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Verfahren zum Betrieb einer Mühle Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zum -Betrieb einer Mühle und auf die Gestaltung der Mühle.
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Es ist an sich: bekannt, Material in Behältern mittels Mahlkörper
zu zerkleinern und zu vermahlen, die derart in Bewegung versetzt werden, daß sie
unter dem Einfluß der Schwere die Vermahlungs- und Zerkleinerungsarbeit ausführen.
Beispiele hierfür bieten die weit verbreiteten Kugelfall- und Rohrmühlen. Ferner
ist es bekannt, eine Relativbewegung von Mahlkörpern und Gut durch Vibrieren des
Mahlbehälters hervorzurufen, wie es beispielsweise bei den sogen!annten Vibrations-
oder Schwingmühlen :der Fall ist. Die genannten Vermahlungsmaschinen haben den Nachteil,
daß kleine Mahlkörper nicht mit Vorteil benutzt werden können, weil diese unter
dem Einfluß der Schwere allein 'keine genügende Schlagwirkung besitzen, um das Material
in wirksamer Weise zu zerkleinern. Auch bei Verwendung normaler Mahlkörper läßt
sich bei solchen Zerkleinerungsmaschinen der Mahldruck nicht erhöhen.
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Es ist schon eine Mahlvorrichtung bekannt, die aus einem stillstehenden
Behälter und einem in demselben umlaufenden Rotor besteht, welcher Rotor, der mit
axialen und radialen Scheidewänden versehen ist, das Innere des Behälters in Kammern,
die ganz mit Material und Mahlkörpern gefüllt sind, aufteilt.
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In dieser Vorrichtung wird jede Kammerfüllung aus Material und Mahlkörpern
als ein Ganzes um die Achse des Behälters bewegt. Ein
nennenswertes
Umrühren oder Umlaufen in den einzelnen Füllungen und damit eine wirkungsvolle Vermahlung
wird deshalb nicht erreicht.
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Die Erfindung zeigt nun, wie auch mit kleinen lählkörpern, welche
dem Mahlgut beigemischt sind, größere Mahnwirkungen erzielt werden können. Dieses
neue Verfahren zum Betrieb einer Mühle, die aus einem rotierenden oder stillstehenden
zylindrischen oder nahezu zylindrischen Behälter und darin angeordneten Umrührern
besteht, durch deren Bewegungen die in dem Behälter vorgesehenen Mahlkörper zum
Zwecke des Vermahlens des der Mühle aufgegebenen Mahlguts in Bewegungen versetzt
werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter und oder die Umrührer, deren
Außenkanten einen Abstand von der Behälterwand haben, der größer als die Mahlkörper
ist, mit solchen Drehzahlen betrieben werden und die Mühle auf einer solchen Füllung
gehalten wird, daß sich durch die Zentrifugalkraft an der Behälterwand eine gleichmäßig
starke Schicht mit freier Innenoberfläche bildet, in die die Umrührer zu einem Teil
hineinragen und infolge der Relativbewegung zum Behälter ein Umwälzen des inneren
Teils der Schicht bewirken. Dabei wird mit solchen Drehzahlen gearbeitet, daß das
Mahlgut und die Mahlkörper unter einer Zentrifugalkraft stehen, welche die Erdanziehungskraft
um ein Mehrfaches übertrifft. Die Mahlkörper und das Mahlgut werden dabei innerhalb
der Mühle derart in einem geschlossenen Kreislauf in Umlauf versetzt, daß sie an
Stellen innerhalb oder außerhalb des Behälters vorübergeführt werden, wo das fertig
vermahlene Gut auf mechanischem oder pneumatischem Wege von den Mahlkörpern abgetrennt
werden kann.
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Während des Verfahrens kann ein Luft- oder Gasstrom durch den Behälter
gesandt werden, der das Mahlgut und gegebenenfalls die Mahlkörper zu einem Windsichter
fördert; von wo ungenügend vermahlenes Gut und gegebenenfalls Mahlkörper zum Behälter
zurückgeführt werden.
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Das neue Betriebsverfähren kann sowohl bei Trocken- als auch bei Naßmahlung
mit und ohne Kühlung durchgeführt werden; wobei gewünschtenfalls der Mahlbehälter
auch in Vibration versetzt werden kann.
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Durch das neue Betriebsverfahren werden gegenüber vorbekannten Betriebsverfähren
verschiedene Vorteile erzielt. Von besonderer Bedeutung ist hierbei, daß man imstande
ist, gerade mit dem für die Zerkleinerung erforderlichen Druck zu arbeiten und nicht
mit einem überschüssigen Druck und infolgedessen mit überschüssigem Kraftaufwand.
Ferner ist man imstande, einen viel größeren Druck als bei den bisher bekannten
Verfahren zu erzielen, wo die Mahlkörper unter dem Einfluß der Schwere bewegt werden.
