DE69514996T2 - Mahlverfahren und Auskleidung für Mahltrommel - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mahlen einer Charge von Verarbeitungsmaterial, gemeinsam mit einer Vielzahl von Mahlmedien in einer drehbaren, antreibbaren Mahltrommel, die eine Auskleidung besitzt, bestehend aus einem polymerischen Material und die Hebeeinrichtungen aufweist, die axial in der Trommel angeordnet sind und radial nach unten in das Innere der Trommel vorstehen. Die Erfindung betrifft auch eine Trommelauskleidung zur Verwendung bei derartigen Mahlverfahren.
• Es ist bekannt, daß beträchtlicher Zeit- und Energieaufwand bei Mahlverfahren eingespart werden kann, insbesondere wenn keramische Materialien gemahlen werden, indem die Mahltrommel während eines vorangehenden Zeitintervalls bei einer höheren Geschwindigkeit als jene gedreht wird, bei der die Trommel in einem nachfolgenden Zeitabschnitt in ein und demselben Durchgang durch die Trommel gedreht wird. Dies wird hauptsächlich der Unterteilung der Mahldurchgänge in einen Zeitabschnitt der Grobmahlung, bei dem gröbere Teile des Verarbeitungsmaterials aufgrund des ausgeprägteren Brecheffektes wirkungsvoller zerkleinert werden, der durch das Mahlen von Medien erhalten wird, welche von einer größeren Höhe in das Verarbeitungsmaterial herabfallen, und einem Zeitabschnitt der Feinmahlung zugeschrieben, bei dem die verbleibenden, feineren Bruchstücke des Verarbeitungsmaterials wirkungsvoll zerkleinert werden mittels der Mahlwirkung des von einer geringeren Höhe herabfallenden Materials und damit verbunden dem Einwirken mit dem Verarbeitungsmaterial über eine längere Zeitspanne.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese bekannte Technik so zu entwickeln, daß sie auch auf bestehende Mahlvorrichtungen angewandt werden kann, insbesondere Mühlen zum Mahlen von keramischen Materialien, welche nicht die Möglichkeit besitzen, die Drehgeschwindigkeit der Mahltrommel oder des Mahlzylinders einzustellen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der vorliegenden unabhängigen Ansprüche erzielt.
• Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung, ist das Verfahren gekennzeichnet durch
• - das Drehen der Trommel mit einer konstanten Geschwindigkeit in einer ersten Drehrichtung während eines ersten Zeitabschnittes, so daß Mahlmedien von der Vielzahl von Mahlmedien mit einer hochanhebenden Seite der Hebeeinrichtungen in Kontakt gebracht werden, wenn sich die Trommel dreht, um das Material mit einem größeren Brechanteil und einem geringeren Feinmahlanteil zu mahlen oder zu zerkleinern; und
• - das Drehen der Trommel mit der konstanten Geschwindigkeit in einer entgegengesetzten Drehrichtung zur ersten Drehrichtung über einen zweiten Zeitabschnitt folgend dem ersten Zeitabschnitt, so daß die Mahlmedien von der Vielzahl von Mahlmedien in Kontakt mit einer gering anhebenden Seite der Hebeeinrichtungen entgegengesetzt der hochanhebenden Seite derselben gebracht werden, um das Material mit einem geringeren Brechanteil und einem größeren Feinmahlanteil zu mahlen.
• Eine erfindungsgemäße Auskleidung der Mahlvorrichtung, die aus einem polymerischen Material hergestellt und für eine drehbare, antreibbare Mahltrommel zum Mahlen einer Charge von Verarbeitungsmaterial gemeinsam mit einer Vielzahl von Mahlmedien und mit Hebeeinrichtungen, die axial in der Trommel angeordnet sind und radial nach unten in das Innere der Trommel vorstehen, geeignet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Hebevorrichtung eine hochanhebende Seite aufweist, die, wenn sich die Trommel mit einer konstanten Geschwindigkeit in einer ersten Drehrichtung während eines ersten Zeitabschnittes dreht, mit Mahlmedien von der Vielzahl von Mahlmedien so in Kontakt gebracht wird, um das Verarbeitungsmaterial mit einem größeren Brechanteil und einem geringeren Feinmahlanteil zu mahlen oder zu zerkleinern, und weist weiterhin eine gering anhebende Seite auf, die entgegengesetzt der hochanhebenden Seite liegt, wobei, wenn sich die Trommel mit einer konstanten Geschwindigkeit in einer entgegengesetzten Richtung zur ersten Drehrichtung in einem zweiten Zeitabschnitt folgend dem ersten Zeitabschnitt dreht, die gering anhebende Seite mit Mahlmedien von in der Vielzahl von Mahlmedien so in Kontakt gebracht wird, um das Verarbeitungsmaterial mit einem geringeren Brechanteil und einem größeren Feinmahlanteil zu mahlen.
• Die Erfindung basiert auf der Grundidee, daß im Prinzip dieselbe Wirkung wie jene, die beim Drehen der Mahlvorrichtung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erzielt wird, auch erzielt wird, indem die Drehrichtung der Trommel geändert wird und die Trommelauskleidung mit doppelt wirkenden, asymmetrischen Hebeeinrichtungen versehen wird, welche die Mahlmedien in entsprechenden Drehrichtungen auf unterschiedliche Höhen anheben. Obwohl asymmetrische Hebeeinrichtungen in der Technik bekannt sind, ist es nicht bekannt, derartige Einrichtungen in unterschiedlichen Richtungen während eines und desselben Durchganges durch die Mahlvorrichtung zu betreiben, um einen beabsichtigten Unterschied in bezug auf die Anhebehöhe in den zwei unterschiedlichen Drehrichtungen und insbesondere in Mahlvorrichtungen zu mahlender keramischer Materialien zu erzielen.
• Andere Merkmale der Erfindung und hierdurch erzielte Vorteile werden aus den übrigen Ansprüchen und aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich.
• Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nun detaillierter mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen
• Fig. 1 eine Schnittansicht eines Teils einer Mahltrommel ist, die mit einer erfindungsgemäßen Auskleidung der Mahleinrichtung versehen ist;
• Fig. 2 die geometrische Gestaltung einer Hebevorrichtung für eine erfindungsgemäße Auskleidung einer Mahlvorrichtung in größeren Maßstab darstellt; und
• Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Mahltrommel für Chargen ist, welche den Trommelbetrieb in beiden Drehrichtungen zeigt.
