DD293509A5

DD293509A5 - Stiftmuehle

Info

Publication number: DD293509A5
Application number: DD31242388A
Authority: DD
Inventors: Klaus Husemann; Goetz Kneschke; Claus Bernhardt; Guenter Braune; Christian Grosser
Original assignee: Adw,Forschungsinstitut Fuer Aufbereitung,De; Maschinen- Und Anlagenbau Nossen,De
Priority date: 1988-01-26
Filing date: 1988-01-26
Publication date: 1991-09-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stiftmuehle zum kontinuierlichen Zerkleinern, Desagglomerieren und Mischen von Mahlguetern mit einer maximalen Haerte 4 nach Mohs. Sie ist u. a. einsetzbar zum Zerkleinern von Chemikalien, Pharmazeutika, Kunststoffen, Pigmenten, Nahrungs-, Genusz- und Futtermitteln sowie weichen bis mittelharten mineralischen Rohstoffen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dasz der Abstand zwischen den Stiftscheiben in bestimmter Weise veraendert wird, der aeuszerste Stiftkreis unbeweglich angeordnet ist und sich die Form der Schlagelemente sowie der Abstand zwischen den Schlagelementen von Stiftkreis zu Stiftkreis aendern.{Stiftmuehle; Zerkleinern; Desagglomerieren; Mischen; Mahlgueter; Stiftscheiben; Stiftkreis; Schlagelemente; Form; Abstand}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Stiftmühle zum kontinuierlichen Zerkleinern, Desjgglomerieren und Mischen von Mahlgütern mit einer maximalen Härte 4 nach Mohs. Die erreichbare Mahlgutfeinheit liegt im Bereich von 5-500μπι. Stiftmühlen sind u.a. einsetzbar eum Zerkleinern von Chemikalien, Pharmazeutika, Kunststoffen, Pigmenten, Farbstoffen, Nahrungs-, Genuß- und Futtermitteln sowie weichen bis mittelharten mineralischen Rohstoffen und Zwischenprodukten.

Charakterisierung des bekannten Standes der Technik

Es sind seit langem Stiftmühlen bekannt mit einer drehenden Stiftscheibe, bei denen der äußere Stiftkreis unbeweglich ist.

Es sind weiterhin Stiftmühlen mit zwei sich gegenläufig drehenden Stiftscheiben bekannt. Bei diesen Stiftmühlen ist zwangsläufig der äußerste Stiftkreis bewegt, was dazu führt, daß die feinen Mahlgutteilchen mit großer Geschwindigkeit weggeschleudert werden. Um trotzdem ein Anbacken der feinen Mahlgutteilchen an der Mahlraumwand zu verhindern, sind deshalb Mahlräume in Weitkammerausführung, d.h. der Mahlraumdurchmesser beträgt das 3-4fache des Rotordurchmessers anstelle des 1,2-2fachen, notwendig und werden eingesetzt.

Die Weitkammerausführung hat den Nachteil, daß ein erhöhter Platzbedarf besteht und ein wesentlich größerer Fertigungsaufwand entsteht, da z. B. die Gehäuse in der Regel in einer Gußausführung hergestellt werden.

Es sind weiterhin seit langem in Stiftmühlen Stiftscheiben bekannt, deren einander zugewandte Seiten eben ausgebildet sind.

Bei Abweichungen von der ebenen Oberfläche durch Materialzulauföffnung, Stift- oder Stiftscheibenbefestigung bleibt der Abstand zwischen den Stiftscheiben in radialer Richtung insgesamt gleich. Außerdem sind seit 1878 (DR4425) konische Stiftscheiben bekannt, deren Abstand stetig zum Umfang hin kleiner wird. Demgegenüber ist bei Käfigmiihlen seit 1887 (UR 42255) bekannt, daß der Abstand zwischen den Rotorscheiben zum Umfang hin stufenweise größer wird, um die nutzbaren Schlagstiftlänge durch den an seinem Ende befindlichen Haltering, der die Stifte eines Stiftkreises bei einer Käfigmühle

