WO2012083946A2 - Verfahren zum bestimmen eines mahlgutes und vorrichtung - Google Patents

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Eckart Uhlmann
Gregor Hasper
Christoph HÜBERT
Christoph SAMMLER
Vanja Mihotovic
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Technische Universitaet Berlin
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Technische Universitaet Berlin
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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
    • B02C2/00—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers
    • B02C2/10—Crushing or disintegrating by gyratory or cone crushers concentrically moved; Bell crushers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C7/00—Crushing or disintegrating by disc mills
    • B02C7/11—Details
    • B02C7/14—Adjusting, applying pressure to, or controlling distance between, discs

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a ground material and a device.
  • the grinding devices are generally used for comminuting a ground material, which is regularly present in particulate form.
  • the grinding devices include colloid mills. They are intended to break up solids suspended in a liquid or to reduce the particle size of a suspension of one liquid in another, that is to say to produce a colloid.
  • Colloid mills usually have a grinding device according to the rotor-stator principle. Rotational speeds of the rotor in colloid mills are usually 3,000 to 6,000 revolutions per minute.
  • the hydraulic pressures generated thereby in the grinding chamber as well as impact and cutting effects divide the ground material and distribute it in the suspension liquid.
  • the high speed of the rotor ensures the hydraulic pressure in the grinding gap as well as the impact and shear stress.
  • the ground material is mechanically comminuted and homogenized the suspension liquid.
  • the document DE 32 21 476 AI from 1982 describes a colloid mill with coaxial alignment of rotor and stator.
  • the conical machining surfaces of rotor and stator are equidistant to each other.
  • the remaining grinding gap is adjustable by axial displacement of the stator.
  • the size of the grinding gap is kept constant by means of a servo device, wherein a sensor measures the distance and an evaluation electronics controls the manipulated variable.
  • the document DE 38 19 138A1 from 1988 describes a colloid mill with conical rotor for fine grinding, dispersing and emulsifying solids in liquids with a cone rotor running separator, between which a grinding gap can be set.
  • the painting gap is smooth-walled and kept very short, so that a narrow engagement surface for mechanical comminution or a linear engagement can be assumed.
  • Process engineering terms for mechanical comminution are explained by the DIN 24100 part 1 and 2. In comminution, a distinction is made hereinafter in breaking and grinding. In this case, grinding is the production of predominantly fine and very fine-grained good. Grinding is a machining process for machining surfaces with abrasives.
  • Abrasives also called abrasives, include those hard material grains that are used to achieve material separation. In most cases, grinding tools with bonded abrasive grains are used. To assess the grain properties for the application behavior in a grinding technical application, there are various possibilities of qualification. One possibility is the assessment of the grinding behavior in extensive grinding tests. For this purpose, however, grinding wheels, consisting of abrasive grain and binding system, must first be produced in several production steps, in order to then be tested by the customer.
  • Another way of assessing is via the specific characteristic grain toughness.
  • the toughness is determined according to the so-called Batelle test from 1962. In the test, a specific amount of a screened grain fraction in a ball mill of specified dimensions is ground under well-defined conditions. Using a test sieve, the proportion of the comminuted abrasive grain is determined at specified time intervals and graphically plotted over time. The toughness index represents the decadic logarithm of the mill revolution necessary to crush one-third of the test.
  • a prerequisite for a meaningful comparison of toughness parameters is that the different abrasive grains have the same starting size of the abrasive grain and a comparable bulk density.
  • the Batelle test is preferably used for coarse grinding grains.
  • the abrasive grain is thrown against a metal plate via compressed air.
  • the shift graphically applied to the grain size distributions results in the so-called splitter value in percent as a specific characteristic of the abrasive grain property.
  • the specific values for toughness and splinter value are considered to be the classic characteristic values for fused and single crystal corundum.
  • the object of the invention is to provide a method for determining a material to be ground and a device with which an improved detection of characteristic properties for the material to be ground is made possible.
  • the new technologies should be able to determine parameters for a grain material that can be used as an abrasive.
  • This object is achieved by a method for determining a ground material according to the independent claim 1 and a device for determining a ground material according to the independent claim 9.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent subclaims.
  • the invention comprises the idea of a method for determining a ground material, the method comprising the following steps: filling a grinding device of a colloid mill with grains of a ground material to be determined, crushing the grains of the ground material to be determined by means of the grinding device and determining at least one of the following measured quantities the grains of the ground material to be determined by means of a measuring device associated with the colloid mill when crushing the grains in the grinder: a grinding force acting on the grains and a torque acting on the grains.
  • the invention includes the idea of a device for determining a ground material with a colloid mill, which has a grinder for crushing grains of a ground material to be determined, and a measuring device which metrologically coupled to the grinder, such that by means of the measuring device when the grains of at least one of the following measured variables can be detected for the grinding material to be determined for comminution grinding operation of the grinding device: a grinding force acting on the grains and a torque acting on the grains.
  • the invention it is possible, in the process of crushing the grains of the grinding material to be determined, to determine measured quantities, namely the grinding force acting on the grains, in particular a vertical force, and / or the torque acting on the grains, so that from this under optional consideration Further properties of the material to be ground and / or operating parameters for the colloid mill material characterization can be derived for the millbase, in particular from a comparison of the specific parameters for different millbases.
  • the grinding force and / or the torque for the grains of the material to be determined can be evaluated in order to derive information regarding the resistance of the grains at a load similar to the grinding process.
  • the method and apparatus may be used to determine a particulate or granular abrasive.
  • An evaluation of the measured variables recorded with the aid of the measuring device allows conclusions to be drawn about the properties of the abrasive to be determined, which are relevant for use as abrasives.
  • the use of the colloid mill makes it possible to apply grinding process-like conditions.
  • the aid of the invention provides the possibility to use the method described above for determining an abrasive.
  • the colloid mill is used as a device for comminuting a ground material in various fields, it has surprisingly been found that it is particularly suitable in combination with an associated measuring device, a granular or parabolic to determine particle-size regrind.
  • the ground material is introduced as a giant-shaped ground material, in particular dry material, in the grinder.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the determination of the at least one measured variable comprises a step for the time-dependent determination of measured values for the at least one measured variable.
  • the time-dependent course for one or more measured variables is detected during the comminution process with the aid of the measuring device. For example, the grinding force acting on the grains in the grinding gap, in particular in the vertical direction of the grinding gap, starting from the beginning of the crushing process gradually increase and finally decrease again.
