[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Fließbettstrahlmühle mit den Merkmalen des Oberbegriffs
von Anspruch 1.
[0002] Strahlmühlen stellen trotz ihres hohen spezifischen Energieverbrauchs vor allem in
den Bedarfsfällen, bei denen hohe Anforderungen an die Feinheit oder Reinheit des
Mahlprodukts bestehen oder Verschleiß und Ansatzbildung zu erwarten sind und dadurch
Anlagen mit Zerkleinerungsmaschinen mit bewegten Mahlwerkzeugen komplizierter und
teuerer in Anschaffung und Betrieb werden, nach wie vor wirtschaftlich arbeitende
Zerkleinerungsmaschinen dar.
[0003] Insbesondere die Fließbettstrahlmühle wird diesen Anforderungen gerecht, da sie infolge
der sich einstellenden hohen Gutbeladung einen um den Faktor 2 bis 4 besseren Wirkungsgrad
als die anderen bekannten Strahlmühlen, z. B. die Spiralstrahlmühle, aufweist und
auch bei härtestem Mahlgut praktisch ohne Verschleiß arbeitet.
[0004] Wegen der steigenden Energiekosten ist es jedoch unerläßlich, nach Maßnahmen zu suchen,
mit denen der spezifische Energieverbrauch des Mahlvorgangs gesenkt, d. h. der Wirkungsgrad
verbessert werden kann. Diese Aufgabe in Verbindung mit der bekannten Fließbettstrahlmühle
liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde.
[0005] Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß eine bestimmte Anzahl, z. B. 3, 4 oder
5, weiterer Strahldüsen angeordnet werden, die unterhalb der Oberfläche des in der
Mahlkammer der Fließbettstrahlmühle befindlichen Gutbettes in dieses münden. Die Düsenmündungen
liegen dabei gleichmäßig verteilt auf einem zur Achse der Bodendüse koaxialen Kreis
in einer senkrecht zu dieser Achse verlaufenden Ebene, und die Achsen dieser Düsen
schneiden sich in einem Punkt auf der Achse der Bodendüse unterhalb der Ebene der
Düsenmündungen.
[0006] Mit dieser Anordnung wird das Gutbett einer sehr intensiven Umwälzbewegung unterzogen,
mit der der gesamte Mahlkammerinhalt erfaßt wird und die Strahlen dichter mit Gut
beladen werden. Dies bedeutet eine bessere Energieausnutzung mit entsprechend verbessertem
Wirkungsgrad der Mahlung. Außerdem wird ein Liegenbleiben und Verfestigen von Teilen
des Gutbettes - wie es bei den bekannten Fließbettstrahlmühlen beobachtet wird und
dort die Mahlwirkung verschlechtert und die Reinigung der Mahlkammer erschwert - wirkungsvoll
verhindert.
[0007] Weiterhin wurde gefunden, daß der optimale Mahleffekt der erfindungsgemäßen Anordnung
dann erhalten wird, wenn der Abstand des Schnittpunkts der Düsenachsen von der Ebene
der Düsenmündungen so gewählt wird, daß rechnerisch die vektorielle, d. h. die durch
geometrische Addition erhaltene Summe der Impulsströme sämtlicher Düsen zu Null wird.
Als Impulsstrom einer Düse ist dabei das Produkt aus Strahlgeschwindigkeit an der
Düsenmündung und hier in der Zeiteinheit durchgesetzter Gasmenge zu verstehen; er
entspricht dem auf die Zeiteinheit bezogenen Impuls des aus der Düse austretenden
Gasstrahls und hat die Dimension einer Kraft.
[0008] Vorteilhaft ist es auch, wenn sämtliche Düsen gleich ausgebildet werden und gleiche
Abmessungen aufweisen. Damit ergeben sich für alle Düsen gleiche Strecken von der
Düsenmündung bis zum Brennpunkt der Strahlen, dem Raum, in dem sämtliche Strahlen
einander überschneiden, so daß für jeden Strahl gleichartige Mahlbedingungen gegeben
sind. Der Raumbedarf der Düsenanordnung wird hierbei zu einem Minimum, so daß mit
kleinerer Mahlkammerfüllung als bisher gearbeitet werden kann, was eine weitere Verbesserung
der Energieausnutzung mit sich bringt.
[0009] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die in Fig.
