Fliessbett-Gegenstrahlmühle

Beschreibung

[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 teurer in Anschaffung und Betrieb werden, nach wie vor wirtschaftlich arbeitende Zerkleinerungsmaschinen dar.

[0003] Vor allem Fliessbettstrahlmühlen werden 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, aufweisen. Insbesondere die aus der DE-OS 2040519 bekannte Fliessbettstrahlmühle, von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen wird, eignet sich in vorteilhafter Weise für diesen Zweck: Da ihre Mahlkammer keine Einbauten zur Führung der der Mahlung dienenden Gasstrahlen besitzt, kann sie auch bei härtestem Mahlgut praktisch ohne Verschleiss arbeiten, und da der senkrecht nach oben aus der Düse im Bodenbereich der Mahlkammer austretende Gasstrahl sowohl zur Mahlung als auch zur Fluidisierung des in der Mahlkammer befindlichen Gutes dient, sind keine zusätzlichen Mittel für die Gut-Fluidisierung erforderlich. Ausserdem ermöglicht die Fontänenbildung des aus dem Gutbett austretenden Gutes bei entsprechend eingestellter Mahlkammerfüllung eine einfache Beschickung eines oberhalb der Oberfläche des Gutbettes angeordneten Sichters, so dass sich kontinuierlicher Betrieb und ein gleichmässiges Fertigprodukt ergeben.

[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 aus der DE-OS 2040519 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 Anordung 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 lmpulsstrom 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.

Ansprüche

1. Fliessbettstrahlmühle mit einer von Einbauten zur Führung der der Mahlung dienenden Gasstrahlen freien Mahlkammer, in deren Bodenbereich eine Düse mit senkrecht nach oben austretendem, sowohl zur Mahlung als auch zur Fluidisierung des in der Mahlkammer befindlichen Gutes dienendem 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.

Revendications

1. Désintégrateur à jet d'air à lit fluidisé, comportant une chambre de désintégration libre de toute pièce intérieure rapportée servant à guider les jets de gaz servant à la désintégration, chambre dans la zone du fond de laquelle, d'une part, est disposée une tuyère à jet de gaz sortant verticalement vers le haut et servant aussi bien à la désintégration qu'à la fluidisation de la matière se trouvant dans cette chambre, et qui, d'autre part, est entièrement remplie de matière à désintégrer jusqu'à un niveau tel que la matière et le gaz sortent du lit de matière sous forme d'une «fontaine» de faible vitesse, cette «fontaine» servant à alimenter un séparateur preumatique prévu au-dessus de la surface de ce lit de matière et fonctionnant de manière indépendante de la quantité de mouvement du jet de gaz sortant de la tuyère de fond, caractérisé en ce qu'il y est disposé un nombre déterminé d'autres tuyères à jet de gaz (6) qui débouchent dans la chambre de désintégration (1) au-dessous de la surface du lit de matière (15) situé dans cette chambre, dont les orifices sont régulièrement répartis dans un plan (9) s'étendant perpendiculairement à l'axe (7) de la tuyère de fond (5), sur un cercle (8) coaxial à l'axe de cette tuyère de fond, et dont les axes (10) se recoupent en un point (11) situé sur l'axe de la tuyère de fond, au-dessous du plan (9) des orifices de ces tuyères.

2. Désintégrateur à jet de gaz à lit fluidisé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point d'intersection (11) des axes (7, 10) des tuyères est situé à une distance du plan (9) des orifices qui, par calcul, rend nulle la somme vectorielle des quantités de mouvement de l'ensemble des tuyères (5, 6), la quantité de mouvement d'une tuyère signifiant le produit de la vitesse du jet de gaz à l'orifice de cette tuyère par le débit de gaz traversant celui-ci dans l'unité de temps.

3. Désintégrateur à jet de gaz à lit fluidisé selon la revendication 2, caractérisé en ce que toutes les tuyères (5, 6) sont conçues d'une manière identique, et présentent des dimensions identiques.

Claims

1. A fluidized bed jet mill comprising a milling chamber free of baffles for directing the gas jets for performing the milling, in the floor area of which milling chamber a nozzle is arranged with a gas jet exiting vertically upwards and serving both to mill and to fluidize the material located in the milling chamber and which milling chamber is completely filled to such a level with the material to be crushed that material and gas exit as a fountain at low speed from the material bed, this fountain serving to feed a classifier provided above the surface of the material bed and operated independently of the impulse of the jet exiting from the floor nozzle, characterized in that a number of additional jet nozzles (6) are arranged below the surface of the material bed (15) in the milling chamber (1) so as to open thereinto, the openings of which jet nozzles (6) are uniformly distributed over a circle (8) coaxial with the axis of the floor nozzle in a plane (9) running perpendicular to the axis (7) of the floor nozzle (5), and the axes (10) of which jet nozzles (6) intersect at a point (11) on the axis of the floor nozzle below the plane (9).

2. A fluidized bed jet mill according to claim 1, characterized in that the intersection point (11) of the nozzle axes (7, 10) is at a distance from the plane (9) in which the openings lie for which arithmetically the vectorial sum of the impulse streams of all the nozzles (5, 6) is nil, the impulse stream of a nozzle being understood to mean the product of jet speed at the nozzle opening and the gas quantity pushed therethrough in unit time.

3. A fluidized bed jet mill according to claim 2, characterized in that all the nozzles (5, 6) are similarly constructed and have the same dimensions.

Zeichnung