[0001] Die Erfindung betrifft eine Wirbelstrommühle mit einem zwischen einem Stator und
einem Rotor definierten Mahlspalt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1
[0002] Bei gattungsgemäßen Wirbelstrommühlen weist der Stator eine Mahlbahn auf, die den
Mahlspalt nach außen hin mit ihrer konischen bzw. kegelstumpfförmigen oder zylindrischen
Innenoberfläche begrenzt, welche mit zum Mahlspalt hin vorspringenden, sich über die
Länge des Mahlspalts erstreckenden Rippen, bzw. mit einer Riffelung zum Zerkleinern
und Zurückschleudern von aufprallenden Partikeln versehen ist. Der Rotor weist dagegen
Mahlwerkzeuge auf, die im Betrieb des Rotors eine konische oder zylindrische Mantelfläche
abstreifen und jeweils eine sich zumindest über einen Abschnitt der Länge des Mahlspalts
von der Mantelfläche nach innen erstreckende Brechfläche für aufprallende Partikel
aufweisen. Die Mahlbahn ist dabei oft als ein in ein dafür vorgesehenes Statorgehäuse
einbaubarer Mahlbahn-Einsatz ausgebildet, wobei das Statorgehäuse oft einen Deckel
mit einer Mahlgutaufgabeöffnung aufweist, welcher auf die den Mahlbahn-Einsatz aufnehmenden
Mahlbahnfassung aufgeschraubt ist. Die Mahlwerkzeuge des Rotors sind meist auf einem
dafür vorgesehenen Werkzeugträger- bzw. Mahlring des Rotors angebracht.
[0003] Dreht sich der Rotor nun mit hoher Geschwindigkeit in dem Stator, wobei die Drehachse
in etwa in Vertikalrichtung verläuft, und wird Mahlgut von oben aufgegeben und in
einem Förderspalt zwischen dem Rotor und einem Deckel des Statorgehäuses nach außen
und von dort in den Mahlspalt zentrifugiert, so wird dieses Mahlgut zwischen der Riffelung
der Mahlbahn und den Mahlwerkzeugen zermahlen, indem die einzelnen Teilchen je nach
Materialdichte und Korngröße mehr oder weniger oft zwischen Mahlbahn und Mahlwerkzeugen
hin und her geschleudert werden und dadurch zerbrochen bzw. zerschlagen werden.
[0004] Derartige Wirbelstrommühlen weisen beispielsweise Arbeitsdrehzahlen von 12.000 U/min
und Arbeits-Umfangsgeschwindigkeiten am Mahlwerkzeug von 125 m/s auf, wobei je nach
Einsatzgebiet, den Materialeigenschaften des zu zerkleinemden Mahlguts und den gewünschten
Materialparametern des vermahlenen Mahlgutaustrags verschiedene Mühlen mit unterschiedlichen
Durchmessern, Mahlspaltlängen und -breiten eingesetzt werden.
[0005] Wirbelstrommühlen dieser Art sind beispielsweise aus dem eigenen Patent
EP 0787 528 B1 bekannt. Dort hat der Stator einen kegelstumpfförmigen Mahlbahn-Einsatz mit einer
nach innen gerichteten, in Axialrichtung verlaufenden Riffelung, welche in einer Einfassung
mit einem oberseitig daran befestigten Deckel befestigt ist. Auf der anderen Seite
des Mahlspalts innen liegend ist dagegen ein mit hoher Drehzahl antreibbarer Rotor
vorgesehen, welcher entlang der Axialrichtung mit mehreren sogenannten Mahlringen
bestückt ist, das sind Trägerelemente für die Mahlwerkzeuge. Die Mahlringe sind wiederum
entlang der Umfangsrichtung mit einer Mehrzahl von Mahlwerkzeugen bestückt.
[0006] Eine weitere gattungsgemäße Wirbelstrommühle ist aus der deutschen Patentanmeldung
DE 199 62 049 A1 bekannt. Die dortige Wirbelstrommühle weist neben dem eigentlichen Mahlwerk vorgeordnete
Grobzerkleinerungswerkzeug auf, die an der Deckwand des Rotors befestigt sind und
das von einer zentralen Mahlgutaufgabe kommende Mahlgut im radialen Strömungskanal
zwischen dem Deckel des Stators und der Deckwand des Rotors vorzerkleinern sollen.
[0007] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße
Wirbelstrommühle so weiterzubilden, dass faseriges oder grobes Aufgabegut besser verarbeitet
werden kann.
[0008] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0009] Erfindungsgemäß weist das dem eigentlichen Mahlwerk vorgeschaltete Grobzerkleinerungswerk
der Wirbelstrommühle neben einer Anzahl Grobzerkleinerungsabschnitte an der Deckwand
des Rotors eine weitere Anzahl Gegengrobzerkleinerungsabschnitte auf, die den Grobzerkleinerungsabschnitten
auf der anderen Seite des Grobzerkleinerungsspalts gegenüberliegen, wobei die Grobzerkleinerungsabschnitte
und die Gegengrobzerkleinerungsabschnitte gegeneinander bewegbar sind. Der Grobzerkleinerungsspalt
ist dabei einfach ein an den ringförmigen Mahlspalt anschließender Spaltbereich, also
eine Verlängerung des Mahlspalts auf der der Grobgutaufgabeöffnung zugewandten Seite
des Rotors. Dabei kann der Grobzerkleinerungsspalt eine größere Breite als der Mahlspalt
aufweisen.
