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Mehrkammermühle Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrkammermühle
mit mehreren um eine gemeinsame Drehachse angeordneten, starr miteinander verbundenen
Mahlkammern, deren Umfangswandungen in sich geschlossen sind.
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Es ist bekannt, daß insbesondere bei der Feinmahlung in Rohrmühlen
die Mahlkörper mit einer zu großen kinetischen Energie aufgeladen sind. Die
für die Zerkleinerung nicht genutzte Energie der Mahlkörper wird in mechanisch
erzeugte Wärme umgesetzt. In der jahrzehntelangen Entwicklungsgeschichte der Rohrmühlen
hat es nicht an Versuchen gefehlt, durch eine besondere Unterteilung des Mühlenzylinders
in mehrere koaxial angeordnete Mahlkarnniern in den abwärtsdrehenden Mahlkammern
wenigstens einen Teil der überschüssigen Energie wieder in Antriebsenergie für die
Mühle umzuwandeln.
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, Bei einer bekannten Einrichtung ist der Mühlenzylinder in
fünf Kammern radial unterteilt. Die Wandung jeder einzelnen Kammer besteht aus etwa
einem Fünftel des Mühlenmantels und zwei im spitzen Winkel zueinander angeordneten
annähernd ebenen Platten. Auf diese Weise werden fünf, im Querschnitt unsymmetrische
Mahlräume gebildet. Entsprechend der Asymmetrie der Kammerwandungen in bezug auf
die Drehachse der Mühle verläuft auch die Bewegung der Mahlkörper ungleichmäßig.
Da die Kammerwandungen nicht rotationssymmetrisch sind, ist ein gleichmäßiger Bewegungszustand
des Mahlkörperkollektivs nicht möglich. Im aufwärtsdrehenden Teil der Mühle wirken
die ebenen Teilungswände als Hubschaufeln. Vor diesen stauen sich die Mahlkörper,
so daß der überwiegende Teil der Mahlkörpermasse in sich ruht und keine oder doch
nur sehr geringe Zerkleinerungsarbeit geleistet wird, weil die Relativbewegung der
Mahlkörper zueinander fehlt oder nur für einen ganz geringen Teil der Mahlkörper
in der Kammer vorhanden ist.
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In der abwärtsdrehenden Kammer verlagert sich die Mahlkörpermasse
von der als Auflagerfläche dienenden ebenen Zwischenwand an den rotationssymmetrischen
Mühlenmantel. In dem Augenblick, in dem die Abwärtsbewegung der Mahlkammer einsetzt,
wird die den Mahlkörpern eigene potentielle Energie zum Teil in kinetische Energie
für die Zerkleinerung umgesetzt, während der verbleibende Rest an potentieller Energie
dem Drehmoment der Mühle zugute kommt. Dieser für den Antrieb der Mühle wiedergewonnenen
Energie steht aber die während der Aufwärtsbewegung der Mahlkammer verminderte Zerkleinerungsarbeit
gegenüber, so daß die Durchsatzleistung vermindert wird und der Gewinn an spezifischer
Arbeitsleistung zum Teil wieder aufgehoben wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Umfangswandung jeder Mahlkammer aus einem
über mehr als 180' gekrümmten Ab-
schnitt und einem zweiten Abschnitt
besteht, dessen Abstand vom Schwerpunkt der Querschnittsfläche der Mahlkammer geringer
ist als der Abstand des ersten Abschnittes und daß die beiden Abschnitte zueinander
so angeordnet sind, daß sich der Ab-
schnitt mit dem geringeren Abstand bei
der Aufwärtsbewegung der Mahlkammer unter die Mahlkörperfüllung schiebt.
