DE1952964C - Strahlmühle zum Pulverisieren vorgranulierten Materials - Google Patents

Description

mer an sich bekannte Rückfiihrleitungen angeordnet sind, welche mit den um die erste Kammer angeordneten, an sich bekannten Überschalldiisen verbunden sind und daß die Rückführleitungen jeweils zwischen der Verengung und dem kritischen Punkt der Düsen in diese münden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Rückführleitungen dort in die Düse einmünden, wo der Luftstrahl mit Überschallgeschwindigkeit in der jeweiligen Düse strömt. Daher vermischen sich die rückgeführten Teilchen mit dem Überschall-Luftstrahi und werden in einen geschlossenen und luftverbundenen Überschdlstrahl verwandelt, wobei die Teilchen durch die heftige Bewegung in der Düse fein zermahlen werden und über die Düse zur weiteren Pulverisierung wiederum in die pulveris'ierungskammer gelangen. Es ergibt sich dadurch ein sehr hoher Wirkungsgrad hinsichtlich der Pulverisierung.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen naher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemälJe Strahlmühle;

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Mühle nach

F i g. "l;

F i g. 3 eine vergrößerte Ansicht einer Düse nach F i iz. 1 und 2;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsfonm der ^rfindunusgemäßen Strahlmühle, zum Teil im Längsschnitt.

Gemäß Fig. 1 und 2 weist die pneumatische Mühle eine kreisförmige Pulverisationskammer 1, eine auf die Kammer 1 montierte kreisförmige Treniikammer 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 sind eine Anzahl von Düsen 3 befestigt, wobei ein kreisförmiges Rohr 13 mit d;n Düsen verbunden ist. Um die Trennkammer 2 herum sind eine Anzahl von Rückführungsrohren Il angeordnet. Die Pulverisierkammer 1 ist mit einer Zuführdüse 6 verbunden.

Eine nicht näher dargestellte pneumatische Quelle ist mit dem Rohr Ij über einen Einiaßflansch 19 mit der Zuführdüse 6 über eine Einlaßdüsc 17 verbunden, um eine 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 exzentrisch. Die Düsen 3 sind mil den öffnungen verbunden.

Die Pulverisierkammer 1 hat weiterhin eine radiale öffnung 5 an der kreisförmigen Seitenwandung, welche mit der Zuführdüse 6 verbunden ist. Die Decke der Piilvcrisierkammer 1 ist gleich dem Boden der Trennkammer 2, wobei der gemeinsame Teil mit einer zentrischen kreisringförmigen öffnung 7 zur Verblödung der Kammern 1 und 2 versehen ist.

Die Trennkammer 2 besitzt an der kreisförmigen Scitenwandung eine Anzahl von öffnungen 8. welche im iileichen 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 Führungstrommel 15 geöffnet ist. Das untere Ende der Trommel 15 ist zur Verbindung mit einem nicht näher dargestellten Behälter offen zur Aufnahme des Produkts. Das ίο obere Ende des Zylinders 10 ist mit einem kreisringförmigen Flansch 9 versehen, welcher in die Kammer 2 ragt, um wie ein Regenschirm die darunterliegende öffnung 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 Pulverisie^ngskammer 1 über das Ende 22 (F i g. 3) verbunden ist, weist am anderen Ende 20 eine Verbindung über ein Rohr 14 zum so 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 Abschnitt erweitert sich von dieser zum Kammerende 22 allmählich.

Die Innenform der Düse I» 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 3.

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 Triehterende 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 Aioeitsweise der erfindungsgemäßen Strahlmühle ist folgendermaßen: von der pneumatischen Quelle wird über die Einlaßdüse 17 und den Einlaßflansch 19 Hochdruck-Antnebsstrom mit Unterschallgeschwindigkeit eingegeben, während vorgranuliertes Material über den 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 Pulverisierkarnmer 1. Die Geschwindigkeit des

65 Stroms vergrößert sich nach Passieren der Verengungen 21 der Düsen 3 auf Überschau, und dieser Überschall-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 PuI-vcrisicrkammer 1. Die Teile des Materials werden dann mil durch die Düsen 3 in die Pulverisierkammer 1 eingeführten Überschall-Strom verwirbeln Während der Verwirbelung werden die Matcrialtcilchcn 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 'i 'chcn gegen das Zentrum der Kammer 1 bewegt werden. Jc feiner also die Pulvcrisicrung 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 kreisringförmigc öffnung 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 Windgeschwindigkeit des Stroms nicht wesentlich über den Betrag zentrifugaler Trennung hinaus. Das relativ feine Pulver bewegt sich damit gegen das Zentrum der Trennkammer 2, während das relativ gröbere 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 Offnungen 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 öffnung 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 weiterpulverisiert, 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 automalisch. Das feine Pulver wird kontinuierlich über den Lieferzylinder 10 und die Trommel 15 in einen Behälter abgeführt, solange wie der Untcrschall-Antricbsstrom durch die Einlaßdüsc 17 und den Emlaßflansch 19 strömt, während Material durch den

