ES2853475T3 - Dispositivo y procedimiento para el triturado de alta potencia y/o el triturado fino de partículas - Google Patents

Abstract

Dispositivo para el triturado de alta potencia y/o el triturado fino de partículas, con la ayuda de cuerpos de triturado con capacidad de vertido, en una atmósfera de gas cerrada, el cual comprende un recipiente de triturado (2) para alojar las partículas y los cuerpos de triturado, con una carcasa cerrada (3) y un espacio de triturado (4) que se encuentra dentro, y un rotor (6) montado de forma giratoria alrededor de un eje de rotación horizontal (5), en el recipiente de triturado (2), para acelerar los cuerpos de triturado durante un proceso de triturado, en donde el recipiente de triturado (2) está diseñado de forma cilíndrica, se extiende a lo largo del eje de rotación (5) y además comprende: un primer lado frontal (10) y un segundo lado frontal (11) que están dispuestos de forma opuesta uno con respecto a otro, y que respectivamente se extienden de forma transversal con respecto al eje de rotación (5) del rotor (6), una primera conexión de unión (12) para el suministro de gas hacia el espacio de triturado (4), y una segunda conexión de unión (14) para la descarga de gas desde el espacio de triturado (4), en donde la segunda conexión de unión (14) presenta un filtro (15) que impide una salida de partículas desde el espacio de triturado (4), o en donde un filtro (15) está dispuesto en un conducto (16) conectado a la segunda conexión de unión (14), y forma una barrera para partículas que salen desde el espacio de triturado (4), caracterizado porque la segunda conexión de unión (14) está dispuesta en el segundo lado frontal (11) y está posicionada sobre el eje de rotación (5).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y procedimiento para el triturado de alta potencia y/o el triturado fino de partículas

La presente invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para el triturado de alta potencia y/o el triturado fino de partículas con la ayuda de cuerpos de triturado con capacidad de vertido.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los dispositivos de esa clase, en particular los molinos de bolas, entre otras cosas, se utilizan para la trituración fina o la homogeneización de producto que debe triturarse. El producto que debe triturarse, junto con cuerpos de triturado en forma de esferas, se introduce en un espacio de triturado y se pone en movimiento mediante un rotor accionado. Las esferas que se mueven impactan contra el producto que debe triturarse, debido a lo cual el mismo se tritura. Los molinos de bolas posibilitan un triturado en una atmósfera de gas, como por ejemplo en la producción de hidruros metálicos, es decir, en el triturado de aleaciones de metal en una atmósfera de hidrógeno, o en el triturado fino de hidruros metálicos en una atmósfera de gas de protección, por ejemplo mediante la utilización de argón. Como producto que debe triturarse en principio puede utilizarse cualquier sustancia, es decir, por ejemplo rocas, cemento, madera, así como pigmentos colorantes y aleaciones de metales. El producto que debe triturarse puede triturarse produciendo partículas con un tamaño de algunos nm, hasta de un tamaño de varios pm.

Un molino de bolas se describe por ejemplo en la solicitud DE 19635 500 A1. El molino de bolas comprende un recipiente de triturado con un espacio de triturado que se encuentra dentro, que puede alojar una carga de cuerpos de triturado con capacidad de vertido. En el espacio de triturado está dispuesto un rotor, cuyo árbol puede ser accionado con respecto al cuerpo de triturado fijo. El recipiente de triturado presenta una boca de entrada y de salida, que posibilita una introducción del producto que debe triturarse en el recipiente de triturado y una extracción del producto triturado después de finalizado el proceso de triturado.

Durante el triturado de producto que debe triturarse bajo una atmósfera de gas de protección, primero el espacio de triturado se vacía mediante una bomba de vacío, después se introduce el gas de protección, por ejemplo argón o nitrógeno, antes del comienzo del proceso de triturado, en el espacio de triturado. Por último, mediante una conexión inertizada, en el espacio de triturado se introduce el producto que debe triturarse y después la abertura de llenado se cierra. Debido a faltas de estanqueidad en el recipiente de triturado, partes del gas de protección pueden escaparse hacia el ambiente desde el espacio de triturado, e impurezas, por ejemplo oxígeno como parte del aire ambiente, puede penetrar en el espacio de triturado. En particular en el caso del triturado de hidruros metálicos esto puede conducir a una contaminación del producto que debe triturarse, puesto que los hidruros metálicos tienden a reaccionar con el oxígeno. Además, mediante la penetración no controlada de oxígeno en el espacio de triturado se producen diferentes áreas que presentan diferentes concentraciones de oxígeno. De manera correspondiente, no es posible una medición fiable de la concentración de oxígeno en el espacio de triturado. En la solicitud US 3682399 se describe un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo para el triturado de alta potencia y/o el triturado fino de partículas, el cual impida una contaminación de las muestras durante el proceso de triturado y posibilite una medición fiable de la concentración de oxígeno en el interior del espacio de triturado. Además debe proporcionarse un procedimiento para el triturado de alta potencia y/o el triturado fino de partículas, en el cual se impidan contaminaciones del producto que debe triturarse, durante el proceso de triturado.

Los objetos anteriores se solucionan mediante un dispositivo con las características de la reivindicación 1 y mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 14.

