IT202100015629A1 - MILL FOR ULTRA-FINE GRINDING OF MATERIALS - Google Patents

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Paolo Plescia
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Resilco S R L
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    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
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Description

MULINO PER LA MACINAZIONE ULTRAFINE DI MATERIALI MILL FOR ULTRA-FINE GRINDING OF MATERIALS

CAMPO TECNICO TECHNICAL FIELD

La presente invenzione si riferisce al settore dei mulini per la macinazione ultrafine di materiali, ad esempio di minerali, di rifiuti organici, di rifiuti solidi urbani o di rifiuti comprendenti polimeri alogenati. The present invention relates to the sector of mills for ultrafine grinding of materials, for example minerals, organic waste, municipal solid waste or waste comprising halogenated polymers.

STATO DELL?ARTE STATE OF ART

L?uso di mulini per la macinazione ultrafine ? noto in svariati ambiti, e trova applicazione in laboratori di ricerca e in impianti industriali. A titolo di esempio la macinazione ultrafine, o ultramacinazione, ? un procedimento impiegato nel settore minerario, nel settore farmaceutico, nella metallurgia delle polveri, nel trattamento dei rifiuti solidi urbani o dei rifiuti polimerici, anche quando questi comprendono polimeri alogenati come ad esempio il polivinilcloruro (PVC) o il politetrafluoroetilene (PTFE). Con macinazione ultrafine si intende qui e di seguito la macinazione del materiale fino all?ottenimento di una polvere con granulometria inferiore a 50 ?m, tipicamente inferiore a 10 ?m. The use of ultrafine grinding mills ? known in various fields, and finds application in research laboratories and industrial plants. By way of example, ultra-fine grinding, or ultra-grinding, is a process used in the mining sector, in the pharmaceutical sector, in powder metallurgy, in the treatment of municipal solid waste or polymeric waste, even when these include halogenated polymers such as for example polyvinyl chloride (PVC) or polytetrafluoroethylene (PTFE). By ultrafine grinding is meant here and below the grinding of the material until obtaining a powder with particle size lower than 50 µm, typically lower than 10 µm.

Nella trattazione che segue, se non altrimenti specificato, con il termine ?mulino? si intende un macchinario specificamente adatto ad ottenere la macinazione ultrafine del materiale, a prescindere dalla tipologia e dall?impiego. I macchinari destinati a frantumazioni grossolane saranno chiamati in modo pi? specifico, ad esempio mulino a coltelli, mulino a martelli, mulino a ganasce, ecc. In the following discussion, unless otherwise specified, with the term ?mill? it means a machine specifically suitable for obtaining the ultra-fine grinding of the material, regardless of the type and use. Will the machinery intended for coarse crushing be called more? specific, e.g. knife mill, hammer mill, jaw mill, etc.

Nella macinazione ultrafine il mulino agisce come reattore meccanochimico ed ? in grado di determinare modifiche della struttura molecolare del materiale trattato mediante l?applicazione di energia meccanica. Nei procedimenti tradizionali e pi? ampiamente noti, l?energia usata per indurre alcune specifiche reazioni chimiche ? fornita da energia sotto forma di radiazioni termiche, luminose, o elettromagnetiche in radiofrequenze. In tempi pi? recenti ? emerso che anche l?energia meccanica ? ugualmente adatta per attivare reazioni chimiche. Ad esempio, l?applicazione di ultrasuoni (?Sonochimica?) negli esperimenti sulla polimerizzazione, genera prodotti che non possono essere realizzati utilizzando forme di attivazione usuali, quali radiazioni luminose UV e termiche. Nello stesso tempo, l?azione meccanica da vibrazioni ad altissima frequenza, mirata sulle singole molecole, ? in grado di produrre la rottura di legami chimici anche complessi. In ultrafine grinding, the mill acts as a mechanochemical reactor and is able to determine modifications of the molecular structure of the treated material through the application of mechanical energy. In traditional procedures and more? widely known, the energy used to induce some specific chemical reactions ? supplied by energy in the form of thermal, light, or radio frequency electromagnetic radiation. In more times recent ? emerged that also? mechanical energy ? equally suitable for activating chemical reactions. For example, the application of ultrasound (?Sonochemistry?) in polymerization experiments generates products that cannot be made using usual forms of activation, such as UV and thermal light radiation. At the same time, the mechanical action of very high frequency vibrations, aimed at the individual molecules, is able to produce the breaking of even complex chemical bonds.

Uno degli effetti nell?induzione di reazioni mediante energia meccanica ? la distruzione macroscopica del materiale. Nel momento in cui particelle eterogenee vengono fatte reagire in un reattore meccanochimico (ad esempio un mulino) si ottengono svariati fenomeni, quali ad esempio riduzione, ossidazione o trasferimento a stato solido di ioni. A titolo di esempio, l?uso della macinazione ultrafine ? stato studiato per lo smaltimento dei rifiuti in PVC. Nella struttura del PVC, il cloro ? legato alla catena polimerica attraverso legami covalenti molto forti. Tradizionalmente, l?unica azione impiegata per staccare gli atomi di cloro ? l?azione termica di dereticolazione, che avviene tra i 300?C e i 500?C. Lo studio della meccanochimica ha rivelato che lo stesso risultato pu? essere ottenuto anche tramite macinazione ultrafine, ad esempio in mulini a sfere. In queste macinazioni le catene molecolari vengono via via danneggiate, il cloro viene spinto ad uscire dalla struttura danneggiata e si comporta da radicale, coniugandosi con i cationi disponibili nella massa in via di trattamento. Ad esempio, nei test meccanochimici sul PVC effettuati da vari autori, si ? ottenuta la formazione di cloruro di calcio a partire dalla reazione tra carbonato di calcio e cloro radicale. One of the effects in the induction of reactions by means of mechanical energy? the macroscopic destruction of the material. When heterogeneous particles are made to react in a mechanochemical reactor (for example a mill) various phenomena are obtained, such as for example reduction, oxidation or solid state transfer of ions. As an example, the use of ultrafine grinding ? was designed for the disposal of PVC waste. In the PVC structure, the chlorine is linked to the polymer chain through very strong covalent bonds. Traditionally, the only action used to detach chlorine atoms is? the thermal action of dereticulation, which occurs between 300?C and 500?C. The study of mechanochemistry has revealed that the same result can also be obtained by ultrafine grinding, for example in ball mills. In these grindings the molecular chains are gradually damaged, the chlorine is pushed out of the damaged structure and acts as a radical, conjugating with the cations available in the mass being treated. For example, in the mechanochemical tests on PVC carried out by various authors, yes ? obtained the formation of calcium chloride starting from the reaction between calcium carbonate and chlorine radical.

Un altro effetto che ? possibile ottenere con un mulino per la macinazione ultrafine ? quello di rendere amorfo il quarzo, ad esempio allo scopo di ottenere silice (SiO2) per la produzione di vetro. Another effect that ? possible to obtain with a mill for ultrafine grinding ? that of making quartz amorphous, for example in order to obtain silica (SiO2) for the production of glass.

Altri effetti che si ottengono comunemente con i mulini per la macinazione ultrafine sono l?estrazione dell?acqua e l?eliminazione della carica batterica dalla massa trattata. Tali effetti sono particolarmente utili, ad esempio nel trattamento dei rifiuti solidi urbani. Other effects that are commonly obtained with ultrafine grinding mills are the extraction of water and the elimination of the bacterial load from the treated mass. Such effects are particularly useful, for example in the treatment of municipal solid waste.

I mulini di tipo noto adatti ad ottenere la macinazione ultrafine del materiale possono assumere forme differenti ma solitamente hanno in comune una struttura che comprende un contenitore (detto comunemente giara) all?interno della quale ? definito un volume di macinazione. Una percentuale del volume di macinazione ? occupata da elementi di macinazione, tipicamente di forma sferica, ad esempio realizzati in acciaio, carburo di tungsteno, allumina o zirconia. Per procedere alla macinazione, il materiale da trattare viene immesso nel volume di macinazione, assieme alle sfere. Quando la giara ? carica viene chiusa e messa in movimento. Il movimento impresso alla giara pu? variare a seconda dei tipi di mulino, ad esempio la giara pu? essere messa in rotazione rispetto ad un asse eccentrico, pu? essere scossa con un movimento alternato, ecc. L?effetto che si ottiene in tali mulini di tipo noto ? che all?interno della giara avvengono continuamente urti ad alta energia tra la massa del materiale da trattare e gli organi stessi del mulino, cio? le sfere e le pareti della giara. The mills of the known type suitable for obtaining the ultra-fine grinding of the material can take on different shapes but usually have in common a structure which includes a container (commonly called jar) inside which defined a grinding volume. A percentage of the grinding volume ? occupied by grinding elements, typically spherical in shape, for example made of steel, tungsten carbide, alumina or zirconia. To proceed with the grinding, the material to be treated is introduced into the grinding volume, together with the balls. When the jar? winding is closed and set in motion. The movement imprinted on the jar can vary according to the types of mill, for example, the jar pu? be put in rotation with respect to an eccentric axis, pu? be shaken with a reciprocating motion, etc. The effect obtained in these mills of known type? that inside the jar high-energy collisions occur continuously between the mass of the material to be treated and the same members of the mill, ie? the spheres and the walls of the jar.

Tali mulini, pur ampiamente apprezzati, non sono esenti da difetti. These mills, while widely appreciated, are not free from defects.

Innanzitutto, l?applicazione del movimento di macinazione richiede un elevato dispendio energetico perch?, assieme alla massa da macinare e alle sfere, deve essere messa in movimento anche l?intera giara. Inoltre, per ottenere l?effetto desiderato, il movimento cui deve essere sottoposta la giara non pu? essere una rotazione regolare ed equilibrata, ma deve essere una rotazione eccentrica o un movimento alternato di scuotimento. Tali movimenti, oltre all?energia necessaria ad ottenerli, implicano forti sollecitazioni sulla struttura di supporto, sugli organi di trasmissione e sui giunti del mulino. First of all, the application of the grinding movement requires a high expenditure of energy because, together with the mass to be ground and the balls, the entire jar must also be set in motion. Furthermore, to obtain the desired effect, the movement to which the jar must be subjected cannot be a smooth and balanced rotation, but must be an eccentric rotation or a shaking reciprocating motion. These movements, in addition to the energy necessary to obtain them, imply strong stresses on the support structure, on the transmission members and on the joints of the mill.

