EP1468739A1 - Agitator ball mill - Google Patents
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- EP1468739A1 EP1468739A1 EP04405182A EP04405182A EP1468739A1 EP 1468739 A1 EP1468739 A1 EP 1468739A1 EP 04405182 A EP04405182 A EP 04405182A EP 04405182 A EP04405182 A EP 04405182A EP 1468739 A1 EP1468739 A1 EP 1468739A1
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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
- B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
- B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
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- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
- B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
- B02C17/161—Arrangements for separating milling media and ground material
Definitions
- the invention relates to a stirred ball mill with a Separator for separation of KleinstmahlMechn with a Diameter D ⁇ 0,1mm from the product.
- Agitator ball mills for example, for crushing and dispersing solids in a liquid phase or used for the digestion of microorganisms.
- agitator ball mills have a cylindrical, horizontal or vertical axis grinding chamber with various types Separators for separating the grinding media from Product in the product outlet area.
- the housing of the grinding chamber of a stirred ball mill consists from one longitudinal wall and two at the two ends of the Longitudinal wall arranged end walls. It has a Feeding the ground good serving inlet and a for Discharge of the good serving good outlet.
- In the Milling chamber is also a rotatable about the chamber axis Agitator arranged to be located in the mill To convey grinding media radially to the stirring shaft and thereby the continuously passed through the grinding chamber Good crushed by impact and shear forces or zu disperse.
- a blockage of the outlet possibly caused Due to the tight tolerances at the good outlet, can be a striking Increase in pressure and the actual grinding and Prevent dispersing process.
- grinding media will come out of the mill and the grinding agent Dispersion process increasingly deteriorates. moreover In this case, the millbase is contaminated with grinding media.
- the invention is based on the object, a horizontal axis Agitator ball mill with a novel Separating member to create, not the aforementioned disadvantages and with which a good gently and evenly can be ground with KleinstmahlMechn, the one Have diameter D ⁇ 0.1 mm, without this the grinding chamber leave.
- FIG. 1 shows a longitudinal section through a part of a horizontal grinding chamber with a separating element of the inventive type
- FIG. 2 a shows a cross section through the separating element shown in FIG. 1
- FIG. 2b shows a section along the line IIb of FIG. 2a
- 3 shows a longitudinal section through a second embodiment of the invention
- Figure 4 is a plan view of an alternative embodiment of a separating member of the inventive type.
- the only partially shown in Figure 1 and as a whole designated 50 grinding chamber of a stirred ball mill has a housing 40 with a horizontal axis 60.
- the Housing 40 has an elongated, substantially cylindrical Longitudinal wall 30 and two at both ends of the longitudinal wall 30 arranged end walls 35 and 36, of which the End wall 36 serving for feeding the ground material Good inlet 37 and the end wall 35 a for discharging the good serving outlet 38 has.
- a stirrer 1 is arranged, the several, for example two, distributed along the axis 60, Paddle wheel-like impellers 2 has.
- the axis 60th Coaxial shaft 4 of the agitator 1 is with her the end wall 36 piercing end to one in the drawing not shown drive device connected.
- separating member 80 In the end wall 35 of the grinding chamber 50 is located a coaxial with the axis 60 arranged separating member 80, which with an external drive 18 is connected. This external Drive 18 displaces the separating member 80 in one of the agitator. 1 independent rotary motion.
- the regrind outlet 38 leads coaxial with the axis 60 from the separator 80 for rotary feedthrough 17th
- a seal 45 is provided in the end wall 35, which ensures that no regrind with grinding media the annular gap between separating device 80 and End wall 35 penetrates through to the outside. This seal 45 complies with the requirements for grinding media size ⁇ 0.1mm.
- the two disks 5 arranged parallel to one another and 7 of the separating member 80 are at a predetermined distance from each other. This is done by several, around the disk center symmetrically distributed, from the disk edge inwards leading, in plan view arcuate conveyor or Wing elements 12 determined.
- the circular disc 7 sits on the wing elements 12 and is about this with the disc. 5 detachably or permanently connected.
- a circular cavity 8 between the discs. 5 and Figure 7 may further include a ring cage 10 with one at its end Be located outer surface mesh screen ring 6 inserted.
