DE1952964A1 - UEberschall-Strahlmuehle - Google Patents

Description

• tberschall-Strahlmuhle Die Erfindung betrifft eine Uberschall-Strahlmühle zur kontinuierlichen Herstellung extrafeinen und gleichmäßigen Pulvers aus vorgranuliertem Material.
• Gekennzeichnet ist die Erfindung durch eine erste Kammer zur Pulverisierung des vorgranulierten Materials in einem Wirbel von durch Düsen eingeleitetem pneumatischem Uberschallstrom, durch eine zweite Kammer zur Trennung des feinen pulverisierten Teils von gröberen Teilen in einem Wirbel pneumatischen Stroms, durch einen Zylinder zur Herausnahme des feinen Pulvers ohne Störung des granulierten Materials in dem Prozess und durch Leitungen zur Rückführung der gröberen Teile in die Pulverisierkammer mit Hilfe von Düsen, welche einen zusätzlichen pulverisierenden Effekt ausüben.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
• In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Strahlmühle Fig. 2 eine Draufsicht auf die mühle nach Fig. 1 Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht einer Düse nach Fig. 1 und 2 Gemäß Fig. 1 und 2 weist die pneumatische Mühle eine kreisförmige Pulverisationskammer 1, eine auf die Kammer 1 montierte kreisförmige Trennkammer 2 und einen Zulieferzylinder 10 auf, welcher sich vom Zentrum der Trennkammer 2 durch die Pulverisierkammer 1 erstreckt. Mit dem Lieferzylinder 10 ist eine konische Führungstrommel 15 verbunden, an welcher ein zylindrischer Mantel 16 angeordnet ist. Um die Pulverisierkammer herum sindeine Anzahl von Düsen 3 befestigt, wobei ein kreisförmiges Rohr 13 mit den Düsen verbunden ist. Um die Trennkammer 2 herum sind eine Anzahl von Rückführungsrohren 11 angeordnet. Die Pulverisierkammer 1 ist mit einer Zuführdüse 6 verbunden.
• sinne nicht näher dargestellte pneumatische Quelle ist mit dem Rohr 13 über einen Einlaßflansch 19 und mit der Zuführdüse 6 über eine Einlaßdüse 17 verbunden, um einen Hochdruckstrom für den Antrieb und die Förderung zu schaffen.
• Die Pulverisierkammer 1 besitzt eine Anzahl von Öffnungen 4, welche sich durch die kreisförmige Seitenwandung erstrecken.
• Die Öffnungen 4 befinden sich am Umfang der Kammer 1 in gleichem Abstand voneinander und liegen zum Zentrum der Kammer 1 exzentrisch. Die Düsen 3 sind mit den Öffnungen 4 verbunden.
• Die Pulverisierkammer 1 hat weiterhin eine radiale Öffnung 5 an der kreisförmigen Seitenwandung, welche mit der Zuführdüse 6 verbunden ist. Die Decke der Pulverisierkammer 1 ist gleich dem Boden der Trennkammer 2, wobei der gemeinsame Teil mit einer zentrischen kreisringförmigen Öffnung 7 zur Verbindung der Kammern 1 und 2 versehen ist.
• Die Trennkammer 2 besitzt an der kreisförmigen Seitenwandung eine Anzahl von Öffnungen 8, welche im gleichen Abstand voneinander am Umfang der Kammer liegen und zum Zentrum der Kammer 2 exzentrisch sind. Die Rückführrohre 11 sind mit den Öffnungen 8 verbunden.
• Das obere Ende des Lieferzylinders 10 ist zum Zentrum der Trennkammer 2 offen, während das untere Ende zum oberen Teil der Bührungstrommel 15 geöffnet ist. Das untere Ende der Trommel 15 ist zur Verbindung mit einem nicht näher dargestellten Behälter offen zur Aufnahme des Erodukts. Das obere Ende des Zylinders 10 ist mit einem kreisringförmigen Flansch 9 versehen, welcher in die Kammer 2 ragt, um wie ein Regenschirm die darunter liegende Offnung 7 zu schützen. Der gemeinsame Teil mit der Öffnung 7 befindet sich also zwischen den Enden des Lieferzylinders 10.