El dispositivo comprende una primera conexión de unión para el suministro de gas hacia el espacio de triturado y una segunda conexión de unión para la descarga de gas desde el espacio de triturado. La segunda conexión de unión, según la invención, está dispuesta en un segundo lado frontal del recipiente de triturado, y está posicionada sobre un eje de rotación del rotor. La segunda conexión de unión presenta un filtro que impide una salida de partículas desde el espacio de triturado. De manera alternativa, un filtro está dispuesto en un conducto conectado a la segunda conexión de unión, que forma una barrera para partículas que salen desde el espacio de triturado.

Preferentemente, durante un proceso de triturado, se conduce gas, en particular gas de protección, mediante la primera conexión de unión, en un flujo de suministro de gas, hacia el espacio de triturado, y mediante la segunda conexión de unión se conduce gas en un flujo de descarga de gas, desde el espacio de triturado. De manera opcional, la conducción de gas, hacia o desde el espacio de triturado, tiene lugar de forma continua. Debido a esto se produce un flujo de gas de protección, en particular un flujo de gas de protección continuo, desde la primera conexión de unión, a través del espacio de triturado, hacia la segunda conexión de unión. Mediante el suministro, así como la descarga, continuos del gas de protección hacia el espacio de triturado se garantiza que el producto que debe triturarse se triture permanentemente en una atmósfera de gas de protección intacta. Las impurezas que eventualmente ingresen al espacio de triturado a través de las faltas de estanqueidad en el recipiente de triturado, en particular oxígeno, se purgan desde el espacio de triturado, mediante el flujo de gas de protección continuo. Además, un flujo de gas de protección continuo a través del espacio de triturado consigue un mezclado continuo y, con ello, una homogeneización aproximada de los gases contenidos en el espacio de triturado. Gracias a esto se garantiza que la concentración de oxígeno, en diferentes posiciones en el espacio de triturado, sea aproximadamente la misma.

En el marco de la invención se ha observado que con la ayuda de un flujo de gas de protección continuo puede alcanzarse una concentración de oxígeno menor, en un factor 10, en comparación con las soluciones anteriores, en las que ningún flujo de gas de protección continuo circula por el espacio de triturado. De este modo se reducen a un mínimo o prácticamente se impiden las reacciones del producto que debe triturarse con impurezas.

Según una forma de realización de la invención, el filtro está diseñado como filtro de metal sinterizado. Un filtro de metal sinterizado, en gran parte, se compone de clases de acero extremadamente durables. Las propiedades especiales de ese material posibilitan un modo de construcción robusto y, con ello, una vida útil prolongada. Puesto que el filtro de metal sinterizado no es inflamable, como sucede por ejemplo en el caso de los filtros de papel, el filtro de metal sinterizado no puede quemarse durante el limpiado del espacio de triturado, es decir, al introducirse oxígeno o aire en el espacio de triturado. Las partículas que eventualmente permanezcan en el área del filtro de metal sinterizado, de este modo, pueden eliminarse o quemarse sin dañar el filtro de metal sinterizado o causar un fuego más grande.

Según otra forma de realización de la invención, el filtro comprende material de filtro con poros que presentan un tamaño de los poros de 0,1 pm a 1 pm, preferentemente de 0,3 pm a 0,7 pm, de modo especialmente preferente de aproximadamente 0,5 pm. Puesto que el filtro debe impedir una salida de partículas desde el espacio de triturado, el tamaño de los poros debe seleccionarse correspondientemente más reducido que el menor tamaño de las partículas previsto. Sin embargo, debe estar garantizado el hecho de que el gas del flujo de descarga de gas pueda circular sin impedimentos a través del filtro de metal sinterizado.

Se considera igualmente preferente una forma de realización en la cual, entre la segunda conexión de unión y el filtro, está dispuesto un recipiente colector para recolectar partículas que salen desde el espacio de triturado. Si según la invención un filtro está dispuesto en un conducto conectado a la segunda conexión de unión, entonces un recipiente colector impide que partículas que salen desde el espacio de triturado permanezcan en el conducto conectado a la segunda conexión de unión. Las partículas que salen, desde el espacio de triturado hacia el conducto, caen en el recipiente colector y a continuación pueden transportarse manualmente de regreso hacia el espacio de triturado, por ejemplo mediante la utilización de una esclusa. De manera alternativa igualmente es posible proporcionar un conducto de retorno que posibilite una reconducción automática de las partículas acumuladas en el recipiente colector, hacia el espacio de triturado.

En otra forma de realización de la invención, la segunda conexión de unión presenta una abertura de salida de gas para la descarga de un flujo de descarga de gas desde el espacio de triturado, y un elemento de derivación para derivar partículas que circulan en dirección de la abertura de descarga de gas, en donde el elemento de derivación está posicionado de manera que el mismo cubre la abertura de descarga de gas en una dirección a lo largo del eje de rotación del rotor. Con la ayuda del elemento de derivación se impide que todas las partículas que circulan en dirección de la abertura de descarga de gas alcancen el filtro, y probablemente lo obstruyan. El elemento de derivación está diseñado de manera que el mismo deriva o desvía partículas que circulan en la dirección de la abertura de descarga de gas, de manera que las mismas no alcancen el filtro, sino que sean conducidas de regreso al espacio de triturado. El gas del flujo de descarga de gas, que circula en dirección de la abertura de descarga de gas, en cambio, es desviado igualmente por el elemento de derivación, pero debido a su peso más reducido en comparación con las partículas puede circular en dirección de la abertura de descarga de gas y abandonar el recipiente de triturado.

