用于碾碎地加工固體材料或者具有固相組分的懸浮體的裝置以及用于起動碾磨裝置的碾 ...的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于碾碎地加工固體材料或者具有固相組分的懸浮體的裝置以及用于起動碾磨裝置的碾碎過程的方法。
【背景技術】
[0002]用于固體材料的碾磨裝置或者說球磨機用于碾碎適合于某種粉碎度的固體材料并且通常包括處于轉動的碾磨腔，在該碾磨腔中布置有多個碾磨體或者說碾磨球用來碾碎各種固體材料。通過其中一個端壁上的中心孔填充碾磨機或者說各個球磨機的碾磨腔。排放取決于結構形式并且例如通過碾磨機端部上、碾磨腔壁上的縫隙進行，其中，碾磨體由于其相對于縫隙而增大的最大截面直徑而被阻擋并且保留在碾磨腔中或者說碾磨容器中。
[0003]這種球磨機的特殊形式是攪拌球磨機。攪拌球磨機由垂直或水平布置的、通常近似為圓柱形的碾磨容器構成，在實際中根據各種碾磨過程用碾磨體或者說碾磨球填充該碾磨容器至70% -90%。碾磨容器在這種攪拌球磨機中通常是靜止的并且不能旋轉地受到支承。
[0004]為了使碾磨體在由此產生的對各種固體材料的碾磨過程中運動，攪拌裝置被布置在碾磨容器中并且通過驅動軸旋轉地運動。在主動的碾磨過程中通過碾磨腔連續(xù)地泵吸碾磨材料。在這種情況下，懸浮的固體材料通過在碾磨體之間的回彈力和剪切力而被碾碎或者說分散。此外，在碾磨機的排放位置借助合適的分離系統(tǒng)將碾磨材料和碾磨體分離。由現(xiàn)有技術已知的攪拌球磨機對此能夠碾碎干燥形式的礦物填料。在其他已知的應用中能夠借助攪拌球磨機碾碎懸浮體中的固相組分。
[0005]例如專利申請DE102010056287A1說明了這種攪拌球磨機。在該德國文獻中公開的攪拌球磨機包括碾磨容器和在其中轉動的攪拌軸，在該攪拌軸上布置有多個碾磨元件。在碾磨元件之間布置多個附加元件，這些附加元件應該輔助碾磨過程或者說固體材料的碾碎過程。根據該德國專利申請的說明書，附加元件構造為桿。攪拌軸為了轉動地運行而與馬達形成連接。
[0006]如果使由現(xiàn)有技術已知的這種攪拌球磨機開始運轉，那么用于使碾磨元件轉動的驅動軸必須克服起動轉矩，該起動轉矩相對于在碾磨過程中作用在驅動軸上的其他轉矩而增加。因為各種碾磨材料和碾磨球的質量在碾磨過程之前就已經作用在碾磨元件和驅動軸上，所以在起動轉矩和在碾磨工藝中作用在驅動軸上的其他轉矩之間表現(xiàn)出顯著的差異。
[0007]在現(xiàn)有技術中，由于在碾磨過程開始時提高的轉矩而需要強力的馬達，以使驅動軸和與驅動軸連接的各個碾磨元件能夠開始運動。這種馬達相對于功率較低的馬達而言具有提高的能源消耗和較高的購置成本以及較大的尺寸，所以期待具有較低成本以及降低的能源消耗和減小的空間需求這些特點的裝置和方法。
[0008]此外，由高的起動轉矩而給驅動軸和馬達以及可能布置在它們之間的傳動機構造成很大負荷。由于負荷很大所以各個傳動機構必須具有相應的大小和結構，以能夠承受住很大負荷。對此，隨之也需要有其他費用和傳動機構的很大占用面積，從而能夠根據在碾磨過程開始時的高的轉矩來構造傳動機構。
[0009]此外還應指出，在實際中，在開始時必須承受高的轉矩并因此承受高的扭力的驅動軸在反復工作的過程中在一段時間之后就會趨于疲勞現(xiàn)象，因此期待有允許較長時間使用驅動軸的方法和裝置。

【發(fā)明內容】

[0010]因此，本發(fā)明的目的是提供一種裝置和一種方法，該裝置和該方法至少不具有現(xiàn)有技術中已知的一些缺陷。
[0011]上述目的通過一種裝置和一種方法得以實現(xiàn)，該裝置和該方法包括權利要求1和10中的特征。從屬權利要求描述了有利的實施方式。
[0012]本發(fā)明涉及一種用于碾碎地加工固體材料或者具有固相組分的懸浮體的裝置。該裝置在優(yōu)選的實施方式中構造為攪拌球磨機并且包括碾磨容器，該碾磨容器具有容納在該碾磨容器中的多個碾磨體。
[0013]例如用于碾碎固體材料或者具有固相組分的懸浮體的這種裝置能夠用于食品工業(yè)領域、化學領域和/或藥學領域中。也可以考慮通過該裝置或者說借助根據本發(fā)明的方法來碾碎由礦物構成的固體材料。
[0014]碾磨容器能夠具有圓柱形的造型并且例如垂直或者水平地定位。對本領域技術人員來說，在造型、定位以及容積方面有多種已知方案可以考慮，所以對此沒有詳盡地說明。優(yōu)選地，碾磨容器在本發(fā)明中是靜止的并且不能旋轉的以及對此水平地或者說躺倒地取向。為了能夠容納碾磨材料并且在碾碎之后能夠將其導出，碾磨容器對此能夠具有相應的開口。
