WO2000047325A1 - Stiftmühle - Google Patents

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WO2000047325A1
WO2000047325A1 PCT/DE2000/000098 DE0000098W WO0047325A1 WO 2000047325 A1 WO2000047325 A1 WO 2000047325A1 DE 0000098 W DE0000098 W DE 0000098W WO 0047325 A1 WO0047325 A1 WO 0047325A1
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WO
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rotor
grinding
pin
mill according
pins
Prior art date
Application number
PCT/DE2000/000098
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Leschonski
Bernd Benker
Ambrose Joseph Matolo Itika
Original Assignee
Leschonski K
Bernd Benker
Ambrose Joseph Matolo Itika
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leschonski K, Bernd Benker, Ambrose Joseph Matolo Itika filed Critical Leschonski K
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/22—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with intermeshing pins ; Pin Disk Mills
    • B02C13/24—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with intermeshing pins ; Pin Disk Mills arranged around a vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • B02C17/166—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge of the annular gap type

Definitions

  • the invention relates to a pin mill for impact or impact comminution of dispersed substances, which are conveyed through a grinding chamber and acted upon by grinding pins extending approximately transversely to the direction of flow on this passage, of which a first pin group in a plurality of circumferential rows arranged one behind the other on one with a rotary drive provided rotor is fixed and revolves at a relative speed compared to a second pin group of grinding pins, which also extend transversely to the direction of passage and engage between the peripheral rows.
  • a known pin mill of the type described above consists of two opposing disks arranged parallel to one another, which are covered with concentric rows of grinding pins, which are arranged alternately and on different diameters and each extend in the axial direction, that is to say axially parallel to the rotor axis.
  • the regrind to be shredded is fed to the rotors through a central opening in a disc and, on its radial path through the oppositely rotating rows of grinders, crushed on impact with the grinders.
  • the crushed ground material exits at the outermost grinding pin ring is collected on the circumference and, together with the air transported through the grinding chamber, is discharged through a circumferential outlet.
  • only one of the two disks rotates, while the second disk is stationary.
  • the invention is based on the object of constructively redesigning the pin mill described at the outset in such a way that it can be used to produce regrinds with much smaller finenesses.
  • the first pin group is arranged on the outer circumferential surface of an at least approximately cylindrical rotor, in that the grinding chamber is designed as a narrow radial gap, the radial width of which is ⁇ 1/10 of the rotor diameter and its diameter axial length correspond approximately to that of the rotor, that the free length of the grinding pins extending radially to the rotor axis corresponds approximately to the radial width of the radial gap, and that the rotor circumferential speed is 100-250 m / s and to achieve final finenesses ⁇ 20 ⁇ m with feed particle sizes ⁇ 5 mm the diameter of the grinding pins is ⁇ 4 mm.
  • the pin mill designed according to the invention can also be used with only one because of the radially extending grinding pins according to the invention Achieve rotor peripheral speeds of up to 250 m / s.
  • the constructively complex use of two counter-rotating rotors can thus be dispensed with.
  • the diameter of the grinding pins must be at least 5 mm due to their high bending stress
  • the pin mill according to the invention allows smaller grinding pin diameters, which according to the invention are preferably only 1-2 mm. This is the only way to achieve the very fine comminution according to the invention.
  • an air suction is provided at the ground material outlet of the radial gap. supply is connected.
  • the air sucked through the radial gap also serves to cool the ground material, which is particularly advantageous in the case of ground materials sensitive to heating.
  • the air flowing through the grinding zone forms a stagnation point flow in front of each grinding pin, the curved flow lines of which flow around the grinding pin profile.
  • the path curves of the regrind particles deviate from the stagnation point flow due to their inertia forces, so that the regrind particles collide with the front of the grinding pins.
  • This impact caused by the inertial forces depends on the size of the particles, the average speed of the air in front of the grinding pin, the size of the obstacle and the material data of the particles and the air.
  • particles of a certain size distributed uniformly in the stagnation point flow only hit the front of the grinding pins if their diameter does not exceed a certain size.
