WO2015028151A1 - Disc-type vibratory mill and method for operating a disc-type vibratory mill - Google Patents

Disc-type vibratory mill and method for operating a disc-type vibratory mill Download PDF

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WO2015028151A1
WO2015028151A1 PCT/EP2014/002341 EP2014002341W WO2015028151A1 WO 2015028151 A1 WO2015028151 A1 WO 2015028151A1 EP 2014002341 W EP2014002341 W EP 2014002341W WO 2015028151 A1 WO2015028151 A1 WO 2015028151A1
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WO
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grinding
disc
magnetic field
vessel
grinding tool
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/002341
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German (de)
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Inventor
Michael Wilczek
Jürgen Schneberger
Reinhard Teutenberg
Original Assignee
Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
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Publication date
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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
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/10—Mills with balls or rollers centrifugally forced against the inner surface of a ring, the balls or rollers of which are driven by other means than a centrally-arranged member

Definitions

  • the invention relates to a disc vibration mill and a method for operating a disc vibration mill.
  • a conventional disc vibration mill is known, for example, from DE 43 43 742 C2, in which a mill container is arranged such that it can be moved in a mill housing and within the mill container there is provided a loose millstone movable therein.
  • the grinding vessel is placed in a swinging motion, which leads to a relative movement between the grinding vessel and grinding stone.
  • the material to be crushed is crushed between the millstone and the wall of the grinding vessel.
  • the drive device requires several bearings and belts for coupling to the drive, which must be replaced regularly.
  • the required for the drive three-phase motor requires a lot of space.
  • a reduced coefficient of friction between the millstone and the grinding vessel may result in relative movement of the grinding stone on the grinding vessel, or grinding of the grinding stone on the grinding vessel, resulting in increased wear and reduced life.
  • DD 148 189 a device for processing of raw materials and materials is described, in which the material to be crushed is passed through a hollow body having on opposite sides depending on a positive and a negative magnetic pole or a row or chain such poles. Inside the hollow body are magnetizable moldings, preferably balls, which are freely movable. Through an alternating circuit of the magnetic field can be forced up and down or swinging back and forth of the ball in the hollow body, wherein the material to be crushed is shattered by the balls.
  • this type of crushing is associated with a high noise level.
  • the invention is therefore based on the object to provide a new drive for a vibrating mill, which is characterized by a small footprint and reduces the noise of the vibrating mill in the grinding area.
  • the vibrating mill comprises a grinding vessel, at least one grinding tool movable in the grinding vessel with a magnetic or magnetizable component and an excitation system for generating a magnetic field, wherein the magnetic field causes a movement of the at least one grinding tool.
  • the excitation system is arranged around the grinding vessel and designed to generate a rotating magnetic field, wherein a magnetic pressing device is provided for adjusting the contact pressure between the grinding tool and a bottom of the grinding vessel.
  • a grinding tool with a magnetic or magnetizable component is moved through a magnetic field in a grinding vessel, wherein the magnetic field is generated as a circulating magnetic field. Furthermore, the contact pressure between the grinding tool and the bottom of the grinding vessel is adjusted by means of a magnetic pressing device.
  • the excitation system according to the invention can be dispensed with moving elements in the drive system, so wear-prone components, such as bearings and drive belts omitted. It is therefore to be expected with significantly lower costs in the maintenance of the disc vibratory mill.
  • the disc vibratory mill can be made more compact, so that the grinding chamber and thus the grinding tool can be made larger with the same space. This leads to a higher horizontal force during comminution.
  • the grinding force can be individually adapted to the crushing task.
  • the contact pressure can be changed via the strength of the effective magnetic field.
  • the grinding vessel on a ceiling, a bottom and a peripheral wall, wherein the excitation system is arranged in the region of the peripheral wall and / or in the region of the ceiling and / or bottom of the grinding vessel.
  • the grinding vessel preferably has a cylindrical peripheral wall and the grinding tool can be designed as a grinding disk.
  • the excitation system for generating the circulating magnetic field preferably has a plurality of separately controllable exciter coils, which are controlled by a control device.
  • the grinding tool comprises one, preferably two to four or more pairs of poles.
  • the grinding tool may further comprise a core and at least one surrounding the core of a wear-resistant material sheath.
  • the mill container is arranged rigidly, so that can be dispensed with bearings and balance weights.
  • the circulating magnetic field is generated, for example, by means of a plurality of exciting coils arranged around the grinding vessel in that successive exciting coils are subjected to currents which are shifted in their phase. If the grinding tool is disc-shaped, it rolls off through the circulating magnetic field on the peripheral wall of the grinding vessel. The comminution takes place both between the peripheral wall of the mill housing and the grinding disc and below the grinding disc, wherein in the gap between the peripheral wall and grinding disc, the coarse crushing of the material to be ground until the material reaches particle sizes that are fine enough to pass under the grinding disc , There, the fine particles are further crushed by a combination of weight and shear. While in conventional disc vibrating mills, in this area only the weight of the grinding disc acts, according to the Invention, the grinding pressure changed by a magnetic field and adapted to the material to be ground.
  • the disc vibration mill comprises a device for determining the position of the grinding tool in the grinding vessel.
  • a device for determining the position of the grinding tool in the grinding vessel can be arranged, for example, on the inside of the grinding vessel, between the grinding vessel and the grinding tool.
  • the device for determining the position of the grinding tool in the grinding vessel can, for example, comprise a measuring device for measuring the magnetic flux and / or the magnetic return flow and / or the induction voltage of the excitation system, such as a Hall probe or an induction coil arranged in the magnetic field of the exciter system.
  • the movement of the grinding tool in the grinding vessel produces a change in the magnetic field of the exciter system.
