JP2967803B2 - 撹拌装置式ボールミル - Google Patents
撹拌装置式ボールミルInfo
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Description
するための撹拌装置式ボールミルであって、粉砕容器
と、該粉砕容器内に回転可能に配置された撹拌装置とが
設けられており、該撹拌装置の表面が、隣接したケーシ
ング壁と共に少なくとも1つの粉砕領域を形成してい
て、該粉砕領域を粉砕物と粉砕媒体とが貫流するように
なっており、粉砕物を粉砕領域に供給するための粉砕物
入口が、粉砕容器に設けられており、さらに、粉砕領域
の終端部に接続されていて分離機構を有している中央の
分離室と、粉砕領域の終端部と始端部との間を接続する
接続部とが設けられており、この場合第1の粉砕物部分
流が分離室に達し、かつ別の粉砕物部分流が、粉砕媒体
と一緒に粉砕領域の始端部に達するようになっている形
式のものに関する。
場合には、粉砕物サスペンションの流れ速度と粘度とに
関連して、粉砕媒体に作用する引張り力(Schleppkraf
t)が発生する。これによって粉砕媒体は粉砕物と一緒
に、粉砕領域への入口から出口における分離機構にまで
連行される。これによって、分離機構の前において粉砕
媒体がプレスされることがあり、これにより摩耗及び閉
塞のおそれが高くなる。このような現象は特に、極めて
小さな粉砕媒体を用いた微粉砕を行う場合及び処理率が
高い場合に、問題になる。
る公知の幾つかの撹拌装置式ボールミルでは、連行され
た粉砕媒体を、粉砕領域への帰路を用いてミルにおいて
循環させることができるようになっている(ドイツ連邦
共和国特許第3716587号明細書、ドイツ連邦共和
国特許第3345680号、ドイツ連邦共和国特許第2
811899号)。分離領域は回転軸線の近傍に、多く
の場合撹拌装置の内部に配置されており、この結果粉砕
媒体は遠心力によって分離機構から遠ざけられることに
なる。
ために、粉砕領域と分離領域との間においては可能な限
り大きな空間的な間隔が望まれている。粉砕媒体の流れ
経路が半径方向において分離領域から大きく離れていれ
ばいるほど、摩耗及び閉塞に対する分離機構の保護が改
善される。つまり撹拌装置の直径が大きければ大きいほ
ど、分離領域及び粉砕媒体案内のための構成可能性が改
善される。撹拌装置の内部に分離領域が位置していると
いうことは、ポット形の形状を前提としている。これに
よって、撹拌装置の内部に付加的な粉砕アクティブ領域
を配置することが可能になる。しかしながらこのような
内側に位置している回転面には、該回転面が遠心力に対
してほぼ垂直に配置されている場合に、著しい堆積のお
それがある。さらにまたこの場合、撹拌装置形状が細長
い場合には、保守を目的とした、撹拌装置内側面におけ
る撹拌工具への接近が困難になるという欠点もある。
は、粉砕媒体が粉砕物サスペンションによって引きずら
れて連行される。この場合引張り力の高さは、粉砕媒体
のサイズ及び密度と、サスペンションの流速度及び粘度
とによって左右される。この状態は、処理量及び固体コ
ンセントレーションが高い場合、及び極めて小さな粉砕
媒体が使用される場合に、特に問題になる。このような
場合粉砕媒体は、粉砕物と一緒に分離領域に搬送され
て、そこでプレスされ、これによって閉塞及び摩耗が惹
起される。つまり粉砕媒体は分離領域に達する前に、流
出する粉砕物流から分離されて、再循環開口を介して粉
砕領域に戻されることが望ましい。
循環であり、このような再循環がなされると、分離装置
はもはや不要になる。この状態に近づくために、粉砕領
域及び粉砕媒体戻し領域の構成には決定的な意味があ
る。理想的には粉砕媒体が、流出される粉砕物流の分岐
の前に、該粉砕媒体が再循環の後で貫流する運動方向を
既に有していることが望ましい。この場合、粉砕媒体が
粉砕物流から分岐されるのではなく、粉砕物サスペンシ
ョンが粉砕媒体流から分岐されることが望ましい。それ
というのは、粉砕媒体を変向させることは、サスペンシ
ョンを変向させることに比べて著しく困難であるからで
ある。粉砕媒体の再循環は遠心力を利用して行われるこ