ίο Zufuhrtrichter 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 gelrennt ausgebildeten Kammer 2 durchgeführt wird, ist die Trennung im wesentlichen frei von Störungen durch die Pulvcrisicrung, wodurch feines Pulver einheitlicher Größe im folgenden nach der Pulverisicrung von grobem Korn getrennt wird.
Da der kreisförmige Flansch 9 die darunterliegende 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 kritischem Punkt 24 offen sind, erfolgt eine zusätzliche Pulverisierung auf dem Weg der Rückführung des getrennten groben Pulvers in die Pulvcrisicrkammer 1 zur weiteren Bearbeitung. Dadurch verbessert sich die Wirksamkeit der Pulverisierung des vom feinen Pulver getrennten groben Pulvers.

Es ist ersichtlich, daß durch die kontinuierlich arbeitende Strahlmühle gemäß 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.

In Fig. 4 ist eine abgewandelte Form der erfi-dungsgemäßcn Strahlmühle dargestellt, wobei die mit denselben Bezugszahlen bezeichneten Teile dieselbe Arbeitswirkung haben wie bei der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 3. Die öffnung31 in Fig. 4

entspricht in ihrer Funktion dem Rückführrohr 11 nach F i g. 1 bis 3, wobei das obere Ende mit dem äußeren Umfang der ringförmigen Trennkammer 2 in Verbindung steht und das untere Ende mit dei Düse 3 (nicht näher dargestellt).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 oberhalb der Düsenn'ündungen im Rohr abgegeben. Patentansprüche: Durch diese konstruktive Ausführung ergibt sich jedoch keine besondere Wirkung, da hierdurch kein

1. Strahlmühle zum Pulverisieren vorgranu- großer Unterschied zu der Möglichkeit gegeben wird, lierten Materials, mit einer ersten Kammer zur 5 daß di; Teilchen entlang der inneren Umfangsfläche Pulverisierung des vorgranulierten Materials in des Rohres nach unten gelangen, ohne die Leuung einem Wirbel von durch Düsen eingeleitetem zu passieren. Da sich die Teilchen zusammen mit Gasstrom und einer mit der ersten Kammer in den aus den Düsen schießenden Luftströmen bewe-Verbindung stehenden zweiten Kammer, da- gen, ist auch die Bewegungsgeschwindigkeit der durch gekennzeichnet, daß zwischen io Teilchen langsam. Daher ist eine weitere effektive der ersten und der zweiten Kammer an sich be- Piilverisierung nicht möglich.

kannte Rückführleitungen (11) angeordnet sind, Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt (USA.-

welche mit den um die erste Kammer (1) ange- Patentschrift 3 071330), bei welcher das zu mah-

ordneten, an sich bv :nnten Überschalldüsen (3) lende Gut aus einer Vorratskammer einer Leitung

verbunden sind und daß die Rückführleitungen 15 zugeführt und durch eine umlaufende Prallplatte ge-

(11) jeweils zwischen der Verengung (21) und mahlen wird. Die gemahlenen Teilchen werden über

dem kritischen Druckpunkt (24) der Düsen (3) ein Gebläse in eine Ausstromleitung gesaugt,

in diese münden. Schwere und grobe, noch nicht genügend zermah-

2. Strahlmühle nach Anspruch 1, dadurch ge- lene Teilchen werden über eine Auswerferplatte an kennzeichnet, daß die Rückführleitungen (11) 20 einen Abzug geschleudert und von dort über ein über im gleichen Abstand am Kammerumfang senkrechtes Rohr wieder einer Zuführschnecke ^uliegende Öffnungen (8) tangential in die zweite geführt. Diese Vorrichtung weist wiederum eine Art Kammer (2) münden. von Rückführ'eitungen auf. Die Teilchen werden