- the Ring cage 10 is preferably with O-rings 11th pressed and sealed and can be either with or without Screen plate ring 6 to be mounted. The choice of the use of the Siebblechringes 6 can on the respective Product properties are adjusted.
- This can be for example primarily products from nanotechnology, but also um Dye suspension, enamel paints, printing inks, Agrochemicals, filler suspension, video tape Coating, cosmetics, food, pharmaceutical or Act microorganisms.
- the use of Smaller grinding media D ⁇ 0.1 mm is mainly used to Break up agglomerates and aggregates without the Primary particles are destroyed.
- rotating separator 80 is now formed and measure that from the grinding media and the ground and / or dispersed Good formed mixture in the interspace between the two disks 5 and 7 flows, whereupon due to the centrifugal force and the different specific Density the grinding media serving for grinding the conveying elements 12 separated from the material to be ground and back into the Interior 3 of the grinding chamber 50 are conveyed.
- the regrind itself passes through the circular cavity 8 of the Separator 80 through the Gutauslauf 38 where it Grinding chamber 50 leaves. By the rotation of the separating member 80th the product must pass through this separator overcome relative to the centrifugal force a relative pressure.
- the peripheral speed of the separating member 80th and the radial flow velocity in the Flow channels are the determining Operating variables, the peripheral speed of the separating member 80th and the radial flow velocity in the Flow channels.
- the peripheral speed is determined by the Speed determined.
- the radial flow velocity results from the free cross section and the volume flow of the product through the pump.
- the grinding chamber 51 shown in FIG. 3 corresponds essentially the grinding chamber according to FIG. 1. That is,
- the separating element designated here by 82 is located opposite the agitator 22 on a separate drive shaft and it carries the regrind outlet 39 coaxial with the axis 61 of Separator 82 for rotary feedthrough 17.
- the drive 28 is in arranged in this case parallel to the axis 61 and offset the the separating member 83 bearing shaft via a sub / translation in a direction independent of the agitator 22 rotational movement.
- a sieve scraper 65 which serves, if necessary, stuck on the sieve 6 Strip off grinding media, so that no adverse Pressure increase takes place and all grinding media through the Rotational movement of the separating member 82 of the grinding chamber returned can be.
- FIG. 4 in the form of a paddle wheel-like Separator 85 differs from the above described separating members 80 and 82 in that between the arcuate wing elements 12 additionally straight or slightly curved conveying elements 86 are provided, the extend inwards from the edge of the disc. This forms inside a secondary flow.
- the separating members 80 and 82 optionally provided with or without straight conveying elements 86 be the conveying elements 12 and 86 either to the Slices 5 or 7 may be attached and it may be the parting organs optionally equipped with or without screen plate ring 6 his.
- stirring elements described above numerically arbitrary with each other and / or with others Known stirrers are combined and it can the grinding chamber additionally with pressure relief valves or the like be designed to withstand any pressure fluctuations, especially to compensate for pressure increases.
- longitudinal wall of the grinding chamber in addition of a cylindrical Sheath be wrapped, which together with her in the Cross-section circular, space bounded in the to Cooling or heating of the existing in the interior of a good Cooling or heating fluid can be introduced.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle mit einem Trennorgan zur Trennung von Kleinstmahlkörpern mit einem Durchmesser D ≤ 0,1mm vom Produkt.The invention relates to a stirred ball mill with a Separator for separation of Kleinstmahlkörpern with a Diameter D ≤ 0,1mm from the product.
Rührwerkskugelmühlen werden beispielsweise zur Zerkleinerung und Dispergierung von Feststoffen in einer Flüssigkeitsphase oder zum Aufschluss von Mikroorganismen verwendet.Agitator ball mills, for example, for crushing and dispersing solids in a liquid phase or used for the digestion of microorganisms.
Auf dem Markt bekannte und für den kontinuierlichen Betrieb vorgesehene Rührwerkskugelmühlen besitzen eine zylindrische, horizontal- oder vertikalachsige Mahlkammer mit verschiedenartigen Trennorganen zum Abtrennen der Mahlkörper vom Produkt im Produktauslassbereich.Known in the market and for continuous operation provided agitator ball mills have a cylindrical, horizontal or vertical axis grinding chamber with various types Separators for separating the grinding media from Product in the product outlet area.