  • the invention is based on this knowledge, so that, according to the invention, only very small grinding-pin diameters are used for the desired fine grinding.
  • the grinding gap according to the invention only has a small radial width, which should not exceed 10 mm.
  • the free ends of the rotating grinding pins of the first pin group are immersed in annular grooves in the outer wall which delimits the radial gap.
  • the rotor the axis of which is preferably arranged perpendicularly, can be composed of a cylindrical or slightly conical tube. stand, the wall thickness is small compared to the rotor diameter. So that the grinding pins cannot be torn out of the rotor wall by the centrifugal forces occurring during the rotation, the grinding pins can have a thickening, an angling or the like at their rear end. However, the grinding pins inserted through the tube wall of the rotor can also taper slightly conically towards their free ends, at least in this passage area. Another alternative solution is characterized in that two grinding pins lying axially one above the other in rows of grinding pins are formed by the U-legs of a U-shaped pin part.
  • the fineness of the ground material increases continuously, the axial length of the grinding zone or the rotor determining the final fineness of the product produced.
  • the grinding pins of the first peripheral rows seen in the direction of passage have the largest and those of the last peripheral rows the smallest diameter. This reduction in the grinding pin diameter can take place continuously or in stages over the axial length of the grinding zone.
  • the grinding pins consist of low-wear or wear-resistant material, preferably of high-strength steels, ceramics or the like.
  • the grinding zone designed according to the invention can also be preceded by a first comminution stage, which is characterized in that the grinding material feed is followed by acceleration channels which are radially or flatly curved, followed by stationary impact surfaces perpendicular to the direction of flight of the particles emerging from these acceleration channels. It is useful if the grinding task is aligned with the rotor axis and the downstream acceleration channels lie in a common radial plane.
  • Figure 1 shows a section of a vertical central section through a pin mill
  • Figure 2 shows seven examples of grinding pin shapes and fastenings.
  • the pin mill according to FIG. 1 has, as regrind 1, a fixed, central tube which is connected to the vertical
  • Rotor axis 2 of a rotor 3 arranged below is aligned.
  • the rotor 3 consists essentially of a cylindrical tube, the wall thickness A of which is small compared to the rotor diameter D.
  • the rotor 3 which can be acted upon by a rotary drive, not shown, is concentrically enclosed by a stationary stator 4, which defines with its inner wall together with the outer surface of the rotor 3 a narrow radial gap 5, the radial width b of which is a maximum of 10 mm and the axial length of which is approximately that of the rotor 3 corresponds.
  • the outer lateral surface of the rotor 3 is equipped with grinding pins 6 which are fastened to the rotor 3 in circumferential rows arranged one below the other and which extend radially to the rotor axis 2 over the radial width B of the radial gap 5.
  • the free length of the grinding pins 6 is dimensioned such that the free ends of the grinding pins 6 rotating with the rotor 3 are immersed in ring grooves 7 in the inner lateral surface of the stator 4.
  • the grinding pins 6 of the rotor 3 form a first pin group.
  • the stator 4 is equipped with a second pin group forming grinding pins 8, which are also arranged in circumferential rows one below the other, also extend radially to the rotor axis 2 through the radial gap 5 and engage between the peripheral rows of the rotor grinding pins 6, each between two grinding pins Circumferential rows of the rotor 3 engages a grinding pin row of the stator 4.
  • the grinding chamber formed by the radial gap 5 forms a second comminution stage, which is preceded by a first comminution stage.
  • the latter is formed by acceleration channels 9, which run radially or flatly with respect to the rotor axis 2 and are arranged downstream of the regrind 1, which are followed by stationary impact surfaces 10 perpendicular to the direction of flight of the particles emerging from these acceleration channels 9.
  • the acceleration channels lie in a common radial plane and are rotationally connected to the rotor 3, that is to say they rotate with the rotor 3.
  • the impact surfaces 10 can be formed by a correspondingly profiled inner wall of the stator 4.