とが望ましいので、粉砕領域の貫流もまたこの方向つま
り半径方向において行われることが望ましい。本発明は
次のような認識、すなわち分離される粉砕物サスペンシ
ョンが粉砕媒体とは逆方向に流れる場合に、つまり遠心
力に抗して半径方向内側に向かって分離領域に流れる場
合に、最高の分離効果が得られるという認識に、基づい
ている。
力の影響によって妨げられる。それというのは、ばら物
質はミルの下に位置している範囲に集まるからである。
円筒形の撹拌装置と鉛直な回転軸線とを用いた粉砕で
は、このような効果は特に顕著である。これによってさ
らに、粉砕媒体ばら物質はミル停止時に著しく密にな
り、ミルは再始動のために、粉砕運転のために必要なモ
ータ出力よりも著しく高いモータ出力を必要とする。し
たがって、重力に対して平行な可能限り短い経路を有す
る粉砕室幾何学形状が、望まれている。
は、冒頭に述べた形式の撹拌装置式ボールミルを改良し
て、粉砕領域と撹拌装置とが、重心による影響を十分に
排除してミル充填物の妨げられない循環を可能にし、か
つ完全な粉砕媒体分離のために粉砕媒体帰路系を構成す
るための十分な空間を提供し、かつ掃除及び保守のしや
すい構造を可能にする撹拌装置式ボールミルを提供する
ことである。
に本発明の構成では、撹拌装置がリング円板状に構成さ
れ、かつ粉砕容器が、水平方向に分割されたケーシング
として撹拌装置を取り囲むように扁平に構成されてお
り、撹拌装置が隣接したケーシング壁と一緒に、リング
円板状の上側の粉砕室と同じくリング円板状の下側の粉
砕室とを形成しており、両粉砕室が、撹拌装置の外周部
において互いに結合されており、下側の粉砕室の内側範
囲に、半径方向内側に向かって変向領域が接続されてお
り、該変向領域において粉砕物が粉砕媒体と一緒に、下
側の粉砕室の平面から上側の粉砕室の平面に変向される
ようになっており、変向領域と上側の粉砕室との間の接
続部から、第1の粉砕物部分流のための分岐通路が、分
離室に向かって延びていて、該分岐通路が、半径方向内
側に向かって90゜よりも小さな角度を成して延びてい
る。
請求項2以下に記載されている。
の撹拌装置は、下方に位置していて、鉛直方向に配置さ
れた駆動軸に固定されており、かつ粉砕ピンを備えてい
る。ケーシングの、撹拌装置に向かい合っている壁もま
た同様に、粉砕ピンを備えており、撹拌装置と一緒に、
リング円筒形の扁平な2つの粉砕室を形成している。両
粉砕室はそれぞれ撹拌装置の上と下とに位置しており、
その外周部において、ドーナツ状の移行部によって互い
に結合されている。この移行部は、別の粉砕室として構
成されていてもよいし又は変向室として構成されていて
もよい。分離機構は有利には、大きな横断面積を備えた
間隙ふるい(Spaltsieb)であり、中空に構成された駆
動軸の内部に同軸的に配置されている。内側の変向領域
は、分離機構の下において両方の粉砕室を接続してい
る。駆動軸と撹拌装置との間には、粉砕媒体の循環に影
響を与えることができる粉砕媒体搬送装置が配置されて
いてもよい。
おいて上側のケーシング部分に供給され、駆動軸とケー
シング壁との間の環状間隙を貫流する際に、均一に分配
される。次いで粉砕物は、上側の粉砕室の内側範囲に達
し、この上側の粉砕室でなお小さな周速度において均一
化されかつ分散される。粉砕室は次いで上側の粉砕室
を、半径方向において外側に向かって貫流し、この際に
周速度と滞在時間は増大する。ドーナツ状の移行部を通
過した後で、粉砕物は下側の粉砕室に達し、この下側の
粉砕室を半径方向で外側から内側に向かって貫流する。
両粉砕室の外側範囲において、微細化が行われる。下側
の粉砕室の内側範囲には、沈静領域が接続しており、こ
の沈静領域には、連行された粉砕媒体もまた達する。下
側の変向領域において粉砕物と粉砕媒体との混合物は、
半径方向外側に向けられた流れに変向される。内側の変
向領域の後でかつ上側の粉砕室の前において、第1の粉
砕物部分流は、半径方向内側に向かって分岐され、次い
で上方に向かって分離室に導かれる。第1の粉砕物部分
流が粉砕媒体流に対してほぼ逆向きに変向され、この際
に粉砕媒体がその流れ方向を維持することによって、第