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Es,ist zwar bereits eine Mehrkammermühle bekannt, bei der die einzelnen
Kammern einen in das Innere der Kammer hinein gewölbten Umfangsabschnitt
aufweisen. Dieser Abschnitt ist aber so angeordnet, daß die Mahlkörper während der
Ab-
wärtsbewegung der entsprechenden Mahlkammern über diesen Abschnitt hinweg
umgewälzt werden. Im ganzen besitzt der Kammerquerschnitt eine angenäherte Nierenfonn,
die so ausgebildet ist, daß die Zerkleinerung vorwiegend nur beim Auftreffen der
Mahlkörper auf eine ebene Prallwand erfolgt und sich diese in einer bestimmten Stellung
auf dem Umfangsweg befinden. Auf den übrigen Teilen des Umfangsweges wird eine nennenswerte
Zerkleinerungsarbeit nicht geleistet. Die komplizierte Form der Kammerwände bedeutet
im übrigen nicht nur einen erheblichen fertigungstechnischen Aufwand für die Wände
selbst, sondern, auch für deren Auspanzerung., # Bei der Mehrkammermühle gemäß der
Erfindung bewirken die einen geringeren Abstand vom Schwerpunkt
aufweisenden
Abschnitte der Mahlkammer-Umfangswände ein Umwälzen der Mahlkörper annähernd im
Scheitelpunkt. Dieses Umwälzen führt zu einer gleichzeitigen Bewegung aller Mahlkörper,
wodurch ein Mahleffekt nicht nur an der Oberfläche der Mahlkörperböschung, sondern
in der gesamten Mahlkörperfüllung erreicht. wird. Es wird also auf diese Weise die
Mahlwirkung verstärkt. Abgesehen von derjenigen Stellung',-in der das Umwälzen der
Mahlkörper erfolgt, liegen die Mahlkörper in Form einer Böschung im Bereich des
über 18011 gekrümmten Mahlkammerabschnittes, so daß sich hier eine Böschung wie
bei Einkammermühlen ausbildet und die gleiche Zerkleinerungswirkung wie in einer
Einkammermühle erreicht wird. Außerdem wird die Mahlkörperfüllung durch das plötzliche
Umwälzen in der Nähe des Scheitelpunktes auf die andere Seite der jeweiligen Mahlkammer
geworfen, so daß sich der Schwerpunkt im- gleichen Sinne verschiebt und damit das
dem Antriebsmoment entgegengesetzte Drehmoment zumindest teilweise aufgehoben wird.
Ferner wirkt die Fallenergie der Mahlkörperfüllung in Richtung der Umlaufbewegung
der Mahlkammer, so daß, diese Energie, soweit sie nicht in Zerkleinerungsarbeit
umgesetzt wird, dem Antrieb zugute kommt.
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Dagegen steht bei der eingangs geschilderten. bekannten Mehrkammermühle
der radial verlaufen-den Umwälzfläche eine andere, ebenfalls radial verlaufende
Fläche gegenüber. Betrachtet man die Verhältnisse im oberen Scheitelpunkt, so können
die Mahlkörper hier nicht, wie bei dem Gegenstand gemäß der Erfindung,
-verhältnismäßig weit auf die andere Seite der Mahlkammer geworfen werden,
sondern sie werden sich in dem Winkel zwischen den beiden radial verlaufenden Flächen
sammeln, so daß eine Verschiebung des Schwerpunktes der Mahlkörperfüllung auf die
andere Seite nicht oder nur in geringem Maße erfolgen kann. Außerdem führt die ungünstige,
angenähert dreieckige Form der Mahlkammern dazu, daß sich die Mahlkörper in drei
Stellungen während einer Umdrehung der Mühle in den Winkelecken ansammeln,
wobei sich eine besonders kurze freie Mahlkörperböschung, auf der die Zerkleinerungsarbeit
im wesentlichen geleistet wird, ergibt. Der Zerkleinerungswirkungsgrad dieser bekannten
Mühle ist also verhältnismäßig gering.
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Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines zeichnerisch dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt
durch eine Mühle gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Linie
11-11 in Fig. 1,
F i g. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-HI in Fig.
1,
F i g. 4 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer Mühle
gemäß der Erfindung.
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Bei der Mehrkammermühle gemäß der Erfindung sind um die Drehachse
1 der Mühle mehrere - im Beispiel vier - Mahlkammem 2
a, 2 b, 2 c, 2 d symmetrisch angeordnet. Flansche
3 a und 3 b verbinden die Mahlkammern mit Zwischenwänden 4
a und 4 b,
die ihrerseits über zylindrische Ringe 5
a und 5 b mit den Stirnwänden 6 a und
6 b verbunden sind. An den Stirnwänden belmden sich Halslagerzapfen
7 a
und 7 b, welche in Lagern 8 a und 8 b drehbar
gelagert sind. An die Stirnwand 6 a ist ein Zahnkranz 9
angeflanscht,
der von einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung über ein Ritzel
10 die Mühle in Drehung um die Achse 1 versetzt.
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Das zu zerkleinernde Gut wird durch eine Schurre 11 auf einen
Kegel 12 geleitet. Von diesem rutscht es in einen Raum 13, der von der Stimwand
6 a, der Zwischenwand 4 a und einem kegeligen Ring 14 begrenzt wird.
Im aufwärtsdrehenden Teil der Mühle rutscht das Material hier zunächst gegen Leitbleche
15 (F i g. 2), -und von diesen wird es weiter durch Öffnungen
16 in die Mahlkammern geleitet. Das zerkleinerte Gut verläßt die Mahlkammem
durch öffnungen 17 in der Zwischenwand 4 b. Durch mehrere am Umfang
des Ringes 5 b angeordnete Öffnungen 18 fällt das Material
in den Auslaß 19
eines Austragsgehäuses 20. Von hier kann es der Weiterverarbeitung,
gegebenenfalls auch einer Klassiervorrichtung, zugeführt werden.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Mühle gegenüber bekannten
Einrichtungen besteht darin, daß ein erheblicher Teil der überschüssigen Energie
der Mahlkörper für den Antrieb der Mühle nutzbar gemacht werden kann, ohne daß.