Erfindungsgemäß können daher auch ganz kleine Mahlkörper benutzt werden, so daß
in jedem einzelnen Fall gerade die Größe von Mahlkörpern verwendet werden kann,
die bei der jeweilig gewünschten Feinheit des zu vermahlenden Materials am wirtschaftlichsten
ist. Beispielsweise ist es möglich, Mahlkörper bis herab zur Größenordnung von i
mm zu verwenden und doch genügend große Mahldrücke zu erzielen. Bei der Feinvermahlung
von Zement, der schon bis auf eine Feinheit von etwa 801o Siebrückstand auf einem
Sieb mit ¢90o Maschen vermahlen war, wurde bei Anwendung des neuen Betriebsverfahrens
mit 3,5 mm Mahlkörpern die Feinheit des Mahlguts bis auf nur etwa 1/2 14 Siebrückstand
auf dem genannten Sieb getrieben.
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Die Mühle zur Durchführung des Betriebsverfahrens gemäß der Erfindung
besteht aus einem ringförmigen oder zylindrischen Behälter mit Zulauf und Ablauf
für das Material und einem zentral im Behälter angeordnetenUmrührer, dessen Abstand
von der Behälterwand vorzugsweise brößer ist als etwa der dreifache Durchmesser
der Mahlkörper.
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Das letztgenannte Abstandsmaß sollte insbesondere bei Verwendung kleiner
Mahlkörper innegehalten werden. Wandflächen des Behälters oder im Innern des Behälters
fest angeordnete Wandflächen sowie Flächen des Umrührers, welche die Mahlflächen
bilden, werden zweckmäßig mit Rillen, Vorsprüngen, Aussparungen od. dgl. versehen;
auch können auf den Wänden des Behälters oder der Umrührer oder beiderlei Flächen
Vorsprünge zum Fördern des Gutes, wie schräge oder schraubenförmige, fortlaufende
oder unterbrochene Rippen, vorgesehen sein. Diese Mittel dienen dazu, Material und
Mahlkörper im Behälter selbst in Umlauf zu setzen, so &ß "die weiter obenerwähnte
Ausscheidung des fertig gemahlenen Gutes erfolgen kann.
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Der Behälter kann stehend oder liegend angeordnet sein. Im ersten
Fäll kann der Umrührer derart ausgebildet werden, daß Mahlkörper und Material aufwärts
im Behälter gefördert werden, wobei der Behälter oben mit einem Sieb versehen sein
kann, welches die Mahlkörper zurückhält, aber das fertig gemahlene Gut passieren
läßt. Die Mahlkörper können alsdann von selbst auf den Boden des Behälters herabfallen.
Oben im Behälter kann Luft oder Gas zwecks Abführung des Materials eingeblasen"
werden.. Das Einblasen erfolgt vorzugsweise durch tangentiale Öffnungen.
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Der Behälter kann aus einer Anzahl übereinander angeordneter Kammern
bestehen oder solche aufweisen, die durch öffnungen miteinander in Verbindung stehen,
durch welche Material und Mahlkörper aus einer unteren Kammer in eine i höher gelegene
gefördert werden können, so daß ein Fördern überwiegend von unten nach oben im Behälter
bewerkstelligt wird. Die Einteilung in Kammern bietet den Vorteil, daß sich nicht
die ganze Menge von Material und Mahlkörpern bei Abstellung der Vorrichtung im Boden
des Behälters sammelt und das Wiederanlaufen erschwert, da nur eine geringe Menge
sich in jeder Kammer sammelt, weil ,die genannten Öffnungen zwischen den Kammern
derart ausgebildet sind, daß Material und Mahlkörper nicht von allein
aus
einer Kammer in eine darunter befindliche Kammer passieren können.
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Bei Verwendung eines Behälters mit waagerechter Achse können das vermahlene
Gut und die Mahlkörper durch einen Überlauf ausgeleert werden, wonach das fertig
gemahlene Gut von den Mahlkörpern und dem nicht fertig gemahlenen Gut getrennt wird,
die beide zum Behälter zurückgeführt werden. Im Behälter mit waagerechter Achse
können auch Siebe angeordnet werden, welche die Mahlkörper zurückhalten, aber das
fertig gemahlene Gut passieren lassen.
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Die Zeichnungen veranschaulichen einige Ausführungsbeispiele der Mühle
gemäß der Erfindung, und zwar zeigt Fig. i eine Mühle mit senkrechter Achse, Fig.