[0010] Mit der erfindungsgemäßen Wirbelstrommühle können jetzt auch kritische Aufgabegüter
gemahlen werden, die bisher nur schlecht und mit häufig auftretenden Schäden im Mahlwerk
der Wirbelstrommühle mahlbar waren, und zwar mit deutlich verbesserten Ergebnissen
gegenüber Grobzerkleinerungswerken ohne Gegengrobzerkleinerungsabschnitte, wie Versuche
gezeigt haben. Denn die in den Strömungspfad bzw. Grobzerkleinerungsspalt zwischen
den Grobzerkleinerungsabschnitten und den Gegengrobzerkleinerungsabschnitten eintretenden
Mahlgutpartikel werden zwischen den Grobzerkleinerungsabschnitten und den Gegengrobzerkleinerungsabschnitten
hin- und hergeschleudert und damit letzlich zerbrochen und zermalmt.
[0011] Beispielsweise kann die zum Zermahlen auf der Wirbelstrommühle nötige Feinheit von
spröden Materialien wie aus Kalkstein bestehenden Aufgabegütern mit der erfindungsgemäßen
Wirbelstrommühle verringert werden. Auch bei aus Faserstoffen wie aus Papier bestehenden
Aufgabegütern werden bessere Resultate erzielt. Insbesondere bei der in letzter Zeit
populär gewordenen Zermahlung von zu Klumpen eingestampften Katalogen oder dergleichen
zu Wärmedämmstoffwolle werden dabei sehr gute Resultate erzielt, d. h., dass es zu
wenigen gar keinen Aussetzern aufgrund von "Fressern" im Mahlwerk kommt.
[0012] Die genannten Verbesserungen werden dabei dadurch erzielt, dass die gegeneinander
bewegbaren Grobzerkleinerungsabschnitte bzw. Gegengrobzerkleinerungsabschnitte des
Grobzerkleinerungswerks gegeneinander bewegt werden und Partikel bzw. Klumpen Vorzerkleinern,
falls diese eine bestimmte Größe überschreiten, welche durch die Breite des Grobzerkleinerungsspalts
vorgegeben wird. Dadurch wird sichergestellt, dass nur ausreichend vorzerkleinerte
Materialteilchen oder -klumpen in den Mahlspalt des Mahlwerks der Wirbelstrommühle
gelangen.
[0013] Gerade bei der Feinzermahlung von inhomogenen Aufgabelgütern hat sich dabei eine
Weiterbildung der Erfindung als vorteilhaft herausgestellt, bei der die Grobzerkleinerungsabschnitte
und die Gegengrobzerkleinerungsabschnitte als Stifte oder Klötze ausgebildet sind,
die nach Art einer Stiftmühle als Zahnkränze angeordnet sind, welche in Radialrichtung
des Rotors beabstandet sind und sich in Axialrichtung des Rotors vorzugsweise überlappen,
insbesondere wenn eine Mehrzahl Grobzerkleinerungzahnkränze und eine Mehrzahl Gegengrobzerkleinerungszahnkränze
vorgesehen ist.
[0014] Die in das Grobzerkleinerungswerk eintretenden Aufgabegutpartikel treffen dabei auf
ihrem Strömungspfad zum Mahlwerk auf die in den Zahnringen angeordneten stift- oder
klotzförmigen Prallkörper und müssen also mehrere Zahnringe überwinden, um zum Mahlspalt
zu gelangen. Die Teilchen müssen daher einen Zick-Zack-Kurs einnehmen oder werden
sofort zermalmt, wenn sie audf direktem Weg in den Drehbereich des jeweiligen Zahnrings
eintreten. Mit der Beabstandung der Zahnringe kann dabei der Feinheitsgrad der Grobzermahlung
beeinflusst werden. Im Hinblick auf eine einfache Wartbarkeit ist es dabei vorteilhaft,
wenn die Zähne, bzw. Stifte oder Klötze austauschbar am Statordeckel bzw. an der Deckwand
des Rotors befestigt sind, also beispielsweise eingeschraubt sind. Im Hinblick auf
die Einstellbarkeit der Grobzerkleinerungsspaltdicke zwischen den Zahnkränzen des
Grobzerkleinerungswerks kann die Befestigung der als Grobzerkleinerungsabschnitte
bzw. Gegengrobzerkleinerungsabschnitte dienenden Zähne, bzw. Stifte oder Klötze vortielhaft
verschiebbar sein, beispielsweise durch Einschrauben in in entsprechenden Nuten geführte
Muttern.
[0015] Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
[0016] Vorteilhaft wird als Grobzerkleinerungsspalt des Grobzerkleinerungswerks doch der
zwischen dem Deckel des Statorgehäuses mit der Grobgutaufgabeöffnung und der oberseitigen
Deckwand des Rotors so wie so vorhandene Förderspalt genutzt, in dem die an der Grobgutaufgabeöffnung
aufgegebenen Grobgutteilchen in horizontale Richtung radial nach außen zum Mahlspalt
hin zentrifugiert werden.