Das Gehäuse der Mahlkammer einer Rührwerkskugelmühle besteht aus einer Längswand und zwei an den beiden Enden der Längswand angeordneten Abschlusswänden. Es weist einen zum Zuführen des Mahlgutes dienenden Gut-Einlass und einen zum Abführen des Gutes dienenden Gut-Auslass auf. In der Mahlkammer ist zudem ein um die Kammerachse drehbares Rührwerk angeordnet, um die in der Mühle befindlichen Mahlkörper radial zur Rührwelle zu befördern und dadurch das kontinuierlich durch die Mahlkammer hindurchgeleitete Gut durch Stoss- und Scherkräfte zu zerkleinern bzw. zu dispergieren.The housing of the grinding chamber of a stirred ball mill consists from one longitudinal wall and two at the two ends of the Longitudinal wall arranged end walls. It has a Feeding the ground good serving inlet and a for Discharge of the good serving good outlet. In the Milling chamber is also a rotatable about the chamber axis Agitator arranged to be located in the mill To convey grinding media radially to the stirring shaft and thereby the continuously passed through the grinding chamber Good crushed by impact and shear forces or zu disperse.
Bei der kontinuierlichen Durchströmung einer Rührwerkskugelmühle tritt abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit und von der Viskosität der Mahlgutsuspension eine Schleppkraft auf, die auf die Mahlkörper wirkt. Dadurch werden die Mahlkörper mit dem Mahlgut vom Eintritt in die Mahlzone bis zum Trennorgan im Bereich des Gut-Auslasses mitgeschleppt. Dies kann zu einer Verpressung der Mahlkörper vor dem Trennorgan führen, welche mit erhöhtem Verschleiss und erhöhter Verstopfungsgefahr verbunden ist. Bei Kleinstmahlkörpern mit einem Durchmesser D ≤ 0,1mm nimmt die Mitschleppwirkung des Produktes um ein Vielfaches zu und ist bei Feinstmahlungen und -dispergierungen insbesondere bei hohen Durchsatzraten kritisch.In the continuous flow through an agitator ball mill occurs depending on the flow velocity and the viscosity of the meal stock suspension has a drag force on, which acts on the grinding media. This will be the Mahlkörper with the material to be ground from the entrance to the grinding zone until entrained to the separating element in the region of the good outlet. This can lead to a compression of the grinding media before Separating lead, which with increased wear and increased risk of clogging is connected. at Kleinstmahlkörpern with a diameter D ≤ 0,1mm takes the Entrainment of the product many times and is in Feinstmahlungen and -dispergierungen in particular at high throughput rates critical.
Es sind Rührwerkskugelmühlen bekannt, die zur Lösung dieses Problems verschiedenste Konstruktionen aufweisen, in der Weise, dass den mitgeschleppten Mahlkörpern eine Zirkulation in der Mühle mit Rückführung in die Mahlzone ermöglicht wird. Die bekannten Lösungen sind aber für Mahlkörper D ≤ 0,1mm sehr oft ungenügend.Agitator ball mills are known which are used to solve this problem Problems have a variety of constructions, in the Way that the entrained Mahlkörpern a circulation in the mill with return to the grinding zone is made possible. However, the known solutions are for grinding media D ≤ 0,1mm very often insufficient.
Bei weiteren bekannten Abtrennsystemen, wie zum Beispiel bei der Verwendung von sogenannten Spaltsiebpatronen, gestaltet sich die Fertigung mit kleinen Spaltweiten von ≤ 0,05mm als sehr schwierig, die zudem in der Praxis kaum brauchbar sind. Zudem ist in diesen Fällen die Wahrscheinlichkeit, dass das Sieb verstopft wird, sehr hoch, falls Mahlkörper mit D ≤ 0,1mm benützt werden müssen, was in der Nanotechnologie und somit auch in der Herstellung von Nanoteilchen nötig ist.In other known separation systems, such as in the use of so-called slotted screen cartridges designed the production with small gap widths of ≤ 0.05mm as very difficult, which also hardly usable in practice are. In addition, in these cases, the probability that the sieve is clogged, very high, if grinding media with D ≤ 0.1mm, which is used in nanotechnology and thus also in the production of nanoparticles is necessary.