  • the comminution of the grains comprises a step for setting a stationary operation in which measured values acquired for the at least one measured variable are substantially constant in time.
  • stationary operation stationary measured values are then recorded for one or more measured variables.
  • the torque acting on the grains can be constant over time.
  • a development of the invention expediently provides for a step for determining at least one of the following operating parameters: gap width of the grinding device and rotational speed of a rotor of the grinding device.
  • the width of a gap in the milling device relates to the vertical distance between associated surfaces of friction elements in the milling device in which the grains are comminuted.
  • the gap width is adjustable, for example by means of an axial displacement of mutually associated friction elements of the grinder.
  • the operating parameters can be used individually or as a whole in order to derive desired parameters for the grinding stock to be determined from the recorded measured quantities for the grains.
  • the detected measured variables can be compared for different materials at different rotational speeds and / or different gap widths.
  • a preferred development of the invention provides that a step for determining a material operation for friction elements of the grinding device is provided.
  • the material For example, rubbing can be determined by subjecting the friction elements before and after the process of comminuting the grains of the grinding stock to be determined to a weight measurement.
  • the information about an existing or non-existent material abrasion allows additional conclusions about the properties of the material to be determined, in particular a comparison for different regrinds.
  • a development of the invention may provide that the filling of the grinder comprises a step for filling the grinder with grains of an abrasive.
  • the method is performed as a method of determining an abrasive.
  • the filling of the grinder comprises a step for metering the grains of the ground material to be determined in the grinder by means of a metering device.
  • the dosing of the material previously introduced in the metering device takes place, for example, by means of a flow restrictor which is arranged on the metering device, for example in such a way that it is integrated into the metering device.
  • a predetermined mass flow mass of material to be ground per unit time
  • the material to be metered can be determined volumetrically or gravimetrically. In the case of volumetric metering, a predetermined volume of the ground material is introduced into the grinder per unit of time. In the case of gravimetric metering, a given mass of millbase is metered in per unit time.
  • a development of the invention can provide that the determination of the at least one measured variable for the grains of the material to be determined is carried out during a substantially stationary operation of the grinding device.
  • a predetermined mass flow of millbase is metered so that a substantially uniform filling with grinding media is ensured, in which the quantity of ground material metered per unit time corresponds to the amount of ground product emerging per unit time, whereby a substantially stationary operation is carried out.
  • the amount of regrind in the grinder is then substantially constant.
  • the coupling of the measuring device to the colloid mill is carried out for example by means of a frame construction, in which the elements of the colloid mill are accommodated.
  • the grinder has a plurality of mutually associated friction elements, which consist at least on the surface side of materials with different degrees of material hardness.
  • the different degrees of material hardness make it possible to investigate the interaction between the grinding stock to be determined and the surfaces of the grinding elements of the grinding device involved in the comminution process which have different hard surfaces.
  • an abrasion of one or more friction elements is accepted in order to capture the respective abrasion effect for different regrinds.
  • a further development of the invention can provide that a friction element, at least in the region of a grinding-relevant surface, consists of a wear material which has a lower material hardness than a material of a friction element assigned to the wear body.
  • the friction element provided with the wear material is formed on an exchangeable component of the grinder.
  • the abrasion ie the detachment and / or removal of particles of the wear material, can be detected as an additional characterizing parameter for the grinding stock to be determined.
  • Another friction element, which is assigned to the friction element with the wear material can then consist of a wear-resistant material, at least on the surface side.
  • a wear resistant surface may be provided by having the friction member made of ceramic or a hardened metal or provided with a suitable surface coating, for example based on tungsten cobalt, titanium nitrite or the like.
  • a wear material for example, a non-hardened metal can be used.
  • the rotor can be provided with the wear-resistant surface, whereas the stator consists of the wear material at least in surface areas relevant for the grinding process.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that one of the friction elements is provided on a side facing the material to be ground with surface grooves.
  • the surface grooves can be formed circumferentially closed in the area of the grinding gap.
  • the surface grooves are made on the stator. With the help of the surface grooves, a continuous grain removal is achieved, which in particular supports the formation of the stationary comminution operation.
  • the measuring device has a force measuring platform which metrologically couples to the grinder.
  • the Kraftmessplatt- form can be designed as a so-called dynamometer.
  • Such measuring devices are available in various embodiments as such and are therefore not further explained here.
  • a grinding gap of the grinder is adjustable.
  • the setting of the grinding gap by means of an axial displacement of one or more associated friction elements allows, for example, rotor and / or stator.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that a stator and a rotor of the grinding device are formed mutually positive, non-frictional and material-free. Stator and rotor are so far decoupled from each other, whereby an undesirable influence on the measured quantities recorded for the grains of the material to be determined is minimized.
  • the corresponding coupling is carried out, for example, by means of the above-mentioned frame construction.
  • a further development of the invention provides a metering device which is assigned to the grinding device and configured to meter the grains of the material to be determined into the grinding device.
  • the metering device is configured to meter in a predetermined mass flow of millbase so that a substantially uniform filling of the grinding media is provided, in which the quantity of ground material metered per unit time corresponds to the amount of ground product emerging per unit time, whereby a substantially stationary Operation is performed.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an apparatus for determining a ground material in section
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the grinding device of the device from FIG. 1 in detail
  • FIG. 3 is a graphical representation of the time course of the torque in determining a ground material, which are grains of an abrasive
  • Fig. 4 is a graphic representation of the stationary force acting on the ground material at different mass flows of the dosing and
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an apparatus for determining a ground material, in particular an abrasive, in section.
  • a colloid mill 1 provided for comminuting the material to be determined is accommodated on a frame or housing construction 2, via which the colloid mill 1, in particular its grinding device 3, is coupled to a measuring device 4 designed as a force measuring platform.
  • the force measuring platform 4 implements in particular the so-called dynamometer principle for measured value acquisition.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the colloid mill 1 from the device in Fig. 1 in detail.
  • a grinding stock 6a to be determined is metered volumetrically from a metering device 14, shown schematically in FIG. 2 and functionally coupled to the grinding device 3.
  • the metering of the mass flow of the grains of the ground material 6a is preferably carried out by means of a flow restrictor which is formed on the metering device 14.
  • the grinding stock 6a to be determined then passes into a grinding gap 7 between mutually associated surfaces of a stator 8 and a rotor 9, which by means of an electric motor.
  • cutting speeds of between about 5 m / s and about 30 m / s, preferably between about 10 m / s and 30 m / s for the grains are produced with the aid of rotational speeds of up to about 6,000 rpm .
