If, for example, the diameter of the grinding media is 0.1 mm, the slots of the sieve should have a width of, for example, 0.03 to 0.05 mm.
  • the method according to the invention can particularly preferably be used when using small grinding media, the diameter of the grinding media then being preferably between 0.03 mm and 2.0 mm. between 0.05 mm and 0.8 mm.
  • the sieve can be made of hardened steel or, preferably, of ceramic, including a hard metal.
  • FIG. 2 An example is Figure 2 the use of a sieve 25 at the fluid supply opening.
  • the sieve 25 is arranged flush with the inner surface of the grinding chamber, in the embodiment shown on the base plate of the grinding container. This is the area in which grinding media compaction often occurs due to gravity.
  • the fluid is introduced into the grinding chamber of the agitator ball mill through the opening provided for this purpose from a supply line, usually a hose 22, via a supply valve 21 and through the sieve 25, or generally a grinding media retention system, such as a sieve or a nozzle.
  • a supply line usually a hose 22
  • a supply valve 21 and through the sieve 25, or generally a grinding media retention system, such as a sieve or a nozzle.
  • the openings provided in the grinding chamber according to the invention i.e. the fluid supply opening, the product inlet, the product outlet, the grinding media filling opening, the grinding media emptying opening into or out of the grinding chamber, can be implemented by different openings in the grinding chamber. However, it is also possible and within the scope of the present invention to use the fluid supply opening to completely empty the grinding chamber by removing the sieve and thus also to remove the grinding media from the grinding chamber.
  • a feed device 20 which has a feed line, a valve and a grinding body retaining device, for example the sieve, must be connected to this already existing opening if required.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Lockern einer Verdichtung bzw. Packung von Mahlkörpern, insbesondere Mahlkugeln in einem Mahlraum einer Rührwerkskugelmühle bereit. Hierzu wird durch eine dafür vorgesehene Zuführvorrichtung ein Fluid in den Mahlraum der Rührwerkskugelmühle zeitlich begrenzt eingebracht. Nach Auflösen der Mahlkörperverdichtung wird die Zugabe des Fluids wieder gestoppt. Die Erfindung stellt ferner eine entsprechende Rührwerksmühle, sowie eine Zuführvorrichtung für ein Fluid bereit.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit Mahlkörpern versehene Rührwerkskugelmühle, insbesondere das Auflockern bzw. Auflösen einer im Mahlraum der Rührwerkskugelmühle vorhandenen Verdichtung der Mahlkörper.
  • Rührwerksmühlen bzw. Rührwerkskugelmühlen haben ein breites Anwendungsspektrum beim Vermahlen und Dispergieren von Feststoffen in Flüssigkeiten. Sie finden beispielsweise bei der Herstellung von Klebstoffen, Druckfarben, Kosmetik, Pharmaka oder auch für die Rohstoffherstellung, (insbesondere Silizium) von Batteriepasten Anwendung. In einer solchen Mühle ist in einem Mahlbehälter ein durch eine Mahlrauminnenwand begrenzter, in der Regel zylinderförmiger Mahlraum gebildet.
  • Das Mahlgut wird über einen Zuführkanal in den Mahlraum geführt und gemeinsam mit Mahlkörpern bzw. Mahlhilfskörpern, wie beispielsweise Keramikkugeln durch Rotation eines Rührwerks zerkleinert. Solche Rührwerkskugelmühlen können einen Rotor aufweisen, der sich innerhalb des Mahlraums dreht und gegebenenfalls mit Mahlwerkzeugen am Rotor und gegebenenfalls auch an der Behälterwand ausgestattet ist. Dieser Typ von Rührwerkskugelmühlen kann so angeordnet sein, dass sich die Mitte-Längs-Achse des Mahlraums im Betrieb in vertikaler Richtung erstreckt. Solche Rührwerkskugelmühlen mit Mahlwerkzeugen am Rotor und eventuell auch an der Behälterwand werden auch in einer horizontalen Anordnung Mitte-Längs-Achse des Mahlraums eingesetzt. Ein weiterer Typ von Rührwerkskugelmühlen, auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist, weist eine um die Mitte-Längs-Achse angeordnete, um diese Achse rotierbare Rührwelle auf, an der mehrere Mahlscheiben angebracht sind. Diese sind in Betrieb oft so angeordnet, dass sich die Mitte-Längs-Achse in horizontaler Richtung erstreckt.