verbindet, nicht zu verringern (DE 2207271; DE 3242951). Eine gleichmäßige Erweiterung vom innersten zum äußersten Stiftkreis ist in SU 1181710 beschrieben. Bezüglich der einander gegenüberliegenden Flächen von Stiftscheiben ist noch bekannt, daß diese wellenförmig ausgebildet sind (DE 844 242) bzw. sich diese Wellenlinie in eine stumpfwinklig gebrochene Linie auflöst (DE 888637). Allen bekannten Lösungen ist gemeinsam, daß die freie Durchtrittsfläche der Beanspruchungszone zwischen den Stiftscheiben zu wenig oder gar nicht der von Stiftkreis zu Stiftkreis zunehmenden Feinheit des Mahlgutes in radialer Richtung zum Umfang der Stiftscheiben hin angepaßt ist. Diese Anpassung ist notwendig, weil Prall- bzw. Schlagbeanspruchung dann am effektivsten ist, wenn die Mahlgutteilchen einzeln bzw. in nur geringer Konzentration vorliegen. Damit ist aber der wesentlichhöhere Platzbedarf feinerer Teilchen zu beachten. Dieser Platzbedarf nimmt in radialer Richtung zwischen g jn Stiftscheiben mehr zu als die durch den zunehmenden Umfang nach außen hin größere freie Durchtrittsfläche, zumal bei modernen Stiftscheiben die Abstände der Stifte innerhalb eines Stiftkreises nach außen hin infolge der notwendigerweise kurzen Prallwege so abnehmen, daß die freie Durchtrittsfläche in radialer Richtung fast gleich bleibt.

Abgesehen vom innersten Stiftkreis, der oft als Vorzerkleinerungsstufe ausgebildet ist, ändert sich bei den bokannten Stiftmühlen in radialer Richtung von innen nach außen zwar der Abstand zwischen den Stiften, aber Form und Durchmesser derSchlagelemente bleiben gleich. Damit sind auch die S ihlagelemente der von Stiftkreis zu Stiftkreis zunehmenden Feinheit des Mahlgutes nur ungenügend angepaßt. Weiterhin hat jn die bekannten Lösungen den Nachteil, daß die Formgebung der Stiftscheiben zu wenig für eine Vorbeschleunigung des zu mahlenden Gutes in radialer Richtung genutzt wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Stiftmühle mit einem gegenüber dem bekannten Stand der Technik verringertem apparativen Aufwand, wie geringem Material- und Platzbedarf, die ein effektiveres Zerkleinern, Desagglomerieren und Mischen von Mahlgütern mit einer maximalen Härte von 4 nach Mohs ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stiftmühle mit zwei Stiftscheiben so zu gestalten, daß die freie Durchtrittsfläche zwischen zwei Stiftscheiben der von Stiftkreis zu Stiftkreis zunohmenden Feinheit und damit den Platzbedarf des Mahlgutes in radialer Richtung angepaßt ist und daß die Vorbeschleunigung des Materials in radialer Richtung vor der Beanspruchungszone erfolgt.

Weiterhin besteht die Aufgabe darin, eine apparative Lösung für Stiftmühlen mit zwei sich gegenläufig drehenden Stiftscheiben zu entwickeln, die es gestattet, die Austrittsgeschwindigkeit der Mahlgutteilchen aus der Beanspruchungszone zu verringern und Form und Durchmesser der Schlagelemente der zunehmenden Feinheit des Mahlgutes in radialer Richtung von Stiftkreis zu Stiftkreis anzupassen. Die Aufgabe wird ausgehend von einer Stiftmühle mit zwei Stiftscheiben (1), (2) mit in einer Stiftscheibe befindlichen zentralen Öffnung für den Materialeintrag (9) und auf beiden Scheiben angeordneten mehreren konzentrischen Stiftkreisen (3) bis (8) sowie einem Abstand zwischen den relativ zueinander drehenden Stiftscheiben, der in radialer Richtung zum Umfang der Stiftscheiben hin größer wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstand zwischen den Stiftscheiben in Richtung der radialen Materialströmung von der Öffnung für den Materialeintrag (9) bis zu einem der inneren Stiftkreise zunächst größer wird, im Bereich von einem der inneren Stiftkreise bis zu einem der mittleren Stiftkreise gleich bleibt und im Bereich von einem der mittleren Stiftkreise bis über den äußersten Stiftkreis hinaus wieder größer wird, der äußerste Stiftkreis unbeweglich angeordnet ist und sich die Form der Schlagelemente sowie der Abstand zwischen den Schlagelementen von Stiftkreis zu Stiftkreis ändern. Erfindungswesentlich ist, daß bei Stiftmühlen mit zwei gegenläufig bewegten Stiftscheiben (1) und (2) zusätzlich ein äußerster Stiftkreis (8) unbeweglich angeordnet ist, eine Abstandsvergrößerung zwischen den Stiftscheiben (1), (2) von der öffnung für den Materialeintrag (9) bis zu einem der inneren Stiftkreise durch die Gestaltung der der Öffnung für den Materialeintrag (9) gegenüberliegenden Stiftscheibe (1) und eine Abstandsvergrößerung von einem der mittleren Stiftkreise bis über den äußersten Stiftkreis hinaus durch die Gestaltung beider Stiftscheiben (1), (2) und durch eine der Abstandsvergrößerung angepaßten Verlängerung der Schlagstifte erreicht wird, daß der Abstand zwischen den beiden äußeren Stiftkreisen (7) und (8) größer als zwischen den übrigen Stiftkreisen ist und die Schlagelemente des äußersten Stiftkreises (8) von der Stiftform abweichen und im Querschnitt größer als die Schlagelemente der übrigen Stiftkreise sind. Erfindungswesentlich ist weiterhin, daß bei nur einer drehenden Stiftscheibe (1) eine Abstandsvergrößerung zwischen den Stiftscheiben (1), (2) von der Öffnung für den Materialeintrag (9) bis zu einem der inneren Stiftkreise durch die Gestaltung der sich drehenden Stiftscheibe (1) und eine Abstandsvergrößerung von einem der mittleren Stiftkreise bis über den äußersten Stiftkreis hinaus durch die Gestaltung der feststehenden Stiftscheibe (2) und durch eine der Abstandsvergrößerung angepaßten Verlängerung der Schlagstifte erreicht wird.