  • the grinding stock 6a to be determined is comminuted and exits as comminuted grinding stock 6b.
  • the grinding gap 7 is adjustable by means of a relative axial displacement between the stator 8 and the rotor 9.
  • a fine threaded rod 1 1 and an associated groove nut 12 are provided in the apparatus of FIG. 1.
  • the grinding gap 7 is preferably adjustable in a range between about 0.05 mm and about 2 mm.
  • the recorded measurement data allow conclusions to be drawn about the grinding performance and forces which occur during the grinding process of the abrasive grain.
  • torques can be generated in a range between> 0 about 21 Nm.
  • the force measuring platform 4 is configured in the illustrated embodiment to detect the forces acting on the grains of the material to be determined 6a in a range between about -20 kN and about 5 kN and torques in a range between about -200 and 200 Nm.
  • the force acting on the grains corresponds to the total grinding force, which includes tangential and normal parts.
  • the measured quantities to be detected with the aid of the force measuring platform 4 for the grains of the ground material 6a to be determined are detected in a stationary operation.
  • Fig. 3 shows schematically the time course for the measured torque.
  • a stationary operation 31 takes place, in which the measured torque is essentially constant over time, in order finally to fall again in an end period 32.
  • the feed of the ground material to be determined 6a is preferably carried out gravimetrically.
  • a defined amount of grain which is to be used for a measurement is taken up by the funnel-shaped feed 5.
  • the start of the grain supply for the measurement is initiated manually via a ball valve.
  • the grinding stock 6a to be determined is guided via a hose to a flow limiter. This allows a continuous and volume flow-dependent grain feed into the grinding gap 7.
  • the flow restrictor is mounted in a cover (not shown) over the friction partners, namely stator 8 and rotor 9. The cover ensures that the entire amount of grain is completely supplied to the grinding gap 7.
  • the rotor 9 is formed by a surface hardened truncated cone. It is driven by the electric motor 10 via a shaft.
  • the electric motor 10 provides stepless speed control to generate variable cutting speeds. It produces 1.5 kW at a characteristic cutting speed of 15 m / s.
  • the stator 8 is formed by a steel ring with a corresponding mating contour to the truncated cone of the rotor 9 and represents the wear body of the grinding process.
  • the steel ring is provided with four defined grooves which are distributed around the circumference. With the help of the grooves, a continuous grain removal is generated. Together with the flow restrictor, a steady-state amount of grain is ensured in the grinding gap 7 during the process.
  • the stator 8 is received by the frame or housing structure 2, which shields the grinding process from external influences.
  • the frame or housing construction 2 is designed to be variable in the vertical direction. It is centered over four guide pins congruent to the rotor 9. By the degree of freedom, the distance between the stator 8 and the rotor 9, and thus the grinding gap 7, set.
  • the frame or housing construction 2 is screwed after adjustment centrally via a cylinder with the measuring platform 4.
  • Four threaded bolts 13 are used for fine adjustment of the homogeneous grinding gap 7 between the friction partners. Before the actual grinding process, the weights of the friction partners are determined, weighed the relevant amount of grain for the experiment and set the grinding gap 7 on the device.
  • the grinding process itself begins with an idling phase, which specifies the zero position of the measurement.
  • the rotor 9 is accelerated to the desired speed without the friction partners are in communication. It follows the grain feed has passed through the grinding gap 7, again follows an idle phase.
  • the torques and vertical forces acting in the grinding gap 7 are recorded by a measuring computer by appropriate measuring technology.
  • the weight of the friction partners is again determined in order to be able to determine the material removal by the weight difference. It was further investigated to what extent the mass flow of regrind 6a metered into the grinder 3 has an influence on the measurement results. Therefore, investigations were conducted for various mass flows in connection with an abrasive grain type.
  • the abrasive grain used was sol-gel corundum.
  • the mass flow was controlled by means of a flow restrictor.
  • the diameter of the flow restrictor was chosen to be 2.7 mm and 3.6 mm.
  • the other measurement parameters were the same for both examinations. In the milling device 3, the grinding gap was about 0.2 mm.
  • a grain size of F60 of the millbase 6a was used in the unsized state.
  • the rotor 9 was of the type: 16MnCr5 (material No. 1.7131), 60 HRC.
  • the stator 8 was of the type S355J2H (material No. 1.0577).

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Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Mahlgutes, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Befüllen einer Mahleinrichtung einer Kolloidmühle (1) mit Körnern eines zu bestimmenden Mahlgutes, Zerkleinern der Körner des zu bestimmenden Mahlgutes mittels der Mahleinrichtung (3) und Bestimmen wenigstens einer der folgenden Messgrößen für die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes mit Hilfe einer der Kolloidmühle (1) zugeordneten Messvorrichtung (4) beim Zerkleinern der Körner in der Mahleinrichtung (3): eine auf die Körner wirkende Mahlkraft und ein auf die Körner wirkendes Drehmoment. Weiterhin betrifft die Anmeldung eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Mahlgutes.

Description

Verfahren zum Bestimmen eines Mahlgutes und Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Mahlgutes sowie eine Vorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Mahl Vorrichtungen dienen allgemein zum Zerkleinern eines Mahlgutes, welches regelmäßig in Partikelform vorliegt. Zu den Mahlvorrichtungen gehören Kolloidmühlen. Sie sind dafür bestimmt, in einer Flüssigkeit suspendierte Feststoffe zu zerteilen oder die Partikelgröße einer Suspension einer Flüssigkeit in einer anderen zu reduzieren, also zum Erzeugen eines Kolloids. Kolloidmühlen weisen üblicherweise eine Mahlvorrichtung nach dem Rotor-Stator- Prinzip auf. Drehzahlen des Rotors bei Kolloidmühlen betragen üblicherweise 3.000 bis 6.000 Umdrehungen pro Minute. Die dadurch in der Mahlkammer erzeugten hydraulischen Drücke sowie Prall- und Schneideffekte zerteilen das Mahlgut und verteilen es in der Suspensionsflüssigkeit. Die hohe Drehzahl des Rotors sorgt für den hydraulischen Druck im Mahlspalt sowie für die Prall- und Scherbeanspruchung. Hierbei wird das Mahlgut mechanisch zerkleinert und die Suspensionsflüssigkeit homogenisiert. Das Dokument DE 32 21 476 AI aus dem Jahr 1982 beschreibt eine Kolloidmühle mit koaxialer Ausrichtung von Rotor und Stator. Die konischen Bearbeitungsflächen von Rotor und Stator stehen äquidistant zueinander. Der verbleibende Mahlspalt ist durch axiale Verschiebung des Stators einstellbar. Die Größe des Mahlspalts wird über eine Servoeinrichtung konstant gehalten, wobei eine Sensorik den Abstand misst und eine Auswerteelektronik die Stellgröße steuert.