  • Das vermahlene Mahlgut wird nach dem Bearbeiten durch einen Produktaustritt dem Mahlraum entnommen.
  • Wird nach Beendigung des Mahlvorgangs das Mahlgut also aus dem Mahlraum entnommen, verbleiben die Mahlkörper bei stehendem Rührwerk im Mahlraum. Hierbei besteht die Gefahr, dass die Mahlkörper an den Positionen verklumpen, also eine Verdichtung bilden, an denen sie durch Einwirkung der Schwerkraft bei stehender Mühle verbleiben. Es ist dann möglich, dass die Mahlkörperladung im Mahlraum den Rotor blockiert und ein Wiederanlaufen des Rotors unmöglich macht.
  • In der Vergangenheit wurde versucht, eine solche Verdichtung dadurch aufzulösen, dass durch eine Kolbenvorrichtung eine kleine Menge der Mahlkörper entnommen wurde. Ein solcher Vorgang ist allerdings sehr aufwändig und auch nicht in allen Mühlentypen durchführbar. Eine hierfür eingesetzte Vorrichtung ist beispielsweise in der DE 2 051 003 beschrieben.
  • In der DE2 230 766 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerkleinern von in einer Flüssigkeit enthaltenen Feststoffen beschrieben, wobei die Flüssigkeit von einem Speicherbehälter zu einem Attritor und zurückströmt. Der Attritor enthält Mahlmittel, wie Kugeln, die durch ein Sieb daran gehindert werden, in eine zwischen dem Attritor und dem Speicherbehälter angeordnete Leitung zu gelangen.
  • CN 216778978 U beschreibt eine vertikale Kugelmühle mit einem abnehmbaren Innenzylinder, wobei am Innenzylinder ein Filtersieb zum Zurückhalten von Mahlkugeln angeordnet ist.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache Möglichkeit bereitzustellen, in einer Rührwerkskugelmühle eine Verdichtung der Mahlkörper aufzulockern bzw. aufzulösen, um eine Blockierung des Rotors zu lösen und einen Anlauf der Mühle zu erlauben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst; die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Lockern einer Verdichtung bzw. Packung von Mahlkörpern, insbesondere Mahlkugeln in einem Mahlraum einer Rührwerkskugelmühle bereit. Hierzu wird durch eine dafür vorgesehene Zuführvorrichtung ein Fluid in den Mahlraum der Rührwerkskugelmühle zeitlich begrenzt eingebracht. Nach Auflösen der Mahlkörperverdichtung wird die Zugabe des Fluids wieder gestoppt. Das eingebrachte Fluid kann in dem Mahlraum verbleiben und bei dem nachfolgenden Betrieb zusammen mit dem Produkt ausgespült werden. Hierzu sollte das Fluid produktkompatibel sein.
  • Durch das Einbringen des Fluids, insbesondere durch die Fluidströmung, können die Mahlkörper aus ihrer in der Verdichtung eingenommen Position gebracht werden. Durch eine Benetzung und/oder Schmierung der Mahlkörperaußenflächen kann die Mahlkörperverdichtung gestört und damit gelockert und zumindest teilweise auflöst werden.
  • Das Fluid kann eine Flüssigkeit, wie ein organisches Lösemittel oder Wasser, ein Gas, wie Stickstoff, Luft, oder Sauerstoff, oder ein Flüssigkeit-Gas-Gemisch sein. Bevorzugt ist das Fluid Wasser.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann durchgeführt werden, wenn die Rührwerkskugelmühle im Stillstand ist. Nach dem Einbringen des Fluids und Lockern der Mahlkörperverdichtung kann die Rührwerkskugelmühle dann gestartet werden, während sich das Fluid im Mahlraum befindet.
