用于碾碎地加工固体材料或者具有固相组分的悬浮体的装置以及用于起动碾磨装置的碾 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于碾碎地加工固体材料或者具有固相组分的悬浮体的装置以及用于起动碾磨装置的碾碎过程的方法。
【背景技术】
[0002]用于固体材料的碾磨装置或者说球磨机用于碾碎适合于某种粉碎度的固体材料并且通常包括处于转动的碾磨腔，在该碾磨腔中布置有多个碾磨体或者说碾磨球用来碾碎各种固体材料。通过其中一个端壁上的中心孔填充碾磨机或者说各个球磨机的碾磨腔。排放取决于结构形式并且例如通过碾磨机端部上、碾磨腔壁上的缝隙进行，其中，碾磨体由于其相对于缝隙而增大的最大截面直径而被阻挡并且保留在碾磨腔中或者说碾磨容器中。
[0003]这种球磨机的特殊形式是搅拌球磨机。搅拌球磨机由垂直或水平布置的、通常近似为圆柱形的碾磨容器构成，在实际中根据各种碾磨过程用碾磨体或者说碾磨球填充该碾磨容器至70% -90%。碾磨容器在这种搅拌球磨机中通常是静止的并且不能旋转地受到支承。
[0004]为了使碾磨体在由此产生的对各种固体材料的碾磨过程中运动，搅拌装置被布置在碾磨容器中并且通过驱动轴旋转地运动。在主动的碾磨过程中通过碾磨腔连续地泵吸碾磨材料。在这种情况下，悬浮的固体材料通过在碾磨体之间的回弹力和剪切力而被碾碎或者说分散。此外，在碾磨机的排放位置借助合适的分离系统将碾磨材料和碾磨体分离。由现有技术已知的搅拌球磨机对此能够碾碎干燥形式的矿物填料。在其他已知的应用中能够借助搅拌球磨机碾碎悬浮体中的固相组分。
[0005]例如专利申请DE102010056287A1说明了这种搅拌球磨机。在该德国文献中公开的搅拌球磨机包括碾磨容器和在其中转动的搅拌轴，在该搅拌轴上布置有多个碾磨元件。在碾磨元件之间布置多个附加元件，这些附加元件应该辅助碾磨过程或者说固体材料的碾碎过程。根据该德国专利申请的说明书，附加元件构造为杆。搅拌轴为了转动地运行而与马达形成连接。
[0006]如果使由现有技术已知的这种搅拌球磨机开始运转，那么用于使碾磨元件转动的驱动轴必须克服起动转矩，该起动转矩相对于在碾磨过程中作用在驱动轴上的其他转矩而增加。因为各种碾磨材料和碾磨球的质量在碾磨过程之前就已经作用在碾磨元件和驱动轴上，所以在起动转矩和在碾磨工艺中作用在驱动轴上的其他转矩之间表现出显著的差异。
[0007]在现有技术中，由于在碾磨过程开始时提高的转矩而需要强力的马达，以使驱动轴和与驱动轴连接的各个碾磨元件能够开始运动。这种马达相对于功率较低的马达而言具有提高的能源消耗和较高的购置成本以及较大的尺寸，所以期待具有较低成本以及降低的能源消耗和减小的空间需求这些特点的装置和方法。
[0008]此外，由高的起动转矩而给驱动轴和马达以及可能布置在它们之间的传动机构造成很大负荷。由于负荷很大所以各个传动机构必须具有相应的大小和结构，以能够承受住很大负荷。对此，随之也需要有其他费用和传动机构的很大占用面积，从而能够根据在碾磨过程开始时的高的转矩来构造传动机构。
[0009]此外还应指出，在实际中，在开始时必须承受高的转矩并因此承受高的扭力的驱动轴在反复工作的过程中在一段时间之后就会趋于疲劳现象，因此期待有允许较长时间使用驱动轴的方法和装置。
【发明内容】
[0010]因此，本发明的目的是提供一种装置和一种方法，该装置和该方法至少不具有现有技术中已知的一些缺陷。
[0011]上述目的通过一种装置和一种方法得以实现，该装置和该方法包括权利要求1和10中的特征。从属权利要求描述了有利的实施方式。
[0012]本发明涉及一种用于碾碎地加工固体材料或者具有固相组分的悬浮体的装置。该装置在优选的实施方式中构造为搅拌球磨机并且包括碾磨容器，该碾磨容器具有容纳在该碾磨容器中的多个碾磨体。
[0013]例如用于碾碎固体材料或者具有固相组分的悬浮体的这种装置能够用于食品工业领域、化学领域和/或药学领域中。也可以考虑通过该装置或者说借助根据本发明的方法来碾碎由矿物构成的固体材料。
[0014]碾磨容器能够具有圆柱形的造型并且例如垂直或者水平地定位。对本领域技术人员来说，在造型、定位以及容积方面有多种已知方案可以考虑，所以对此没有详尽地说明。优选地，碾磨容器在本发明中是静止的并且不能旋转的以及对此水平地或者说躺倒地取向。为了能够容纳碾磨材料并且在碾碎之后能够将其导出，碾磨容器对此能够具有相应的开口。