• Fig. 1 zeigt einen Teil einer Mahltrommel 40 einer Chargenmühle mit einer Auskleidung, die aus einem polymerischen Material hergestellt ist und weiterhin eine Mehrzahl von langgestreckten Auskleidungselementen 10 aufweist, die axial in der Trommel 40 angeordnet und so eingesetzt sind, daß sie die innere Oberfläche der Trommel 40 bedecken. Wie aus dem Querschnitt ersichtlich ist, hat jedes Auskleidungselement 10 auf einer Seite desselben eine Hebevorrichtung 12 ausgebildet, die radial nach unten in das Innere der Trommel 40 vorsteht. An einem Ende des Auskleidungselements 10 ist das Hebeelement 12 durch eine hochangehobene Seite 14 begrenzt, während das entgegengesetzte Ende des Elementes durch eine gering anhebende Seite 16 begrenzt ist. Das Hebeelement 12 besitzt eine im allgemeinen flache obere Oberfläche 18, die sich zwischen den Seiten 14 und 16 erstreckt.
• Ein Befestigerprofil 28 einer Schraubenanbringeanordnung, die allgemein mit 30 bezeichnet ist, wird in das Auskleidungselement 10 auf der Unterseite des Hebeelementes 12 eingesetzt. Das Befestigerprofil 28 besitzt einen nach unten gerichteten, langgestreckten Schlitz oder eine Rinne mit Flanschen, die aufeinander zu winklig sind, um es dem Kopf einer Schraube in der Befestigeranordnung 30 zu erlauben, in den Schlitz oder die Rinne gedrückt und dort festgehalten zu werden, um das Auskleidungselement 10 in der in Fig. 1 gezeigten Weise an der Trommel 40 zu verankern.
• Unter einem Flansch auf dem Befestigerprofil 28, der in Richtung der hochanhebenden Seite 24 gerichtet ist, ist das Auskleidungselement 10 mit einer Aussparung 26 versehen, die neben der inneren Oberfläche der Mahltrommel 40 liegt und dazu geeignet ist, in einem Bereich 24 eines benachbarten Endes eines nahegelegenen Auskleidungselementes 40 zu überlappen und in klemmender Weise zu wirken. Der verbleibende Teil des Auskleidungselementes 10 zwischen dem Bereich 24 und dem Hebeelement 12 besitzt eine im allgemeinen flache obere Seite 20 und eine nach oben abgewinkelte Seite 22 neben dem Bereich 24.
• Wie aus Fig. 2 insbesondere ersichtlich werden wird, ist die Erstreckung der Vertiefung 26 in der Umfangsrichtung der Trommel 20 derart, um es zu ermöglichen, daß das Überlappen des festgeklemmten Bereichs 24, der dazwischen angeordnet ist, verändert wird. Diese Einstellbarkeit erlaubt es, daß einem gegebenen Auskleidungselement 10 eine variable aktive Breite gegeben wird, die ein festes Vielfaches des inneren Umfangs der Mahltrommel darstellt. In anderen Worten kann ein Auskleidungselement 10 mit einer einzelnen Abmessung verwendet werden, um Trommeln mit wechselweise unterschiedlichen Durchmessern auszukleiden, indem der überlappende Bereich der Aussparung 26 so eingestellt wird, daß eine gegebene Anzahl von Hebeeinrichtungen gleichmäßig in der Trommel 40 verteilt werden.
• Es wird ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich sein, daß die hochanhebende Seite 14 eine Normalrichtung N1 besitzt, die in vernachlässigbarer Weise von einer ersten Drehrichtung D1 um einen Winkel α abweicht, oder die im allgemeinen mit er ersten Drehrichtung übereinstimmt. Die gering anhebende Seite 16 entgegengesetzt der Seite 14 besitzt eine Normalrichtung N2, die von der entgegengesetzten Drehrichtung D2 durch einen Winkel β abweicht. Es wurde herausgefunden, daß ein Winkel β von zwischen etwa 64 und 84 Grad, und insbesondere von etwa 74 Grad, vorteilhaft ist.
• Fig. 3 zeigt prinzipiell zwei Hälften einer Mahltrommel 40 gemäß der Erfindung in Betrieb mit einer Charge eines Verarbeitungsmaterials 50 und Mahlmedien 52, wobei die rechte Hälfte der Figur die Trommel 40 bei der Drehung in einer ersten Richtung bei einer konstanten Geschwindigkeit v zeigt, während die linke Seite der Figur die Trommel 40 bei der Drehung in einer entgegengesetzten Richtung, auch mit der konstanten Geschwindigkeit v, zeigt. Wie im Vorangehenden aufgezeigt wurde, wird beim Schleifen einer Charge von Verarbeitungsmaterial die Trommel 40 zuerst in einer ersten Richtung im anfänglichen Zeitabschnitt oder einem Zeitabschnitt, der einem folgenden Zeitabschnitt vorangeht, gedreht und dann in der entgegengesetzten Richtung während eines abschließenden Zeitabschnittes oder eines Zeitabschnittes folgend dem vorangehenden Zeitabschnitt angetrieben. Die Dauer des Zeitabschnittes kann auf der Grundlage der Zusammensetzung des Verarbeitungsmaterials bestimmt werden und die Zeitabschnitte können somit in bezug aufeinander unterschiedlich sein.
• Es wird aus Fig. 3 ersichtlich sein, daß, wenn die Trommel 40 in der ersten Richtung gedreht wird, die hochanhebenden Seiten 14 der entsprechenden Auskleidungselemente in dieser Richtung gewandt sind. Das Verarbeitungsmaterial 50 und die Mahlmedien 52, die am nächsten dem Umfang der Trommel 40 angeordnet sind, werden somit durch die hochanhebenden Seiten 14 der Auskleidungselemente mitgenommen und fallen von diesen oder werden von diesen in das Innere der Trommel 40 von einer relativ großen Höhe h1 geschleudert, so daß, wenn das Verarbeitungsmaterial und die Mahlmedien auf die Mahlcharge auftreffen, sie eine relativ hohe Aufprallenergie und Aufprallgeschwindigkeit v1 besitzen und somit einen relativ hohen Brecheffekt auf das noch immer grobe Verarbeitungsmaterial ausüben. Wenn sich auf der anderen Seite die Trommel 40 in der entgegengesetzten Richtung dreht, sind die gering anhebenden Seiten 16 der Auskleidungselemente in dieser Richtung gewandt. Das Verarbeitungsmaterial und die Mahlmedien, die von diesen gering anhebenden Seiten 16 mitgenommen werden, werden nicht so hoch wie in dem vorangegangenen Fall angehoben und von einer viel geringeren Höhe h2 von den gering anhebenden Seiten schnell abrutschen oder möglicherweise von diesen abgeworfen werden, so daß sie eine weitaus geringere Aufprallenergie oder Aufprallgeschwindigkeit v2 besitzen, wenn sie wieder auf die Mahlcharge auftreffen. Dies führt zu einem geringen Brecheffekt, so daß das Material während des Mahlens und die Mahlmedien eine Taumelbewegung erhalten, die zu einem verstärkten Abrieb zum Feinmahlen des Materials führt, das teilweise oder vollständig im vorangegangenen Zeitabschnitt gebrochen wurde.
• Das Drehen der Chargenmühle in der entgegengesetzten Richtung kann leicht mit der Hilfe von gut in dem Gebiet von Elektromotoren bekannten Lösungen erzielt werden, wobei diese Lösungen keine Modifikation der bestehenden mechanischen Antriebsübertragungen beispielsweise benötigen.
• Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, daß die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen auf verschiedene Weisen verändert werden können. Die Beschreibung soll nicht den Umfang der Erfindung beschränken, sondern anstelle dessen eine derzeit bevorzugte Ausführungsform erläutern.