  • Das Verfahren kann auch beim Anhalten der Rührwerkskugelmühle durchgeführt werden, wenn nämlich die Drehzahl eines im Mahlraum angeordneten Rührwerks reduziert wird. In diesem Fall wird das Fluid vor dem Stillstand in dem Mahlraum eingebracht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann automatisiert durchgeführt werden, wobei vor dem Anfahren und/oder vor dem Anhalten der Rührwerkskugelmühle das Fluid automatisiert in den Mahlraum eingebracht wird.
  • Bevorzugt strömt das Fluid beim Einbringen in den Mahlraum durch ein Mahlkörperrückhalteeinrichtung, insbesondere ein Sieb.
  • Der Druck, unter dem das Fluid in den Mahlraum eingebracht wird, liegt bevorzugt unter einem Maximaldruck, beispielsweise unter 3 bar.
  • Die Menge des eingebrachten Fluids beträgt vorzugsweise mindestens 2 % und höchstens 90 % des Mahlraumvolumens.
  • Durch die Erfindung wird ferner eine Rührwerkskugelmühle bereitgestellt. In üblicher Weise weist die Rührwerkskugelmühle einen in einem Mahlbehälter angeordneten Mahlraum, einen Produkteintritt zum Einführen von Mahlgut in den Mahlraum, einen Produktaustritt zum Entfernen des gemahlenen Mahlguts, ein in dem Mahlraum drehbar angeordnetes Rührwerk und mehrere im Mahlraum angeordnete Mahlkörpern auf. Die erfindungsgemäße Rührwerkskugelmühle weist ferner eine Zuführöffnung zum Einbringen eines Fluids in den Mahlraum und eine mit der Zuführöffnung verbindbaren Zuführvorrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, das Fluid in den Mahlraum einzubringen. Als Zuführöffnung für das Fluid kann auch eine bestehende Öffnung, beispielsweise eine Öffnung zum kompletten Entleeren des Mahlraums, einschließlich der Mahlkörper, verwendet werden. Bevorzugt ist die Zuführvorrichtung für das Fluid im unteren Bereich des Mahlraums angeordnet.
  • Die Rührwerkskugelmühle kann ferner eine Steuervorrichtung zum automatisierten Einbringen des Fluids in den Mahlraum vor dem Anfahren und/oder Anhalten des Rührwerks aufweisen.
  • Der Durchmesser der Mahlkörper beträgt vorzugsweise zwischen 0,03 und 2,0 mm, bevorzugt zwischen 0,05 und 0,8 mm.
  • Die Zuführvorrichtung für das Fluid weist vorzugsweise eine Mahlkörperrückhalteeinrichtung, insbesondere ein Sieb auf.
  • Die Mahlkörper sollten im Durchmesser mindestens 20%, vorzugsweise zwischen 30% - 50%, größer als die kleinste Abmessung eines Durchlasses der Mahlkörperrückhalteeinrichtung sein. Die Mahlkörperrückhalteeinrichtung ist vorzugsweise aus gehärtetem Stahl vorzugsweise aus Keramik oder einem Hartmetall gefertigt.
  • Um eine bestehende Rührwerkskugelmühle nachrüsten zu können, stellt die Erfindung außerdem eine Zuführvorrichtung zum Anschluss an einen Mahlraum einer Rührwerkskugelmühle zum Einbringen eines Fluids in den Mahlraum bereit. Die Zuführvorrichtung weist ein Ventil, eine an das Ventil angeschlossene Zuführleitung und eine Mahlkörperrückhalteeinrichtung auf.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben, wobei
    • Figur 1 eine Unterseite einer Rührwerkskugelmühle mit einem Fluidanschluss gemäß der vorliegenden Erfindung und
    • Figur 2 schematisch den Fluidanschluss mit einem Sieb in der Zufuhröffnung zeigen.
  • In der Figur 1 ist der Mahlbehälter 10 einer Rührwerkskugelmühle zu sehen. In der gezeigten Ausführungsform ist der zylinderförmige Mahlbehälter 10 mit innenliegendem Mahlraum so angeordnet, dass die Mitte-Längs-Achse vertikal orientiert ist. Durch den Pfeil angezeigt ist am unteren Ende ein zusätzlicher Anschluss angeordnet, über den ein Fluid in die Rührwerkskugelmühle und insbesondere in den Mahlraum der Rührwerkskugelmühle eingeführt werden kann.
