Verfahren zum Zermahlen von körnigem Material und Mühle zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zermahlen von körnigem Material in einer Mühle mit wenigstens einer Brechkammer, deren Wand symmetrisch um eine Mittelachse angeordnet ist, und mit einer Anzahl von scheibenförmigen Rollerbrechkörpern, welche an der Innenseite der Wand umlaufen und von dieser Wand aus eine Bewegungsfreiheit im wesentlichen radial nach innen aufweisen.
Zweck der Erfindung ist es, in Mühlen dieser Bauart eine verbesserte Mahlwirkung zu erzielen, d. h.
einen grösseren Anteil von körnigem Material feiner zu unterteilen und damit einen besseren Ausmahlungsgrad zu erzielen als mit den herkömmlichen Kugel- oder Rollermühlen. Es wird eine Kombination der Wirkung einer solchen, zweckmässig konstruierten Mühle mit der Schwemmwirkung eines Trägerfluidums bezweckt, um das Mahlgut von einem Ende der Mühle zum andern derart zu befördern, dass es sich während des Mahlprozesses bis zu einem gewissen Grad selbst sortiert.
Dieser Selbstsortiereffekt wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das körnige Material beim einen Ende in die Kammer hinein und durch diese hindurch zum anderen Ende mittels eines Trägerfluidumwirbelstroms in einer solchen Weise befördert wird, dass ein Strom von Körner enthaltendem Fluidum einer schraubenförmigen Linie entlang der Wand folgt und dabei von den Rollerbrechkörpern durchquert wird, so dass die Materialkörner beim Zermahlen und Zerkleinern zwischen diesen und der Brechkammerwand nach ihrer Grösse voneinander getrennt werden, wobei die feiner vermahlenen, kleineren Körper eine Tendenz zur rascheren Bewegung in der Komponentenrichtung parallel zur Brechkammerachse als die weniger fein vermahlenen, grösseren Körner aufweisen,
wobei die Abmessungen der miteinander wirkenden Rollerkörper und ihre Relativgeschwindigkeit zueinander und zum Fluidumstrom entsprechend gewählt werden, um die Trennung der Körner beim Mahlen aufrechtzuerhalten und dafür zu sorgen, dass Körner, welche sich in verschiedenen, in Richtung der Brechkammerachse in Abständen voneinander angeordneten Rollbahnen bewegen, im wesentlichen die gleiche Abmessung haben.
Das bereits körnige Mahlgut kann in einem Luftstrom, einem Strom von neutralem oder inertem Gas, in einem Flüssigkeitsstrom oder sogar in einem Schaum von Gasblasen transportiert werden, welcher in einer Flüssigkeit aufgelöst ist.
Eine Mühle der eingangs erwähnten Art ist bereits bekanntgeworden. Jedoch wird bei ihr das Mahlgut lediglich von einer Zuführleitung in einen Behälter geschüttet, der mit dem Träger der Rollerbrechmassen mitrotiert. Es ist kein Fluidumsstrom vorhanden, der das Material in einem Wirbel in die Kammer befördert, was dem erfindungsgemässen Verfahren seine bereits beschriebenen Vorteile verleiht.
Diese Vorteile werden erfindungsgemäss durch eine Mühle ermöglicht, in der die in der Brechkammer angeordneten Rollerbrechkörper, die aus Stapeln von einzelnen Scheiben bestehen, deren Brechoberflächen in Axialrichtung der Brechkammer Abstände voneinander aufweisen, längs der Kammerwand abrollen, wobei diese Bewegung im wesentlichen durch Rollreibung auf einer Materialschicht stattfindet, die mittels eines Fluidumwirbelstromes durch einen Einlass in die Kammer hereingebracht und unter Wirkung dieses Stromes sowie infolge der Zentrifugalkraft an der Kammerwand abgelagert ist, um dort in Körner verschiedener Grösse vermahlen zu werden, die vom Strom in unterschiedlicher Geschwindigkeit durch die Kammer gegen einen Auslass bewegbar sind.
