适于球磨机或搅拌球磨机的预磨碎装置及具有预磨碎装置的球磨机

摘要

本发明涉及适于球磨机或搅拌球磨机(1)的预磨碎装置，其中预磨碎装置(7)设置在球磨机或搅拌球磨机(1)的研磨物料入口(4)和研磨室(2R)之间，并包括构成为固定的第一磨碎器具(20)和可旋转地移动的第二磨碎器具(30)，在其间形成磨碎间隙(S)。构成为固定的第一磨碎装置(20)是设置在研磨容器(2)中的磨碎环(21)。根据本发明，构成为固定的第一磨碎器具(20)包括内齿系统(26)。第二磨碎器具(30)包括第一子区域(34)和第二子区域(35)。第二子区域(35)包括适于研磨物料的引导结构(37)，研磨物料通过引导结构能够在第一子区域(34)的方向上进行引导。第二磨碎器具(30)的第一子区域(34)包括第一外齿系统(36)。第一磨碎器具(20)和第二磨碎器(30)具设置为使得：第二磨碎器具(30)的第一子区域(34)的外齿系统(36)大部分接合到第一磨碎器具(20)的内齿系统(26)，由此形成磨碎间隙(S)。本发明还涉及具有预磨碎装置(7)的球磨机(1)。

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1前序部分特征所述的适于球磨机或搅拌球 磨机的预磨碎装置以及根据权利要求11前序部分特征所述的具有预磨碎装 置的球磨机。

背景技术

本发明涉及适于球磨机或搅拌球磨机的预磨碎装置和具有预磨碎装置 的球磨机。球磨机是适于研磨物料的粗粒的、精细的和极其精细的磨碎或 均质化的一种装置。其包括被导致旋转的研磨室，其中研磨物料在研磨室 中由研磨体磨碎。球磨机通常包括安装成可水平旋转的大致圆柱形的研磨 容器。球磨机通过在端壁之一处的中央开口被填充，在端壁之一处的中央 开口即所谓的研磨物料入口。输出取决于设计并且例如经由在球磨机端部 处的研磨室壁上的槽进行，其中研磨体被分离装置阻挡。

球磨机的一种特殊形式是搅拌球磨机。搅拌球磨机包括垂直或水平设 置的、通常为大致圆柱形的研磨容器，研磨容器的70％至90％被填充有研 磨体。在搅拌球磨机的情况下，研磨室通常安装成固定的、不旋转的。具 有合适的搅拌元件的搅拌器提供研磨体的高强度运动。研磨物料悬浮体被 连续地泵送通过研磨室。悬浮固体通过研磨体之间的冲击力或剪切力被磨 碎或被分散。借助在自研磨机的出口处的合适的分离装置来进行研磨物料 和研磨体的分离。

文献DD217434B1描述了一种垂直设置的搅拌球磨机，其在上部入口 区域中包括连接到搅拌轴的预磨碎装置。所述预磨碎装置包括设置成可旋 转地固定到搅拌轴的粉碎圆锥体和固定到研磨容器的粉碎环。研磨物料被 引入到粉碎圆锥体和粉碎环之间的粉碎间隙内，并由此在研磨物料落入研 磨容器之前经过预磨碎，在所述研磨容器中研磨物料通过搅拌轴和研磨体 被进一步加工。

文献DE102008058585A1公开了一种具有水平设置的研磨室和搅拌 轴的搅拌球磨机，其中，所述预磨碎装置设置在研磨物料入口和研磨室之 间，所述预磨碎装置包括对研磨室的间隙保护。这因此防止研磨体能够回 流并进入到预磨碎装置内。

EP1980323B1描述了具有切割转子的切割系统，切割转子包括在面向 外的表面处的转子条，具有切割边缘的转子切割板关于面向外的表面被固 定。具有环形基部和定子条的定子环围绕切割转子设置。定子条分别包括 具有定子切割板的面向内的定子凹槽。定子切割板分别设置和固定成使得 它们分别对置于转子切割板定位。

本发明要解决的问题是改善研磨物料的固体成分的预磨碎，特别是提 供一种预磨碎装置，其中粗颗粒和/或杂质的堵塞问题被减少或最小化。

上述问题通过包括权利要求1中所述特征的适于球磨机或搅拌球磨机 的预磨碎装置以及包括权利要求11中所述特征的具有预磨碎装置的球磨机 来解决。更多的有利的实施例由从属权利要求描述。