  • Durch die Schwerkraft sammeln sich am unteren Ende der vertikal angeordneten Rührwerkskugelmühle die Mahlkörper beim Stillstand der Mühle. In der unteren Abschlussfläche 11 des Mahlbehälters 10 ist eine Öffnung vorgesehen, die als Zufuhröffnung für ein Fluid dienen kann. An der Öffnung ist eine Zuführvorrichtung 20 angeordnet, durch die ein Fluid in den Mahlraum eingebracht werden kann. Zusätzlich ist in Fig. 1 eine Ventilbetätigung 23 der Zuführvorrichtung 20 gezeigt, die es erlaubt, das Ventil 21 für die Fluidzufuhr zu öffnen bzw. zu schließen. Die Zuführvorrichtung 20 weist ferner einen Schlauch 22 auf, um das Fluid aus einem (nicht gezeigten) Fluidreservoir zur Zufuhröffnung zu führen.
  • Das Fluid, beispielsweise eine Flüssigkeit wie Wasser oder ein organisches Lösungsmittel oder ein Gas, wie Stickstoff, Luft oder Sauerstoff, kann durch den Fluidzugang in den Mahlraum der Rührwerkskugelmühle eingebracht werden, vorzugsweise in einem Bereich, in dem die Verdichtung der Mahlkörper auftritt. Dies kann, wie in der Figur gezeigt, an der unteren Abschlussfläche 11 an der Unterseite des Mahlbehälters 10 sein. Möglich ist aber auch ein entsprechender Anschluss an einer Seitenwand des Mahlraums, vorzugsweise aber - auch bei einer Rührwerkskugelmühle mit horizontal angeordneter Mitte-Längs-Achse - im unteren Abschnitt des Mahlbehälters 10.
  • Durch Einbringen des Fluids können die Mahlkörper aus ihrer eingenommenen Position gebracht werden. Durch eine zusätzliche Benetzung bzw. Schmierung der Mahlkörperaußenflächen kann die Mahlkörperverdichtung gestört und dadurch zumindest teilweise aufgelöst werden. So kann die Rührwerkskugelmühle sachgemäß gestartet und wieder betrieben werden. Nach dem Start verbleibt das eingebrachte Fluid vorzugsweise im Mahlraum und wird während dem folgenden Betrieb zusammen mit dem vermahlenen Mahlgut aus dem Mahlraum abgeführt. Aus diesem Grund sollte das eingebrachte Fluid kompatibel zu dem zu vermahlenden Produkt sein, das zu vermahlende Produkt also nicht verunreinigen oder anderweitig unbrauchbar machen.
  • Eine Verdichtung von Mahlkörpern kann sich insbesondere beim Stillstand der Maschine bilden, wenn kein Mahlgut im Mahlraum vorhanden ist. Daher wird das erfindungsgemäße Verfahren oft nach einem Stillstand der Rührwerkskugelmühle bzw. des Rotors eingesetzt, insbesondere vor dem Befüllen der Maschine mit Mahlgut und dem Neustart.
  • Das Verfahren kann aber vorteilhaft auch beim Stoppvorgang der Rührwerkskugelmühle eingesetzt werden, wenn das Mahlgut in der Regel schon abgelassen ist. Wird vor dem Anhalten der Rührwerkskugelmühle die Rotordrehzahl vor dem Halt reduziert, kann es durch eine ungünstige Mahlkörperpositionierung bzw. Mahlkörperverdichtung zu einem plötzlichen Stopp des Rotors kommen. Um auch in diesem Fall einer Verdichtung der Mahlkörper entgegenzuwirken, hat es sich als nützlich herausgestellt, während des Reduzierens der Drehzahl ab einer bestimmten Drehzahl, beispielsweise 600 U/min, Fluid entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren einzubringen. Ein Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch beim Spülvorgang des Mahlraums bei laufendem Rotor möglich.