Mit selbstsortierenden Mühlen gemäss dieser Bauart hat es sich als möglich erwiesen, Material bis auf eine mittlere Partikelgrösse von 0,1 Mikron (0,0025 mm) auszumahlen. Bei der Ausmahlung von schmiedbarem Material, beispielsweise Aluminium, Wolfram oder Legierungen wie rostfreie Stähle, erscheint das gemahlene Material in Form von sehr dünnen Blättchen. Das Verhältnis von Breite zur Dicke solcher Blöcke kann ein Ausmass von 50:1 oder sogar 100:1 erreichen, und die Dicke der Blättchen kann Werte von nur 0,01 Mikron (0,00025 mm) erreichen. Wird brüchigeres Material ausgemahlen, wie beispielsweise Kalkstein, erscheint das ausgemahlene Produkt in Form eines amorphen Staubes.
Die vorliegende Erfindung eines selbstsortierenden Rollermahlwerkes kann auf zahlreiche Arten verwirklicht werden; im folgenden werden beispielsweise Ausführungsformen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der Mühle in schematischer Darstellung, in welcher zwei Stapel von Rollerbrechkörpern eine kreisförmige und eine Umlaufbewegung unter Berührung mit einer einzigen stationären Brechkammer durchführen,
Fig. 2 einen Querschnitt in schematischer Darstellung durch eine andere Ausführungsform,
Fig. 3 einen Aufriss durch die Mühle nach dem Prinzip der Fig. 1 und 2, jedoch mit drei Stapeln von Rollerbrechkörpern,
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Mühle nach Fig. 3,
Fig.
5 einen schematischen Querschnitt durch eine Mühle, in welcher zwei Brechkammern und zwei Stapel von Rollerbrechkörpern zusammen kreisförmige und umlaufende Bewegungen innerhalb eines einzigen stationären Mühlengehäuses durchführen,
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform,
Fig. 7 einen Aufriss durch eine Mühle nach dem Prinzip der Fig. 5 oder 6, jedoch mit drei Brechkammern und drei Stapeln von Rollerbrechkörpern,
Fig. 8 einen Querschnitt durch die Mühle nach Fig. 7.
In Fig. 1 ist schematisch eine einfache Anordnung einer Ausführungsform der Mühle dargestellt, welche das Selbstsortierprinzip gemäss der vorliegenden Erfindung bis zu einem gewissen Grad bewerkstelligt.
Innerhalb einer stationären Brechkammer 30 befinden sich Rollerbrechkörper 31, die lose auf Wellen 32 aufgereiht sind. Diese Wellen bilden exzentrische Glieder eines Dreharmes 33, dessen Rotationsachse mit 34 bezeichnet ist. Jeder Rollerbrechkörper umfasst einen Stapel von koaxialen Scheiben, welche eine mehrfache Kontaktberührung mit der stationären Brechkammer 30 erlauben.
Das Spiel zwischen den Bohrungen jeder der koaxialen Scheiben und der Welle 32, auf welcher sie gelagert sind, verleiht den einzelnen Scheiben die notwendige radiale Bewegungsfreiheit, so dass bei dem durch den Dreh arm 33 (der durch einen nichtgezeigten Motor angetrieben wird) bewirkten kreisförmigen Umlauf der Körper um die Achse 34 diese infolge der Zentrifugalkraft gegen die innere Oberfläche der stationären Brechkammer 30 angelegt werden und sich dabei wegen der entstehenden Rollreibung während des Umlaufes gleichzeitig um ihre eigene Achse drehen.
