EP2764921B1 - Sichtermühle - Google Patents

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EP2764921B1
EP2764921B1 EP14000340.1A EP14000340A EP2764921B1 EP 2764921 B1 EP2764921 B1 EP 2764921B1 EP 14000340 A EP14000340 A EP 14000340A EP 2764921 B1 EP2764921 B1 EP 2764921B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mill
flow
classifier
whirlwind
sifter
Prior art date
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Active
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EP14000340.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2764921A1 (de
Inventor
Josef Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fischer Josef
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2764921A1 publication Critical patent/EP2764921A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2764921B1 publication Critical patent/EP2764921B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/14—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • B02C23/10—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with separator arranged in discharge path of crushing or disintegrating zone
    • B02C23/12—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with separator arranged in discharge path of crushing or disintegrating zone with return of oversize material to crushing or disintegrating zone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/14—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices
    • B02C2013/145—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices with fast rotating vanes generating vortexes effecting material on material impact

Definitions

  • the invention relates to a classifier mill according to the preamble of claim 1.
  • Eddy current mills are known, for example, from their own patent EP 0 787 528 B1 and have a grinding gap defined between a stator and a rotor.
  • Eddy current mills operate on the principle of the impact mill with a rotor arranged vertically and a stator surrounding the rotor on the radial side.
  • the stator usually has a frustoconical grinding track with an inwardly directed, in the axial direction, ie vertically extending corrugations, which is usually mounted in a housing of the eddy current mill.
  • the rotor which can be driven at high speed, is provided, which is equipped along the axial direction with one or more several so-called grinding rings, which are carrier elements for the grinding tools.
  • the grinding rings are in turn equipped along the circumferential direction with a plurality of grinding tools.
  • jet mills in which particles are ground in a gas stream, without this mechanical tools such.
  • B. high-speed rotors are used. The comminution of the particles takes place via the energy introduced by the grinding gas.
  • a cyclone separator is provided after the mill in order to separate the grinding gas from the grinding dust.
  • the bulk material to be milled is at a Mahlgutaufgabe abandoned and passes from there into a grinding area around which compressed air nozzles are arranged, the compressed air jets detect the discontinued bulk particles and accelerate in a concentric direction, so that they collide against each other and thereby be ground.
  • Air separators serve to separate a coarse material fraction from a fine material fraction from a heterogeneous mixture of different particle size.
  • the discontinued bulk material is already a relatively finely ground mixture, ie a u. U. in a further process step pre-milled mixture.
  • Air classifiers have one or more classifier wheels arranged above a classifier space, wherein the particles of the item to be viewed are taken along by an upwardly directed air stream in the classifier space or, if the particle is too heavy, are not taken along. Of the light particles that reach the classifier wheel, only those particles that are smaller than the corneal limit defined by the classifier wheel can pass the classifier wheel. The others fall behind.
  • a jet mill For the separation of various constituents in a millbase from each other, it is also known, upstream of the air classifier, which has a relatively blurred separation boundary, a jet mill. Also, such jet mill classifier combinations are commonly referred to as jet mill or fluid bed counter-jet mill. Such a fluidized bed counter-jet mill is known from the German patent application DE 101 164 83 A1 known. The use of such a fluidized bed counter jet mill for separating various constituents of the millbase is known from the German patent application DE 10 2006 001 937 A1 known. In this case, adjoining the grinding area of the fluidized bed counter-jet mill is a riser area serving as a classifier space, wherein an air classifier wheel is arranged above the riser area.
  • Finely ground particles with a large mass-related surface are removed via a fine material discharge which adjoins the air classifier in the upper region of the jet mill, whereas particles of lower fineness begin to sink back into the grinding zone at a height of the riser region corresponding to their weight or their mass-related surface.
  • abrasive components such as quartz can be discharged from a bentonite regrind without being subjected again and again to the grinding process ,
  • classifier mills from the company Alpine, type ZPS or type Mikropul ACM, the company Altenberger rotor, which is assumed here as a generic state of the art. These classifier mills are also based on a combination of an air classifier and a wind sifter upstream, arranged below the classifier mill. Instead of a jet mill, however, a kind of hammer mill with a rotating disk is used here, on which fingers acting as hammers protrude upwards. The millbase is placed on a Mahlgutiergabe above the rotor disk of the hammer mill and then falls by gravity induced on the provided with the fingers rotor disk of the mill, where a crushing, ie grinding takes place.
  • the riser or classifier space of the classifier closes, wherein a fan together with the air classifier in the classifier space generates an upwardly directed air flow which leads the ground material ground on the hammer plate upwards and out through the classifier arranged above it.
  • Particles that are light enough that is, ground well enough reach the top of the airflow.
  • Heavy particles are first ground and then rise or fall back onto the mill before they reach the sifter.
  • the classifier wheel itself is then still a separation of the sorterrad reaching, relatively light particles, with only particles pass through the classifier wheel, which are smaller than the predetermined by the safety wheel grain upper limit.
  • Such a classifier mill is also shown with a finger disk hammer mill upstream of the air classifier.
  • the feed material fed to a feeding hopper is fed via a screw from below to the finger disk mill and then blown upwards by compressed air through the mill.
  • the mill is adjoined on the upper side by a riser area, which is formed by a tube opening into the classifier space below the classifier and the classifier space, whereby particles which are too large or too heavy to pass through the classifier sink again into one enter the tube radially surrounding area. There, a stream of air is blown through another nozzle, which flows up through a sieve and raises the sinking particles again.
  • an outlet opening in the mill housing is provided on a wall area above the screen, which opens into a return channel leading to the feed screw via which the mill is fed. A part of the coarse material is thus discharged from the preparerraum then fed again from below to the mill. It can be determined via a flap, how much coarse material is discharged.
  • the classifier mill thus fulfills the function of gravity precaution in the riser area and the return of the coarse material to the mill entrance.
  • the company Altenberger rotor offers a relatively weak grinding action, so that many particles of the ground material to be crushed and classified rise in several iterations and sink again and again must be ground before they fit through the classifier wheel. It can thus be processed only a relatively small amount of ground material per unit time. The per unit time at the Mahlgut- or Grobgutaufgabe available amount of ground material is thus limited.
  • the grindable amount of regrind is at the in the EP 0 118 782 A2
  • the classifier grinder shown additionally limited by the coarse material limiting the dischargeable Grobgutmenge, which makes either a required at relatively small intervals cleaning the mill from above the sieve coarse material required or such a long service life or such a long run after the abandonment of the grind until the Coarse material which has arrived there is returned to the mill through the return channel and ground.
  • the classifier space thus forms a fall area through which the coarse material rejected at the classifier wheel falls back into the mill. Since the entry of the spiral channels into the classifier room is at the upper end of the classroom, there is no gravity precalibration in the classifier room itself. Rather, the gravity caused by the sinking of coarse particles in the rising spiral channels by blowing an increased air flow and frequent cleaning must be countered, the throughput should not decrease or even clogging of the spiral channels occur. Overall, the economics of the classifier mill is therefore low.
  • Classifier mills of the generic type are based on the known combination of an eddy current mill with an air classifier. Furthermore, in the generic case, the flow directed downwards in the eddy current mill and directed mostly in the horizontal direction or downwards from the eddy current mill is deflected by a flow deflection device into a riser region, namely into an ascending flow direction required there.
  • the grinding area is formed by a grinding gap between a rotor and a stator of the eddy current mill, wherein the rotor is preferably arranged with a vertical or nearly vertical axis of rotation.