  • a measurement of the magnetic flux and / or the magnetic return flow and / or the induction voltage therefore makes it possible to draw conclusions about the position of the grinding tool in the grinding vessel. It is also conceivable to determine the speed of the grinding tool in the grinding vessel from the determined positions of the grinding tool in the grinding vessel.
  • the device for determining the position of the grinding tool in the grinding vessel is designed in such a way that it is connected to the control device of the exciter system.
  • the device for determining the position of the grinding tool preferably transmits the position and / or the rotational speed of the grinding tool in the grinding vessel to the control device of the excitation system. This allows control of the exciter system as a function of the rotational speed of the grinding tool in the grinding vessel.
  • FIG. 1 shows a disk vibrating mill with an exciter system arranged in the region of the circumferential wall
  • Fig. 2a is a schematic representation of the excitation system
  • 2c is a current time diagram for driving the coils of Fig. 2a, 2b,
  • Fig. 3 is a disc vibrating mill with a in the area of the ceiling and the
  • Fig. 4 is a schematic representation of the exciter system
  • Fig. 5 a schematic side view of a disc vibrating mill with a magnetic pressing device
  • Fig. 5b is a bottom view of the disc vibrating mill of FIG. 5a.
  • the disc vibration mill shown in Fig. 1 has a grinding housing 1, in which a grinding vessel 2 is supported by means of a holder 3.
  • the grinding vessel 2 is cylindrical, wherein the diameter in the illustrated embodiment is at least three times its height.
  • the grinding vessel is bounded by a cylindrical peripheral wall 2a, a ceiling 2b and a bottom 2c.
  • In the ceiling 2b opens a Mahlgutzutechnisch 4 for supplying ground material, while in the region of the bottom 2c an outlet valve 5 is provided for the ground material to be ground.
  • the outlet valve 5 cooperates with a pneumatically controlled discharge system 6 and an adjoining regrind discharge line 7.
  • a disc-shaped grinding tool 8 is arranged, which comprises a core 8a and a core surrounding the core Sheath 8b made of a wear-resistant material.
  • the grinding vessel 1 is supported via damping elements 9 on a foundation 10.
  • an excitation system 1 1 which has a plurality of coils I Ia, II b, 1 1c, l ld, ... which are evenly distributed on the outside of the grinding vessel in the region of the peripheral wall 2a are arranged (see Fig. 2a, 2b).
  • the grinding tool 8 in particular its core, has a magnetic or magnetizable component, which is formed in the illustrated embodiment by four Pohlproe 8a, 8b, 8c, 8d.
  • Excitation coils I Ia, I Ib are controlled separately.
  • a cleverly selected phase shift of the currents in the respective windings creates a rotating magnetic field that causes a rolling movement of the grinding tool 8 on the peripheral wall 2a of the grinding vessel 2, as can be seen from Figs. 2a and 2b.
  • Fig. 2a and 2b show the situations to the
  • Time points A and B respectively.
  • the grinding material fed in via the grinding material feed line 4 is first coarsely comminuted between grinding tool 8 and peripheral wall 2a until the material reaches particle sizes which are fine enough to reach the area between grinding tool 8 and bottom 2c. There, the fine particles are further comminuted by a combination of weight and shear, before the material is discharged via the outlet valve 5 and the pneumatically controlled discharge system 6 and the Mahlgutaustrags effet 7.
  • the grinding vessel is fixed here. Due to the rigid arrangement of the grinding vessel higher speeds of the brush are possible because no speed limiting thrust bearing must be provided.
  • the drive concept of the disc vibration mill is based essentially on the principle of a permanent magnet motor, which belongs to the synchronous machines. The only difference is that the runner (in this case the grinding tool 8) is not fixed in the central axis, but can move freely in the grinding chamber.
  • the individual segments of the outer excitation windings are activated in such a way that a circulating magnetic field is created, which sets the grinding tool in rotation by alternating polarization. Overall, the excitation causes the disk-shaped grinding tool to roll on the peripheral wall 2c of the grinding vessel 2.
  • Fig. 3 second embodiment differs from the embodiment of FIG. 1 only by its excitation system 11 ', in turn, by a plurality of separately controllable excitation coils ll' a, 1 1 'b, 11' c, ll 'd ,. .. is formed, but which are arranged in the area of the ceiling 2 b and bottom 2 c of the grinding vessel 2.
  • an axial drive concept is realized.
  • the excitation coils there are laminated cores of the excitation coils as segments of a circular ring in the bottom 2c and ceiling 2b of the grinding vessel 2.
  • the control is sequential, so that a rotating around the central axis of the grinding vessel magnetic field is formed so that the disc-shaped grinding tool 8 moves as a rotating mass on a circular path is (see Fig. 4).
  • a magnetic pressing device 12 is provided for adjusting the contact pressure between the grinding tool 8 and the bottom 2c of the grinding vessel 2 (FIGS. 5a, 5b).
  • a magnetizable core or permanent magnet 8g is provided inside the grinding tool 8, which cooperates with a ring magnet 12a.
  • the ring magnet is arranged exactly on the circular path, which executes the center of the disk-shaped grinding tool 8 during its rotation in the grinding vessel 2.
  • the strength of the effective magnetic field of the pressing device 12 can be adapted to the comminution task. This can be done, for example, by changing the distance between the ring magnet 12 and the bottom 2c of the grinding vessel or by electrically adjusting the strength of the magnetic field.
  • the generation of the additional contact pressure can be additionally realized by the already existing excitation system 1 1 'by the excitation coils in the ceiling 2b with different thickness to the coils in the region

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a vibratory mill having a grinding vessel, at least one grinding tool which is movable inside the grinding vessel and a magnetic or magnetisable component, and having an exciter system for generating a magnetic field, wherein the magnetic field effects a movement of the at least one grinding tool. The exciter system is arranged around the grinding vessel and is designed to generate a surrounding magnetic field, wherein a magnetic pressing device is provided for setting the surface pressure between the grinding tool and a base of the grinding vessel. In the method according to the invention for operating a disc-type vibratory mill, a grinding tool having a magnetic or magnetisable component is moved inside a grinding vessel by means of a magnetic field, said magnetic field being generated as a surrounding magnetic field.