Das Dokument DE 38 19 138A1 aus dem Jahr 1988 beschreibt eine Kolloidmühle mit Kegelrotor zum Feinstmahlen, Dispergieren und Emulgieren von Feststoffen in Flüssigkeiten mit einem Separator laufenden Kegelrotor, zwischen denen ein Mahlspalt einstellbar ist. Der Mal- spalt ist glattwandig und sehr kurz gehalten, so dass von einer schmalen Eingriffsfläche für die mechanische Zerkleinerung oder einem linienförmigen Eingriff ausgegangen werden kann. Verfahrenstechnische Begriffe zur mechanischen Zerkleinerung sind durch die DIN 24100 Teil 1 und 2 erklärt. Bei der Zerkleinerung wird hiernach in Brechen und Mahlen unterschieden. Hierbei ist Mahlen die Herstellung von vorwiegend fein- und feinstkörnigem Gut. Schleifen ist ein spanendes Fertigungsverfahren zur Bearbeitung von Oberflächen mit Schleifmitteln. Schleifmittel, auch Abrasivstoffe genannt, umfassen diejenigen Hartstoffkörner, die zur Erzielung einer Werkstoffabtrennung zum Einsatz kommen. In den meisten Fällen werden Schleifwerkzeuge mit gebundenen Schleifkörnungen eingesetzt. Zur Beurteilung der Korneigenschaften für das Einsatzverhalten in einer schleiftechnischen Anwendung existieren verschiedene Möglichkeiten der Qualifikation. Eine Möglichkeit ist die Beurteilung des Schleifverhaltens in umfangreichen Schleiftests. Hierfür müssen jedoch in mehreren Fertigungsschritten zunächst Schleifscheiben, bestehend aus Schleifkörnung und Bindungssystem, hergestellt werden, um dann beim Kunden getestet zu werden.
Eine weitere Möglichkeit der Beurteilung erfolgt über den spezifischen Kennwert Kornzähigkeit. Hierbei kommen Verfahren zur mechanischen Zerkleinerung, laut DIN 24100 (Teil 1), zum Einsatz. Die Kornzähigkeit wird nach dem so genannten Batelle-Test aus dem Jahr 1962 bestimmt. Bei dem Test wird eine spezifische Menge einer ausgesiebten Kornfraktion in einer Kugelmühle mit bestimmten Abmessungen unter genau festgelegten Bedingungen gemahlen. Über ein Prüfsieb wird nach festgelegten Zeitintervallen der Anteil des zerkleinerten Schleifkorns ermittelt und über die Zeit grafisch aufgetragen. Der Zähigkeitskennwert stellt den dekadischen Logarithmus der Mühlenumdrehung dar, der notwendig ist, um ein Drittel der Prüfmenge zu zerkleinern. Voraussetzung für einen aussagefähigen Vergleich von Zähig- keitskennwerten ist, dass die verschiedenen Schleifkörner die gleiche Ausgangsgröße der Schleifkörnung und eine vergleichbare Schüttdichte aufweisen. Aufgrund der geometrischen Dimension von Mahlbehältnis und -körpern wird der Batelle-Test vorzugsweise für grobe Schleifkörnungen eingesetzt. Eine weitere Möglichkeit zur Beurteilung der Schleifkorneigenschaften, vorzugsweise von feinen Schleifkörnungen, stellt der Splittertest dar. Über Druckluft wird die Schleifkörnung gegen eine Metallplatte geschleudert. Wie beim Batelle-Test wird über die Zeit die Verschie- bung der Korngrößenverteilungen grafisch aufgetragen. Die Differenz zum Ausgangswert ergibt den so genannten Splitterwert in Prozent als spezifischen Kennwert der Schleifkorneigenschaft. Die spezifischen Werte Kornzähigkeit und Splitterwert gelten als klassische Kennwerte für Schmelz- und Einkristallkorunde. Im Einsatz korrelieren die Schleifkräfte, der Verschleiß, die Standzeit und die Temperaturentwicklung dieser Schleifkornspezifikationen mit den genannten Kennwerten. Dieses gilt jedoch nicht für mikrokristalline Schleifkörnungen. Für Hersteller von Schleifkörnungen und Schleifwerkzeugen ist daher der Bedarf für ein einfaches Prüfver- fahren gegeben, das Kenngrößen zur Verfügung stellt, die unabhängig von der Schleifkornspezifikation eine Beurteilung des Einsatzverhaltens ermöglichen.
Zusammenfassung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bestimmen eines Mahlgutes und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen ein verbessertes Erfassen von charakteristischen Eigenschaften für das Mahlgut ermöglicht ist. Insbesondere sollen die neuen Technologien geeignet sein, Parameter für ein Kornmaterial zu bestimmen, die als Schleifmittel einsetzbar sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Bestimmen eines Mahlgutes nach dem unabhängigen Anspruch 1 sowie einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Mahlgutes nach dem unabhängigen Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen. Die Erfindung umfasst den Gedanken eines Verfahrens zum Bestimmen eines Mahlgutes, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Befüllen einer Mahleinrichtung einer Kolloidmühle mit Körnern eines zu bestimmenden Mahlgutes, Zerkleinern der Körner des zu bestimmenden Mahlgutes mittels der Mahleinrichtung und Bestimmen wenigstens einer der folgenden Messgrößen für die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes mit Hilfe einer der Kolloidmühle zugeordneten Messvorrichtung beim Zerkleinern der Körner in der Mahleinrichtung: eine auf die Körner wirkende Mahlkraft und ein auf die Körner wirkendes Drehmoment. Weiterhin umfasst die Erfindung den Gedanken einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Mahlgutes mit einer Kolloidmühle, die eine Mahleinrichtung zum Zerkleinern von Körnern eines zu bestimmenden Mahlgutes aufweist, und einer Messeinrichtung, die messtechnisch an die Mahleinrichtung koppelt, derart, dass mittels der Messeinrichtung beim die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes zerkleinernden Betrieb der Mahleinrichtung für die Körner wenigstens eine der folgenden Messgrößen erfassbar ist: eine auf die Körner wirkende Mahlkraft und ein auf die Körner wirkendes Drehmoment. Mit der Erfindung ist es ermöglicht, im Prozess des Zerkleinerns der Körner des zu bestimmenden Mahlgutes Messgrößen, nämlich die auf die Körner wirkende Mahlkraft, insbesondere eine Vertikalkraft, und / oder das auf die Körner wirkende Drehmoment, zu bestimmen, so dass hieraus unter wahlweiser Berücksichtigung weiterer Eigenschaften des Mahlgutes und / oder von Betriebsparametern für die Kolloidmühle eine Materialcharakterisierung für das Mahlgut abgeleitet werden kann, insbesondere auch aus einem Vergleich der bestimmten Messgrößen für verschiedene Mahlgüter. Die Mahlkraft und / oder das Drehmoment für die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes können ausgewertet werden, um hieraus Informationen bezüglich der Beständigkeit der Körner bei einer dem Mahlvorgang ähnlichen Belastung abzuleiten.