Ancora, il modo con cui ? ottenuta la macinazione ultrafine nei mulini descritti sopra si basa principalmente sulla macinazione per urti e solo in parte per attrito. In altre parole, il materiale viene frantumato per l?applicazione istantanea e localizzata di elevate forze di compressione generate dagli urti. Come noto alla persona esperta, la compressione non ? un meccanismo efficiente per ottenere il cedimento di un materiale, poich? la compressione stessa tende inizialmente a compattare il materiale stesso, che ? dunque in grado di resistere in modo relativamente efficace anche in presenza di danni strutturali o microstrutturali. Per questo motivo, nei mulini di tipo noto, solo una piccola parte dell?energia meccanica immessa nel sistema viene assorbita dalla frantumazione del materiale (energia di macinazione), mentre la parte preponderante si trasforma in calore. Per questo motivo i mulini di tipo noto richiedono un impianto di raffreddamento dedicato e presentano problemi di affidabilit?, a motivo degli importanti fenomeni di usura cui sono soggetti in tempi rapidi. Again, the way in which ? obtained ultrafine grinding in the mills described above is mainly based on impact grinding and only partially on friction. In other words, the material is crushed by the instantaneous and localized application of high compressive forces generated by the impacts. As known to the skilled person, the compression is not ? an efficient mechanism to obtain the failure of a material, since? the compression itself initially tends to compact the material itself, which ? therefore able to resist relatively effectively even in the presence of structural or microstructural damage. For this reason, in mills of the known type, only a small part of the mechanical energy introduced into the system is absorbed by the crushing of the material (grinding energy), while the main part is transformed into heat. For this reason, mills of the known type require a dedicated cooling system and present reliability problems, due to the significant wear phenomena to which they are quickly subjected.

Alla luce delle considerazioni energetiche riportate sopra, si ? calcolato che nei mulini a sfere di tipo noto, l?energia di macinazione effettiva rappresenta solo l?1% del totale dell?energia meccanica immessa nel sistema. Come la persona esperta pu? ben comprendere, un?efficienza dell?1% rappresenta un notevole ostacolo alla diffusione su scala industriale dei mulini di tipo noto. In light of the energy considerations listed above, yes? calculated that in ball mills of the known type, the effective grinding energy represents only 1% of the total mechanical energy introduced into the system. How can the expert person? well understand, an efficiency of 1% represents a notable obstacle to the diffusion of mills of the known type on an industrial scale.

Ancora, il fatto che per la macinazione vengano sfruttati principalmente gli urti, che portano al cedimento del materiale per sforzi di compressione, anzich? l?attrito, che porta al cedimento del materiale per sforzi di taglio, implica che sono necessari tempi di residenza lunghi o lunghissimi del materiale all?interno del mulino. Ad esempio, la Richiedente ha rilevato che l?amorfizzazione di una massa di quarzo in un mulino a sfere da laboratorio ha richiesto ben 400 ore di tempo di residenza. La persona esperta pu? ben comprendere che un procedimento che impiega tempi cos? lunghi, difficilmente pu? superare un interesse confinato alla ricerca da laboratorio per arrivare ad avere un interesse industriale. Furthermore, the fact that for the grinding the impacts are mainly exploited, which lead to the yielding of the material due to compression efforts, instead of? the friction, which leads to the yielding of the material due to shear stresses, implies that long or very long residence times of the material inside the mill are necessary. For example, the Applicant has found that the amorphization of a mass of quartz in a laboratory ball mill required a good 400 hours of residence time. The expert person can well understand that a procedure that takes times so? long, hardly pu? overcome an interest confined to laboratory research to arrive at having an industrial interest.

Infine, il fatto che l?intera giara sia posta in movimento durante la macinazione rende impossibile l?alimentazione in continuo del materiale da macinare, e relega i mulini di tipo noto ad un funzionamento discontinuo, o batch, o per lotti di materiale. Finally, the fact that the entire jar is set in motion during grinding makes it impossible to feed the material continuously to be ground, and relegates mills of the known type to discontinuous, or batch, or batch operation of material.

? dunque sentita l?esigenza di un mulino per macinazione ultrafine che abbia le caratteristiche adeguate a consentirne l?uso in ambito industriale. ? therefore felt the need for a mill for ultrafine grinding that has the suitable characteristics to allow its use in the industrial field.

SCOPI E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE OBJECTS AND SUMMARY OF THE INVENTION

Scopo della presente invenzione ? pertanto quello di superare gli inconvenienti evidenziati sopra in relazione alla tecnica nota. Purpose of the present invention? therefore that of overcoming the drawbacks highlighted above in relation to the prior art.

In particolare, un compito della presente invenzione ? quello di rendere disponibile un mulino per la macinazione ultrafine che abbia un?efficienza migliorata rispetto ai mulini noti. In particular, a task of the present invention ? that of making available a mill for ultra-fine grinding which has improved efficiency compared to known mills.

Inoltre, un compito della presente invenzione ? quello di rendere disponibile un mulino per la macinazione ultrafine che abbia un?affidabilit? migliorata rispetto ai mulini noti. In particolare, un mulino che non sia soggetto ad importanti fenomeni di usura in tempi rapidi. Furthermore, a task of the present invention ? to make available a mill for ultrafine grinding that has a? reliability? improved over known mills. In particular, a mill that is not subject to significant wear phenomena in a short time.

Ancora, un compito della presente invenzione ? quello di rendere disponibile un mulino per la macinazione ultrafine che consenta tempi di residenza ridotti rispetto ai mulini noti. Again, a task of the present invention ? that of making available a mill for ultra-fine grinding which allows reduced residence times with respect to known mills.

Infine, un compito della presente invenzione ? quello di rendere disponibile un mulino per la macinazione ultrafine che, oltre ad introdurre ulteriori vantaggi, mantenga anche i vantaggi gi? ottenuti dai mulini di tipo noto. Finally, a task of the present invention ? that of making available a mill for ultra-fine grinding which, in addition to introducing further advantages, also maintains the advantages already available. obtained from mills of the known type.

Questi ed altri scopi e compiti della presente invenzione sono raggiunti mediante un mulino in accordo con la rivendicazione 1. Ulteriori caratteristiche sono definite nelle rivendicazioni dipendenti. Tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione. These and other objects and tasks of the present invention are achieved by means of a mill in accordance with claim 1. Further characteristics are defined in the dependent claims. All the attached claims form an integral part of the present description.

L?invenzione riguarda un mulino per la macinazione ultrafine di materiale, comprendente una struttura portante, una giara fissa rispetto alla struttura portante, un equipaggio di macinazione compreso all?interno della giara. Nel mulino dell?invenzione: The invention relates to a mill for ultra-fine grinding of material, comprising a supporting structure, a jar fixed with respect to the supporting structure, a grinding unit included inside the jar. In the mill of invention:

- la giara definisce un volume di macinazione e un asse principale X; - the jar defines a grinding volume and a principal axis X;

- l?equipaggio di macinazione ? montato in modo da poter ruotare attorno all?asse principale X; - the grinding crew ? mounted so as to be able to rotate around the main axis X;

- l?equipaggio di macinazione comprende una pluralit? di gruppi di macinazione disposti in modo simmetrico rispetto all?asse principale X; e - does the grinding crew include a plurality? of grinding units arranged symmetrically with respect to the main axis X; And

- ciascun gruppo di macinazione comprende una pluralit? n di cilindri cavi aventi rispettivi assi paralleli all?asse principale X. - each grinding group comprises a plurality? n of hollow cylinders having respective axes parallel to the main axis X.

Inoltre, in ciascun gruppo di macinazione: Furthermore, in each grinding group:

- i cilindri cavi sono inseriti l?uno dentro l?altro, - the hollow cylinders are inserted one inside the other,

- i cilindri cavi sono liberamente mobili l?uno rispetto all?altro, - il cilindro cavo pi? esterno ha sezione trasversale maggiore e altezza minore tra i cilindri cavi del gruppo di macinazione, e - the hollow cylinders are freely movable with respect to each other, - the hollow cylinder more? external has greater cross section and less height between the hollow cylinders of the grinding unit, e

- ciascun cilindro cavo ha sezione trasversale minore e altezza maggiore rispetto al cilindro cavo che lo circonda. - each hollow cylinder has a smaller cross-section and a greater height than the surrounding hollow cylinder.

Grazie a tale struttura, il funzionamento del mulino dell?invenzione ? basato principalmente sull?attrito e sul conseguente cedimento del materiale per sforzi di taglio. Questo meccanismo di macinazione ? nettamente pi? efficiente rispetto a quello basato sugli urti e quindi sul cedimento del materiale per sforzi di compressione che viene sfruttato nei mulini di tipo noto. Thanks to this structure, the functioning of the mill according to the invention is mainly based on friction and the consequent failure of the material due to shear stresses. This grinding mechanism ? clearly more efficient with respect to the one based on shocks and therefore on the yielding of the material due to compressive stresses which is used in mills of the known type.

In alcune forme di realizzazione, l?equipaggio di macinazione comprende un albero principale disposto lungo l?asse principale X e due dischi distanziati l?uno dall?altro in direzione assiale, in cui almeno uno dei due dischi ? calettato in modo fisso sull?albero principale. In some embodiments, the grinding equipment comprises a main shaft disposed along the main axis X and two discs spaced apart from each other in the axial direction, wherein at least one of the two discs is axially spaced apart. fixedly splined on the main shaft.

Tale soluzione risulta particolarmente efficiente dal punto di vista strutturale per l?equipaggio di macinazione. This solution is particularly efficient from a structural point of view for the grinding unit.

Preferibilmente almeno uno dei dischi comprende una pluralit? di alette aerodinamiche, adatte a generare una differenza di pressione tra i due lati del disco quando il disco stesso ? messo in rotazione. Preferably at least one of the discs comprises a plurality of aerodynamic fins, suitable for generating a pressure difference between the two sides of the disc when the disc itself? put into rotation.

La differenza di pressione generata dalle alette aerodinamiche crea un flusso d?aria che agevola il passaggio del materiale attraverso le aperture del disco stesso, rendendo pi? semplice l?ingresso del materiale da macinare e l?uscita del materiale macinato. Inoltre, lo stesso flusso d?aria consente di raffreddare l?equipaggio di macinazione durante il funzionamento del mulino. The difference in pressure generated by the aerodynamic fins creates an air flow which facilitates the passage of the material through the openings of the disc itself, making it more efficient. the entrance of the material to grind and the exit of the ground material are simple. Furthermore, the same air flow allows the grinding equipment to be cooled during operation of the mill.

Preferibilmente per ciascun gruppo di macinazione ? predisposto un assale, montato su almeno uno dei due dischi, che vincola il gruppo di macinazione a ruotare attorno ad un asse secondario Y, fisso rispetto all?equipaggio di macinazione e girevole all?interno del volume di macinazione attorno all?asse principale X. Preferably for each grinding group ? an axle has been provided, mounted on at least one of the two discs, which constrains the grinding unit to rotate around a secondary axis Y, fixed with respect to the grinding unit and rotating within the grinding volume around the main axis X.

Preferibilmente ciascun cilindro cavo comprende un corpo cilindrico lungo il quale ? predisposto un foro passante e l?asse del corpo cilindrico e l?asse del foro passante sono paralleli tra loro. Preferably each hollow cylinder comprises a cylindrical body along which ? prepared a through hole and the axis of the cylindrical body and the axis of the through hole are parallel to each other.

