DE19714075A1

DE19714075A1 - Mahlanlage

Info

Publication number: DE19714075A1
Application number: DE1997114075
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kaeppeler; Wolfgang Peukert; Joachim Galk
Original assignee: HOSOKAWA MIKROPUL GES fur MAH
Current assignee: HOSOKAWA MIKROPUL GES fur MAH
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 1998-10-08
Also published as: WO1998045042A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mahlanlage mit einer zwischen rotieren den und feststehenden Mahlwerkzeugen befindlichen Mahlzone.

Eine gute Produktqualität sowie eine wirtschaftliche Produktion fordern heut zutage sehr definierte Partikelgrößenverteilungen. Wesentliche Gründe sind die Optimierung von Materialeigenschaften und die Minimierung von Materi alverlusten. Zur Herstellung derartiger Partikelgrößenverteilungen kommt der Zerkleinerung eine große Bedeutung zu.

Die bei der Zerkleinerung entstehenden Partikelgrößenverteilungen entspre chen häufig nicht der gewünschten Zielvorgabe, so daß eine nachgeschaltete Windsichtung notwendig wird. Sie hat die Aufgabe, die maximale Partikel größe zu bestimmen oder die Menge des Feinanteils festzulegen.

Es ist bekannt, zur Herstellung von Produkten mit einem definierten Oberkorn eine Mühle mit eingebauten Windsichter zu verwenden (ACM-Mahlanlage der Anmelderin). Der Feststoff wird beim Eintritt in die ACM-Sichtermühle durch eine erste Beanspruchung zerkleinert. Durch die interne Windsichtung wird die maximale Partikelgröße des Fertigprodukts festgelegt. Partikel mit unge nügender Feinheit werden wieder in die Mahlzone geführt. Partikel, die klei ner sind als die vorgegebene Zielgröße, können die Mühle verlassen. Somit wird durch den Sichter nicht nur das Oberkorn definiert, es wird außerdem auch ein Übermahlen von Fertigprodukten vermieden.

Ein Vorteil der ACM-Sichtermühle liegt darin, daß die Partikelgrößenvertei lung relativ eng ist. Sie beträgt etwa eine Zehnerpotenz. Bei vielen Applikatio nen ist jedoch ein höherer Feinstanteil erwünscht. Außerdem ist der Energie bedarf der ACM-Sichtermühle wegen innerer Strömungs- und Druckverluste vergleichsweise hoch.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mahlanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher unter Beibehaltung guter Mahleigenschaften auf eine interne Windsichtung verzichtet werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Infolge der Mehrstufigkeit der erfindungsgemäßen Mahlanlage finden mehrere, der Anzahl der Stufen entsprechende Partikelbeanspruchungen unter verschie denen Bedingungen statt. Die Art der Beanspruchung kann durch die Wahl der Bedingungen (Radius der Mahlzone, Höhe der Mahlzone, Umfangsgeschwin digkeit, Prallwinkel, Art der Mahlwerkzeuge usw.) für jede der Stufen optimal festgelegt werden. Dadurch läßt sich die Gesamtbeanspruchung der Mahlanla ge exakt definieren.

Eine weitere Besonderheit der erfindungsgemäßen Mühle ist ihr geringer Luftmengenbedarf. Wird sie beispielsweise "downstream" betrieben, also in einer Position, bei der der Feststofftransport durch die Schwerkraft erfolgt, dann ist ihr Luftmengenbedarf praktisch gleich null. Auch andere Anordnun gen (horizontal, upstream) haben einen minimierten Luftbedarf, da es in der Regel ausreicht, der Mahlanlage nur so viel Luft zuzuführen, wie es zum Transport des Feststoffes notwendig ist. Infolge des geringen Luftbedarfs reicht der Einsatz relativ kleiner Filter und Gebläse aus. Dadurch kann insbe sondere bei der Kaltmahlung eine maßgebliche Reduzierung der Betriebsko sten erzielt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Fig. 1 bis 21 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 Mahlanlagen mit mehreren Mahlstufen, deren Durchmesser diskontinuierlich zunimmt,

Fig. 4 bis 6 Mahlanlagen mit spaltförmiger Mahlzone,

Fig. 7 bis 11 verschiedene Ausführungen für Mahlwerkzeuge,

Fig. 12 bis 16 verschiedene Anordnungen und Lagerungen der Mahlanlage sowie

Fig. 17 bis 21 verschiedene Betriebsweisen.

