Ringspalt-Kugelmühle

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Ringspalt-Kugelmühle zum kontinuierlichen Feinstzerkleinern insbesondere von mineralischen Hartstoffen mit einem geschlossenen Mahlbehälter, in dem ein Rotor angeordnet ist, dessen Außenfläche mit der Innenfläche des Mahlbehälters einen Mahlspalt begrenzt, wobei das Oberteil und das Unterteil des Rotors in entgegengesetzte Richtungen verjüngt sind nach EP-A 173 271 (Stand der Technik gemäß Art 54(3)(4) EPÜ).

[0002] Mineralische Hartstoffe (Mohssche Härte > 5), wie Korund, Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid, Siliciumcarbid und ähnliche Stoffe, werden bisher vorwiegend in Kugelmühlen mit Eisenkugeln feinzerkleinert. Hierbei sind beträchtliche Verweilzeiten des Gutes im Mahlraum erforderlich, und alle mit dem Mahlgut und den Eisenku geln in Berührung kommenden Teile unterliegen sehr starkem Verschleiß. Außerdem ist der Mahlvorgang mit störender Geräuschentwicklung verbunden. Ein weiterer Nachteil solcher Kugelmühlen besteht darin, daß der Abrieb der Eisenkugeln in das Mahlgut gelangt und in chemischen Waschprozessen auf komplizierte aufwendige Weise herausgewaschen werden muß.

[0003] Ringspalt-Kugeimühlen der eingangs erwähnten Art (DE-A 28 48 479) sollen zwar gegenüber den herkömmlichen Kugelmühlen eine Verbesserung darstellen, sind zum Feinzerkleinern von mineralischen Hartstoffen aber wenig geeignet und nur bei der Zerkleinerung von sehr viel weicheren Stoffen, z.B. Kreide und dergleichen, wirtschaftlich. Dies ist vor allem auf das Verhalten der Mahlkugeln oder Mahlperlen in dem Mahlspalt zurückzuführen. Die zusammen mit dem Mahlgut von unten in den Mahlspalt eingepumpten Mahlperlen bewegen sich zwar zunächst durch den Druck der Speisepumpe, mit der die Mahlgutsuspension in die Ringspalt-Kugelmühle gedrückt wird, sowie durch die Rotationsbewegung des Rotors in dem Mahlspalt nach oben, sacken jedoch bei Nachlassen des Pumpendruckes durch Schwerkraft nach unten und lassen einen Mahlvorgang im oberen Teil des Mahlspaltes gar nicht stattfinden. Will man dies verhindern, muß der Speisepumpendruck bzw. der Mahlgutdurchfluß derart erhöht werden, daß die Mahlperlen auch im oberen Teil des Mahlspaltes gehalten werden; dann besteht aber die Gefahr, daß die Mahlperlen zusammen mit dem Mahlgut ausgetragen werden, was wiederum die Mahlleistung reduziert. Erfahrungsgemäß wird daher bei einer mittleren Durchflußgeschwindigkeit des Mahlgutes nur etwa die untere Hälfte des Mahlspaltes für den Mahlvorgang ausgenutzt, und die theoretisch erzielbare Mahlleistung ist demgemäß nur etwa zur Hälfte realisiert. Außerdem bewirkt die hohe Packungsdichte der Mahlperlen im unteren Teil des Mahlspaltes einen hohen Abrieb an der Oberfläche des Rotors und des Mahlbehälters, und es kann, insbesondere nach einer kurzen Stillstandszeit des Rotors oder der Speisepumpe, sogar zu Blockierungen des Rotors kommen. Dieses Risiko soll bei der vorgenannten Ringspalt-Kugelmühle dadurch reduziert werden, daß der Rotor an seinem unteren Ende mit einem Flügelpumpenrad versehen ist. Das Flügelpumpenrad verstärkt jedoch nur einen weiteren Nachteil dieser Ringspalt-Kugelmühle, der darin besteht, daß Mahlperlen, die nicht nach unten sacken, mit dem Mahlgut verstärkt zur Auslaßöffnung gepumpt werden und auch dadurch für den Mahlvorgang verloren sind. Überdies unterliegt das Flügelpumpenrad einem starken Verschleiß durch Mahlperlen und Mahlgut. Bisweilen werden zur Zurückhaltung der Mahlperlen in dem Mahlspalt Siebe benutzt, die jedoch den Mahlgutaustrag behindern und sogar verhindern können, wenn sie mit Mahlgut und Mahlperlen zugesetzt sind.