发明内容

本发明涉及适于球磨机或搅拌球磨机的预磨碎装置。预磨碎装置在研 磨容器中设置于球磨机或搅拌球磨机的研磨物料入口和研磨室之间，并特 别是用于执行研磨物料的预磨碎，从而使得进入到研磨室内的研磨物料现 在优选仅包括具有预定最大尺寸的成分。预磨碎装置包括构成为固定的第 一磨碎器具和可旋转地移动的第二磨碎器具，在第一磨碎器具和第二磨碎 器具之间形成磨碎间隙。构成为固定的第一磨碎装置特别是设置在研磨室 中的磨碎环。

根据本发明，构成为固定的第一磨碎器具包括内齿系统。所述第二磨 碎器具包括第一子区域和第二子区域。磨碎间隙特别是形成在构成为固定 的第一磨碎器具和第二磨碎器具的第一子区域之间。所述第二磨碎器具的 第二子区域包括适于研磨物料的引导结构。引导结构特别是用于将经由研 磨物料入口进入的研磨物料在所述第二磨碎器具的第一子区域的方向上馈 送，并且因此在预磨碎装置的形成于磨碎环和第一子区域之间的磨碎间隙 的方向上馈送。

所述第二磨碎器具的第一子区域包括第一外齿系统。第一磨碎器具和 第二磨碎器具设置为使得：第二磨碎器具的第一子区域的外齿系统大部分 接合到特别是磨碎环的第一磨碎器具的内齿系统，由此形成磨碎间隙。磨 碎间隙形成内齿系统和外齿系统之间的最小距离。内齿系统和外齿系统例 如可在很大程度上以彼此形状配合的方式构成。然而，齿通过磨碎间隙的 最小距离彼此分离，即两个磨碎器具的齿彼此不接触。

根据一个优选的实施例，第二磨碎器具的第二子区域的引导结构由这 个子区域的稀疏的外齿系统构成。特别地，第二子区域包括具有第二外齿 的第二外齿系统，第二外齿具有第二齿高度和第二齿宽度。第二齿高度和 第二齿宽度大于在所述第二磨碎器具的第一子区域中的前述第一外齿的第 一齿高度和第一齿宽度。

稀疏的外齿系统特别是具有单个齿(individualteeth)的齿宽度，当在 相邻的第一子区域的方向上观察时，齿宽度从第二子区域的自由端开始增 加。可替代地和/或另外地，第二外齿的齿高度也可在相邻的第一子区域的 方向上降低。齿形状的描述特别涉及所述第二外齿的外表面。

根据本发明的一个实施例，界定第二外齿的外表面的侧面具有弯曲的 走向。特别地，两个侧面中的一个侧面具有更显著的曲率，其结果是形成 第二外齿的外表面在相邻的第一子区域的方向上的加宽。

根据一个实施例，第二磨碎器具的第一子区域的第一外齿系统在第二 子区域的第二外齿系统的外表面上延伸，即第二子区域已经构成所谓的双 齿系统，其中稀疏的外齿系统的外表面具有叠加的细密的齿系统。细密的 齿系统基本上对应于第二磨碎器具的第一子区域的第一外齿系统。

根据一个特别优选的实施例，可旋转地移动的第二磨碎器具的第二子 区域构成为具有截锥体底面和截锥体顶面的截锥形区域。第一子区域可构 成为具有圆柱底面的大致圆柱区域。可替代地，所述第一子区域也可构成 为截锥形区域。第二子区域的截锥体底面与第一子区域的圆柱底面是大致 相同的。具有圆柱底面的大致圆柱区域邻近于截锥形区域的截锥体底面定 位。在该实施例中，具有第一外齿的第一外齿系统被分配给大致圆柱区域， 所述第一外齿具有第一齿高度和第一齿宽度。第一外齿构成为对应于第一 磨碎器具的内齿系统的内齿，特别是对应于磨碎环的内齿系统的内齿。第 一磨碎器具和第二磨碎器具设置为使得：圆柱区域的外齿系统大部分接合 到第一磨碎器具的内齿系统，由此形成磨碎间隙，其中磨碎间隙形成内齿 系统和外齿系统之间的最小距离。

第二磨碎器具的截锥形区域包括具有第二外齿的第二外齿系统，所述 第二外齿在截锥体顶面和截锥体底面之间的外部侧表面的区域内。第二外 齿具有第二齿高度和第二齿宽度，其大于在第二磨碎器具的圆柱区域内的 第一外齿的第一齿高度和第一齿宽度。此外，可做出如下规定：第二外齿 的齿宽度从截锥体顶面在圆柱区域的方向上增加和/或所述第二外齿的齿 高度在圆柱区域的方向上减小。特别地，分别界定外齿的外表面的侧面或 边缘具有曲率。特别地，侧面中的一个侧面更加显著地弯曲，其结果是产 生第二外齿在圆柱区域的方向上的加宽。所述第二磨碎器具的圆柱区域的 第一外齿系统优选在第二磨碎器具的截锥形区域的第二外齿系统上延续。