  • the millbase fed to the grinding material feed above the eddy current mill is thus initially conveyed by gravity and the suction produced by the rotor of the mill downwards through the mill to the flow or grinding material outlet below the grinding region defined by the grinding gap.
  • the flow diverter fluidly connects the flow outlet of the eddy current mill to a flow entry of the riser area.
  • the flow inlet opens at a vertical distance to the classifier wheel in the riser.
  • the flow inlet of the riser region must be spaced vertically from the classifier wheel so far that the riser region can fulfill its function as a classifier space.
  • the flow deflection device has the function of fluidically connecting the riser inlet or inflow inlet with the mill outlet and redirecting the flow emerging from the flow outlet of the eddy current mill such that an upward flow direction prevails in the riser region, preferably vertically upwards.
  • the riser of the air separator is not only below the crusherrads and has at a vertical distance to prepare for the mill outlet flow inlet, but is also above the eddy current mill, wherein the underside of the riser a fall area connects, which opens into the provided on the upper side of the eddy current mill inlet through which from the Rising region sinking Mahlgutteilchen in the grinding area of the eddy current mill are traceable.
  • the riser or classifier space fulfills its function as a classifier space, namely that the particles entrained by the ascending air flow in the riser area, depending on the particle size, are led to the classifier wheel or sink again.
  • the classifier space the function of which is that only particles that are light enough in the upwardly directed air flow are taken up to the classifier wheel above the classifier space, can serve as a riser area, if the flow entry of the riser area as far vertically spaced from the classifier wheel is that the riser or bombarderraum fulfills its function as conveyerraum.
  • the fall area adjoining the riser area above the mill inlet hereby achieves a spacing of the mill inlet from the conveyeraumeinlass, so that the suction acting on the inlet of the mill does not falsify the sighting and does not suck the particles injected into the classifier space back into the mill on the inlet side ,
  • the riser of the air classifier can thus be located directly above the eddy current mill. Because of the intended case area of the reformeraum but also something to the vertical offset above the mill can be arranged.
  • the flow inlet of the riser region may for this purpose preferably open from below vertically or at least with an upward angle in the riser region and thus form part of the flow deflection.
  • the flow entry of the riser region could also be guided from the side horizontally or at an upward angle into the safety area, for example when structural conditions require it.
  • appropriate measures for deflecting the flow from the direction of entry into the vertical direction must be made in the classifier space or in the riser area as part of the flow deflection device, for example baffles or pipe sections, or an additional blower moving the flow upwards.
  • the riser can be designed as a vertically aligned shaft with a circular or square cross-section.
  • the fall region may, for example, have the shape of a channel tapering downwards from the flow cross section of the riser region down to the mill inlet.
  • the Strömungsumsch could theoretically be fully integrated into the housing of the eddy current mill, especially if the riser of the air classifier is located directly above the eddy current mill, which in many cases, even for structural reasons, but also to achieve below explained in more detail advantages is preferred.
  • the flow deflection device will comprise a mills external and external space connection between mill outlet and classifier inlet, wherein at least a certain part of the flow deflection can be effected in this connection.
  • the flow deflection device can comprise both such an external portion as well as further measures in the classifier space and / or in the mill housing.
  • the flow diverter is preferably formed as at least one running with radii of curvature Mahlguttechnischsrohr between the mill outlet and the reformerraumeinlass or includes at least one.
  • the grinding stock pipe may be guided in a 180 ° bend or with two 90 ° turn sections to just below the classifier room entrance and there via a further 90 ° curve section from the horizontal in the view of the sifter in the vertical direction.
  • the Mahlgut Extremsrohr between the mill outlet and the reformerraumeinlass or the mill outside and reformerraumexterne connection between mill outlet and reformerraumeinlass thereby removable and can thus be easily cleaned. Because in many other applications, only a grind or just a sighting of the feedstock is desired. Taking away the connection between the mill outlet and the classifier inlet, the classifier mill according to the invention can also be used for mere grinding or for mere sifting by picking up the material to be ground at the exposed mill outlet or giving up the item to be viewed at the exposed classifier or inlet area inlet.
  • At least the eddy current mill preferably also the at least one classifier wheel are independently drivable.
  • the eddy current mill can have a width-adjustable conical grinding gap, that is to say a frustoconical grinding track and a height-adjustable rotor which, with its grinding tools, strips off a frustum-shaped web which forms the inside of the grinding gap.
  • the rotor carries on grinding rings the grinding gap radially inside defining grinding tools.
  • a selective grinding is desired, ie a discharge of the particles sinking from the classifier space separately from the fine material discharged at the classifier wheel.
  • a Grobgutaustragsvorraum is advantageously provided below the riser, via which from the riser sinking Mahlgutteilchen
  • the classifier mill are dischargeable.
  • discharge devices operating at intervals such as, for example, rotary valves, such as, for example, a coarse material discharge screw guided horizontally or advantageously in the horizontal direction through the ascending or, preferably, falling area, in a horizontal or predominantly directional component.
  • the fall region can then be designed as a funnel element tapering from above to the coarse material discharge screw.
  • the coarse material discharge device is preferably arranged above the eddy current mill, i. the inlet of the eddy current mill and the lower side exit for the heavy particles at the riser area fluidly interposed in the fall area. If the coarse material discharge device is mounted there removably, the classifier mill can be operated either in the operating mode "complete grinding” or “selective grinding” by removing or attaching the coarse material discharge device at the intended location.
  • a fall-well steering device which selectively supplies the particles sinking from the rise region to the coarse-product discharge device or returns them to the mill. It would also be conceivable to design the drop-type steering device in such a way that a certain, adjustable proportion of the sinking particles is guided into the coarse material discharge device and the remainder is returned to the mill.
  • a funnel element tapering from above to a longitudinally extending funnel outlet opening is provided as a fallgutlenkvortechnisch, which has a funnel wall on both sides along the funnel outlet opening, wherein at least one the two hopper walls is movable, so that the funnel outlet opening either in the Grobgutaustragsschnecke or next to the fall area, ie ultimately can be performed to the mill inlet.
  • this temperature increase in the mill can be avoided completely or at least insofar as the temperature rise is not critical for the milling process.
  • a line can be provided, through which the discharged coarse material is supplied to the feed material, in front of a cooling device, which with the feed material cools down the added coarse material to the application temperature.
  • cryogenically coolable classifier mill also also has the above-described fall-well steering device, several modes of operation are possible: on the one hand, selective grinding with two separately discharged fractions, the fine material discharged at the classifier wheel and the coarse material discharged at the coarse material discharge.
  • a cryogenic cold grinding in which the coarse material discharged on the coarse material discharge or the coarse material discharged coarse material in cold and thus brittle state again fed to the mill and ground.
  • a grinding in which by appropriate position of the Fallgutlenkvorides the coarse material discharge, so for example, the coarse material discharge screw is covered, so that the sinking Grobgutteilchen directly fall back into the grinding area of the eddy current mill.
  • a control device for controlling the position of the Fallgutlenkvoriques is also provided, or in a further development of a control device for controlling the position of the Fallgutlenkvorides in response to e.g. the tapped in or on the eddy current mill temperature.
  • the eddy current mill and the classifier wheel have separate drives and are independently controllable or controllable.
  • the product is first added to the grinding stock 1 metered gravimetric. From there, the material passes on top of the eddy current mill 2 and is detected by a rotating conical rotor of the eddy current mill 2 and conveyed vertically downwards by a frustoconical grinding gap formed between the rotor and a stator, ground and then discharged in the air stream.
  • the rotor can be arranged adjustable in height, so that the grinding gap is adjustable.