[0004] Eine andere bekannte Ringspalt-Kugelmühle (DE-A 28 11 899) weist einen kegelringförmigen Mahlgutbehälter auf, dessen Innenfläche mit einem kegelringförmigen drehbaren Verdrängungskörper einen Mahlraum begrenzt. In einer den Verdrängungskörper tragenden Ringscheibe sind schräg nach außen gerichtete Rückführkanäle für die Mahlperlen angebracht. Die Mahlperlen zeigen auch in diesem Falle das geschilderte ungünstige Verhalten, und die Ausnutzung der gesamten Höhe beider Mahlspaltteile für den Mahlvorgang wird trotz der Zirkulation der Mahlperlen auch hierbei praktisch nicht erzielt. Die in dem inneren abwärtsführenden Mahlspaltteil befindlichen Mahlperlen folgen nämlich dem Mahlgutstrom in Auslaßrichtung anstatt ihm entgegenzuwirken, so daß in diesem Teil des Mahlspaltes noch geringere Arbeit geleistet wird als in dem anderen Mahlspaltteil, in dem die Schwerkraft eine gewisse Verweilzeitverlängerung hervorrufen mag. Als eventuelle weitere Ausführungsform kann der Mahlbehälter um die Mittelachse rotierbar angetrieben werden. Diese Maßnahme bringt jedoch keine Vorteile hinsichtlich der Optimierung des Zerkleinerungsgrades, sondern bewirkt eher das Gegenteil, weil die Mahlperlen nur um so schneller durch den Mahlspalt innen abwärts und außen aufwärts getrieben werden, so daß durch Verkürzung ihrer Verweilzeit in dem Mahlspalt die Mahlleistung sinkt. Diese bekannte Ringspalt-Kugelmühle ist im übrigen nur zum Naßmahlen geeignet und kann trockenes Material gar nicht behandeln.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ringspalt-Kugelmühle der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß sie durch Erhöhung der Mahlleistung in dem Mahlspalt eine wirtschaftlich und technisch optimale Feinstzerkleinerung auch von mineralischen Hartstoffen sogar in trockenem Zustand ermöglicht.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mahlbehälter drehbar gelagert und mit einem Drehantrieb verbunden ist.

[0007] Mit einer Ringspalt-Kugelmühle, die zwei Rotoren mit in entgegengesetzte Richtungen verjüngten Ober- und Unterteilen aufweist, kann beliebiges mineralisches Hartmaterial, wie Korund, Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid, Siliciumcarbid und dergleichen sogar in trockenem Zustand wirtschaftlich feinstzermahlen werden, weil die gesamte Höhe und Breite des Mahlspaltes für den aktiven Mahlvorgang der Mahlperlen ausgenutzt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Zentrifugalkraft (Trockenmahlung) als Folge der in entgegengesetzte Richtungen verjüngten Ausbildung des Oberteils und Unterteils von Rotor und drehendem Mahlbehälter der Schwerkraft der Mahlperlen entgegenwirkt und deren Absinken in den Mahlspalt verhindert und daß die Mahlperlen auf der Außenseite des Mahlspaltes von dem Mahlbehälter und auf der Innenseite des Mahlspaltes von dem Rotor in Bewegung gehalten werden. Der Mahlspalt wird optimal für den Mahlvorgang ausgenutzt, weil er sogar bei langsam rotierendem Rotor und Mahlbehälter in seiner gesamten Höhe und Breite von Mahlperlen durchsetzt ist, die durch verstärkte Verwirbelung zwischen den beiden rotierenden Teilen hohe Mahlleistungen erbringen. Die Drehzahl der beiden rotierenden Teile bestimmt die Mahlwirkung durch Beeinflussung der Mahlperlengeschwindigkeit im Mahlspalt, so daß durch Drehzahlregelung eine Anpassung an das Mahlgut unter Berücksichtigung der Verhinderung des Austrages der Mahlperlen aus dem Mahlspalt erreichbar ist. Die Austragung von Mahlperlen mit dem Mahlgut wird durch die großen Fliehkräfte an der Äquatorzone größten Durchmessers wirksam verhindert, so daß ein Sieb oder dergleichen entfällt und der feinstgemahlene Stoff aus dem Mahlspalt in Richtung der Auslaßöffnung frei austritt. Das durch den Mahlspalt zwischen Rotor-und Mahlbehälteroberteil nach oben zur Auslaßöffnung bewegte Mahlgut enthält praktisch keine Mahlperlen, so daß eine nachträgliche Trennung von Mahlperlen und Mahlgut entfällt. Bei der erfindungsgemäßen Ringspalt-Kugelmühle ergeben sich verlängerte Verweilzeiten, weil mit niedrigeren Umfangsgeschwindigkeiten des Rotors und des Mahlbehälters gearbeitet werden kann. Das Mahlgut zwischen den Mahlperlen bewegt sich entsprechend ganz langsam nach oben, und es ergibt sich ein enges Kornspektrum des Mahlgutes. Die erfindungsgemäße Ringspalt-Kugelmühle arbeitet außerordentlich gut mit Mahlperlen verschiedener Größe, wobei die groben, schwereren Mahlperlen unten im Mahlspalt vorzugsweise grobe Teile des Mahlgutes vermahlen und die feinen, leichteren Mahlperlen oben im Mahlspalt vorzugsweise feinere Teile vermahlen, weil die Zentrifugalkraft und damit der Auftrieb der leichteren Partikel nach oben zunimmt. Bei nunmehr ausreichend langer Verweilzeit des Gutes in dem Mahlspalt wird das Hartmaterial in kurzer Zeit in Pulver gewünschter Feinheit zermahlen und in kontinuierlichem Strom ausgetragen. Entsprechend der höheren Füllung im Mahlspalt ist auch die Ausnutzung der dem Rotor und dem Mahlbehälter zugeführten Energie größer und der Betrieb der Ringspalt-Kugelmühle wirtschaftlicher.