2 eine ähnlicheMühle mitLuftausscheidung, Fi.g. 3 eine abgeänderte Ausführungsform
ebenfalls mit senkrechter Achse, Fig. q. dieselbe Mühle, nachdem ein Teil der Behälterwand
entfernt worden ist, Fig.5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 3, Fig. 6 einen
Axialschnitt durch eine Mühle mit senkrechter Achse, Fig. 7 einen Schnitt nach der
Linie VII-VII in Fig. 6, Fig. 8 eine Mehrkammeretagenmühle, Fig. 9 eine Trommelmühle
mit Schleuderwerk, Fig. io einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 8, Fig. i i
einen Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. io und Fig. 12 eine Abänderung der in
Fig. 9,dargestellten Trommelmühle.
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In Fig. i bezeichnet i einen aufrecht stehenden zylindrischen Mahlbehälter
mit axialerRührwerkswelle 2, an welcher mittels Armen .;. und Naben 5 Schraubengänge
3 befestigt sind, welche bei hinreichend schneller Umdrehung der Welle 2 das Gemisch
von Mahlkörpern und Gut gegen die Wandung des Mahlbehälters schleudern, so daß es
sich der Wand des Behälters in einer Schicht anzulagern sucht, wie in der Figur
angedeutet, wobei das schraubengangförmige Schleuderwerk die Füllung im Behälter
entlang der Behälterwand nach oben fördert und insbesondere die auf der Innenseite
befindlichen Schichtanteile auflockert und in Bewegung hält. Am oberen Ende ist
die Behälterwand bei 6 siebartig durchbrochen. Die Siebmaschen sind fein genug,
um die Mahlkörper und das ungenügend vermahlene Gut zurückzuhalten, während das
fertig gemahlene Gut durch die Maschine hindurch in einen Mantelraum 8 mit Auslauf
7 überzutreten vermag. Der Antrieb der Welle 2 erfolgt über eine Kupplung 9. Der
nicht durch die Maschen des Siebes 6 hindurchtretende Teil der Füllung verläßt vor
Erreichung des Behälterdeckels, bis zu welchem die Schraubengänge 3 nicht ganz heranreichen,
die Behälterwand und wird von einem am Bolzen 12 aufgehängten Trichter i i aufgefangen
und durch diesen zentral in den Behälter i geleitet, wo er zu Baden fällt, um danach
aufs neue längs der Behälterwand nach oben gefördert zu werden. Das Gut wird dem
Behälter unten durch einen Zulauf io zugeführt. An der Welle 2 können mehrere Schraubengänge
angeordnet werden; dieselben brauchen nicht fortlaufend zu sein.
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In Fig. 2 ist der Behälter oben mit tangentialen Spalten 6' versehen,
die von einem Mantelraum 8' umgeben sind, in den von einem Ventilator 15 durch einen
Einlauf 7' Luft eingeführt wird. Diese Luft dringt durch die Spalten 6' und führt
das vermahlene Gut mit sich. Am oberen Ende der Welle 2 ist ein Flügelsystem 16
angeordnet, welches das ungenügend vermahlene Gut ausscheidet, wonach, das Gemisch
von Luft und Material durch einen Ablauf 13 zu einem Zyklon 14 gelangt, wo das fertig
gemahlene Gut abgeschieden wird, während die Luft vom Ventilator 15 abgesaugt wird,
wie durch Pfeiile in der Figur angedeutet ist. Um den Behälter unterhalb des Mantelraums
8' ist ein Düsenrohr 17 herumgelegt, dem Wasser durch ein Ventil 18 zugeführt werden
kann, welches dann an der Außenseite des Behälters herunterfließt und durch Kühlung
der Behälterwand auch das im Behälter befindliche Gut kühlt. Unten ist der Behälter
mit einer Rinne i9 zum Aufsammeln und Ableiten des Wassers versehen.
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Die Fig. 3 bis 5 zeigen eine Mühle, die aus einem Behälter 21 mit
Materialzulauf 22 und mit an einer Welle 25 mittels der Arme 23 starr befestigten
Umrührgestängen besteht. Die Welle wird durch eine Kupplung 26 angetrieben. Durch
einen tangentialen Einlaufstutzen 27 wird dem Behälter Luft oder Gas zugeführt,
welche das vermahlene Gut durch einen zentralen Auslauf 28 aus dem Behälter abführen.
Die Luft wird vorzugsweise an der Stelle zugeführt, wo Mahlgut und Mahlkörper die
Behälterwand verlassen. Der Umrührer besteht aus schräg angeordneten Gestängen 2q.,
die ein Fördern von Mahlgut und Mahlkörpern vom Boden des Behälters nach oben bewirken,
wie durch Pfeile in Fig. 3 angedeutet ist.