  • the material in the Mahlgut Arthur 5 is blown from the mill outlet in the arranged above the grinding part and below the preparer 3 and preparerraum 3.
  • the millbase air stream is now conveyed vertically upwards in the direction of the separator wheel 4 in the opposite direction to the initial flow direction in the eddy current mill 2.
  • the prepareerrad 4 can be installed horizontally or vertically, it makes sense with a horizontal axis of rotation.
  • the fine material is separated from the coarse material and deposited on it attached Fertiggut- or fines discharge in a separator such as Zykon or filter or the like.
  • the fine material / coarse material separation limit can be adjusted steplessly using the classifier speed.
  • the coarse material is rejected by crusherrad 4 and now falls in the opposite direction down through the riser 3.
  • the baffle 8 rejects the rejected coarse material again on the grinding rotor of the eddy current mill 2 or in the integrated Grobgutaustragsschnecke 6 and can from there from the classifier mill be discharged.
  • This plate 8 can be permanently installed as required or carried out movable. Depending on the desired fineness range of the grinding gap can be adjusted by simply changing the vertical position of the rotor relative to the stator by the rotor is raised or lowered by means of spacers.
  • the eddy current mill 2 and the reformerrad 4 have separate drives and are independently controllable or regulated.
  • the particular advantage of this embodiment is the possibility, depending on the needs bachelormahlen the coarse material directly or committeeschleusen.
  • the discharge may be required if e.g. Rubber is cold-ground.
  • the ground rubber granulate has a much higher temperature than required for the grinding, it is possible to disperse the coarse material and to be fed again separately to the feedstock to be cooled or to be cooled directly down, in order then to be returned to the grinding circle.
  • the discharged coarse material can be classified, for example by means of external screening machines or other external machines and then transported by means of conveying organs back into the hopper silo, where it is mixed with the feed material and then returned to the Mahlgutiergabe 1.
  • the final product fineness can be adjusted continuously and there is no need for external equipment.
  • screening with the associated possibility of Siebverstopfung, however, only one fixed Mesh size can be selected.
  • a so-called selective grinding can be performed.
  • Many minerals contain unwanted admixtures such as abrasive, difficult to grind, such as quartz chips. These would negatively influence the internal grinding cycle, or cause increased wear or reduced grinding performance, if they were returned to the grinding circuit.
  • By adjusting the baffle 8 on the Grobgutaustragsschnecke 6 these unwanted components can be discharged and thus removed from the grinding circuit without being recycled.
  • the deflection plate 8 can be set to cover the coarse material discharge screw 6, so that the coarse material particles rejected at the classifier wheel 4 are returned directly into the grinding region of the eddy current mill 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sichtermühle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Wirbelstrommühlen sind bekannt, beispielsweise aus dem eigenen Patent EP 0 787 528 B1 und weisen einen zwischen einem Stator und einem Rotor definierten Mahlspalt auf. Wirbelstrommühlen arbeiten nach dem Prinzip der Prallmühle mit einem stehend angeordneten Rotor und einem den Rotor radialseitig umgebenden Stator. Dabei hat der Stator meist eine kegelstumpfförmige Mahlbahn mit einer nach innen gerichteten, in Axialrichtung, also vertikal verlaufenden Riffelung, welche zumeist in einem Gehäuse der Wirbelstrommühle befestigt ist. Auf der anderen Seite des Mahlspalts innenliegend ist dagegen der mit hoher Drehzahl antreibbare Rotor vorgesehen, welcher entlang der Axialrichtung mit einem oder meist mehreren sogenannten Mahlringen bestückt ist, das sind Trägerelemente für die Mahlwerkzeuge. Die Mahlringe sind wiederum entlang der Umfangsrichtung mit einer Mehrzahl von Mahlwerkzeugen bestückt. Dreht sich der Rotor nun mit hoher Geschwindigkeit in dem Stator, wobei die Drehachse in Vertikalrichtung verläuft, und wird Mahlgut von oben aufgegeben und in einem Spalt zwischen dem Rotor und einem Deckel des Gehäuses 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 beim Aufprall zerbrochen bzw. zerschlagen werden.
  • Weiterhin bekannt sind Strahlmühlen, bei denen Teilchen in einem Gasstrom vermahlen werden, ohne dass hierbei mechanische Werkzeuge wie z. B. schnelllaufende Rotoren eingesetzt werden. Die Zerkleinerung der Partikel erfolgt über die durch das Mahlgas eingebrachte Energie. Im Regelfall ist nach der Mühle ein Zyklonabscheider vorgesehen, um das Mahlgas vom Mahlstaub zu trennen. Bei Strahlmühlen bzw. Fließbett-Gegenstrahlmühlen, einer Unterart von Strahlmühlen wird das zu mahlende Schüttgut an einer Mahlgutaufgabe aufgegeben und gelangt von dort in einen Mahlbereich, um den herum Druckluftdüsen angeordnet sind, deren Druckluftstrahlen die aufgegebenen Schüttgut-Teilchen erfassen und in konzentrischer Richtung beschleunigen, so dass sie gegeneinander prallen und dabei zermahlen werden.
  • Weiterhin bekannt sind sog. Windsichter. Beispiele dafür finden sich in der deutschen Patentschrift DE 330 307 8C1 sowie der deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 001 542 . Windsichter dienen dazu, aus einem heterogenen Gemisch unterschiedlicher Korngröße einen Grobgutanteil von einem Feingutanteil zu trennen. Voraussetzung ist es jedoch, dass es sich bei dem aufgegebenen Schüttgut schon um ein relativ fein gemahlenes Gemisch handelt, d.h. um ein u. U. in einem weiteren Verfahrensschritt vorgemahlenes Gemisch. Windsichter haben ein oder mehrere oberhalb eines Sichterraums angeordnete Sichterräder, wobei die Teilchen des zu sichtenden Guts durch einen nach oben gerichteten Luftstrom im Sichterraum mitgenommen oder, falls das Teilchen zu schwer ist, nicht mitgenommen werden. Von den leichten Teilchen, die das Sichterrad erreichen, können nur diejenigen Teilchen das Sichterrad passieren, die kleiner als die durch das Sichterrad definierte Kornobergrenze sind. Die anderen fallen zurück.
  • Zur Trennung verschiedener Bestandteile in einem Mahlgut voneinander ist es ferner bekannt, dem Windsichter, welcher eine relativ unscharfe Trenngrenze hat, eine Strahlmühle vorzuschalten. Auch solche Strahlmühlen-Sichter-Kombinationen werden allgemein als Strahlmühle oder Fließbett-Gegenstrahlmühle bezeichnet. Eine solche Fließbett-Gegenstrahlmühle ist aus der deutschen Patentanmeldung DE 101 164 83 A1 bekannt. Die Verwendung einer solchen Fließbett-Gegenstrahlmühle zum Trennen verschiedener Bestandteile des Mahlguts ist aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2006 001 937 A1 bekannt. Dabei schließt an den Mahlbereich der Fließbett-Gegenstrahlmühle ein als Sichterraum dienender Steigbereich an, wobei oberhalb des Steigbereichs ein Windsichterrad angeordnet ist. Fein zermahlene Teilchen mit einer großen massebezogenen Oberfläche werden über einen an den Windsichter anschließenden Feingutaustrag im oberen Bereich der Strahlmühle entlassen, wohingegen Teilchen mit einer geringeren Feinheit auf einer ihrem Gewicht bzw. ihrer massenbezogenen Oberfläche entsprechenden Höhe des Steigbereichs anfangen, wieder in den Mahlbereich abzusinken. Im Mühlensumpf unter dem Mahlbereich ist dabei eine als Grobgutaustrag dienende Zellenradschleuse angeordnet, an der von Zeit zu Zeit besonders schwere Teilchen einer anderen Materialfraktion, also z.B. schleißende Bestandteile wie Quarz aus einem Bentonit-Mahlgut ausgetragen werden können, ohne immer wieder dem Mahlprozess unterzogen zu werden.