[0008] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Rotor und der Mahlbehälter gegenläufig angetrieben sind. Infolge der zusätzlichen Verwirbelung der Mahlperlen und des Mahlgutes in dem Mahlspalt und insbesondere in der Äquatorzone kann auf diese Weise eine angenäherte Leistungsverdoppelung gegenüber einer Ringspalt-Kugelmühle erreicht werden, die mit einem Rotor und einem unbeweglichen Mahlbehälter arbeitet.

[0009] Wird die gegenläufige Rotation des Außenkörpers (Mahlbehälter plus Deckel) zugeschaltet, so findet im Mahlspalt eine teilweise Umkehr der Perlenbewegung statt. Hatte bisher die Perlenfüllung gleichmäßig in Richtung der Innenrotordrehung rotiert, so beginnt nun im unteren Teil des Mahlspalts die Perlenfüllung in Richtung der Außenkörperrotation zu drehen. Im oberen Bereich des Mahlspalts bleibt die ursprüngliche Rotation der Perlen erhalten. Zwischen beiden Perlenpaketen bildet sich eine ca. 10 Millimeter breite Zone der Drehrich tungsumkehr aus, in der die Perlen weniger dicht gepackt sind und fast zum Stillstand kommen. Das für die Mahlwirkung wesentliche Schergefälle liegt also hier im unteren Teil des Mahlspalts praktisch an der Wandung des Innenrotors und im oberen Bereich des Mahlspalts an der Wandung des Außenkörpers. Die Lage der beschriebenen Drehrichtungsumkehr wandert mit steigender Drehzahl des Au- ßenrotors nach oben.

[0010] Im Bereich der Auslaßöffnung, oberhalb des Innenrotors, stellt sich in der überstehenden Flüssigkeit eine Drehrichtungsumkehr ein, die mit der Bildung von Wirbeln verbunden ist. Mahlperlen, die in diesen Bereich gelangen, bleiben in diesen Wirbeln gefangen.

[0011] Wird die Drehrichtung des Außenkörpers gleich der Drehrichtung des Innenrotors gewählt, so ändert sich das Verhalten der Mahlperlen in der Mühle.

[0012] Rotiert der Innenkörper mit z.B. 2080 U/min, so werden die Mahlperlen bis weit in den Auslaufbereich getragen. Wird nun der Außenkörper gleichsinnig in Rotation versetzt, so genügt eine Drehzahl des Außenkörpers von nur 170 U/min, um den Auslaufbereich praktisch frei von Mahlperlen zu machen.

[0013] Wird die Drehzahl des Außenkörpers erhöht, so ist der Auslaufspalt fast frei von Mahlperlen.

[0014] Durch die auf die Flüssigkeitsfüllung wirkende Fliehkraft wird der Flüssigkeitsspiegel im Auslaufbereich angehoben.

[0015] Durch den mit geringer Drehzahl mitlaufenden Außenkörper wird im Auslaufspalt eine Zentrifugalbeschleunigung aufgebaut, die auf das gesamte Flüssigkeitsvolumen im Spalt wirkt und nicht in bestimmten Bereichen (Außenwand) zu Null wird. Darum wirkt auf alle Mahlperlen eine über der Erdbeschleunigung liegende Beschleunigungskraft, welche die Füllung des Auslaufspalts wie eine Zentrifuge in leichte und schwere Anteile trennt und damit die Mahlperlen sehr wirksam separiert.