Fig. 2 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform der aufeinanderwirkenden Brecheinrichtungen, in welcher die Rollerbrechkörper 40 im Profil eine Poly ederform aufweisen, wobei ihre Brechoberflächen durch eine Reihe von teilzylindrischen konvexen Oberflächen 42 gebildet werden, die mit konkaven teilzylindrischen Oberflächen 43 am inneren Umfang der stationären Brechkammer 41 zusammenwirken. Dabei ist der Krümmungsradius jeder der konkaven Oberflächen 43 grösser als der Radius der Kammer 41 und ebenfalls grösser als der Krümmungsradius der konvexen Brechoberflächen 42 der Rollerbrechkörper.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform der Mühle, welche nach dem Prinzip arbeitet, das schematisch in Fig. 1 dargestellt ist und das den gewünschten Selbstsortiereffekt gemäss der vorliegenden Erfindung bis zu einem gewissen Grade erzielt. Das Gehäuse 130 dieser Mühle trägt einen Dreharm 131 auf einer Welle 132 mit Lagern 133. Die Brechkammer 134 umfasst einen stationären Zylinder im Gehäuse 130 mit einer zylindrischen Brechoberfläche 135. Der Dreharm weist obere und untere Endplatten 136 und 137 auf, deren Abstand durch Bolzen 138 fixiert ist, wobei in jeder dieser Platten drei radiale Gleitausschnitte 139 (Fig. 4) angeordnet sind. Drei Wellen 140 sind in Lagern 141 oben und unten geführt, wobei die Lagergehäuse 142 gleitend in den Ausschnitten 139 montiert sind, so dass die Wellen sich über eine beschränkte Distanz in diesen Ausschnitten 139 radial bewegen können.
Auf jeder der exzentrischen Wellen 140 ist mittels übergrosser Bohrungen 144 ein Stapel von kreisförmigen Scheiben 145 von gleichem Durchmesser aufgereiht, welche in diesem Beispiel konvexe, teils sphärische Oberflächen 146 aufweisen, die als Brechflächen dienen. In diesem Ausführungsbeispiel nimmt die Dicke der Scheiben 145 in jedem Stapel von oben nach unten ab.
Eine Einlassleitung 150 führt tangential zum oberen Teil des Gehäuses 130 oberhalb der Brechkammer 134 für den Zutritt eines Stromes vom Trägerfluidum (in diesem Beispiel ein Luft- oder Gassstrom), welches das körnige Mahlgut in die Brechkammer transportiert.
Das Trägerfluidum entweicht mit dem fertigen Mahlgut durch eine zentrale Auslassöffnung 151 am unteren Ende des Gehäuses.
Die Mühle nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 und 4 arbeitet wie folgt: Wenn die Welle 132 des Dreharmes 131 vom (nicht dargestellten) Motor angetrieben wird, leiten die drei exzentrischen Wellen 140 des Dreharms die drei Scheibenstapel in eine kreisförmige Bahn um die Dreharmachse 152, so dass die Scheiben durch die Zentrifugalkraft einzeln radial nach auswärts in Berührung mit der zylindrischen Brechoberfläche 135 der stationären Kammer 134 gebracht werden. Die radialen Gleitausschnitte 139 und die übergrossen Öffnungen 144 der Scheiben ermöglichen diesen, sich frei radial unter Wirkung der Zentrifugalkraft in Berührung mit der Brechoberfläche 135 zu bringen.
Ausserdem werden durch die Rollreibung jeder Scheibe mit der Oberfläche 135 (oder genauer gesagt mit darauf sich befindlichem Material) die Scheiben in Rotation um ihre eigenen Achsen versetzt, so dass sie längs der Oberfläche 135 während ihres Umlaufes um die Achsen 152 abrollen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind einundzwanzig Scheiben vorhanden, deren Dicke in jedem Stapel stetig abnimmt, so dass (in diesem Beispiel, in welchem die Scheiben teils sphärische Oberflächen aufweisen) in jedem Stapel einundzwanzig Zonen von Punktberührung mit der Kammeroberfläche 135 vorhanden sind.
