用于搅拌球磨机的搅拌轴、搅拌球磨机和用于制造搅拌球磨机的搅拌轴的方法技术

本发明专利技术涉及用于搅拌球磨机的搅拌轴，其中，搅拌轴具有纵轴线和配备有搅拌元件的外侧面，其中，搅拌轴与搅拌元件一件式地构造并且由陶瓷材料构成。本发明专利技术还涉及用于制造搅拌球磨机的搅拌轴的方法。

Mixing shaft for mixing ball mill, mixing ball mill and method for manufacturing mixing shaft for mixing ball mill

【技术实现步骤摘要】
用于搅拌球磨机的搅拌轴、搅拌球磨机和用于制造搅拌球磨机的搅拌轴的方法
本专利技术涉及根据独立权利要求的特征的用于搅拌球磨机的搅拌轴、搅拌球磨机和用于制造搅拌球磨机的搅拌轴的方法。
技术介绍
本专利技术涉及搅拌球磨机，尤其用于搅拌球磨机的搅拌工具。搅拌球磨机是用于使碾磨材料粗粉碎、精粉碎和超精粉碎或均质化的设备。搅拌球磨机由竖直或水平布置的、大多近似圆柱形的碾磨容器构成，碾磨容器的70％至90％填充有碾磨体。在搅拌球磨机中碾磨容器通常静止地支承。许多传统已知的碾磨机通过在其中一个端壁中的中央开口进行填充。替代地也可直接通过碾磨缸进行填充。在碾磨过程期间待磨碎的产品连续地从产品入口沿轴向通过碾磨腔流至产品出口。对此悬浮的固体材料通过在碾磨体之间的冲击力和剪切力被粉碎或分散。然后在排出区域中使碾磨辅助体与产品流分开。根据结构形式进行排出并且例如通过碾磨机端部处的筛子排出。搅拌工具通常由搅拌工具轴形成，搅拌工具轴用于使呈盘片或径向突出的销的形式的搅拌元件转动，尤其用于使碾磨材料的分布在液体中的固体材料散开并且粉碎。搅拌工具轴通常以通过马达驱动。作为合适的搅拌元件尤其使用盘式搅动机，盘式搅动机具有多个布置在搅拌轴上的碾磨盘。碾磨盘大多为圆形并且可具有通孔。经由通孔尤其确保产品流动。在碾磨缸的内侧和搅拌工具之间构造有环形的碾磨间隙，在搅拌球磨机运行时待粉碎的碾磨材料位于碾磨间隙中。搅拌工具被驱动转动并且对碾磨间隙之内的碾磨材料施加应力，由此使碾磨材料粉碎，这一方面通过碾磨辅助体且另一方面通过搅拌工具的搅拌元件来辅助。尤其借助搅拌轴使碾磨材料和碾磨辅助体密集运动。对此，通过冲击、压力、剪切和摩擦粉碎碾磨材料的固体材料颗粒。搅拌轴或搅拌工具优选由耐磨的材料、尤其由金属或陶瓷材料构成，例如WO2000/054884A描述了一种搅拌球磨机，其中搅拌工具、尤其盘式搅拌元件由陶瓷材料构成。DE2626757A1公开了一种搅拌螺旋桨，搅拌螺旋桨构造成，只有相对简单和便宜的部件经受磨损并且这些部件可轻松替换。此处可为经济的是，这些简单的部件由特别耐磨的材料、例如陶瓷制成。许多的化学、机械或其他过程都在产生工艺热量的情况下完成，工艺热量会对工艺过程本身或使用的原材料有不利影响，因为例如参与工艺的物质是温度敏感的或温度改变对工艺速度有影响并进而难以有序的进行该工艺。由此通常例如通过借助合适的冷却装置或冷却方法排走产生的工艺热量来使工艺进程稳定。在容器中经历的工艺过程在此大多经由容器壁被调温，例如通过在壁部上延伸的冷水管或热水管被调温或通过使与第一容器径向间隔布置的另一外部容器环绕第一容器，从而在两个容器之间形成空腔，可为热水流或冷却剂流的流体流可通过该空腔以便运输工艺热量。在碾磨过程中也产生热量。根据产品必须排走热量或必须防止形成热量。问题尤其是在搅拌球磨机中期望具有大的碾磨容积或期望较高的效率。为了在碾磨过程期间进行冷却例如使得碾磨缸构造成可冷却的。例如公开文献DE3614721A1描述了具有冷却外罩的碾磨容器的构造作为现有技术。该文献还公开了，搅拌工具转子在其圆周上还可设有至少一个冷却通道。