[0016] Auf eine an der Außenwand mitlaufende Mahlperle wirkt hier die 3,8fache Erdbeschleunigung, die zu einem raschen Absetzen selbst in Schlickern hoher Dichte führt. Zudem wird der Absetzvorgang im Auslaufspalt nicht durch Wirbelbildung gestört.

[0017] Der innere Rotor kann stillstehen. In diesem Falle genügt die von dem als äußerer Rotor wirksamen Mahlbehälter erzeugte Fliehkraft zur Erzielung der geschilderten Effekte bei der Trockenmahlung.

[0018] Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß der Rotor bzw. der Mahlbehälter zur Veränderung der Mahlspaltbreite verschiebbar gelagert ist. Es kann sich vorzugsweise um Verschiebungen quer zu den Mittelachsen von Rotor und Mahlbehälter handeln, die den Mahlspalt auf einer Seite verengen, oder es sind koaxiale Verschiebungen möglich, die den Mahlspalt oben oder unten verengen. Die durch die Verengung des Mahlspaltes hindurchgepreßten Mahlperlen haben infolge des Mahlgut- und Mahlperlenstaus in dieser Verengung eine besonders gute Arbeitsleistung. Zur Anpassung an den zu mahlenden mineralischen Hartstoff können unterschiedliche Mahlspaltverengungen zweckmäßig sein. Die Verschiebung kann während der Drehung von Rotor und/oder Mahlbehälter durchführbar sein, um die Exzentrizität beider Teile beim Mühlenbetrieb zu verändern und hierdurch eine zusätzliche Leistungssteigerung zu bewirken. Die Mittelachsen des Rotors und des Mahlbehälters können relativ zueinander und/oder zur Senkrechten unter einem Winkel geneigt sein. Hierdurch ergibt sich eine Verbesserung der Trennung von Mahlgut und Mahlperlen bei Auslaß des Mahlgutes, weil die Mahlperlen durch Fliehkraft unterhalb eines oberen Auslasses für das Mahlgut gehalten werden. Es ergeben sich viele Variationsmöglichkeiten durch Kombination der Veränderung der Mahlspaltbreite und der Position der Mittelachsen relativ zueinander.

[0019] Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 6 bis 9 enthalten. Auch sie tragen zur Leistungssteigerung der Ringspalt-Kugelmühle bei und ermöglichen die Feinstzerkleinerung von trockenen und von nassen Hartstoffen.

[0020] Die Innenfläche des drehbaren Mahlbehälters und die Außenfläche des Rotors weisen feinrauhe Oberflächen auf. Dies bedeutet, daß sie keinesfalls besonders glatt sein dürfen, aber auch nicht besonders rauh sein sollten. Die Feinrauhigkeit kann durch eine geeignete Beschichtung der Oberflächen erzielt werden, die als Korrosions- und Verschleißschutzschicht dient. Zur Vermeidung von Wärmestaus kann der Rotor innen belüftet sein. Außerdem kann der Mahlbehälter von einem Kühlflüssigkeitsmantel umgeben sein.

[0021] In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Ringspalt-Kugelmühle und

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt einer Ring spalt-Kugelmühle mit veränderter Mahlspaltform, wobei die ringförmige Kammer im Bereich der Äquatorzone größten Durchmessers weggelassen ist.

[0022] An einem beliebigen Gestell 10 ist über einen Arm 11, ein verschiebbares Motorlager 11a, einen Motor 17 und eine Antriebswelle 16 der Rotor 13 einer Ringspalt-Kugelmühle 45 aufgehängt, die im wesentlichen aus einem drehbar gelagerten Mahlbehälter 12 und dem Rotor 13 besteht. Der Mahlbehälter 12 und der Rotor 13 sind jeweils aus einem Oberteil und einem Unterteil aufgebaut, die in entgegengesetzten Richtungen geradflächig kegelstumpfförmig verjüngt sind. Die Oberteile haben geringere Höhe als die Unterteile. Das Oberteil 14 des Rotors 13 wird mit geringem Abstand von einem Deckel 15 abgedeckt, der als Oberteil lösbar auf dem Unterteil des Mahlbehälters 12 befestigt und der konischen Schrägneigung des Oberteiles 14 des Rotors 13 angepaßt ist. Das obere Ende des Oberteils 14 greift an die Antriebswelle 16 an, die den Rotor 13 freifliegend in dem Mahlbehälter 12 lagert und den Antrieb des Motors 17 auf den Rotor 13 überträgt. Der Antrieb des Mahlbehälters 12, der über ein Lager 37 auf einer Halterung 38 befestigt ist, erfolgt über eine Riemenscheibe 40 am unteren Ende einer Hohlachse 39, und zwar gegenläufig zu dem Rotor 13. Die gesamte Innenfläche des Mahlbehälters 12 mit Deckel 15 ist mit einer verschleiß- und korrosionsfesten Auskleidung 18, 19 versehen, die eine feinrauhe Oberfläche hat. Die Außenfläche des Rotors 13 mit Oberteil 14 ist mit einer entsprechend feinrauhen Oberfläche ausgestattet, die der Deutlichkeit halber nicht eingezeichnet ist.