  • Weiterhin bekannt sind sogenannte Sichtermühlen der Firma Alpine, Typ ZPS oder Typ Mikropul ACM, der Firma Altenberger Rotor, von denen hier als gattungsbildender Stand der Technik ausgegangen wird. Diese Sichtermühlen basieren ebenfalls auf einer Kombination aus einem Windsichter und einer dem Windsichter strömungsmäßig vorgeschalteten, unterhalb des Sichters angeordneten Mühle. Anstatt einer Strahlmühle kommt hier jedoch eine Art Hammermühle mit einer rotierenden Scheibe zum Einsatz, auf der als Hämmer wirkende Finger nach oben abstehen. Das Mahlgut wird an einer oberhalb der Rotorscheibe der Hammermühle angeordneten Mahlgutaufgabe aufgegeben und fällt dann schwerkraftinduziert auf die mit den Fingern versehenene Rotorscheibe der Mühle, wo eine Zerkleinerung, also Zermahlung stattfindet. Oberhalb der rotierenden Scheibe schließt der Steigbereich bzw. Sichterraum des Sichters an, wobei ein Gebläse zusammen mit dem Windsichter in dem Sichterraum einen aufwärtsgerichteten Luftstrom erzeugt, der das an der Hammerplatte gemahlene Mahlgut nach oben führt und durch den darüber angeordneten Sichter ins Freie gelangt. Teilchen, die leicht genug sind, also gut genug zermahlen sind, gelangen im Luftstrom nach oben. Schwere Teilchen werden zunächst weiter vermahlen und steigen erst dann auf oder fallen wieder auf die Mühle herab, bevor sie den Sichter erreichen. Am Sichterrad selbst erfolgt dann noch eine Trennung der das Sichterrad erreichenden, relativ leichten Teilchen, wobei nur Teilchen durch das Sichterrad hindurch gelangen, welche kleiner als die durch das Sicherrad vorgegebene Kornobergrenze sind.
  • In der europäischen Patentanmeldung EP 0 118 782 A2 ist ebenfalls eine solche Sichtermühle mit einer dem Windsichter vorgeschalteten Fingerscheiben-Hammermühle gezeigt. Das an einem Aufgabetrichter aufgegebenen Aufgabegut wird dabei über eine Schnecke von unten her der Fingerscheibenmühle zugeführt und dann per Druckluft nach oben durch die Mühle geblasen. An die Mühle schließt sich oberseitig ein Steigbereich an, der durch ein in den Sichterraum unterhalb des Sichters mündendes Rohr und den Sichterraum gebildet ist, wobei Teilchen, die zu groß oder zu schwer sind, um durch den Sichter zu gelangen, erneut absinken und in einen das Rohr radialseitig umgebenden Bereich gelangen. Dort wird durch einen weiteren Stutzen ein Luftstrom eingeblasen, der nach oben durch ein Sieb strömt und die absinkenden Teilchen erneut anhebt. An einem Wandbereich oberhalb des Siebs ist dabei eine Auslassöffnung in dem Mühlengehäuse vorgesehen, die in einen Rückführkanal mündet, der zu der Eintragschnecke führt, über die die Mühle beschickt wird. Ein Teil des Grobguts wird somit aus dem Sichterraum ausgetragen dann erneut von unten her der Mühle zugeführt. Dabei kann über eine Klappe festgelegt werden, wie viel Grobgut ausgetragen wird.
  • Die in der EP 0 118 782 A2 gezeigte Sichtermühle erfüllt somit neben der Vormahlung und der endgültigen Sichtung am Windsichter die Funktion einer Schwerkraft-Vorsichtung im Steigbereich und Rücktragung des dabei ausgesichteten Grobguts zum Mühleneingang.
  • Wie bei den Sichtermühlen der Firma Alpine, Typ ZPS oder Typ Mikropul ACM, der Firma Altenberger Rotor bietet die Fingerscheiben-Hammermühle jedoch eine relativ schwache Mahlwirkung, so dass viele Teilchen des zu zerkleinernden und zu klassierenden Mahlguts in mehreren Iterationen aufsteigen und wieder absinken und erneut gemahlen werden müssen, bevor sie durch das Sichterrad passen. Es kann somit nur eine relativ geringe Menge Mahlgut pro Zeiteinheit verarbeitet werden. Die pro Zeiteinheit an der Mahlgut- bzw. Grobgutaufgabe aufgebbare Menge Mahlgut ist somit beschränkt.
  • Die mahlbare Menge an Mahlgut wird bei der in der EP 0 118 782 A2 gezeigten Sichtermühle zusätzlich durch den die austragbare Grobgutmenge limitierenden Grobgutauslass beschränkt, der entweder eine in relativ kleinen Intervallen nötige Säuberung der Mühle von oberhalb des Siebs enthaltenem Grobgut erforderlich macht oder eine so lange Betriebsdauer bzw. einen so langen Nachlauf nach der Aufgabe des Mahlguts, bis das dort angelangte Grobgut durch den Rückführkanal erneut zur Mühle gelangt und zermahlen wird.
  • Schließlich wird in der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 91 09 608 U1 eine Sichtermühle mit einer Wirbelstrommühle und einem vertikal darüber angeordneten Sichterrad gezeigt. Eine ähnliche Mühle zeigt die deutsche Gebrauchsmusterschrift DE 90 12 238 U1 . Bei der in der DE 91 09 608 U1 gezeigten Sichtermühle wird das Aufgabegut an einem Aufgabestutzen aufgegeben und durch eine Vorsichterstufe hindurch von oben in die Wirbelstrommühle eingefüllt. Dort durchläuft es den konischen Mahlspalt der Mühle nach unten und tritt in einen Ringkanal unterhalb der Mühle aus, von wo es über spiralförmige Kanäle im Mühlengehäuse mittels zusätzlicher Luft aus einem Stutzen unter seitlicher Umgehung der Mühle nach oben zum Sichterrad befördert wird. Die spiralförmig ansteigenden Kanäle münden mit ihrem oberen Ende in den Sichterraum, der sich in dem Mühlengehäuse rings um das Sichterrad und unterhalb des Sichterrads bis zum oberseitigen Einlass der Mühle erstreckt.
  • Der Sichterraum bildet somit zwar einen Fallbereich, durch den das am Sichterrad abgewiesene Grobgut wieder in die Mühle zurück fällt. Da sich der Eintritt der Spiralkanäle in den Sichterraum am oberen Ende des Sichteraums befindet findet im Sichterraum selbst keine Schwerkraft-Vorsichtung statt. Vielmehr muss dem durch die Schwerkraft bewirkten Absinken von Grobgutteilchen in den aufssteigenden Spiralkanälen durch das Einblasen eines erhöhten Luftstroms und durch häufiges Reinigen begegnet werden, soll der Durchsatz nicht sinken oder gar ein Verstopfen der Spiralkanäle auftreten. Insgesamt ist die Wirtschaftlichkeit der Sichtermühle daher gering.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sichtermühle zu schaffen, bei der ein verbesserter Durchsatz erzielt werden kann.