Description

Scheibenschwingmühle und Verfahren zum Betreiben einer Scheibenschwingmühle  Disc vibratory mill and method of operating a disc vibratory mill
Die Erfindung betrifft eine Scheibenschwingmühle und ein Verfahren zum Betreiben einer Scheibenschwingmühle. The invention relates to a disc vibration mill and a method for operating a disc vibration mill.
Eine herkömmliche Scheibenschwingmühle ist beispielsweise aus der DE 43 43 742 C2 bekannt, bei der ein Mühlengefäß schwingbeweglich in einem Mühlengehäuse angeordnet ist und innerhalb des Mühlengefäßes ein loser darin beweglicher Mahlstein vorgesehen ist. Über eine Exzenter-Antriebseinrichtung wird das Mahlgefäß in eine Schwingbewegung versetzt, wobei es zu einer Relativbewegung zwischen Mahlgefäß und Mahlstein kommt. Das zu zerkleinernde Material wird dabei zwischen dem Mahlstein und der Wandung des Mahlgefäßes zerkleinert. Die Antriebseinrichtung benötigt aber mehrere Lager und Riemen für die Kopplung zum Antrieb, die regelmäßig ausgetauscht werden müssen. Außerdem benötigt der für den Antrieb erforderliche Drehstrommotor relativ viel Platz. Des Weiteren kann ein verminderter Reibkoeffizienten zwischen dem Mahlstein und dem Mahlgefäß dazu führen, dass dir Relativbewegung des Mahlsteins auf dem Mahlgefäß aussetzt oder es zu einem Schleifen des Mahlsteins auf dem Mahlgefäß kommt, wodurch dieser einen erhöhten Verschleiß und eine geringere Lebensdauer erfährt. A conventional disc vibration mill is known, for example, from DE 43 43 742 C2, in which a mill container is arranged such that it can be moved in a mill housing and within the mill container there is provided a loose millstone movable therein. About an eccentric drive device, the grinding vessel is placed in a swinging motion, which leads to a relative movement between the grinding vessel and grinding stone. The material to be crushed is crushed between the millstone and the wall of the grinding vessel. However, the drive device requires several bearings and belts for coupling to the drive, which must be replaced regularly. In addition, the required for the drive three-phase motor requires a lot of space. Furthermore, a reduced coefficient of friction between the millstone and the grinding vessel may result in relative movement of the grinding stone on the grinding vessel, or grinding of the grinding stone on the grinding vessel, resulting in increased wear and reduced life.
In der DD 148 189 wird eine Vorrichtung zur Roh- und Werkstoffaufbereitung beschrieben, bei der das zu zerkleinernde Material durch einen Hohlkörper geleitet wird, der auf gegenüberliegende Seiten je einen positiven und einen negativen Magnetpol oder eine Reihe oder Kette derartige Pole aufweist. Im Inneren des Hohlkörpers befinden sich magnetisierbare Formkörper, vorzugsweise Kugeln, die freibeweglich sind. Durch eine Wechselschaltung des Magnetfeldes kann ein Auf- und Abschwingen oder ein Hin- und Herschwingen der Kugel im Hohlkörper erzwungen werden, wobei das zu zerkleinernde Material von den Kugeln zertrümmert wird. Diese Art der Zerkleinerung ist jedoch mit einer hohen Geräuschentwicklung verbunden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen neuen Antrieb für eine Schwingmühle anzugeben, der sich durch einen geringen Raumbedarf auszeichnet und die Geräuschentwicklung der Schwingmühle im Mahlbereich reduziert. In DD 148 189 a device for processing of raw materials and materials is described, in which the material to be crushed is passed through a hollow body having on opposite sides depending on a positive and a negative magnetic pole or a row or chain such poles. Inside the hollow body are magnetizable moldings, preferably balls, which are freely movable. Through an alternating circuit of the magnetic field can be forced up and down or swinging back and forth of the ball in the hollow body, wherein the material to be crushed is shattered by the balls. However, this type of crushing is associated with a high noise level. The invention is therefore based on the object to provide a new drive for a vibrating mill, which is characterized by a small footprint and reduces the noise of the vibrating mill in the grinding area.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst. According to the invention, this object is solved by the features of claims 1 and 10.
Die erfindungsgemäße Schwingmühle weist ein Mahlgefäß, wenigstens ein im Mahlgefäß bewegliches Mahlwerkzeug mit einem magnetischen oder magnetisierbaren Bestandteil und ein Erregersystem zur Erzeugung eines Magnetfelds auf, wobei das Magnetfeld eine Bewegung des wenigstens einen Mahlwerkzeuges hervorruft. Das Erregersystem ist dabei um das Mahlgefäß angeordnet und zur Erzeugung eines umlaufenden Magnetfeldes ausgebildet, wobei eine magnetische Anpresseinrichtung zur Einstellung des Anpressdrucks zwischen Mahlwerkzeug und einem Boden des Mahlgefäßes vorgesehen ist. The vibrating mill according to the invention comprises a grinding vessel, at least one grinding tool movable in the grinding vessel with a magnetic or magnetizable component and an excitation system for generating a magnetic field, wherein the magnetic field causes a movement of the at least one grinding tool. The excitation system is arranged around the grinding vessel and designed to generate a rotating magnetic field, wherein a magnetic pressing device is provided for adjusting the contact pressure between the grinding tool and a bottom of the grinding vessel.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Scheibenschwingmühle wird ein Mahlwerkzeug mit einem magnetischen oder magnetisierbaren Bestandteil durch ein Magnetfeld in einem Mahlgefäß bewegt, wobei das Magnetfeld als ein umlaufendes Magnetfeld erzeugt wird. Weiterhin wird der Anpressdruck zwischen dem Mahlwerkzeug und dem Boden des Mahlgefäßes mittels einer magnetischen Anpresseinrichtung eingestellt. In the method according to the invention for operating a disc vibration mill, a grinding tool with a magnetic or magnetizable component is moved through a magnetic field in a grinding vessel, wherein the magnetic field is generated as a circulating magnetic field. Furthermore, the contact pressure between the grinding tool and the bottom of the grinding vessel is adjusted by means of a magnetic pressing device.