Según una forma de realización preferente, el elemento de derivación está diseñado con simetría rotacional con respecto al eje de rotación del rotor, disminuye en la dirección de la abertura de descarga de gas y está dispuesto de forma concéntrica con respecto a la abertura de descarga de gas circular. Preferentemente, el elemento de derivación presenta un radio más grande, que es más grande que el radio de la abertura de descarga de gas circular. De este modo, el elemento de derivación sobrepasa la abertura de descarga de gas en dirección radial, de forma transversal con respecto al eje de rotación. Debido a esto se impide una incidencia directa de la abertura de descarga de gas, con la ayuda del elemento derivación.

Según otra forma de realización, el elemento de derivación está diseñado como un cono con una superficie de cubierta que delimita de un lado un canal de flujo para el flujo de gas de descarga en dirección de la abertura de descarga de gas. El canal de flujo está diseñado de manera que el mismo fuerza al menos una desviación del flujo de descarga de gas en dirección de la abertura de descarga de gas, de manera que pueden separarse partículas desde el flujo de descarga de gas. Debido a las diferentes masas de las partículas y del gas del flujo de descarga de gas, al menos una desviación del flujo de descarga de gas a través del elemento de derivación conduce a una separación de las partículas desde el flujo de descarga de gas. Preferentemente, un flujo de descarga de gas, que circula desde el espacio de triturado en dirección de la abertura de descarga de gas, experimenta una doble desviación mediante el elemento de derivación. De manera opcional, el canal de flujo se extiende a lo largo de toda la superficie de cubierta del elemento de derivación.

Se considera igualmente preferente una forma de realización en la cual el rotor presenta un árbol del rotor que está montado de un lado en el recipiente de triturado, y que se extiende a lo largo del eje de rotación. Preferentemente, el rotor presenta elementos de agitador que están fijados en el árbol del rotor y que se extienden en dirección radial, de forma transversal con respecto al eje de rotación del rotor. Los elementos de agitador, por ejemplo, pueden estar provistos de placas deflectoras que entran en contacto con el producto que debe triturarse, durante el proceso de triturado, para acelerar el mismo.

En otra forma de realización, el árbol del rotor presenta un extremo libre que está dispuesto distanciado de la segunda conexión de unión, en donde el elemento de derivación está posicionado entre el extremo libre y la abertura de descarga de gas de la segunda conexión de unión, en la conexión de unión. Preferentemente, la segunda conexión de unión posee un alojamiento para el elemento de derivación. Preferentemente, el elemento de derivación insertado en el alojamiento de la segunda conexión de unión es rodeado de forma circunferencial por subáreas de la conexión de unión. De modo más preferente, el elemento de derivación termina de forma alineada con una pared interna del espacio de triturado. Con ello está garantizado que el elemento de derivación ofrezca a los cuerpos de triturado que se encuentran en el espacio de triturado una superficie de acción lo más reducida posible. Gracias a esto está garantizada una vida útil elevada del elemento de derivación. Por ejemplo, el elemento de derivación, con la ayuda de barras que se extienden desde la superficie de cubierta del elemento de derivación, en dirección de la conexión de unión, está conectado con la misma.

Según una forma de realización preferente, al espacio de triturado se le puede aplicar una sobrepresión. Preferentemente, durante el proceso de triturado, en el espacio de triturado predomina una sobrepresión. Por ejemplo, la presión en el espacio de triturado se ubica entre 100 mbar y 200 mbar sobre la presión ambiente, es decir que la presión en el espacio de triturado se ubica entre 1,1 bar y 1,2 bar. No obstante, en el espacio de triturado también son posibles presiones más elevadas, como por ejemplo 100 bar o más. En ese caso, el recipiente de triturado 2 debería reforzarse de modo correspondiente, lo cual sin embargo es posible fácilmente con la ayuda de medios usuales en la técnica. Debido a la sobrepresión, gas circula a través de faltas de estanqueidad que eventualmente se encuentran presentes en el recipiente de triturado, desde el espacio de triturado, hacia el ambiente. Debido a esto se impide que impurezas, en particular oxígeno, penetren en el espacio de triturado desde el entorno del recipiente de triturado, y que reaccionen allí con el producto que debe triturarse, así como que lo contaminen.

Según otra forma de realización, el dispositivo comprende un dispositivo de protección que está diseñado para impedir que una presión que predomina en el espacio de triturado supere un valor umbral predeterminado, manteniendo de ese modo esencialmente constante la presión en el espacio de triturado. Preferentemente, el dispositivo de seguridad está diseñado como válvula de sobrepresión. Por ejemplo, gas de protección circula desde un acumulador de gas, mediante la primera conexión de unión, hacia el espacio de triturado. Preferentemente, el acumulador de gas presenta una presión que es más elevada que la presión en el espacio de triturado. De manera opcional, la presión en el acumulador de gas se encuentra aproximadamente entre 200 bar y 300 bar, y la presión deseada en el espacio de triturado, entre 1,1 bar y 1,2 bar. De manera correspondiente, el gas suministrado hacia el espacio de triturado, en un flujo de suministro de gas, a través de la primera conexión de unión, circula con una presión en la dirección del espacio de triturado, que es más elevada que la presión deseada en el interior del espacio de triturado. Debido a esto se impide que la presión que predomina en el espacio de triturado supere un valor umbral predeterminado que por ejemplo corresponde a la presión deseada en el espacio de triturado. También para impedir una superación del valor umbral, la válvula de sobrepresión se regula de manera que la misma libera gas hacia el ambiente, por ejemplo mediante una chimenea, cuando la presión predominante en el espacio de triturado supera un valor umbral. De manera opcional, el acumulador de gas presenta un reductor de presión, de manera que el flujo de suministro de gas no circula hacia el espacio de triturado con la presión que predomina en el interior del acumulador de gas, sino que es conducido al espacio de triturado con una presión menor en comparación con aquella, de por ejemplo 5 bar. La presión reducida del flujo de suministro de gas, sin embargo, en todo caso es más elevada que la presión predeterminada que predomina en el espacio de triturado.