• Jede der Düsen 3, welche mit den entsprechenden Öffnungen 4 der Pulverisierungskammer 1 über das Ende 22 (Fig.3) verbunden ist, weist am anderen Ende 20 eine Verbindung über ein Rohr 14 zum Rohr 13 auf. Wie besonders in Fig. 3 dargestellt, ist die Düse 3 beidseitig der Verengung 21 in zwei Abschnitte eingeteilt. Der eine Abschnitt verengt sich vom Rohrende 20 zur Verengung 21 und der andere Anschnitt erweitert sich von dieser zum Kammerende 22 allmählich.
• Die Innenform der Düse 3 ist so bestimmt, daß die Geschwindigkeit des Hochdruck-Antriebsstroms unmittelbar nach Passieren der Verengung 21 von Unter- auf Überschall ansteigt, wenn sich der Strom von dem Rohrende 20 zum Kammerende 22 bewegt.
• Wenn der pneumatische Strom über die Schallgeschwindigkeit hinausgeht, kann im Bereich des kritischen Punktes 4 eine plötzliche Schockwelle vergrößerten Drucks entstehen. Der innere Druck der Düse 3 zwischen der Verengung 21 und dem kritischen Punkt 24 kann geringer sein.
• Jede Düse 3 ist mit einer radialen Öffnung 23 an einer Seitenwandung versehen. Die Öffnung 23 befindet sich an einer stelle zwischen der Verengung 21 und dem kritischen Punkt 4, dort, wo der innere Druck der Düse 3 minimal sein kann. Jedes Rückführrohr 11., das mit der entsprechenden Öffnung 8 der Trennkammer 2 an einem Ende verbunden ist, besitzt am Ende eine Verbindung mit der entsprechenden Öffnung 23 der betreffenden Düse 7.
• Die Zuführdüse 6, welche an einem Ende zur Öffnung 5 der Pulverisierungskammer 1 offen ist, ist mit einem Trichter 18 am anderen Ende verbunden zur Zufuhr des vorgranulierten Materials. Das Trichterende der Düse 6 ist ebenfalls mit der Einlaßdüse 17 derart verbunden, daß das Material durch den Hochdruckstrom über die Düse 6 in die Pulverisierkammer 1 transportiert wird.
• Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Strahlmühle ist f«tendermaßen: von der pneumatischen Quelle wird über die Einlaßdüse 17 und den Sinlaßflansch 19 Xochdruck-Antriebsstrom mit Unterschallgeschwindigkeit eingegeben, während vorgranuliertes Material über de-n Trichter 18 zugeführt wird.
• Der Antriebsstrom fließt einerseits durch den Flansch 19, das Rohr 13, die Verbindungsrohre 14, die Düsen 3 und die exzentrischen Öffnungen 4 in die Pulverisierkammer 1. Die Geschwindigkeit des Stroms vergrößert sich nach Passieren der Verengungen 21 der Düsen 3 auf Überschall und dieser Uberschall-Strom wird in die Pulverisierkammer eingewirbelt.
• Andererseits gelangt der Antriebsstrom über die Einlaßdüse 17 die Düse 6 und die radiale Öffnung 5 in die Pulverisierkammer.
• Dieser Strom transportiert das vorgranulierte Material vom Trichter 18 zur Pulverisierkammer 1. Die Teile des Materials werden dann mit durch die Düsen 3 in die Pulverisierkammer 1 eingeführtem Überschall-Strom verwirbelt. Während der Verwirbelung werden die Materialteilchen durch starke gegenseitige Beaufschlagung und Reibung pulverisiert. Hierbei ist die Zentrifugalkraft bestrebt, die relativ großen Teilchen gegen den Umfang der Kammer 1 zu bewegen, während die relativ kleinen Teilchen gegen das Zentrum der Kammer 1 bewegt werden. 3 e feiner also die Pulverisierung ist, desto näher befinden sich die Teilchen im Bereich des Zentrums der Kammer 1.
• Die nahe dem Zentrum der Kammer 1 'befindlichen pulverisierten Partikel werden über die kreisringförmige Offnung 7 in die Trennkammer 1 bewegt. Sie werden entlang der unteren Seite des kreisförmigen Flansches 9 relativ zum Umfangsbereich der Trennkammer 2 weitergeführt.