本发明涉及在球磨机或搅拌球磨机的入口区域内、特别是在研磨物料 入口和研磨室之间的区域内用于粗粒的成分、特别是坚果的预磨碎的装置。 球磨机或搅拌球磨机特别是用于研磨湿的研磨物料，但也可用于干燥的研 磨操作。预磨碎装置特别是由两个部分构成，并包括构成为固定的磨碎环 和以移动的方式、特别是可旋转的方式设置的磨碎器具。磨碎环包括在内 部侧表面的区域中的内齿系统。磨碎器具包括具有第一齿的第一区域和具 有第一齿和第二齿的第二区域，第一齿具有第一材料厚度和/或第一材料高 度，第一齿具有第一齿的第一材料厚度和/或第一材料高度以及第二齿具有 第二齿的第二材料厚度和/或第二材料高度。第一材料厚度和/或第一材料 高度优选小于第二材料厚度和/或第二材料高度。特别地，磨碎器具的齿的 第一材料厚度和/或第一材料高度对应于磨碎环的内齿的材料厚度和/或材 料高度。磨碎器具的第二齿在预磨碎装置的进入区域内所构成的厚度比磨 碎器具的第一齿在磨碎或粉碎环的区域中的厚度更厚。

在磨碎器具的第二区域中的稀疏的第二齿还具有渐细的齿形状。特别 地，齿形状在截锥形磨碎器具的背离磨碎环的自由端区域的方向上或在构 成为截锥体的磨碎器具的顶面的方向上逐渐变细。

作为磨碎器具的更大的第二齿的结果，粗颗粒可被更好地拾取并经过 预磨碎。整个预磨碎装置以如下这样的方式构成和设置在研磨物料入口和 研磨室之间：尽可能不形成死角(deadspace)，以避免粗颗粒和/或杂质被 卡住。本发明发现球磨或搅拌球磨机特别适用于生产巧克力浆、巧克力填 充物和其它食品。然而，本发明也适用于将被研磨的其它产品，而且也可 以用于研磨物料悬浮体，或者具有合适的尺寸的话，也适于在采矿等中的 研磨物料的预磨碎。

本发明的新颖之处从而包括细密的齿系统和稀疏的齿系统的组合，特 别是与稀疏的齿系统的渐细的齿形状的组合，这产生在粗粒的产品成分的 情况下的更好的进入行为，特别是当研磨物料包括不同尺寸的产品成分时。 作为稀疏的齿系统的结果，在入口侧上形成更大的齿深度。因此通过根据 本发明的预磨碎装置，实现更好的泵送效果和/或湍流，这防止研磨物料或 产品粘在入口区域内。

成品第一磨碎器具，特别是设置有内齿系统的磨碎环，布置并固定在 球磨机或搅拌球磨机的研磨容器内。磨碎环以如下这样的方式布置：它将 球磨机或搅拌球磨机的内部空间分成研磨室和预备室。第二磨碎器具设置 并固定到沿着研磨容器的纵向轴线的旋转轴上，由此具有第一外齿的第二 磨碎器具的第一子区域设置为使得：第一外齿大部分接合到磨碎环的内齿 系统，由此形成磨碎间隙，该磨碎间隙形成最小距离。然后所述第二磨碎 器具的第二子区域设置在球磨机或搅拌球磨机的研磨物料入口和第一磨碎 器具或研磨室之间的预备室内。

构成为固定的第一磨碎器具通常具有外径，其大致对应于研磨容器的 内径并且设置并固定在研磨容器内。根据本发明的一个实施例，第二磨碎 器具设置并固定到搅拌球磨机的可旋转搅拌轴上。当预磨碎装置在球磨机 中被使用时，其自身的驱动器设置成用于所述第二磨碎器具。

通过根据本发明的装置，适于大型磨机、特别是湿式研磨机的研磨物 料可在通过辅助研磨器具在研磨室中进一步加工它之前有利地经过预磨 碎。作为旋转的磨碎器具的稀疏的齿系统的结果，将研磨物料引入到研磨 室内也得到改善，以及至少大部分地防止在研磨物料入口和研磨室之间的 预备室内的研磨物料的残留物。

在磨机的组装过程中根据本发明的预磨碎装置可被直接集成到磨机 内。然而，也可随后借助根据本发明的预磨碎装置对磨机进行改造，现有 的预磨碎装置在合适时必须被事先拆除。