Diese Berührungspunkte liegen dabei in einer geraden Linie. Ihr Abstand nimmt dabei (in diesem Beispiel) steitg von oben nach unten ab, wenn die Mühle wie abgebildet eine vertikale Achse aufweist. Das Zerdrükken (oder genauer Zerbrechen) des körnigen Materials findet auf allen einundzwanzig Berührungspunkten je des Stapels statt, während diese drei Scheibenstapel an der Oberfläche 135 abrollen. Demzufolge werden die zu mahlenden Partikeln, während sie stetig durch die Kammer von oben nach unten wandern, in ihrer Grösse durch die aufeinanderfolgenden Scheiben reduziert, wobei jede Scheibe einen individuellen Brechdruck infolge der Zentrifugalkraft auf das zwischen ihr und der Kammer gerollte Partikel ausübt. Durch die stetige Verminderung ihrer Grösse benötigen die Partikeln zu ihrer weiteren Verkleinerung durch nachfolgende Scheiben weniger Energie.
Das körnige Material wird gegen die innere Wand 135 der Brechkammer durch Zentrifugalkräfte geschleudert, die aus der wirbelförmigen Bewegung des Trägerfluidums entstehen, wobei diese Wirbelbewegung ursprünglich durch den tangentialen Eintritt des Trägerfluidums mit dem darin befindlichen Material in das Mühlengehäuse entsteht. Diese Bewegung wird anschliessend ständig durch den Dreharm und den kreisförmigen Umlauf der Rollerbrechkörper (Scheibenstapel 145) aufrechterhalten. Bei dieser Wirbelbewegung strömt das Trägerfluidum axial durch die Mühle infolge des Druckunterschiedes zwischen Einlass und Auslass und weist daher die Tendenz auf, das körnige Material mit sich in axialer Richtung (und ebenfalls in einer im wesentlich tangentialen Richtung zur Wand der Kammer 135) mitzuführen.
Mit der Wand der Kammer 135 in Berührung befindliches Material wird dabei gegenüber der Wirbelbewegung verzögert und verzögert dabei ebenfalls angrenzende Partikeln. Kleine ausgemahlene Teilchen weisen in bezug auf ihre Masse eine grössere Oberfläche auf als grössere Teilchen, die noch nicht so fein ausgemahlen sind. Diese kleinen Teilchen werden vom Strom vorzugsweise aufgenommen und tangential und axial zur Kammerachse vom Trägerfluidum mitgeschwemmt.
Die grösseren, noch nicht so fein ausgemahlenen Teilchen bleiben zurück und werden meist von den Scheiben der Rollerbrechkörper 145 näher bei der Einlassseite erfasst, während die kleineren, bereits ausgemahlenen Teilchen gegen die vom Einlass entfernteren Scheiben hingetragen werden. Dadurch entsteht ein gewisser Grad von Selbstsortierung, der die Ausmahlung von Partikeln gleicher Grösse auf irgendeiner Scheibenbahn begünstigt. Dies wiederum hat zur Folge, dass die Partikeln durch reine Brechwirkung unter hohem Druck zerkleinert werden, statt durch Aneinanderreiben, wie dies sonst bei Partikeln von sehr unterschiedlicher Grösse der Fall wäre. Dieser Selbstsortiereffekt ist der wesentliche Punkt der vorliegenden Erfindung.
Die Seitenflächen 146 der einzelnen Scheiben des Rollerbrechkörperstapels 145 sind in diesem Ausführungsbeispiel mit einer teils sphärischen Form dargestellt, wodurch eine Punktberührung mit der Oberfläche 135 der Kammer 134 entsteht. Diese Form kann für das Ausmahlen von harten Materialien, bei welchen zum wirksamen Brechen sehr hohe Drücke verlangt werden, wünschenswert sein. Für weichere Materialien eignen sich eher zylindrische Flächen, wodurch eine Linienberührung mit der Oberfläche 135 und somit ein gleichzeitiger Kontakt mit mehr als einem Partikel pro Scheibe unter einem geringeren, wenn auch trotzdem noch hohen Druck entsteht.