Ein weiteres Problem entsteht durch den hohen Druckverlust aufgrund der Anreicherung von Mahlkörpern auf dem Sieb. Bei der sogenannten Reibspaltausführung ist eine ausserordentlich hohe Präzision in der Herstellung erforderlich, um die kleinen Reibspalte von ≤ 0.05mm im ganzen Produktionsverlauf zu gewährleisten.Another problem arises from the high Pressure loss due to the accumulation of grinding media on the sieve. In the so-called Reibspaltausführung is a exceptionally high manufacturing precision required to have the small friction gaps of ≤ 0.05mm in throughout the production process.
Aus der Offenlegungschrift DE 44 12 408 A1 ist es bekannt, in einer horizontalen Mühle die Mahlkörper zwar durch eine Vorklassierscheibe und einem rotierenden Käfig vom Auslasskörper zum Teil fernzuhalten, dennoch können durch die achsnahen Bohrungen in der Trenneinrichtung, durch die das Produkt hindurchströmen muss, Mahlkörper mitgeschleppt werden und somit zum Auslasskörper gelangen. Da die Mitschleppwirkung des Mahlgutes mit der Abnahme des Mahlkörperdurchmessers um ein Vielfaches zunimmt, ist für solche Anwendungen die Verwendung einer entsprechenden Abtrennvorrichtung, die die Mahlkörper wirksam und zuverlässig vom Produktgut trennt, somit unumgänglich.It is from the disclosure document DE 44 12 408 A1 known, in a horizontal mill, the grinding media though through a Vorlassierscheibe and a rotating cage from Partially keep outlet body, but still can by the Near-axis holes in the separator through which the Product must flow through, Mahlkörper be entrained and thus reach the outlet body. Because the Entrainment effect of the ground material with the decrease of the Mahlkörperdurchmessers increases by a multiple, is for Such applications require the use of an appropriate Separator, which makes the grinding media effective and Reliably separates from the product, thus inevitable.
Eine Verstopfung des Auslasses, eventuell hervorgerufen durch die engen Toleranzen am Gut-Auslass, kann zu einem markanten Druckanstieg führen und den eigentlichen Mahl- und Dispergierprozess unterbinden. Bei Versagen der Abtrennfunktion treten zudem Mahlkörper aus der Mühle aus und der Mahlund Dispergierprozess verschlechtert sich zunehmend. Zudem wird in diesem Fall das Mahlgut mit Mahlkörpern verunreinigt.A blockage of the outlet, possibly caused Due to the tight tolerances at the good outlet, can be a striking Increase in pressure and the actual grinding and Prevent dispersing process. In case of failure of the separation function In addition, grinding media will come out of the mill and the grinding agent Dispersion process increasingly deteriorates. moreover In this case, the millbase is contaminated with grinding media.