Claims (7)

1. Verfahren zum Mahlen einer Charge von Material, insbesondere keramischem Material, gemeinsam mit einer Anzahl von Mahlmedien in einer drehbaren, antreibbaren Mahltrommel mit einer Auskleidung aus Polymermaterial und mit langgestreckten Hebeeinrichtungen, die axial in der Trommel angeordnet sind und radial in das Innere der Trommel vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel bei einer konstanten Geschwindigkeit in einer ersten Drehrichtung während eines ersten Zeitabschnittes gedreht wird, so daß Mahlmedien von der Vielzahl von Mahlmedien in Kontakt mit einer hochanhebenden Seite der Hebeeinrichtungen beim Drehen der Trommel gebracht werden, um das Material mit einem höheren Brechanteil und einem geringeren Feinmahlanteil zu mahlen oder zu zerkleinern; und die Trommel mit der konstanten Geschwindigkeit in einer entgegengesetzten Drehrichtung zur ersten Drehrichtung über einen zweiten Zeitabschnitt folgend dem ersten Zeitabschnitt gedreht wird, so daß Mahlmedien von der Vielzahl von Mahlmedien in Kontakt mit einer gering anhebenden Seite der Hebeeinrichtungen entgegengesetzt zur hochanhebenden Seite derselben gebracht werden, um das Material mit einem kleineren Brechanteil und einem höheren Feinmahlanteil zu mahlen.