In allen Figuren sind die erfindungsgemäße Mahlanlage mit 1, ihr Rotor mit 2 (bzw. 2, 3), ihre Rotorachse mit 4 und ihr Stator bzw. Mühlengehäuse mit 5 bezeichnet.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 ist die Mehrstufigkeit der Mahlanlage 1 dadurch erreicht, daß Rotor 2 (bzw. 2, 3) und Stator 5 stufen förmig ausgebildet sind. Die Rotorachsen 4 sind vertikal angeordnet. Die Feststoffzufuhr 6 befindet sich oben. Infolge der Mehrstufigkeit von Rotor 2 (bzw. 2, 3) und Stator 5 sind mehrere Mahlzonen 7, 8, 9 (bzw. 7 bis 10 in Fig. 2) vorhanden, deren Geometrie dem jeweils gewünschten Mahlergebnis ange paßt werden kann. Bei allen Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1, 2, 3 nimmt der Radius der Mahlzonen mit der Strömungsrichtung des Produktes zu. Mahlwerkzeuge, gegebenenfalls in den verschiedenen Mahlzonen unterschied lich gestaltet, sind im einzelnen nicht dargestellt. Während des Betriebs wird der bei 6 zentral zugeführte Feststoff radial nach außen beschleunigt und ge langt in die erste Mahlzone 7, wo die erste Beanspruchung stattfindet. Die weitere Zerkleinerung findet in den nachfolgenden Mahlzonen statt, in denen bereits wegen der Zunahme des Radius der Mahlzonen der Feststoff mit höhe rer Energie beansprucht wird. Zweckmäßig ist die Mühle - zumindest im Be reich der ersten Mahlzonen - als Prallmühle ausgebildet.

In Fig. 3 ist der auf dem Umfang der letzten Mahlzone 9 gelegene Pro duktaustrag dargestellt und mit 13 bezeichnet. Fig. 3 läßt weiterhin erken nen, daß der Rotor 2 über die Welle 14 in unterhalb des Mühlengehäuses 5 befindlichen Lagern 15, 16 gehaltert ist. Der Antrieb erfolgt über den Riemen 17.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht der Rotor aus zwei Rotorab schnitten 2, 3, die mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden können. Dadurch ist die Energie, mit der der Feststoff in den Mahlzonen beansprucht wird, einstellbar. Beispielsweise kann die wegen der kleineren Durchmesser der ersten Mahlzonen geringere Beanspruchungsenergie durch Erhöhung der Drehzahl des oberen Abschnittes 2 des Rotors gesteigert werden. Andererseits kann durch hohe Drehzahlen des unteren Abschnittes 3 des Rotors das Mahler gebnis in Bezug auf seine Körnung verbessert werden.

Bei den Ausführungen nach den Fig. 4 bis 6 handelt es sich um schema tisch dargestellte Spaltmühlen. Die Mehr- (bzw. Viel-)Stufigkeit der vom Spalt 19 gebildeten Mahlzone wird entweder dadurch erreicht, daß der Spalt 19 konisch gestaltet ist (Fig. 4, 5) oder daß der Rotor zwei mit unter schiedlichen Drehzahlen betreibbare Abschnitte 2, 3 aufweist (Fig. 5, 6). Die gewünschte Beanspruchung des zugeführten Feststoffes ist durch die Drehzahl des Rotors 2 bzw. der Rotorabschnitte 2, 3, durch die Spaltlänge, durch die Spaltweite usw. einstellbar. Beispielsweise kann die Spaltweite mit der Strömungsrichtung abnehmen. Bei konischer Gestaltung ist die Spaltweite durch Verschiebung des Stators 5 einstellbar (Doppelpfeil 21 in den Fig. 4 und 5).

Die Fig. 7 bis 11 zeigen Beispiele für in den Mahlzonen einsetzbare Mahl werkzeuge. Bei den Ausführungen nach den Fig. 7 (Schlagleisten 22) und 8 (profilierte Oberflächen 23) handelt es sich um unverzahnte, bei den Ausfüh rungen nach den Fig. 9 (Stifte 24), 10 (satteldachförmige Prallelemente 25) und 11 (Messer 26) um verzahnte Lösungen.