附图说明

本发明实施例的示例及其优点在下文借助于附图更详细地解释说明。 在附图中各个元件相对于彼此的尺寸比例并不总是对应于实际尺寸比例， 因为有些形状简化地表示以及其它形状相对于其它元件被放大地表示以便 更好地解释说明。

图1示出具有根据现有技术的垂直设置的研磨容器和搅拌器的搅拌球 磨机的示意图。

图2示出具有根据现有技术的水平布置的研磨容器和搅拌器的搅拌球 磨机的示意图。

图3示出根据本发明的预磨碎装置的第一磨碎器具的多个视图。

图4示出根据本发明的预磨碎装置的第二磨碎器具的多个视图。

图5示出在第一磨碎器具和第二磨碎器具之间的齿系统的细节。

图6示出通过根据本发明的预磨碎器具的剖视图。

具体实施方式

相同的附图标记用于本发明的相同或作用相同的元件。此外，为了更 清楚起见，仅在用于描述的相应附图所需的各个附图中呈现附图标记。所 呈现的实施例仅表示示例，以便表明根据本发明的装置或根据本发明的方 法可如何构成，但并不代表决定性的限制。

图1示出根据现有技术的具有垂直设置的研磨容器2和搅拌器3的搅 拌球磨机1a的示意图。搅拌球磨机1a包括上部研磨物料入口4和下部研 磨物料出口5，分离装置6被分配到下部研磨物料出口5。分离装置6将研 磨体(未示出)阻挡在研磨容器2中。搅拌球磨机1a还包括连接到搅拌器 3的搅拌轴3*的预磨碎装置7。所述预磨碎装置包括设置成被可旋转地固 定到搅拌轴3*上的粉碎圆锥体8和被固定到研磨容器2的粉碎环9。研磨 物料被引入到粉碎圆锥体8和粉碎环9之间的粉碎间隙S内，并且由此在 研磨物料落入研磨容器2之前经过预磨碎，在研磨容器2中所述研磨物料 通过搅拌器3和研磨体被进一步加工。研磨产物然后经由研磨物料出口5 从搅拌球磨机1a被去除。

图2示出具有根据现有技术的水平设置的研磨容器2和搅拌器3的另 一搅拌球磨机1b的示意图。搅拌球磨机1b包括上部研磨物料入口4和居 中设置在研磨容器2相对侧上的研磨物料出口5、被分配到所述研磨物料 出口的分离装置6。分离装置6将研磨体M阻挡在研磨容器2中。搅拌球 磨机1b还包括连接到搅拌轴3*的预磨碎装置7。所述预磨碎装置包括设置 成被可旋转地固定到搅拌器3的搅拌轴3*上的粉碎圆锥体8和被固定到研 磨容器2的粉碎环9。研磨物料被引入到粉碎圆锥体8和粉碎环9之间的 粉碎间隙S内，并且由此在研磨物料进入研磨容器2之前经过预磨碎，在 研磨容器2中所述研磨物料通过搅拌器3和研磨体M被进一步加工。研磨 产物然后经由研磨物料出口5从搅拌球磨机1b被去除。预磨碎装置7包括 对研磨室2R的间隙保护，所述间隙保护防止研磨体M能够回流并进入预 磨碎装置7。

根据本发明的预磨碎装置7(具体参见图6)包括构成为固定的第一磨 碎器具20(参见图3)和可旋转地移动的第二磨碎器具30(参见图4)，在 第一磨碎器具20和第二磨碎器具30之间形成磨碎间隙S。特别地，第一 磨碎器具20构成为所谓的磨碎环21以及第二磨碎器具30构成为所谓的细 长截锥体31。预磨碎装置以如下这样的方式被设置在研磨物料入口4和研 磨室2R之间(还参见图1、图2和图6)：在面向研磨室2R的一侧上的第 二磨碎器具30至少部分地接合到第一磨碎器具20内，由此形成磨碎间隙 S，从而研磨物料在进入研磨室2R时必须通过磨碎间隙S，由此它经过预 磨碎。

图3示出根据本发明的预磨碎装置的第一磨碎器具20的多个视图，特 别地，图3B表示沿根据图3A的截线A-A的剖面。第一磨碎器具20特别 是构成为磨碎环21。磨碎环21的内圆周表面24包括所谓的内齿系统，所 述内齿系统包括内齿26。