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In den Fig. 6 und 7 bezeichnet 5 i einen Behälter mit senkrechter
Drehachse, welche von einer in einem Lager 52 laufenden, zentral angeordneten Hohlwelle
55 gebildet wird. Auf der Welle 55 ist ein Zahnrad 53 angebracht, das von einem
Ritzel 54 angetrieben wird. Im Behälter sind zwei stillstehende Schaber 56 vorgesehen,
die an den Armen 57 befestigt sind, die wiederum mit einer feststehenden Welle 58
starr verbunden sind. Der Behälter ist durch einen stillstehenden Deckel 59 verschlossen,
der mit Einlaßtrichter 61 für das Material und Einlaßstutzen 6o für die Luft versehen
ist, welche das genügend fein vermahlene Gut aus dem Behälter durch die Hohlwelle
55 abführen. Jeder Umrührer 56 schabt einen Teil der Schicht von der Behälterwand
ab, wie es deutlicher aus Fig.7 hervorgeht; indem der genannte Teil der Schicht
nach der Abschabung sich wieder mit der nicht abgeschabten Schicht an der 1 Behälterwand
vereinigt. Hierdurch werden nicht
nur Relativverschiebungen unter
den einzelnen Mahlkörpern bewirkt, sondern diese treffen auch die Behälterwand mit
einer gewissen Kraft, so daß auch einigermaßen eine Schlagwirkung entsteht.
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Fig. 8 zeigt einen Behälter 21', der durch Scheidewände
44 etagenartig unterteilt ist, so daß der Behälter eine Anzahl übereinander
befindlicher Kammern aufweist. In jeder Kammer ist ein Umrührer 24 vorgesehen, der
an Armen 23 befestigt ist, die wiederum an einer durch den ganzen Bekälter gehenden
Welle 25' befestigt sind, welche über die Kupplung 26' angetrieben wird. In jeder
Scheidewand 44 befindet sich eine zentrale Öffnung mit einem Bund 43, welcher
Mahlgut und Mahlkörper daran hindert, durch die genannte Öffnung zu fallen. Ferner
ist jede Scheidewand, wie aus Fig. io und ii hervorgehst, mit Öffnungen 45 versehen,
zu deren Bildung Teile der Platte .44 aus der Plattenebene herausgedrückt sein können,
so daß diese Teile eine schwache Neigung nach unten haben. Die Umrührer 24 fördern
das Gemisch von Mahlgut und Mahlkörpern durch die Öffnungen 45 hinaus, während dieses
Gemisch nicht von selbst durch die genannten Öffnungen hindurchtritt, wenn die Umrührer
stillgesetzt sind. Das Mahlgut und die Mahlkörper verlassen die oberste Kammer durch
einen Auslaufstutzen 46, wonach sie zu einem Schüttelsieb 47 gelangen, durch welches
das fein vermahlene Gut in einen Sammelbehälter 48 fällt, während die Mahlkörper
und das ungenügend vermahlene Gut einem Behälter 49 zugeleitet werden, aus dem sie
zur untersten Kammer des Behälters 21 durch den Einlauf 5o gelangen. Das Gut vom
Behälter 48 kann gegebenenfalls einem Windsich,ter zugeleitet werden, damit ungenügend
vermahlenes Gut noch weiter abgetrennt werden kann.
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Fig. 9 zeigt eine Mahltrommel 29 mit waagerechter Achse, die mit einem
Lagerzapfen ß0 versehen ist, welcher in einem Lager 31 ruht. Am Lagerzapfen ist
ein Zahnrad 32 festgekeilt, das von einem Ritzel33 angetrieben wird. Umrührer 34
sind an Armen 35 befestigt, die wiederum an einer in Lagern 37 gelagerten Welle
36 befestigt sind. Auch in .diesem Falle drehen sich die Umrührer, aber mit einer
Geschwindigkeit, die von derjenigen des Behälters verschieden ist. Die Welle 36
wird über eine Kupplung 38 angetrieben. Der Behälter 29 ist nach der Seite offen,
an welcher der Umrührer eingeführt wird; es ist aber ein Abschluß 39 vorgesehen,
welcher für das Mahlgut und die Mahlkörper, die den Behälter verlassen, nur einen
Ausweg zu einem Windsichter 4o frei läßt, in welchem das genügend fein vermahlene
Gut, ausgeschieden und durch den Auslauf 41 abgeführt wird, während die Mahlkörper
und das ungenügend fein vermahlene Gut zum Behälter 29 zurückgeführt werden, wie
durch einen Pfeil in der Figur angedeutet.
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Fig. 12 zeigt ebenso wie Fig.9 eine liegende Mahltrommel 29'. Die
Umrührer 34 sind an den Armen 35 befestigt, die wiederum an einer Welle 36' befestigt
sind, welche an jedem Ende in Lagern 37" gelagert ist. Die Wellte wird über eine
Kupplung 38' angetrieben. Der Behälter 29' ist auch, in diesem Fall an seinem offenen
Auslaßende mit einem Abschluß 39' versehen, welcher dem Mahlgut und den Mahlkörpern,
die den Behälter 29' verlassen, einen bestimmten Weg weist.