Tali soluzioni per i gruppi di macinazione e per i cilindri cavi risultano particolarmente efficienti dal punto di vista strutturale. These solutions for the grinding units and for the hollow cylinders are particularly efficient from the structural point of view.

Preferibilmente, in ciascun gruppo di macinazione, in almeno un cilindro cavo l?asse del corpo cilindrico e l?asse del foro passante sono distinti tra loro. Preferably, in each grinding group, in at least one hollow cylinder, the axis of the cylindrical body and the axis of the through hole are distinct from each other.

La predisposizione di un corpo cilindrico disassato, a parit? di massa, aumenta l?energia trasmessa al materiale in via di macinazione. The predisposition of an offset cylindrical body, on equal terms? of mass, it increases the energy transmitted to the material being ground.

Preferibilmente in un gruppo di macinazione, i cilindri cavi hanno massa uguale tra loro o decrescente dal cilindro cavo pi? interno verso il cilindro cavo pi? esterno. Preferably in a grinding group, the hollow cylinders have a mass equal to each other or decreasing from the hollow cylinder more? inside towards the hollow cylinder pi? external.

Mantenere la massa uguale o ridurla dal cilindro cavo pi? interno verso il cilindro cavo pi? esterno risulta particolarmente vantaggioso perch? limita gli sforzi trasmessi dal gruppo di macinazione sul rispettivo assale. Keep the mass the same or reduce it from the hollow cylinder pi? inside towards the hollow cylinder pi? external is particularly advantageous because? limits the efforts transmitted by the grinding group on the respective axle.

Preferibilmente quando il cilindro cavo pi? esterno di un gruppo di macinazione raggiunge la propria posizione radialmente pi? esterna, la parete laterale esterna del cilindro cavo appoggia sulla parete laterale interna della giara. Preferably when the hollow cylinder pi? outside of a grinding group reaches its position radially more? outside, the outer sidewall of the hollow cylinder rests on the inner sidewall of the jar.

Lo strisciamento che si ottiene grazie al contatto tra le due superfici, consente di ottenere la macinazione per attrito, cio? grazie all?applicazione di sforzi di taglio. The sliding that is obtained thanks to the contact between the two surfaces, allows to obtain the grinding by friction, that is? thanks to the application of shear stresses.

Preferibilmente la giara comprende inoltre un condotto di scarico configurato per consentire il deflusso del materiale macinato e in cui a monte del condotto di scarico ? predisposta una valvola di controllo adatta ad aprire/chiudere il condotto di scarico. Preferably, the jar also comprises a discharge duct configured to allow the ground material to flow out and in which, upstream of the discharge duct ? a control valve is provided to open/close the exhaust duct.

La predisposizione della valvola di controllo consente di regolare il tempo di residenza del materiale all?interno del volume di macinazione. The provision of the control valve allows you to adjust the residence time of the material within the grinding volume.

Preferibilmente il mulino comprende inoltre, a valle del volume di macinazione, un filtro configurato per separare dal flusso di materiale macinato le particelle di materiale che eccedono una predeterminata granulometria. Preferably, the mill also comprises, downstream of the grinding volume, a filter configured to separate the particles of material exceeding a predetermined granulometry from the flow of ground material.

Il filtro consente ad esempio di ricircolare all?interno del mulino le particelle di materiale troppo grandi per gli usi desiderati, affinch? subiscano un nuovo processo di macinazione. For example, the filter allows particles of material that are too large for the desired uses to be recirculated inside the mill, so that undergo a new grinding process.

Ulteriori caratteristiche, scopi e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione che segue. Further characteristics, objects and advantages of the present invention will appear more clearly from the following description.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

L?invenzione verr? descritta qui di seguito con riferimento ad alcuni esempi, forniti a scopo esplicativo e non limitativo, ed illustrati nei disegni annessi. Questi disegni illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione della presente invenzione e, dove appropriato, numeri di riferimento illustranti strutture, componenti, materiali e/o elementi simili in differenti figure sono indicati da numeri di riferimento similari. Inoltre, per chiarezza di illustrazione, alcuni riferimenti possono non essere ripetuti in tutte le figure. The invention will come described hereinafter with reference to some examples, provided for explanatory and non-limiting purposes, and illustrated in the attached drawings. These drawings illustrate different aspects and embodiments of the present invention and, where appropriate, reference numerals illustrating similar structures, components, materials and/or elements in different figures are indicated by like reference numerals. Furthermore, for clarity of illustration, some references may not be repeated in all the figures.

La figura 1 ? una vista schematica in alzato laterale di un mulino in accordo con l?invenzione; Figure 1 ? a schematic side elevation view of a mill in accordance with the invention;

le figure 2.a e 2.b sono due possibili viste schematiche della sezione operata lungo la traccia II-II di figura 1, in accordo con due diverse forme di realizzazione dell?invenzione; figures 2.a and 2.b are two possible schematic views of the section made along line II-II of figure 1, in accordance with two different embodiments of the invention;

la figura 3 ? una vista schematica in sezione verticale di un mulino in accordo con una forma di realizzazione dell?invenzione; figure 3 ? a schematic vertical sectional view of a mill in accordance with an embodiment of the invention;

la figura 4 ? una vista schematica in esploso della sezione di figura 3; figure 4 ? a schematic exploded view of the section of figure 3;

la figura 5 ? una vista schematica in pianta di un coperchio per una giara di un mulino in accordo con l?invenzione; figure 5 ? a schematic plan view of a lid for a mill jar in accordance with the invention;

la figura 6 ? una vista schematica in pianta di un disco alettato per una giara di un mulino in accordo con l?invenzione; figure 6 ? a schematic plan view of a finned disc for a mill jar in accordance with the invention;

la figura 7 ? una vista schematica in assonometria della giara di un mulino in accordo con una forma di realizzazione dell?invenzione, in cui alcuni elementi sono mostrati in trasparenza; figure 7 ? a schematic isometric view of a mill jar according to an embodiment of the invention, in which certain elements are shown in transparency;

la figura 8 ? una vista schematica in sezione verticale di un gruppo di macinazione simile a quelli mostrati in figura 7; the figure 8 ? a schematic vertical sectional view of a grinding assembly similar to those shown in Figure 7;

la figura 9 ? una vista assonometrica in esploso di un mulino in accordo con l?invenzione, in cui alcuni elementi sono mostrati in semitrasparenza; figure 9 ? an exploded isometric view of a mill in accordance with the invention, in which some elements are shown in semi-transparency;

la figura 10 ? una vista assonometrica degli elementi del mulino di figura 9 in configurazione disassemblata; figure 10 ? an axonometric view of the elements of the mill of figure 9 in disassembled configuration;

la figura 11 ? una vista schematica del meccanismo di macinazione per attrito su cui si basa il mulino dell?invenzione; e figure 11 ? a schematic view of the friction grinding mechanism upon which the mill of the invention is based; And

la figura 12 ? una vista ingrandita del dettaglio indicato con XII in figura 11. figure 12 ? an enlarged view of the detail indicated with XII in figure 11.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Mentre l?invenzione ? suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono mostrate nei disegni e saranno descritte qui di seguito in dettaglio. Si deve intendere, comunque, che non vi ? alcuna intenzione di limitare l?invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, l?invenzione intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell?ambito dell?invenzione come definito nelle rivendicazioni. While the invention? susceptible to various modifications and alternative constructions, some preferred embodiments are shown in the drawings and will be described in detail below. It must be understood, however, that there is no no intention of limiting the invention to the specific embodiment illustrated, but, on the contrary, the invention is intended to cover all modifications, alternative constructions, and equivalents which fall within the scope of the invention as defined in the claims.

La descrizione affronta in dettaglio gli aspetti e le caratteristiche tecniche peculiari dell?invenzione, mentre gli aspetti e le caratteristiche tecniche in s? noti possono essere solamente accennati. Per tali aspetti rimane valido quanto riportato sopra in riferimento alla tecnica nota. The description addresses in detail the aspects and the technical characteristics peculiar to the invention, while the aspects and the technical characteristics in themselves? known can only be hinted at. For these aspects, what is stated above with reference to the prior art remains valid.

L?uso di ?ad esempio?, ?ecc.?, ?oppure? indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato. L?uso di ?comprende? e ?include? significa ?comprende o include, ma non limitato a? a meno che non altrimenti indicato. The use of ?for example?, ?etc.?, ?or? indicates non-exclusive alternatives without limitation unless otherwise indicated. The use of ?includes? and ?include? means ?includes or includes, but not limited to? unless otherwise indicated.

Il mulino dell?invenzione ? destinato ad operare in presenza dell?accelerazione di gravit? g. In base all?accelerazione di gravit? g si intendono definite in modo univoco la direzione verticale e le direzioni orizzontali. Allo stesso modo, rispetto all?accelerazione di gravit? g, si intendono definiti i termini ?alto?, ?superiore?, ?sopra? e simili rispetto ai termini ?basso?, ?inferiore?, ?sotto? e simili. The mill of the invention ? intended to operate in the presence of? acceleration of gravity? g. Based on the acceleration of gravity? g the vertical direction and the horizontal directions are defined unequivocally. Similarly, with respect to the acceleration of gravity? g, the terms ?high?, ?superior?, ?above? and similar with respect to the terms ?low?, ?inferior?, ?below? and similar.

Il mulino dell?invenzione definisce un asse principale di rotazione rispetto al quale sono definiti in modo univoco i termini ?assiale?, ?radiale?, ?circonferenziale? e ?tangenziale?. Inoltre, il mulino dell?invenzione ? configurato per generare un flusso di materiale, che entra nel mulino intero o macinato in modo grossolano ed esce dal mulino macinato in modo ultrafine. Rispetto al flusso del materiale sono definiti in modo univoco i termini ?a monte?, ?prima? e simili in contrapposizione ai termini ?a valle?, ?dopo? e simili. The mill of the invention defines a main axis of rotation with respect to which the terms ?axial?, ?radial?, ?circumferential? and ?ring road?. Furthermore, the mill of the invention ? configured to generate a flow of material, which enters the whole or coarsely ground mill and exits the ultrafinely ground mill. With respect to the material flow, the terms ?upstream?, ?before? and the like as opposed to the terms ?downstream?, ?after? and similar.