Weitere Vorschläge zur Vermeidung des Verstopfens der Trenneinrichtung werden hauptsächlich für vertikale Rührwerkskugelmühlen beschrieben. Eine solche Erfindung wird in Patent EP 0 771 591 A1 gezeigt. Dabei handelt es sich um eine vertikale Rührwerkskugelmühle, in welcher das Mahlgut einen von Mahlkörpern beschickten Mahlbehälter und einen auf dem Rührorgan vor dem Auslauf sitzenden Separator von unten nach oben durchströmt. Da der Separator kein Sieb, Filter oder anderes Mahlkörperrückhaltesystem besitzt, lässt sich diese Erfindung nicht bei einer horizontalachsigen Mühle verwenden, da beim Befüllen mit Mahlkörper bzw. beim Entleeren des Mahlgutes nach Beendigung des Mahlvorganges mit Mahlkörperaustritt beim Auslass zu rechnen ist, welcher das Mahlgut mit Mahlkörper verunreinigt. Ebenfalls ist die Zentrifugalbeschleunigung der Mahlkörper von der Geschwindigkeit der Rührscheiben abhängig und somit auch von der Eigenschaft des Produktes, was zum Beispiel bei scherempfindlichen Produkten und somit tiefen Drehzahlen zu einer zu geringen Zentrifugalbeschleunigung der Mahlkörper führen kann bzw. zum Austritt der Mahlkörper. Vertikale Rührwerkskugelmühlen weisen auch den Nachteil der inhomogenen Mahlkörperverteilung in der Mahlkammer auf, was zu einer schlechten Mahl- bzw. Diespergierleistung führt.Other proposals to avoid clogging the Separator are mainly used for vertical Agitator ball mills described. Such an invention will in patent EP 0 771 591 A1. It refers to a vertical agitator ball mill, in which the ground material one of Mahlkörpern loaded grinding container and a the stirrer sitting in front of the outlet separator from below flows through the top. Since the separator no sieve, filter or other Mahlkörperrückhaltesystem, can be this invention not in a horizontal axis mill use, as when filling with grinding media or when Emptying the ground material after completion of the grinding process with Mahlkörperaustritt is expected at the outlet, which is the Ground material contaminated with grinding media. Also is the Centrifugal acceleration of the grinding media of the Speed of the stirring discs dependent and therefore also of the property of the product, what for example shear sensitive products and thus low speeds too low a centrifugal acceleration of the grinding media can lead or to the exit of the grinding media. vertical Agitator ball mills also have the disadvantage of inhomogeneous Mahlkörperverteilung in the grinding chamber on, resulting in a poor grinding or dispersing performance results.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine horizontalachsige Rührwerkskugelmühle mit einem neuartigen Trennorgan zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und mit welcher ein Gut schonend und gleichmässig mit Kleinstmahlkörpern gemahlen werden kann, die einen Durchmesser D ≤ 0,1 mm besitzen, ohne dass diese den Mahlraum verlassen.The invention is based on the object, a horizontal axis Agitator ball mill with a novel Separating member to create, not the aforementioned disadvantages and with which a good gently and evenly can be ground with Kleinstmahlkörpern, the one Have diameter D ≤ 0.1 mm, without this the grinding chamber leave.
Diese Aufgabe wird durch eine Rührwerkskugelmühle mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an agitator ball mill with the
Characteristics of
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject the dependent claims.
Nachfolgend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung zeigt
die Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Teil einer horizontalen
Mahlkammer mit einem Trennorgan der erfindungsgemässen
Art,
die Figur 2a eine Querschnitt durch das in der Figur 1
dargestellte Trennorgan,
die Figur 2b einen Schnitt entlang der Linie IIb der
Figur 2a,
die Figur 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform
der Erfindung,
die Figur 4 eine Draufsicht auf eine alternative Ausführung
eines Trennorgans der erfindungsgemässen Art.Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In the drawing shows
1 shows a longitudinal section through a part of a horizontal grinding chamber with a separating element of the inventive type,
FIG. 2 a shows a cross section through the separating element shown in FIG. 1,
FIG. 2b shows a section along the line IIb of FIG. 2a,
3 shows a longitudinal section through a second embodiment of the invention,
Figure 4 is a plan view of an alternative embodiment of a separating member of the inventive type.