1の粉砕物部分流は完全に粉砕媒体から解放されて分離
領域に達する。このようにして分離機構は単に、ミルの
通常でない運転状態つまりミルの始動時及び停止時にお
ける粉砕媒体損失に対する保護装置としてだけ、働くこ
とになる。通常運転時においては分離領域には、粉砕媒
体が存在せず、したがって摩耗及び閉塞のおそれは最小
に減じられる。
変向されることなしに上側の粉砕領域に達する。第1の
部分流の分岐部の後ろでかつ上側の粉砕室の内側範囲の
前に、粉砕媒体搬送装置が設けられていると、この搬送
装置によって、粉砕媒体を含む別の部分流が加速される
ことになる。
の、ミル充填物の軸方向の流れ経路が極めて短いことに
基づいて、両粉砕室における粉砕媒体の分布は、重力に
よって規定されることなしに、もっぱら流れ力と遠心力
とによって規定される。撹拌装置の回転は、粉砕媒体に
対して半径方向外側に向けられた力を作用し、この力に
よって粉砕媒体は両粉砕室の外側範囲において集めら
れ、そこではまた高い周速度に基づいて粉砕エネルギの
主要部分が転換される。しかしながらそこでは粉砕媒体
の圧縮もしくは緊密度は小さい。それというのは半径方
向力は、ケーシングの粉砕ピンにおける粉砕媒体の制動
によって小さいからである。両粉砕室における粉砕媒体
の分布及び粉砕媒体の循環は、つまり、もっぱら粉砕物
サスペンションの引張り力もしくは連行力によって規定
される。粉砕媒体搬送装置はこの機構を助成し、分離領
域に向かって流れる粉砕物サスペンションが短絡的に流
れるおそれを減じる。
に、粉砕媒体はミルの停止時に極めて均一に分配され、
そして重力の作用下においてほとんど圧縮されない。従
ってミルは、トルクが高められることなしに再び始動す
ることができ、これによって必要な駆動出力を著しく小
さくすることができる。撹拌装置及び粉砕室の形状には
次の利点がある。すなわちこの場合、遠心力に対して垂
直な面が最小になり、これによって沈積のためのデッド
空間の生じるおそれを著しく排除することができる。
に、回転するリジェクトホイール(Abweiserad)を使用
することも可能であり、このリジェクトホイールによっ
て、生じた粉砕物サスペンションはその粒子サイズに応
じて分級される。リジェクトホイールは、支承装置及び
駆動装置と一緒に下からミルに挿入される。リジェクト
ホイールは、撹拌装置の駆動軸の中空室内において自由
に運動するようになっていても、又は付加的にすぐ近く
に配置されたケーシングによって取り囲まれていてもよ
い。粉砕物サスペンションは、内側の変向領域の後ろに
おける分岐部からリジェクトホイールに達する。十分に
微細な粒子は、液体と共にホイールを通過して、分級装
置の中空の駆動軸と微粒集合室とを通して搬出される。
拒絶された粗流は、粉砕物/粉砕媒体流と混合されて、
粉砕領域に戻される。
ための撹拌装置式ボールミルの第1実施例が示されてい
る。撹拌装置1は、円板状に構成されていて、水平方向
に分割可能なケーシング2a,2b内に配置されてい
る。回転軸線は鉛直方向に延びており、つまり駆動装置
3、駆動軸5の支承部4及び軸シール部材6は本来のミ
ルの上に位置している。撹拌装置1はピン12を介して
結合フランジ7を用いて駆動軸5に固定されている。ケ
ーシング壁と撹拌装置表面との間には、上側の粉砕室8
aと下側の粉砕室8bとが位置している。撹拌装置1及
びケーシング壁は粉砕ピン9a,9bを備えている。ド
ーナツ状の変向領域10は、両方の粉砕室8a,8bを
その外周部において接続している。撹拌装置1及びケー
シング壁は変向領域10においても同様に粉砕ピンを備
えており、この結果この変向領域10は別の粉砕室を形
成している。粉砕室8a,8bの内側範囲には内側の変
向領域11が設けられており、この変向領域11におい
て、粉砕媒体(Mahlkoerper)と粉砕物とから成る混合
物が、半径方向外側に向かって変向される。変向領域1
1は、下側の粉砕室8bの平面から上側の粉砕室8aの
平面に向かって延びている。粉砕物サスペンションの第
1の部分流は、分岐通路13に向かって導かれ、結合フ
ランジ7の内部に配置されている分離室14に導入され
る。この分岐通路13は半径方向内側に向かって、水平