Mit dem erfindungsgemäßen Erregersystem kann auf bewegte Elemente im Antriebssystem verzichtet werden, sodass verschleißanfällige Bauteile, wie Lager und Antriebsriemen, entfallen. Es ist daher mit deutlich niedrigeren Kosten bei der Wartung der Scheibenschwingmühle zu rechnen. Darüber hinaus kann die Scheibenschwingmühle kompakter gebaut werden, sodass der Mahlraum und damit auch das Mahlwerkzeug bei gleichem Platzangebot größer ausgeführt werden kann. Dies führt zu einer höheren Horizontalkraft bei der Zerkleinerung. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Scheibenschwingmühle bei Bedarf mit höheren Drehzahlen zu betreiben als dies bei herkömmlichen Scheibenschwingmühlen mit Exzenterantrieb möglich war. Mittels der magnetischen Anpresseinrichtung kann die Mahlkraft individuell an die Zerkleinerungsaufgabe angepasst werden. Der Anpressdruck kann dabei über die Stärke des wirksamen Magnetfeldes verändert werden. With the excitation system according to the invention can be dispensed with moving elements in the drive system, so wear-prone components, such as bearings and drive belts omitted. It is therefore to be expected with significantly lower costs in the maintenance of the disc vibratory mill. In addition, the disc vibratory mill can be made more compact, so that the grinding chamber and thus the grinding tool can be made larger with the same space. This leads to a higher horizontal force during comminution. Furthermore, it is possible to operate the disc vibrating mill according to the invention, if necessary, at higher speeds than was possible with conventional disc vibrating mills with eccentric drive. By means of the magnetic pressing device, the grinding force can be individually adapted to the crushing task. The contact pressure can be changed via the strength of the effective magnetic field.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Mahlgefäß eine Decke, einen Boden und eine Umfangswand auf, wobei das Erregersystem im Bereich der Umfangswand und/oder im Bereich von Decke und/oder Boden des Mahlgefäßes angeordnet ist. Das Mahlgefäß weist vorzugsweise eine zylindrische Umfangswand auf und das Mahlwerkzeug kann als Mahlscheibe ausgebildet sein. Das Erregersystem zur Erzeugung des umlaufenden Magnetfelds weist vorzugsweise eine Vielzahl von separat ansteuerbaren Erregerspulen auf, die durch eine Steuereinrichtung angesteuert werden. Das Mahlwerkzeug umfasst ein, vorzugsweise zwei bis vier oder mehrere Polpaare. Das Mahlwerkzeug kann weiterhin einen Kern und zumindest eine, den Kern umgebende Ummantelung aus einem verschleißfesten Material aufweisen. Zweckmäßigerweise wird das Mühlengefäß starr angeordnet, sodass auf Lager und Ausgleichsgewichte verzichtet werden kann. According to a preferred embodiment of the invention, the grinding vessel on a ceiling, a bottom and a peripheral wall, wherein the excitation system is arranged in the region of the peripheral wall and / or in the region of the ceiling and / or bottom of the grinding vessel. The grinding vessel preferably has a cylindrical peripheral wall and the grinding tool can be designed as a grinding disk. The excitation system for generating the circulating magnetic field preferably has a plurality of separately controllable exciter coils, which are controlled by a control device. The grinding tool comprises one, preferably two to four or more pairs of poles. The grinding tool may further comprise a core and at least one surrounding the core of a wear-resistant material sheath. Conveniently, the mill container is arranged rigidly, so that can be dispensed with bearings and balance weights.