damit eine Verminderung der Durchsatzleistung verbunden ist. Zu diesem Zweck ist
der überwiegende Teil der Katinne andung, und zwar der Abschnitt 21 (F i
g. 3), über mehr als 180' gekrümmt und vorzugsweise zylindrisch
ausgebildet, so daß nahezu während des gesamten Umlaufes, d. h. auch in den
aufwärtsbewegten Mahlkanimern, die Mahlkörper wie bei einer zylindrischen Mühle
an der Wandung mit unterschiedlicher Geschwindigkeit abrollen können, so daß auch
hier Relativgeschwindigkeiten in dem Mahlkörperkollektiv vorhanden sind. In der
erfindungsgemäßen Mühle wird also in jeder Mahl-kammer in jedem Zeitpunkt
Zerkleinerungsarbeit geleistet, während dies bei bekannten Einrichtungen vorwiegend
nur in den abwärtsbewegten Mahlkammern der Fall ist. Bei der Ausführungsform gemäß
der Erfindung wird aber, wie F i g. 3 zeigt, noch ein weiterer Effekt erzielt,
der darauf beruht, daß die Mahlkammerwandung neben dem über mehr als 180'
gekrümmten Abschnitt 21 einen zweiten Abschnitt 22 aufweist, dessen Abstand vom
Schwerpunkt 23 der Querschnittsfläche der Mahlkammer geringer ist als der
Abstand des ersten Abschnittes. Der zweite Abschnitt 22 (Unstetigkeitsfläche) ist
vorteilhaft in das Innere der Mahlkammer hinein gewölbt und so angeordnet, daß er
sich während einer Drehung der Mühle in Richtung des Pfeiles 24 bei der Aufwärtsbewegung
der Mahlkamrner allmählich unter die Mahlkörperfüllung schiebt und diese in der
Nähe des Scheitelpunktes umwälzt. Dabei erfolgt eine Verschiebung des statischen
und des dynamischen Schwerpunktes der Mahlkörpermasse und ein überrollen der Mahlkörper
über den Wandungsabschnitt 22. Damit verbunden ist eine Momentenverschiebung zugunsten
des rechtsdrehenden, positiven Drehmomentes. Die erforderliche Antriebsleistung
wird somit vermindert. Beim überrollen der Mahlkörpermasse über den gewölbten Wandungsabschnitt
22 gerät kurzzeitig die gesamte Mahlkörpermasse in Bewegung, verbunden mit Geschiebebewegungen
innerhalb des Mahlkörperkollektivs und einem Maximum an Stoßkontakten. Dadurch wird
die Gesamtsumme der Stoßkontakte je Zeiteinheit erheblich vergrößert gegenüber
Mühlen bekannter Konstruktion. Das bedeutet gleichzeitig eine erhebliche
Verbesserung
der spezifischen Leistung der erfind-ungsgemäßen Mühle. Ferner wirkt die Fallenergie
der umgewälzten Mahlkörper in Richtung der Drehbewegung der Mühle, so daß diese
Fallenergie eine Verminderung der Antriebsenergie bewirkt.
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Ein weiterer Vorteil der Mühle gemäß der Erfindung besteht darin,
daß bei der Aufwärtsbewegung der Mahlkammern die Mahlkörper teilweise von dem gewölbten
Wandungsabschnitt 22 unterstützt werden, wodurch es möglich wird, die Mühle mit
geringerer Drehzahl zu betreiben als es bei bekannten Mühlen üblich ist. Da die
Antriebsleistung der Drehzahl proportional ist, folgt hieraus, daß die Antriebsleistung
der erfindungsgemäßen Mühle zusätzlich in dem Maße geringer sein muß, in dem die
Drehzahl geringer ist.
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Die Zeichnungen zeigen nur Beispiele für die konstruktive Ausführung
des Erfindungsgedankens. Abweichungen hiervon sind möglich, ohne den ErlIndungsgedanken
zu verla§sen. So zeigt F i g. 4 z. B. an Stelle des gewölbten Wandungsabschnittes
22 einen ebenen Wandungsabschnitt 22 a, der mit ähnlichem Erfolg verwendet werden
kann. Statt des Mahlgutaustrages am Umfang der Mühle kann ebenso eine Austragsvorrichtung
verwendet werden, bei der das Gut durch den Halslagerzapfen ausgetragen wird. Statt
der vier Mahlkammern kann eine beliebige andere Anzahl verwendet werden.
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Ferner kann in dem freien Querschnitt um die Drehachse der Mühle eine
Transportschnecke vorgesehen sein, durch die das gesamte oder ein Teil des Mahlgutes
aus einer Kammer oder aus mehreren Kammern wieder zum Mühleneintrag zurückgeführt
werden kann, um nochmals gemahlen zu werden.