[0017] Dabei können zum Zentrifugieren der aufgegebenen Grobgutteilchen in den Mahlspalt
an der Rotoroberseite herkömmlicher Wirbelstrommühlen oft schon vorhandene, in Radialrichtung
oder zumindest mit Radialkomponente verlaufende Leitrippen genutzt werden, die unverändert
oder mit geringen Modifikationen gleich als Grobzerkleinerungsabschnitte des Grobzerkleinerungswerks
eingesetzt werden können. An dem Deckel des Statorgehäuses können dann den Leitrippen
zugeordnete, auf der anderen Seite des Förder- bzw. Grobzerkleinerungsspalts liegende
Gegengrobzerkleinerungsabschnitte vorgesehen sein.
[0018] Der Grobzerkleinerungsspalt kann dabei über seine gesamte Länge eine konstante Breite
aufweisen oder eine sich zum Mahlspalt hin verjüngende Breite, so dass besonders grobe
Teilchen schon im Eingangsbereich des Grobzerkleinerungswerks zermahlen werden, wohingegen
weniger grobe Teilchen erst in einem weiter innen liegenden Bereich zermahlen werden.
[0019] Bei dem als Grobzerkleinerungsspalt genutzten Förderspalt zwischen dem Statorgehäuse-Deckelabschnitt
und der Rotoroberseite kann der Förderspalt einen horrizontalen Verlauf aufweisen.
Es wäre jedoch ebenfalls denkbar, den Statorgehäusedeckel bzw. die Rotoroberseite
und damit das Grobzerkleinerungswerk so aufzubauen, dass der Förderspalt einen unter
Winkel zur Drehachse des Rotors konischen Verlauf aufweist. Auch ein gekrümmter Verlauf,
insbesondere ohne Kante am Übergang in den Mahlspalt wäre dabei denkbar.
[0020] Als Grobzerkleinerungsabschnitte bzw. Gegengrobzerkleinerungsabschnitte kommen dabei
je nach aufgegebenen Grobgut verschiedene Weiterbildungen der Erfindung in Betracht.
So können diese als gegeneinander bewegbare Vorsprünge auf beiden Seiten des Grobzerkleinerungsspalts
ausgebildet sein oder zumindest auf einer Seite als dazu bewegbares Messer (bzw. Gegenmesser),
wobei auch ein solcher Vorsprung eine scharfe Kante, also eine Messerschneide (oder
- Gegenschneide) aufweisen kann. Auch Messer und Gegenmesser auf beiden Seiten des
Grobzerkleinerungsspalts wäre denkbar.
[0021] Während im Grobzerkleinerungsspalt befindliche Aufgabegutpartikel bei Auftreffen
eines ungeschärften Grobzerkleinerungsvorsprungs von der einen Seite und Gegengrobzerkleinerungsvorsprung
von der anderen Seite einfach zerbrochen bzw. zermalmt werden, kann durch das Anbringen
von Schneiden bzw. Gegenschneide an dem auftreffenden Grobzerkleinerungsabschnitt
bzw. Gegengrobzerkleinerungsabschnitt auch ein Zerschneiden der im Grobzerkleinerungsspalt
befindlichen Grobgutpartikel erreicht werden. Weiterhin wäre es denkbar, auf beiden
Seiten des Grobzerkleinerungsspalts Einzelzähne vorzusehen, also Grob- bzw. Gegengrobzerkleinerungsabschnitte,
die sich nicht über die gesamte Länge des Grobzerkleinerungsspalts erstrecken, welche
bei Betrieb des Grobzerkleinerungswerks aneinander vorbeigeführt werden, so dass der
Grobzerkleinerungsspalt keinen geraden, sondern einen zickzackförmigen und damit insgesamt
längeren Verlauf aufweist. Auch Kombinationen der vorher vorgeschlagenen Weiterbildungen
wären denkbar.
[0022] So können im Fall der als Grobzerkleinerungsabschnitte genutzten Leitrippen an der
Deckwand des Rotors an diesen Leitrippen in Rotordrehrichtung weisende Brechflächen
vorgesehen sein. Diese Brechflächen können zusätzlich an der sie zum Förderspalt hin
begrenzenden Seite in eine scharfe Kante münden, wobei die der Grobbrechfläche auf
der anderen Seite der Kante gegenüberliegende Freifläche mit der Grobbrechfläche vorzugsweise
einen spitzen Winkel einschließen kann. Dazu kann die Grobbrechfläche gegenüber der
Ebene der Deckwand angestellt sein.
[0023] Ferner kann die Grobbrechfläche und/ oder die Schneide- bzw. scharfe Kante auf einer
an der Leitrippe angebrachten Wechselbrech- bzw. -schneidplatten vorgesehen sein.
Neben den an den Leitrippen vorgesehenen Grobzerkleinerungsabschnitten können auch
noch zusätzlich weitere Zusatzgrobzerkleinerungsabschnitte, beispielsweise in Form
von einzelnen aus der Rotordeckwand vorspringenden Grobbrechzähnen vorgesehen sein.