  • Sichtermühlen der gattungsgemäßen Art basieren auf der an sich bekannten Kombination einer Wirbelstrommühle mit einem Windsichter. Weiterhin gattungsgemäßen wird dabei durch eine Strömungsumlenkungsvorrichtung die in der Wirbelstrommühle nach unten gerichtete und meist in horizontale Richtung oder nach unten gerichtet aus der Wirbelstrommühle abgeführte Strömung in einen Steigbereich umgelenkt, und zwar in eine dort benötigte aufsteigende Strömungsrichtung.
  • Bei der Wirbelstrommühle wird der Mahlbereich durch einen Mahlspalt zwischen einem Rotor und einem Stator der Wirbelstrommühle gebildet, wobei der Rotor bevorzugt mit senkrechter oder nahezu senkrechter Drehachse angeordnet ist. Das an der Mahlgutaufgabe oberhalb der Wirbelstrommühle aufgegebene Mahlgut wird also zunächst per Schwerkraft und den durch den Rotor der Mühle erzeugten Sog nach unten durch die Mühle hindurch zum Strömungs- bzw. Mahlgutauslass unterhalb des durch den Mahlspalt definierten Mahlbereichs befördert.
  • Die Strömungsumlenkeinrichtung verbindet den Strömungsauslass der Wirbelstrommühle strömungsmäßig mit einem Strömungseintritt des Steigbereichs. Der Strömungseintritt mündet mit vertikalem Abstand zum Sichterrad in den Steigbereich. Der Strömungseintritt des Steigbereichs muss dabei soweit vertikal vom Sichterrad beabstandet sein, dass der Steigbereich seine Funktion als Sichterraum erfüllen kann. Erfindungsgemäß hat die Strömungsumlenkeinrichtung die Funktion, den Steigbereicheinlass bzw. -strömungseintritt mit dem Mühlenauslass strömungsmäßig zu verbinden und die aus dem Strömungsauslass der Wirbelstrommühle austretende Strömung so umzulenken, dass im Steigbereich eine nach oben gerichtete Strömungsrichtung herrscht und zwar bevorzugt vertikal nach oben gerichtet.
  • Erfindungsgemäß befindet sich der Steigbereich des Windsichters nicht nur unterhalb des Sichterrads und weist in vertikalem Abstand zum Sichterrad einen mit dem Mühlenauslass verbundenen Strömungseintritt auf, sondern befindet sich auch oberhalb der Wirbelstrommühle, wobei unterseitig an den Steigbereich ein Fallbereich anschließt, welcher in den oberseitig an der Wirbelstrommühle vorgesehenen Einlass mündet, über welchen aus dem Steigbereich absinkende Mahlgutteilchen in den Mahlbereich der Wirbelstrommühle rückführbar sind.
  • Durch den Fallbereich treffen die absinkenden Teilchen erneut auf die oberseitige Mühleneinlassseite und gelangen erneut in den Mahlspalt. Dies geschieht so oft, bis eine so weitgehende Zermahlung stattgefunden hat, dass die Teilchen durch das Sichterrad ausgeführt werden können. Das ist in vielen Anwendungsfällen vorteilhaft, in denen eine möglichst vollständige Vermahlung eines Mahlguts gewünscht ist.
  • Der Steigbereich bzw. Sichterraum erfüllt dabei seine Funktion als Sichterraum, nämlich dass die vom im Steigbereich aufsteigenden Luftstrom mitgeführten Teilchen, je nach Teilchengröße, zum Sichterrad geführt werden oder erneut absinken. Mit anderen Worten, der Sichterraum, dessen Funktion es ist, dass nur Teilchen, die leicht genug sind, im nach oben gerichteten Luftstrom bis zum Sichterrad oberhalb des Sichterraums mitgenommen werden, kann als Steigbereich dienen, wenn der Strömungseintritt des Steigbereichs soweit vertikal vom Sichterrad beabstandet ist, dass der Steigbereich bzw. Sichterraum seine Funktion als Sichterraum erfüllt.
  • Durch den unterseitig an den Steigbereich anschließenden Fallbereich oberhalb des Mühleneinlasses wird dabei eine Beabstandung des Mühleneinlasses vom Sichteraumeinlass erreicht, so dass der auf den Einlass der Mühle wirkende Sog die Sichtung nicht verfälscht und die in den Sichterraum eingeblasenen Teilchen nicht gleich wieder einlassseitig in die Mühle saugt.
  • Der Steigbereich des Windsichters kann sich dabei direkt also vertikal oberhalb der Wirbelstrommühle befinden. Wegen des vorgesehen Fallbereichs kann der Sichteraum aber auch etwas zur Vertikalen versetzt oberhalb der Mühle angeordnet werden.
  • Der Strömungseintritt des Steigbereichs kann dazu bevorzugt von unten her vertikal oder zumindest mit einem aufwärts gerichteten Winkel in den Steigbereich münden und somit einen Teil der Strömungsumlenkeinrichtung bilden. Der Strömungseintritt des Steigbereichs könnte aber auch von der Seite her horizontal oder mit einem aufwärts gerichteten Winkel in den Sicherraum geführt sein, beispielsweise wenn es bauliche Gegebenheiten erfordern. In diesem Fall müssen im Sichterraum bzw. im Steigbereich als Teil der Strömungsumlenkeinrichtung entsprechende Maßnahmen zum Umlenken der Strömung aus der Eintrittsrichtung in die Vertikalrichtung getroffen sein, etwa Leitbleche oder Rohrabschnitte vorgesehen sein oder ein die Strömung nach oben hin bewegendes Zusatzgebläse. Falls das Sichterrad und dessen Antrieb dazu ausgelegt sind, ein entsprechend starken Sog zu erzeugen können auch das Sichterrad und dessen Antrieb alleine oder in Kombination mit anderen Strömungslenkmaßnahmen den sichterrauminternen Anteil der Strömungsumlenkeinrichtung bilden, solange die Strömungsumlenkeinrichtung insgesamt ihre Funktion erfüllt, den unterseitig aus der Mühle austretenden Gasstrom mit den mitgeführten Mahlgutpartikeln in eine vorzugsweise horizontal aufsteigende Strömung im Sichterraum zu überführen.
  • Der Steigbereich kann dabei als vertikal ausgerichteter Schacht mit kreisrundem oder viereckigem Querschnitt ausgebildet sein. Der Fallbereich kann beispielsweise die Form eines sich vom Strömungsquerschnitt des Steigbereichs nach unten hin zum Mühleneinlass passend verjüngenden Kanals haben.
  • Die Strömungsumlenkeinrichtung könnte theoretisch vollständig in das Gehäuse der Wirbelstrommühle integriert sein, insbesondere wenn der Steigbereich des Windsichters direkt oberhalb der Wirbelstrommühle angeordnet ist, was in vielen Fällen ja auch schon aus baulichen Gründen, aber auch zur Erzielung weiter unten näher erläuterter Vorteile bevorzugt ist.
  • Vorteilhaft wird die Strömungsumlenkeinrichtung jedoch eine mühlenexterne und sichterraumexterne Verbindung zwischen Mühlenauslass und Sichterraumeinlass umfassen, wobei in dieser Verbindung zumindest ein gewisser Teil der Strömungsumlenkung bewirkt werden kann. Die Strömungsumlenkeinrichtung kann sowohl einen solchen externe Anteil, als auch weitere Maßnahmen im Sichterraum und/oder im Mühlengehäuse umfassen.
  • Weil man vorhandene Wirbelstrommühlen und Windsichter möglichst ohne große konstruktive Änderungen verwenden will ist die Strömungsumlenkeinrichtung bevorzugt als zumindest ein mit Krümmungsradien verlaufendes Mahlgutleitungsrohr zwischen dem Mühlenauslass und dem Sichterraumeinlass ausgebildet oder umfasst zumindest ein solches.