[0023] Zwischen der Außenfläche des Unterteiles des Rotors 13 und der Innenfläche des Unterteiles des Mahlbehälters 12 ist ein parallelwandiger ringförmiger Mahlspalt 20 vorgesehen, der über einen waagerechten Zwischenraum 22 zwischen den ebenen Böden des Mahlbehälters 12 und des Rotors 13 mit einer unteren zentralen Speiseöffnung 21 für das Mahlgut in Verbindung steht. Zwischen dem Oberteil 14 und dem Deckel 15 bzw. seiner Beschichtung 19 ist ein ebenfalls parallelflächiger Auslaufspalt 23 vorhanden, dessen Breite geringer ist als die Breite des Mahlspaltes 20 und der sich über die ganze Höhe des Oberteiles 14 erstreckt. Das untere Ende des nach unten divergierenden Auslaufspaltes 23 und das obere Ende des nach oben divergierenden Mahlspaltes 20 münden in eine radiale ringförmige Kammer 24. Ihre obere und untere Wand sind eben und zueinander parallel; ihre äußere Stirnfläche 25 verläuft konvex gekrümmt. Da die Kammer 24 auf der Teilungsfuge zwischen Deckel 15 und Unterteil des Mahlbehälters 12 liegt, läßt sie sich durch Abnahme des Deckels 15 öffnen. In die Teilungsfuge 26 ist eine Distanzscheibe 27 eingesetzt, die gegen eine Distanzscheibe anderer Dicke ausgetauscht werden kann, um zur Änderung der Breite des Mahlspaltes 20 den Mahlbehälter 12 in bezug auf den Rotor 13 mehr oder weniger anzuheben oder abzusenken. Die Kammer 24 ist durch eine Öffnung 28 im Deckelflansch zugänglich. Durch diese Öffnung 28 werden Mahlperlen in den Mahlspalt 20 eingeführt, wenn der Rotor 13 und der Mahlbehälter 12 rotieren und durch die Speiseöffnung 21 zu zerkleinernde mineralische Hartstoffe von unten in den Mahlspalt 20 eingebracht worden sind.

[0024] Die Antriebswelle 16 durchquert eine Austragkammer 29 in einem Stutzen 30. In der Wand des Stutzens 30 befinden sich Auslaßöffnungen 31 für das feingemahlene Gut, das aus dem Auslaufspalt 23 in die Austragkammer 29 hineingedrückt wird. Am oberen Ende des Stutzens 30 sind elastische Dichtungen 32, 33 angeordnet. Ein feststehender Ringkanal 34, der mittels Dichtlippen 35 an dem Stutzen 30 anliegt, nimmt das Mahlgut auf und führt es über das Ablaufrohr 36 ab.

[0025] Beim Betrieb der Ringspalt-Kugelmühle 45 versetzt zunächst der Motor 17 den Rotor 13 in Drehung und es wird der Mahlbehälter 12 gegenläufig drehend angetrieben. Dann wird durch die Speiseöffnung 21 in der Hohlachse 39 Mahlgut in den Mahlspalt 20 eingeführt, und anschließend werden durch die Öffnung 28 Mahlperlen zugegeben, die aus dem gleichen Material wie das zu zerkleinernde Gut bestehen können, damit der Abrieb der Mahlperlen das Mahlgut nicht verunreinigt und hochreine Stoffe erzeugt werden. Da durch die entgegengesetzt konische Ausbildung des Rotors 13 und des Mahlbehälters 12 in der Äquatorzone größten Durchmessers die höchste Umfangsgeschwindigkeit erreicht wird, verhindert die Fliehkraft ein Absinken der Mahlperlen im Mahlspalt 20. Ein Überschuß an Mahlperlen wird in der Kammer 24 gesammelt, so daß eine Sperrschicht entsteht, die einen Austritt von Mahlperlen aus dem Mahlspalt 20 unterbindet. Die im Mahlspalt 20 befindlichen Mahlperlen füllen den Mahlspalt 20 über seine ganze Höhe aus, so daß dieser 100%ig für den Mahlvorgang ausgenutzt wird und das Mahlgut während seiner Verweilzeit im Mahlspalt 20 einem maximalen Mahlangriff ausgesetzt ist. Mahlperlen, die beispielsweise durch Abrieb so klein geworden sind, daß sie in den Auslaufspalt 23 passen, werden durch die Zentrifugalkraft in die Kammer 24 zurückgeführt, so daß das aus den Auslaßöffnungen 31 austretende Pulver keine Mahlperlen enthält und ohne Nachbehandlung wie Waschen oder Sieben in seinem gewünschten Endzustand vorliegt.