[0024] Den Grobzerkleinerungsabschnitten an der Rotordeckwand auf der anderen Seite des
Förderspalts gegenüberliegend befinden sich dabei Gegengrobzerkleinerungsungsabschnitte
die in allen zuvor beschriebenen Weiterbildungen ausgeführt sein können. Vorteilhaft
sind dort jedoch den Leitrippen in ihrer radialen Lage entsprechende Gegenrippen vorgesehen,
welche wiederum den Grobbrechflächen an den Leitrippen zugewandte Gegengrobbrechflächen
oder Gegenschneiden aufweisen. Auch können zusätzlich zu diesen in Radialrichtung
längserstreckten Gegenrippen zusätzliche Einzelgegenbrechzähne vorgesehen sein. Ebenfalls
wäre es denkbar, dass die Leitrippen oder die Gegenrippen einen gezackten Verlauf
aufweisen.
[0025] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen
im Folgenden näher erläutert, wobei
- Figur 1
- eine schematisierte Schnittansicht des Mahlbereichs einer Wirbelstrommühle gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigt;
- Figur 2
- eine Draufsicht auf eine Deckwand des Rotors der in Fig. 1 darge stellten Wirbelstrommühle;
- Figur 3
- eine Ansicht von unten auf einen Deckel des Statorgehäuses der in Fig. 1 dargestellten
Wirbelstrommühle; und
- Figur 4
- eine der Fig. 1 entsprechende schematisierte Ansicht einer gattungsgemäßen Wirbelstrommühle
zeigt.
[0026] Zunächst wird Bezug genommen auf die Figur 4, welche in schematischer Darstellung
den Mahlbereich einer gattungsgemäßen Wirbelstrommühle zeigt. Die Wirbelstrommühle
hat dabei einen Stator ST', welcher ein Statorgehäuse 22' aufweist, in dem ein konischer
bzw. kegelstumpfförmiger Mahlbahn-Einsatz 20 aufgenommen und über ein Ringflanschteil
24 befestigt ist. Das Ringflanschteil 24 ist mit dem Statorgehäuse 22' und dem Mahlbahn-Einsatz
20, wie in Figur 1 angedeutet, verschraubt, wobei mittels Unterlegscheiben die Höhenlage
der Mahlbahn 20' eingestellt werden kann, wodurch Einfluss auf die Breite eines mit
MS bezeichneten Mahlspalts zwischen dem Stator ST' und Rotor RT' genommen werden kann.
Der Rotor RT' rotiert dabei um eine Drehachse R, welche zumindest im wesentlichen
auf die Senkrechte ausgelotet ist, so dass keine schwerkraftbedingte Unwucht auftritt.
Der Mahlspalt MS wird dabei von dem Stator ST' über eine Innenoberfläche 21 des Mahlbahn-Einsatzes
20' begrenzt und andererseits durch den Rotor RT' über eine Außenmantelfläche 23 des
Rotors RT'. Das Mahlgut nimmt dann ausgehend von einer zentralen Mahlgutaufgabeöffnung
19 in einem Deckelbereich des Statorgehäuses 22 über die durch den rotierenden Rotor
erzeugten Zentrifugalkräfte seinen Weg nach außen und erreicht den Mahlspalt MS, welchen
es unter Aufprall auf die dem Mahlspalt MS zugewandten Oberflächen des Rotors RT'
und des Stators ST' nach unten durchläuft.
[0027] Die Mahlbahn 20' weist dabei bei bekannten Wirbelstrommühlen eine Riffelung mit in
Mahlspaltlängsrichtung L verlaufenden Rippen auf, wohin gegen der Rotor RT' bei bekannten
Wirbelstrommühlen entlang des Mahlspalts MS einen oder mehrere mit Mahlwerkzeugen
bestückte Mahlringe aufweist, wobei die Mahlwerkzeuge mit in Radialrichtung zur Rotationsachse
R verlaufenden Brechflächen ausgestattet sind.
[0028] Figur 1 zeigt nun eine Wirbelstrommühle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
die in ihrem prinzipiellen Aufbau und ihren Abmessungen zwar der in Figur 1 gezeigten
Wirbelstrommühle entspricht, aber in ihrem Eingangsbereich zwischen der Grobgutaufgabeöffnung
19 und dem Mahlspalt MS ein Grobzerkleinerungswerk aufweist. Zunächst soll jedoch
der Aufbau des Rotors RT näher erläutert werden.
[0029] Mit 1 ist dabei ein Mahlwerkzeug-Einsatz bezeichnet und insgesamt mit 28 ein Mahlring,
welcher zwei Trägerplatten 5, 6 aufweist, zwischen denen über den Umfang des Mahlrings
28 verteilt eine Vielzahl der Mahlwerkzeug-Einsätze 1 angebracht sind. Der Mahlring
28 ist dabei an einer Rotornabe 29 befestigt und ist mit der Rotornabe 29 Teil des
insgesamt mit RT bezeichneten Rotors. Der Rotor kann wie im dargestellten Fall nur
einen Mahlring 28 aufweisen oder auch entlang des Mahlspalts mehrere Reihen von Mahlwerkzeugen
1 und dementsprechend mehrere übereinander auf der Nabe angeordnete Mahlringe 28.
[0030] Mit R ist dabei wiederum die vorgegebene Rotationsrichtung des Rotors und damit des
daran befestigten Mahlrings 28 eingezeichnet, mit L die Mahlspaltlängsrichtung. Man
erkennt, dass der Mahlwerkzeug-Einsatz 1 auf der in Rotationsrichtung R des Rotors
weisenden Seite eine mit 3 bezeichnete Brechfläche aufweist, auf welche die von der
auf der anderen Seite des Mahlspalts liegenden Mahlbahn abprallenden Teilchen auftreffen
und dabei zerschlagen werden sollen, so dass das Mahlgut zu Feinpulver vermahlen wird.