Das Verhältnis zwischen dem Scheibendurchmesser der Rollenbrechkörper 145 und dem inneren Durchmesser der Brechoberfläche 135 hängt von der Natur und von der ursprünglichen mittleren Grösse des körnigen Mahlgutes ab und muss so gewählt werden, dass der Greifwinkel (der Winkel zwischen der Tangente an den Scheibenumfang und der Tangente an die zylindrische Brechkammerwand) genügend fein ist, um zwischen den Brechgliedern ein reines Rollen statt Rollen und Gleiten zu ermöglichen. Die Form dieser Brechglieder gemäss der Variante nach Fig. 2 ergibt für diesen Winkel eine breitere Auswahlmöglichkeit bei einer Mühle von gegebenen Abmessungen als die Form der Brechglieder nach Fig. 1.
Die obigen Überlegungen über das Durchmesserverhältnis, zusammen mit der Möglichkeit, den Selbstsortiereffekt noch zu verstärken, wie der weiteren Möglichkeit, mehr Brechbahnen in einer Mühle gegebener Grösse anzuordnen, führen nun zu einer etwas komplexeren Bauart einer Mühle, die im folgenden beschrieben wird. In Fig. 5 ist schematisch diese weiter entwickelte, bevorzugte Bauart der Mühle dargestellt. Zwei oder mehrere hohle zylindrische Brechkammern 10 sind lose auf den exzentrischen Gliedern eines gestrichelt eingezeichneten Dreharmes 11 gelagert, der drehbar auf einer Achse 12 angeordnet ist und von einem nichtgezeigten Motor angetrieben wird. Durch den Antrieb des Dreharmes vom Motor wird jede Brechkammer 10 in eine kreisförmige Umlaufbahn um die Achse 12 gebracht.
Die lose Lagerung jeder Brechkammer 10 auf dem Dreharmglied ermöglicht dieser eine gewisse radiale Bewegung während des Umlaufes.
Die beiden Brechkammern sind innerhalb eines stationären Ringes 14 angeordnet, der mit dem Mühlengehäuse verbunden ist, so dass die beiden Kammern 10 bei ihrem Umlauf infolge der Zentrifugalkraft gegen diesen Ring gedrückt werden und sich infolge des entstehenden Reibungsdrehmomentes um ihre eigene Achse drehen, wobei sie gleichzeitig am Ring 14 abrollen.
Die Drehrichtung des Armes und der Umlaufsinn der beiden Brechkammern 10 ist durch den Pfeil 15 dargestellt, die Eigendrehung der Brechkammern um ihre Achsen durch die Pfeile 16.
Innerhalb jeder Brechkammer ist ein Rollerbrechkörper angeordnet, der sich lose in ihr bewegen kann und einen Stapel von kreisförmigen koaxialen Scheiben 20 umfasst, wobei der Durchmesser dieser Scheiben geringer ist als der Innendurchmesser der Brechkammer 10. Infolge des Umlaufs der Kammern 10 um die Achse 12 sowie ihrer Drehung innerhalb des Ringes 14 werden die Scheibenstapel 20 infolge der Zentrifugalkraft radial nach aussen gegen die inneren Wände der Brechkammern 10 gedrückt. Dabei wird durch die Eigenrotation der Kammer 10 auf die Scheibenstapel 20 ein Drehmoment ausgeübt, welches dazu führt, dass diese Stapel ebenfalls um ihre eigene Achse rotieren und an der innern Oberfläche der Brechkammern abrollen.
Mit dem Trägerfluidum in die Brechkammern 10 eingeführtes körniges Material wird gegen die inne-ren Wände dieser Kammern geschleudert und von diesen mitbewegt (wobei es infolge der durch die Bewegung entstehenden Zentrifugalkräfte an diesen Wänden haftet), so dass es dort eine Materialschicht bildet, welche zwischen die Brechoberflächen zu liegen kommt bzw.
zwischen die inneren Oberflächen der Brechkammern und den seitlichen Flächen der Scheiben der Rollerbrechkörper.
