Das Funktionsprinzip einer Vertikalkugelmühle besteht darin, dass die Materialien durch Aufprall und Abrieb zerkleinert werden. Die Mühle arbeitet mit sich schnell bewegenden Kugeln in einer vertikalen Mahlkammer, in der die Rührwelle die Stahlkugeln antreibt und eine wirbelartige Bewegung erzeugt. Diese Bewegung erzeugt eine Quetschkraft, die das Material zerkleinert und zermalmt und so den gewünschten Mahleffekt erzielt.
Prall und Attrition:
- Aufprall: Darunter versteht man den Druck, der entsteht, wenn zwei schwere Gegenstände aufeinanderprallen. In einer Vertikalkugelmühle erfolgt der Aufprall, wenn die Stahlkugeln auf das zu mahlende Material treffen. Durch diesen Aufprall werden die Materialien in kleinere Partikel zerlegt.
- Zerkleinerung: Bei diesem Prozess wird das Material durch Reibung und Abrieb der Partikel aneinander oder an den Stahlkugeln verkleinert. Da sich die Kugeln wirbelförmig bewegen, stoßen die Materialien zusammen und reiben aneinander, was die Zerkleinerung weiter unterstützt.
Aufbau und Funktionsweise:
- Vertikale Mahlkammer: Die Mühle besteht aus einer großen vertikalen Mahlkammer mit einem mittig angeordneten Rührwerk. An diesem Rührwerk sind mehrere Mahlscheiben angebracht, die sich drehen, um die für die Zerkleinerung erforderliche Bewegung zu erzeugen.
- Rührwerkswelle und Stahlkugeln: Die Rührwelle treibt die Stahlkugeln an, die sich in einer Wirbelform bewegen. Diese Kugeln aus rostfreiem Stahl sind für den Mahlprozess von entscheidender Bedeutung, da sie die nötige Kraft aufbringen, um die Materialien zu zerkleinern.
- Materialfluss: Das vorgemischte Material tritt am Boden der Mühle ein, wird von den rotierenden Scheiben geschert und tritt durch eine Trennvorrichtung am oberen Ende des Behälters aus. Dies gewährleistet einen kontinuierlichen Betrieb und eine effiziente Vermahlung.
Herausforderungen und Beschränkungen:
- Vertikale Kugelmühlen haben aufgrund der Schwerkraft, der Flotation der Medien und des Abriebs in der Regel eine begrenzte Füllmenge der Medien. Diese Faktoren verhindern, dass sie mit so vielen Medien beladen werden können wie horizontale Mühlen.
- Die Erzielung sehr feiner Partikelgrößen kann bei Vertikalmühlen aufgrund der Art ihres Betriebs und der beteiligten Kräfte eine Herausforderung darstellen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Vertikalkugelmühle nach dem Prinzip des Aufpralls und der Reibung arbeitet und eine Rührwelle und Stahlkugeln in einer vertikalen Mahlkammer verwendet, um Materialien effektiv zu mahlen und zu zerkleinern.
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