[0026] Da die Mahlperlen zuverlässig an einer Sedimentation im Mahlspalt 20 gehindert werden, ist die Gefahr von Anlaufschwierigkeiten oder Blockierung des Rotors 13 gebannt. Der Verschleiß der Teile ist entsprechend gering. Mit geringer Energieaufnahme werden hohe Mahlleistungen bei mineralischen Hartstoffen erzielt, wobei die Länge der Verweilzeit des Gutes in dem Mahlspalt durch passende Wahl der Umfangsgeschwindigkeiten von Rotor und Mahlbehälter und der Breite des Mahlspaltes eingestellt werden kann. Der Zerkleinerungsgrad läßt sich durch die Größe der Mahlperlen beeinflußen, die gegebenenfalls unterschiedlich sein kann, wodurch eine stufenweise Zerkleinerung erreicht wird, weil grobe Mahlperlen im unteren Teil der Ringspalt-Kugelmühle vorzugsweise die groben Teile mahlen und feinere Mahlperlen im oberen Teile vorzugsweise die feineren Teile zerkleinern.

[0027] Bei dem Beispiel der Figur 2 sind die Bezugsziffern von mit dem Beispiel der Figur 1 etwa übereinstimmenden Teilen durch "a" ergänzt. In diesem Beispiel weicht die Ausbildung der Ringspalt-Kugelmühle 45a u.a. insofern von der Konstruktion nach Fig. 1 ab, als der Mahlspalt 20a sich im wesentlichen über die gesamte Höhe des nach entgegengesetzten Richtungen kegelstumpfförmig verjüngenden Rotors 13a und Mahlbehälters 12a erstreckt und Ober- und Unterteile 13b, 13c etwa gleiche Höhe haben. Außerdem fehlt die Kammer 24. Sie wird nicht benötigt, weil die Mahlperlen bei angemessener Drehzahl von Rotor 13a und Mahlbehälter 12a infolge der Zentrifugalkraft in der Äquatorzone bleiben und in dieser verstärkte Mahlarbeit leisten. Außerdem wird die Leistung dadurch erhöht, daß der Rotor 13a über das Lager 1 la in dem Mahlbehälter 12a quer zu seiner Drehachse 16a (in der Zeichnung nach links) verschoben ist, so daß der Mahl spalt 20a auf einer Seite schmaler ist als auf der anderen. Mahlgut und Mahlperlen stauen sich im schmalen Spaltteil und die Mahlwirkung wird bei kontinuierlicher Aufwärts-Bewegung des Mahlgutes in Austragrichtung gesteigert. Je nach Härte des Mahlgutes und den Umfangsgeschwindigkeiten von Rotor und Mahlbehälter ist auch ein Verzicht auf die Zugabe von Mahlperlen und damit eine Autogenmahlung. d.h. eine Vermahlung des Mahlgutes mit sich selbst, möglich. Der Antrieb des Rotors 13a wird über eine auf der Antriebswelle 16a befestigte Riemenscheibe 41 von einem Motor übertragen. Der Mahlbehälter 12a ist in einem Lager 37a drehbar gelagert, das mit einer Halterung 38a verbunden ist und eine Hohlachse 39a umgibt. Die Hohlachse 39a trägt eine Antriebsscheibe 40a. Durch die Hohlachse 39a ist eine Speiseleitung 21a hindurchgeführt, die in den unteren Bereich des Mahlspaltes 20a mündet. Die Drehachsen von Rotor 13a und Mahlbehälter 12a können zur Senkrechten schräg geneigt sein.