線に対して90゜よりも小さな角度を成して延びてお
り、有利には図示のように、変向領域11と上側の粉砕
室8aとの間の接続部に対して鋭角的に延びている。
構15は、有利には間隙ふるいであり、撹拌装置1の回
転軸線に対して対称的に、分離室14において内側の変
向領域11の上に、かつ上側の粉砕室8aよりも高いレ
ベルに配置されている。粉砕物の別の部分流は、粉砕媒
体と一緒に半径方向外側に向かって上側の粉砕室8a内
に達する。
ルを満たす。粉砕物は、ポンプを用いて入口17を通し
て、ケーシング上側部分19と結合フランジ7との間に
おける間隙18内に送り込まれる。上側の粉砕室8a、
ドーナツ状の変向領域10、下側の粉砕室8b及び内側
の変向領域11を貫流した後で、粉砕物サスペンション
の第1の部分流は、分岐通路13、分離室14及び分離
機構15を通過し、その後でふるい管20を通ってミル
から流出する。ふるい保持体21は、内側の変向領域1
1及び分岐通路13のステータ壁を形成している。ケー
シングの下側部分2bには、ミルを空にするために働く
蓋22が配置されている。
れている。分離機構15として働くふるいの代わりに、
この実施例ではリジェクトホイール分級装置が使用さ
れ、この分級装置は、粒サイズに応じて粉砕物の分級を
可能にする。分級装置は、コンパクトな構成ユニットと
して、ふるい挿入体と交換されて粉砕装置内に取り付け
られる。リジェクトホイール分級装置は、駆動装置2
4、軸シール部材26を備えた支承部25、中空軸27
及びリジェクトホイール23から成っている。リジェク
トホイール23は、別体の分級ケーシング28内を延び
ており、この分級ケーシング28は、結合フランジ7の
内部における分離室14′内に配置されている。分級さ
れる粉砕物は、内側の変向領域11、分岐通路13′及
び分離室14′を通過した後で、上部における中央の開
口29を通して定置の分級ケーシング28内に進入す
る。粗粒は、ホイール23によって拒絶され、粗粒通路
30a;30bを通して分級ケーシング28から放出さ
れて、粉砕媒体搬送装置33を介して再び上側の粉砕室
8aに戻される。図面には粗粒通路の配置形式の2つの
実施例が示されている。つまり粗粒通路30aは内側ス
テータ21′に配置されていて、粗粒の粉砕物を内側の
変向領域11の端部に戻すようになっている。これに対
して粗粒通路30bは、分級ケーシング28の外壁に設
けられていて、粗粒の粉砕物を分岐通路13′に戻すよ
うになっている。微粒は、リジェクトホイール23を貫
いて半径方向内側に向かって流れ、中空軸27、微粒集
合室31及び搬出管32を通してミルから搬出される。
領域10は粉砕ピンを有しておらず、したがって別の粉
砕室としては働かない。さらに分岐通路13′と上側の
粉砕室8aとの間には、粉砕物の別の部分流の中に含ま
れている粉砕媒体のために、粉砕媒体搬送装置33が設
けられており、この粉砕媒体搬送装置33は、粉砕媒体
を、半径方向外側に向かってつまり上側の粉砕室8aに
向かっての加速するために働き、これによって粉砕内容
物の循環が促進される。この装置は、半径方向の羽根か
ら成っていても、接線方向の羽根から成っていても又は
湾曲した羽根から成っていてもよく、この場合これらの
羽根は、結合フランジ7と撹拌装置1との間において別
体の構成部材として取り付けられている。
る。
る。
装置、 4 支承部、5 駆動軸、 6 軸シール部
材、 7 結合フランジ、 8a,8b 粉砕室、 9
a,9b 粉砕ピン、 10,11 変向領域、 12
ピン、 13,13′ 分岐通路、 14,14′
分離室、 15 分離機構、 16 管片、 17 入
口、 18 間隙、 19 ケーシング上側部分、 2
0 ふるい管、 21 ふるい保持体、 22 蓋、
23 リジェクトホイール、 24 駆動装置、 25
支承部、 26 軸シール部材、 27 中空軸、
28 分級ケーシング、 29 開口、 30a,30
b 粗粒通路、 31 微粒集合室、 32 搬出管、
33 粉砕媒体搬送装置
Claims (10)
- 【請求項1】 流動性の粉砕物を処理するための撹拌装
置式ボールミルであって、粉砕容器と、該粉砕容器内に