Beispielsweise können das Verfahren und die Vorrichtung zum Bestimmen eines partikel- oder körnerförmigen Schleifmittels benutzt werden. Eine Auswertung der mit Hilfe der Messeinrichtung erfassten Messgrößen erlaubt Rückschlüsse auf für den Einsatz als Schleifmittel relevante Eigenschaften des zu bestimmenden Schleifmittels. Die Nutzung der Kolloidmühle ermöglicht es, schleifprozessähnliche Bedingungen anzuwenden. Insoweit ist in einer bevorzugten Ausführungsform mit Hilfe der Erfindung die Möglichkeit geschaffen, die eingangs beschriebene Methode zum Bestimmen eines Schleifmittels einzusetzen.
Während die Kolloidmühle als Vorrichtung zum Zerkleinern eines Mahlgutes auf verschiede- nen Gebieten zum Einsatz kommt, wurde überraschend gefunden, dass sie sich in Kombination mit einer zugeordneten Messeinrichtung in besonderer Weise eignet, ein körner- oder par- tikelfbrmiges Mahlgut zu bestimmen. Bevorzugt wird hierbei das Mahlgut als rieseiförmiges Mahlgut, insbesondere Trockengut, in die Mahleinrichtung eingeführt.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Bestimmen der wenigstens einen Messgröße einen Schritt zum zeitabhängigen Bestimmen von Messwerten für die wenigstens eine Messgröße umfasst. Bei dieser Ausführungsform wird der zeitabhängige Verlauf für eine oder mehrere Messgrößen während des Zerkleinerungsvorganges mit Hilfe der Messvorrichtung erfasst. Beispielsweise kann die auf die Körner im Mahlspalt einwirkende Mahlkraft, insbesondere in vertikaler Richtung des Mahlspaltes, ausgehend vom Beginn des Zerkleinerungsvorganges Stück für Stück zunehmen und am Ende wieder abnehmen.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Zerkleinern der Körner einen Schritt zum Einstellen eins stationären Betriebs umfasst, in welchem für die wenigstens eine Messgröße erfasste Messwerte im Wesentlichen zeitlich kon- stant sind. Im stationären Betrieb werden dann für eine oder mehrere Messgrößen stationäre Messwerte erfasst. So kann im stationären Betrieb insbesondere das auf die Körner einwirkende Drehmoment zeitlich konstant sein.
Zweckmäßig sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass ein Schritt zum Bestimmen wenigstens eines der folgenden Betriebsparameter vorgesehen ist: Spaltbreite der Mahlvorrichtung und Drehzahl eines Rotors der Mahlvorrichtung. Die Breite eines Spaltes in der Mahlvorrichtung betrifft den senkrechten Abstand zwischen zugeordneten Oberflächen von Reibelementen in der Mahlvorrichtung, in welchem die Körner zerkleinert werden. Vorzugsweise ist die Spaltbreite einstellbar, beispielsweise mittels einer axialen Verlagerung einander zugeordneter Reibelemente der Mahleinrichtung. Die Betriebsparameter können einzeln oder insgesamt herangezogen werden, um aus den erfassten Messgrößen für die Körner gewünschte Parameter für das zu bestimmende Mahlgut abzuleiten. So können beispielsweise die erfassten Messgrößen für unterschiedliche Materialien bei verschiedenen Drehzahlen und / oder verschiedenen Spaltbreiten verglichen werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Schritt zum Bestimmen eines Materialbetriebs für Reibelemente der Mahleinrichtung vorgesehen ist. Der Materialab- rieb kann beispielsweise bestimmt werden, indem die Reibelemente vor und nach dem Pro- zess des Zerkleinerns der Körner des zu bestimmenden Mahlgutes einer Gewichtsmessung unterzogen werden. Die Information über einen vorhandenen oder nicht vorhandenen Materialabrieb ermöglicht ergänzende Rückschlüsse auf die Eigenschaften des zu bestimmenden Mahlgutes, insbesondere auch einen Vergleich für unterschiedliche Mahlgüter.
Eine Fortbildung der Erfindung kann vorsehen, dass das Befüllen der Mahleinrichtung einen Schritt zum Befüllen der Mahleinrichtung mit Körnern eines Schleifmittels umfasst. Bei dieser Ausführungsform wird das Verfahren als ein Verfahren zum Bestimmen eines Schleifmit- tels ausgeführt.
Bei einer Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Befüllen der Mahleinrichtung einen Schritt zum Eindosieren der Körner des zu bestimmenden Mahlgutes in die Mahleinrichtung mittels einer Dosiereinrichtung umfasst. Die Eindosierung des zuvor in der Dosiereinrichtung eingebrachten Mahlgutes erfolgt zum Beispiel mittels eines Durchflussbegrenzers, der an der Dosiereinrichtung angeordnet ist, zum Beispiel derart, dass er in die Dosiereinrichtung integriert ist. Zum Eindosieren wird zum Beispiel ein vorgegebener Massenstrom (Masse an Mahlgut pro Zeiteinheit) eingestellt. Das einzudosierende Mahlgut kann volumetrisch oder gravimetrisch bestimmt werden. Im Fall der volumetrischen Eindosierung wird pro Zeiteinheit ein vorgegebenes Volumen des Mahlgutes in der Mahleinrichtung eingebracht. Bei der gravimetrischen Dosierung wird pro Zeiteinheit eine vorgegebene Masse an Mahlgut eindosiert.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass das Bestimmen der wenigstens einen Messgröße für die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes während eines im Wesentlichen stationären Betriebs der Mahleinrichtung ausgeführt wird. Hierbei wird ein vorgegebener Massenstrom an Mahlgut so eindosiert, dass eine im Wesentlichen gleichmäßige Befüllung mit Mahlkörper gewährleistet ist, bei der die pro Zeiteinheit eindosierte Menge an Mahlgut der pro gleicher Zeiteinheit austretenden Menge an gemahlenem Gut entspricht, wodurch ein im Wesentlichen stationärer Betrieb dausgeführt wird. Die Menge an Mahlgut in der Mahleinrichtung ist dann im Wesentlichen konstant. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen in Verbindung der Vorrichtung zum Bestimmen eines Mahlgutes näher erläutert.