Die in der Figur 1 nur zum Teil dargestellte und als ganzes
mit 50 bezeichnete Mahlkammer einer Rührwerkskugelmühle
weist ein Gehäuse 40 mit einer horizontalen Achse 60 auf. Das
Gehäuse 40 besitzt dabei eine längliche, im Wesentlichen zylindrische
Längswand 30 sowie zwei an beiden Enden der Längswand
30 angeordnete Abschlusswände 35 und 36, von denen die
Abschlusswand 36 einen zum Zuführen des Mahlgutes dienenden
Gut-Einlass 37 und die Abschlusswand 35 einen zum Abführen
des Gutes dienenden Gut-Auslass 38 aufweist.The only partially shown in Figure 1 and as a whole
designated 50 grinding chamber of a stirred ball mill
has a
Im Innenraum 3 ist ein Rührwerk 1 angeordnet, das
mehrere, beispielsweise zwei, entlang der Achse 60 verteilte,
Schaufelrad-artige Rührorgane 2 aufweist. Die zur Achse 60
koaxiale Welle 4 des Rührwerks 1 ist dabei mit ihrem die Abschlusswand
36 durchstossenden Ende an einer in der Zeichnung
nicht dargestellten Antriebsvorrichtung angeschlossen.In the
In der Abschlusswand 35 der Mahlkammer 50 befindet sich
ein koaxial zur Achse 60 angeordnetes Trennorgan 80, das mit
einem externen Antrieb 18 verbunden ist. Dieser externe
Antrieb 18 versetzt das Trennorgan 80 in eine vom Rührwerk 1
unabhängige Drehbewegung. Der Mahlgut-Auslass 38 führt
koaxial zur Achse 60 vom Trennorgan 80 zur Drehdurchführung
17.In the
In der Abschlusswand 35 ist eine Dichtung 45 vorgesehen,
die gewährleistet, dass kein Mahlgut mitsamt Mahlkörpern aus
dem Ringspalt zwischen Abtrennvorrichtung 80 und
Abschlusswand 35 hindurch nach aussen dringt. Diese Dichtung
45 entspricht den Anforderungen an die Mahlkörpergrösse ≤
0.1mm.In the
Wie aus den Figuren 1, 2a und 2b ersichtlich ist, besitzt
das Trennorgan 80 eine auf der Welle 9 sitzende und auf dieser
lösbar befestigte Kreisscheibe 5 und eine der Abschlusswand
35 zugewandte Kreisscheibe 7 mit einem koaxial zur Achse
60 angeordneten, rohrartigen Gut-Auslauf 38, der in die Abschlusswand
35 hineinragt und in der Drehdurchführung 17
endet.As can be seen from FIGS. 1, 2a and 2b
the separating member 80 a sitting on the
Die beiden parallel zueinander angeordneten Scheiben 5
und 7 des Trennorgans 80 stehen in vorbestimmtem Abstand voneinander.
Dieser wird durch mehrere, um den Scheibenmittelpunkt
symmetrisch verteilte, vom Scheibenrand nach innen
führende, in der Draufsicht bogenförmige Förder- bzw.
Flügelelemente 12 bestimmt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
gemäss den Figuren 2a, 2b sitzt die Kreisscheibe 7 auf
den Flügelelementen 12 und ist über diese mit der Scheibe 5
lösbar oder unlösbar verbunden.The two
In einen kreisförmigen Hohlraum 8 zwischen den Scheiben 5
und 7 kann ferner ein Ringkäfig 10 mit einem an seiner
Aussenfläche befindlichen Siebblechring 6 eingelegt sein. Der
Ringkäfig 10 wird dabei vorzugsweise mit O-Ringen 11
verpresst und abgedichtet und kann wahlweise mit oder ohne
Siebblechring 6 montiert sein. Die Wahl des Einsatzes des
Siebblechringes 6 kann auf die jeweiligen
Produkteigenschaften angepasst werden.In a
Beim Betrieb einer die Mahlkammer 50 aufweisenden Rührwerkskugelmühle
wird durch den Einlass 37 und in Pfeilrichtung
71 ein zu mahlendes oder in einer Flüssigkeit zu dispergierendes
Gut in flüssiger Form kontinuierlich in den Innenraum
3 der Mahlkammer 50 geführt und in diesem zum Mahlgut-Auslass
38 hinbefördert. Hierbei kann es sich beispielsweise
vornehmlich um Produkte aus der Nanotechnologie, aber auch um
Farbstoffsuspension, Lackfarben, Druckfarben,
Agrochemikalien, Füllstoffsuspension, Video-Tape
Beschichtungsmasse, Kosmetika, Nahrungsmittel, Pharma oder
Mikroorganismen handeln. Die im Innenraum 3 der Mahlkammer 50
vorhandenen Mahlkörper vermahlen und/oder dispergieren
während des Betriebes der Rührwerkskugelmühle das kontinuierlich
durch die Mahlkammer 50 hindurchgeleitete Gut,
worauf das in der Mahlkammer erzeugte Produkt diese - in
einem kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom - durch das
Trennorgan 80 in Pfeilrichtung 72 verlässt. Der Einsatz von
Kleinst-Mahlkörper D ≤ 0,1 mm dient hauptsächlich dazu, die
Agglomerate und Aggregate aufzubrechen ohne dass dadurch die