En una forma de realización, el dispositivo presenta un dispositivo de medición para la medición de oxígeno en el gas descargado desde el espacio de triturado, en donde el dispositivo de medición está conectado a la segunda conexión de unión. El dispositivo de medición está diseñado de manera que el mismo puede medir concentraciones de gas, en particular la concentración de oxígeno en el flujo de descarga de gas y, con ello, en particular la concentración de oxígeno en el espacio de triturado. En función de la concentración de oxígeno medida puede determinarse qué cantidad de gas de protección no usado, por ejemplo argón o hidrógeno, durante qué periodo, debe suministrarse al espacio de triturado mediante la primera conexión de unión, para establecer o mantener la atmósfera de gas de protección en el interior del espacio de triturado. La medición de la concentración de gas puede tener lugar con la ayuda de diferentes principios de medición, como por ejemplo con la ayuda de principios de medición físicos, químicos, resistivos, capacitivos, potenciométricos, amperométricos, térmicos, termoquímicos, térmico-químicos, gravimétricos, ópticos o bioquímicos. Los dispositivos para determinar una concentración de gas son conocidos y por ejemplo son comercializados por la empresa UNITRONIC GmbH Mündelheimer Weg, 940472 Düsseldorf.

Según otra forma de realización, la primera conexión de unión está dispuesta en el primer lado frontal del recipiente de triturado. Debido a esto se garantiza que el flujo de suministro de gas suministrado al espacio de triturado mediante la primera conexión de unión, como flujo de gas de protección, deba circular por todo el espacio de triturado, antes de que éste, mediante la segunda conexión de unión, en un flujo de descarga de gas, abandone el espacio de triturado. De manera correspondiente, una disposición de esa clase de las primeras y las segundas conexiones de unión consigue una circulación completa a través del espacio de triturado.

La presente invención se refiere también a un procedimiento para el triturado de alta potencia y/o el triturado fino de partículas, con las características de la reivindicación 14. Debido a esto se impide una contaminación del producto que debe triturarse que se encuentra en el espacio de triturado, y se garantiza una medición fiable de la concentración de oxígeno en el interior del espacio de triturado.

Según una forma de realización de la presente invención, el control del suministro continuo de gas hacia el espacio de triturado durante la etapa (c) tiene lugar con la ayuda de un dispositivo de seguridad que impide que una presión que predomina en el espacio de triturado supere un valor umbral predeterminado. Preferentemente, el gas que debe suministrarse al espacio de triturado, en un flujo de suministro de gas, a través de la primera conexión de unión, circula con una presión más elevada que la presión deseada en el espacio de triturado, a través de la primera conexión de unión. Para que la presión que predomina en el espacio de triturado no supere un valor umbral predeterminado, el dispositivo de seguridad, preferentemente una válvula de sobrepresión, se regula de manera que la misma, en caso de superarse el valor umbral, descarga partes del flujo de suministro de gas hacia el ambiente, por ejemplo a través de una chimenea, manteniendo así esencialmente constante la presión que predomina en el espacio de triturado. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

A continuación, la presente invención se describe en detalle haciendo referencia a varias figuras. Las figuras muestran solamente una forma de realización preferente y no limitan la invención en modo alguno. Muestran:

Figura 1 una representación esquemática del dispositivo según la invención, y

Figura 2 una representación esquemática de la segunda conexión de unión según la figura 1, en detalle (detalle A en la figura 1).

En la figura 1 está representado un dispositivo, diseñado como molino de bolas 1, para el triturado de alta potencia y/o el triturado fino de partículas, con la ayuda de cuerpos de triturado con capacidad de vertido, en una atmósfera de gas cerrada. El molino de bolas 1 comprende un recipiente de triturado 2 para el alojamiento de las partículas y de los cuerpos de triturado, con una carcasa 3 cerrada y un espacio de triturado 4 que se encuentra dentro. Al espacio de triturado 4 se le puede aplicar una sobrepresión. Preferentemente, en el espacio de triturado 4, durante un proceso de triturado, predomina una presión de entre 1,1 bar y 1,2 bar.

El molino de bolas 1 comprende además un rotor 6, montado de forma giratoria alrededor de un eje de rotación horizontal 5, en el recipiente de triturado 2, para la aceleración de los cuerpos de triturado durante un proceso de triturado. El rotor 6 es accionado mediante un motor 21, y presenta un árbol del rotor 7 que está montado de un lado en el recipiente de triturado 2, y que se extiende a lo largo del eje de rotación 5. El árbol del rotor 7 tiene un extremo libre 8. En el árbol del rotor 7 están dispuestos elementos de agitador 9 que actúan sobre los cuerpos de triturado que se encuentran en el espacio de triturado.