回転可能に配置された撹拌装置とが設けられており、該
撹拌装置の表面が、隣接したケーシング壁と共に少なく
とも1つの粉砕領域を形成していて、該粉砕領域を粉砕
物と粉砕媒体とが貫流するようになっており、粉砕物を
粉砕領域に供給するための粉砕物入口が、粉砕容器に設
けられており、さらに、粉砕領域の終端部に接続されて
いて分離機構を有している中央の分離室と、粉砕領域の
終端部と始端部との間を接続する接続部とが設けられて
おり、この場合第1の粉砕物部分流が分離室に達し、か
つ別の粉砕物部分流が、粉砕媒体と一緒に粉砕領域の始
端部に達するようになっている形式のものにおいて、撹
拌装置(1)がリング円板状に構成され、かつ粉砕容器
が、水平方向に分割されたケーシング(2a,2b)と
して撹拌装置(1)を取り囲むように扁平に構成されて
おり、撹拌装置(1)が隣接したケーシング壁と一緒
に、リング円板状の上側の粉砕室(8a)と同じくリン
グ円板状の下側の粉砕室(8b)とを形成しており、両
粉砕室(8a,8b)が、撹拌装置(1)の外周部にお
いて互いに結合されており、下側の粉砕室(8b)の内
側範囲に、半径方向内側に向かって変向領域(11)が
接続されており、該変向領域(11)において粉砕物が
粉砕媒体と一緒に、下側の粉砕室(8b)の平面から上
側の粉砕室(8a)の平面に変向されるようになってお
り、変向領域(11)と上側の粉砕室(8a)との間の
接続部から、第1の粉砕物部分流のための分岐通路(1
3,13′)が、分離室(14,14′)に向かって延
びていて、該分岐通路(13,13′)が、半径方向内
側に向かって90゜よりも小さな角度を成して延びてい
ることを特徴とする撹拌装置式ボールミル。 - 【請求項2】 分岐通路(13,13′)が半径方向内
側に向かって鋭角を成して延びている、請求項1記載の
撹拌装置式ボールミル。 - 【請求項3】 別の粉砕物部分流の流れ方向で見て分岐
通路(13,13′)の開口の後ろでかつ上側の粉砕室
(8a)の内側範囲の前に、粉砕媒体搬送装置(33)
が配置されている、請求項1又は2記載の撹拌装置式ボ
ールミル。 - 【請求項4】 撹拌装置(1)の外周部における上側の
粉砕室(8a)と下側の粉砕室(8b)との間の接続部
が、別の粉砕室として構成されている、請求項1から3
までのいずれか1項記載の撹拌装置式ボールミル。 - 【請求項5】 撹拌装置(1)の外周部における上側の
粉砕室(8a)と下側の粉砕室(8b)との間の接続部
が、別の変向領域(10)として構成されている、請求
項1から3までのいずれか1項記載の撹拌装置式ボール
ミル。 - 【請求項6】 撹拌装置(1)が結合フランジ(7)に
よって保持されていて、該結合フランジ(7)が円錐台
形状の内側面を有しており、該内側面に、円筒形の分離
室(14,14′)が接続されていて、円錐台形状の内
側面に隣接して、ステータ(21)の円錐台形状の外側
面が延びており、該内側面と外側面との間に分岐通路
(13,13′)が形成されていて、分離室(14,1
4′)内に配置されている分離機構がステータ(21)
によって保持されている、請求項1から5までのいずれ
か1項記載の撹拌装置式ボールミル。 - 【請求項7】 撹拌装置(1)が結合フランジ(7)に
よって保持されていて、該結合フランジ(7)の外側が
円錐台形状に構成されており、ケーシング(2a,2
b)の上側部分(19)が、結合フランジ(7)の外側
に対して間隔をおいて延びていて、このようにして形成
された間隙(18)に、粉砕物入口(17)が開口して
いる、請求項1から6までのいずれか1項記載の撹拌装
置式ボールミル。 - 【請求項8】 間隙(18)がその下部において、上側
の粉砕室(8a)の内側範囲に開口している、請求項7
記載の撹拌装置式ボールミル。 - 【請求項9】 分離機構が間隙ふるいである、請求項1
から8までのいずれか1項記載の撹拌装置式ボールミ
ル。 - 【請求項10】 分離機構が、回転駆動されるリジェク
トホイール(15)である、請求項1から8までのいず
れか1項記載の撹拌装置式ボールミル。
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