Primärteilchen zerstört werden.During operation of the
Das durch den Antrieb 18 angetriebene in Pfeilrichtung 81
(Fig. 2a) rotierende Trennorgan 80 ist nun derart ausgebildet
und bemessen, dass das aus den Mahlkörpern und dem gemahlenen
und/oder dispergierten Gut gebildete Gemisch in den Zwischenraum
zwischen den beiden Scheiben 5 und 7 einströmt, worauf
aufgrund der Zentrifugalkraft und der unterschiedlichen spezifischen
Dichte die zum Mahlen dienenden Mahlkörper durch
die Förderelemente 12 vom Mahlgut getrennt und zurück in den
Innenraum 3 der Mahlkammer 50 befördert werden. Das Mahlgut
selbst gelangt durch den kreisförmigen Hohlraum 8 des
Trennorgans 80 hindurch zum Gutauslauf 38, wo es die
Mahlkammer 50 verlässt. Durch die Rotation des Trennorgans 80
muss das Produkt beim Durchströmen dieses Trennorgans
entgegen der Fliehkraft einen relativen Druck überwinden.
Dieser Druck, der je nach Betriebszustand zwischen 0.5 und
3bar liegt, wird durch die nicht dargestellte Speisepumpe
aufgebracht. Dieser Belastung entsprechend muss das Gehäuse
des Trennorgans 80 und ebenso die Dichtung 45 auf der
Antriebswelle 9 druckfest ausgeführt sein, für letztere ist
dabei in den meisten Fällen die Verwendung einer doppelten
Gleitringdichtung erforderlich.The driven by the
Um Mahlkörper zu trennen sind die bestimmenden Betriebsgrössen die Umfangsgeschwindigkeit des Trennorgans 80 und die radiale Strömungsgeschwindigkeit in den Strömungskanälen. Die Umfangsgeschwindigkeit wird durch die Drehzahl bestimmt. Die radiale Strömungsgeschwindigkeit ergibt sich aus dem freien Querschnitt und dem Volumenstrom des Produktes durch die Pumpe.To separate grinding media are the determining Operating variables, the peripheral speed of the separating member 80th and the radial flow velocity in the Flow channels. The peripheral speed is determined by the Speed determined. The radial flow velocity results from the free cross section and the volume flow of the product through the pump.
Die in der Figur 3 dargestellte Mahlkammer 51 entspricht
im wesentlichen der Mahlkammer gemäss Figur 1. Das heisst,
das hier mit 82 bezeichnete Trennorgan befindet sich
gegenüber dem Rührwerk 22 auf einer separaten Antriebswelle
und es führt der Mahlgut-Auslass 39 koaxial zur Achse 61 vom
Trennorgan 82 zur Drehdurchführung 17. Der Antrieb 28 ist in
diesem Fall parallel zur Achse 61 angeordnet und versetzt die
das Trennorgan 83 tragende Welle über eine Unter/Übersetzung
in eine vom Rührwerk 22 unabhängige Drehbewegung. Zusätzlich
ist in dieser Variante noch ein Siebabstreifer 65 vorgesehen,
der dazu dient, allenfalls auf dem Sieb 6 festsitzende
Mahlkörper abzustreifen, so dass keine nachteilige
Druckerhöhung stattfindet und alle Mahlkörper durch die
Drehbewegung des Trennorgans 82 der Mahlkammer zurückgeführt
werden können.The grinding
Das in der Figur 4 in Ansicht dargestellte Schaufelrad-artige
Trennorgan 85 unterscheidet sich von den vorstehend
beschriebenen Trennorganen 80 und 82 dadurch, dass zwischen
den bogenförmigen Flügelelementen 12 noch zusätzlich gerade
oder leicht gekrümmte Förderelemente 86 vorgesehen sind, die
sich vom Scheibenrand nach innen erstrecken. Dadurch bildet
sich im Innern eine sekundäre Strömung. The illustrated in Figure 4 in the form of a paddle wheel-
An dieser Stelle sei noch darauf hingewiesen, dass bei
einer zur Drehrichtung der Rührwerkswelle entgegengesetzten
Rotation des Trennorgans, die Förderelemente gegenüber den in
den Figuren 2 und 4 gezeichneten Elementen 12 bzw. 86 selbstverständlich
spiegelverkehrt ausgebildet bzw. angeordnet
sind.At this point it should be noted that at
one opposite to the direction of rotation of the agitator shaft
Rotation of the separating element, the conveying elements opposite to in
Figures 2 and 4 drawn
Das erfindungsgemässe Abtrennsystem einer Rührwerkskugelmühle für Kleinst-Mahlkörper mit einem Durchmesser D ≤ 0,1 mm weist gegenüber den bekannten Abtrennsystemen folgende Vorteile auf:
- Die Rückhaltung der Kleinst-Mahlkörper im Mahlraum ist durch die geregelte und von der Rührwellen-Drehzahl unabhängige Einstellung der Drehzahl es Trennorgans gewährleistet.