Die Kopplung der Messeinrichtung an die Kolloidmühle wird beispielsweise mit Hilfe einer Rahmenkonstruktion ausgeführt, an der die Elemente der Kolloidmühle aufgenommen sind.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Mahleinrichtung mehrere einander zugeordnete Reibelemente aufweist, die zumindest oberflächenseitig aus Materialien mit unterschiedlichen Materialhärtegraden bestehen. Die unterschiedlichen Material- härtegrade ermöglichen es, die Wechselwirkung zwischen dem zu bestimmenden Mahlgut und unterschiedlich harten Oberflächen der am Zerkleinerungsprozess beteiligten Oberflächen der Reibelemente der Mahlvorrichtung zu untersuchen. Wahlweise wird hierbei gezielt ein Abrieb eines oder mehrerer Reibelemente in Kauf genommen, um für unterschiedliche Mahlgüter die jeweilige Abriebwirkung zu erfassen.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass ein Reibelement zumindest im Bereich einer mahlrelevanten Oberfläche aus einem Verschleißmaterial besteht, welches einen geringeren Materialhärtegrad als ein Material eines dem Verschleißkörper zugeordneten Reibelementes aufweist. Vorzugsweise ist das mit dem Verschleißmaterial versehene Reibelement an einem austauschbaren Bauteil der Mahleinrichtung gebildet. Der Abrieb, also das Herauslösen und / oder Abtragen von Partikeln des Verschleißmaterials, kann als zusätzlicher charakterisierender Parameter für das zu bestimmende Mahlgut erfasst werden. Ein anderes Reibelement, welches dem Reibelement mit dem Verschleißmaterial zugeordnet ist, kann dann aus einem verschleißfesten Material bestehen, zumindest oberflächenseitig. Eine verschleißfeste Oberfläche kann beispielsweise bereitgestellt werden, indem das Reibelement aus Keramik oder einem gehärteten Metall besteht oder mit einer geeigneten Oberflächenbeschichtung versehen ist, zum Beispiel auf Basis von Wolfram- Kobalt, Titannitrit oder der gleichen. Als Verschleißmaterial kann beispielsweise ein nicht gehärtetes Metall eingesetzt werden. Im Rotor- Starter-Konstruktionsprinzip kann in einer Ausführungsform der Rotor mit der verschleißfes- ten Oberfläche versehen sein, wohingegen der Stator zumindest in für den Mahlprozess relevanten Oberflächenbereichen aus dem Verschleißmaterial besteht. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass eines der Reibelemente auf einer dem Mahlgut zugewandten Seite mit Oberflächennuten versehen ist. Die Oberflächen- nuten können im Bereich des Mahlspaltes umlaufend geschlossen gebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Oberflächennuten an dem Stator hergestellt. Mit Hilfe der Oberflächennuten wird eine kontinuierliche Kornabfuhr erreicht, was insbesondere das Ausbilden des stationären Zerkleinerungsbetriebes unterstützt.
Bevorzugt sieht eine Fortbildung der Erfindung vor, dass die Messeinrichtung eine an die Mahleinrichtung messtechnisch koppelnde Kraftmessplattform aufweist. Die Kraftmessplatt- form kann als sogenannter Dynamometer ausgeführt sein. Derartige Messvorrichtungen stehen in verschiedenen Ausführungsformen als solche zur Verfügung und werden hier deshalb nicht weiter erläutert.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Mahl- spalt der Mahleinrichtung einstellbar ist. Bevorzugt ist das Einstellen des Mahlspaltes mit Hilfe einer axialen Verlagerung eines oder mehrerer zugeordneter Reibelemente ermöglicht, zum Beispiel von Rotor und / oder Stator.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein Stator und ein Rotor der Mahlreinrichtung zueinander form-, kraft- und stoffschlussfrei gebildet sind. Stator und Rotor sind insoweit von einander entkoppelt, wodurch ein ungewünschter Einfluss auf die erfassten Messgrößen für die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes minimiert ist. Die entsprechende Kopplung wird beispielsweise mittels der oben erwähnten Rahmenkonstruktion ausgeführt führt.
Eine Fortbildung der Erfindung sieht eine Dosiereinrichtung vor, die der Mahleinrichtung zugeordnet und konfiguriert ist, die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes in die Mahleinrichtung einzudosieren. Vorzugsweise ist die Dosiereinrichtung konfiguriert, einen vorgegebenen Massenstrom an Mahlgut so einzudosieren, dass eine im Wesentlichen gleichmäßige Befüllung der Mahlkörper gewährleistet ist, bei der die pro Zeiteinheit eindosierte Menge an Mahlgut der pro gleicher Zeiteinheit austretenden Menge an gemahlenem Gut entspricht, wodurch ein im Wesentlichen stationärer Betrieb ausgeführt wird. Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug- nähme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Mahlgutes im Schnitt,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Mahlvorrichtung der Vorrichtung aus Fig. 1 im Detail,
Fig. 3 eine grafische Darstellung für den zeitlichen Verlauf des Drehmomentes beim Bestimmen eines Mahlgutes, bei dem es sich um Körner eines Schleifmittels handelt, Fig. 4 eine grafische Darstellung für die auf das Mahlgut wirkende stationäre Kraft bei unterschiedlichen Massenströmen der Eindosierung und
Fig. 5 eine grafische Darstellung für die Schleifleistung bei unterschiedlichen Massenströ- men der Eindosierung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Mahlgutes, insbesondere eines Schleifmittels, im Schnitt. Eine zum Zerkleinern des zu bestimmenden Mahlgutes vorgesehene Kolloidmühle 1 ist an einer Rahmen- oder Gehäusekonstruktion 2 aufgenommen, über den die Kolloidmühle 1, insbesondere deren Mahleinrichtung 3, an eine als Kraftmessplattform ausgeführte Messvorrichtung 4 koppelt. Die Kraftmessplattform 4 setzt zur Messwerterfassung insbesondere das sogenannte Dynamometerprinzip um.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Kolloidmühle 1 aus der Vorrichtung in Fig. 1 im Detail. Über eine Zuführung 5 wird aus einer in Fig. 2 schematisch dargestellten und funktionell an die Mahleinrichtung 3 koppelnden Dosiereinrichtung 14 ein zu bestimmendes Mahlgut 6a volumetrisch eindosiert. Die Dosierung des Massenstroms der Körner des Mahlgutes 6a erfolgt vorzugsweise mittels eines Durchflussbegrenzers der an der Dosiereinrichtung 14 gebildet ist.