2. Polymerauskleidung (10) für eine drehbare Mahltrommel (40), die beabsichtigt ist zum Mahlen einer Charge von Verarbeitungsmaterial (50), insbesondere keramischem Material, zusammen mit einer Vielzahl von Mahlmedien (52, 52'), wobei die Auskleidung langgestreckte Hebeeinrichtungen (12) aufweist, die axial angeordnet sind und radial in die Trommel vorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hebeeinrichtung (12) eine hochanhebende Seite (14) aufweist, die bei der Drehung der Trommel (40) in einer ersten Drehrichtung (D1) bei einer konstanten Geschwindigkeit während eines ersten Zeitintervalls dazu geeignet ist, mit Mahlmedien (52') von der Mehrzahl von Mahlmedien in Kontakt zu kommen, um mit einem größeren Brechanteil und einem geringeren Feinmahlanteil zu mahlen, und weiterhin eine gering anhebende Seite (16) aufweist, die entgegengesetzt der hochanhebenden Seite (14) liegt und dazu geeignet ist, mit den Mahlmedien (52') von der Mehrzahl von Mahlmedien in Kontakt zu kommen, wenn die Trommel (40) in einer zweiten Richtung (D2) entgegengesetzt zur ersten Richtung (D1) und bei der konstanten Geschwindigkeit während eines zweiten Zeitabschnittes folgend dem ersten Zeitabschnitt gedreht wird, um das Material (40) mit einem geringeren Brechanteil und einem höheren Feinmahlanteil zu mahlen.

3. Auskleidung für eine Mahlvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hochanhebende Seite (14) der entsprechenden Hebeeinrichtung (12) eine Normalrichtung (N1) besitzt, die in vernachlässigbarer Weise von der ersten Drehrichtung (D1) abweicht oder im wesentlichen mit dieser übereinstimmt, und daß die entgegengesetzte gering anhebende Seite (16) der Hebeeinrichtung (12) eine Normalrichtung (N2) besitzt, die einen Winkel von zwischen 64 und 84 Grad, insbesondere etwa 74 Grad, mit der zweiten Drehrichtung (D2) definiert.

4. Auskleidung für eine Mahleinrichtung gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Hebeelement (12) einstückig mit einem Auskleidungselement (10) mit einer wirkungsvollen Breite gebildet ist, die ein ganzzahliges Vielfaches des aktiven inneren Umfangs der Trommel (40) darstellt.

5. Auskleidung für eine Mahleinrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hochanhebende Seite (14) eine abschließende erste Seite des Auskleidungselements (10) bildet.

6. Auskleidung für eine Mahleinrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungselement (10) an der abschließenden ersten Seite eine Aussparung (24) besitzt, die neben der inneren Oberfläche der Trommel (40) liegt und die innere Oberfläche eines Bereichs (24) auf einer entgegengesetzten, angrenzenden zweiten Seite eines angrenzenden Auskleidungselementes (10) überlappt, und daß der Bereich fest mit Hilfe einer Schraubenbefestigeranordnung (30), die auf der Unterseite des Anhebeelementes angebracht ist, festgeklemmt ist.

7. Auskleidung für eine Mahleinrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die tangentiale Erstreckung der Aussparung (26) so ist, um es einem gegebenen Auskleidungselement (10) zu ermöglichen, mehrere wirkungsvolle Breiten zu besitzen, von denen jede ein ganzzahliges Vielfaches eines aktiven inneren Umfangs der Mahltrommel darstellt.