Das umlaufende Magnetfeld wird beispielsweise mittels mehrerer um das Mahlgefäß angeordneter Erregerspulen dadurch erzeugt, dass aufeinanderfolgende Erregerspulen mit in ihrer Phase verschobenen Strömen beaufschlagt werden. Ist das Mahlwerkzeug scheibenförmig ausgebildet, rollt es durch das umlaufende Magnetfeld an der Umfangswand des Mahlgefäßes ab. Die Zerkleinerung findet dabei sowohl zwischen der Umfangswand des Mühlengehäuses und der Mahlscheibe als auch unterhalb der Mahlscheibe statt, wobei im Spalt zwischen Umfangswand und Mahlscheibe die Grobzerkleinerung des Mahlgutes erfolgt, bis das Material Partikelgrößen erreicht, die fein genug sind, um unter die Mahlscheibe zu gelangen. Dort werden die feinen Partikel durch eine Kombination aus Gewichtskraft und Scherung weiter zerkleinert. Während bei herkömmlichen Scheibenschwingmühlen, in diesem Bereich nur die Gewichtskraft der Mahlscheibe wirkt, kann gemäß der Erfindung der Mahldruck durch ein magnetisches Feld verändert und an das Mahlgut angepasst werden. The circulating magnetic field is generated, for example, by means of a plurality of exciting coils arranged around the grinding vessel in that successive exciting coils are subjected to currents which are shifted in their phase. If the grinding tool is disc-shaped, it rolls off through the circulating magnetic field on the peripheral wall of the grinding vessel. The comminution takes place both between the peripheral wall of the mill housing and the grinding disc and below the grinding disc, wherein in the gap between the peripheral wall and grinding disc, the coarse crushing of the material to be ground until the material reaches particle sizes that are fine enough to pass under the grinding disc , There, the fine particles are further crushed by a combination of weight and shear. While in conventional disc vibrating mills, in this area only the weight of the grinding disc acts, according to the Invention, the grinding pressure changed by a magnetic field and adapted to the material to be ground.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Scheibenschwingmühle eine Einrichtung zum Bestimmen der Position des Mahl Werkzeuges in dem Mahlgefäß. Eine solche Einrichtung kann beispielsweise auf der Innenseite des Mahlgefäßes, zwischen dem Mahlgefäß und dem Mahlwerkzeug angeordnet sein. Die Einrichtung zum Bestimmen der Position des Mahlwerkzeuges in dem Mahlgefäß kann beispielsweise eine Messeinrichtung zum Messen des Magnetflusses und / oder des Magnetrückfluss und / oder der Induktionsspannung des Erregersystems umfassen, wie beispielsweise eine Hallsonde oder eine in dem Magnetfeld des Erregersystems angeordnete Induktionsspule. Die Bewegung des Mahlwerkzeuges in dem Mahlgefäß erzeugt eine Änderung des Magnetfeldes des Erregersystems. Eine Messung des Magnetflusses und / oder des Magnetrückflusses und / oder der Induktionsspannung ermöglicht daher einen Rückschluss auf die Position des Mahlwerkzeuges in dem Mahlgefäß. Es ist des Weiteren denkbar, aus den ermittelten Positionen des Mahlwerkzeuges in dem Mahlgefäß die Drehzahl des Mahlwerkzeuges in dem Mahlgefäß zu ermitteln. According to a further embodiment of the invention, the disc vibration mill comprises a device for determining the position of the grinding tool in the grinding vessel. Such a device can be arranged, for example, on the inside of the grinding vessel, between the grinding vessel and the grinding tool. The device for determining the position of the grinding tool in the grinding vessel can, for example, comprise a measuring device for measuring the magnetic flux and / or the magnetic return flow and / or the induction voltage of the excitation system, such as a Hall probe or an induction coil arranged in the magnetic field of the exciter system. The movement of the grinding tool in the grinding vessel produces a change in the magnetic field of the exciter system. A measurement of the magnetic flux and / or the magnetic return flow and / or the induction voltage therefore makes it possible to draw conclusions about the position of the grinding tool in the grinding vessel. It is also conceivable to determine the speed of the grinding tool in the grinding vessel from the determined positions of the grinding tool in the grinding vessel.
Die Einrichtung zum Bestimmen der Position des Mahlwerkzeuges in dem Mahlgefäß ist beispielsweise derart ausgebildet, dass sie mit der Steuereinrichtung des Erregersystems in Verbindung steht. Vorzugsweise übermittelt die Einrichtung zum Bestimmen der Position des Mahlwerkzeuges die Position und / oder die Drehzahl des Mahlwerkzeuges in dem Mahlgefäß an die Steuereinrichtung des Erregersystems. Dies ermöglicht eine Steuerung des Erregersystems in Abhängigkeit der Drehzahl des Mahlwerkzeuges in dem Mahlgefäß. By way of example, the device for determining the position of the grinding tool in the grinding vessel is designed in such a way that it is connected to the control device of the exciter system. The device for determining the position of the grinding tool preferably transmits the position and / or the rotational speed of the grinding tool in the grinding vessel to the control device of the excitation system. This allows control of the exciter system as a function of the rotational speed of the grinding tool in the grinding vessel.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert. Further advantages and embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the following description and the drawing.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Scheibenschwingmühle mit einem im Bereich der Umfangswand angeordneten Erregersystem, In the drawing show 1 shows a disk vibrating mill with an exciter system arranged in the region of the circumferential wall,
Fig. 2a eine schematische Darstellung des Erregersystems und des Fig. 2a is a schematic representation of the excitation system and the
Mahlwerkzeugs zum Zeitpunkt A,  Grinding tool at time A,
Fig. 2b eine schematische Darstellung des Erregersystems und des 2b is a schematic representation of the excitation system and the
Mahlwerkzeugs zum Zeitpunkt B,  Grinding tool at time B,
Fig. 2c ein Stromzeitdiagramm zur Ansteuerung der Spulen der Fig. 2a, 2b, 2c is a current time diagram for driving the coils of Fig. 2a, 2b,
Fig. 3 eine Scheibenschwingmühle mit einem im Bereich der Decke und des Fig. 3 is a disc vibrating mill with a in the area of the ceiling and the
Bodens angeordneten Erregersystem,  Soil arranged excitation system,
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Erregersystems und des Fig. 4 is a schematic representation of the exciter system and the
Mahlwerkzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3,  Grinding tool according to the embodiment of FIG. 3,
Fig. 5a schematische Seitenansicht einer Scheibenschwingmühle mit einer magnetischen Anpresseinrichtung und Fig. 5a schematic side view of a disc vibrating mill with a magnetic pressing device and
Fig. 5b eine Unteransicht der Scheibenschwingmühle gemäß Fig. 5a. Fig. 5b is a bottom view of the disc vibrating mill of FIG. 5a.