Die Brechfläche 3 ist dabei auf ihrer radialen Außenseite von einer scharfen Kante
4 begrenzt, welche zur Drehachse des Rotors leicht geneigt ist, was wiederum der Konusneigung
der Mahlbahn entspricht, so dass die Breite des Mahlspalts konstant ist. Die Kanten
4 der auf dem Mahlring 28 angeordneten Mahlwerkzeug-Einsätze streifen dabei die in
Figur 1 mit 21 bezeichnete Mantelfläche ab, welche den Mahlspalt MS von innen her
einfasst.
[0031] Oberseitig ist auf die Rotornabe 29 mittels eines zentral eingeschraubten Schraubbolzen
27 eine Deckplatte 34 aufgeschraubt, welche mit 36 bezeichnete, in Radialrichtung
zur Rotorachse R verlaufende Leitrippen aufweist. Die Leitrippen 36 sind dabei als
Grobzerkleinerungsabschnitte entlang des Förderspalts GS von der Grobgutaufnahe 19
zum Mahlspalt MS aufgebaut, wie weiter untenstehend in Bezugnahme auf die Figur 2
noch näher erläutert werden wird. Auf der den Leitrippen 36 gegenüberliegendenden
Seite des Grobzerkleinerungs- bzw. Förderspalts GS sind dabei an einem Deckel 30 des
Stators vorspringende Gegengrobzerkleinerungsrippen 32 vorgesehen, welche ebenfalls
in Radialrichtung zur Drehachse R des Rotors verlaufen und auf radialer Höhe der Leitrippen
36 angeordnet sind und eine der Länge der Leitrippen 36 entsprechende Länge haben.
Der Deckel 30 ist dabei mit umlaufenden Verschraubungen an einem umlaufenden Flansch
mit einer Mahlbahneinfassung 22 verschraubt.
[0032] Das an der Mahlgutaufgabeöffnung 19 aufgegebene Mahlgut nimmt dabei den Pfeilen eingezeichneten
Weg durch den Grobzerkleinerungsspalt GS, in dem eine gewisse Vorzerkleinerung stattfindet,
hindurch zum Mahlspalt MS, in dem dann die eigentliche Mahlung zwischen der Mahlbahn
20 und Mahlwerkzeugen 1 passiert, so dass das unten aus dem Mahlwerk der Wirbelstrommühle
austretende Mahlgut letztlich die gewünschte Konsistenz aufweist und sichergestellt
werden kann, dass keine für das Mahlwerk zu grobe Teilchen oder Klumpen des aufgegebenen
Mahlguts in den Mahlspalt MS gelangen können.
[0033] Der in Figur 1 gezeigte Deckel 30 des Stators ST ist dabei in Figur 3 in einer Draufsicht
auf seine Unterseite gezeigt, wobei neben den Gegengrobzerkleinerungsrippen 32 weitere
Gegengrobzerkleinerungsabschnitte 132 und 232 eingezeichnet sind, die gemäß weiteren
vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung ergänzend zu den Gegenggrobzerkleinerungsrippen
32 oder anstatt dieser vorgesehen sein können. Die in Figur 1 gezeigte Rotordeckwand
bzw. -platte 34 ist dabei in Figur 2 in einer Draufsicht auf ihre Oberseite dargestellt.
Neben den Grobzerkleinerungs- bzw. Leitrippen 36 ist dabei noch eine weitere Ausführungsform
einer Grobzerkleinerungsrippe 136 eingezeichnet, die gemäß weiterer Ausführungsformen
der Erfindung die Grobzerkleinerungsrippen 36 ersetzend oder ergänzend zu diesen an
der Deckplatte 34 des Rotors RT vorgesehen sein kann. Auch mehrere über den Umfang
der Deckplatte 34 des Rotors RT verteilte Grobzerkleinerungsrippen wären denkbar.
[0034] Die Leitrippen 36 bzw. 136 dienen dabei einerseits dazu, das an der Grobgutaufgabeöffnung
19 aufgegebene Mahlgut in den Mahlspalt MS zu zentrifugieren. Andererseits haben sie
ein in Drehrichtung R des Rotors RT weisende Vorbrechfläche, wobei diese entweder
direkt an den vorspringenden Rippen 36 ausgebildet ist und in diesem Fall mit 39 bezeichnet
ist oder an einer an der jeweiligen Rippe 136 angeschraubten Wechselbrechplatte 137
und dann mit 139 bezeichnet ist.
[0035] Den Vorbrechflächen 39 bzw. 139 der Grobzerkleinerungsrippen 36 bzw. 136 sind dabei
Gegenvorbrechflächen 38 bzw 138 auf der entgegen der Drehrichtung R des Rotors RT
liegenden Seite der Gegengrobzerkleinerungsrippen 32 bzw. 132 zugeordnet. Die Gegenvorbrechflächen
138 sind dabei wiederum auf einer an der jeweiligen Gegengrobzerkleinerungsrippe 132
aufgeschraubten Wechselplatte 133 vorgesehen. Die Wechselplatten 137 und 133 sind
dabei jeweils als Wendeschneidplatten mit einer in den Figuren 2 und 3 in der Blattebene
verlaufenden Schneidkante 142 bzw. 141 ausgebildet.
