DE19714075A1

DE19714075A1 - Grinding plant

Info

Publication number: DE19714075A1
Application number: DE1997114075
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kaeppeler; Wolfgang Peukert; Joachim Galk
Original assignee: HOSOKAWA MIKROPUL GES fur MAH
Current assignee: HOSOKAWA MIKROPUL GES fur MAH
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 1998-10-08
Also published as: WO1998045042A1

Abstract

A process and device are disclosed for grinding temperature-sensitive products cooled with cold gas, preferably gaseous or liquid nitrogen. The products are ground in a grinder (11) with several superimposed grinding zones (17, 18, 19). The products are introduced through the top of the grinder (11) and exit through the bottom of the grinder (11).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mahlanlage mit einer zwischen rotieren den und feststehenden Mahlwerkzeugen befindlichen Mahlzone.The invention relates to a grinding plant with a rotating between the grinding zone and the fixed grinding tools.

Eine gute Produktqualität sowie eine wirtschaftliche Produktion fordern heut zutage sehr definierte Partikelgrößenverteilungen. Wesentliche Gründe sind die Optimierung von Materialeigenschaften und die Minimierung von Materi alverlusten. Zur Herstellung derartiger Partikelgrößenverteilungen kommt der Zerkleinerung eine große Bedeutung zu.Today, good product quality and economical production are essential very defined particle size distributions. The main reasons are the optimization of material properties and the minimization of materials al losses. To produce such particle size distributions comes the Crushing is of great importance.

Die bei der Zerkleinerung entstehenden Partikelgrößenverteilungen entspre chen häufig nicht der gewünschten Zielvorgabe, so daß eine nachgeschaltete Windsichtung notwendig wird. Sie hat die Aufgabe, die maximale Partikel größe zu bestimmen oder die Menge des Feinanteils festzulegen.The particle size distributions that arise during comminution correspond Chen often does not meet the desired target, so that a downstream Wind sifting becomes necessary. Its job is to get the maximum particles determine size or determine the amount of fines.

Es ist bekannt, zur Herstellung von Produkten mit einem definierten Oberkorn eine Mühle mit eingebauten Windsichter zu verwenden (ACM-Mahlanlage der Anmelderin). Der Feststoff wird beim Eintritt in die ACM-Sichtermühle durch eine erste Beanspruchung zerkleinert. Durch die interne Windsichtung wird die maximale Partikelgröße des Fertigprodukts festgelegt. Partikel mit unge nügender Feinheit werden wieder in die Mahlzone geführt. Partikel, die klei ner sind als die vorgegebene Zielgröße, können die Mühle verlassen. Somit wird durch den Sichter nicht nur das Oberkorn definiert, es wird außerdem auch ein Übermahlen von Fertigprodukten vermieden.It is known to produce products with a defined top grain to use a grinder with built-in air classifier (ACM grinding system from Applicant). The solid is passed through when entering the ACM classifier mill crushed an initial stress. Through the internal wind classification the maximum particle size of the finished product. Particles with unsung sufficient fineness are returned to the grinding zone. Particles that are small are smaller than the specified target size, can leave the mill. Consequently the sifter not only defines the top grain, it also defines it over-grinding of finished products is also avoided.

Ein Vorteil der ACM-Sichtermühle liegt darin, daß die Partikelgrößenvertei lung relativ eng ist. Sie beträgt etwa eine Zehnerpotenz. Bei vielen Applikatio nen ist jedoch ein höherer Feinstanteil erwünscht. Außerdem ist der Energie bedarf der ACM-Sichtermühle wegen innerer Strömungs- und Druckverluste vergleichsweise hoch.An advantage of the ACM classifier mill is that the particle size distribution lung is relatively narrow. It is about a power of ten. With many applications However, a higher fines content is desirable. Besides, the energy requires the ACM classifier mill because of internal flow and pressure losses comparatively high.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mahlanlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher unter Beibehaltung guter Mahleigenschaften auf eine interne Windsichtung verzichtet werden kann.The present invention has for its object a to create the kind mentioned at the beginning, in which while maintaining good Grinding properties can be dispensed with an internal wind sifting.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the claims solved.