In den Zonen, in welchen Punkt, bzw. Linienberührung zwischen den Scheiben und den inneren Wänden der Brechkammern 10 stattfindet, werden auf die dazwischen liegende Materialschicht hohe Drücke aus geübt, welche das körnige Material durch die Roil- wirkung der Brechglieder 20 und 10 zerkleinern und zermahlen. In den gleichen Zonen ist die Kraft, mit welcher dieses Material an den inneren Wänden der Brechkammern 10 haftet, am höchsten, da die Zentrifugalkräfte infolge der Eigenrotation der Kammern 10 und derjenigen infolge des Umlaufs dieser Kammern durch die Achse 12 in der gleichen Richtung wirken.
Hingegen ist in den mit 17 bezeichneten Zonen, in welchen der Zwischenraum zwischen den Stapeln 20 und den Brechkammenvänden am grössten ist, diese Kraft geringer, da hier die Zentrifugalkräfte einander entgegenwirken.
Fig. 6 zeigt schematisch eine abgeänderte Form der beiden Brechglieder, in welcher jeder der Rollerbrechkörper 21 eine Polyederform mit einer Reine von (in diesem Fall fünf) teilzylindrischen konvexen Brechflächen 22 aufweist. Die Innenfläche jeder Brechkammer 10 ist in diesem Fall mit einer grösseren Anzahl von teilzylindrischen konkaven Brechoberflächen 24 versehen (in diesem Falle sechs), wobei der Krümmungsradius dieser Flächen grösser ist als derjenige der Flächen 22 der Rollerbrechkörper 21 und ihre Bogenlänge denjenigen der fünk konvexen Brechoberflächen 22 entspricht. Somit kann jeder Rollerbrechkörper 21 stossfrei am Innern der Brechkammer 10 abrollen, wobei seine konvexe Brechoberfläche rollend mit der konkaven Brechfläche 24 der Kammer 10 eingreift und zwischen den gegenüberliegenden Flächen 22 und 24 eine Linienberührung entsteht.
Diese Anordnung ist zweckmässig, wenn ein grosser Krümmungsradius der Brechoberflächen benötigt wird, ohne dass deswegen die Abmessungen der Mühle vergrössert werden.
In den Fig. 7 und 8 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Rollermahlwerkes dargestellt, welches nach dem schematisch in Fig. 5 dargestellten Prinzip arbeitet und in welcher die gewünschte Selbstsortierwirkung der vorliegenden Erfindung einen höheren Grad erreicht, als mit Mühlen nach dem Prinzip der Fig. 1 möglich ist. Ausserdem gestattet diese Ausführungsform einen höheren Ausmahlgrad bei gegebener Mühlengrösse als diejenige nach Fig. 3 und 4.
In dieser Bauart umfasst der Dreharm 100 einen oberen Teil 101, der in eine hohle Welle 102 übergeht, welche im Gehäuse 103 mittels Lagern 104 geführt ist, sowie einen unteren Teil 105 ohne Welle, dessen Abstand zum oberen Teil 101 durch Bolzen 106 fixiert ist. Die oberen und unteren Dreharmteile 101 und 105 weisen radial gerichtete Gleitauschnitte 107 auf, in denen gleitend Lagergehäuse 108 für die drei Brechkammern 109 montiert sind. Jede Brechkammer 109 umfasst eine längliche zylindrische Büchse 110, die oben und unten mit einem zapfenartigen Endteil 111 verschlossen ist und eine zylindrische innere Brechfläche 112 bildet. Die Büchsen 110 wirken mit einem Paar stationärer Ringe 113 im Gehäuse 103 zusammen, gegen welche sie gepresst werden, wenn sie infolge Dehnung der Welle 102 vom Dreharm 110 im kreisförmigen Umlauf um die Mittelachse der Mühle gebracht werden.