L?invenzione riguarda un mulino 20 per la macinazione ultrafine di materiale 22. Il mulino 20 comprende una struttura portante 24, una giara 26 fissa rispetto alla struttura portante 24, un equipaggio di macinazione 28 compreso all?interno della giara 26, in cui: The invention relates to a mill 20 for ultra-fine grinding of material 22. The mill 20 comprises a supporting structure 24, a jar 26 fixed with respect to the supporting structure 24, a grinding unit 28 included inside the jar 26, in which:

- la giara 26 definisce un volume di macinazione V e un asse principale X; - l?equipaggio di macinazione 28 ? montato in modo da poter ruotare attorno all?asse principale X; - the jar 26 defines a grinding volume V and a principal axis X; - the grinding crew 28 ? mounted so as to be able to rotate around the main axis X;

- l?equipaggio di macinazione 28 comprende una pluralit? di gruppi di macinazione 30 disposti in modo simmetrico rispetto all?asse principale X; - ciascun gruppo di macinazione 30 comprende una pluralit? n di cilindri cavi 32 aventi rispettivi assi paralleli all?asse principale X; e in cui - in ciascun gruppo di macinazione 30: - the grinding unit 28 comprises a plurality? of grinding units 30 arranged symmetrically with respect to the main axis X; - each grinding group 30 comprises a plurality? n of hollow cylinders 32 having respective axes parallel to the main axis X; and wherein - in each grinding group 30:

- i cilindri cavi 32 sono inseriti l?uno dentro l?altro, - the hollow cylinders 32 are inserted one inside the other,

- i cilindri cavi 32 sono liberamente mobili l?uno rispetto all?altro, - the hollow cylinders 32 are freely movable with respect to each other,

- il cilindro cavo pi? esterno 32n ha sezione trasversale maggiore e altezza minore tra i cilindri cavi 32 del gruppo di macinazione 30, e - the hollow cylinder pi? outer 32n has a larger cross section and smaller height between the hollow cylinders 32 of the grinding unit 30, and

- ciascun cilindro cavo 32i ha sezione trasversale minore e altezza maggiore rispetto al cilindro cavo 32i+1 che lo circonda. - each hollow cylinder 32i has a smaller cross-section and greater height than the hollow cylinder 32i+1 which surrounds it.

Qui e di seguito i cilindri cavi 32 sono identificati dal numero di riferimento 32 quando sono considerati nel loro insieme. Nel caso in cui debba essere identificato un preciso cilindro cavo 32 entro un gruppo di macinazione 30, al numero di riferimento 32 viene aggiunto un indice i che varia da 1 a n, dove 1 indica il cilindro cavo pi? interno. Analogamente, l?indice i viene impiegato per identificare altre caratteristiche del cilindro cavo i-esimo. Here and below the hollow cylinders 32 are identified by the reference numeral 32 when considered as a whole. In the case in which a precise hollow cylinder 32 must be identified within a grinding group 30, an index i is added to the reference number 32 which varies from 1 to n, where 1 indicates the hollow cylinder most? internal. Similarly, the index i is used to identify other characteristics of the i-th hollow cylinder.

Preferibilmente la giara 26 ha la forma di un solido di rotazione ed ? chiusa assialmente da un coperchio superiore 34 e da un catino inferiore 36. Preferibilmente la giara 26 ha la forma di un cilindro retto a sezione circolare. In ogni caso, la forma complessiva della giara 26 definisce in modo univoco l?asse principale X. Preferibilmente la giara 26 comprende inoltre una tramoggia di carico 38, montata sul coperchio superiore 34, configurata per consentire il carico e l?introduzione del materiale 22 da macinare nel volume di macinazione V. Preferibilmente la giara 26 comprende inoltre un condotto di scarico 40, ad esempio ricavato nel catino inferiore 36, configurato per consentire il deflusso del materiale 22 macinato, sotto forma di polvere ultrafine. Preferably the jar 26 has the shape of a rotational solid and is axially closed by an upper lid 34 and by a lower basin 36. Preferably the jar 26 has the shape of a right cylinder with a circular section. In any case, the overall shape of the jar 26 unambiguously defines the main axis X. Preferably the jar 26 further comprises a loading hopper 38, mounted on the upper cover 34, configured to allow the loading and introduction of the material 22 to be to grind in the grinding volume V. Preferably, the jar 26 also comprises a discharge duct 40, for example formed in the lower basin 36, configured to allow the outflow of the ground material 22, in the form of an ultra-fine powder.

L?equipaggio di macinazione 28 ? montato in modo girevole all?interno del volume di macinazione V definito dalla giara 26; preferibilmente l?equipaggio di macinazione 28 comprende un albero principale 42 disposto lungo l?asse principale X. In accordo con alcune forme di realizzazione dell?invenzione, l?equipaggio di macinazione 28 comprende due dischi distanziati l?uno dall?altro in direzione assiale. Preferibilmente il disco superiore 44 ? collocato in prossimit? del coperchio superiore 34 della giara 26, mentre il disco inferiore 46 ? collocato in prossimit? del catino inferiore 36 della giara 26. Almeno uno dei due dischi 44, 46 ? calettato in modo fisso sull?albero principale 42. L?albero principale 42 pu? essere messo in rotazione tramite un motore 48 che verr? descritto meglio pi? avanti. The grinding crew 28 ? rotatably mounted within the grinding volume V defined by the jar 26; preferably the grinding unit 28 comprises a main shaft 42 disposed along the main axis X. In accordance with some embodiments of the invention, the grinding unit 28 comprises two discs spaced apart from each other in the axial direction . Preferably the upper disc 44 ? located near of the upper lid 34 of the jar 26, while the lower disk 46 is located near of the lower basin 36 of the jar 26. At least one of the two discs 44, 46 ? keyed in a fixed way on the main shaft 42. The main shaft 42 can? be put into rotation through an engine 48 that will come? better described after you.

Tra i due dischi 44, 46 sono compresi i gruppi di macinazione 30, che in pianta sono disposti secondo una simmetria radiale o simmetria rotazionale rispetto all?asse principale X. In accordo con le diverse forme di realizzazione possibili, i gruppi di macinazione 30 possono essere presenti in un numero diverso di esemplari. Ad esempio, nella forma di realizzazione di figura 2.a sono rappresentati schematicamente tre gruppi di macinazione 30, nella forma di realizzazione di figura 2.b sono rappresentati schematicamente quattro gruppi di macinazione 30, mentre nelle forme di realizzazione delle figure 3, 4, 7, 9 e 10 sono rappresentati schematicamente due gruppi di macinazione 30. Between the two discs 44, 46 are included the grinding units 30, which in plan view are arranged according to radial symmetry or rotational symmetry with respect to the main axis X. In accordance with the various possible embodiments, the grinding units 30 can be present in a different number of specimens. For example, in the embodiment of figure 2.a three grinding groups 30 are schematically represented, in the embodiment of figure 2.b four grinding groups 30 are schematically represented, while in the embodiments of figures 3, 4, 7, 9 and 10 schematically represent two grinding groups 30.

Preferibilmente per ciascun gruppo di macinazione 30 ? predisposto un perno 50 montato su almeno uno dei due dischi 44, 46, preferibilmente su entrambi i dischi 44, 46 (si veda ad esempio figura 8.a). In alcune forme di realizzazione i perni 50 sono montati sui dischi 44, 46 in modo da poter girare attorno al proprio asse, mentre in altre forme di realizzazione i perni 50 sono montati sui dischi 44, 46 in modo rigido. In alternativa ad un solo perno 50 che si estende da un disco all?altro, possono essere predisposti due semi-perni 50? separati, ciascuno vincolato ad un solo disco 44, 46 (si veda ad esempio figura 8.b). Preferably for each grinding group 30 ? provided a pin 50 mounted on at least one of the two disks 44, 46, preferably on both disks 44, 46 (see for example figure 8.a). In some embodiments the pins 50 are mounted on the discs 44, 46 so that they can rotate about their axis, while in other embodiments the pins 50 are mounted on the discs 44, 46 in a rigid manner. As an alternative to a single pin 50 which extends from one disc to the other, can two semi-pins 50 be provided? separated, each constrained to a single disc 44, 46 (see for example figure 8.b).

Preferibilmente sia l?albero principale 42 sia i perni 50 sono fissati ad entrambi i dischi 44, 46. Questa soluzione strutturale consente di ottenere un equipaggio di macinazione 28 particolarmente robusto e rigido, particolarmente adatto dunque a resistere alle sollecitazioni derivanti dalla macinazione. Preferably both the main shaft 42 and the pins 50 are fixed to both discs 44, 46. This structural solution allows to obtain a particularly strong and rigid grinding unit 28, particularly suitable therefore for withstanding the stresses deriving from the grinding.

Vantaggiosamente i dischi 44, 46 comprendono almeno un?apertura 52 configurata per consentire il passaggio del materiale 22 oggetto del trattamento di macinazione. Preferibilmente ciascun disco 44, 46 comprende almeno due aperture 52 configurate per consentire il passaggio del materiale 22, dove le due aperture 52 in pianta sono disposte secondo una simmetria radiale o simmetria rotazionale rispetto all?asse principale X. In particolare, il disco superiore 44 comprende una o pi? aperture 52 configurate per consentire il passaggio del materiale 22 da macinare, cio? del materiale 22 intero o macinato in modo grossolano. Rispettivamente, il disco inferiore 46 comprende una o pi? aperture 52 configurate per consentire il passaggio del materiale 22 macinato, cio? del materiale 22 in forma di polvere ultrafine. Advantageously, the discs 44, 46 comprise at least one opening 52 configured to allow the passage of the material 22 undergoing the grinding treatment. Preferably each disc 44, 46 comprises at least two openings 52 configured to allow the passage of the material 22, where the two openings 52 in plan view are arranged according to a radial symmetry or rotational symmetry with respect to the main axis X. In particular, the upper disc 44 includes one or more openings 52 configured to allow the passage of the material 22 to be ground, i.e. of the whole or coarsely ground material 22. Respectively, the lower disk 46 comprises one or more? openings 52 configured to allow the passage of the ground material 22, i.e. of the material 22 in the form of an ultrafine powder.

In accordo con alcune forme di realizzazione, almeno uno dei dischi 44, 46 comprende una pluralit? di alette aerodinamiche 54, adatte a generare una differenza di pressione tra i due lati del disco 44, 46 quando il disco stesso ? messo in rotazione. Preferibilmente entrambi i dischi 44, 46 comprendono una pluralit? di alette aerodinamiche 54. In accordance with some embodiments, at least one of the discs 44, 46 comprises a plurality of discs. of aerodynamic fins 54, suitable for generating a pressure difference between the two sides of the disc 44, 46 when the disc itself is? put into rotation. Preferably both discs 44, 46 comprise a plurality of of aerodynamic fins 54.