Das zu mahlende Gut wird über die Öffnung für den Materialeintrag (9) in den Raum zwischen beiden Stiftscheiben geführt, durch die Formgebung der drehenden Stiftscheiben (1) zusätzlich beschleunigt in radialer Richtung und an den Stiften (3) bis (8) zerkleinert, desagglomeriert und gemischt. Der größer werdende Abstand zwischen den Stiftscheiben von den mittleren Stiftkreisen bis zur Außenkante der Stiftscheiben erhöht die Durchlässigkeit des Beanspruchungsraumes, obwohl nach außen hin der Abstand der Stifte innerhalb eines Stiftkreises enger wird. Dadurch wird trotz höherer Mahlgutfeinheit ab den mittleren Stiftkreisen die Mahlgutkonzentration nicht erhöht, was zu einem geringeren Durchsatzeinfluß auf die Endfeinheit und zu einer effektiveren Mahlung führt. Im Bereich der inneren bis mittleren Stiftkreise ist eine Erhöhung der Durchlässigkeit nicht notwendig, weil die Feinheitszunahme und der damit verbundene höhere Platzbedarf der Mahlgutteilchen vergleichsweise gering ist.

Die Beanspruchungsgeschwindigkeit und damit der Zerkleinerungserfolg sind proportional der relativen Umfangsgeschwindigkeit zweier benachbarter Stiftkreise.

Sollen hohe relative Umfangsgeschwindigkeiten erzielt werden, werden beide Stiftscheiben (1), (2) entgegengesetzt drehend angeordnet. Der zusätzliche unbeweglich angeordnete Stiftkreis (7) wandelt einen Teil der kinetischen Restenergie der

Mahlgutteilchen noch in Beanspruchungsenergie um und wirkt infolge seiner Anordnung und Form z.T. wie eine Mahlbahn. Damit wird nicht nur der Zerkleinerungseffekt erhöht, sondern die Mahlgutteilchen auch abgebremst, so daß der Mahlraum (11) einen geringeren Durchmesser als bei gegenläufig bewegten Stiftscheiben haben kann, ohne daß ein Anbacken des Mahlgutes an der Mahlraumwand befürchtet werden muß.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von 2 Ausführungsbeispielen sowie Figur 1 und 2 näher erläutert. Figur 1 zeigt eine Stiftmühle mit zwei entgegengesetzt drehenden Stiftscheiben und Figur 2 zeigt eine Stiftmühle mit einer drehenden und einer unbewegt jn Stiftb-.f.eibe. In beiden Figuren sind die Stiftmühlen in der Seitenansicht als schematische Schnittzeichnung dargestellt.

Ausführungsbeispiel 1

Die Stiftmühle (Figur 1) besteht im wesentlichen aus einem feststehenden Gehäuse 12, das den Mahlraum 11, die Stiftscheiben 1 und 2 sowie den feststehenden Stiftkreis 8 umschließt, der Öffnung für den Materialeintrag 9 und Mahlgutabführung 13. Die Materialdosiervorrichtung, die Trennvorrichtung für Mahlgut und Luft, die Materialbehälter und Antriebe sind in Figur 1 nicht dargestellt. Die gegenläufig drehenden Stiftscheiben 1 und 2 sind fest mit den jeweiligen Antriebswellen 14 und 15 verbunden und haben mehrere konzentrische und ineinandergreifende Stiftkreise 3 bis 7 mit Schlagstiften, deren Durchmesser von innen nach außen in radialer Richtung konstant bleibt. Der äußerste unbewegte Stiftkreis 8 besitzt Schlagelemente mit rechteckigem Querschnitt und einer größeren Querschnittsfläche als die der Stifte der Stiftkreise 3 bis 7. Der Abstand zwischen allen bewegten Stiftkreisen 3 bis 7 ist gleich und wird zum unbewegten Stiftkreis 8 hin größer.