[0036] Die Wechselplatten 133, 137 können dabei aus einem zum Zerbrechen oder Zerschneiden
des in den Grobzerkleinerungsspalt eintretenden Mahlguts gut geeigneten Material bestehen,
wohin gegen die Trägerrippen 132, 136 aus einem billigerem Trägermaterial bestehen
können. Beispielsweise können die Wechselplatten 133, 137 aus einer Keramik, beispielsweise
Al
2O
3 bestehen. Wenn es auf eine besonders abriebfeste und abrationswiederständige Oberfläche
des Grobzerkleinerungs- bzw. Gegenggrobzerkleinerungsabschnitt bzw. -werkzeugs ankommt,
wie bei sehr abrasiven Mahlgütern, beispielsweise Dolomit mit Quarzfremdeinschlüssen,
eignet sich Hartmetall als Material der Wechselplatten besonders gut. Die Trägerrippen
132, 136 können dann aus dem selben Material wie der Deckel 30 bzw. die Deckplatte
34 bestehen, so dass diese jeweils als einstückiges Gussteil hergestellt werden können.
[0037] Ebenfalls denkbar wäre es, die Vorbrech- bzw. Gegenvorbrechflächen der Grobzerkleinerungs-
bzw. Gegengrobzerkleinerungsabschnitte zu beschichten, beispielsweise mit einer Hartstoffbeschichtung,
wie z. B. Wolframkarbit, TiC-TaC oder sogar Diamant.
[0038] Ebenfalls denkbar wäre es, die Grobzerkleinerungs- bzw Gegengrobzerkleinerungsabschnitte
nicht einstückig mit dem Deckel 30 bzw der Deckwand 34 auszubilden, sondern diese
als insgesamt anschraubbare Grob- bzw. Gegengrobzerkleinerungswerkzeuge auszubilden,
die dann insgesamt aus einem anderen Material als der Deckel 30 bzw. die Deckwand
34 bestehen können.
[0039] In Figur 3 sind ferner als Einzelzähne 232 ausgebildete Gegengrobzerkleinerungsabschnitte
eingezeichnet, welche einen Querschnitt in Form eines spitzwinkligen Dreiecks aufweisen
und unter Winkel zur Radialrichtung verlaufende Gegenvorbrechflächen 238 haben. Die
Gegenvorbrechflächen 238 laufen dabei auf der entgegen der Drehrichtung R des Rotors
RT gelegenen Seite der Gegenvorbrechzähne 238 gelegenen Seite spitz zu einer scharfen
Kante 241 hin zu.
[0040] Im Folgenden wird noch auf eine für die Zermahlung von groben oder faserigen Aufgabegütern
ebenfalls vorteilhafte und damit sich mit dem erfindungsgemäßen Vorzerkleinerungswerk
ergänzende, pendelnde Ausführung der Mahlwerk-Ein-sätze 1 eingegangen.
[0041] Der Mahlwerkzeug-Einsatz 1 weist einen flügelförmigen Brechabschnitt 10 auf, welcher
mit einem hülsenförmigen Befestigungsabschnitt 9 verlötet ist. Der hülsenförmige Befestigungsabschnitt
9 bzw. Hülsenabschnitt 9 ist dabei zwischen die Trägerplatten 5, 6 eingeschoben. Die
Trägerplatten 5, 6 weisen Durchgangsbohrungen auf, die zum Hülsenabschnitt 9 des jeweiligen
Mahlwerkzeug-Einsatzes 1 fluchten. Durch den Hülsenabschnitt 9 und die zugeordneten
Durchgangsbohrungen ist ein Schraubbolzen 8 durchgeführt, welcher über eine Mutter
12 den Mahlwerkzeug-Einsatz 1 am Mahlring 28 befestigt. Durch einen mehr oder weniger
starken Anzug der Mutter lässt sich eine mehr oder weniger leichte bzw. schwergängige
Drehbarkeit des Mahlwerkzeugs 1 um die durch den Schraubbolzen 8 gebildete Drehachse
S erreichen.
[0042] Damit ist der Mahlwerkzeug-Einsatz 1 gemäß der dargestellten vorteilhaften Ausführungsform
schwenkbar, bzw. pendelnd am Rotor RT befestigt, wobei die Schwenkachse S vorteilhaft
achsparallel zur Drehachse des Rotors verläuft. Diese könnte jedoch auch um einige
Grade dazu geneigt sein, beispielsweise um den Grad der Konusneigung der Mahlbahn
zur Drehachse oder in Richtung eines Brechflächen-Neigungswinkels. Durch die hohe
Drehgeschwindigkeit des Rotors RT in Wirbelstrommühlen der gattungsgemäßen Art wird
dabei der Mahlwerkzeug-Einsatz 1 in seiner Arbeitsposition gehalten, solange nur das
zu zermahlende Mahlgut im Mahlspalt befindlich ist. Trifft dagegen ein harter Fremdkörper
auf den Mahlwerkzeug-Einsatz kann es sich aus seiner Arbeitsposition heraus verschwenken
und dadurch dem Fremdkörper ausweichen. Selbst wenn nach dem Eindringen eines solchen
Fremdkörpers nicht mehr weiter gemahlen werden kann, gelingt es trotzdem, die Schäden
an der Mühle zu begrenzen, da dem Bedienpersonal jetzt die Möglichkeit gegeben wird,
die Mühle abzuschalten, bevor der Fremdkörper ein oder mehrere Mahlwerkzeuge zerschlägt
und dadurch noch größere Schäden hervorruft.