[0028] Es kann eine Intervall-Schaltautomatik vorgesehen sein, die den Mahlbehälter 12a und den Rotor 13a zunächst mit gleichem Drehsinn antreiben läßt, bei Erreichen der maximalen Drehzahl den Rotor 13a bzw. den Mahlbehälter 12a bis zur Erreichung eines einseitigen Mahlspaltes 20a von 1 mm relativ zueinander verschieben läßt und gleichzeitig den Mahlbehälter 12a oder den Rotor 13a auf Gegenläufigkeit umschaltet, danach den Mahlbehälter 12a bzw. den Rotor 13a in seine Ausgangslage mit gleichem Drehsinn zurückführen und sodann diese Vorgänge wiederholen läßt. Diese Verfahrenstechnik empfiehlt sich insbesondere bei Autogenmahlung zur Erzielung hoher Energiedichte im verengten Mahlspalt.

Ansprüche

1. Ringspalt-Kugelmühle zum kontinuierlichen Feinstzerkleinern insbesondere von mineralischen Hartstoffen mit einem geschlossenen Mahlbehälter, in dem ein Rotor angeordnet ist, dessen Außenfläche mit der Innenfläche des Mahlbehälters einen Mahlspalt begrenzt, der Mahlperlen enthält, wobei das Oberteil und das Unterteil des Rotors in entgegengesetzte Richtungen verjüngt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahlbehälter (12) drehbar gelagert und mit einem Drehantrieb verbunden ist.

2. Ringspalt-Kugelmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (13) und der Mahlbehälter (12) gegenläufig angetrieben sind.

3. Ringspalt-Kugelmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichet, daß der Rotor (13) bzw. der Mahlbehälter (12) zur Veränderung der Mahlspaltbreite verschiebbar gelagert ist.

4. Ringspalt-Kugelmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung während der Drehung von Rotor (13) und/oder Mahlbehälter (12) durchführbar ist.

5. Ringspalt-Kugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachsen des Rotors (13) und des Mahlbehälters (12) relativ zueinander unter einem Winkel geneigt sind.

6. Ringspalt-Kugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachsen des Rotors (13) und/oder des Mahlbehälters (12) in bezug auf die Senkrechte geneigt sind.

7. Ringspalt-Kugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Intervall-Schaltautomatik für den Rotor (13) und den Mahlbehälter (12) vorgesehen ist, die den Drehsinn von Rotor (13) und/oder Mahlbehälter (12) ändert, die Verschiebung des Rotors (13) relativ zum Mahlbehälter (12) bewirkt und die Wiederholung dieser Vorgänge veranlaßt.

8. Ringspalt-Kugelmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Intervall-Schaltautomatik den Mahlbehälter (12) und den Rotor (13) zunächst mit gleichem Drehsinn antreiben läßt, bei Erreichen der maximalen Drehzahl den Rotor (13) bzw. den Mahlbehälter (12) bis zur Erreichung eines einseitigen Mahlspaltes (20) von 1 mm relativ zueinander verschieben läßt und gleichzeitig den Mahlbehälter (12) oder den Rotor (13) auf Geg^pnläufigkeit umschaltet, danach den Mahlbehälter (12) bzw. den Rotor (13) in seine Ausgangslage mit gleichem Drehsinn zurückführen und sodann diese Vorgänge wiederholen läßt.

9. Ringspalt-Kugelmühle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (13) oder der Mahlbehälter (12) einen zentralen Durchlaß aufweist, der im unteren Bereich des Mahlspaltes (20) offen endet und daß der Durchlaß koaxial zu einer hohlen Antriebswelle verläuft, die mit einem Einlaß für das Mahlgut verbunden ist.

10. Ringspalt-Kugelmühle nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet. daß der Rotor (13) und der Mahlbehälter (12) gleichsinnig angetrieben sind.

Claims

1. Annular gap-type ball mill for continuously pulverizing in particular hard mineral substances comprising a closed grinding container housing a rotor whose outer surface defines with the inner surface of the grinding container a grinding gap containing grinding pellets, the top portion and the lower portion of the rotor being tapered in opposite directions, characterized in that the grinding container (12) is supported rotatably and connected to a rotary drive.

2. Annular gap-type ball mill as defined in claim 1, characterized in that the rotor (13) and the grinding container (12) are driven in opposite directions.

3. Annular gap-type ball mill as defined in claim 1 or 2, characterized in that the rotor (13) or the grinding container (12) are supported to be displaceable to change the width of the grinding gap.

4. Annular gap-type ball mill as defined in claim 3, characterized in that the displacement is praticable during the rotation of rotor (13) and/or of grinding container (12).

5. Annular gap-type ball mill as defined in one of claims 1 to 4. characterized in that the central axes of rotor (13) and grinding container (12) are inclined relative to each other at an angle.