El recipiente de triturado 2 está diseñado de forma cilíndrica y se extiende a lo largo del eje de rotación 5 del rotor 6. El recipiente de triturado 2 comprende un primer lado frontal 10 y un segundo lado frontal 11 que están dispuestos de forma opuesta uno con respecto a otro, y que respectivamente se extienden de forma transversal con respecto al eje de rotación 5 del rotor 6.

El recipiente de triturado 2 comprende además una primera conexión de unión 12 para el suministro de gas desde un acumulador de gas 13 hacia el espacio de triturado 4, en un flujo de suministro de gas, y una segunda conexión de unión 14 para la descarga de gas desde el espacio de triturado 4, en un flujo de descarga de gas. La primera conexión de unión 12 está dispuesta en el primer lado frontal 10 del recipiente de triturado 2. La segunda conexión de unión 14 está dispuesta en el segundo lado frontal 11 del recipiente de triturado 2 y está posicionada sobre el eje de rotación 5. El recipiente de triturado 2 presenta una abertura 22, mediante la cual el espacio de triturado 4 se llena con producto que debe triturarse. Además, en el recipiente de triturado 2 pueden estar proporcionadas otras aberturas o conexiones de unión (no representado).

A la segunda conexión de unión 14 se encuentra conectado un conducto 16. En el conducto 16 está dispuesto un filtro, diseñado como filtro de metal sinterizado 15. El filtro de metal sinterizado 15 forma una barrera para partículas que salen desde el espacio de triturado 4, pero puede ser atravesado por el flujo de descarga de gas libre de partículas. De manera alternativa, el filtro de metal sinterizado 15 también puede estar dispuesto en la segunda conexión de unión 14.

El filtro de metal sinterizado 15 comprende material de filtro con poros (no representado) que presentan un tamaño de los poros de 0,1 pm a 1 pm, preferentemente de 0,3 pm a 0,7 pm, de modo especialmente preferente de aproximadamente 0,5 pm,

Entre la segunda conexión de unión 14 y el filtro de metal sinterizado 15 está dispuesto un recipiente colector 17. El recipiente colector 17 está diseñado para captar partículas que hayan salido desde el espacio de triturado 4 y que no puedan continuar circulando en el conducto 16 debido al filtro de metal sinterizado 15. Si el filtro de metal sinterizado 15, de manera alternativa, está proporcionado en la segunda conexión de unión 14, entonces puede prescindirse del recipiente colector 17.

El molino de bolas 1 comprende además un dispositivo de protección diseñado como válvula de sobrepresión 18. La válvula de sobrepresión 18 está diseñada para impedir que una presión predominante en el espacio de triturado 4 supere un valor umbral predeterminado, manteniendo con ello esencialmente constante la presión en el espacio de triturado 4. Preferentemente, la válvula de sobrepresión 8 está regulada de manera que el valor umbral se encuentra entre 1,1, bar y 1,2 bar; correspondiendo a la presión deseada en el espacio de triturado 4. Si se ha superado el valor umbral, entonces la válvula de sobrepresión 18 descarga el exceso de gas hacia el entorno del molino de bolas 1. La válvula de sobrepresión está posicionada a lo largo del conducto 16, que está conectado a la segunda conexión de unión 14. De manera alternativa igualmente es posible conectar la válvula de sobrepresión 18, mediante otro conducto, a otra conexión de unión (no representada), con el espacio de triturado 4. Preferentemente, la otra conexión de unión está dispuesta en uno de los lados frontales 10, 11 del recipiente de triturado 2.

El molino de bolas 1 comprende además un dispositivo de medición 19 para la medición de la concentración de oxígeno en el flujo de descarga de gas descargado desde el espacio de triturado 4. El dispositivo de medición 19 está dispuesto a lo largo del conducto 16 y mediante el mismo está conectado a la segunda conexión de unión 14 y, con ello, al espacio de triturado 4. El gas que ha circulado desde el espacio de triturado 4, en un flujo de descarga de gas, es medido por el dispositivo de medición 19 y es liberado hacia el entorno del molino de bolas 1 mediante una chimenea 20. De este modo, en base a la medición realizada puede deducirse la concentración de oxígeno que predomina en el espacio de triturado 4. Los dispositivos de medición 19 para medir concentraciones de gas, en particular concentraciones de oxígeno, son conocidos, por lo cual se prescinde aquí de una explicación adicional del dispositivo de medición 19 y de su principio de medición.

El molino de bolas 1 presenta además un compresor 23, mediante el cual el espacio de triturado 4 puede ser llenado con aire proveniente del entorno del molino de bolas 1. De este modo, el compresor 23 puede utilizarse como el único medio transportador para el transporte de aire ambiente hacia el espacio de triturado 4. Adicionalmente, al mismo tiempo puede introducirse gas al espacio de triturado 4, desde el acumulador de gas 13, de manera que el aire ambiente y el gas de mezclen y al mismo tiempo ingresen al espacio de triturado 4. El molino de bolas 1 puede presentar varias válvulas que por ejemplo posibiliten un control preciso de las partes de aire ambiente y gas desde el acumulador de gas 13, que circulan hacia el espacio de triturado 4.

La figura 2 muestra una vista en detalle de la segunda conexión 14 ya descrita con relación a la figura 1 (detalle A en la figura 1). Como puede apreciarse en la figura 2, la segunda conexión de unión 14 presenta una abertura de descarga de gas 24 para la descarga del flujo de descarga de gas desde el espacio de triturado 4. Para identificar el flujo de descarga de gas, en la figura 2, se indica con la ayuda de una línea 25 discontinua, provista de flechas.