• Der Antriebsstrom wirbelt ebenfalls in der Trennkammer 2, jedoch mit reduzierter Geschwindigkeit unterhalb der Schallgrenze. In der Kammer 2 geht die Wbbelgeschwindigkeit des Stroms nicht wesentlich über den Betrag zentrifugaler Tennung hinaus. Das relativ feine Pulver bewegt sich damit gegen das Zentrum der Trennkammer 2, während das relativ göbere Pulver gegen den Umfang der Kammer 2 bewegt wird.
• Das feine Pulver wird daraufhin zum oberen Ende des Lieferzylinders 10 über den oberen Teil des Flansches 9 geführt.
• Das feine Pulver gelangt damit über den Zylinder 10 in die Trommel 15, wobei der Luftstrom über die Trommel 15 und den Zylindermantel 16 in die Atmosphäre austritt.
• Das gröbere, gegen den Umfang der Trennkammer 2 bewegte Pulver wird über die exzentrischen Öffnungen 8, die Rückführrohre 11, die Düsen 3 und die exzentrischen Öffnungen 4 in die Pulverisierkammer 1 zurückgeführt.
• Die zurückführenden Ströme erfahren hierbei nur geringen Widerstand, da jedes Rückführrohr 11 über die radiale Offnung 23 zur entsprechenden Düse 3 offen ist, wobei sich -wie bereits ausgeführt - die Öffnung 23 zwischen der Verengung 21 und dem kritischen Punkt 24 befindet, also im Bereich des niedrigsten Drucks in der Düse 3. Das gröbere Pulver wird daraufhin durch gegenseitige Beaufschlagung und Reibung im Bereich der Schockwelle am Punkt 24 witerpulverisiert, ehe es wieder in die Pulverisierkammer 1 gelangt. Das gröbere Pulver, das bis zu einem gewissen Grad in der Düse 3 weiter pulverisiert wurde, wird daraufhin mit durch die Düse 6 neu zugeführtem Material in der Pulverisierkammer 1 pulverisiert.
• Die beschriebenen Arbeitsgänge erfolgen automatisch. Das feine Pulver wird kontinuierlich über den Lieferzylinder 10 und die Trommel 15 in einen Behälter abgeführt, solange wie der Unterschall-Antriebsstrom durch die Einlaßdüse 17 und den Einlaßflansch 19 strömt, während Material durch den Zuführtrichter 18 gelangt.
• Da in der Pulverisierkammer 1 der pneumatische, wirbelnde Strom Überschallgeschwindigkeit besitzt, ist die Größe der gegenseitigen Beaufschlagung und Reibung des Granulats in den Wirbeln sehr groß, weshalb das vorgranulierte Material bis auf extrafeines Pulver pulverisiert wird.
• Da der Trennprozeß in der von der Pulverisierkammer 1 getrennt ausgebildeten Kammer 2 durchgeführt wird, ist die Trennung im wesentlichen frei von Störungen durch die Pulverisierung, wodurch feines Pulver einheitlicher Größe im Folgenden nach der Pulverisierung von grobem Korn getrennt wird.
• Da der kreisförmige Flansch 9 die darunter liegende Kreisringöffnung 7 genügend schützt, ist das produzierte feine Pulver genügend von dem Material im Prozeß geschützt. Das Pulver kann damit ohne Nachfolgung des im Prozeß befindlichen Materials entnommen werden.
• Da die Rückführrohre 11 zu der entsprechenden radialen Öffnung 23 im Mantel zwischen Verengung 21 und kntischem Punkt 24 offen sind, erfolgt eine zusätzliche Pulverisierung auf dem Weg der Räckführung des getrennten groben Pulvers in die Pulverisierkammer 1 zur weiteren Bearbeitung. Dadurch verbessert sich die Wirksamkeit der Pulverisierung des mm feinen Pulver getrennten groben Pulvers.
• Es ist ersichtlich, daß durch die kontinuierlich arbeitende Strahlmühle gem-àß der Erfindung ein Pulver von extra feiner und gleichmäßiger Güte aus vorgranuliertem Material erzeugt wird, ohne daß im Prozeß befindliches Material dem entnehmbaren fertigen Produkt nachfolgen kann, wobei zusätzlich die Wirksamkeit der weiteren Bearbeitung des getrennten groben Pulvers verbessert wird.