Die Welle 102 weist eine zentrale Leitung 114 auf, von welche drei Zweigleitungen 115 zu den oberen Endteilen 111 der drei Brechkammern 109 führen, um in diese einen Strom von Trägerfluidum mit Mahlgut einzuführen. Die Rollerbrechkörper in jeder Brechkammer umfassen Stapel von koaxialen kreisförmigen Scheiben 118 (in dieser Ausführungsform sind zwölf solcher Scheiben pro Stapel gezeigt). Bei dieser Ausführung weist jede Scheibe eine konvexe, teils sphärische Seite 119 auf, die bei der Rotation des Dreharmes infolge der Zentrifugalkräfte in eine Punktberührung mit der zylindrischen Oberfläche 112 gezwungen wird, so dass in diesem Fall der Mahlprozess in jeder Brechkammer sich in zwölf Zonen abspielt.
Die Scheibenstapel 118 rotieren um ihre eigenen Zentren durch Rollreibung mit den inneren Oberflächen der Büchsen 110 (oder genauer gesagt durch Rollreibung mit körnigem Material, welches die innere Oberfläche dieser Büchsen bedeckt), so dass die Scheiben um die Innenseite der rotierenden Büchsen 110 jeder Kammer herumrollen, wobei diese Rollbewegung den gewünschten Brech- und Mahleffekt an den genannten zwölf Punkten pro Kammer bewirkt, der durch den Brechdruck infolge der Zentrifugalkraft auf die Scheibenstapel 118 zustande kommt.
Das vom Trägerfluidum mitgetragene Mahlgut wird in die Mühle durch die zentrale Leitung 114 in der Dreharmwelle 102 eingeführt und gelangt von dort in die Zweigleitungen 115. In dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Abmessungen der zentralen Leitungen 114 und der Zweigleitungen 115 für eine Mühle geeignet, die mit Trägerflüssigkeit betrieben wird, statt mit Luft, Gas oder Schaum. Bei Mühlen, die für diese Trägermedien geeignet sind, sind die Abmessungen der Leitung 114 und der Zweigleitungen 115 in bezug auf die Gesamtabmessungen der Mühle grösser als diejenigen in Fig. 7. Ausserdem sind für einen solchen Betrieb die Bandteile 111 der Kammern 109 ohne den dort dargestellten Flaschenhals gezeigt, sondern öffnen sich in einer direkteren Linie gegen die inneren Flächen 112 der Brechkammern 109.
In jedem Falle, bei Betrieb mit Trägerflüssigkeit als auch mit Trägergas, bilden die Zweigleitungen 115 die Kanäle eines zentrifugalen Laufrades, welches das körnige Mahlgut gegen die inneren Brechwände 112 schleudert, worauf es von diesen während ihrer Rotation mitgenommen wird. Das Mahlgut wird während des Mahlens in der gleichen Weise wie weiter oben beschrieben durch die Schwemmwirkung des Trägerfluidums von selbst sortiert und bewegt sich axial durch die Büchsen oder Brechkammern 110 hindurch; dabei wird es auf verschiedenen Brechbahnen der aufeinandergestapelten Scheiben 118 separat zermahlen und verlässt schliesslich die Brechkammer durch den unteren Endteil 111 der Kammern 110, um in einen nach unten zusammenlaufenden Endteil 120 des stationären Mühlengehäuses zu gelangen.
Im Ausführungsbeispiel gemäss dieser Figur weisen die gestapelten Scheiben 118 teils sphärische Seitenflächen 119 auf und sind von gleicher Dicke. Wie weiter oben erwähnt, können diese Scheiben auch Seitenflächen von einer mehr zylindrischen Form aufweisen, je nach dem zu verarbeitenden Materialgut, und können von verschiedener Dicke sein, wobei diese Dicke in der Fortbewegungsrichtung des Materials abnimmt (oder sogar zunehmen kann), je nach Natur des Mahlgutes, des gewünschten Ausmahlungsgrades und der gewünschten Schnelligkeit des Mahlprozesses.