Preferibilmente le alette aerodinamiche 54 sono disposte in modo da creare una zona di pressione maggiore a monte del disco 44, 46 e una zona di pressione minore a valle del disco 44, 46. In questo modo, quando un disco 44, 46 comprendente le alette aerodinamiche 54 ? in rotazione, la differenza di pressione crea un flusso d?aria che agevola il passaggio del materiale 22 attraverso le aperture 52 del disco stesso. In particolare, se il disco superiore 44 comprende le alette aerodinamiche 54, la rotazione del disco superiore 44 crea un flusso d?aria che agevola l?ingresso del materiale 22 da macinare, dalla tramoggia di carico 38 fino all?interno del volume di macinazione V. Rispettivamente, se il disco inferiore 46 comprende le alette aerodinamiche 54, la rotazione del disco inferiore 46 crea un flusso d?aria che agevola l?uscita del materiale 22 macinato dall?interno del volume di macinazione V fino al condotto di scarico 40. Come la persona esperta pu? ben comprendere, se entrambi i dischi 44, 46 comprendono le alette aerodinamiche 54, il flusso d?aria che si crea ottiene il risultato ottimale per agevolare il passaggio del materiale 22. Preferably the aerodynamic fins 54 are arranged so as to create a higher pressure zone upstream of the disc 44, 46 and a lower pressure zone downstream of the disc 44, 46. In this way, when a disc 44, 46 comprising the fins aerodynamics 54 ? in rotation, the pressure difference creates an air flow which facilitates the passage of the material 22 through the openings 52 of the disc itself. In particular, if the upper disk 44 includes the aerodynamic fins 54, the rotation of the upper disk 44 creates an air flow which facilitates the entry of the material 22 to be ground, from the loading hopper 38 up to the inside of the grinding volume V. Respectively, if the lower disc 46 includes the aerodynamic fins 54, the rotation of the lower disc 46 creates an air flow which facilitates the exit of the ground material 22 from inside the grinding volume V to the discharge duct 40 How can the expert person? well understand, if both discs 44, 46 include the aerodynamic fins 54, the air flow that is created obtains the optimal result to facilitate the passage of the material 22.

Vengono descritti di seguito in maggior dettaglio i gruppi di macinazione 30. Come accennato sopra, ciascun gruppo di macinazione 30 comprende una pluralit? di cilindri cavi 32. Preferibilmente ciascun cilindro cavo 32 comprende un corpo cilindrico lungo il quale ? predisposto un foro passante; l?asse del corpo cilindrico e l?asse del foro passante sono paralleli tra loro. Secondo alcune forme di realizzazione, in almeno un cilindro cavo 32 per ciascun gruppo di macinazione 30, l?asse del corpo cilindrico e l?asse del foro passante, bench? paralleli, sono distinti tra loro. Ai fini della presente trattazione, nel caso sia necessario identificare un singolo asse per l?intero cilindro cavo 32, si pu? considerare che l?asse da considerare sia quello del corpo cilindrico. Naturalmente nulla cambierebbe se fosse considerato l?asse del foro passante, poich? tali assi sono sempre paralleli tra loro e sono spesso coincidenti. The grinding units 30 are described in greater detail below. As mentioned above, each grinding unit 30 comprises a plurality of of hollow cylinders 32. Preferably each hollow cylinder 32 comprises a cylindrical body along which ? prepared a through hole; the axis of the cylindrical body and the axis of the through hole are parallel to each other. According to some embodiments, in at least one hollow cylinder 32 for each grinding group 30, the axis of the cylindrical body and the axis of the through hole, although parallel, they are distinct from each other. For the purposes of this discussion, if it is necessary to identify a single axis for the entire hollow cylinder 32, one can consider that the axis to consider is that of the cylindrical body. Of course, nothing would change if it were considered the axis of the through hole, since? these axes are always parallel to each other and are often coincident.

Poich? i cilindri cavi 32 sono inseriti l?uno dentro l?altro, ? possibile individuare un cilindro cavo pi? interno 321, un cilindro cavo pi? esterno 32n ed eventualmente uno o pi? cilindri cavi intermedi 32i. Il cilindro cavo pi? interno 321 ? vincolato a ruotare attorno ad un asse secondario Y, fisso rispetto all?equipaggio di macinazione 28 e quindi girevole all?interno del volume di macinazione V attorno all?asse principale X. L?asse secondario Y ? definito dal perno 50, o eventualmente da almeno un semi-perno 50?, vincolato ad almeno un disco 44, 46. L?asse secondario Y ? preferibilmente parallelo all?asse principale X. In altre parole, per ciascun gruppo di macinazione 30 ? predisposto un perno 50 che vincola il gruppo di macinazione 30 a ruotare attorno all?asse secondario Y. because are the hollow cylinders 32 inserted one inside the other, ? is it possible to identify a hollow cylinder pi? internal 321, a hollow cylinder pi? external 32n and possibly one or more? intermediate hollow cylinders 32i. The hollow cylinder extension 321 ? constrained to rotate around a secondary axis Y, fixed with respect to the grinding unit 28 and therefore rotatable within the grinding volume V around the main axis X. The secondary axis Y ? defined by the pin 50, or possibly by at least one semi-pin 50?, constrained to at least one disk 44, 46. The secondary axis Y ? preferably parallel to the main axis X. In other words, for each grinding group 30 ? a pin 50 is arranged which constrains the grinding group 30 to rotate around the secondary axis Y.

Vengono descritte di seguito alcune caratteristiche dei cilindri cavi 32 di un singolo gruppo di macinazione 30. Considerando i cilindri cavi dal pi? interno 321 al pi? esterno 32n, l?altezza h (o estensione assiale) diminuisce; vale dunque la relazione hi > hi+1. Some characteristics of the hollow cylinders 32 of a single grinding group 30 are described below. Considering the hollow cylinders from the most? internal 321 at the pi? outside 32n, height h (or axial extension) decreases; therefore the relation hi > hi+1 holds.

Inoltre, considerando ancora i cilindri cavi dal pi? interno 321 al pi? esterno 32n, la sezione trasversale aumenta. Pi? in particolare, ciascun cilindro cavo 32 ha un proprio diametro esterno Di (cio? il diametro del corpo cilindrico) e un proprio diametro interno di (cio? il diametro del foro passante). Come la persona esperta pu? ben comprendere, affinch? i cilindri cavi 32 siano liberamente mobili l?uno rispetto all?altro, ? necessario che il diametro esterno Di di un dato cilindro cavo 32i sia minore del diametro interno di+1 del cilindro cavo 32i+1 che lo circonda. Per quanto riguarda i cilindri cavi 32 vale dunque la relazione di < Di < di+1 < Di+1. Furthermore, still considering the hollow cylinders from the pi? internal 321 at the pi? outside 32n, the cross section increases. Pi? in particular, each hollow cylinder 32 has its own external diameter Di (that is, the diameter of the cylindrical body) and its own internal diameter Di (that is, the diameter of the through hole). How can the expert person? well understand, so that? are the hollow cylinders 32 freely movable with respect to each other, ? It is necessary that the outside diameter Di of a given hollow cylinder 32i be smaller than the inside diameter di+1 of the surrounding hollow cylinder 32i+1. As far as the hollow cylinders 32 are concerned, the relation di < Di < di+1 < Di+1 is therefore valid.

Infine, i cilindri cavi 32 di un gruppo di macinazione 30 possono avere massa m uguale tra loro o possono avere massa decrescente dal cilindro cavo pi? interno 321 verso il cilindro cavo pi? esterno 32n. Vale quindi la relazione mi ? mi+1. Finally, the hollow cylinders 32 of a grinding group 30 can have mass m equal to each other or can have a decreasing mass from the hollow cylinder more? inside 321 towards the hollow cylinder pi? external 32n. Is the relation mi ? mi+1.

Come accennato sopra, ciascun cilindro cavo 32 definisce un proprio asse geometrico e gli assi dei cilindri cavi 32 sono tutti paralleli all?asse principale X. Tale caratteristica ? definita rispetto ad una configurazione di equilibrio, come ad esempio quelle rappresentate schematicamente nelle figure 7 e 8. Come la persona esperta pu? ben comprendere, il fatto che i cilindri cavi 32 siano liberamente mobili l?uno rispetto all?altro pu? consentire che essi assumano delle configurazioni transitorie nelle quali non tutti gli assi geometrici sono necessariamente paralleli tra loro e/o all?asse principale X. L?eventualit? che si verifichino tali configurazioni transitorie non ha alcun effetto sulla presente descrizione. As mentioned above, each hollow cylinder 32 defines its own geometric axis and the axes of the hollow cylinders 32 are all parallel to the main axis X. This characteristic is? defined with respect to an equilibrium configuration, such as for example those schematically represented in figures 7 and 8. How can an expert person? well understand, the fact that the hollow cylinders 32 are freely movable one with respect to the other can? allow them to assume transitory configurations in which not all geometric axes are necessarily parallel to each other and/or to the main axis X. L?eventuality? that such transient configurations occur has no effect on the present description.

Preferibilmente, tutti i gruppi di macinazione 30 hanno la stessa massa complessiva. In questo modo, quando i cilindri cavi 32 di ciascun gruppo di macinazione 30 assumono la stessa disposizione rispetto all?asse principale X, il centro di massa dell?equipaggio di macinazione 28 ? compreso nell?asse principale X e l?equipaggio di macinazione 28 nel suo complesso ? bilanciato rispetto ad un movimento di rotazione attorno all?asse principale X. Come la persona esperta pu? ben comprendere, l?equilibrio nella distribuzione delle masse non pu? naturalmente comprendere la massa del materiale 22 da trattare, la quale pu? introdurre qualche sbilanciamento nel movimento di rotazione attorno all?asse principale X. Tuttavia, anche la massa del materiale 22 tender?, in presenza del campo di forze presente all?interno del volume di macinazione V, a distribuirsi in modo statisticamente uniforme. Preferably, all grinding units 30 have the same overall mass. In this way, when the hollow cylinders 32 of each grinding unit 30 assume the same arrangement with respect to the main axis X, the center of mass of the grinding unit 28 is? included in the main axis X and the grinding equipment 28 as a whole ? balanced with respect to a rotational movement around the main X axis. How can the expert person? well understand, the balance in the distribution of masses can not? naturally understand the mass of material 22 to be treated, which pu? introduce some imbalance in the rotational movement around the main axis X. However, also the mass of the material 22 tends, in the presence of the field of forces present inside the grinding volume V, to distribute itself in a statistically uniform way.

La configurazione in cui i cilindri cavi 32 di ciascun gruppo di macinazione 30 assumono la stessa disposizione rispetto all?asse principale X si ottiene spontaneamente quando l?equipaggio di macinazione 28 viene messo in rotazione, poich? la forza centrifuga spinge ciascun cilindro cavo 32 nella posizione radialmente pi? esterna tra quelle che gli sono consentite (si vedano ad esempio le figure 8.a e 8.b). In questo modo la rotazione dell?equipaggio di macinazione 28 ? idealmente bilanciata e non introduce sollecitazioni di rilievo in direzione perpendicolare all?asse principale X. The configuration in which the hollow cylinders 32 of each grinding unit 30 assume the same arrangement with respect to the main axis X is obtained spontaneously when the grinding unit 28 is set in rotation, since it? the centrifugal force pushes each hollow cylinder 32 to the radially most? external among those that are allowed (see for example figures 8.a and 8.b). In this way the rotation of the grinding unit 28 is ideally balanced and does not introduce significant stresses in the direction perpendicular to the main axis X.