图3C示出构成为磨碎环21的第一磨碎器具20的透视图以及图3D示 出图3A的细节。特别地，在此可以清楚地看出在内圆周表面24内的内齿 系统具有细密的内齿26。

图4示出根据本发明的预磨碎装置的第二磨碎器具30的多个视图，特 别地，图4C表示沿根据图4B的截线A-A的剖面。图4D示出图4C的细 节。图4E示出在顶面DF上观察的第二磨碎器具30的俯视图。

第二磨碎器具30包括构成为截锥体35的区域和圆柱区域34。构成为 截锥体35的区域具有底面GF、顶面DF和外部侧表面AF₃₅。圆柱区域34 包括圆柱底面ZF和外部侧表面AF₃₄，圆柱底面ZF具有与截锥体35的底 面GF相同的剖面或相同的直径。

第二磨碎器具30至少部分地包括第一外齿36。此外，第二磨碎器具 30至少部分地包括第二外齿37。特别地，第二磨碎器具30包括第一圆柱 区域34和第二截锥形区域35，第一圆柱区域34具有第一齿36，第二截锥 形区域35具有第一齿36和第二齿37，第一齿36具有第一材料厚度和/或 第一材料高度，第二齿37具有第二材料厚度和/或第二材料高度，并且其 中第一材料厚度和/或第一材料高度小于第二材料厚度和/或第二材料高度。 特别地，第二磨碎器具30的细密的外齿36的第一材料厚度和/或第一材料 高度至少大部分对应于磨碎环21的内齿26的材料厚度和/或材料高度(也 参见图3)。

第二磨碎器具30的所谓的稀疏的齿37在预磨碎装置7的进入区域内 构成为比第二磨碎器具30的细密的齿36和/或第一磨碎器具20或磨碎环 21的细密的内齿26更厚。在第二磨碎器具30的第二区域35中的稀疏的 第二齿37还具有渐细的齿形状。特别地，齿形状在第二磨碎器具30的背 离磨碎环21的自由端部区域的方向上或在构成为截锥体35的第二磨碎器 具30的第二区域的顶面DF的方向上逐渐变细。

根据一个优选的实施例，细密的齿36在稀疏的外齿37的外部侧表面 上延伸。作为第二磨碎器具30的更稀疏的第二外齿37的结果，研磨物料 的粗颗粒可被更好地拾取并经过预磨碎。整个预磨碎装置以如下这样的方 式构成和设置在研磨物料入口4和研磨室2R之间(也参见图2和图6)： 尽可能不形成死角，以避免粗颗粒和/或杂质由于研磨物料而被卡住。

根据本发明的可选实施例，界定稀疏的外齿37的外部侧表面的侧面具 有弯曲的走向。特别地，两个侧面中的一个侧面具有更显著的曲率，其结 果是形成外齿37在相邻的圆柱子区域34的方向上的加宽。

图5示出在第一磨碎器具20和第二磨碎器具30之间的齿系统的细节， 特别是磨碎环21的细密的内齿26和第二磨碎器具30的圆柱区域34的细 密的外齿36的细节。细密的内齿26和细密的外齿36大部分彼此接合，从 而形成磨碎间隙S。磨碎间隙S限定磨碎环21的细密的内齿26和第二磨 碎器具30的圆柱区域34的细密的外齿36之间的最小距离，从而使得经由 磨碎间隙S进入研磨室2R内的研磨物料(参见图1、图2和图6)经过预 磨碎。细密的齿系统26、36和稀疏的齿系统37的组合，特别是与稀疏的 齿系统37的渐细的齿形状的组合，获得在粗粒的产品成分的情况下的改善 的进入行为，特别是当研磨物料包括不同尺寸的产品成分时。此外，更深 的齿深度通过稀疏的齿系统37被形成在入口侧上。因此通过根据本发明的 预磨碎装置，实现了更好的泵送效果和/或湍流，这防止产品粘在入口区域 10内(参见图2和图6)。

已经通过参照优选实施例对本发明进行了描述。但是本领域技术人员 可设想到对本发明进行修改或改变，而不由此脱离下面的权利要求的保护 范围。

附图标记列表

1搅拌球磨机

2研磨容器

2R研磨室

3搅拌器

3*搅拌轴

4研磨物料入口

5研磨物料出口

6分离装置

7预磨碎装置

8粉碎圆锥体

9粉碎环

10入口区域

20第一磨碎器具

21磨碎环

24内圆周表面

26内齿

30第二磨碎器具

31细长截锥体

34圆柱体/圆柱区域

35构成为截锥体的区域

36细密的外齿

37稀疏的外齿

AF外部侧表面

d直径

DF顶面

GF底面

M研磨体

Q剖面

S粉碎间隙/磨碎间隙

ZF圆柱体-底面