DE4400627A1 - Kreisförmige oder ähnliche Schwingungen ausführende Mühle mit hohem Zerkleinerungseffekt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft kreisförmige oder ähnliche Schwingungen ausführende Mühlen mit oder ohne zusätzlichem Mahlwerk für Trocken-, Naßzerkleinerung und Dispergierung mahlfähiger disperser Stoffe einschließlich des Aufschließens von Mikroor­ ganismen. Die Anwendung der Erfindung empfiehlt sich besonders für die Mahlung harter, sehr feiner und schwer zu zerkleinern­ der Partikeln.

In Rohrschwingmühlen werden Mahlrohre zur Erhöhung des Ener­ gieumsatzes mit dem Drehkammerrad (DE-PS 31 43 756 bzw. DE-PS 34 43 499) oder mit nockenartigen Auskleidungen (DD-PS 2 90 148) versehen. Mit diesen Modifizierungen des Mahlraumes ist es möglich, den Impuls tiefer in den Mahlbehälter zu lei­ ten. Jedoch kommt es auf Grund des zeitlich versetzten Stoß­ eintrages zur Behinderung der Mahlkörperbewegung, was bis zur Verpressung der Mahlkörper führen kann, da der Stoß zwischen den Mahlkörpern pyramidenförmig weitergeleitet wird. Bei der Übertragung des Impulses in Richtung Zentrum werden somit auch seitliche Impulse auf die benachbarten Mahlkörper übertragen. Die dabei für die seitlichen Stöße erforderliche Energie kann nicht mehr zum eigentlichen Zerkleinerungsprozeß genutzt wer­ den, da sie nicht ausreicht, um die Beanspruchungshöhe zur Zerkleinerung zu überschreiten. Die energetischen Anteile für den seitlichen Stoßprozeß gehen aber für die Energieübertra­ gung in Richtung Zentrum verloren, wodurch sich dort ein bewe­ gungsarmes Gebiet ausbildet, in dem keine wirkungsvolle Zer­ kleinerungsarbeit verrichtet wird.

In der DR-PS 7 01 744 ist der Einbau eines Deckleitbleches be­ schrieben. Dieses Deckleitblech ragt soweit senkrecht zur Schwingungsebene in die Mahlkörperfüllung hinein, daß die Auf­ wärtsbewegung der Mahlkörper an der Seitenwand gehemmt und die Füllung angestaut wird. Die Ausbildung bewegungsarmer Zonen wird dadurch stark begünstigt, wodurch der Zerkleinerungspro­ zeß behindert wird.

Eine weitere Lösung (DE-OS 23 32 515) beschreibt den Einbau einer festen Trennplatte. Durch diese Trennplatte wird der Bewegungsablauf der Mahlbehälterfüllung beeinflußt. Mit dieser Lösung wird das Verhältnis der impulserteilenden Wandfläche zur Mahlkörpermasse gegenüber dem herkömmlichen runden Mahl­ rohr vergrößert. Damit existieren zwei Mahlkammern, zwischen denen ein Mahlkörperaustausch nur eingeschränkt möglich ist. Somit entsteht eine Behinderung der Mahlkörperbewegung, was zu einer Verpressung der Mahlkörperpackung führt.

Desweiteren sind für Kugelmühlen Erfindungen bekannt, die eine polygonartige (DE-PS 39 11 849) bzw. sichelförmige Auskleidung (DE-PS 33 32 958) beschreiben, mit deren Hilfe die Mahlwirkung durch verbesserte Rutsch- und Rollreibungsbedingungen bei zusätzlichen Fall- und Auftreffeffekten verbessert wird. Ent­ scheidend ist hierbei weiterhin, daß die Energieübertragung durch Rotation der gesamten Mahlrohrwand um einen ruhenden Festpunkt im Zentrum des Mahlrohres erfolgt.

Dagegen wird in Schwingmühlen die zur Zerkleinerung benötigte Energie durch zeitlich versetzte, an der Mahlrohrwand umlau­ fende Stoßimpulse in die Mahlkörperpackung eingeleitet. Dies führt zu einer kombinierten und sehr intensiven Stoß- und Reibbeanspruchung. Damit entstehen in Schwingmühlen qualitativ völlig andere Zerkleinerungsbedingungen hinsichtlich Beanspru­ chungshäufigkeit und -intensität, als sie in Kugelmühlen zu finden sind. Damit sind in Schwingmühlen wesentlich höhere Feinheiten realisierbar. Aufgrund der o. g. Übertragungsver­ luste des Stoßimpulses in Richtung Zentrum des Mahlrohres entstehen in Schwingmühlen jedoch bewegungsarme Gebiete, in denen keine effektiven Zerkleinerungsvorgänge mehr stattfinden können. Diese bewegungsarmen Gebiete können aber durch eine Übertragung der polygonartigen und sichelförmigen Auskleidung auf die Schwingmühlen nicht beseitigt werden, da die Mahlkör­ per auch hier um einen virtuellen Drehpunkt konzentrisch um­ laufen würden, was stets zu bewegungsarmen Zonen führt.

Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß eine zu Schwingungen angeregte Mühle so verbessert wird, daß ein neuartiger Beanspruchungszustand zur Vermeidung bewegungsarmer Zonen entsteht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in eine kreisförmige oder ähnliche Schwingungen ausführende Mühle mit oder ohne zusätzlichem Mahlwerk zur Vergleichmäßigung der Energiedichte mindestens eine gerade Fläche zur Begrenzung des Mahlrohrquerschnittes in den Mahlraum eingebracht ist. Der Winkel dieser den Mahlraum begrenzenden geraden Flächen gegen­ über der Vertikalen beträgt 0-60°. Die Länge der den Mahl­ raum begrenzenden Flächen zum Mahlrohrdurchmesser bildet ein Verhältnis von 0,65 bis 0,85. Die Flächen können durchgängig, stufenweise oder unterbrochen angeordnet sein.

Mit dem erfindungsgemäßen Einbau wird durch einen parallelen Stoßeintrag auf die angrenzenden Mahlkörperschichten eine intensive Bewegung über den gesamten Mahlraumquerschnitt in­ itiiert. Der Mahlraum ist so gestaltet, daß die symmetrische Geschwindigkeitsverteilung der Mahlkörper um eine virtuelle Achse im Mahlraumquerschnitt gestört wird. Das erfolgt durch eine zeitgleiche Einleitung des Stoßimpulses auf die an den geraden Flächen angrenzenden Mahlkörper in Richtung Zentrum des Mahlrohres. Dies ist auch der Hauptunterschied zum Stoß­ eintrag an einer gekrümmten Fläche, wo sich die Mahlkörper nur zeitlich versetzt von der Wand lösen. Die Folge des zeitlich versetzten Stoßeintrages ist die Behinderung der freien Be­ weglichkeit der Mahlkörper im Zentrum, wodurch es zu einer Verdichtung der Mahlkörper in diesem Bereich kommt. Das in der Erfindung beschriebene Wirkprinzip des parallelen Stoßeintra­ ges führt zu einem schichtartigen Abheben der Mahlkörper von der Wand, ohne daß eine Verpressung der Mahlkörper auftritt, da diese tangential an den geraden Flächen entweichen können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. In eine herkömmliche Rohrschwingmühle mit rundem Mahlrohrquerschnitt (1) werden drei starre ebene Flächen (2) bis (4) zur Begrenzung des Mahlraumes angeordnet. Die Bewegungsrichtung der Mahlkör­ per erfolgt in Uhrzeigerrichtung. Um optimale Bewegungsver­ hältnisse im Mahlraum zu schaffen, werden die Fläche (2) senk­ recht und die Flächen (3) und (4) geneigt angeordnet. Mit dieser Mahlraumgeometrie erzwingt man eine zeitgleiche Ein­ leitung des Stoßimpulses in Richtung Zentrum des Mahlrohres bei gleichzeitiger Verbesserung der Bewegungs- und Transport­ verhältnisse im Mahlraum. Das Ergebnis ist ein effektiverer Zerkleinerungsprozeß im Vergleich zur konventionellen Schwing­ mahlung, was zu einer Senkung des spezifischen Energiebedarfes und zur Erhöhung der Mahlfeinheit führt.

Claims (2)

1. Kreisförmige oder ähnliche Schwingungen ausführende Mühle mit hohem Zerkleinerungseffekt mit oder ohne zusätzlichem Mahlwerk, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergleichmäßigung der Energiedichte mindestens eine gerade Fläche zur Be­ grenzung des Mahlrohrquerschnittes im Winkel von 0 bis 60° gegenüber der Vertikalen in den Mahlraum eingebracht ist, und daß das Verhältnis der Länge der den Mahlraum begren­ zenden geraden Flächen zum Mahlrohrdurchmesser 0,65 bis 0,85 beträgt.

2. Kreisförmige oder ähnliche Schwingungen ausführende Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Mahl­ raum begrenzenden geraden Flächen durchgängig, stufenweise oder unterbrochen angeordnet sind.