  • Weist die Mühle beispielsweise eine in Horizontalrichtung weisende Auslassöffnung auf, und ist der Windsichter und sein Steigbereich vertikal über der Wirbelstrommühle angeordnet, so kann das Mahlgutleitungsrohr in einem 180°-Bogen oder mit zwei 90°-Kurvenabschnitten bis kurz unterhalb des Sichterraumeintritts geführt sein und dort über einen weiteren 90°-Kurvenabschnitt aus der Horizontalen in den in Vertikalrichtung weisenden Sichterraumeintritt.
  • Besonders vorteilhaft ist das Mahlgutleitungsrohr zwischen dem Mühlenauslass und dem Sichterraumeinlass bzw. die mühlenexterne und sichterraumexterne Verbindung zwischen Mühlenauslass und Sichterraumeinlass dabei abnehmbar und kann somit auf einfache Weise gereinigt werden. Denn in vielen anderen Anwendungsfällen ist auch nur eine Mahlung oder nur eine Sichtung des Aufgabeguts gewünscht. Nimmt man die Verbindung zwischen dem Mühlenauslass und dem Sichterraumeinlass weg kann die erfindungsgemäße Sichtermühle auch zum bloßen Mahlen oder zum bloßen Sichten verwendet werden, indem man das Mahlgut am freigelegten Mühlenauslass abgreift bzw. das Sichtgut am freigelegten Sichterraum- bzw. Steigbereichseinlass aufgibt.
  • Für diese Betriebsweise ist es darüberhinaus besonders vorteilhaft, wenn zumindest die Wirbelstrommühle, bevorzugt auch das zumindest eine Sichterrad unabhängig voneinander antreibbar sind.
  • Als Wirbelstrommühle könnte beispielsweise die in der vorstehend angesprochenen EP 0 787 528 B1 offenbarte Wirbelstrommühle zum Einsatz kommen. Die EP 0 787 528 B1 wird deshalb bezüglich des Aufbaus der Wirbelstrommühle hier vollumfänglich miteinbezogen. Insbesondere kann die Wirbelstrommühle einen breitenverstellbaren konischer Mahlspalt aufweisen, also eine kegelstumpfförmige Mahlbahn und einen höhenverstellbar angeordneten Rotor, der mit seinen Mahlwerkzeugen eine kegelstumpfförmige Bahn abstreift, welche die Innenseite des Mahlspalts bildet. Dabei trägt der Rotor auf sogenannten Mahlringen den Mahlspalt radial innenseitig definierende Mahlwerkzeuge. Bezüglich der Gestaltung dieser Mahlwerkzeuge wird die deutsche Patentanmeldung DE 10 2009 053 150 A1 hier vollumfänglich miteinbezogen.
  • Mit der erfindungsgemäßen Sichtermühle werden dabei deutlich höhere Durchsätze erzielt als mit den bekannten, auf Basis von Fingerplatten aufgebauten Sichtermühlen, oder gar mit Strahlmühlen-Sichter-Kombinationen. Dabei kann man die Wirbelstrommühle als eine Art Pumpe nutzen, um die zermahlenen Teilchen von der Mühle in den Sichterraum zu fördern. Denn die Mühle erzeugt einen auf ihren Einlass wirkenden Sog (Saugseite) und stößt die Teilchen/Gasgemischströmung an ihrem Auslass mit einem bestimmten Druck wieder aus (Druckseite), welcher zumindest anteilig als Förderdruck verwendet werden kann. Von Vorteil ist dabei, dass ein separates Gebläse in vielen Fällen nicht notwendig ist.
  • Es existieren ferner viele weitere Anwendungsfälle, in denen eine selektive Mahlung gewünscht ist, also ein Austrag der aus dem Sichterraum absinkenden Teilchen separat von den am Sichterrad ausgetragenen Feingut. Dafür ist vorteilhaft eine Grobgutaustragsvorrichtung unterhalb des Steigbereichs vorgesehen, über welche aus dem Steigbereich absinkende Mahlgutteilchen aus der Sichtermühle austragbar sind. Bevorzugt gegenüber in Intervallen arbeitenden Austragvorrichtungen wie z.B. Zellenradschleusen sind dabei kontinuierlich arbeitende Austragvorrichtungen, wie z.B. eine vorteilhaft horizontal oder mit überwiegender Richtungskomponente in Horizontalrichtung durch den Steig- oder bevorzugt Fallbereich geführte Grobgutaustragsschnecke. Der Fallbereich kann dann als sich von oben her zur Grobgutaustragsschnecke hin verjüngendes Trichterelement ausgebildet sein.
  • Bevorzugt ist die Grobgutaustragsvorrichtung jedoch oberhalb der Wirbelstrommühle angeordnet, d.h. dem Einlass der Wirbelstrommühle und dem unterseitigen Austritt für die schweren Teilchen am Steigbereich strömungsmäßig zwischengeordnet im Fallbereich. Ist die Grobgutaustragsvorrichtung dort entnehmbar montiert, so kann durch die Entnahme oder das Anbringen der Grobgutaustragsvorrichtung am vorgesehen Platz die Sichtermühle wahlweise in der Betriebsart "vollständiges Vermahlen" oder "selektive Mahlung" betrieben werden.
  • Noch vorteilhafter in diesem Sinne ist es jedoch, wenn eine Fallgutlenkvorrichtung vorgesehen ist, welche die aus dem Steigbereich absinkenden Teilchen wahlweise der Grobgutaustragsvorrichtung zuführt oder in die Mühle rückführt. Es wäre auch denkbar, die Fallgutlenkvorrichtung so auszubilden, dass ein bestimmter, einstellbarer Anteil der absinkenden Teilchen in die Grobgutaustragsvorrichtung geführt und der Rest in die Mühle rückgeführt wird.
  • Die Fallgutlenkvorrichtung kann beispielsweise als in seiner Neigung verstellbares Leitblech ausgebildet sein, welches die Grobgutaustragsschnecke entweder verdeckt oder mit seiner Unterkante über die Grobgutaustragsschnecke geführt werden kann, so dass absinkende Teilchen am Leitblech nach unten in die Grobgutaustragsschnecke rutschen können. Vorzugsweise ist ein sich von oben her zu einer längserstrecken Trichterauslassöffnung verjüngendes Trichterelement als Fallgutlenkvorrichtung vorgesehen, welches zu beiden Seiten längs der Trichterauslassöffnung jeweils eine Trichterwand aufweist, wobei zumindest eine der beiden Trichterwände beweglich ist, so dass die Trichterauslassöffnung entweder in die Grobgutaustragsschnecke oder daneben in den Fallbereich, also letzlich zum Mühleneinlass geführt werden können.
  • Die Vorteile der Erfindung treten besonders deutlich im Bereich der kryogenen Mahlung zu Tage. Viele Mahlgüter erfodern eine Kühlung der Wirbelstrommühle während des Mahlvorgangs, um das Mahlgut durch Kühlung soweit zu verspröden, dass es überhaupt mahlbar ist. So wird z.B. zur Altreifenaufbereitung der Gummianteil der Reifen zwecks Aufbereitung als Füllstoff auf Wirbelstrommühlen zermahlen, welche durch Flüssiggas, aus Kostengründen meist flüssigem Stickstoff kryogen gekühlt werden, um den Gummi zu verspröden. Auch bei der Mahlung von Kunststoffen kommt häufig eine kryogene Kühlung zum Einsatz. Der aufgegebene Gummi selbst kann auch schon vorgekühlt aufgegeben werden. Während des Mahlvorgangs kommt es jedoch zu einer starken Wärmeentwicklung und damit dazu, dass der am Mühlenauslass ausströmende Mahlstrom und die darin mitgeführten Teilchen stark erwärmt sind. Entsprechend kann ein Rücktrag der im Steigbereich absinkenden, warmen Teilchen zum Versagen der Mühle oder zumindest zu einer schlechten Mahlqualität führen, weil dadurch ein Temperaturanstieg in der Mühle einhergeht.