此外在公开文献WO2007/042059A1中示出了具有冷却外罩的碾磨容器。在该文献中描述的搅拌工具碾磨机还具有内定子，内定子同样可被冷却。搅拌工具构造成盆状并且包括筒状的转子。如在DE3614721A1的上下文中所述，替代地或额外地也可经由搅拌工具转子实现冷却。公开文献DE3015631A1描述了由内圆柱体和外圆柱体构成的搅拌工具，在内圆柱体和外圆柱体之间构造环形的冷却空间，其中为了冷却将输送冷却剂的管道轴平行地布置在冷却空间之内，管道连接冷却剂的输送管。另一可冷却的搅拌轴在专利文献DE10241924B3中公开，其中，为了冷却而使用不同横截面形状的管状材料，在其内部布置内管，内管在近似整个长度上延伸，其中，管的内部空间与冷却剂流入部连接并且外部空间与冷却剂流出口连接。从一定的结构尺寸开始，由陶瓷制成的搅拌轴或搅拌工具必须由多个部件构成。为了使单个零件彼此匹配地制造，需要很多磨削工作，由此由于所需的工作时间成本非常高。此外在由多个部件组装搅拌轴时产生所谓的死区，碾磨材料和/或碾磨辅助体会卡在死区中并因此污染机械空间。这种多件式的陶瓷轴还非常易于断裂、尤其在安装、拆卸、清洁和维修时易于断裂。此外至今都不能制造具有冷却装置的陶瓷转子。
技术实现思路
本专利技术的目的是以简单且成本有利的方式制造用于搅拌球磨机的搅拌轴，尤其用在高性能搅拌球磨机中的可冷却的搅拌轴。上述目的通过包括在独立权利要求中的特征的用于搅拌球磨机的搅拌轴、搅拌球磨机和用于制造搅拌球磨机的搅拌轴的方法实现。其他的有利设计方案通过从属权利要求描述。搅拌球磨机用于借助碾磨辅助体加工以及尤其粉碎碾磨材料并且具有包括碾磨材料入口和产品出口的碾磨容器，为碾磨容器配备搅拌工具，搅拌工具至少部分地布置在碾磨容器之内。搅拌工具包括驱动装置、布置在驱动装置上的且在旋转方向上旋转的搅拌轴和至少一个布置在搅拌轴上的搅拌元件。搅拌轴具有优选圆柱形的基体，基体具有纵轴线，其中，在基体上布置至少一个搅拌元件、优选多个搅拌元件。尤其搅拌轴具有配备有搅拌元件的外侧面。搅拌轴的纵轴线通常与碾磨容器的纵轴线重合。驱动装置通常布置在碾磨容器之外并且经由贯穿容器壁的驱动轴与布置在碾磨容器之内的搅拌轴连接。碾磨容器优选构造成圆柱形并且卧式地或立式地布置，从而搅拌轴相应卧式地或立式地布置。碾磨容器也可具有其他构型并且例如可构造成截锥形。在这种情况下搅拌轴优选与此对应地同样构造成截锥形。至少一个搅拌元件例如构造成凸轮，凸轮优选近似地在周向上从搅拌轴离开地朝搅拌球磨机的碾磨容器的内侧的方向延伸。在搅拌轴的外侧面和碾磨容器的内侧面之间构造环形的碾磨间隙，由碾磨材料和碾磨辅助体构成的混合物位于碾磨间隙中。由于搅拌轴的旋转，在碾磨间隙之内的碾磨材料由于例如通过颗粒彼此碰撞、由于剪切力等引起的应力而被粉碎。通过搅拌元件将额外的能量引入尤其作用到碾磨辅助体上，搅拌元件辅助粉碎操作。搅拌轴与搅拌元件一件式构造并且制造以及优选由陶瓷材料构成。特别优选搅拌轴由碳化硅(SiC)，具有游离硅的碳化硅(SiSiC)，氮化硅，二氧化锆或混合陶瓷制成。碳化硅陶瓷具有高度耐磨性、低的热冲击敏感性、低的热膨胀性、高的导热性、良好的耐酸性和耐碱性并且重量轻并且在高于1400℃的温度下保持其有利性能。此外，碳化硅在毒理学上是无害的，因此也可用于食品工业。尽管与碳化硅相比，氮化硅的硬度降低，然而，通过烧结工艺，可以实现β-氮化硅晶体的柱形再结晶，这使得材料的断裂韧性增加。高断裂韧性与小缺陷尺寸相结合，使氮化硅成为具有最高强度的工程陶瓷材料之一。由于高强度、低热膨胀系数和相对低的弹性模量的组合，氮化硅陶瓷特别适用于热冲击应力部件。与其他陶瓷材料相比，二氧化锆对裂纹的传播具有非常高的抵抗力。此外，二氧化锆陶瓷具有非常高的热膨胀，因此人们在实现陶瓷和钢之间的连接时更愿意选择。...