Das zu bestimmende Mahlgut 6a gelangt dann in einen Mahlspalt 7 zwischen einander zugeordneten Oberflächen eines Stators 8 und eines Rotors 9, welcher mit Hilfe eines Elektromo- tors 10 gedreht wird, wobei im Messbetrieb mit Hilfe von Drehzahlen bis zu etwa 6.000 Umdrehung pro Minute Schnittgeschwindigkeiten zwischen etwa 5 m / s und etwa 30 m / s, bevorzugt zwischen etwa 10 m / s und 30 m / s für die Körner erzeugt werden. Das zu bestimmende Mahlgut 6a wird zerkleinert und tritt als zerkleinertes Mahlgut 6b aus.
Der Mahlspalt 7 ist mit Hilfe einer relativen Axialverlagerung zwischen Stator 8 und Rotor 9 einstellbar. Zu diesem Zweck sind bei der Vorrichtung nach Fig. 1 eine Feingewindestange 1 1 und eine zugeordnete Nutmutter 12 vorgesehen. Der Mahlspalt 7 ist vorzugsweise in einem Bereich zwischen etwa 0,05 mm und etwa 2 mm einstellbar. Die erfassten Messdaten ermög- liehen in dem Fall, dass es sich bei dem zu bestimmenden Mahlgut um Körner eines Schleifmittels handelt, Rückschlüsse auf die Schleifleistungen und -kräfte, welche bei dem Zerklei- nerungsprozess des Schleifkornes entstehen.
Mit Hilfe des Elektromotors 10 können Drehmomente in einem Bereich zwischen >0 etwa 21 Nm erzeugt werden.
Die Kraftmessplattform 4 ist bei der dargestellten Ausführungsform konfiguriert, für die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes 6a einwirkende Kräfte in einem Bereich zwischen etwa -20 kN und etwa 5 kN sowie Drehmomente in einem Bereich zwischen etwa -200 und 200 Nm zu erfassen. Die auf die Körner einwirkende Kraft entspricht der Gesamtmahlkraft, die Tangential- und Normalanteile umfasst.
Im Messbetrieb der Vorrichtung werden die mit Hilfe der Kraftmessplattform 4 zu erfassenden Messgrößen für die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes 6a in einem stationären Be- trieb erfasst.
Fig. 3 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf für das gemessene Drehmoment. Nach einer Einfahrperiode 30, in welcher mit der Zuführung des zu bestimmenden Mahlgutes 6a begonnen wird, erfolgt ein stationärer Betrieb 31, in welchem das gemessene Drehmoment im We- sentlichen zeitlich konstant ist, um schließlich in einer Endperiode 32 wieder abzufallen. Die Zufuhr des zu bestimmenden Mahlgutes 6a erfolgt vorzugsweise gravimetrisch. Eine definierte Kornmenge, welche für eine Messung verwendet werden soll, wird von der trichterförmigen Zuführung 5 aufgenommen. Der Beginn der Kornzufuhr für die Messung wird über einen Kugelhahn manuell eingeleitet. Das zu bestimmende Mahlgut 6a wird hierbei über ei- nen Schlauch zu einem Durchflussbegrenzer geleitet. Hiermit wird eine kontinuierliche und Volumenstrom abhängige Kornzufuhr in den Mahlspalt 7 ermöglicht. Der Durchflussbegrenzer lagert in einem Deckel (nicht dargestellt) über den Reibpartnern, nämlich Stator 8 und Rotor 9. Der Deckel gewährleistet, dass die gesamte Kornmenge vollständig dem Mahlspalt 7 zugeführt wird.
Der Rotor 9 wird von einem randschichtgehärteten Kegelstumpf gebildet. Er wird über eine Welle von dem Elektromotor 10 angetrieben. Der Elektromotor 10 bietet eine stufenlose Drehzahlregelung, um variable Schnittgeschwindigkeiten zu generieren. Er leistet 1,5 kW bei einer charakteristischen Schnittgeschwindigkeit von 15 m / s.
Der Stator 8 wird von einem Stahlring mit entsprechender Gegenkontur zum Kegelstumpf des Rotors 9 gebildet und stellt den Verschleißkörper des Mahlprozesses dar. Der Stahlring ist mit vier definierten Nuten versehen, welche um den Umfang verteilt sind. Mit Hilfe der Nuten wird eine kontinuierliche Kornabfuhr generiert. Zusammen mit dem Durchflussbegrenzer wird eine stationäre Kornmenge im Mahlspalt 7 während des Prozesses gewährleistet.
Der Stator 8 ist von der Rahmen- oder Gehäusekonstruktion 2 aufgenommen, welche den Mahlprozess von äußeren Einflüssen abschirmt. Die Rahmen- oder Gehäusekonstruktion 2 ist in vertikaler Richtung variabel gestaltet. Es wird über vier Führungsdorne kongruent zum Rotor 9 zentriert. Durch den Freiheitsgrad wird der Abstand zwischen Stator 8 und Rotor 9, und somit der Mahlspalt 7, eingestellt. Die Rahmen- oder Gehäusekonstruktion 2 wird nach erfolgter Einstellung zentral über einen Zylinder mit der Messplattform 4 verschraubt. Vier Gewindebolzen 13 (vgl. Fig. 1) dienen der Feinjustage des homogenen Mahlspaltes 7 zwischen den Reibpartnern. Vor dem eigentlichen Mahlprozess werden die Gewichte der Reibpartner ermittelt, die für den Versuch maßgebliche Kornmenge abgewogen und der Mahlspalt 7 an der Vorrichtung eingestellt. Der Mahlprozess selbst beginnt mit einer Leerlaufphase, welche die Nulllage der Messung vorgibt. In dieser Phase wird der Rotor 9 auf die gewünschte Drehzahl beschleunigt, ohne dass die Reibpartner miteinander in Verbindung stehen. Es folgt die Kornzufuhr in den Mahlspalt 7 durchlaufen hat, folgt wiederum eine Leerlaufphase. Während des Mahlprozesses werden die im Mahlspalt 7 wirkenden Drehmomente und vertikalen Kräfte durch entsprechende Messtechnik von einem Messrechner aufgezeichnet.