Die in Fig. 1 dargestellte Scheibenschwingmühle weist ein Mahlgehäuse 1 auf, in dem ein Mahlgefäß 2 mittels einer Halterung 3 gehaltert ist. Das Mahlgefäß 2 ist zylindrisch ausgebildet, wobei der Durchmesser im dargestellten Ausführungsbeispiel wenigstens das 3-fache seiner Höhe beträgt. Das Mahlgefäß wird durch eine zylindrische Umfangswand 2a, eine Decke 2b und einen Boden 2c begrenzt. In der Decke 2b mündet eine Mahlgutzuleitung 4 zur Zuführung von Mahlgut, während im Bereich des Bodens 2c ein Auslassventil 5 für das gemahlene Mahlgut vorgesehen ist. Das Auslassventil 5 wirkt mit einem pneumatisch gesteuerten Austragssystem 6 und eine sich daran anschließenden Mahlgut- Austragsleitung 7 zusammen. Im Inneren des Mahlgefäßes 2 ist ein scheibenförmiges Mahlwerkzeug 8 angeordnet, dass einen Kern 8a und eine den Kern umgebende Ummantelung 8b aus einem verschleißfesten Material aufweist. Das Mahlgefäß 1 stützt sich über Dämpfungselemente 9 auf einem Fundament 10 ab. The disc vibration mill shown in Fig. 1 has a grinding housing 1, in which a grinding vessel 2 is supported by means of a holder 3. The grinding vessel 2 is cylindrical, wherein the diameter in the illustrated embodiment is at least three times its height. The grinding vessel is bounded by a cylindrical peripheral wall 2a, a ceiling 2b and a bottom 2c. In the ceiling 2b opens a Mahlgutzuleitung 4 for supplying ground material, while in the region of the bottom 2c an outlet valve 5 is provided for the ground material to be ground. The outlet valve 5 cooperates with a pneumatically controlled discharge system 6 and an adjoining regrind discharge line 7. Inside the grinding vessel 2, a disc-shaped grinding tool 8 is arranged, which comprises a core 8a and a core surrounding the core Sheath 8b made of a wear-resistant material. The grinding vessel 1 is supported via damping elements 9 on a foundation 10.
Damit das Mahlwerkzeug 8 in bekannter Art und Weise während des Mahlvorganges an der Umfangswand 2a des Mahlgefäßes 2 abrollt, ist ein Erregersystem 1 1 vorgesehen, das eine Vielzahl von Spulen I Ia, I I b, 1 1c, l ld, ... aufweist, die gleichmäßig verteilt auf der Außenseite des Mahlgefäßes im Bereich der Umfangswand 2a angeordnet sind (siehe Fig. 2a, 2b). Das Mahlwerkzeug 8, insbesondere sein Kern, weist einen magnetischen oder magnetisierbaren Bestandteil auf, der im dargestellten Ausführungsbeispiel durch vier Pohlpaare 8a, 8b, 8c, 8d gebildet wird. Über eine nicht näher dargestellte Steuereinrichtung können dieSo that the grinding tool 8 unrolls in a known manner during the grinding process on the peripheral wall 2a of the grinding vessel 2, an excitation system 1 1 is provided which has a plurality of coils I Ia, II b, 1 1c, l ld, ... which are evenly distributed on the outside of the grinding vessel in the region of the peripheral wall 2a are arranged (see Fig. 2a, 2b). The grinding tool 8, in particular its core, has a magnetic or magnetizable component, which is formed in the illustrated embodiment by four Pohlpaare 8a, 8b, 8c, 8d. About a control device not shown, the
Erregerspulen I Ia, I Ib, separat angesteuert werden. Durch eine geschickt gewählte Phasenverschiebung der Ströme in den jeweiligen Wicklungen (siehe Fig. 2c) entsteht ein umlaufendes Magnetfeld, dass eine Abrollbewegung des Mahlwerkzeuges 8 an der Umfangswand 2a des Mahlgefäßes 2 bewirkt, wie das aus den Fig. 2a und 2b ersichtlich ist. Fig. 2a und 2b zeigen dabei die Situationen zu denExcitation coils I Ia, I Ib, are controlled separately. By a cleverly selected phase shift of the currents in the respective windings (see Fig. 2c) creates a rotating magnetic field that causes a rolling movement of the grinding tool 8 on the peripheral wall 2a of the grinding vessel 2, as can be seen from Figs. 2a and 2b. Fig. 2a and 2b show the situations to the
Zeitpunkten A bzw. B. Das über die Mahlgutzuleitung 4 zugeführte Mahlgut wird dabei zwischen Mahlwerkzeug 8 und Umfangswand 2a zunächst grob zerkleinert, bis das Material Partikelgrößen erreicht, die fein genug sind, um in den Bereich zwischen Mahlwerkzeug 8 und Boden 2c zu gelangen. Dort werden die feinen Partikel durch eine Kombination aus Gewichtskraft und Scherung weiter zerkleinert, bevor das Material über das Auslassventil 5 und das pneumatisch gesteuerte Austragssystem 6 und die Mahlgutaustragsleitung 7 ausgeschleust wird. Gegenüber herkömmlichen Scheibenschwingmühlen, bei denen sowohl das Mahlgefäß als auch das Mahlwerkzeug in Bewegung ist, wird das Mahlgefäß hier fest angeordnet. Durch die starre Anordnung des Mahlgefäßes werden höhere Drehzahlen des Malwerkzeugs ermöglicht, da keine die Drehzahl begrenzenden Axiallager vorgesehen werden müssen. Time points A and B respectively. The grinding material fed in via the grinding material feed line 4 is first coarsely comminuted between grinding tool 8 and peripheral wall 2a until the material reaches particle sizes which are fine enough to reach the area between grinding tool 8 and bottom 2c. There, the fine particles are further comminuted by a combination of weight and shear, before the material is discharged via the outlet valve 5 and the pneumatically controlled discharge system 6 and the Mahlgutaustragsleitung 7. Compared with conventional disc vibrating mills, in which both the grinding vessel and the grinding tool is in motion, the grinding vessel is fixed here. Due to the rigid arrangement of the grinding vessel higher speeds of the brush are possible because no speed limiting thrust bearing must be provided.