La segunda conexión de unión 14 presenta además un elemento de derivación diseñado como un cono 26, que está diseñado para derivar las partículas que circulan en dirección de la abertura de descarga de gas 24. El cono 26 está diseñado con simetría rotacional con respecto al eje de rotación 5 del rotor 6, disminuye en la dirección de la abertura de descarga de gas 24 y está dispuesto de forma concéntrica con respecto a la abertura de descarga de gas 24. El cono 26, con la ayuda de barras 27, está conectado a la segunda conexión de unión 14. El mismo está posicionado de modo que éste cubre la abertura de descarga de gas 24 en una dirección a lo largo del eje de rotación 5 del rotor 6.

El cono 26 presenta una superficie de cubierta 28 que delimita de un lado un canal de flujo 29 para el flujo de descarga de gas, en dirección de la abertura de descarga de gas 24. El canal de flujo 29 está diseñado de manera que el mismo fuerza dos desviaciones del flujo de descarga de gas en dirección de la abertura de descarga de gas 24, de modo que pueden separarse partículas desde el flujo de descarga de gas. El cono 26 fuerza una primera desviación del flujo de descarga de gas en el área de su diámetro más grande, cuando el gas que sale desde el espacio de triturado 4, en un flujo de descarga de gas, ingresa en el canal de flujo 29 entre la segunda conexión de unión 14 y el cono 26. La segunda desviación del flujo de descarga de gas se fuerza en el área del diámetro más reducido del cono 26, en el pasaje directo hacia la abertura de descarga 24, desde el cono 26. Para identificarlas mejor, las partículas separadas desde el flujo de descarga de gas están representadas en la figura 2 con la ayuda de puntos 30.

A continuación, el funcionamiento del molino de bolas 1 mediante un procedimiento para el triturado de alta potencia y/o el triturado fino de partículas, con la ayuda de cuerpos de triturado con capacidad de vertido, debe describirse haciendo referencia a las figuras 1 y 2.

En una primera etapa, cuerpos de triturado con capacidad de vertido, a través de la abertura 22 que puede cerrarse, en el recipiente de triturado 2, se introducen en el espacio de triturado 4.

A continuación, en la etapa (a) el espacio de triturado 4 se inertiza, suministrando o descargando al mismo tiempo gas en un flujo de suministro de gas hacia el flujo de descarga de gas o en el mismo, desde el espacio de triturado 4, de manera que al espacio de triturado 4 se aplica sobrepresión y en el espacio de triturado 4 se produce una atmósfera de gas cerrada. El flujo de suministro de gas ingresa en el espacio de triturado 4, desde el acumulador de gas 13, mediante la primera conexión de unión 12. Debido a esto se produce un flujo de gas de protección que circula a través del espacio de triturado 4, desde la primera conexión de unión 12, en dirección de la segunda conexión de unión 14. El gas que sale desde la segunda conexión de unión 14, como flujo de descarga de gas, desde el espacio de triturado 4, y mediante el conducto 16 y la chimenea 20, se descarga entonces hacia el entorno del molino de bolas 1. Mediante el suministro y la descarga simultáneos de gas hacia, así como desde, el espacio de triturado 4, antes de un proceso de triturado, el espacio de triturado 4 se llena completamente con el gas de protección que se encuentra presente en el acumulador de gas 13, por ejemplo nitrógeno o argón. El aire que eventualmente se encuentra presente en el espacio de triturado 4 se libera hacia el entorno del molino de bolas 1 mediante la segunda conexión de unión 14. En el marco de la invención ha resultado especialmente ventajoso que el rotor 6 se rote lentamente durante la inertización del espacio de triturado 4, para que gas inertizado circule por todos los espacios intermedios entre los cuerpos de triturado.

En la etapa (b), el producto que debe triturarse se introduce entonces hacia el espacio de triturado 4, en forma de partículas a través de la abertura 22 que puede cerrarse, en el recipiente de triturado 2. Preferentemente esto tiene lugar mediante un conducto inertizado, de manera que junto con el producto que debe triturarse nada de aire ambiente, en particular oxígeno, ingresa en el espacio de triturado 4 ya inertizado. De manera opcional, para la introducción del producto que debe triturarse en el espacio de triturado 4 se utiliza una esclusa.

En otra etapa del procedimiento (c), el rotor 6 es accionado mediante el motor 21, para acelerar los cuerpos de triturado en el espacio de triturado 4 y para triturar las partículas. Durante la etapa (c), el suministro continuo de gas hacia el espacio de triturado 4 tiene lugar en función del gas descargado desde el espacio de triturado 4, de manera que la presión en el espacio de triturado 4 se mantiene esencialmente constante.

Durante las etapas (b) y (c), con la ayuda del dispositivo de medición 19, se mide de forma continua la composición del flujo de descarga de gas, en particular el contenido de oxígeno en el conducto 16. De este modo se asegura que el espacio de triturado 4 se llene completamente con el gas de protección que se encuentra en el acumulador de gas 13, así como que suficiente gas ingrese en el espacio de triturado 4 desde el acumulador de gas 13, de manera que se mantenga la atmósfera de gas de protección en el espacio de triturado 4.