  • Das Zuführen des Fluids kann durch händisches Öffnen des Ventils erfolgen. Es ist aber auch möglich, das Fluid mittels einer Steuereinrichtung automatisiert beim Anfahren bzw. Anhalten der Rührwerksmühle zuzuführen. Hierbei kann beim Startvorgang automatisiert vor dem Anfahren des Rührwerks Fluid eingespritzt werden und der Start des Rührwerks um eine vorbestimmte Zeit verzögert nach der Fluidzufuhr erfolgen. Ebenso kann beim Anhalten die Fluidzufuhr bei einer vorbestimmten Drehzahl automatisiert das Fluid zugeführt werden.
  • Das Fluid wird beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens über einen begrenzten Zeitraum konstant oder auch pulsierend eingebracht. Der Druck des einzubringenden Fluids liegt selbstverständlich unter dem maximal zulässigen Druck des Mahlraums, in der Regel bei höchstens etwa 3 bar. Die Menge des eingebrachten Fluids ist begrenzt und/oder wird beim Einbringen des Fluids überwacht. In der Regel genügen bereits kleine Mengen von Fluid, um eine Verdichtung aufzulösen. Beispielsweise können schon 2 % des Mahlraumvolumens ausreichen. Es können aber auch bis zu etwa 90 % des Mahlraumvolumens an Fluid eingebracht werden.
  • Um sicherzustellen, dass die Mahlkörper während dem Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Mahlraum verbleiben, ist die Zufuhröffnung für das Fluid mit einer Mahlkörperrückhalteeinrichtung, insbesondere einem Sieb versehen. Die Öffnungen des Siebs sollen kleiner sein als die Durchmesser der verwendeten Mahlkörper. Liegt beispielsweise der Durchmesser der Mahlkörper bei 0,1 mm, sollten die Schlitze des Siebs eine Breite von beispielsweise 0,03 bis 0,05 mm aufweisen. Besonders bevorzugt kann das erfindungsgemäße Verfahren bei Verwendung kleiner Mahlkörper eingesetzt werden, wobei der Durchmesser der Mahlkörper dann zwischen 0,03 mm und 2,0 mm vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 0,8 mm liegt. Das Sieb kann aus gehärtetem Stahl oder vorzugsweise auch aus Keramik, einschließlich eines Hartmetalls, gefertigt sein.
  • Beispielhaft zeigt Figur 2 den Einsatz eines Siebs 25 an der Fluidzufuhröffnung. Vorzugsweise ist das Sieb 25 bündig mit der Innenoberfläche des Mahlraums angeordnet, in der gezeigten Ausführungsform an der Bodenplatte des Mahlbehälters. Dies ist der Bereich, in dem aufgrund der Schwerkraft eine Mahlkörperverdichtung oft auftritt.
  • Das Fluid wird durch die dafür vorgesehene Öffnung von einer Zuleitung, in der Regel einem Schlauch 22, über ein Zuführventil 21 und durch das Sieb 25, bzw. allgemein ein Mahlkörperrückhaltesystem, wie ein Sieb oder eine Düse, in den Mahlraum der Rührwerkskugelmühle eingeführt. Die Öffnungen, die im Mahlraum gemäß der Erfindung vorgesehen sind, also die Zufuhröffnung des Fluids, der Produktzulauf, der Produktauslauf, die Mahlkörpereinfüllöffnung, die Mahlkörperentleerungsöffnung in den bzw. aus dem Mahlraum können durch unterschiedliche Öffnungen im Mahlraum verwirklicht sein. Es ist aber auch möglich und im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, die Zufuhröffnung des Fluids, durch Entfernen des Siebs, auch zum kompletten Entleeren des Mahlraums und damit auch zum Entfernen der Mahlkörper aus dem Mahlraum zu nutzen. Es ist sogar denkbar, eine bereits vorhandene Zufuhr- bzw. Ablauföffnung im Mahlraum für das erfindungsgemäße Verfahren zu nutzen. Dann muss eine Zuführvorrichtung 20, die eine Zufuhrleitung, ein Ventil und eine Mahlkörperrückhalteeinrichtung, also beispielsweise dem Sieb, aufweist, bei Bedarf an diese bereits vorhandene Öffnung angeschlossen werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Lockern einer Verdichtung bzw. Packung von Mahlkörpern in einem Mahlraum einer Rührwerkskugelmühle, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluid durch eine dafür vorgesehene