Claims (9)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Überschall-Strahlmühle zur kontinuierlichen Herstellung extraf einen und gleichmäßigen Pulvers aus vorgranuliertem Material, gekennzeichnet durch eine erste Kammer (1) zur Pulverisierung des vorgranulierten Material in einem Wirbel von durch Düsen (3) eingeleitetem, pneumatischen Überschallstrom, durch eine zweite Kammer (2) zur Trennung des pulverisierten feinen Pulvers von gröberem Pulver in einem Wirbel pneumatischen Stroms, durch einen Zylinder (10) zur Entnahme des feinen Pulvers ohne Nachfolgen des im Prozeß befindlichen granulierten Materials und durch Leitungen (11) zur Ruckführung des gröberen Pulvers in die Pulverisierkammer (1) über die einen zusätzlichen pulverisierenden effekt ausübenden Düsen(3).

2. Überschall-Strahlmühe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste kreisförmige Kammer (1) zur Pulverisierung des vorgranulierten Materials durch Wirbel von Luftstrom bei Überschaligeschwindigkeit, durch eine mit der ersten Kammer (1) verbundene kreisförmige zweite Kammer (2) zur Trennung von feinem und groben Pulver durch einen Luftstromwirbel, durch einen sich vom Zentrum der zweiten Kammer (2) durch die erste Kammer (1) erstreckenden Zylinder (10) zur Abführung feinen Pulvers, durch um die erste Kammer (1) angeordnete Düsen (3) zur Erzeugung von Überschall-Luftstrom in der ersten Kammer (1), durch Leitungen (11) zur Rückführung gröberen Pulvers aus der zweiten in die erste Kammer, wobei die Leitungen mit den Düsen (3) verbunden sind zur Verteilung von Luftstrom zu den Düsen, durch an der ersten Kammer (1) angeordnete Mittel zur Zuführung vorgranulierten Materials in die erste Kammer, durch einen Lieferzylinder (10) zur Abführung feinen Pulvers, welcher mit einem Luftabführzylinder (16) verbundden ist, durch eine kreisringförmige zentrische Verbindung (7) zwischen der ersten und zweiten Kammer, welche zwischen den beiden Enden des Lieferzylinders angeordnet ist, durch eine Anzahl von in der Seitenwandung der ersten Kammer angeordneten Öffnungen (4) zur Einführung von Uberschall-Luftstrom, welche im gleichen Abstand am Kammerumfang und exzentrisch zum Kammerzentrum liegen, durch eine Anzahl von in der Seitenwandung der zweiten Kammer angeordneten Öffnungen (8) zur teilweisen Rückführung von Luftstrom, welche in gleichen Abstand am Kammerumfang und exzentrisch zum Kammerzentrum liegen, durch mindestens eine radiale Öffnung in der Seitenwandung der ersten Kammer zur Einführung von Luftstro4,durch einen kreisförmigen Flansch (9) am oberen Ende des Lieferzylinders (1G) in der Trennkammer (2) zum Schutz der Verbindung (7) und zur Trennung feinen Pulvers von im Prozeß befindlichem Material bei Sintritt in die Trennkammer (2), durch Verbindung der Düsen (3) mit den exzentrischen Öffnungen (4), durch Rückführrohre (11), welche mit den exzentrischen Öffnungen (8) verbunden sind und durch Zuführmittel durch mindestens eine radiale Öffnung der BulverisierSammer (1).

3. Uberschall-Strahlmühle nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Düsen (3) mit jeweils einer Verengung (21) zwischen beiden Enden (20,22), wobei sich der innere Durchmesser der Düse zur Verengung verringert und nach beiden Enden allmählich erweitert und die Erweiterung auf die Überführung von Luftstrom von Unter- auf Überschallgeschwindigkeit abgestellt ist mit Erzeugung einer Schockwelle hinter der Verengung (21), wobei der innere Druck in der Düse (3) zwischen der Verengung (21) und dem kritischen Punkt (24), wo die Schockwelle auftritt, minimal ist.

4. Überschall-Strahlmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hückführleitungen eine Anzahl von Rückführrohren (11) aufweisen, welche mit den entsprechenden Düsen (5) verbunden sind zur Rückführung gröberen Pulvers aus der zweiten Kammer (2) über die Düsen (3) in die erste Kammer (1).

5. Überschall-Strahlmühle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse (3) mit einer radialen Öffnung (23) zwischen der Verengung (21) und dem kritischen Funkt (24) versehen ist, wobei die Öffnung (23) mit dem jeweiligen Rückführrohr (11) verbunden ist zur Rückführung von gröberem Pulver und zu dessen teilweiser Pulverisierung vor Wiedereintritt in die erste Kammer (1).

6. Überschall-Strahlmühle nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteil- bzw. Zuführmittel ein kreisringförmiges Rohrteil (13) aufweisen, das mit einer äußeren pneumatischen Quelle verbunden ist.

7. Überschall-Strahlmühle nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gkennzeichnet, daß die Zuführmittel mit einer äußeren Materialquelle verbundene Einlaßmittel ( und mit einer äußeren Luftstromquelle verbundene Einströmteile (6,19) aufweisen, wobei die Düsen (3) mit beiden Mitteln verbunden sind zur Zufuhr von Material und Luftstrom.

8. Überschall Strahlmühle nach einem der Anspruche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel eine konische Trommel (15) aufweisen.

9. Überschall-Strahlmühle nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich vom Zentrum der konischen Trommel (15) durch den Lieferzylinder (10) und die zweite Kammer (2) ein Luftabführzylinder (16) erstreckt.

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