[0015]有利的是，碾磨體能夠構造為碾磨球并且在考慮到各種結構型式的待碾碎的固體材料的情況而使碾磨球具有不同的直徑。
[0016]此外，裝置包括在端側上延伸到碾磨容器中的驅動軸和定位在碾磨容器中并且能夠通過驅動軸轉動的多個攪拌元件。該驅動軸能夠穿過碾磨容器蓋并且以有利的方式與馬達形成連接。在馬達和驅動軸之間必要時能夠布置具有一個或多個傳動等級的傳動機構。在優(yōu)選的實施方式中，驅動軸或者說多個攪拌元件相對于碾磨容器轉動。
[0017]在本發(fā)明中，針對多個攪拌元件的設計可以考慮各種可行方案。多個攪拌元件能夠例如由桿、葉片等構成。
[0018]然而，在優(yōu)選的實施方式中攪拌元件至少部分地通過下面還要詳細描述的攪拌盤構成。攪拌元件能夠沿著驅動軸的縱軸線定位，因此驅動軸的縱軸線構造為多個攪拌元件的轉動軸線。此外可以考慮，使多個攪拌元件或所有的攪拌元件在徑向上遠離驅動軸地并且必要時通過下面還要詳細說明的突出部朝碾磨容器的方向延伸。
[0019]根據本發(fā)明，在多個攪拌元件的至少一個和驅動軸之間構造旋轉間隙或者說自由度，該旋轉間隙允許該至少一個攪拌元件與驅動軸同軸地并且受限地相對旋轉運動。因此，所有的攪拌元件以及驅動軸都能夠在共同轉動中圍繞共同的縱軸線或者說驅動軸的縱軸線轉動。此外，多個攪拌元件中的至少一個相對于驅動軸并且圍繞驅動軸的縱軸線受限地旋轉運動。
[0020]如果起動根據本發(fā)明的用于加工固體材料的裝置，那么由此首先引起驅動軸轉動，其中該至少一個攪拌元件由于旋轉間隙而沒有與驅動軸一起運動。在這種情況下該攪拌元件在碾磨容器中靜止不動，因此，在碾碎過程開始時必須由驅動軸承受的起動轉矩相對于所有的攪拌元件都始終抗扭地連接的情況得以減小。轉矩峰值或者說通過驅動軸承受的最大轉矩能夠在根據本發(fā)明的裝置設計中并且借助根據本發(fā)明的方法得以減小。
[0021]有利的是，由于在多個攪拌元件中的至少一個和驅動軸之間有旋轉間隙，所以能夠采用具有較小功率和較少購置成本的馬達，這樣的馬達必要時具有降低的尺寸。因此，整個裝置也能夠在具有很小空間容量的位置進行安裝。
[0022]因為可適用的馬達具有較小的功率，所以該裝置相對于由現(xiàn)有技術已知的用于碾碎的裝置具有降低的能源消耗。下面還要詳細說明的方法也具有所述的優(yōu)點。
[0023]此外，在起動轉矩很小時或者說在最大轉矩降低時傳遞到必要時布置在馬達和驅動軸之間的傳動機構上的負荷得以降低。
[0024]因為傳動機構由此需要承受很小的負荷，所以能夠采用簡化的傳動機構，由此獲得經濟優(yōu)勢以及各傳動機構提高了使用壽命。對傳動機構來說還能夠降低相應尺寸，因此根據本發(fā)明的裝置具有緊湊結構的特點。
[0025]通過由于起動轉矩降低而使驅動軸受到較小負荷能夠提高驅動軸的使用壽命。還能夠采用具有較小尺寸或者說具有減小的橫截面直徑的驅動軸，該驅動軸購置費用更有利，并且能夠具有質量較小以及空間需求減小的特點。
[0026]根據本發(fā)明，至少一個攪拌元件與驅動軸的同軸的相對旋轉運動或者說旋轉間隙是受限的。如果起動根據本發(fā)明的用于加工固體材料的裝置，那么如前所述，由此產生驅動軸的轉動，其中，在開始轉動時該至少一個攪拌元件由于旋轉間隙而沒有與驅動軸一起轉動。
[0027]如果驅動軸在轉動小于360°的過程中已經產生預定的相對位置或者說與至少一個攪拌元件的預定的相對旋轉位置，那么在繼續(xù)轉動的過程中，該至少一個攪拌元件與驅動軸一起并且通過驅動軸旋轉運動。從共同旋轉地運動開始維持該至少一個攪拌元件和驅動軸的相對位置。在優(yōu)選的實施方式中，在驅動軸與至少一個攪拌元件的預定的相對位置上，能夠在該至少一個攪拌元件和驅動軸之間進行機械聯(lián)接。
[0028]在至少一個攪拌元件與驅動軸的進一步共同轉動的過程中，該至少一個攪拌元件的旋轉頻率與驅動軸的旋轉頻率相同。通過多個攪拌元件的轉動使得碾磨體在根據本發(fā)明的裝置的碾磨容器中運動，與此同時碾碎各種碾磨材料。
[0029]在各碾磨材料的碾碎過程結束時，驅動軸以及經由驅動軸旋轉地運動的攪拌元件停止轉動。然后，至少一個攪拌元件能夠與驅動軸脫開并且經由前述旋轉間隙相對于驅動軸運動。如果重新起動碾碎過程，那么攪拌元件首先沒有聯(lián)接到驅動軸上。起動轉矩相比于所有攪拌元件都與驅動軸始終構成聯(lián)接的情況得到降低。如果驅使驅動軸轉動，那么可以從驅動軸以小于360°轉動開始，使至少一個攪拌元件與驅動軸聯(lián)接地轉動。
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