Das Antriebskonzept der Scheibenschwingmühle basiert im Wesentlichen auf dem Prinzip eines Permanentmagnet-Motors, der zu den Synchronmaschinen gehört. Der Unterschied liegt lediglich darin, dass der Läufer (in diesem Fall das Mahlwerkzeug 8) nicht in der Mittelachse fixiert ist, sondern sich frei im Mahlraum bewegen kann. Außerdem werden bei dem hier offenbarten Antriebskonzept die einzelnen Segmente der äußeren Erregerwicklungen in der Art aktiviert, dass ein umlaufendes Magnetfeld entsteht, das durch abwechselnde Polarisierung das Mahlwerkzeug in Rotation versetzt. Insgesamt führt die Anregung dazu, dass das scheibenförmige Mahlwerkzeug an der Umfangswand 2c des Mahlgefäßes 2 abrollt. The drive concept of the disc vibration mill is based essentially on the principle of a permanent magnet motor, which belongs to the synchronous machines. The only difference is that the runner (in this case the grinding tool 8) is not fixed in the central axis, but can move freely in the grinding chamber. In addition, in the drive concept disclosed here, the individual segments of the outer excitation windings are activated in such a way that a circulating magnetic field is created, which sets the grinding tool in rotation by alternating polarization. Overall, the excitation causes the disk-shaped grinding tool to roll on the peripheral wall 2c of the grinding vessel 2.
Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 lediglich durch sein Erregersystem 11 ', das wiederum durch eine Vielzahl von separat ansteuerbaren Erregerspulen l l 'a, 1 1 'b, 11 'c, l l 'd, ... gebildet wird, die aber im Bereich der Decke 2b und Boden 2c des Mahlgefäßes 2 angeordnet sind. The illustrated in Fig. 3 second embodiment differs from the embodiment of FIG. 1 only by its excitation system 11 ', in turn, by a plurality of separately controllable excitation coils ll' a, 1 1 'b, 11' c, ll 'd ,. .. is formed, but which are arranged in the area of the ceiling 2 b and bottom 2 c of the grinding vessel 2.
Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 beschriebenen radialen Antriebskonzept ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ein axiales Antriebskonzept verwirklicht. Hierfür befinden sich Blechpakete der Erregerspulen als Segmente eines Kreisrings im Boden 2c und Decke 2b des Mahlgefäßes 2. Auch hier erfolgt die Ansteuerung sequenziell, sodass ein um die Mittelachse des Mahlgefäßes rotierendes Magnetfeld entsteht, sodass das scheibenförmige Mahlwerkzeug 8 als rotierende Masse auf einer Kreisbahn bewegt wird (siehe Fig. 4). In contrast to the radial drive concept described in FIG. 1, in the exemplary embodiment according to FIG. 3, an axial drive concept is realized. For this purpose, there are laminated cores of the excitation coils as segments of a circular ring in the bottom 2c and ceiling 2b of the grinding vessel 2. Again, the control is sequential, so that a rotating around the central axis of the grinding vessel magnetic field is formed so that the disc-shaped grinding tool 8 moves as a rotating mass on a circular path is (see Fig. 4).
Gemäß der Erfindung ist eine magnetische Anpresseinrichtung 12 zur Einstellung des Anpressdruckes zwischen Mahlwerkzeug 8 und Boden 2c des Mahlgefäßes 2 vorgesehen (Fig. 5a, 5b). Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Inneren des Mahlwerkzeugs 8 ein magnetisierbarer Kern oder Permanentmagnet 8g vorgesehen, der mit einem Ringmagneten 12a zusammenwirkt. Der Ringmagnet ist dabei genau auf der Kreisbahn angeordnet, die der Mittelpunkt des scheibenförmigen Mahlwerkzeugs 8 bei seiner Rotation im Mahlgefäß 2 ausführt. Zweckmäßigerweise lässt sich die Stärke des wirksamen Magnetfelds der Anpresseinrichtung 12 an die Zerkleinerungsaufgabe anpassen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Abstand des Ringmagneten 12 zum Boden 2c des Mahlgefäßes verändert wird oder die Stärke des Magnetfeldes elektrisch einstellbar ist. Die in den Fig. 5a und 5b dargestellte Ausbildung ist insbesondere für das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel geeignet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 kann die Erzeugung des zusätzlichen Anpressdruckes zusätzlich durch das schon vorhandene Erregersystem 1 1 ' realisiert werden, indem die Erregerspulen im Bereich der Decke 2b mit unterschiedlicher Stärke zu den Spulen im Bereich desAccording to the invention, a magnetic pressing device 12 is provided for adjusting the contact pressure between the grinding tool 8 and the bottom 2c of the grinding vessel 2 (FIGS. 5a, 5b). In the illustrated embodiment, a magnetizable core or permanent magnet 8g is provided inside the grinding tool 8, which cooperates with a ring magnet 12a. The ring magnet is arranged exactly on the circular path, which executes the center of the disk-shaped grinding tool 8 during its rotation in the grinding vessel 2. Conveniently, the strength of the effective magnetic field of the pressing device 12 can be adapted to the comminution task. This can be done, for example, by changing the distance between the ring magnet 12 and the bottom 2c of the grinding vessel or by electrically adjusting the strength of the magnetic field. The embodiment shown in FIGS. 5a and 5b is particularly suitable for the first embodiment shown in FIG. In the embodiment of FIG. 3, the generation of the additional contact pressure can be additionally realized by the already existing excitation system 1 1 'by the excitation coils in the ceiling 2b with different thickness to the coils in the region
Bodens 2c angesteuert werden. Floor 2c be controlled.