  • An air suction device is connected to the lower grinding material outlet 11 of the radial gap 5.
  • FIG. 2 shows seven different embodiments or fastening methods for the rotor grinding pins 6 against the flying out of the grinding pins 6 under the action of the centrifugal forces: a shows a cylindrical grinding pin which is secured in a cylindrical bore with an interference fit. The embodiments b, c and d show different heads for cylindrical grinding pins, through the shape of which the grinding pins are held in the bores. The embodiment e represents a conically shaped grinding pin in a conical bore. The embodiments f, g show U-shaped pin parts 12 with which two bores can be fitted in each case.
  • FIG. 1 shows a comparative design and arrangement also for the grinding pins 8 of the stator 4.
  • the diameter C of the grinding pins 6, 8 is a maximum of 4 mm and preferably 1-2 mm.
  • the dispersed feed material is entered in the direction of the arrow 13 shown in the stationary, tubular regrind 1 and enters in the direction of the dashed arrows in the acceleration channels 9 rotating at high speed with the rotor 3, via the at least approximately radially extending channel side walls of which in the circumferential direction accelerated feed is also accelerated in the radial direction by centrifugal forces.
  • the feed material then leaves the acceleration channels 9 on the outer circumference of the rotor 3 with the vectorial sum of the speeds resulting from the two mentioned accelerations and impacts the impact surfaces 10 of the profiled inside of the stator 4 which are perpendicular to the direction of flight.
  • the fragments produced in this first crushing stage are sucked through the radial gap 5 in the axial direction with the support of the air sucked in by a downstream fan.
  • the particles hit the rotating and stationary grinding pins 6, 8 which extend radially through the radial gap 5 and are thereby further reduced in size.
  • the grinding zone formed by this radial gap 5 in connection with the grinding pins 6, 8 represents the second comminution stage, that of the grinding stock via the lower one Grist exit is left.
  • the regrind / air mixture emerging at 11 is fed to a downstream filter, not shown in the drawing, in which the regrind is separated from the air.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stiftmühle zur Prall- oder Schlagzerkleinerung disperser Stoffe, die durch einen Mahlraum gefördert und auf diesem Durchlaufweg von sich angenähert quer zur Durchlaufrichtung erstreckenden Mahlstiften (6, 8) beaufschlagt werden, von denen eine erste Stiftgruppe in mehreren, in der Durchlaufrichtung hintereinander angeordneten Umfangsreihen auf einem mit einem Drehantrieb versehenen Rotor (3) befestigt ist und mit einer Relativgeschwindigkeit gegenüber einer zweiten Stiftgruppe von sich ebenfalls quer zur Durchlaufrichtung erstreckenden, zwischen die Umfangsreihen eingreifenden Mahlstiften (8) umläuft. Zur Erzielung sehr kleiner Endfeinheiten wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die erste Stiftgruppe auf der äusseren Mantelfläche eines zumindest angenähert zylindrisch ausgebildeten Rotors (3) angeordnet ist, dass der Mahlraum als schmaler Radialspalt (5) ausgebildet ist, dessen radiale Breite (B) ≤1/10 des Rotordurchmessers (D) und dessen axiale Länge etwa der des Rotors (3) entsprechen, dass die freie Länge der sich radial zur Rotorachse (2) erstreckenden Mahlstifte (6) etwa der radialen Breite (B) des Radialspaltes (5) entspricht, und dass zur Erzielung von Endfeinheiten ≤20 νm bei Aufgabegutpartikelgrössen <5 mm die Rotorumfangsgeschwindigkeit 100-250 m/s und der Durchmesser (C) der Mahlstifte ≤4 mm betragen.

Description

Stiftmühle
Die Erfindung betrifft eine Stiftmühle zur Prall- oder Schlagzerkleinerung disperser Stoffe, die durch einen Mahlraum gefördert und auf diesem Durchlaufweg von sich angenähert quer zur Durchlaufrichtung erstreckenden Mahlstiften beaufschlagt werden, von denen eine erste Stiftgruppe in mehreren, in der Durchlaufrichtung hintereinander angeordneten Umfangsreihen auf einem mit einem Drehantrieb versehenen Rotor befestigt ist und mit einer Relativgeschwindigkeit gegenüber einer zweiten Stiftgruppe von sich ebenfalls quer zur Durchlaufrichtung erstreckenden, zwischen die Umfangsreihen eingreifenden Mahlstiften umläuft.
Eine vorbekannte Stiftmühle der vorstehend beschriebenen Bauart besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten, gegen- läufigen Scheiben, die mit konzentrischen Reihen von Mahlstiften besetzt sind, die alternierend und auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind und sich jeweils in axialer Richtung erstrecken, also achsparallel zur Rotorachse liegen. Das zu zerkleinernde Mahlgut wird durch eine zentrale Öffnung einer Scheibe den Rotoren zugeführt und bei seinem radialen Weg durch die gegenläufig umlaufenden Mahlstiftreihen beim Aufprall auf den Mahlstiften zerkleinert. Das zerkleinerte Mahlgut tritt am äußersten Mahlstiftring aus, wird am Umfang gesammelt und zusammen mit der durch den Mahlraum transportierten Luft durch einen Umfangsauslaß ausgetragen. Bei einer ebenfalls vorbekannten abgewandelten Ausführungsform rotiert nur die eine der beiden Scheiben, während die zweite Scheibe stationär ausgebildet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Stiftmühle konstruktiv derart umzugestalten, dass sich mit ihr Mahlgüter mit sehr viel kleineren Endfeinheiten herstellen lassen.
Ausgehend von der eingangs beschriebenen Stiftmühle wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Stiftgruppe auf der äußeren Mantelfläche eines zumindest angenähert zylindrisch ausgebildeten Rotors angeordnet ist, dass der Mahlraum als schmaler Radialspalt ausgebildet ist, dessen radiale Breite < 1/10 des Rotordurchmessers und dessen axiale Länge etwa der des Rotors entsprechen, dass die freie Länge der sich radial zur Rotorachse erstreckenden Mahlstifte etwa der radialen Breite des Radialspaltes entspricht, und dass zur Erzielung von Endfeinheiten < 20 μm bei Aufgabegutpartikelgrößen < 5 mm die Rotorumfangsgeschwindigkeit 100-250 m/s und der Durchmesser der Mahlstifte < 4 mm betragen.
Während bei den vorbekannten Stiftmühlen die Rotorumfangsge- schwindigkeiten aufgrund der hohen Biegebeanspruchung, der die axial ausgerichteten Mahlstifte ausgesetzt sind, auf maximal 150 m/s begrenzt sind, lassen sich mit der erfindungsgemäß gestalteten Stiftmühle wegen der erfindungsgemäß sich radial erstreckenden Mahlstifte auch bei Verwendung nur eines Rotors Umfangsgeschwindigkeiten von bis zu 250 m/s erzielen. Auf den konstruktiv aufwendigen Einsatz zweier gegenläufiger Rotoren kann somit verzichtet werden. Während bei den herkömmlichen Stiftmühlen der Durchmesser der Mahlstifte aufgrund ihrer hohen Biegebeanspruchung mindestens 5 mm betragen muß, läßt die erfindungsgemäße Stiftmühle kleinere Mahlstiftdurchmesser zu, die erfindungsgemäß vorzugsweise nur noch 1 - 2 mm betragen. Erst hierdurch wird die erfindungsgemäß angestrebte Feinstzerkleinerung ermöglicht.
Zur Unterstützung des Transportes des Mahlgutes durch die durch den Radialspalt gebildete Mahlzone ist es vorteilhaft, wenn an dem Mahlgutaustritt des Radialspaltes eine Luftabsau- gung angeschlossen ist. Die durch den Radialspalt gesaugte Luft dient zugleich aber auch zur Kühlung des Mahlgutes , was insbesondere bei gegenüber Erwärmungen empfindlichen Mahlgütern vorteilhaft ist.
Die durch die Mahlzone strömende Luft bildet vor jedem Mahlstift eine Staupunktströmung, deren gekrümmten Stromlinien das Mahlstiftprofil umströmen. Die Bahnkurven der Mahlgutpartikel weichen aufgrund deren Trägheitskräfte von der Stau- punktströmung ab, sodass es zu einem Aufprall der Mahlgutpartikel auf der Vorderseite der Mahlstifte kommt. Dieser durch die Trägheitskräfte bedingte Aufprall ist von der Größe der Partikel, der mittleren Geschwindigkeit der Luft vor dem Mahlstift, der Größe des Hindernisses sowie den Stoffdaten der Partikel und der Luft abhängig. Gleichmäßig in der Staupunktströmung verteilte Partikel einer bestimmten Größe treffen aber nur dann auf der Vorderseite der Mahlstifte auf, wenn deren Durchmesser eine bestimmte Größe nicht überschreitet. Die Erfindung beruht auf dieser Erkenntnis, sodass er- findungsgemäß für die angestrebte FeinstZerkleinerung nur sehr geringe Mahlstiftdurchmesser eingesetzt werden.
Um die radialen Flugwege der Mahlgutpartikel klein zu halten, erhält der Mahlspalt erfindungsgemäß nur eine geringe radiale Breite, die 10 mm nicht überschreiten sollte. Um jedoch die volle Breite des Radialspaltes als Aufprallfläche der Mahlstifte nutzen zu können, ist es zweckmäßig, wenn die freien Enden der umlaufenden Mahlstifte der ersten Stiftgruppe in Ringnuten in der äußeren, den Radialspalt begrenzenden Wan- düng eintauchen.
Eine analoge Ausbildung könnte auch für die zweite Stiftgruppe vorgesehen werden, die vorzugsweise in einem stationären, den Rotor konzentrisch umgreifenden Stator angeordnet ist.
Der Rotor, dessen Achse vorzugsweise lotrecht angeordnet ist, kann aus einem zylindrischen oder schwach konischen Rohr be- stehen, dessen Wandstärke klein ist gegenüber dem Rotordurchmesser. Damit die Mahlstifte nicht durch die bei der Rotation auftretenden Fliehkräfte aus der Rotorwand herausgerissen werden können, können die Mahlstifte an ihrem hinteren Ende eine Verdickung, eine Abwinklung oder dergleichen aufweisen. Die durch die Rohrwandung des Rotors gesteckten Mahlstifte können sich aber auch zumindest in diesem Durchtrittsbereich zu ihren freien Enden hin schwach konisch verjüngen. Eine andere Alternativlösung ist dadurch gekennzeichnet, dass je- weils zwei in Mahlstift-Umfangsreihen axial übereinanderlie- gende Mahlstifte durch die U-Schenkel eines U-förmigen Stiftteils gebildet sind.
Mit fortschreitender axialer Länge der Mahlzone nimmt die Feinheit des erzeugten Mahlgutes kontinuierlich zu, wobei die axiale Länge der Mahlzone bzw. des Rotors die Endfeinheit des erzeugten Produktes bestimmt. Um der vorstehend erläuterten Forderung nach einer Anpassung des Durchmessers der Mahlstifte an die Größe der aufprallenden Partikel nachzukommen, ist es zweckmäßig, wenn die Mahlstifte der in Durchlaufrichtung gesehen ersten Umfangsreihen den größten und die der letzten Umfangsreihen den kleinsten Durchmesser aufweisen. Diese Abnahme der Mahlstiftdurchmesser kann über die axiale Länge der Mahlzone kontinuierlich oder in Stufen erfolgen.
Um den Verschleiß der Mahlstifte in Grenzen zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die Mahlstifte aus verschleißarmem bzw. verschleißfestem Material, vorzugsweise aus hochfesten Stählen, Keramik oder dergleichen bestehen.
Der erfindungsgemäß gestalteten Mahlzone kann noch eine erste Zerkleinerungsstufe vorgeschaltet werden, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Mahlgutaufgabe radial oder flach gekrümmt verlaufende Beschleunigungskanäle nachgeordnet sind, denen senkrecht zur Flugrichtung der aus diesen Beschleunigungskanälen austretenden Partikel stationäre Aufprallflächen nachgeschaltet sind. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Mahl- gutaufgabe mit der Rotorachse fluchtet und die nachgeordneten Beschleunigungskanäle in einer gemeinsamen Radialebene liegen.
In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 einen Ausschnitt eines lotrechten Mittelschnittes durch eine Stiftmühle und
Figur 2 sieben Beispiele für Mahlstiftformen und -be- festigungen.
Die Stiftmühle gemäß Figur 1 weist als Mahlgutaufgabe 1 ein feststehendes, zentrales Rohr auf, das mit der lotrechten
Rotorachse 2 eines darunter angeordneten Rotors 3 fluchtet. Der Rotor 3 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Rohr, dessen Wandstärke A klein ist gegenüber dem Rotordurchmesser D.
Der von einem nicht dargestellten Drehantrieb beaufschlagbare Rotor 3 ist konzentrisch von einem stationären Stator 4 umschlossen, der mit seiner Innenwandung zusammen mit der Mantelfläche des Rotors 3 einen schmalen Radialspalt 5 defi- niert, dessen radiale Breite b maximal 10 mm beträgt und dessen axiale Länge etwa der des Rotors 3 entspricht .
Die äußere Mantelfläche des Rotors 3 ist mit Mahlstiften 6 bestückt, die in untereinander angeordneten Umfangsreihen auf dem Rotor 3 befestigt sind und sich radial zur Rotorachse 2 über die radiale Breite B des Radialspaltes 5 erstrecken. Dabei ist die freie Länge der Mahlstifte 6 so dimensioniert, dass die freien Enden der mit dem Rotor 3 umlaufenden Mahlstifte 6 in Ringnuten 7 in der inneren Mantelfläche des Sta- tors 4 eintauchen. Die Mahlstifte 6 des Rotors 3 bilden eine erste Stiftgruppe. Der Stator 4 ist mit eine zweite Stiftgruppe bildenden Mahlstiften 8 bestückt, die ebenfalls in untereinander liegenden Umfangsreihen angeordnet sind, sich ebenfalls radial zur Rotorachse 2 durch den Radialspalt 5 hindurch erstrecken und zwischen die Umfangsreihen der Rotor-Mahlstifte 6 eingreifen, wobei jeweils zwischen zwei Mahlstift-Umfangsreihen des Rotors 3 eine Mahlstift-Reihe des Stators 4 eingreift.
Der durch den Radialspalt 5 gebildete Mahlraum bildet eine zweite Zerkleinerungsstufe, dem eine erste Zerkleinerungsstufe vorgeschaltet ist. Letztere wird gebildet durch zur Rotorachse 2 radial oder flach gekrümmt verlaufende, der Mahlgutaufgabe 1 nachgeordnete Beschleunigungskanäle 9 , denen senkrecht zur Flugrichtung der aus diesen Beschleunigungskanälen 9 austretenden Partikel stationäre Aufprallflächen 10 nachgeschaltet sind. Die Beschleunigungskanäle liegen in einer gemeinsamen Radialebene und sind mit dem Rotor 3 drehverbunden, laufen also mit dem Rotor 3 um. Die Aufprallflächen 10 können durch eine entsprechend profilierte Innenwandung des Stators 4 gebildet sein.
An den unteren Mahlgutaustritt 11 des Radialspaltes 5 ist eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Luftabsaugung angeschlossen.