[0043] Dabei wäre es denkbar, zwischen den Trägerplatten 5, 6 und dem Hülsenabschnitt 9
Unterlegscheiben aus einem gut gleitenden Material einzulegen, falls die Reibungskräfte
reduziert werden sollen, so dass beim Auftreffen eines harten Fremdkörpers oder dergleichen
auf den flügelförmigen Brechabschnitt 10 bzw. Flügelabschnitt 10 ein leichteres Rückgleiten
aus der in Radialrichtung ausgerichteten Arbeitsstellung des Mahlwerkzeugs gelingt.
Falls dagegen eine erhöhte Widerstandskraft des Mahlwerkzeugs gegen Zurückgleiten
gewünscht ist könnte dies über eine Ringfeder bewerkstelligt werden, die einerseits
an einem oder bei-den Trägerringen und andererseits an dem Mahlwerkzeug-Einsatz befestigt
ist. Mit Hilfe der genannten Maßnahmen ist somit die Gängigkeit der Drehbarkeit einstellbar.
[0044] Der Mahlwerkzeug-Einsatz 1 kann somit entsprechend der Härte oder sonstigen Eigenschaften
des Mahlguts entweder lose pendelnd am Rotor RT befestigt werden bzw. befestigbar
ausgeführt sein oder, falls die durch die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors RT hervorgerufene
Zentrifugalkraft zur Zerkleinerung des Mahlguts nicht ausreicht bzw., falls sich der
Mahlwerkzeug-Einsatz 1 ansonsten aus seiner Arbeitsposition heraus verschwenken würde,
in dieser Arbeitsposition vorgespannt am Rotor RT befestigt sein bzw. befestigbar
sein.
[0045] Der Flügelabschnitt 10 kann dabei aus einem Hartmetall bestehen, wohin gegen der
hülsenförmige Befestigungsabschnitt 9 aus einem Standardbaustahl hergestellt sein
kann. Auf diese Weise kann zum einen der Befestigungsabschnitt 9 materialmäßig eher
einfacher oder billiger ausgebildet sein als der Brechabschnitt 10.
[0046] Selbstverständlich sind Abweichungen und Modifikationen der dargestellten Ausführungsform
möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
[0047] So weist die erfindungsgemäße Wirbelstrommühle nur ein Mahl- und ein Grobzerkleinerungswerk
auf. Es wäre jedoch ebenso denkbar, die Wirbelstrommühle mehrstufig mit mehreren,
nach Grobheit des Mahlguts abgestuften Vorzerkleinerungswerken oder auch Mahlwerken
entlang des Weges des Aufgabegutes durch die Mühle auszubilden.
1. Wirbelstrommühle mit
einem Mahlwerk, welches einen zwischen einem Stator (ST) und einen Rotor (RT) definierten
Mahlspalt (MS) umfasst, wobei der Stator (ST) eine Mahlbahn (20) aufweist, die den
Mahlspalt (MS) nach außen hin mit ihrer kegelstumpfförmigen oder zylindrischen Innenoberfläche
(21) begrenzt, und der Rotor (RT) zumindest einen Mahlring (28) aufweist, auf dem
Mahlwerkzeuge (1) aufgenommen sind, die im Betrieb des Rotors (RT) eine kegelstumpfförmige
oder zylindrische, den Mahlspalt (MS) nach innen begrenzende Mantelfläche abstreifen,
und mit
einem dem Mahlwerk strömungsmäßig vorgeordneten, zwischen einem Deckelabschnitt (30)
des Stators (ST) und einer Deckwand (34) des Rotors (RT) definierten Grobzerkleinerungswerk,
in dem das Mahlgut bei drehendem Rotor (RT) von einer oberseitigen, zentralen Mahlgutaufgabeöffnung
(19) nach außen zum Mahlspalt (MS) befördert wird, wobei das Grobzerkleinerungswerk
eine Anzahl Grobzerkleinerungsabschnitte (36; 136) an der Deckwand (34) des Rotors
(RT) aufweist
dadurch gekennzeichnet, dass
das Grobzerkleinerungswerk eine weitere Anzahl Gegengrobzerkleinerungsabschnitte (32,
132, 232) aufweist, die den Grobzerkleinerungsabschnitten (36; 136) gegenüber liegen,
wobei die Grobzerkleinerungsabschnitte (36; 136) und die Gegengrobzerkleinerungsabschnitte
(32, 132, 232) gegeneinander bewegbar sind.
2. Wirbelstrommühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Grobzerkleinerungsabschnitte (36; 136) und die weitere Anzahl Gegengrobzerkleinerungsabschnitte
(32, 132, 232) eine erste Anzahl Vorbrechzähne (36; 136) bzw. Gegenvorbrechzähne (32;
132; 232) umfasst, welche vorzugsweise als voneinander vereinzelte Stifte oder Klötze
ausgebildet sind.
3. Wirbelstrommühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Vorbrechzähne bzw. Gegenvorbrechzähne nach Art einer Stiftmühle jeweils in Zahnkränzen
angeordnet sind, wobei ein Grobzerkleinerungszahnkranz von einem Gegengrobzerkleinerungzahnkranz
in Radialrichtung des Rotors beabstandet ist und sich die Zahnkränze in Axialrichtung
des Rotors vorzugsweise überlappen, und wobei insbesondere eine Mehrzahl Grobzerkleinerungzahnkränze
und eine Mehrzahl Gegengrobzerkleinerungszahnkränze vorgesehen sind, welche voneinander
radial beabstandet sind und sich in Axialrichtung vorzugsweise überlappen.
4. Wirbelstrommühle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenvorbrechzähne mit dem Deckelabschnitt des Stators verschraubt sind und vorzugsweise
auch die Vorbrechzähne mit der Deckwand des Rotors verschraubt sind.
5. Wirbelstrommühle nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbrechzähne und die Gegenvorbrechzähne eine zylindrische Außenoberfläche aufweisen.
6. Wirbelstrommühle nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbrechzähne (36; 136) bzw. Gegenvorbrechzähne (32; 132; 232) auf ihrer bei
Betrieb des Grobzerkleinerungswerks jeweils zu den weitere Anzahl Gegengrobzerkleinerungsabschnitte
(32, 132, 232) bzw. der Anzahl Grobzerkleinerungsabschnitte (36; 136) hin bewegbaren
Seite jeweils zumindest eine Grobbrechfläche (39; 139) bzw. Gegengrobbrechfläche (38;
138; 238) aufweisen.
7. Wirbelstrommühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Anzahl Grobzerkleinerungsabschnitte (36; 136) und/oder die weitere
Anzahl Gegengrobzerkleinerungsabschnitte (32, 132, 232) eine zweite Anzahl Messer
(136) bzw. Gegenmesser (132; 232) umfasst, die auf ihrer bei Betrieb des Grobzerkleinerungswerks
jeweils zu den weitere Anzahl Gegengrobzerkleinerungsabschnitte (32, 132, 232) bzw.
der Anzahl Grobzerkleinerungsabschnitte (36; 136) hin bewegbaren Seite jeweils zumindest
eine scharfe Schneide (142) bzw. Gegenschneide (141; 241) aufweisen.
8. Wirbelstrommühle nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Grobbrechfläche (139) und/oder Gegengrobbrechfläche (138) an einer
Wechselplatte (137; 133) ausgebildet ist und insbesondere auch zumindest eine Schneide
(142) und/oder Gegenschneide (141) an einer Wechselplatte (137; 133) ausgebildet ist.
9. Wirbelstrommühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Deckwand (34) des Rotors (RT) eine Anzahl vorspringender Leitrippen (36; 136)
vorgesehen ist, die sich jeweils zumindest mit überwiegender Richtungskomponente in
Radialrichtung zur Rotordrehachse (R) erstrecken, so dass bei drehendem Rotor (RT)
das Mahlgut durch den Förderspalt (GS) nach außen zum Mahlspalt (MS) befördert wird,
wobei die Leitrippen (36; 136) als Grobzerkleinerungsabschnitte (36; 136) des Grobzerkleinerungswerks
dienen.
10. Wirbelstrommühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Grobbrechfläche (39; 139) und/oder die zumindest eine Schneide
(142) auf der in Drehrichtung (R) des Rotors (RT) gelegenen Seite der Leitrippe (36;
136) vorgesehen ist.
11. Wirbelstrommühle nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Anzahl Gegengrobzerkleinerungsabschnitte (32; 132) zumindest eine Gegengrobbrechrippe
(32; 132) umfasst, welche auf ihrer entgegen der Drehrichtung (R) des Rotors (RT)
gelegenen Seite jeweils zumindest eine sich zumindest mit überwiegender Richtungskomponente
in Radialrichtung zur Rotordrehachse (R) erstreckende Gegengrobbrechfläche (38; 138)
aufweist, und vorzugsweise in ihrer radialen Länge derjenigen der Leitrippen (36;
136) entspricht.
12. Wirbelstrommühle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Gegenschneide (141) auf der entgegen der Drehrichtung (R) des
Rotors (RT) gelegenen Seite der zumindest einen Gegengrobbrechrippe (132) vorgesehen
ist und in ihrer radialen Länge auf die Leitrippen (36; 136) abgestimmt ist.
13. Wirbelstrommühle nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Anzahl Gegengrobzerkleinerungsabschnitte (232) Gegengrobbrechzähne (232)
umfasst, die auf ihrer entgegen der Drehrichtung (R) des Rotors (RT) weisenden Seite
des Zerkleinerungsvorsprungs jeweils spitz zu einer Gegenbrechkante (241) zulaufen,
welche insbesondere als scharfe Schneide (241) ausgebildet ist.
14. Wirbelstrommühle nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Grobzerkleinerungsabschnitte von der Deckwand vorspringende Zusatzbrechzähne
umfasst, die auf ihrer in Drehrichtung des Rotors weisenden Seite spitz zu einer Brechkante
zulaufen.
15. Deckel für ein Statorgehäuse einer Wirbelstrommühle, dadurch gekennzeichnet, dass er den Deckelabschnitt (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 aufweist.