Claims

Patentansprüche claims
1. Scheibenschwingmühle mit einem Mahlgefäß (2), wenigstens einem im Mahlgefäß beweglichen Mahlwerkzeug (8) mit einem magnetischen oder magnetisierbaren Bestandteil und einem Erregersystem (1 1, 1 1 ') zur Erzeugung eines Magnetfelds, das eine Bewegung des wenigstens einen Mahlwerkzeugs (8) hervorruft, wobei das Erregersystem (11, 1 1 ') um das Mahlgefäß (2) angeordnet ist und zur Erzeugung eines umlaufenden Magnetfeldes ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine magnetische Anpresseinrichtung (12) zur Einstellung des Anpressdrucks zwischen Mahlwerkzeug (8) und einem Boden (2c) des Mahlgefäßes (2) vorgesehen ist. 1. Disc vibrating mill with a grinding vessel (2), at least one grinding mill in the grinding tool (8) with a magnetic or magnetizable component and an exciter system (1 1, 1 1 ') for generating a magnetic field, the movement of the at least one grinding tool (8 ), wherein the excitation system (11, 1 1 ') around the grinding vessel (2) is arranged and is designed to generate a rotating magnetic field, characterized in that a magnetic pressing device (12) for adjusting the contact pressure between the grinding tool (8) and a bottom (2c) of the grinding vessel (2) is provided.
2. Scheibenschwingmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlgefäß (2) eine Decke (2b), einen Boden (2c) und eine Umfangswand aufweist, wobei das Erregersystem im Bereich der Umfangswand und/oder im Bereich von Decke und/oder Boden des Mahlgefäßes angeordnet ist. 2. Disc vibratory mill according to claim 1, characterized in that the grinding vessel (2) has a ceiling (2b), a bottom (2c) and a peripheral wall, wherein the exciter system in the region of the peripheral wall and / or in the region of the ceiling and / or floor the grinding vessel is arranged.
3. Scheibenschwingmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlgefäß eine zylindrische Umfangswand (2a) aufweist und das Mahlwerkzeug (8) als Mahlscheibe ausgebildet ist. 3. Disc vibrating mill according to claim 1, characterized in that the grinding vessel has a cylindrical peripheral wall (2 a) and the grinding tool (8) is designed as a grinding disc.
4. Scheibenschwingmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erregersystem (1 1, 1 1 ') zur Erzeugung des umlaufenden Magnetfeldes eine Vielzahl von separat ansteuerbaren Erregerspulen (I Ia, I Ib,... ; 1 l 'a, 1 1 'a,...) umfasst. 4. Disc vibrating mill according to claim 1, characterized in that the excitation system (1 1, 1 1 ') for generating the circulating magnetic field, a plurality of separately controllable excitation coils (I Ia, I Ib, ...; 1 l' a, 1 1 'a, ...).
5. Scheibenschwingmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Erregersystem (1 1, 1 1 ') eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Erregerspulen umfasst. 5. Disc vibratory mill according to claim 4, characterized in that the excitation system (1 1, 1 1 ') comprises a control device for controlling the excitation coils.
6. Scheibenschwingmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlwerkzeug (8) wenigstens ein, vorzugsweise 2 bis 4 oder mehrere Polpaare (8c, 8d, 8e, 8f) umfasst. 6. Disc vibrating mill according to claim 4, characterized in that the grinding tool (8) comprises at least one, preferably 2 to 4 or more pole pairs (8c, 8d, 8e, 8f).
7. Scheibenschwingmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlwerkzeug (8) einen Kern (8a) und zumindest eine, den Kern umgebende Ummantelung (8b) aus einem verschleißfesten Material aufweist. 7. Disc vibration mill according to claim 4, characterized in that the grinding tool (8) has a core (8a) and at least one, the core surrounding sheath (8b) made of a wear-resistant material.
8. Scheibenschwingmühle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlegefäß (2) starr angeordnet ist. 8. Disc vibrating mill according to claim 1, characterized in that the flour container (2) is arranged rigidly.
9. Scheibenschwingmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenschwingmühle eine Einrichtung zum Bestimmen der Position des Mahlwerkzeuges (8) in dem Mahlgefäß (2) umfasst. 9. Disc vibrating mill according to one of the preceding claims, characterized in that the disc vibrating mill comprises means for determining the position of the grinding tool (8) in the grinding vessel (2).
10. Verfahren zum Betreiben einer Scheibenschwingmühle, bei der ein Mahlwerkzeug (8) mit einem magnetischen oder magnetisierbaren Bestandteil durch ein Magnetfeld in einem Mahlgefäß (2) bewegt wird, wobei das Magnetfeld als ein um das Mahlgefäß (2) umlaufendes Magnetfeld erzeugt wird dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressdruck zwischen Mahlwerkzeug (8) und einem Boden (2c) des Mahlgefäßes (2) mittels einer magnetischen Anpresseinrichtung (12) eingestellt 20 wird. 10. A method for operating a disc vibration mill, wherein a grinding tool (8) is moved with a magnetic or magnetizable component by a magnetic field in a grinding vessel (2), wherein the magnetic field as a grinding around the grinding vessel (2) generates magnetic field is characterized in that the contact pressure between the grinding tool (8) and a bottom (2c) of the grinding vessel (2) is set by means of a magnetic pressing device (12).
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das umlaufende Magnetfeld mittels mehrerer um das Mahlgefäß (2) angeordneter Erregerspulen (I Ia, I Ib,... ; 1 l 'a, 11 'b,...) dadurch erzeugt wird, dass aufeinander folgende Erregerspulen mit in ihrer Phase verschobenen Strömen beaufschlagt werden. 11. The method according to claim 9, characterized in that the circulating magnetic field by means of several around the grinding vessel (2) arranged excitation coils (I Ia, I Ib, ..., 1 l 'a, 11' b, ...) generated thereby is that successive excitation coils are applied with shifted in their phase currents.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein scheibenförmig ausgebildetes Mahlwerkzeug (8) zur Anwendung kommt, das durch das umlaufende Magnetfeld an einer inneren Wandung des Mahlgefäßes (2) abrollt. 12. The method according to claim 9 or 10, characterized in that a disc-shaped grinding tool (8) is used, which rolls on an inner wall of the grinding vessel (2) by the rotating magnetic field.
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