Der Mittelteil 10 von Stiftscheibe 1 bis vor den 1. Stiftkreis ist kegelförmig ausgebildet. Der Stiftscheibenabstand von Stiftkreis 3 bis 5 ist konstant und nimmt zu von Stiftkreis 6 bis 8. Die':a Zunahme wird durch die Form beider Stiftscheiben 1 und 2 erreicht. Die Oberflächen der Stiftscheiben 1 und 2 sind in diesem Bereich durch Geraden bogrenzt, die symmetrisch je einen Winkel von 20° zur radialen Richtung bilden.

Ausführungsbeispiel 2

Das Ausführungsbeispiel 2 (Figur 2) entspricht dem ersten Ausf ührungsbeiapiel mit dem Unterschied, daß die Stiftscheibe 2 fest mit dem Gehäuse 12 verbunden und damit unbeweglich ist und eine Öffnung für den Materialeintrag 9 hat. Der Mittelteil 10 der

Stiftscheibe 1 bis vor den ersten Stiftkreis ist kegelförmig ausgebildet. Der Stiftscheibenabstand im Bereich des Stiftkreises 3 bis

zum Stiftkreis 5 ist konstant und nimmt im Bereich von Stiftkreis 5 bis zum Stiftkreis 8 durch die Form der Stiftscheibe 2 zu. Die

Oberfläche von Stiftscheibe 2 ist in diesem Bereich durch eine Gerade begrenzt, die einen Winkel von 20° zur radialen Richtung

bildet.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß mit einem verringerten »pparativen Aufwand ein effektiveres Zerkleinern, Desagglomerieren und Mischen von Mahlgütern kleiner 5mm und einer maximalen Härte von 4 nach Mohs bei einer guten Anpassungsfähigkeit an verschiedene Mahlgüter ermöglicht wird.

Claims

1. Stiftmühle mit zwei Stiftscheiben (1), (2) mit in einer Stiftscheibe befindlichen zentralen Öffnung für den Materialeintrag (9) und auf beiden Scheiben angeordneten mehreren konzentrischen Stiftkreisen (3) bis (8) sowie einem Abstand zwischen den relativ zueinander drehenden Stiftscheiben, der in radialer Richtung zum Umfang der Stiftscheiben hin größer wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand zwischen den Stiftscheiben in Richtung der radialen Materialströmung von der Öffnung für den Materialeintrag (9) bis zu einem der inneren Stiftkreise zunächst größer wird, im Bereich von einem der inneren Stiftkreise bis zu einem der mittleren Stiftkreise gleich bleibt und im Bereich von einem der mittleren Stiftkreise bis über den äußersten Stiftkreis (8) hinaus wieder größer wird, der äußerste Stiftkreis (8) unbeweglich angeordnet ist und sich die Form der Schlagelemente sowie der Abstand zwischen den Schlagelementen von Stiftkreis zu Stiftkreis ändern.

2. Stiftmühle nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei sich gegenläufig drehenden Stiftscheiben (1), (2) zusätzlich ein äußerster Stiftkreis (8) unbeweglich angeordnet ist, eine Abstandsvergrößerung zwischen den Stiftscheiben (1), (2) von der Öffnung für den Materialeintrag (9) bis zu einem der inneren Stiftkreise durch die Gestaltung der der Öffnung für den Materialeintrag (9) gegenüberliegenden Stiftscheibe (1) und eine Abstandsvergrößerung von einem der mittleren Stiftkreise bis überden äußersten Stiftkreis hinaus durch die Gestaltung beider Stiftscheiben (1), (2) und durch eine der Abstandsvergrößerung angepaßten Verlängerung der Schlagstifte erreicht wird.

3. Stiftmühle nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß bei nur einer drehenden Stiftscheibe (1) eine Abstandsvergrößerung zwischen den Stiftscheiben (1), (2) von der Öffnung für den Materialeintrag (9) bis zu einem der inneren Stiftkreise durch die Gestaltung der sich drehenden Stiftscheibe (1) und eine Abstandsvergrößerung von einem der mittleren Stiftkreise bis über den äußersten Stiftkreis hinaus durch die Gestaltung der feststehenden Stiftscheibe (2) und durch eine der Abstandsvergrößerung angepaßten Verlängerung der Schlagstifte erreicht wird.

4. Stiftmühle nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand zwischen den beiden äußeren Stiftkreisen (7), (8) größer als zwischen den übrigen Stiftkreisen ist.

5. Stiftmühle nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Schlagelemente des äußersten Stiftkreises (8) in Formen ausgebildet sind, die von der Form eines Stiftes abweichen.

6. Stiftmühle nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Querschnitt der Stifte oder Schlagelemente des äußersten Stiftkreises (8) größer als der übrigen Stifte ist.