Mit den Bauarten gemäss Fig. 7 und 8 ist der Greifwinkel zwischen den zusammenwirkenden Brechoberflächen feiner als dies mit den Bauarten gemäss Fig. 3 und 4 möglich ist. Eine weitere Variation dieses Winkels kann durch Verwendung der Poly ederform der Brechglieder erzielt werden, wie sie schematisch in Fig. 6 dargestellt ist.
Eine weitere Abwandlung ist vorgesehen, in welcher die Seitenflächen 119 der koaxialen Scheiben 118 mit Kerben oder Schlitzen in Abständen um ihre Peripherie versehen werden können, wobei diese Kerben unter einem solchen Winkel zur Drehachse der Scheiben 118 (oder zur Achse der Brechkammer 110) stehen, dass sie den Übergang der Körnermasse in axialer Bewegungsrichtung derselben von einer Brechbahn zur nächsten unterstützen. Diese Änderung kann ebenfalls bei Mühlen vorgenommen werden, die auf dem Prinzip gemäss Fig. 1 (dargestellt in Fig. 3 und 4) oder nach dem Prinzip gemäss Fig. 5 (dargestellt in Fig. 7 und 8) beruhen.
Unabhängig von der Wahl des Prinzips oder der Ausführungsform sind jedoch wenigstens zwei und vorzugsweise drei und mehr Stapel von Rollerbrechkörpern (oder Sätze von solchen Scheiben samt dazugehörigen zylindrischen Brechkammern) vorzusehen, um einen guten Schwingungsausgleich zu erzielen.
In den Fig. 5 und 7 ist die Mittelachse der Mühle vertikal dargestellt. Es ist jedoch festzuhalten, dass Mühlen gemäss diesen (oder irgendwelchen anderen) Ausführungen ebensogut betrieben werden können, wenn ihre Achse horizontal oder in irgendeiner Rich- tung angeordnet ist.
Der Strom des Trägerfluidums (Luft, Gas, Flüssigkeit oder Schaum) nimmt während seines Durchgangs durch die Brechkammer (oder Brechkammern) an der Kühlung der Kammer teil und ebenso an der Kühlung der Rollerbrechkörper, indem er die durch das Zerbrechen oder Zerdrücken (oder das nie ganz vermeidbare Aneinandergleiten) erzeugte Wärme abführt.
Je nach Grösse der Mühle und deren Eigenschaften, inklusive der Wärmeempfindlichkeit des Mahlgutes, kann eine zusätzliche, konventionelle Kühlung wünschenswert sein.
Es ist zu bemerken, dass Mühlen, die gemäss den dargestellten Ausführungsbeispielen aufgebaut sind, sehr vielseitig verwendbar sind, insofern als Rollerbrechkörper oder ganze Stapel von verschiedenen Grössen, Gewichten, Anzahl und/oder Formen und Seitenprofilen leicht untereinander ausgetauscht werden können, ebenso wie die kompletten Brechkammereinheiten, je nach den Umständen und nach der Natur des Mahlgutes. Dieser Anwendungsbereich, zusammen mit der Beeinflussung der Art des Trägerfluidums, seiner Axialgeschwindigkeit durch die Mühle und dem Verhältnis von Trägerfluidumsmasse zu der in ihr enthaltenen Materialmasse pro Volumeneinheit, erlaubt es, das Prinzip der Selbstsortierung der vorliegenden Erfindung in verschiedenem Ausmasse anzuwenden.
Je höher der erreichte Selbstsortiergrad ist, desto reiner wird der Brechvorgang infolge der Rollwirkung der Brechglieder; ebenso nimmt die Abnützung dieser Glieder infolge unerwünschten Gleitens und Aneinanderreibens ab, und damit steigt der Wirkungsgrad der Mühle, bezogen auf den Leistungsbedarf im Verhältnis zu der auf einen bestimmten Feinheitsgrad ausgemahlenen Menge.