Infolge der Mehrstufigkeit der erfindungsgemäßen Mahlanlage finden mehrere, der Anzahl der Stufen entsprechende Partikelbeanspruchungen unter verschie denen Bedingungen statt. Die Art der Beanspruchung kann durch die Wahl der Bedingungen (Radius der Mahlzone, Höhe der Mahlzone, Umfangsgeschwin digkeit, Prallwinkel, Art der Mahlwerkzeuge usw.) für jede der Stufen optimal festgelegt werden. Dadurch läßt sich die Gesamtbeanspruchung der Mahlanla ge exakt definieren. Due to the multi-stage nature of the grinding plant according to the invention, several particle stresses corresponding to the number of stages under different where conditions take place. The type of stress can be determined by the choice of Conditions (radius of the grinding zone, height of the grinding zone, peripheral speed density, impact angle, type of grinding tools, etc.) are optimal for each of the stages be determined. This allows the total stress on the grinding plant Define ge exactly.

Eine weitere Besonderheit der erfindungsgemäßen Mühle ist ihr geringer Luftmengenbedarf. Wird sie beispielsweise "downstream" betrieben, also in einer Position, bei der der Feststofftransport durch die Schwerkraft erfolgt, dann ist ihr Luftmengenbedarf praktisch gleich null. Auch andere Anordnun gen (horizontal, upstream) haben einen minimierten Luftbedarf, da es in der Regel ausreicht, der Mahlanlage nur so viel Luft zuzuführen, wie es zum Transport des Feststoffes notwendig ist. Infolge des geringen Luftbedarfs reicht der Einsatz relativ kleiner Filter und Gebläse aus. Dadurch kann insbe sondere bei der Kaltmahlung eine maßgebliche Reduzierung der Betriebsko sten erzielt werden.Another special feature of the mill according to the invention is less Air volume requirement. If it is operated "downstream", for example in a position where the solids are transported by gravity, then your air volume requirement is practically zero. Other arrangements too gen (horizontal, upstream) have a minimized air requirement because it is in the As a rule, it is sufficient to only supply the grinding system with as much air as it needs to Transport of the solid is necessary. As a result of the low air requirement the use of relatively small filters and blowers is sufficient. As a result, a significant reduction in operating costs, especially for cold grinding can be achieved.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Fig. 1 bis 21 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen:Further advantages and details of the invention will be explained with reference to exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 21. Show it:

Fig. 1 bis 3 Mahlanlagen mit mehreren Mahlstufen, deren Durchmesser diskontinuierlich zunimmt, Fig. 1 to 3 with several milling stages grinding systems, the diameter discontinuously increases,

Fig. 4 bis 6 Mahlanlagen mit spaltförmiger Mahlzone, Fig. 4 to 6 grinding plants with gap-shaped grinding zone,

Fig. 7 bis 11 verschiedene Ausführungen für Mahlwerkzeuge, FIGS. 7 to 11 different embodiments for grinding tools,

Fig. 12 bis 16 verschiedene Anordnungen und Lagerungen der Mahlanlage sowie Fig. 12 to 16 different arrangements and bearings of the grinding plant as well

Fig. 17 bis 21 verschiedene Betriebsweisen. Figs. 17 to 21 different modes of operation.

In allen Figuren sind die erfindungsgemäße Mahlanlage mit 1, ihr Rotor mit 2 (bzw. 2, 3), ihre Rotorachse mit 4 und ihr Stator bzw. Mühlengehäuse mit 5 bezeichnet.In all figures, the grinding plant according to the invention is designated by 1 , its rotor by 2 (or 2 , 3 ), its rotor axis by 4 and its stator or mill housing by 5 .