Vantaggiosamente, quando il cilindro cavo pi? esterno 32n di un gruppo di macinazione 30 raggiunge la propria posizione radialmente pi? esterna, tipicamente a motivo della forza centrifuga, la parete laterale esterna del cilindro cavo 32n appoggia sulla parete laterale interna della giara 26. Si vedano ad esempio le figure 8, 11 e 12. Considerando i cilindri cavi 32 dal pi? esterno 32n al pi? interno 321, si ottengono altri contatti tra le rispettive pareti laterali. Pi? in particolare, la parete laterale esterna di un cilindro cavo 32i appoggia sulla parete laterale interna del cilindro cavo 32i+1 che lo circonda. Advantageously, when the hollow cylinder pi? outside 32n of a grinding group 30 reaches its position radially more? typically due to centrifugal force, the outer sidewall of the hollow cylinder 32n rests on the inner sidewall of the jar 26. See, for example, FIGS. 8, 11 and 12. external 32n to the pi? interior 321, further contacts are obtained between the respective side walls. Pi? in particular, the outer side wall of a hollow cylinder 32i rests on the inner side wall of the hollow cylinder 32i+1 which surrounds it.

Le superfici di contatto definite dalla giara 26 e dai cilindri cavi 32 sono le superfici di macinazione del mulino 20 dell?invenzione. In particolare, i contatti descritti sopra sono contatti di tipo strisciante e la velocit? di strisciamento aumenta muovendosi dal cilindro cavo pi? interno 321 verso l?esterno. La velocit? di strisciamento ? massima nel contatto tra la parete laterale esterna del cilindro cavo pi? esterno 32n e la parete laterale interna della giara 26, che ? ferma. Il materiale 22 che viene a trovarsi tra due superfici viene sottoposto ad elevati sforzi di taglio che ne determinano il cedimento strutturale. The contact surfaces defined by the jar 26 and the hollow cylinders 32 are the grinding surfaces of the mill 20 of the invention. In particular, the contacts described above are sliding type contacts and the speed? sliding increases moving from the hollow cylinder pi? inside 321 towards the outside. The speed? of creeping ? maximum in the contact between the outer side wall of the hollow cylinder pi? external 32n and the internal lateral wall of the jar 26, which ? stop. The material 22 which is found between two surfaces is subjected to high shear stresses which cause its structural yielding.

In alcune forme di realizzazione dell?invenzione, sia la giara 26 sia i cilindri cavi 32 sono realizzati in acciaio. Preferibilmente le superfici dei cilindri cavi 32 sono indurite, ad esempio tramite carbocementazione, carbonitrurazione o nitrurazione. Preferibilmente, anche la superficie interna della giara 26 ? indurita, ad esempio tramite carbocementazione, carbonitrurazione o nitrurazione. In some embodiments of the invention, both the jar 26 and the hollow cylinders 32 are made of steel. Preferably, the surfaces of the hollow cylinders 32 are hardened, for example by carburizing, carbonitriding or nitriding. Preferably, the inner surface of the jar 26 is also hardened, for example by carburizing, carbonitriding or nitriding.

Preferibilmente il mulino 20 comprende un motore 48 adatto a mettere in rotazione l?equipaggio di macinazione 28, a mantenerlo in rotazione per il tempo necessario, e a fornire l?energia meccanica necessaria per ottenere la macinazione desiderata. Il motore 48 pu? essere collegato all?albero principale 42 direttamente o tramite un gruppo di trasmissione. Preferibilmente il motore 48 ? un motore elettrico comandato da un inverter che consente di modulare la velocit? e la potenza erogata, a seconda delle specifiche esigenze. Preferably the mill 20 comprises a motor 48 adapted to rotate the grinding unit 28, to keep it rotating for the necessary time, and to supply the mechanical energy necessary to obtain the desired grinding. The 48 engine can? be connected to the main shaft 42 directly or via a transmission unit. Preferably the 48 engine? an electric motor controlled by an inverter that allows you to modulate the speed? and the power supplied, according to the specific needs.

Preferibilmente il catino inferiore 36, posto a chiusura della giara 26 a valle del disco inferiore 46, definisce un condotto di scarico 40 che consente al materiale 22 macinato di uscire dalla giara 26. Preferibilmente a monte del condotto di scarico 40 ? predisposta una valvola di controllo 56 adatta ad aprire/chiudere il condotto di scarico 40. La valvola di controllo 56 pu? ad esempio essere una valvola a ghigliottina o un?altra valvola adatta ad operare in presenza di polveri ultrafini. Preferably, the lower bowl 36, placed to close the jar 26 downstream of the lower disc 46, defines a discharge duct 40 which allows the ground material 22 to exit the jar 26. Preferably upstream of the discharge duct 40? a control valve 56 is provided which is suitable for opening/closing the discharge duct 40. The control valve 56 can? for example be a guillotine valve or another valve suitable for operating in the presence of ultra-fine powders.

In accordo con alcune forme di realizzazione, a valle del volume di macinazione V, ad esempio a valle del condotto di scarico 40, ? predisposto un filtro 58, ad esempio un filtro a maniche o un ciclone. Il filtro 58 ? configurato per separare dal flusso principale di polvere le particelle che eccedono una predeterminata granulometria. Tali particelle possono essere convogliate ad una destinazione differente rispetto al flusso principale della polvere ultrafine, oppure possono essere ricircolate all?interno del mulino 20 per essere sottoposte ad un ulteriore procedimento di macinazione. In accordance with some embodiments, downstream of the grinding volume V, for example downstream of the discharge duct 40, ? provided a filter 58, for example a bag filter or a cyclone. The 58 filter? configured to separate particles exceeding a predetermined particle size from the main powder stream. These particles can be conveyed to a different destination than the main flow of the ultrafine powder, or they can be recirculated inside the mill 20 to be subjected to a further grinding process.

In accordo con alcune forme di realizzazione, a valle del condotto di scarico 40 pu? essere predisposto un aspiratore (non mostrato), configurato per agevolare il flusso di polvere ultrafine in uscita dal mulino 20. In accordance with some embodiments, downstream of the discharge duct 40 can an aspirator (not shown) be set up, configured to facilitate the flow of ultra-fine powder out of the mill 20.

In breve, viene descritto il funzionamento di una forma di realizzazione esemplificativa del mulino 20 dell?invenzione. Briefly, the operation of an exemplary embodiment of the mill 20 of the invention is described.

Preferibilmente il materiale 22 da macinare viene pretrattato in un macchinario di macinazione grossolana, quale ad esempio un mulino a martelli o un mulino a coltelli. Il materiale 22 da macinare viene dunque predisposto in forma di frammenti, scaglie, coriandoli o simili, aventi dimensioni omogenee. Questa macinazione grossolana preventiva consente di velocizzare e regolarizzare il procedimento di macinazione ultrafine. Preferably the material 22 to be ground is pre-treated in a coarse grinding machinery, such as for example a hammer mill or a knife mill. The material 22 to be ground is therefore prepared in the form of fragments, flakes, confetti or the like, having homogeneous dimensions. This preventive coarse grinding allows you to speed up and regularize the ultra-fine grinding process.

Il materiale 22 da macinare cos? trattato viene posto nella tramoggia di carico 38. Per gravit? e/o per l?aspirazione generata dalla rotazione dei dischi 44, 46 con le alette aerodinamiche 54, il materiale 22 entra nel volume di macinazione V. The material 22 to grind cos? treated is placed in the loading hopper 38. By gravity? and/or due to the suction generated by the rotation of the discs 44, 46 with the aerodynamic fins 54, the material 22 enters the grinding volume V.

Mentre il materiale 22 risiede nel volume di macinazione V, viene costantemente coinvolto nello strisciamento che si genera tra le superfici di macinazione, cio? la superficie interna della giara 26 e le superfici dei cilindri cavi 32 in rotazione. Gli strisciamenti ad alta velocit? cui ? sottoposto il materiale 22, ne determinano il cedimento per sforzi di taglio. La rotazione ad alta velocit? dell?equipaggio di macinazione 28 mantiene in agitazione il materiale 22 all?interno del volume di macinazione V, il quale ? coinvolto statisticamente in un gran numero di strisciamenti. While the material 22 resides in the grinding volume V, it is constantly involved in the sliding which is generated between the grinding surfaces, i.e. the inner surface of the jar 26 and the surfaces of the hollow cylinders 32 in rotation. The sliding at high speed? which ? subjected to the material 22, cause it to yield due to shear stresses. The rotation at high speed? of the grinding equipment 28 keeps the material 22 in agitation within the grinding volume V, which ? statistically involved in a large number of sweeps.

Quando il materiale 22 entra tra due cilindri cavi 32, non vi rimane intrappolato, ma il fatto che il cilindro cavo esterno 32i abbia altezza minore del cilindro cavo interno 32i-1 consente al materiale 22 di uscire facilmente. When the material 22 enters between two hollow cylinders 32, it is not trapped therein, but the fact that the outer hollow cylinder 32i has a lower height than the inner hollow cylinder 32i-1 allows the material 22 to exit easily.

Quando il procedimento di macinazione ? considerato terminato, o per il raggiungimento di una predeterminata granulometria o perch? ? trascorso il tempo di residenza predefinito, il materiale 22 viene allontanato dal volume di macinazione V attraverso il condotto di scarico 40. When the grinding process ? considered terminated, or for the achievement of a predetermined granulometry or because? ? once the predefined residence time has elapsed, the material 22 is removed from the grinding volume V through the discharge duct 40.

Per controllare il tempo di residenza del materiale 22 nel volume di macinazione V pu? essere impiegata la valvola di controllo 56 che chiude il condotto di scarico 40. L?imposizione di un tempo di residenza superiore a quello strettamente necessario per la macinazione ultrafine pu? essere utile, ad esempio, per garantire la completa estrazione dell?acqua dalla massa di materiale 22 o per l?ottenimento di alcune reazioni chimiche, come ad esempio la calcinazione meccanica. To control the residence time of the material 22 in the grinding volume V pu? the control valve 56 which closes the discharge duct 40 can be used. The imposition of a residence time higher than that strictly necessary for ultra-fine grinding can be useful, for example, to guarantee the complete extraction of water from the mass of material 22 or to obtain some chemical reactions, such as for example mechanical calcination.

All?uscita del volume di macinazione V il materiale 22 ? ormai ridotto ad una polvere ultrafine e pu? essere fatto scorrere agevolmente mediante un flusso d?aria. Ad esempio, pu? essere sfruttato il flusso d?aria generato dai dischi 44, 46 comprendenti le alette aerodinamiche 54, oppure un flusso d?aria generato da un aspiratore esterno. At the outlet of the grinding volume V is the material 22 ? now reduced to an ultrafine powder and pu? be made to slide easily by means of a flow of air. For example, can the air flow generated by the discs 44, 46 comprising the aerodynamic fins 54, or an air flow generated by an external aspirator can be exploited.

Come accennato sopra, il funzionamento del mulino 20 dell?invenzione ? basato principalmente sull?attrito e sul conseguente cedimento del materiale 22 per sforzi di taglio. Come la persona esperta pu? ben comprendere, questo meccanismo di macinazione ? nettamente pi? efficiente rispetto a quello basato sugli urti e quindi sul cedimento del materiale 22 per sforzi di compressione. Per questo motivo il mulino 20 dell?invenzione (basato sull?attrito) ottiene delle prestazioni nettamente migliori dei mulini 20 di tipo noto (basati sugli urti). As mentioned above, the operation of the mill 20 of the invention is mainly based on friction and the consequent failure of the material 22 due to shear stresses. How can the expert person? well understand, this grinding mechanism ? clearly more efficient with respect to the one based on impacts and therefore on the yielding of the material 22 due to compression efforts. For this reason the mill 20 of the invention (based on friction) obtains clearly better performances than the mills 20 of the known type (based on shocks).