- Die Herstellungsproblematik der Bauteile ist entschärft worden.
- Die Verstopfungsproblematik am Spaltsieb und Siebblech ist durch die Verwendung von einfachen dünnen Geweben entschärft oder beim Weglassen der Siebe eliminiert worden.
- Die Belastung der Abtrennteile ist unbedeutend.
- Verschleiss am Reibspalt ist nicht existent.
- Die Herstellungsprobleme einer sehr engen und genauen Reibspaltkonstruktion sind eliminiert.
- The retention of the smallest grinding media in the grinding chamber is ensured by the regulated and independent of the stirring shaft speed setting the speed of the separating member.
- The manufacturing problem of the components has been defused.
- The clogging problem on the slotted screen and screen plate has been defused by the use of simple thin fabrics or eliminated in the omission of the screens.
- The burden of the separation parts is insignificant.
- Wear on the friction gap is nonexistent.
- The manufacturing problems of a very tight and accurate friction gap design are eliminated.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die anhand
der Figuren 1 bis 3 beschriebenen Mahlkammern, Rühr- und
Trennorgane nur eine Auswahl von mehreren möglichen Ausführungsformen
der Erfindung darstellen und in verschiedener
Hinsicht geändert werden können.It should be noted at this point that the
So können beispielsweise die Trennorgane 80 und 82
wahlweise mit oder ohne geraden Förderelementen 86 versehen
werden, die Förderelemente 12 und 86 entweder sowohl an den
Scheiben 5 oder 7 befestigt sein und es können die Trennorgane
wahlweise mit oder ohne Siebblechring 6 ausgestattet
sein. Auch sind die Baugrössen der Trennorgane von den zu
wählenden Umfangsgeschwindigkeiten abhängig und können von
Fall zu Fall stark variieren.For example, the separating
Ferner können die vorstehend beschriebenen Rührorganen zahlenmässig beliebig miteinander und/oder auch mit anderen bekannten Rührorganen kombiniert werden und es kann die Mahlkammer noch zusätzlich mit Druckentlastungsventilen oder dergleichen ausgebildet sein, um allfällige Druckschwankungen, insbesondere Druckerhöhungen auszugleichen. Schliesslich kann die Längswand der Mahlkammer noch zusätzlich von einem zylindrischen Mantel umhüllt sein, der mit ihr zusammen einen im Querschnitt kreisförmigen, Zwischenraum begrenzt, in den zum Kühlen oder Erwärmen des im Innenraum vorhandenen Gutes ein Kühl- oder Heizfluid eingeleitet werden kann.Furthermore, the stirring elements described above numerically arbitrary with each other and / or with others Known stirrers are combined and it can the grinding chamber additionally with pressure relief valves or the like be designed to withstand any pressure fluctuations, especially to compensate for pressure increases. Finally, can the longitudinal wall of the grinding chamber in addition of a cylindrical Sheath be wrapped, which together with her in the Cross-section circular, space bounded in the to Cooling or heating of the existing in the interior of a good Cooling or heating fluid can be introduced.
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