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 ist die Mehrstufigkeit der Mahlanlage 1 dadurch erreicht, daß Rotor 2 (bzw. 2, 3) und Stator 5 stufen förmig ausgebildet sind. Die Rotorachsen 4 sind vertikal angeordnet. Die Feststoffzufuhr 6 befindet sich oben. Infolge der Mehrstufigkeit von Rotor 2 (bzw. 2, 3) und Stator 5 sind mehrere Mahlzonen 7, 8, 9 (bzw. 7 bis 10 in Fig. 2) vorhanden, deren Geometrie dem jeweils gewünschten Mahlergebnis ange paßt werden kann. Bei allen Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1, 2, 3 nimmt der Radius der Mahlzonen mit der Strömungsrichtung des Produktes zu. Mahlwerkzeuge, gegebenenfalls in den verschiedenen Mahlzonen unterschied lich gestaltet, sind im einzelnen nicht dargestellt. Während des Betriebs wird der bei 6 zentral zugeführte Feststoff radial nach außen beschleunigt und ge langt in die erste Mahlzone 7, wo die erste Beanspruchung stattfindet. Die weitere Zerkleinerung findet in den nachfolgenden Mahlzonen statt, in denen bereits wegen der Zunahme des Radius der Mahlzonen der Feststoff mit höhe rer Energie beansprucht wird. Zweckmäßig ist die Mühle - zumindest im Be reich der ersten Mahlzonen - als Prallmühle ausgebildet.In the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3, the multistage of the grinding system 1 is achieved in that the rotor 2 (or 2 , 3 ) and the stator 5 are of stepped design. The rotor axes 4 are arranged vertically. The solids supply 6 is on the top. Due to the multi-stage rotor 2 (or 2 , 3 ) and stator 5 , several grinding zones 7 , 8 , 9 (or 7 to 10 in Fig. 2) are available, the geometry of which can be adapted to the desired grinding result. In all of the exemplary embodiments according to FIGS. 1, 2, 3, the radius of the grinding zones increases with the direction of flow of the product. Grinding tools, possibly designed differently in the different grinding zones, are not shown in detail. During operation, the solid fed centrally at 6 is accelerated radially outward and reaches the first grinding zone 7 , where the first stress takes place. The further comminution takes place in the subsequent grinding zones, in which the solid is used with higher energy due to the increase in the radius of the grinding zones. The mill is expediently designed as an impact mill, at least in the area of the first grinding zones.

In Fig. 3 ist der auf dem Umfang der letzten Mahlzone 9 gelegene Pro duktaustrag dargestellt und mit 13 bezeichnet. Fig. 3 läßt weiterhin erken nen, daß der Rotor 2 über die Welle 14 in unterhalb des Mühlengehäuses 5 befindlichen Lagern 15, 16 gehaltert ist. Der Antrieb erfolgt über den Riemen 17.In Fig. 3 is located on the circumference of the last grinding zone 9 Pro product discharge and designated 13 . Fig. 3 can be further NEN erken that the rotor 2 is supported on the shaft 14 located below the mill housing 5 bearings 15, 16. The drive takes place via the belt 17 .

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht der Rotor aus zwei Rotorab schnitten 2, 3, die mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden können. Dadurch ist die Energie, mit der der Feststoff in den Mahlzonen beansprucht wird, einstellbar. Beispielsweise kann die wegen der kleineren Durchmesser der ersten Mahlzonen geringere Beanspruchungsenergie durch Erhöhung der Drehzahl des oberen Abschnittes 2 des Rotors gesteigert werden. Andererseits kann durch hohe Drehzahlen des unteren Abschnittes 3 des Rotors das Mahler gebnis in Bezug auf seine Körnung verbessert werden.In the embodiment of FIG. 2, the rotor consists of two Rotorab sections 2 , 3 , which can be operated at different speeds. This means that the energy with which the solid is used in the grinding zones can be adjusted. For example, the lower stress energy due to the smaller diameter of the first grinding zones can be increased by increasing the speed of the upper section 2 of the rotor. On the other hand, the grinding result can be improved in terms of its grain size by high speeds of the lower section 3 of the rotor.