Alla luce degli studi condotti dalla Richiedente, nel mulino 20 dell?invenzione l?energia di macinazione effettiva rappresenta ben il 10% del totale dell?energia meccanica immessa nel sistema. Come la persona esperta pu? ben comprendere, sebbene il dato assoluto del 10% non sembri particolarmente soddisfacente, ? opportuno ricordare che esso deve essere confrontato con un?efficienza media di circa l?1% dei mulini a sfere di tipo noto. L?efficienza del mulino 20 dell?invenzione rappresenta dunque un miglioramento sorprendente. In the light of the studies conducted by the Applicant, in the mill 20 of the invention the effective grinding energy represents no less than 10% of the total mechanical energy introduced into the system. How can the expert person? well understand, although the absolute figure of 10% does not seem particularly satisfactory, ? it should be remembered that it must be compared with an average efficiency of about 1% of ball mills of the known type. The efficiency of the mill 20 of the invention therefore represents a surprising improvement.

L?aumentata efficienza di macinazione determina innanzitutto tempi di residenza decisamente pi? veloci rispetto a quelli necessari con i mulini di tipo noto. A titolo di esempio, la Richiedente ha confrontato i tempi di residenza necessari per ottenere l?amorfizzazione di una data massa di quarzo. Come gi? accennato nella parte introduttiva della presente trattazione, in un mulino a sfere di tipo noto tale risultato ha richiesto ben 400 ore di tempo di residenza. In un mulino 20 in accordo con l?invenzione, lo stesso risultato ha richiesto solo 30 minuti di tempo di residenza. La persona esperta pu? ben comprendere quale vantaggio possa derivare da una simile riduzione dei tempi di residenza allo scopo di impiegare il mulino 20 dell?invenzione in ambito industriale. The increased grinding efficiency first of all determines decidedly shorter residence times. faster than those necessary with known types of mills. By way of example, the Applicant compared the residence times necessary to obtain the amorphization of a given mass of quartz. How already? mentioned in the introductory part of the present discussion, in a known type of ball mill this result required a good 400 hours of residence time. In a mill 20 in accordance with the invention, the same result required only 30 minutes of residence time. The expert person can well understand what advantage can derive from a similar reduction in residence times for the purpose of using the mill 20 of the invention in the industrial field.

Nel mulino 20 dell?invenzione, l?aumento dell?efficienza di macinazione e la riduzione dei tempi di residenza determinano una drastica diminuzione del calore prodotto durante il funzionamento. In accordo con quanto sperimentato dalla Richiedente, non ? necessario predisporre un impianto di raffreddamento. Per lo smaltimento del poco calore prodotto pu? essere sufficiente il flusso d?aria generato dalle palette aerodinamiche 54 montate sui dischi 44, 46. In the mill 20 of the invention, the increase in grinding efficiency and the reduction in residence times cause a drastic decrease in the heat produced during operation. In accordance with what has been experienced by the Applicant, is it not? necessary to install a cooling system. For the disposal of the little heat produced pu? the flow of air generated by the aerodynamic vanes 54 mounted on the discs 44, 46 is sufficient.

A seconda dell?impiego cui ? destinato ciascun mulino 20 dell?invenzione, possono essere definite misure complessive e potenze installate diverse. A titolo di esempio, uno dei mulini 20 pi? piccoli tra quelli realizzati in accordo con l?invenzione, destinato tipicamente ad uso di laboratorio, pu? avere un diametro complessivo della giara 26 compreso entro i 15 cm e pu? avere una potenza installata di circa 3 kW. Il regime di funzionamento di un tale mulino 20, relativamente veloce, pu? aggirarsi attorno ai 3000 giri/minuto. Un simile mulino 20 pu? avere la capacit? di macinare indicativamente circa 20 kg/ora di materiale 22. All?estremo opposto, uno dei mulini 20 pi? grandi tra quelli realizzati in accordo con l?invenzione, destinato ad uso industriale, pu? avere un diametro complessivo della giara 26 compreso tra circa 80 cm e 100 cm e pu? avere una potenza installata compresa indicativamente tra 40 kW e 50 kW. Il regime di funzionamento di un tale mulino 20, relativamente lento, pu? aggirarsi attorno ai 1500 giri/minuto. Un simile mulino 20 pu? avere la capacit? di macinare indicativamente circa 1000 kg/ora di materiale 22. Depending on the? employment which ? intended for each mill 20 of the invention, different overall measurements and installed powers can be defined. As an example, one of the 20 pi? small among those made in accordance with the invention, typically intended for laboratory use, can? have an overall diameter of the jar 26 included within 15 cm and pu? have an installed power of about 3 kW. The operating regime of such a relatively fast mill 20 can around 3000 rpm. Such a mill 20 pu? have the ability? to grind approximately 20 kg/hour of material 22. At the opposite extreme, one of the mills 20 more? large among those made in accordance with the invention, intended for industrial use, pu? have an overall diameter of the jar 26 between about 80 cm and 100 cm and can have an installed power between approximately 40 kW and 50 kW. The operating regime of such a relatively slow mill 20 can around 1500 rpm. Such a mill 20 pu? have the ability? to grind approximately 1000 kg/hour of material 22.

Le dimensioni e le potenze riportate sopra sono solo indicative. Come la persona esperta pu? ben comprendere, specifiche destinazioni d?uso diverse possono richiedere configurazioni leggermente diverse. Ad esempio, un mulino 20 specificamente destinato al trattamento di plastiche clorurate richiede potenze inferiori rispetto ad un mulino 20 di pari dimensioni specificamente destinato al trattamento di quarzo cristallino. The dimensions and powers shown above are only indicative. How can the expert person? well understand, different specific intended uses may require slightly different configurations. For example, a mill 20 specifically intended for the treatment of chlorinated plastics requires lower powers than a mill 20 of the same size specifically intended for the treatment of crystalline quartz.

In accordo con i risultati ottenuti dalla Richiedente, bench? sia possibile, non risulta particolarmente vantaggioso realizzare mulini 20 dell?invenzione che siano pi? grandi di cos?. Infatti, i processi di macinazione su scala industriale sono tipicamente condotti in serie, partendo con macchinari grossolani e a basso costo per arrivare all?impiego di mulini per la macinazione ultrafine solo al termine del procedimento. A titolo di esempio, per la macinazione industriale di materiali che hanno un comportamento prevalentemente fragile (quali ad esempio minerali, materiali inerti e simili), possono essere impiegati inizialmente mulini a martelli o mulini a ganasce. Invece, per la macinazione industriale di materiali che hanno un comportamento prevalentemente plastico (quali ad esempio i polimeri), possono essere impiegati inizialmente mulini a coltelli. In accordance with the results obtained by the Applicant, although? is possible, it is not particularly advantageous to make mills 20 of the invention which are more? big than what?. In fact, industrial-scale grinding processes are typically carried out in series, starting with coarse and low-cost machinery to arrive at the use of ultra-fine grinding mills only at the end of the process. By way of example, for the industrial grinding of materials which have a predominantly fragile behavior (such as for example minerals, inert materials and the like), initially hammer mills or jaw mills can be used. On the other hand, for the industrial grinding of materials which have a predominantly plastic behavior (such as for example polymers), initially knife mills can be used.

In accordo con i risultati ottenuti dalla Richiedente, anche nel caso in cui si debba semplicemente aumentare la massa di materiale 22 da trattare nell?unit? di tempo, la predisposizione in parallelo di pi? mulini 20 rappresenta una scelta preferibile rispetto alla predisposizione di un solo mulino 20 di grandi dimensioni. Tale scelta infatti consente una maggior flessibilit? di utilizzo. In accordance with the results obtained by the Applicant, even if it is simply necessary to increase the mass of material 22 to be treated in the unit? of time, the preparation in parallel of pi? mills 20 represents a preferable choice with respect to the arrangement of a single large size mill 20. In fact, this choice allows for greater flexibility? of use.

Il fatto che nel mulino 20 dell?invenzione la giara 26 rimanga ferma rende possibile l?alimentazione del materiale 22 da macinare anche durante la macinazione. Tale possibilit? consente all?utilizzatore di far funzionare il mulino 20 dell?invenzione in modo continuo, lasciando cio? libero il flusso del materiale 22, o in modo semicontinuo, gestendo il tempo di residenza del materiale 22, ad esempio tramite la valvola di controllo 56 posta a monte del condotto di scarico 40. Naturalmente, qualora fosse preferibile per l?utilizzatore, il mulino 20 dell?invenzione pu? anche funzionare in modo discontinuo, o batch, come i mulini di tipo noto. The fact that in the mill 20 of the invention the jar 26 remains stationary makes it possible to feed the material 22 to be ground even during grinding. Such a possibility? allows the user to operate the mill 20 of the invention continuously, leaving this? free the flow of the material 22, or in a semi-continuous way, managing the residence time of the material 22, for example through the control valve 56 located upstream of the discharge duct 40. Of course, if it were preferable for the user, the mill 20 of? the invention can? also work discontinuously, or batch, like mills of the known type.

Come la persona esperta pu? ben comprendere, ci sono diversi fattori che rendono il mulino 20 dell?invenzione meno soggetto all?usura e quindi pi? affidabile rispetto ad un mulino di tipo noto. Tra questi fattori possiamo evidenziare il fatto che la giara 26 resti ferma durante la macinazione, che il movimento dell?equipaggio di macinazione 28 sia idealmente bilanciato, e che si sviluppi meno calore durante la macinazione. How can the expert person? well understand, there are several factors which make the mill 20 of the invention less subject to wear and therefore more? reliable compared to a known type of mill. Among these factors we can highlight the fact that the jar 26 remains stationary during the grinding, that the movement of the grinding unit 28 is ideally balanced, and that less heat is developed during the grinding.

La Richiedente ha verificato che il mulino 20 dell?invenzione pu? essere vantaggiosamente impiegato per svariati usi. Ad esempio, pu? essere impiegato per lo smaltimento del PVC, poich? ? in grado di ottenere in modo molto efficiente la dereticolazione per via meccanica, staccando gli atomi di cloro dalla catena polimerica. Ancora, lo stesso mulino 20 ? adatto a produrre polveri secche estremamente fini a partire da materiali organici anche umidi, ad esempio per scopi energetici o come semilavorati per l?industria chimica. Inoltre, il mulino 20 dell?invenzione pu? essere impiegato per il trattamento dei materiali organici pericolosi, poich? esso ? in grado di rompere i legami molecolari e di portare le sostanze al loro stato fondamentale. The Applicant has verified that the mill 20 of the invention can be advantageously employed for various uses. For example, can be used for the disposal of PVC, since? ? able to obtain in a very efficient way the dereticulation by mechanical means, detaching the chlorine atoms from the polymeric chain. Again, the same mill 20 ? suitable for producing extremely fine dry powders starting from even wet organic materials, for example for energy purposes or as semi-finished products for the chemical industry. Furthermore, the mill 20 of the invention can? be used for the treatment of hazardous organic materials, since? it ? capable of breaking molecular bonds and bringing substances to their ground state.