  • Führt man die absinkenden Teilchen über den vorteilhaft vorgesehenen Grobgutaustrag vollständig oder zumindest teilweise aus, kann dieser Temperaturanstieg in der Mühle ganz oder zumindest insoweit vermieden werden, dass der Temperaturanstieg unkritisch für den Mahlprozess ist. Um auch die ausgeführten Grobgutteilchen zu vermahlen ist weiter vorteilhaft eine vorzugsweise kryogene Kühleinrichtung zur Nachbehandlung des am Grobgutaustrag ausgetragenen Grobguts vorgesehen, sowie eine Rückführvorrichtung zur Rückführung des am Grobgutaustrag ausgetragenen und in der Nachbehandlungseinrichtung nachbehandelten Grobguts in den Mahlbereich der Wirbelstrommühle. Alternativ dazu kann auch eine Leitung vorgesehen sein, durch die das ausgeschleuste Grobgut dem Aufgabegut zugeführt wird, und zwar vor einer Kühleinrichtung, welche das Aufgabegut mit dem zugegebenen Grobgut auf Aufgabetemperatur herunter kühlt.
  • Für bestimmte andere Anwendungsfälle wäre jedoch auch eine andere Nachbehandlungseinrichtung anstatt oder ergänzend zu der Kühleinrichtung denkbar.
  • Weist die kryogen kühlbare Sichtermühle ferner auch noch die vorstehend erläuterte Fallgutlenkvorrichtung auf, sind mehrere Betriebsweisen möglich: Einerseits eine selektive Mahlung mit zwei getrennt ausgetragenen Fraktionen, dem am Sichterrad ausgetragenen Feingut und dem am Grobgutaustrag ausgetragenen Grobgut. Andererseits eine kryogene Kaltmahlung, bei der das am Grobgutaustrag ausgetragene Grobgut bzw. der am Grobgutaustrag ausgetragene Grobgutanteil in kaltem und damit sprödem Zustand erneut der Mühle zugeführt und vermahlen wird. Ferner eine Mahlung, bei der durch entsprechende Stellung der Fallgutlenkvorrichtung der Grobgutaustrag, also beispielsweise die Grobgutaustragsschnecke abgedeckt wird, so dass die absinkenden Grobgutteilchen direkt wieder zurück in den Mahlbereich der Wirbelstrommühle fallen.
  • Vorteilhaft ist ferner eine Steuereinrichtung zum Steuern der Stellung der Fallgutlenkvorrichtung vorgesehen, oder in Weiterbildung davon eine Regeleinrichtung zum Regeln der Stellung der Fallgutlenkvorrichtung im Ansprechen auf z.B. die in oder an der Wirbelstrommühle abgegriffene Temperatur.
  • Weiterhin vorteilhaft haben die Wirbelstrommühle und das Sichterrad getrennte Antriebe und sind unabhängig voneinander steuer- oder regelbar.
  • Nachfolgend wird anhand schematischer Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Schnittansicht längs einer vertikalen Ebene durch eine Sichtermühle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
    • Fig. 2 eine dazu um 90° versetzte Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Sichtermühle.
  • Mit 1 ist dabei eine Mahlgutaufgabe bezeichnet, mit 2 eine Wirbelstrommühle, mit 3 ein Steigbereich eines Windsichters, mit 4 ein Sichterrad des Windsichters, mit 5 ein den Auslass der Wirbelstrommühle 2 mit dem Steigbereich 3 verbindendes Mahlgutleitungsrohr, mit 6 eine Grobgutaustragsschnecke, mit 7 ein den Steigbereich 3 mit einem Einlass der Wirbelstrommühle 2 verbindende Fallbereich, und mit 8 und 9 die Seitenwände eines Trichters, von denen die Seitenwand 8 beweglich ist und welche zusammen eine Fallgutlenkvorrichtung 8, 9 bilden.
  • Das Produkt wird zunächst an der Mahlgutaufgabe 1 dosiert gravimetrisch aufgegeben. Von dort gelangt das Material oberseitig in die Wirbelstrommühle 2 und wird von einem rotierendem konischen Rotor der Wirbelstrommühle 2 erfasst und vertikal nach unten durch einen zwischen dem Rotor und einem Stator ausgebildeten, kegelstumpfförmigen Mahlspalt gefördert, gemahlen und dann im Luftstrom ausgetragen. Der Rotor kann höhenverstellbar angeordnet sein, so dass der Mahlspalt verstellbar ist.
  • Anschließend wird das Material in der Mahlgutleitung 5 vom Mühlenauslass in den oberhalb des Mahlteils und unterhalb des Sichterrads 4 angeordneten Steigbereich 3 bzw. Sichterraum 3 eingeblasen. Der Mahlgut-Luftstrom wird nun entgegengesetzt der anfänglichen Strömungsrichtung in der Wirbelstrommühle 2 in Richtung des Sichterrads 4 vertikal nach oben gefördert. Das Sichterrad 4 kann horizontal oder vertikal eingebaut sein, sinnvoll ist es mit horizontaler Drehachse. An dem sich drehenden Sichterrad 4 wird das Feingut vom Grobgut getrennt und am daran angebauten Fertiggut- bzw. Feingutaustrag in einem Abscheider z.B. Zykon oder Filter oder ähnliches abgeschieden. Die Trenngrenze Feingut/Grobgut kann stufenlos über die Sichterdrehzahl eingestellt werden.
  • Das Grobgut wird vom Sichterrad 4 abgewiesen und fällt nun in gegengesetzte Richtung nach unten durch den Steigbereich 3. Je nach Stellung der Umlenkplatte 8 fällt das abgewiesene Grobgut wieder auf den Mahlrotor der Wirbelstrommühle 2 oder in die integrierte Grobgutaustragsschnecke 6 und kann von dort aus der Sichtermühle ausgetragen werden.
  • Diese Platte 8 kann je nach Bedarf fest installiert sein oder beweglich ausgeführt werden. Je nach gewünschtem Feinheitsbereich kann der Mahlspalt durch einfache Veränderung der vertikalen Lage des Rotors gegenüber dem Stator eingestellt werden, indem der Rotor mittels Abstandselementen gehoben oder gesenkt wird. Die Wirbelstrommühle 2 und das Sichterrad 4 haben getrennte Antriebe und sind unabhängig voneinander steuer- oder regelbar.
  • Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform ist die Möglichkeit, je nach Bedarf das Grobgut direkt aufzumahlen oder auch auszuschleusen. Die Ausschleusung kann erforderlich sein wenn z.B. Gummi kaltgemahlen wird.
  • Da das gemahlene Gummigranulat einen wesentlich höhere Temperatur aufweist als für die Mahlung erforderlich kann man das Grobgut ausschleusen und wieder separat dem zu kühlenden Aufgabegut aufgegeben werden oder direkt heruntergekühlt werden, um dann wieder in den Mahlkreis zurückgeführt zu werden.