Si el espacio de triturado 4 se llena con gas de reacción, en particular con hidrógeno, en lugar de con gas de protección, por ejemplo para producir hidruros metálicos, con la ayuda del dispositivo de medición 19 puede asegurarse que suficiente gas de reacción alcance el producto que debe triturarse, para hacerlo reaccionar por completo. Cuando sólo el volumen libre del espacio de triturado 4 se encuentra disponible como acumulador de gas para la reacción, por tanto cuando no se llenaron los espacios intermedios entre el producto que debe triturarse, sólo una fracción del producto que debe triturarse puede reaccionar con el gas de reacción, por falta de un reactivo.

El suministro, así como la descarga de gas hacia el espacio de triturado 4, así como desde el mismo, se controla con válvulas (no representado), de manera que se presenta una sobrepresión en el gas de protección o en el gas de reacción, en el espacio de triturado 4. Para ello, el gas que se encuentra en el acumulador de gas 13, con una presión más elevada, por ejemplo de 5 bar o menor que la presión deseada en el espacio de triturado 4, ingresa en el mismo. Debido a esto se garantiza que la presión que predomina en el espacio de triturado 4 se ubique por debajo de un valor umbral determinado, que por ejemplo corresponde a la presión deseada en el espacio de triturado 4, de 1,1 y 1,2 bar. Para impedir una superación del valor umbral predeterminado, la válvula de sobrepresión 18 está dispuesta a lo largo del conducto 16, que mediante la segunda conexión de unión 14 está conectado al espacio de triturado 4. La válvula de sobrepresión 18 está regulada de manera que gas que circula desde la segunda conexión de unión 14 y, con ello, a través del conducto 16, se libera hacia el ambiente cuando la presión en el espacio de triturado 4 supera el valor umbral predeterminado. Debido a esto se garantiza que la presión en el espacio de triturado 4 se mantenga esencialmente constante.

Para garantizar una relación lo más constante posible de los cuerpos de triturado y el producto que debe triturarse en el espacio de triturado 4, el flujo de suministro de gas, en la segunda conexión de unión 14, es conducido delante del cono 26, de manera que las partículas que se encuentran en el flujo de descarga de gas, mediante varias desviaciones del mismo, se separan desde el flujo de descarga de gas y son conducidas de regreso al espacio de triturado 4. El flujo de descarga de gas abandona el espacio de triturado 4 mediante la segunda conexión de unión 14 y atraviesa el filtro de metal sinterizado 15. Partículas que eventualmente se encuentren contenidas aún en el flujo de descarga de gas se separan desde el gas a través del filtro de metal sinterizado 15 y se acumulan en el recipiente colector 17. El flujo de descarga de gas libre de partículas circula entonces mediante el conducto 16 y la chimenea 20, hacia el entorno del molino de bolas 1.

De manera alternativa, el recipiente colector 17 puede estar diseñado como separador de sólidos (no representado). El separador de sólidos comprende un recipiente llenado al menos parcialmente con líquido, en particular aceite, en donde el flujo de descarga de gas es guiado a través del líquido, de modo que las partículas que se encuentran presentes en el flujo de descarga de gas se separan y el flujo de descarga de gas libre de partículas abandona el separador de sólidos en un extremo superior.

Si ha finalizado el proceso de triturado y se ha alcanzado el tamaño deseado de las partículas, de las partículas que se encuentran en el espacio de triturado 4, entonces el producto triturado se extrae desde el espacio de triturado 4. A continuación el flujo de suministro de gas se enriquece con aire ambiente con la ayuda del compresor 23, y se reduce la parte de gas de protección en el flujo de suministro de gas. Debido a esto, de manera gradual tiene lugar una circulación de aire ambiente a través del espacio de triturado 4. Debe observarse aquí que el contenido de oxígeno en el espacio de triturado 4 sólo aumenta lentamente para impedir una reacción abrupta del producto que debe triturarse, que se encuentra en el espacio de triturado 4, con el oxígeno. Si el espacio de triturado 4, durante el proceso de triturado, está llenado con un gas de reacción, como por ejemplo hidrógeno, después de finalizado el proceso de triturado primero se introducen argón o nitrógeno en el espacio de triturado 4, y a continuación se incrementa la parte de oxígeno en la fase gaseosa. Si el espacio de triturado 4 está llenado completamente con aire ambiente, las partículas y los residuos de partículas contenidos en el espacio de triturado 4 pueden extraerse mediante la abertura 22 en el recipiente de triturado 2, así como pueden tomarse otras medidas de limpieza. De manera alternativa, igualmente es posible proporcionar otra abertura en el recipiente de triturado 2, que se utilice para la extracción de las partículas y los residuos de partículas triturados, así como para el limpiado del espacio de triturado 4.

Lista de referencias

1 Molino de bolas

Recipiente de triturado

Carcasa

Espacio de triturado

Eje de rotación (rotor)

Rotor

Árbol del rotor

Extremo libre (árbol del rotor)

Elemento de agitador

Primer lado frontal (recipiente de triturado) Segundo lado frontal (recipiente de triturado) Primera conexión de unión

Acumulador de gas

Segunda conexión de unión

Filtro de metal sinterizado

Conducto

Recipiente colector

Válvula de sobrepresión

Dispositivo de medición

Chimenea

Motor

Abertura (recipiente de triturado) Compresor

Abertura de descarga de gas

Flujo de descarga de gas (línea)

Cono (elemento de derivación)

Barra

Superficie de cubierta

Canal de flujo

Punto (partícula)