3. Strahlmühle nach Anspruch 1, gekenn- lediglich der Zuführschnecke wieder zugeführt, wozeichnet durch einen sich vom Zentrum der zwei- 25 bei sie unverändert in die Lieferkammer geschickt ten Kammer (2) durch die erste Kammer er- werden, ohne einem weiteren Pulverisierungsprozeß streckendi i, mit einer Trommel (15) verbünde- in der Zwischenzeit ausgesetzt worden zu sein, nen Zylinder (10), in we'^hem ein in die Trom- Weiterhin ist ein Verfahren zur Piilverisierung von mcl (15^ ragender Luftabführzylinder (16) zen- Gut durch Entwicklung eii.er starken Schallenergie frisch angeordnet ist. 30 zum Rütteln von Schaufelblättern und Vibrations-

4. Sirahlmühle nach Anspruch 3, dadurch ge- platten bekannt (USA.-Patentschrift 3 0^3 707), welkennzeichnet, daß am oberen Ende des Zylinders ehe sich beide in einem aus Turbinenschaufeln aus-(10) ein kreisförmiger Flansch (9) in der zweiten strömenden Medium drehen. Hierbei ist ein Ablaß-Kammer (2) angeordnet ist. rohr auf der Außenseite des äußeren zylindrischen Ge-

35 häuses vorgesehen, wobei im Gehäuse oben ankommede Feststoffe gröberer Teilchengröße über dieses

Rückleitungsrohr am Umfang der Verteilerplatte

wieder eingeführt werden. Es ist wiederum ein Rückführrohr vorgesehen, wobei die Teilchen keinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlmühle 4c Puiverisierungsprozeß durchlaufen nahen,

zum Pulverisieren vorgranulierten Materials, mit einer Zum Stand der Technik zählt weiterhin eine Vor-

ersten Kammer zur Pulverisiering des vorgranulier- richtung (USA.-Patentschrift 3 158 331), bei weichet

ten Materials in einem Wirbel von durch Düsen ein- die Düsenstrahlen aus Düsen mit verengten Mün-

geleitetem Gasstrom und einer mit der ersten Kam- düngen austreten. Da der aus der Düse austretende

mer in Verbindung stehenden zweiten Kammer. 45 Luftstrahl auf Grund der abrupten Änderung de;

Bei einer bekannten Strahlmühle dieser Art Durchtrittsquerschnittes beim Verlassen der Düst

(USA.-Patentschrift 3 317 145) werden die Teilchen keine Überschallgeschwindigkeit erreicht, liegt die

über Einlaßöffnungen einer Kammer zugeführt und Geschwindigkeit der Teilchen damit ebenfalls zwang-

durch aus tangential in die Kammer einmündende läufig unterhalb der Schallgeschwindigkeit.

Düsen schießende Luftströme zum Zirkulieren ge- 50 Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt, welchi

bracht, wobei durch den gegenseitigen Aufprall feine eine überschalldüse offenbart (USA.-Patentschrif

Teilchen von weniger feinen Teilchen in der Kammer 2 832 545). Diese bekannte Vorrichtung ist so auf

getrennt werden. Bei dieser bekannten Konstruktion gebaut, daß die Teilchen über den Randberei:h de

ist infolge des konstruktiven Aufbaus der Grad der Eintrittsüffnung eines Saugrohres eingesaugt werden

effektiven Pulverisierung des Materials nicht sehr 55 indem man einen Luftstrahl aus einer Düse in da

hoch. Soll nun Granulat zu extra feinem oder gleich- Saugrohr strömen läßt. Hierbei erreicht die Ge

mäßigem Pulver kontinuierlich verarbeitet werden, schwindigkeit des Luftstrahls in der Düse Über

so vermag diese bekannte Vorrichtung diese Förde- Schallgeschwindigkeit, fällt aber auf Grund eine

rung nicht zu erfüllen. drastischen Ändening des Durchschnittsquerschnilte

Weiterhin ist eine Pulverisiervorrichtung bekannt 60 bis unter die Schallgeschwindigkeit ab, sobald de

(USA.-Patentschrift 2 237 091), welche eine Um- Strahl die sich erweiternde ÖlTnimg der Düse verläßt

gehungsleitung für schwere Teilchen offenbart, wel- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestell

ehe von der Rohrführung abgeht und an ihrem un- nun darin, eine Strahlmühle der eingangs genannte]

teren Ende mit der Außenseite der Rohrführung Art. zu schaffen, welche in der Lage ist, auf einfach

oberhalb der Düse verbunden ist. Bei dieser bekann- 65 Weise extra feines und gleichmäßiges Pulver au

ten Anordnung gelangt ein Teil der mit den Luft- vorgranuliertem Material kontinuierlich herzusteller

strömen in dem Rohr zirkulierenden Teilchen in die Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gt

Leitung und wird am unteren Ende dieser Leitung löst, daß zwischen der ersten und der zweiten Kam