  • In ersterem Fall kann das ausgetragene Grobgut beispielsweise mittels externer Siebmaschinen oder über andere externe Maschinen klassiert und dann mittels Förderorganen wieder in das Aufgabesilo transportiert werden, wo es mit dem Aufgabegut vermengt um dann wieder an der Mahlgutaufgabe 1 aufgegeben wird.
  • Die Fertiggutfeinheit kann stufenlos eingestellt werden, außerdem entfallen externe Ausrüstungsgegenstände. Bei Absiebung mit der damit verbundenen Möglichkeit der Siebverstopfung kann dagegen jeweils nur eine feste Maschenweite gewählt werden.
  • Bei anderen Anwendungen kann eine sogenannte selektive Mahlung durchgeführt werden. Z.B. beinhalten viele Mineralien ungewünschte Beimengungen wie schleißende, schwer aufmahlbare Bestandteile, wie beispielsweise Quarzsplitter. Diese würden den internen Mahlkreislauf negativ beinflußen, bzw. einen erhöhten Verschleiß oder eine verringerte Mahlleistung verursachen, wenn sie in den Mahlkreislauf rückgeführt werden würden. Durch Einstellung der Umlenkplatte 8 auf die Grobgutaustragsschnecke 6 können diese unerwünschten Bestandteile ausgeschleust und damit dem Mahlkreislauf entnommen werden, ohne rückgeführt zu werden.
  • Soll dagegen ein Gut gemahlen werden, welches nicht gekühlt werden muss, kann die Umlenkplatte 8 auf Überdeckung der Grobgutaustragsschnecke 6 gestellt werden, so dass die am Sichterrad 4 abgewiesenen Grobgutteilchen direkt in den Mahlbereich der Wirbelstrommühle 2 rückgeführt werden.
  • Auch Zwischenstellungen der Umlenkplatte 8 wären denkbar, so dass von den Grobgutteilchen so viel wie für die Mahlprozess möglich direkt rückgeführt werden und so viel wie für die Mahlprozess nötig ausgetragen und erst nach externer Kühlung wieder dem Mühleneinlass zugeführt werden.
  • Selbstverständlich sind Abweichungen von der gezeigten Variante möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
  • So wäre es bespielsweise denkbar, den Windsichter oberhalb neben der Wirbelstrommühle anzuordnen und die Grobgutaustragsschnecke durch eine Kühleinrichtung zu führen und an der Mahlgutaufgabe enden zu lassen.

Claims (15)

  1. Sichtermühle, mit
    einer Mahlgutaufgabe (1), einer Wirbelstrommühle (2), und einem Windsichter (3, 4), welcher zumindest ein oberhalb eines Steigbereichs (3) angeordnetes Sichterrad (4) aufweist, wobei
    die Mahlgutaufgabe (1) oberhalb der Wirbelstrommühle (2) angeordnet ist, so dass aufgegebenes Mahlgut in einen Mahlbereich der Mühle (2) fällt, und wobei
    der Steigbereich (3) der Wirbelstrommühle (2) strömungsmäßig nachgeordnet ist, so dass ein im Steigbereich (3) nach oben gerichteter Luftstrom Teilchen von der Wirbelstrommühle (2) in Richtung zum Sichterrad (4) hin mitführt, und wobei
    der Steigbereich (3) mit vertikalem Abstand zum Sichterrad (4) einen Strömungseintritt aufweist, und wobei
    der Strömungseintritt über eine Strömungsumlenkeinrichtung (5) mit einem Strömungsauslass der Wirbelstrommühle (2) unterhalb des Mahlbereichs der Wirbelstrommühle (2) verbunden ist, welche Strömungsumlenkeinrichtung (5) die aus dem Strömungsauslass der Wirbelstrommühle (2) austretende Strömung in den Strömungseintritt des Steigbereichs (3) umlenkt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Steigbereich (3) oberhalb der Wirbelstrommühle (2) angeordnet ist und unterseitig an den Steigbereich (3) ein Fallbereich (7) anschließt, welcher in einen oberseitig an der Wirbelstrommühle (2) vorgesehenen Mühleneinlass mündet, über welchen aus dem Steigbereich absinkende Mahlgutteilchen in den Mahlbereich der Wirbelstrommühle (2) rückführbar sind.
  2. Sichtermühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsumlenkeinrichtung (5) die aus dem Strömungsauslass der Wirbelstrommühle (2) austretende Strömung mit vertikal nach oben gerichteter Strömungsrichtung in den Strömungseintritt des Steigbereichs (3) umlenkt.
  3. Sichtermühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigbereich (3) vertikal oberhalb der Wirbelstrommühle (2) angeordnet ist.
  4. Sichtermühle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsumlenkeinrichtung (5) eine mühlenexterne und sichterraumexterne Verbindung von Mühlenauslass und dem den Strömungseintritt des Steigbereich (3) bildenden Sichterraumeinlass umfasst.
  5. Sichtermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsumlenkeinrichtung (5) zumindest ein mit Krümmungsradien verlaufendes Mahlgutleitungsrohr (5) zwischen dem Mühlenauslass und einem den Strömungseintritt des Steigbereichs (3) bildenden Sichterraumeinlass umfasst.
  6. Sichtermühle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mühlenexterne und sichterraumexterne Verbindung des Mühlenauslasses und des Sichterraumeinlasses abnehmbar und zumindest die Wirbelstrommühle (2), bevorzugt auch das zumindest eine Sichterrad (4) unabhängig voneinander antreibbar sind.
  7. Sichtermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigbereich (3) als vertikal ausgerichteter Schacht mit kreisrundem oder viereckigem Querschnitt ausgebildet ist, wobei der Fallbereich (7) die Form eines sich vom Strömungsquerschnitt des Steigbereichs (3) nach unten hin zum Mühleneinlass passend verjüngenden Kanals hat.
  8. Sichtermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelstrommühle (2) einen auf ihren Mühleneinlass (Saugseite) wirkenden Sog erzeugt und die Teilchen/Gasgemischströmung an ihrem Mühlenauslass mit einem solchen Druck (Druckseite) wieder ausstößt, dass der Druck zumindest anteilig einen Förderdruck bildet, so dass dort kein separates Gebläse vorgesehen ist.
  9. Sichtermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grobgutaustragsvorrichtung (6), insbesondere eine Grobgutaustragsschnecke (6) unterhalb des Steigbereichs (3) und bevorzugt oberhalb der Wirbelstrommühle (2) angeordnet ist.
  10. Sichtermühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobgutaustragsvorrichtung (6) im Fallbereich (7) angeordnet ist.
  11. Sichtermühle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fallgutlenkvorrichtung (8, 9) vorgesehen ist, mit der die aus dem Steigbereich absinkenden Mahlgutteilchen ganz oder jeweils zu einem vorgebbaren Anteil wahlweise in die Wirbelstrommühle (2) rückführbar und/oder der Grobgutaustragsvorrichtung (6) zum Austrag aus der Sichtermühle zuführbar sind.
  12. Sichtermühle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobgutaustragsvorrichtung entnehmbar montiert ist.
  13. Sichtermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum vorzugsweise kryogenen Kühlen zumindest der Wirbelstrommühle (2) vorgesehen ist.
  14. Sichtermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachbehandlungseinrichtung, insbesondere eine vorzugsweise kryogene Kühleinrichtung zur Nachbehandlung des am Grobgutaustrag (6) ausgetragenen Grobguts vorgesehen ist.
  15. Sichtermühle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückführvorrichtung zur Rückführung des am Grobgutaustrag (6) ausgetragenen und in der Nachbehandlungseinrichtung nachbehandelten Grobguts in den Mahlbereich der Wirbelstrommühle (2) vorgesehen ist.
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