Nach dem Versuch wird nochmals das Gewicht der Reibpartner ermittelt um den Materialabtrag durch die Gewichtsdifferenz bestimmen zu können. Es wurde weiterhin untersucht, inwiefern der in die Mahleinrichtung 3 eindosierte Massenstrom an Mahlgut 6a Einfluss auf die Messergebnisse hat. Deshalb wurden Untersuchungen für verschiedene Massenströme in Verbindung mit einer Schleifkornart durchgeführt. Als Schleifkorn wurde Sol-Gel Korund verwendet. Der Massenstrom wurde mit Hilfe eines Durchflussbegrenzers gesteuert. Es wurden Durchmesser des Durchflussbegrenzers von 2,7 mm und 3,6 mm gewählt. Die hierdurch erzeugten Massenströme entsprechen 1,19 g l s und 2,06 g / s. Im Übrigen wurden bei den beiden Untersuchungen die anderen Messparameter gleich gestaltet. Bei der Mahleinrichtung 3 betrug der Mahlspalt etwa 0,2 mm. Eine Körnung von F60 des Mahlguts 6a wurde im ungesiebten Zustand verwendet. Der Rotor 9 war von der Art: 16MnCr5 (Werkstoff-Nr. 1.7131), 60 HRC. Der Stator 8 war von der Art S355J2 H (Werkstoff-Nr. 1.0577).
Es wurde eine Kornmasse von 30 g untersucht. Die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors 9 vu betrug 15 m / s. Die Fig. 4 und 5 zeigen grafische Darstellungen für die auf das Mahlgut 6a wirkende stationäre Kraft sowie die Schleifleistung bei unterschiedlichen Massenströmen der Eindosierung (Vierecke: 1,19 g / s; Kreise: 2,06 g / s). Es ist eine Erhöhung der stationären Kraft sowie der Schleifleistung bei Zunahme des Massenstroms am Mahlgut 6a zu erkennen. Da die Untersuchungen mit denselben Schleifkörnern durchgeführt wurden, sind die gemessenen Änderungen auf den Einfluss des Massenstroms zurückzuführen. Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungen von Bedeutung sein.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen eines Mahlgutes, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Befüllen einer Mahleinrichtung (3) einer Kolloidmühle (1) mit Körnern eines zu bestimmenden Mahlgutes (6a),
- Zerkleinern der Körner des zu bestimmenden Mahlgutes (6a) mittels der Mahleinrichtung (3) und
- Bestimmen wenigstens einer der folgenden Messgrößen für die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes (6a) mit Hilfe einer der Kolloidmühle (1) zugeordneten Messvorrichtung (4) beim Zerkleinern der Körner in der Mahleinrichtung (3): eine auf die Körner wirkende Mahlkraft und ein auf die Körner wirkendes Drehmoment.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der wenigstens einen Messgröße einen Schritt zum zeitabhängigen Bestimmen von Messwerten für die wenigstens eine Messgröße umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerkleinern der Körner einen Schritt zum Einstellen eines stationären Betriebs umfasst, in welchem für die wenigstens eine Messgröße erfassten Messwerte im Wesentlichen zeitlich konstant sind.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schritt zum Bestimmen wenigstens eines der folgenden Betriebsparameter vorgesehen ist: Spaltbreite der Mahlvorrichtung (3) und Drehzahl eines Rotors (9) der Mahlvorrichtung (3).
5. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schritt zum Bestimmen eines Materialabriebs für Reibelemente (8, 9) der Mahleinrichtung (3) vorgesehen ist.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllen der Mahleinrichtung (3) einen Schritt zum Befüllen der Mahleinrichtung (3) mit Körnern eines Schleifmittels umfasst.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllen der Mahleinrichtung (3) einen Schritt zum Eindosieren der Körner des zu bestimmenden Mahlgutes (6a) in die Mahleinrichtung (3) mittels einer Dosiereinrichtung (14) umfasst.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der wenigstens einen Messgröße für die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes (6a) während eines im Wesentlichen stationären Betriebs der Mahleinrichtung (3) ausgeführt wird.
9. Vorrichtung zum Bestimmen eines Mahlgutes, mit:
- einer Kolloidmühle (1), die eine Mahleinrichtung (3) zum Zerkleinern von Körnern eines zu bestimmenden Mahlgutes (6a) aufweist, und
- einer Messeinrichtung (4), die messtechnisch an die Mahleinrichtung (3) koppelt, derart, dass mittels der Messeinrichtung (4) beim die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes (6a) zerkleinernden Betrieb der Mahleinrichtung (3) für die Körner wenigstens eine der folgenden Messgrößen erfassbar ist: eine auf die Körner wirkende Mahlkraft und ein auf die Körner wirkendes Drehmoment.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahleinrichtung (3) mehrere einander zugeordnete Reibelemente (8, 9) aufweist, die zumindest oberflä- chenseitig aus Materialien mit unterschiedlichen Materialhärtegraden bestehen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reibelement zumindest im Bereich einer mahlrelevanten Oberfläche aus einem Verschleißmaterial besteht, welches einen geringeren Materialhärtegrad als ein Material eines dem Verschleißkörper zugeordneten Reibelementes aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Reibelemente auf einer dem Mahlgut zugewandten Seite mit Oberflächennuten versehen ist.
13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (4) eine an die Mahleinrichtung (3) messtechnisch koppelnde Kraftmessplattform aufweist.
14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeich- n e t, dass ein Mahlspalt (7) der Mahleinrichtung (3) einstellbar ist.
15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stator (8) und ein Rotor (9) der Mahlreinrichtung (3) zueinander form-, kraft- und stoffschlussfrei gebildet sind.
16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch eine Dosiereinrichtung (14), die der Mahleinrichtung (3) zugeordnet und konfiguriert ist, die Körner des zu bestimmenden Mahlgutes (6a) in die Mahleinrichtung (3) einzudosie- ren.
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