Infine, si ? visto che il mulino 20 dell?invenzione ? particolarmente vantaggioso nel campo della metallurgia delle polveri, in particolare per il procedimento detto mechanical alloying. Tale procedimento, in s? noto, ? una tecnica di lavorazione dello stato solido e della polvere che implica, in un mulino 20, la ripetuta saldatura a freddo, la frattura e la risaldatura di particelle di polvere miscelate tra loro, allo scopo di produrre un materiale 22 omogeneo. Anche in questo ambito, il mulino 20 dell?invenzione consente di velocizzare notevolmente i tempi di produzione. Finally, yes? seen that the mill 20 of? invention ? particularly advantageous in the field of powder metallurgy, in particular for the process called mechanical alloying. This procedure, in itself? known, ? a solid state and powder processing technique which involves, in a mill 20, the repeated cold welding, fracturing and rewelding of powder particles mixed together, in order to produce a homogeneous material 22. Also in this field, the mill 20 of the invention allows the production times to be considerably speeded up.

Come la persona esperta pu? ben comprendere, l?invenzione supera gli inconvenienti evidenziati sopra in relazione alla tecnica nota. How can the expert person? well understand, the invention overcomes the drawbacks highlighted above in relation to the prior art.

In particolare, l?invenzione rende disponibile un mulino 20 per la macinazione ultrafine che ha un?efficienza migliorata rispetto ai mulini noti. In particular, the invention provides a mill 20 for ultrafine grinding which has an improved efficiency compared to known mills.

Inoltre, l?invenzione rende disponibile un mulino 20 per la macinazione ultrafine che ha un?affidabilit? migliorata rispetto ai mulini noti. In particolare, un mulino 20 che non ? soggetto ad importanti fenomeni di usura in tempi rapidi. Furthermore, the invention provides a mill 20 for ultrafine grinding which has a reliability improved over known mills. In particular, a 20 mill that is not ? subject to significant wear phenomena in a short time.

Ancora, l?invenzione rende disponibile un mulino 20 per la macinazione ultrafine che consente tempi di residenza ridotti rispetto ai mulini noti. Furthermore, the invention makes available a mill 20 for ultrafine grinding which allows reduced residence times with respect to known mills.

Infine, l?invenzione rende disponibile un mulino 20 per la macinazione ultrafine che, oltre ad introdurre ulteriori vantaggi, mantiene anche i vantaggi gi? ottenuti dai mulini di tipo noto. Finally, the invention makes available a mill 20 for ultra-fine grinding which, in addition to introducing further advantages, also maintains the advantages already present in the invention. obtained from mills of the known type.

In conclusione, tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti; le caratteristiche descritte in relazione ad una specifica forma di realizzazione possono essere impiegate anche nelle altre forme di realizzazione; i materiali impiegati, nonch? le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi secondo le specifiche esigenze implementative senza per questo uscire dall?ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni. In conclusion, all the details can be replaced by other technically equivalent elements; the features described in relation to a specific embodiment can also be used in the other embodiments; the materials used, as well as? the contingent shapes and dimensions may be any according to the specific implementation requirements without thereby departing from the scope of protection of the following claims.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Mulino (20) per la macinazione ultrafine di materiale (22), comprendente una struttura portante (24), una giara (26) fissa rispetto alla struttura portante (24), un equipaggio di macinazione (28) compreso all?interno della giara (26), in cui: - la giara (26) definisce un volume di macinazione V e un asse principale X; - l?equipaggio di macinazione (28) ? montato in modo da poter ruotare attorno all?asse principale X;1. Mill (20) for ultra-fine grinding of material (22), comprising a supporting structure (24), a jar (26) fixed with respect to the supporting structure (24), a grinding unit (28) included inside the jar (26), wherein: - the jar (26) defines a grinding volume V and a principal axis X; - the grinding crew (28) ? mounted so as to be able to rotate around the main axis X; - l?equipaggio di macinazione (28) comprende una pluralit? di gruppi di macinazione (30) disposti in modo simmetrico rispetto all?asse principale X; - ciascun gruppo di macinazione (30) comprende una pluralit? n di cilindri cavi (32) aventi rispettivi assi paralleli all?asse principale X;- the grinding equipment (28) comprises a plurality? of grinding groups (30) arranged symmetrically with respect to the main axis X; - each grinding group (30) comprises a plurality? n of hollow cylinders (32) having respective axes parallel to the main axis X; e in cui in ciascun gruppo di macinazione (30):and wherein in each grinding group (30): - i cilindri cavi (32) sono inseriti l?uno dentro l?altro,- the hollow cylinders (32) are inserted one inside the other, - i cilindri cavi (32) sono liberamente mobili l?uno rispetto all?altro, - il cilindro cavo pi? esterno (32n) ha sezione trasversale maggiore e altezza minore tra i cilindri cavi (32) del gruppo di macinazione (30), - ciascun cilindro cavo (32i) ha sezione trasversale minore e altezza maggiore rispetto al cilindro cavo (32i+1) che lo circonda.- the hollow cylinders (32) are freely movable with respect to each other, - the hollow cylinder more? outside (32n) has a greater cross section and lower height than the hollow cylinders (32) of the grinding unit (30), - each hollow cylinder (32i) has a smaller cross section and greater height than the hollow cylinder (32i+1) which surrounds it. 2. Mulino (20) in accordo con la rivendicazione 1, in cui l?equipaggio di macinazione (28) comprende un albero principale (42) disposto lungo l?asse principale X e due dischi (44, 46) distanziati l?uno dall?altro in direzione assiale, in cui almeno uno dei due dischi (44, 46) ? calettato in modo fisso sull?albero principale (42).2. Mill (20) according to claim 1, wherein the grinding equipment (28) comprises a main shaft (42) disposed along the main axis X and two discs (44, 46) spaced apart from each other ?other in the axial direction, in which at least one of the two disks (44, 46) ? fixedly splined on the main shaft (42). 3. Mulino (20) in accordo con la rivendicazione 2, in cui almeno uno dei dischi (44, 46) comprende una pluralit? di alette aerodinamiche (54), configurate per generare una differenza di pressione tra i due lati del disco (44, 46) quando il disco stesso ? messo in rotazione.3. Mill (20) according to claim 2, wherein at least one of the discs (44, 46) comprises a plurality of of aerodynamic fins (54), configured to generate a pressure difference between the two sides of the disc (44, 46) when the disc itself ? put into rotation. 4. Mulino (20) in accordo con la rivendicazione 2 o 3, in cui per ciascun gruppo di macinazione (30) ? predisposto un perno (50), montato su almeno uno dei due dischi (44, 46), che vincola il gruppo di macinazione (30) a ruotare attorno ad un asse secondario Y, fisso rispetto all?equipaggio di macinazione (28) e girevole all?interno del volume di macinazione V attorno all?asse principale X.4. Mill (20) according to claim 2 or 3, wherein for each grinding group (30) ? a pin (50) is provided, mounted on at least one of the two discs (44, 46), which constrains the grinding unit (30) to rotate around a secondary axis Y, fixed with respect to the grinding unit (28) and rotatable within the grinding volume V around the main axis X. 5. Mulino (20) in accordo con una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun cilindro cavo (32) comprende un corpo cilindrico lungo il quale ? predisposto un foro passante; e in cui l?asse del corpo cilindrico e l?asse del foro passante sono paralleli tra loro.5. Mulino (20) in agreement with one or more? of the preceding claims, wherein each hollow cylinder (32) comprises a cylindrical body along which ? prepared a through hole; and in which the axis of the cylindrical body and the axis of the through hole are parallel to each other. 6. Mulino (20) in accordo con la rivendicazione precedente in cui, in ciascun gruppo di macinazione (30), in almeno un cilindro cavo (32) l?asse del corpo cilindrico e l?asse del foro passante sono distinti tra loro.6. Mill (20) according to the preceding claim wherein, in each grinding unit (30), in at least one hollow cylinder (32) the axis of the cylindrical body and the axis of the through hole are distinct from each other. 7. Mulino (20) in accordo con una o pi? delle rivendicazioni precedenti in cui, in un gruppo di macinazione (30), i cilindri cavi (32) hanno massa uguale tra loro o decrescente dal cilindro cavo pi? interno (321) verso il cilindro cavo pi? esterno (32n).7. Mulino (20) in agreement with one or more? of the preceding claims wherein, in a grinding unit (30), the hollow cylinders (32) have a mass equal to each other or decreasing from the hollow cylinder more? inside (321) towards the hollow cylinder pi? external (32n). 8. Mulino (20) in accordo con una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui quando il cilindro cavo pi? esterno (32n) di un gruppo di macinazione (30) raggiunge la propria posizione radialmente pi? esterna, la parete laterale esterna del cilindro cavo (32n) appoggia sulla parete laterale interna della giara (26). 8. Mulino (20) in agreement with one or more? of the previous claims, in which when the hollow cylinder is more? outside (32n) of a grinding group (30) reaches its position radially more? outside, the outer sidewall of the hollow cylinder (32n) rests on the inner sidewall of the jar (26). 9. Mulino (20) in accordo con una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui la giara (26) comprende inoltre un condotto di scarico (40) configurato per consentire il deflusso del materiale (22) macinato e in cui a monte del condotto di scarico (40) ? predisposta una valvola di controllo (56) adatta ad aprire/chiudere il condotto di scarico (40).9. Mulino (20) in agreement with one or more? of the preceding claims, wherein the jar (26) further comprises a discharge duct (40) configured to allow the ground material (22) to flow out and wherein, upstream of the discharge duct (40) ? provided a control valve (56) suitable for opening/closing the exhaust duct (40). 10. Mulino (20) in accordo con una o pi? delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre, a valle del volume di macinazione V, un filtro (58) configurato per separare dal flusso di materiale (22) macinato le particelle di materiale (22) che eccedono una predeterminata granulometria. 10. Mulino (20) in agreement with one or more? of the preceding claims, further comprising, downstream of the grinding volume V, a filter (58) configured to separate from the flow of ground material (22) the particles of material (22) which exceed a predetermined granulometry.
IT102021000015629A 2021-06-15 2021-06-15 MILL FOR ULTRA-FINE GRINDING OF MATERIALS IT202100015629A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0567760A1 (en) * 1992-04-25 1993-11-03 Paul Troester Maschinenfabrik Method and device for milling rubber lumps
CN111644234A (en) * 2020-05-30 2020-09-11 潍坊正远粉体工程设备有限公司 Light fiber pulverizer

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