Figur 2 zeigt für die Rotor-Mahlstifte 6 sieben verschiedene Ausführungsformen bzw. Befestigungsmethoden gegen das Herausfliegen der Mahlstifte 6 unter Einwirkung der Zentrifugalkräfte: a zeigt einen zylindrischen Mahlstift, der in einer zylindrischen Bohrung mit einer Preßpassung gesichert ist. Die Ausführungsformen b, c und d zeigen für zylindrische Mahlstifte unterschiedliche Köpfe, durch deren Form die Mahlstifte in den Bohrungen festgehalten werden. Die Ausführungsform e stellt einen konisch geformten Mahlstift in einer ko- nischen Bohrung dar. Die Ausführungsformen f, g zeigen U-för- mige Stiftteile 12, mit denen jeweils zwei Bohrungen bestückt werden können. Hierzu zeigt Figur 1, dass bei dem Rotor 3 je- weils zwei in benachbarten Mahlstift-Umfangsreihen axial übereinanderliegende Mahlstifte 6 durch die U-Schenkel eines U-förmigen Stiftteils 12 gebildet sind, das mit seinen U- Schenkeln durch entsprechende Bohrungen in der Rohrwandung des Rotors 3 gesteckt ist und mit seinem U-Steg auf einer
Rotormantellinie an der Innenwand des Rotors 3 anliegt. Figur 1 zeigt eine vergleichsweise Ausbildung bzw. Anordnung auch für die Mahlstifte 8 des Stators 4.
Der Durchmesser C der Mahlstifte 6, 8 beträgt maximal 4 mm und vorzugsweise 1 - 2 mm.
Die Wirkungsweise der Stiftmühle läßt sich wie folgt beschreiben:
Das disperse Aufgabegut wird in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 13 in die stationäre, rohrförmige Mahlgutaufgabe 1 eingegeben und tritt in Richtung der gestrichelt eingezeichneten Pfeile in die mit dem Rotor 3 hochtourig umlaufenden Beschleunigungskanäle 9 ein, über deren zumindest angenähert radial verlaufende Kanalseitenwandungen das in Umfangsrich- tung beschleunigte Aufgabegut zusätzlich auch durch Fliehkräfte in radialer Richtung beschleunigt wird. Das Aufgabegut verläßt dann die Beschleunigungskanäle 9 am Außenumfang des Rotors 3 mit der vektoriellen Summe der sich aus den beiden genannten Beschleunigungen ergebenden Geschwindigkeiten und prallt auf die senkrecht zur Flugrichtung liegenden Aufprallflächen 10 der profilierten Innenseite des Stators 4 auf. Die in dieser ersten Zerkleinerungsstufe erzeugten Bruchstücke werden mit Unterstützung der durch ein nachgeschaltetes Gebläse angesaugten Luft in axialer Richtung durch den Radialspalt 5 gesaugt. Dabei treffen die Partikel auf die sich radial durch den Radialspalt 5 erstreckenden rotierenden und feststehenden Mahlstifte 6, 8 und werden dadurch weiter zer- kleinert. Die durch diesen Radialspalt 5 in Verbindung mit den Mahlstiften 6, 8 gebildete Mahlzone stellt die zweite Zerkleinerungsstufe dar, die vom Mahlgut über den unteren Mahlgutaustritt verlassen wird. Das bei 11 austretende Mahlgut/Luft-Gemisch wird einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten nachgeschalteten Filter zugeführt, in dem das Mahlgut von der Luft getrennt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Stiftmühle zur Prall- oder Schlagzerkleinerung disperser Stoffe, die durch einen Mahlraum gefördert und auf diesem Durchlaufweg von sich angenähert quer zur Durchlaufrichtung erstreckenden Mahlstiften (6,8) beaufschlagt werden, von denen eine erste Stiftgruppe in mehreren, in der Durchlaufrichtung hintereinander angeordneten Umfangsreihen auf einem mit einem Drehantrieb versehenen Rotor (3) befestigt ist und mit einer Relativgeschwindigkeit gegenüber einer zweiten Stiftgruppe von sich ebenfalls quer zur Durchlaufrichtung erstreckenden, zwischen die Umfangsreihen eingreifenden Mahlstiften (8) umläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stiftgruppe auf der äußeren Mantelfläche eines zumindest angenähert zy- lindrisch ausgebildeten Rotors (3) angeordnet ist, dass der Mahlraum als schmaler Radialspalt (5) ausgebildet ist, dessen radiale Breite (B) < 1/10 des Rotordurchmessers (D) und dessen axiale Länge etwa der des Rotors (3) entsprechen, dass die freie Länge der sich radial zur Rotorachse (2) erstreckenden Mahlstifte (6) etwa der radialen Breite (B) des Radialspaltes (5) entspricht, und dass zur Erzielung von Endfeinheiten < 20 μ bei Aufgabegutpartikelgrößen < 5 mm die Rotorumfangsgeschwindig- keit 100-250 m/s und der Durchmesser (C) der Mahlstifte
< 4 mm betragen.
2. Stiftmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorachse (2) lotrecht angeordnet ist.
3. Stiftmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass der Rotor (3) aus einem zylindrischen oder schwach konischen Rohr besteht, dessen Wandstärke (A) klein ist gegenüber dem Rotordurchmesser (D) .
4. Stiftmühle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die radiale Breite (B) des Radialspaltes
(5) maximal 10 mm beträgt.
5. Stiftmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (C) der Mahl- stifte (6, 8) vorzugsweise 1 - 2 mm beträgt.
6. Stiftmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der umlaufenden Mahlstifte (6) der ersten Stiftgruppe in Ringnu- ten (7) in der äußeren, den Radialspalt (5) begrenzenden
Wandung eintauchen.
7. Stiftmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlstifte (6, 8) zylin- drisch oder schwach konisch ausgebildet sind.
8. Stiftmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlstifte (6, 8) der in Durchlaufrichtung gesehen ersten Umfangsreihen den größ- ten und die der letzten Umfangsreihen den kleinsten
Durchmesser aufweisen.
9. Stiftmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlstifte (6, 8) aus verschleißarmem bzw. verschleißfestem Material, vorzugsweise aus hochfesten Stählen, Keramik oder dergleichen bestehen.
10. Stiftmühle nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlstifte (6) des Rotors (3) durch dessen Rohrwandung gesteckt sind und zumindest in diesem Durchtrittsbereich sich zu ihren freien Enden hin schwach konisch verjüngen.
11. Stiftmühle nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei in Mahlstift-Umfangsrei- hen axial übereinanderliegende Mahlstifte (6, 8) durch die U-Schenkel eines U-förmigen Stiftteils (12) gebildet sind.
12. Stiftmühle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Rotor (3) jedes U-förmige Stiftteil (12) mit seinen U-Schenkeln durch entsprechende Bohrungen in der Rohrwandung des Rotors (3) gesteckt ist und mit seinem U-Steg auf einer Rotormantellinie an der Innenwand des Rotors (3) anliegt.
13. Stiftmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stiftgruppe in einem stationären, den Rotor (3) konzentrisch umgreifenden Stator ( 4 ) angeordnet ist .
14. Stiftmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchlaufrichtung gesehen zwischen zwei Mahlstift-Umfangsreihen des Rotors (3) eine Mahlstift-Reihe der zweiten Stiftgruppe eingreift.
15. Stiftmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem durch den Radialspalt (5) gebildeten Mahlraum eine erste Zerkleinerungsstufe vorgeschaltet ist.
16. Stiftmühle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Mahlgutaufgabe (1) radial oder flach gekrümmt verlaufende Beschleunigungskanäle (9) nachgeordnet sind, denen senkrecht zur Flugrichtung der aus diesen Beschleunigungskanälen (9) austretenden Partikel stationäre Aufprallflächen (10) nachgeschaltet sind.
17. Stiftmühle nach den Ansprüchen 2 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlgutaufgabe (1) mit der Rotorachse (2) fluchtet und die nachgeordneten Beschleunigungskanäle (9) in einer gemeinsamen Radialebene liegen.
18. Stiftmühle nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungskanäle (9) mit dem Rotor (3) drehverbunden sind.
19. Stiftmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass an dem Mahlgutaustritt (11) des Radialspaltes (5) eine Luftabsaugung angeschlossen ist.
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