Die Fig. 12 bis 15 lassen verschiedene Anordnungen und Lagerungen der modularen Mühle nach der Erfindung sowie ihres Antriebs 27 erkennen. Bei den Ausführungen nach den Fig. 12 und 13 liegt die Rotorachse 4 horizon tal, bei den Ausführungen nach den Fig. 14 bis 16 vertikal. Eine fliegende Lagerung (zwei Lager 28, 29 auf einer Seite, zusammen mit dem Antrieb 27) ist in den Fig. 13, 16, auch 3, dargestellt. Sie ist zweckmäßig, um eine Stirnseite der Mühle frei zugänglich zu halten. Andere Lösungen, bei denen die Mühle 1 auf beiden Seiten gelagert ist, sind in den Fig. 12, 14, 15 dar gestellt.

Die Fig. 17 bis 21 zeigen verschiedene Möglichkeiten der Feststoffzufuhr und einer gegebenenfalls notwendigen Luftführung bei vertikal angeordneter Mahlanlage. Die Ausführungen nach den Fig. 17 und 18 benötigen während des Betriebs keine Luft. Die Feststoffzufuhr erfolgt bei 6 entweder nach dem Prinzip des Schleuderrades (Fig. 17) oder über einen Verteilerkegel 31. Der Produktaustrag 13 ist entweder radial oder unterhalb der letzten Mahlzone an geordnet.

Bei den Ausführungen nach den Fig. 19 bis 21 erfolgt die Feststoffzufuhr von unten, und zwar entweder radial (Fig. 19) oder zentral (Fig. 20, 21). Bei diesen Ausführungen kann es sich zum Beispiel um Lösungen handeln, wie sie in den Fig. 1 bis 6 dargestellt sind, bei denen jedoch Rotor 2 bzw. 2, 3 und Stator 5 um 180° derart gedreht sind, daß sich ihre Produktzufuhr 6 unten befindet. Diese Ausführungen benötigen Luft oder Inertgas zum Transport des Produktes von unten nach oben. Die Luft kann zusammen mit dem Produkt zu geführt werden oder - wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 - zentral von oben (Luftzufuhr 32). Luft und Produkt verlassen die Mühle 1 oben, und zwar entweder radial oder axial. Bei der Ausführung nach Fig. 21 kann auf etwa halber Höhe der Mühle Zusatzluft zugeführt werden, wenn dieses zur Kühlung und/oder zum schnellen Austrag notwendig sein sollte.

Claims

1. Mahlanlage (1) mit einem Rotor (2 bzw. 2, 3) und einem Stator (5) sowie mit einer Mahlzone, die sich zwischen rotierenden und feststehenden Mahlwerkzeugen befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlanlage (1) mehrstufig ausgebildet ist.

2. Mahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geome trie der Mahlzone(n) variabel ist.

3. Mahlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Durchmesser der Mahlzone (19) kontinuierlich ändert.

4. Mahlanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Mahlzone (19) mit der Strömungsrichtung des Produktes zunimmt.

5. Mahlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß meh rere Mahlzonen (7 bis 10) mit unterschiedlichen Durchmessern vorgese hen sind.

6. Mahlanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Mahlzonen (7 bis 10) mit der Strömungsrichtung des Produktes zu nimmt.

7. Mahlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor mehrere, vorzugsweise zwei, Abschnitte (2, 3) aufweist, die mit unterschiedlichen Drehzahlen antreibbar sind.

8. Mahlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Prallmühle ausgebildet ist.

9. Mahlanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Prallele mente unverzahnt oder verzahnt angeordnete Schlagleisten (22), Stifte (24), Schneidelemente, Messer (26) o. dgl. vorgesehen sind.

10. Mahlanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß satteldach förmig gestaltete Prallelemente (25) vorgesehen sind.

11. Mahlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlwerkzeuge von profilierten Oberflächen (23) gebildet wer den.

12. Mahlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Spaltmühle ausgebildet ist.

13. Mahlanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (19) mit der Strömungsrichtung des Produkts abnimmt.

14. Mahlanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeich net, daß sie dreistufig ausgebildet ist

15. Mahlanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeich net, daß sie vierstufig ausgebildet ist.

16. Mahlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeich net, daß sie mit einer zentralen Produktzufuhr (6) ausgerüstet ist.

17. Mahlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeich net, daß die Rotorachse (4) vertikal angeordnet ist.

18. Mahlanlage nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Produktzufuhr (6) oben befindet.