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para el triturado de alta potencia y/o el triturado fino de partículas, con la ayuda de cuerpos de triturado con capacidad de vertido, en una atmósfera de gas cerrada, el cual comprende

un recipiente de triturado (2) para alojar las partículas y los cuerpos de triturado, con una carcasa cerrada (3) y un espacio de triturado (4) que se encuentra dentro, y

un rotor (6) montado de forma giratoria alrededor de un eje de rotación horizontal (5), en el recipiente de triturado (2), para acelerar los cuerpos de triturado durante un proceso de triturado,

en donde el recipiente de triturado (2) está diseñado de forma cilíndrica, se extiende a lo largo del eje de rotación (5) y además comprende:

un primer lado frontal (10) y un segundo lado frontal (11) que están dispuestos de forma opuesta uno con respecto a otro, y que respectivamente se extienden de forma transversal con respecto al eje de rotación (5) del rotor (6), una primera conexión de unión (12) para el suministro de gas hacia el espacio de triturado (4), y

una segunda conexión de unión (14) para la descarga de gas desde el espacio de triturado (4),

en donde la segunda conexión de unión (14) presenta un filtro (15) que impide una salida de partículas desde el espacio de triturado (4), o

en donde un filtro (15) está dispuesto en un conducto (16) conectado a la segunda conexión de unión (14), y forma una barrera para partículas que salen desde el espacio de triturado (4), caracterizado porque la segunda conexión de unión (14) está dispuesta en el segundo lado frontal (11) y está posicionada sobre el eje de rotación (5).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el filtro está diseñado como filtro de metal sinterizado (15).

3. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el filtro (15) comprende material de filtro con poros que presentan un tamaño de los poros de 0,1 pm a 1 pm, preferentemente de 0,3 pm a 0,7 pm, de modo especialmente preferente de aproximadamente 0,5 pm.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre la segunda conexión de unión (14) y el filtro (15) está dispuesto un recipiente colector (17) para recolectar partículas que han salido desde el espacio de triturado (4).

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la segunda conexión de unión (14) presenta una abertura de descarga de gas (24) para descargar un flujo de escape de gas desde el espacio de triturado (4), y un elemento de derivación (26) para la derivación de partículas que circulan en dirección de la abertura de descarga de gas (24), en donde el elemento de derivación (26) está posicionado de manera que el mismo cubre la abertura de descarga de gas (24) en una dirección a lo largo del eje de rotación (5) del rotor (6).

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el elemento de derivación (26) está diseñado con simetría rotacional con respecto al eje de rotación (5) del rotor (6), disminuye en la dirección de la abertura de descarga de gas (24) y está dispuesto de forma concéntrica con respecto a la abertura de descarga de gas (24) circular.

7. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el elemento de derivación está diseñado como un cono (26) con una superficie de cubierta (28) que delimita de un lado un canal de flujo (29) para el flujo de descarga de gas en dirección de la abertura de descarga de gas (24), en donde el canal de flujo (29) está diseñado de manera que el mismo fuerza al menos una desviación del flujo de descarga de gas en dirección de la abertura de descarga de gas (24), de manera que pueden separarse partículas desde el flujo de descarga de gas.

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el rotor (6) presenta un árbol del rotor (7) que está montado de un lado en el recipiente de triturado (2), y que se extiende a lo largo del eje de rotación (5).

9. Dispositivo según las reivindicaciones 5 y 8, caracterizado porque el árbol del rotor (7) presenta un extremo libre (8) que está dispuesto distanciado de la segunda conexión de unión (14), en donde el elemento de derivación (26) está posicionado entre el extremo libre (8) y la abertura de descarga de gas (24) de la segunda conexión de unión (14), en la segunda conexión de unión (14).

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al espacio de triturado (4) se le puede aplicar una sobrepresión.

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo comprende un dispositivo de seguridad (18) que está diseñado para impedir que una presión predominante en el espacio de triturado (4) supere un valor umbral predeterminado, manteniendo con ello esencialmente constante la presión en el espacio de triturado (4).

12. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo presenta un dispositivo de medición (19) para la medición de la concentración de oxígeno en el gas descargado desde el espacio de triturado (4), en donde el dispositivo de medición (19) está conectado a la segunda conexión de unión (14).

13. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la primera conexión de unión (12) está dispuesta en el primer lado frontal (10) del recipiente de triturado (2).

14. Procedimiento para el triturado de alta potencia y/o el triturado fino de partículas, con la ayuda de cuerpos de triturado con capacidad de vertido, en un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, el cual comprende las siguientes etapas:

(a) suministro y descarga simultáneos de gas en, así como desde, el espacio de triturado (4), de manera que al espacio de triturado (4) se aplica sobrepresión y se produce una atmósfera de gas cerrada en el espacio de triturado (4);

(b) introducción de producto que debe triturarse, en forma de partículas, en el espacio de triturado (4);

(c) accionamiento del rotor (6) para acelerar los cuerpos de triturado en el espacio de triturado (4), y para el triturado de las partículas;

en donde durante la etapa (c) el suministro continuo de gas hacia el espacio de triturado (4) se controla en función del gas descargado desde el espacio de triturado (4), de manera que la presión en el espacio de triturado (4) se mantiene esencialmente constante.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el control del suministro continuo de gas hacia el espacio de triturado (4), durante la etapa (c), tiene lugar con la ayuda de un dispositivo de seguridad (18) que impide que una presión predominante en el espacio de triturado (4) supere un valor umbral predeterminado.