6. Annular gap-type ball mill as defined in one of claims 1 to 5, characterized in that the central axes of rotor (13) and/or of the grinding container (12) are inclined relative to the vertical line.

7. Annular gap-type ball as defined in one of claims 1 to 6, characterized in that an automatic interval switch system is provided for rotor (13) and grinding container (12) to change the sense of rotation of rotor (13) and/or grinding container (12) to cause the displacement of rotor (13) relative to the grinding container (12) and the repetition of said events.

8. Annular gap-type ball mill as defined in claim 7, characterized in that due to the automatic interval switch system, the grinding container (12) and rotor (13) are first driven in the same sense of rotation, and, upon reaching the maximum speed, the rotor (13) or the grinding container (12) are displaced relative to each other to obtain a unilateral grinding gap (20) of 1 mm, while, simultaneously, the grinding container (12) or the rotor (13) are changed over to operate in opposite directions and, subsequently, the grinding container (12) or the rotor (13) are returned to the initial position with the same sense of rotation, the mentioned performance being then repeated.

9. Annular gap-type ball mill according to claim 8, characterized in that the rotor (13) or grinding container (12) are provided with a central passage open-ended in the lower region of the grinding gap (20) and that the passage extends coaxially to a hollow drive shaft which is joined to an inlet for the grinding stock.

10. Annular gap-type ball mill as defined by claim 1 and any one of claims 3 to 9, characterized in that the rotor (13) and the grinding container (12) are driven in the same direction.

Revendications

1. Broyeur à billes à passage annulaire pour le broyage fin continu, en particulier de produits minéraux durs, comportant un conteneur de broyage fermé, dans lequel est disposé un rotor dont la surface extérieure limite, avec la surface intérieure du conteneur de broyage, un passage de broyage qui contient des perles de broyage, étant précisé que la partie supérieure et la partie inférieure du rotor vont en diminuant en sens opposé, caractérisé en ce que le conteneur de broyage (12) est porté avec liberté de rotation et en ce qu'il est relié à un mécanisme d'entrainement en rotation.

2. Broyeur à billes à passage annulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (13) et le conteneur de broyage (12) sont entraînés en sens opposé.

3. Broyeur à billes à passage annulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rotor (13) ou le conteneur de broyage (12) est porté de façon à pouvoir coulisser pour modifier la largeur du passage de broyage.

4. Broyeur à billes à passage annulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que le coulissement peut s'effectuer pendant la rotation du rotor (13) et/ou du conteneur de broyage (12).

5. Broyeur à billes à passage annulaire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les axes du rotor (13) et du conteneur de broyage (12) sont inclinés l'un par rapport à l'autre sous un certain angle.

6. Broyeur à billes à passage annulaire selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les axes du rotor (13) et/ou du conteneur de broyage (12) sont inclinés par rapport à la verticale.

7. Broyeur à billes à passage annulaire selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu , pour le rotor (13) et pour le conteneur de broyage (12), un mécanisme automatique de commutation à intervalle de temps donné, qui modifie le sens de rotation du rotor (13) et/ou du conteneur de broyage (12), qui opère le coulissement du rotor (13) par rapport au conteneur de broyage (12), et qui provoque la répétition de ces processus.

8. Broyeur à billes à passage annulaire selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mécanisme automatique de commutation à intervalle de temps donné fait d'abord tourner le conteneur de broyage (12) et le rotor (13) dans le même sens de rotation, puis, lorsqu'à été atteinte la vitesse de rotation maximale, fait coulisser l'un par rapport à l'autre le rotor (13) ou le conteneur de broyage (12) jusqu'à atteindre un passage de broyage (20), d'un côté, de 1 mm, et, simultanément, commute le conteneur de broyage (12) ou le rotor (13) pour les faire tourner en sens opposé, puis, fait revenir le conteneur de broyage (12) ou le rotor (13) à sa position initiale dans le même sens de rotation et fait ensuite répéter ces processus.

9. Broyeur à billes à passage annulaire selon la revendication 8, caractérisé en ce que le rotor (13) ou le conteneur de broyage (12) présente un passage d'entrée central qui se termine, ouvert, dans la zone inférieure du passage de broyage (20); et en ce que le passage d'entrée est coaxial à un arbre d'entrainement, creux, qui est relié à une entrée pour le produit à broyer.

10. Broyeur à billes à passage annulaire selon la revendication 1 et l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le rotor (13) et le conteneur de broyage (12) sont entrainés dans le même sens.

Zeichnung