Bei den Ausführungen nach den Fig. 4 bis 6 handelt es sich um schema tisch dargestellte Spaltmühlen. Die Mehr- (bzw. Viel-)Stufigkeit der vom Spalt 19 gebildeten Mahlzone wird entweder dadurch erreicht, daß der Spalt 19 konisch gestaltet ist (Fig. 4, 5) oder daß der Rotor zwei mit unter schiedlichen Drehzahlen betreibbare Abschnitte 2, 3 aufweist (Fig. 5, 6). Die gewünschte Beanspruchung des zugeführten Feststoffes ist durch die Drehzahl des Rotors 2 bzw. der Rotorabschnitte 2, 3, durch die Spaltlänge, durch die Spaltweite usw. einstellbar. Beispielsweise kann die Spaltweite mit der Strömungsrichtung abnehmen. Bei konischer Gestaltung ist die Spaltweite durch Verschiebung des Stators 5 einstellbar (Doppelpfeil 21 in den Fig. 4 und 5). In the embodiments according to FIGS. 4 to 6 is shown schematically gap mills. The multiple (or multiple) stages of the grinding zone formed by the gap 19 is achieved either by the gap 19 being conical ( FIGS. 4, 5) or by the rotor having two sections 2 , 3 which can be operated at different speeds ( Fig. 5, 6). The desired loading of the supplied solid can be set by the speed of the rotor 2 or the rotor sections 2 , 3 , by the gap length, by the gap width, etc. For example, the gap width can decrease with the flow direction. In the case of a conical design, the gap width can be adjusted by moving the stator 5 (double arrow 21 in FIGS. 4 and 5).

Die Fig. 7 bis 11 zeigen Beispiele für in den Mahlzonen einsetzbare Mahl werkzeuge. Bei den Ausführungen nach den Fig. 7 (Schlagleisten 22) und 8 (profilierte Oberflächen 23) handelt es sich um unverzahnte, bei den Ausfüh rungen nach den Fig. 9 (Stifte 24), 10 (satteldachförmige Prallelemente 25) und 11 (Messer 26) um verzahnte Lösungen. FIGS. 7 to 11 show examples of usable in the grinding zones grinding tools. In the embodiments according to Fig. 7 (blow bars 22) and 8 (profiled surfaces 23) is toothless, wherein the comments submitted by the Fig. 9 (pins 24), 10 (saddle roof-shaped baffle members 25) and 11 (diameter 26 ) about interlocking solutions.

Die Fig. 12 bis 15 lassen verschiedene Anordnungen und Lagerungen der modularen Mühle nach der Erfindung sowie ihres Antriebs 27 erkennen. Bei den Ausführungen nach den Fig. 12 und 13 liegt die Rotorachse 4 horizon tal, bei den Ausführungen nach den Fig. 14 bis 16 vertikal. Eine fliegende Lagerung (zwei Lager 28, 29 auf einer Seite, zusammen mit dem Antrieb 27) ist in den Fig. 13, 16, auch 3, dargestellt. Sie ist zweckmäßig, um eine Stirnseite der Mühle frei zugänglich zu halten. Andere Lösungen, bei denen die Mühle 1 auf beiden Seiten gelagert ist, sind in den Fig. 12, 14, 15 dar gestellt. Figs. 12 to 15 have different arrangements and bearings of the modular mill according to the invention and its drive 27 seen. In the embodiments according to FIGS. 12 and 13, the rotor axis 4 is horizon tal, in the embodiments according to FIGS. 14 to 16 vertically. A floating bearing (two bearings 28 , 29 on one side, together with the drive 27 ) is shown in FIGS. 13, 16, also 3. It is useful to keep one end of the mill freely accessible. Other solutions in which the mill 1 is supported on both sides are shown in FIGS. 12, 14, 15.

Die Fig. 17 bis 21 zeigen verschiedene Möglichkeiten der Feststoffzufuhr und einer gegebenenfalls notwendigen Luftführung bei vertikal angeordneter Mahlanlage. Die Ausführungen nach den Fig. 17 und 18 benötigen während des Betriebs keine Luft. Die Feststoffzufuhr erfolgt bei 6 entweder nach dem Prinzip des Schleuderrades (Fig. 17) oder über einen Verteilerkegel 31. Der Produktaustrag 13 ist entweder radial oder unterhalb der letzten Mahlzone an geordnet. Figs. 17 to 21 show various possibilities of the solid feed and any necessary air flows with vertically disposed grinding plant. The embodiments according to FIGS. 17 and 18 do not require air during operation. At 6, the solids are fed either on the principle of the centrifugal wheel ( FIG. 17) or via a distributor cone 31 . The product discharge 13 is arranged either radially or below the last grinding zone.