Zuführvorrichtung (20) in den Mahlraum der Rührwerkskugelmühle zeitlich begrenzt eingebracht und nach Auflösen der Mahlkörperverdichtung deren Zugabe wieder gestoppt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei durch das Einbringen des Fluids, insbesondere durch die Fluidströmung, die Mahlkörper aus ihrer in der Verdichtung eingenommen Position gebracht werden, und eine Benetzung und/oder Schmierung der Mahlkörperaußenflächen die Mahlkörperverdichtung lockert und zumindest teilweise auflöst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fluid eine Flüssigkeit, wie ein organisches Lösemittel oder Wasser, ein Gas, wie Stickstoff, Luft, oder Sauerstoff, oder ein Flüssigkeit-Gas-Gemisch ist, wobei das Fluid bevorzugt Wasser ist.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rührwerkskugelmühle vor dem Einbringen des Fluids im Stillstand ist und nach dem Einbringen des Fluids gestartet wird, während sich das Fluid im Mahlraum befindet.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zum Anhalten der Rührwerkskugelmühle die Drehzahl eines im Mahlraum angeordneten Rührwerks reduziert wird und vor dem Stillstand das Fluid in dem Mahlraum eingebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der Vorstehenden Ansprüche, wobei vor dem Anfahren und/oder vor dem Anhalten der Rührwerkskugelmühle das Fluid automatisiert in den Mahlraum eingebracht wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Fluid beim Einbringen in den Mahlraum durch eine Mahlkörperrückhalteeinrichtung (25), insbesondere ein Sieb strömt.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Druck, unter dem das Fluid in den Mahlraum eingebracht wird, unter einem Maximaldruck, beispielsweise unter 3 bar liegt.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Menge des eingebrachten Fluids mindestens 2 % und höchstens 90 % des Mahlraumvolumens beträgt.
  10. Rührwerkskugelmühle mit
    einem in einem Mahlbehälter (10) angeordneten Mahlraum,
    einem Produkteintritt zum Einführen von Mahlgut in den Mahlraum,
    einem Produktaustritt zum Entfernen des gemahlenen Mahlguts,
    einem in dem Mahlraum drehbar angeordneten Rührwerk und
    mehreren im Mahlraum angeordneten Mahlkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwerkskugelmühle ferner eine, vorzugsweise im unteren Bereich des Mahlraums angeordnete Zuführöffnung zum Einbringen eines Fluids in den Mahlraum und eine mit der Zuführöffnung verbindbaren Zuführvorrichtung (20) aufweist, die dazu eingerichtet ist, das Fluid in den Mahlraum einzubringen.
  11. Rührwerkskugelmühle nach Anspruch 10, ferner mit einer Steuervorrichtung zum automatisierten Einbringen des Fluids in den Mahlraum vor dem Anfahren und/oder Anhalten des Rührwerks.
  12. Rührwerkskugelmühle nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Durchmesser der Mahlkörper zwischen 0,03 und 2,0 mm, bevorzugt zwischen 0,05 und 0,8 mm beträgt.
  13. Rührwerkskugelmühle nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Zuführvorrichtung für das Fluid eine Mahlkörperrückhalteeinrichtung (25), insbesondere ein Sieb aufweist, wobei die Mahlkörpergröße vorzugsweise im Durchmesser mindestens 20 %, noch bevorzugter zwischen 30 % - 50 %, größer als die kleinste Abmessung eines Durchlasses der Mahlkörperrückhalteeinrichtung (25) ist.
  14. Rührwerkskugelmühle nach Anspruch 13, wobei die Mahlkörperrückhalteeinrichtung (25) aus gehärtetem Stahl vorzugsweise aus Keramik oder einem Hartmetall gefertigt ist.
  15. Zuführvorrichtung (20) zum Anschluss an einen Mahlraum (10) einer Rührwerkskugelmühle zum Einbringen eines Fluids in den Mahlraum, mit einem Ventil (21), einer an das Ventil (21) angeschlossenen Zuführleitung (22) und einer Mahlkörperrückhalteeinrichtung (25).
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