1 im Schnitt wiedergegebene Strahlmühle besitzt eine von Einbauten freie Mahlkammer
1, die in ihrem unteren Bereich als Konus 2 ausgebildet ist und nach oben hin durch
den Sichter 3 mit Sichtrad 4 abgeschlossen ist. In die Mahlkammer 1 münden die Bodendüse
5 mit senkrecht nach oben austretendem Gasstrahl und drei weitere Strahldüsen 6, deren
Mündungen auf einem zur Achse 7 der Bodendüse 5 koaxialen Kreis 8 in einer senkrecht
zur Achse 7 verlaufenden Ebene 9 gleichmäßig verteilt liegen, und deren Achsen 10
sich im Punkt 11 auf der Achse 7 unterhalb der Ebene 9 schneiden (Fig. 2). Bodendüse
5 und Strahldüsen 6 sind gleich ausgebildet und besitzen gleiche Abmessungen, so daß
der Abstand zwischen Düsenmündung und Punkt 11 für alle Düsen 5 und 6 gleich groß
wird. Der Abstand des Punktes 11 von der Ebene 9 ist so gewählt, daß rechnerisch die
vektorielle Summe der Impulsströme der Düsen 5 und 6 zu Null wird, d. h. er beträgt
hier ein Viertel des Abstands der Mündung der Bodendüse 5 von der Ebene 9, da alle
Düsen 5 und 6 aus der gemeinsamen Versorgungsleitung 12 gespeist werden und somit
Strahlgeschwindigkeit an der Düsenmündung und hier in der Zeiteinheit durchgesetzte
Gasmenge.für alle Düsen 5 und 6. gleich sind.
[0010] Das zu zerkleinernde Gut 13 wird mit Hilfe der in der Drehzahl einstellbaren Dosierschnecke
14 in die Mahlkammer 1 gefördert und bildet hier ein Gutbett 15 solcher Höhe, daß
Gut und Gas (von den Düsen 5 und 6) mit geringer Geschwindigkeit als Fontäne 16 nach
oben zum Sichtrad 4 transportiert werden. Das Sichterfeingut verläßt die Strahlmühle
über die Austrittsleitung 17 und wird von hier zu einem (nicht gezeichneten) Staubabscheider,
z. B. Zyklon und/oder Filter, geführt. Das Sichtergrobgut kreist entlang der Wand
der Mahlkammer 1 zurück in das Gutbett 15. Die Feinheit des Fertiggutes wird über
die Drehzahl des Sichtrades 4 eingestellt, das vom Motor 18 über einen Riementrieb
19 mit stufenlos einstellbarem Übersetzungsverhältnis angetrieben wird.
1. Fließbettstrahlmühle mit einer von Einbauten freien Mahlkammer, in deren Bodenbereich
eine Düse mit senkrecht nach oben austretendem Gasstrahl angeordnet ist und die bis
zu einer solchen Höhe vollständig mit dem zu zerkleinernden Gut gefüllt ist, daß Gut
und Gas als Fontäne geringer Geschwindigkeit aus dem Gutbett austreten, wobei diese
Fontäne zur Speisung eines oberhalb der Oberfläche des Gutbettes vorgesehenen, unabhängig
vom Impuls des aus der Bodendüse austretenden Strahls betriebenen Sichters dient,
dadurch gekennzeichnet, daß eine bestimmte Anzahl weiterer, unterhalb der Oberfläche
des Gutbettes (15) in der Mahlkammer (1) in diese mündender Strahldüsen (6) angeordnet
ist, deren Mündungen in einer senkrecht zur Achse (7) der Bodendüse (5) verlaufenden
Ebene (9) auf einem zur Achse der Bodendüse koaxialen Kreis (8) gleichmäßig verteilt
liegen, und deren Achsen (10) sich in einem Punkt (11) auf der Achse der Bodendüse
unterhalb der Ebene (9) der Düsenmündungen schneiden.
2. Fließbettstrahlmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt
(11) der Düsenachsen (7, 10) von der Mündungsebene (9) den Abstand hat, für den rechnerisch
die vektorielle Summe der Impulsströme sämtlicher Düsen (5, 6) zu Null wird, wobei
unter dem Impulsstrom einer Düse das Produkt aus Strahlgeschwindigkeit an der Düsenmündung
und hier in der Zeiteinheit durchgesetzter Gasmenge zu verstehen ist.
3. Fließbettstrahlmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Düsen
(5, 6) gleich ausgebildet sind und gleiche Abmessungen aufweisen.