Bei den Ausführungen nach den Fig. 19 bis 21 erfolgt die Feststoffzufuhr von unten, und zwar entweder radial (Fig. 19) oder zentral (Fig. 20, 21). Bei diesen Ausführungen kann es sich zum Beispiel um Lösungen handeln, wie sie in den Fig. 1 bis 6 dargestellt sind, bei denen jedoch Rotor 2 bzw. 2, 3 und Stator 5 um 180° derart gedreht sind, daß sich ihre Produktzufuhr 6 unten befindet. Diese Ausführungen benötigen Luft oder Inertgas zum Transport des Produktes von unten nach oben. Die Luft kann zusammen mit dem Produkt zu geführt werden oder - wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 - zentral von oben (Luftzufuhr 32). Luft und Produkt verlassen die Mühle 1 oben, und zwar entweder radial oder axial. Bei der Ausführung nach Fig. 21 kann auf etwa halber Höhe der Mühle Zusatzluft zugeführt werden, wenn dieses zur Kühlung und/oder zum schnellen Austrag notwendig sein sollte.In the embodiments according to FIGS. 19 to 21, the solids are supplied from below, either radially ( FIG. 19) or centrally ( FIGS. 20, 21). These designs can, for example, be solutions as shown in FIGS. 1 to 6, but in which the rotor 2 or 2 , 3 and stator 5 are rotated through 180 ° in such a way that their product feed 6 is at the bottom located. These versions require air or inert gas to transport the product from bottom to top. The air can be supplied together with the product or - as in the embodiment according to FIG. 19 - centrally from above (air supply 32 ). Air and product leave the mill 1 above, either radially or axially. In the embodiment according to FIG. 21, additional air can be supplied to about half the height of the mill if this should be necessary for cooling and / or for rapid discharge.

Claims

1. grinding system ( 1 ) with a rotor ( 2 or 2 , 3 ) and a stator ( 5 ) and with a grinding zone which is located between rotating and fixed grinding tools, characterized in that the grinding system ( 1 ) is designed in several stages.

2. Grinding plant according to claim 1, characterized in that the geome the grinding zone (s) is variable.

3. Grinding plant according to claim 1 or 2, characterized in that the diameter of the grinding zone ( 19 ) changes continuously.

4. Grinding plant according to claim 3, characterized in that the radius of the grinding zone ( 19 ) increases with the flow direction of the product.

5. Grinding plant according to claim 1 or 2, characterized in that several grinding zones ( 7 to 10 ) with different diameters are vorgese hen.

6. Grinding plant according to claim 5, characterized in that the radius of the grinding zones ( 7 to 10 ) increases with the flow direction of the product.

7. Grinding plant according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rotor has several, preferably two, sections ( 2 , 3 ) which can be driven at different speeds.

8. Grinding plant according to one of claims 1 to 7, characterized in that that it is designed as an impact mill.

9. Grinding machine according to claim 8, characterized in that beating bars ( 22 ), pins ( 24 ), cutting elements, knives ( 26 ) or the like are provided as prallel elements.

10. Grinding plant according to claim 8, characterized in that baffle-shaped baffle elements ( 25 ) are provided.

11. Grinding plant according to one of claims 1 to 6, characterized in that the grinding tools are formed by profiled surfaces ( 23 ) who the.

12. Grinding plant according to one of claims 1 to 7, characterized in that that it is designed as a slit mill.

13. Grinding plant according to claim 12, characterized in that the gap ( 19 ) decreases with the flow direction of the product.

14. Grinding plant according to one of claims 5 to 13, characterized net that it is three-tier

15. Grinding plant according to one of claims 5 to 13, characterized net that it is four-tier.

16. Grinding plant according to one of claims 1 to 15, characterized in that it is equipped with a central product feed ( 6 ).

17. Grinding plant according to one of claims 1 to 16, characterized in that the rotor axis ( 4 ) is arranged vertically.

18. Grinding plant according to claim 16 and 17, characterized in that the product feed ( 6 ) is at the top.