[0015]有利的是，碾磨体能够构造为碾磨球并且在考虑到各种结构型式的待碾碎的固体材料的情况而使碾磨球具有不同的直径。
[0016]此外，装置包括在端侧上延伸到碾磨容器中的驱动轴和定位在碾磨容器中并且能够通过驱动轴转动的多个搅拌元件。该驱动轴能够穿过碾磨容器盖并且以有利的方式与马达形成连接。在马达和驱动轴之间必要时能够布置具有一个或多个传动等级的传动机构。在优选的实施方式中，驱动轴或者说多个搅拌元件相对于碾磨容器转动。
[0017]在本发明中，针对多个搅拌元件的设计可以考虑各种可行方案。多个搅拌元件能够例如由杆、叶片等构成。
[0018]然而，在优选的实施方式中搅拌元件至少部分地通过下面还要详细描述的搅拌盘构成。搅拌元件能够沿着驱动轴的纵轴线定位，因此驱动轴的纵轴线构造为多个搅拌元件的转动轴线。此外可以考虑，使多个搅拌元件或所有的搅拌元件在径向上远离驱动轴地并且必要时通过下面还要详细说明的突出部朝碾磨容器的方向延伸。
[0019]根据本发明，在多个搅拌元件的至少一个和驱动轴之间构造旋转间隙或者说自由度，该旋转间隙允许该至少一个搅拌元件与驱动轴同轴地并且受限地相对旋转运动。因此，所有的搅拌元件以及驱动轴都能够在共同转动中围绕共同的纵轴线或者说驱动轴的纵轴线转动。此外，多个搅拌元件中的至少一个相对于驱动轴并且围绕驱动轴的纵轴线受限地旋转运动。
[0020]如果起动根据本发明的用于加工固体材料的装置，那么由此首先引起驱动轴转动，其中该至少一个搅拌元件由于旋转间隙而没有与驱动轴一起运动。在这种情况下该搅拌元件在碾磨容器中静止不动，因此，在碾碎过程开始时必须由驱动轴承受的起动转矩相对于所有的搅拌元件都始终抗扭地连接的情况得以减小。转矩峰值或者说通过驱动轴承受的最大转矩能够在根据本发明的装置设计中并且借助根据本发明的方法得以减小。
[0021]有利的是，由于在多个搅拌元件中的至少一个和驱动轴之间有旋转间隙，所以能够采用具有较小功率和较少购置成本的马达，这样的马达必要时具有降低的尺寸。因此，整个装置也能够在具有很小空间容量的位置进行安装。
[0022]因为可适用的马达具有较小的功率，所以该装置相对于由现有技术已知的用于碾碎的装置具有降低的能源消耗。下面还要详细说明的方法也具有所述的优点。
[0023]此外，在起动转矩很小时或者说在最大转矩降低时传递到必要时布置在马达和驱动轴之间的传动机构上的负荷得以降低。
[0024]因为传动机构由此需要承受很小的负荷，所以能够采用简化的传动机构，由此获得经济优势以及各传动机构提高了使用寿命。对传动机构来说还能够降低相应尺寸，因此根据本发明的装置具有紧凑结构的特点。
[0025]通过由于起动转矩降低而使驱动轴受到较小负荷能够提高驱动轴的使用寿命。还能够采用具有较小尺寸或者说具有减小的横截面直径的驱动轴，该驱动轴购置费用更有利，并且能够具有质量较小以及空间需求减小的特点。
[0026]根据本发明，至少一个搅拌元件与驱动轴的同轴的相对旋转运动或者说旋转间隙是受限的。如果起动根据本发明的用于加工固体材料的装置，那么如前所述，由此产生驱动轴的转动，其中，在开始转动时该至少一个搅拌元件由于旋转间隙而没有与驱动轴一起转动。
[0027]如果驱动轴在转动小于360°的过程中已经产生预定的相对位置或者说与至少一个搅拌元件的预定的相对旋转位置，那么在继续转动的过程中，该至少一个搅拌元件与驱动轴一起并且通过驱动轴旋转运动。从共同旋转地运动开始维持该至少一个搅拌元件和驱动轴的相对位置。在优选的实施方式中，在驱动轴与至少一个搅拌元件的预定的相对位置上，能够在该至少一个搅拌元件和驱动轴之间进行机械联接。
[0028]在至少一个搅拌元件与驱动轴的进一步共同转动的过程中，该至少一个搅拌元件的旋转频率与驱动轴的旋转频率相同。通过多个搅拌元件的转动使得碾磨体在根据本发明的装置的碾磨容器中运动，与此同时碾碎各种碾磨材料。
[0029]在各碾磨材料的碾碎过程结束时，驱动轴以及经由驱动轴旋转地运动的搅拌元件停止转动。然后，至少一个搅拌元件能够与驱动轴脱开并且经由前述旋转间隙相对于驱动轴运动。如果重新起动碾碎过程，那么搅拌元件首先没有联接到驱动轴上。起动转矩相比于所有搅拌元件都与驱动轴始终构成联接的情况得到降低。如果驱使驱动轴转动，那么可以从驱动轴以小于360°转动开始，使至少一个搅拌元件与驱动轴联接地转动。
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