【技术保护点】
1.用于搅拌球磨机(50)的搅拌轴(1)，其中，所述搅拌轴(1)具有纵轴线(L)和配备有搅拌元件(3)的外侧面(5)，其中，所述搅拌轴(1)与所述搅拌元件(3)一件式地构造并且由陶瓷材料构成。/n

【技术特征摘要】
20180913 DE 102018122395.11.用于搅拌球磨机(50)的搅拌轴(1)，其中，所述搅拌轴(1)具有纵轴线(L)和配备有搅拌元件(3)的外侧面(5)，其中，所述搅拌轴(1)与所述搅拌元件(3)一件式地构造并且由陶瓷材料构成。


2.根据权利要求1所述的搅拌轴(1)，其特征在于，所述搅拌轴(1)具有至少一个冷却通道(6)，所述至少一个冷却通道优选至少局部地平行于所述搅拌轴(1)的纵轴线(L)地延伸。


3.根据权利要求2所述的搅拌轴(1)，其特征在于，所述至少一个冷却通道(6)构造成曲折的。


4.根据权利要求2或3所述的搅拌轴(1)，其特征在于，所述至少一个冷却通道(6)在至少两个区域中分别平行于所述搅拌轴(1)的纵轴线(L)延伸，其中，在两个平行延伸的区域之间构造换向区域，尤其其中，冷却剂在相反的流动方向上流过至少两个经由换向区域彼此连接的区域。


5.根据权利要求4所述的搅拌轴(1)，其特征在于，冷却剂在相反的流动方向上流过每两个平行延伸的区域，所述每两个平行延伸的区域布置在所述搅拌轴(1)的共同半径(R1、R2或R3)上。


6.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌轴(1)，其特征在于，所述搅拌轴(1)具有位于末端的第一子区段(I)，所述搅拌轴(1)在所述第一子区段上能布置在驱动轴(70)上，其中，所述搅拌轴(1)还具有中间的第二子区段(II)和位于末端的第三子区段(III)。


7.根据权利要求5所述的搅拌轴(1)，其特征在于，所述至少一个冷却通道(6)在位于末端的第一子区段(I)之内且至少局部地在中间的第二子区段(II)之内延伸，尤其其中，所述至少一个冷却通道(6)延伸通过所有三个子区段。


8.根据权利要求6或7所述的搅拌轴(1)，其特征在于，所述中间的第二子区段(II)具有第一空心的内腔(12)、尤其圆柱形构造的第一空心的内腔(12)，所述内腔具有纵轴线，所述纵轴线构造成与所述搅拌轴(1)的纵轴线(L)重合。


9.根据权利要求6或7所述的搅拌轴(1)，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·弗莱萨，U·恩德勒，H·默舍尔，
申请(专利权)人：耐驰精细研磨技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE