(57)【要約】      （修正有）【課題】長時間にわたって安定した粉砕処理または分散処理を可能にする分離装置を備えた攪拌ボールミルを提供する。【解決手段】攪拌ボールミルは、粉砕体を収容するための、及び、粉砕材料を収容するための粉砕室１００を備え、粉砕室は粉砕材料のための入口１１０を有し、撹拌機２００を備え、撹拌機２００は回転駆動されることが可能で、粉砕体及び粉砕材料を移動させるための撹拌手段２１０を有し、粉砕材料から粉砕体を分離するための分離装置３００が粉砕室に設けられ、また、粉砕室は、粉砕されて粉砕体から離された材料のための製品排出口３２０を有しており、粉砕材料は分離装置を通過して製品排出口へ送られる。分離装置は遠心沈降分離機３００として設計され、回転駆動されることが可能で、粉砕体と混合された材料の軸方向の入口３３２または軸の少なくとも近傍にある入口を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を微細に粉砕するまたは分散させるための撹拌ボールミルであって、
粉砕体を収容するための、及び、粉砕または分散されるべき前記材料を収容するための粉砕室（１００）と、
粉砕または分散されるべき前記材料の入口（１１０）と、
回転駆動され得る撹拌機（２００）であって、前記粉砕体、及び、粉砕または分散されるべき前記材料を、前記粉砕室（１００）で移動させるための少なくとも１つの撹拌手段（２１０）を有する、撹拌機（２００）と、
粉砕または分散された材料から前記粉砕体を分離するための分離装置（３００）と、
前記粉砕または分散されて粉砕体から離された前記材料のための、製品排出口（３２０）と、を備え、
前記粉砕または分散された材料は、前記分離装置（３００）を通過して前記製品排出口（３２０）へ送られ、
前記分離装置は遠心沈降分離機（３００）として設計されており、回転駆動され得る遠心沈降分離機（３００）は、前記粉砕体と混合された前記材料のための、軸方向の入口（３３２）または前記軸の少なくとも近傍にある入口を有することを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項２】
請求項１に記載の撹拌ボールミルであって、
前記分離装置（３００）は、杯状のアウターロータ（３３０）と、前記アウターロータに、回転するように支持されて接続されている同軸のインナーロータ（３４０）とを備え、
環状の遠心分離室（３５０）が、前記アウターロータと前記インナーロータとの間に配置されていることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項３】
請求項２に記載の撹拌ボールミルであって、
前記インナーロータ（３４０）は、同軸の分離管（３６０）を介して、前記アウターロータ（３３０）のベース部（３３４）に接続されていることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項４】
請求項３に記載の撹拌ボールミルであって、
前記分離管（３６０）には、当該分離管の円周に沿って、前記粉砕または分散された材料のための貫通口（３６１）が設けられていることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項５】
請求項４に記載の撹拌ボールミルであって、
前記遠心沈降分離機（３００）は、前記粉砕室（１００）の端壁（１０２）を貫通している中空軸（３２０）を介して回転駆動されることが可能であって、前記分離管（３６０）は、同軸上において前記中空軸（３２０）に開口していることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の撹拌ボールミルであって、
前記アウターロータ（３３０）には、当該アウターロータの円周に沿って、分離された粉砕体のための貫通口（３３３）が設けられていることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項７】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の撹拌ボールミルであって、
前記インナーロータ（３４０）は、前記入口（３３２）の方向を向いている端部において、円錐状の端部表面（３４１）を有しており、当該端部表面（３４１）は、前記アウターロータ（３３０）の、半径方向内側を向いている環状のフランジ（３３１）とともに管状の通路（３４２）を形成していることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の撹拌ボールミルであって、
前記遠心沈降分離機（３００）は、ディスク型の分離機として設計されていることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項９】
請求項３及び請求項８に記載の撹拌ボールミルであって、
少なくとも１つの円錐状の分離ディスク（３６２）が、前記分離管（３６０）に配置されていることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項１０】
請求項９に記載の撹拌ボールミルであって、
複数の分離ディスク（３６２）が、等間隔を開けて、前記分離管（３６０）に配設されており、
前記分離管（３６０）の前記貫通口（３６１）は、前記分離ディスク（３６２）の間に、かつ、前記分離ディスク（３６２）の横方向に沿って配置されていることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の撹拌ボールミルであって、
前記遠心沈降分離機（３００）はデキャンタとして設計されており、前記インナーロータ（３４０）は円筒形状に設計されているとともに、円錐状の端部表面（３４１）を有することを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の撹拌ボールミルであって、
前記撹拌機（２００）及び前記遠心沈降分離機（３００）は、互いに独立してあるいは共に、回転駆動され得るように設計されていることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の撹拌ボールミルであって、
搬送手段（３３６）が設けられ、当該搬送手段（３３６）によって、前記遠心沈降分離機（３００）から送り出された粉砕体が、前記撹拌機（２００）を含む前記粉砕室（１００）の前記粉砕空間へ運び戻されることが可能であることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の撹拌ボールミルであって、
前記少なくとも１つの撹拌手段の周りに少なくとも部分的に配置されている偏向手段をさらに備え、
前記偏向手段は、静的または動的であることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項１５】
請求項１４に記載の撹拌ボールミルであって、
前記偏向手段は、前記粉砕室における固定位置に配置されている、あるいは、前記遠心沈降分離機における前記アウターロータの延長部（３３５）によって形成されていることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の撹拌ボールミルであって、
前記粉砕室（１００）に追加の入口（１１１）をさらに備え、当該追加の入口（１１１）は、追加の製品懸濁液に、あるいは、前記製品懸濁液及び分散剤の少なくとも１つの液相に、供給を行うためのものであることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の撹拌ボールミルであって、
前記粉砕室（１００）は、回転対称の形状であることを特徴とする、撹拌ボールミル。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、独立請求項のプリアンブルに記載の撹拌ボールミルに関する。
撹拌ボールミルは、例えば、液相にある固体を粉砕あるいは分散させるために用いられ、具体的には、ナノテクノロジー製品及び微粉砕技術による製品、例えば、染料懸濁液、塗料、インク、陶磁器、農薬、充填剤懸濁液、化粧品、食品、医薬品、または、微生物に用いられる。
【０００２】
このような撹拌ボールミルでは、粉砕されるべきまたは液中で分散されるべき材料は、入口を介して粉砕室へ導入されて、粉砕室内にある粉砕体によって粉砕室において粉砕または分散される。この場合、材料は粉砕室内を徐々に移動し、粉砕または分散された材料は、まず、粉砕体を制止する分離装置を通って（例えば、動的な分離ギャップを通って、あるいは、溝付スクリーンを通って）、それから出口を通って、引き出される。このような撹拌ボールミルの基本的な機能は周知であり、例えば、欧州特許第０  ６２７  ２６２号あるいは独国特許２  ２１５  ７９０号に記載されている。
【０００３】
粉砕または分散された材料（製品）を粉砕体から分離するために、撹拌ボールミルは様々な分離技術を利用している。これらの技術の例は、回転子と固定子とを含む動的な分離ギャップや、例えば溝付スクリーンのようなスクリーンである。貫通通路の表面積が大きいため、スクリーンを用いてより高い処理能力を実現させることが、一般的に可能である。しかしながら、粉砕体が微細（例えば、０．２ｍｍ以下）な場合には、非常に幅の狭い溝付スクリーンが必要であり、それに伴う損失圧力は極めて大きいものである。従って、達成可能な処理能力が限られてしまう。
【０００４】
また、粉砕されるべき材料及び粉砕体の粒子は、極めて短い時間でスクリーンに堆積してしまうので、ミルが閉塞してしまう。
欧州特許第０  ７７１  ５９１号及び欧州特許第１  ４６８  ７３９号には、分類ホイールを用いて粉砕体を分離することが記載されている。分類ホイールでは、空気分離機の機構に類似した機構が作動し、それに対応して羽が設けられている。製品／粉砕体の混合物は、分類ホイールの遠心力に逆らう製品ポンプによって、分類ホイールへ供給される必要がある。粉砕体が遠心分離されて分類動作によって粉砕空間へと戻される一方で、製品は分類ホイールの中心へ送られ、そして製品排出口へと送られる。しかしながら、羽が設けられていることによって、分類ホイールが、同時に強力な遠心ポンプの働きをして、相応の高圧力を粉砕空間に生じさせる。それゆえ、この遠心ポンプでは、長期間にわたって安定した粉砕処理を確立することが難しい。そのうえ、ミルを通って粉砕材料を供給するためには、製品ポンプに相応の相当な高圧力を生成させなければならない。
【０００５】
それゆえ、本発明の目的は、粉砕体の分離に関して前述の問題が全く起こらないか、あるいは、少なくとも前述の問題がかなり低減される、上述のタイプの撹拌ボールミルを提案することである。具体的には、微細な粉砕体が上述の欠点を伴わずに分離されることを確実にすることである。
【０００６】
この目的は、本発明による、独立請求項に記載の機能を特徴とするような撹拌ボールミルによって達成される。本発明による撹拌ボールミルの有利な実施例は、従属請求項の主題である。
【０００７】
具体的には、材料を微細に粉砕または分散するための本発明による撹拌ボールミルは、好ましくは回転対称の形状を有する粉砕室を備える。粉砕室は、粉砕体を収容するためのものであって、また、粉砕または分散されるべき材料を収容するためのものである。粉砕室は、粉砕または分散されるべき材料のための入口を備える。粉砕室は、撹拌機を備える。撹拌機は、回転駆動可能であるとともに、少なくとも１つの撹拌手段を有する。撹拌手段は、粉砕体、及び、粉砕または分散されるべき材料を移動させるものである。分離装置は、粉砕体を、粉砕または分散された材料から分離するための分離装置であって、粉砕室に配置されている。粉砕室は、粉砕または分散されて粉砕体から離された材料のための製品排出口を備える。粉砕または分散された材料は、分離装置を通って製品排出口に送られる。分離装置は遠心沈降分離機として設計されている。遠心沈降分離機は回転駆動可能であって、粉砕体と混合された材料のための、軸方向入口、あるいは、軸の少なくとも近傍にある入口を有する。
【０００８】
粉砕体を分離するために遠心沈降分離機を用いることで、溝付スクリーンの使用を省略することが可能となり、溝付スクリーンの使用に伴う問題が発生しない。分類ホイールを用いて分離された粉砕体に関しては、分離されるべき製品／粉砕体の混合物が軸方向に供給される、または、軸の近傍に供給されるため、混合物を遠心分離ポンプの働きをする分類ホイールによって生じる上昇圧力に逆らって供給する必要がない、という利点がある。遠心沈降分離機は、上述のポンプの働きをせず分離手段としてのみ機能する。本発明による撹拌ボ−ルミルは、水平方向及び垂直方向（また、基本的にはこの２つの方向以外の方向）のいずれにおいても、設置及び作動が可能である。撹拌機及び遠心分離機が互いに角度をなして、具体的には互いに垂直をなして、配置され得ることも想定される。
【０００９】
一実施例では、分離装置は、本質的に杯状のアウターロータと、アウターロータに、回転するように支持されて接続されている同軸のインナーロータとを備える。また、本質的に環状の遠心分離室が、アウターロータとインナーロータとの間に配置されている。
【００１０】
別の実施例において、インナーロータは、同軸の分離管を介して、アウターロータのベース部に接続されている。また、分離管には、当該分離管の円周に沿って、粉砕された材料のための貫通口が設けられている。遠心沈降分離機は、粉砕室の端壁を貫通している中空軸を介して有利に回転駆動され得、さらに、分離管は、同軸上において中空軸に開口している。
【００１１】
さらなる実施例では、アウターロータには、当該アウターロータの円周に沿って、分離された粉砕体のための貫通口が設けられている。
インナーロータは、入口の方向を向いている端部において、好ましくは、円錐状の表面を有してもよい。この表面は、アウターロータの、半径方向内側を向いている環状のフランジとともに管状の通路を形成している。
【００１２】
また、別の実施例では、遠心沈降分離機は、ディスク型の分離機として設計されている。少なくとも１つの、好ましくは円錐状の分離ディスクが、分離管に配置されている。複数の分離ディスクが、好ましくは等間隔を開けて、分離管に配置されていると有利である。
【００１３】
さらなる実施例では、遠心沈降分離機はデキャンタとして設計されている。インナーロータは本質的には円筒形状に設計されており、好適に円錐状の端部表面を有する。
別の実施例では、撹拌機及び遠心沈降分離機は、互いに独立して回転駆動され得るように設計されている。それゆえ、具体的には、遠心沈降分離機の回転速度及び回転方向と、撹拌機の回転速度及び回転方向とを、互いに完全に独立して設定することができる。例えば、撹拌機及び遠心沈降分離機は、同じ方向あるいは逆の方向に回転されてもよいし、同じ回転速度であるいは異なる回転速度で回転されてもよい。これは、例えば、遠心沈降分離機及び撹拌機のそれぞれが別々の駆動軸を有し、別々のモータによって駆動され得るという設計事項によって達成できる。これによって、実際の作動状況に最適に適合させることができる。
【００１４】
さらなる実施例では、撹拌機及び遠心沈降分離機は、一緒に回転駆動され得るように設計されている。これは、例えば、遠心沈降分離機及び撹拌機が、共通の駆動軸を有し、当該共通の駆動軸を駆動するモータによって駆動され得るという設計事項によって達成できる。
【００１５】
また、別の実施例では、搬送手段が設けられており、具体的には、アウターロータに固定された搬送スクリュが設けられている。この搬送スクリュによって、遠心沈降分離機から送り出された粉砕体は、撹拌機を含む粉砕室の粉砕空間へと運び戻されることが可能である。
【００１６】
さらに別の実施例では、撹拌ボールミルは、少なくとも１つの撹拌手段の周りに少なくとも部分的に配置されている偏向手段を備える。この偏向手段によって、粉砕または分散されるべき材料は、撹拌手段の周りに直接延在する粉砕室の当該延在する部分へ向けられる。また、一実施例では、偏向手段は静的であってもよく、例えば、偏向手段は粉砕室における固定位置に配置可能であり、例としては、偏向手段が粉砕室の内壁に固定され得る。もう１つの実施例では、偏向手段は動的であってもよく、例えば、偏向手段は遠心沈降分離機にあるアウターロータの延長部分によって形成されていてもよい。
【００１７】
さらに有利な実施例では、粉砕室に追加の入口が設けられる。この追加の入口は、とりわけナノ懸濁液に生じ得る、粘度の著しい増大を抑えるために、追加の製品懸濁液に、あるいは、製品懸濁液および／または分散剤の液相に、供給を行うためのものである。
【００１８】
また、さらなる実施例では、入口または追加の入口は、粉砕室の撹拌機側端部に、あるいは、粉砕室の遠心沈降分離機側端部に、設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による撹拌ボールミルの、第１実施例を示す軸方向断面図である。
【図２】本発明による撹拌ボールミルの、第２実施例を示す軸方向断面図である。
【図３】本発明による撹拌ボールミルの、第３実施例を示す軸方向断面図である。
【図４】本発明による撹拌ボールミルの、第４実施例を示す軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明による撹拌ボールミルは、以下、４つの実施例を用いて、かつ、添付の図面を参照しつつ、より詳細に説明される。
次の点が、以下の説明に適用される。つまり、図面が不明瞭にならないように、詳細説明の直接関連する部分では言及されていない参照符号が図面に含まれている場合には、当該詳細説明における前の部分あるいは後続部分のそれらの参照符号について説明されている部分が参照される。また、図に示された、粉砕材料および／または粉砕体の流れを示す矢印に関していえば、矢印に付されたハッチングの濃淡によって、当該流れに含まれる粉砕体の割合が示される。すなわち、矢印のハッチングが顕著であるほど（矢印が暗いほど）、当該流れの中に粉砕体がより多く含まれていることを示している。それゆえ、ハッチングされていない矢印によって示される流れ（明色を呈する）は、粉砕体を全く含まないが、一方、ハッチングが顕著である矢印によって示される流れ（暗色を呈する）は、非常に多くの粉砕体を含む。
【００２１】
また、簡略にするために、粉砕のために撹拌ボールミルへ供給される材料を、以下では粉砕材料という。また、粉砕動作によって、粉砕及び浮遊された材料、並びに、粉砕体から離された材料を、以下では製品という。
【００２２】
図１に示される実施例である、本発明による撹拌ボールミルの第１の実施例においては、通常は実質的に回転対称の形状である、例えば、円筒状の粉砕室１００が備えられている。粉砕室１００には、撹拌機２００と、遠心沈降分離機３００である分離装置とが配置されている。
【００２３】
撹拌機２００そのものは従来の方法で設計されており、撹拌手段２１０が備えられている。撹拌手段２１０は、撹拌軸２２０に付設されている。撹拌軸２２０は、粉砕室１００の一方側の端壁１０１を貫通して延在しており、駆動モータ（図示されていない）によって回転駆動される。撹拌機２００には、公知の方法で、複数の撹拌手段が備えられていてもよく、また、該複数の撹拌手段は異なる設計のもの（例えば、外輪型、ディスク形状等）であってもよい。
【００２４】
遠心沈降分離機３００は、中空軸３２０に付設されている。中空軸３２０は、粉砕室１００の他方側の端壁１０２を貫通しており、駆動モータ（これも図示されていない）によって回転駆動される。撹拌機２００と遠心沈降分離機３００とが、同一軸上に配置されていると好適であるが、これは必須ではない。撹拌ボールミルが実際に動作している間は、撹拌機２００及び遠心沈降分離機３００は、水平にまたは垂直に位置され得る。
【００２５】
図１、図３、及び図４における実施例では、撹拌機２００と遠心沈降分離機３００とは、互いに独立してモータ駆動され得る。図２における実施例では、撹拌ボールミル２２０は、端壁１０１を貫通して外側へ延在するのではなく、遠心沈降分離機３００に、回転するように支持されて接続され、および／または、一体的に、接続されている。それゆえ、撹拌機２００は、遠心沈降分離機３００と同期して回転する。撹拌機２００と遠心沈降分離機３００とをそれぞれ別のモータを用いて駆動すると、自由度が大きくなる。そのため、粉砕体の分離を促進させるために、例えば、撹拌機よりも回転速度をより早くして遠心沈降分離機を動作させることが可能である。また、撹拌機２００と遠心沈降分離機３００とは、逆の方向へ回転駆動され得る。これによって、粉砕材料はせん断作用されることとなり、このせん断作用によって、粉砕動作が支援され得る。
【００２６】
遠心沈降分離機３００は、アウターロータ３３０とインナーロータ３４０とを備える。アウターロータ３３０は、本質的には円筒の杯状である。インナーロータ３４０は、アウターロータ内において同軸上に配置されている。本質的に環状の遠心分離室３５０が、アウターロータ３３０とインナーロータ３４０との間に形成されている。
【００２７】
アウターロータ３３０は、撹拌機側の端部またはわずかにその上流において、半径方向内側に突出した環状のフランジ３３１を備える。このフランジ３３１は、遠心分離室入口を形成する軸方向の開口３３２を有する。アウターロータ３３０の周壁は、貫通口３３３によって、多くの位置で途切れている。これらの貫通口３３３は、遠心沈降分離機３００の遠心分離室３５０から外へ、粉砕体を通過させて流出させ得るのに十分な形状であって、該粉砕体は、粉砕室１００の囲まれた空間へと流出される。図１及び図３の実施例では、アウターロータ３３０は同軸の管状延出部３３５を備える。この管状延出部３３５は、軸方向に突出し、遠心分離室入口３３２を超えて粉砕室１００の粉砕空間或いは撹拌空間に延在し、撹拌機２００を囲んでいる。管状延出部３３５には、偏向リング（図示されない）が備えられていてもよく、あるいは、管状延出部３３５が偏向手段として機能してもよい。そのような延出部は、図２には示されていない。
【００２８】
インナーロータ３４０は、中空軸側端部で、同軸の分離管３６０によってアウターロータ３３０のベース領域３３４に固定されている。分離管３６０は、中空軸３２０と同軸上に延在しており、中空軸３２０内へと開口している。分離管３６０の壁部は、複数の貫通口３６１を含む。これらの貫通口３６１を通って、遠心沈降分離機３００にある製品は、分離管３６０内へと流入され、さらに分離管３６０から中空軸３２０内へと流入され得る。それゆえ、遠心沈降分離機３００の中空軸３２０は、撹拌ボールミルの製品排出口を形成している。
【００２９】
図１の実施例においては、遠心沈降分離機がデキャンタとして設計されており、インナーロータ３４０は、本質的には円柱形状であって、好ましくは円錐状の先端を有する円柱形状である。この先端は、遠心分離室入口３３２の方向に向けられており、この先端の端部表面（円錐表面）には符号３４１が付されている。アウターロータ３３０の横方向の表面には、搬送スクリュ３３６が配置されている。搬送スクリュ３３６は、アウターロータ３３０の延出部３３５にまで達して配置されている。
【００３０】
図２、図３、及び図４における実施例では、インナーロータ３４０は、本質的には２つの円錐を有するように設計され、当該インナーロータの軸方向の長さは、図１のインナーロータよりも非常に短い。このため、分離管３６０はそれに対応して長い。インナーロータ３４０の先端は、遠心分離室入口３３２の方向に向けられており、この先端の端部表面（円錐表面）には、符号３４１が付されている。アウターロータ３３０のベース部３３４は内部が円錐形であって、ベース部３３４の円錐角とインナーロータ３４０の分離管部側円錐部の円錐角とは、本質的に等しい。アウターロータ３３０の円錐形のベース部３３４とインナーロータ３４０との間には、分離管３６０に、複数の円錐形分離ディスク３６２が、本質的に等間隔で同軸状に配置されている。あるいは、複数の円錐形分離ディスク３６２は、分離管３６０と一体的に形成されている。分離管３６０の壁にある貫通口３６１は、分離管３６０の長さ全体にわたって配置されている。そのため、どの場合でも少なくとも１つの貫通口３６１が、分離ディスク３６２同士の間に配置されている一方で、最初の分離ディスクとインナーロータ３４０との間、及び最後の分離ディスクとアウターロータ３３０のベース部３３４との間にも配置されている。それゆえ、これらの実施例では、遠心沈降分離機は本質的にはディスク型分離機として構成されている。
【００３１】
図１の実施例では、粉砕材料の入口１１０が、（撹拌機側において）粉砕室１００の撹拌機側端壁１０１に設けられている。粉砕または分散された製品は、粉砕室１００の対向する側の端部において、中空軸３２０を通って引き出される。図２、図３、及び図４における実施例では、粉砕材料の入口１１０が、粉砕室１００の中空軸側端壁１０２に設けられており、この場合においても製品は中空軸３２０を通って引き出される。
【００３２】
撹拌ボールミルは、通常、以下のように機能する。粉砕材料が、入口１１０を介して粉砕室１００へ導入され、撹拌機２００において、撹拌機２００にある粉砕体によって粉砕及び懸濁される。粉砕された材料と粉砕体との混合物は、軸方向の遠心分離室入口３３２を通って遠心沈降分離機３００の内室３５０へ進められる。この内室３５０で、粉砕体は、回転する遠心沈降分離機の遠心作用により半径方向外側へ遠心分離されることによって、分離される。この粉砕体は、アウターロータ３３０の貫通口３３３を通って、粉砕室に送り戻され、さらに撹拌機２００へと流し戻される。粉砕体から離された製品は、貫通口３６１を介して分離管３６０内へ流入される。そして、製品は、分離管３６０から引き出されて中空軸３２０へ流入され、さらにこの中空軸からも引き出される。
【００３３】
図２、図３、及び図４における実施例では、入口１１０から供給された粉砕材料は、撹拌機２００へと送られる途中で、遠心沈降分離機３００のアウターロータ３３０を流れる。粉砕体は、アウターロータ３３０の貫通口３３３を介してアウターロータ３３０から外へ出される。この粉砕体は、流入する粉砕材料に伴って粉砕空間に運び戻される。この粉砕空間には、撹拌機２００及び粉砕体の多くが存在する。
【００３４】
粉砕動作に続いて、製品／粉砕体の混合物は、遠心沈降分離機３００の入口３３２を介して、遠心沈降分離機内へ、正確には撹拌機２００とアウターロータ３３０との間の空間へ、軸に沿ってまたは軸の近辺に流入される。流入された製品／粉砕体の混合物は、遠心力により加速される。分離ディスク３６２の外側端部とアウターロータ３３０の内壁との間にある遠心分離室３５０の断面領域（流れがその断面領域に沿って生じている）が外側に向かって有利に拡がっており、それゆえ、可能な限り、速度が抑えられた層流を達成するために流れそれ自体が抑えられることができ、アウターロータ３３０の内壁における粉砕体の沈降が容易となる。その結果、可能な限り少ない数の粉砕体が、分離ディスク３６２同士の間に沿って運ばれることとなる。それにもかかわらず、分離ディスク３６２同士の間に沿って運ばれた粉砕体は、外側方向に遠心分離されて、アウターロータ３３０の内壁で、既に蓄積された粉砕体に加えて、集積される。粉砕体に貫通口３３３を通過させるため、また、粉砕体を新たに供給された粉砕材料と共に撹拌手段へと運び戻すためである。分離ディスク３６２同士の間にある空間（ディスク通路）も、可能な限り層流を達成するために、同様に有利に構成される。分離ディスク３６２の数は、所望の処理能力に応じて選択可能である。粉砕体から離された製品は、貫通口３６１を介して分離管３６２へ流入し、そこから中空軸３２０を介して製品排出口へ送られる。
【００３５】
追加の入口１１１が、中空軸３２０と同じ側である、粉砕室１００の他方側端部（遠心分離機側）に、任意に設けられてもよい。この追加の入口から、とりわけナノ懸濁液に生じる、粘度の著しい増大を抑えるために、追加の製品懸濁液の中に投入され得るし、あるいは、製品懸濁液の液相に及び可能であれば分散剤の中に、投入され得る。
【００３６】
図１の実施例では、遠心沈降分離機３００は、本質的にはデキャンタとして機能する。粉砕体は、インナーロータ３４０から外側方向に遠心分離されて、アウターロータ３３０の貫通口３３３を通って外へ送られる。外へ送られた粉砕体は、アウターロータ３３０に固定されている搬送スクリュ３３６によって、粉砕空間へ運び戻される。本実施例においても、追加の入口１１１を、中空軸３２０と同じ側である、粉砕室１００の他方側端部に設けていてもよい。とりわけ、ナノ懸濁液に起こる粘性の著しい増大を抑えるために、追加の製品懸濁液が、あるいは、製品懸濁液の液相および／または分散剤が、この追加の入口を介して投入され得る。
【００３７】
変形例では、撹拌機２００または撹拌機２００の撹拌手段２１０が、粉砕空間における流動状態に影響する偏向リングに囲まれていてもよい。偏向リングは、静的でも動的であってもよく、その場合、アウターロータに固定されてもよく、アウターロータと共に回転しうる。撹拌手段は様々な形態で設計され得る。撹拌手段は、例えば、外輪、ディスク、あるいは、他の形態であってもよい。この場合、ただ１つの撹拌手段をあるいは１つ以上の撹拌手段を、撹拌軸に設けてもよい。
【００３８】
図４に示されている、本発明による撹拌ボールミルの４つめの実施例は、図３に示されている実施例と同様の部分を有する。しかしながら、図４の実施例では、固定配置された偏向リング３３７が、偏向手段として、粉砕室１００の内壁に固定されている。固定配置された偏向リング３３７は、撹拌手段２１０の周りを囲んで配置されている。この場合、撹拌手段２１０は、例えば、ディスク形状に設計される。また、図４に示される実施例では、追加の入口開口１１１が図示されていないが、追加の入口開口１１１は、設けられていても、設けられていなくてもよい。図４に示される実施例の機能に関する限りは、図３に示される実施例の機能に関する上記説明が参照される。
【００３９】
本発明による撹拌ボールミルの上述の実施例に関して、当業者にとって一般的な実務である他の変形例が多く想定される。具体的には、例えば、撹拌機の作動及び遠心沈降分離機の作動は、様々な方法で実施され得る。また、撹拌機及び遠心沈降分離機は、本発明の構成を逸脱することなく様々に変形され得る。それゆえ、用いられうる撹拌手段の例は、外輪型、ディスク形状、あるいは、他の好適な撹拌手段である。本発明は、撹拌ボールミルの上記実施例を参照して説明されてきたが、本発明は、それらの実施例に限定されるものとして理解すべきではない。むしろ、本発明の技術的な教示から逸脱せずに、そのような撹拌ボールミルの改良例及び変形例が多く想定される。例えば、粉砕体は、外輪などの他の搬送手段によって運び戻されてもよい。あるいは、遠心沈降分離機は、管状の遠心分離機として設計されてもよい。さらには、例えば、撹拌機が配置されている粉砕空間は、粉砕室の、中央が開いている中間壁によって、遠心沈降分離機から部分的に仕切られていてもよい。
【図１】
2011110555.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
1 Title of Invention
Agitator ball mill
2 Detailed Description of Invention
The present invention relates to an agitator ball mill according to the preamble of the independent patent claim. 
Agitator ball mills are used, for example, for comminuting or dispersing solids in a liquid phase, in particular for nanotechnology products and fine-grinding-technology products, for example for dye suspensions, paints, inks, ceramics, agrochemicals, filler suspensions, cosmetics, foods, pharmaceuticals or microorganisms.
In such agitator ball mills, material which is to be ground, or dispersed in a liquid, is introduced into the grinding chamber through an inlet, and is ground or dispersed in this grinding chamber by means of grinding bodies located therein. The material here is moved gradually through the grinding chamber, whereupon the ground or dispersed material is led out through a separating arrangement which restrains the grinding bodies, e.g. through a dynamic separating gap or through a slotted screen, and then through an outlet. The basic functioning of such agitator ball mills is known and described, for example, in EP 0 627 262 or DE 2 215 790.
Agitator ball mills make use of various separating techniques in order to separate the ground or dispersed material (product) from the grinding bodies. Examples of these techniques are dynamic separating gaps, which comprise a rotor and a stator, and screens, e.g. slotted screens. On account of the greater through-passage surface area, it is generally possible to realize a higher throughput by using screens. In the case of fine-grinding bodies (diameter 0.2 mm and less), however, very narrow slotted screens are necessary and the associated loss in pressure is very high. Accordingly, the throughputs which can be achieved are limited. In addition, particles of the material to be ground and grinding bodies can be deposited on the screen within an extremely brief period of time, and this can result in blockage of the mill.
EP 0 771 591 and EP 1 468 739 describe the grinding bodies being separated off using classifying wheels in which mechanisms similar to those in air classifiers operate and, correspondingly, vanes are installed. The product/grinding-body mixture has to be fed there by way of a product pump counter to the centrifugal force of the classifying wheel. Whereas the grinding bodies are centrifuged back into the grinding space by the classifying action, the product passes into the centre of the classifying wheel and to the product outlet. However, on account of the vanes installed, the wheels act simultaneously as powerful centrifugal pumps, which build up a correspondingly high pressure in the grinding space and thus make it difficult to establish a grinding process which is stable over a long period. In addition, the product pump has to generate a correspondingly relatively high pressure in order to feed the grinding material through the mill.
It is therefore an object of the invention to propose an agitator ball mill of the type mentioned in which the afore-mentioned problems in respect of separating off grinding bodies no longer occur or, at least, are vastly reduced. In particular, it should be possible to ensure that fine grinding bodies are separated off without the afore-mentioned disadvantages.
This object is achieved according to the invention by an agitator ball mill as is characterized by the features of the independent claim. Advantageous embodiments of the agitator ball mill according to the invention are the subject of the dependent claims.
In particular, the agitator ball mill according to the invention for finely grinding or dispersing a material comprises a preferably rotationally symmetrical grinding chamber for accommodating grinding bodies and for accommodating the material which is to be ground or dispersed. The grinding chamber has an inlet for the material which is to be ground or dispersed and is provided with an agitator which can be driven in rotation and has at least one agitating means for moving the grinding bodies and the material which is to be ground or dispersed. A separating arrangement for separating off the grinding bodies from the ground or dispersed material is arranged in the grinding chamber. The grinding chamber also has a product outlet for the material which has been ground or dispersed and freed from grinding bodies, wherein the ground or dispersed material passes through the separating arrangement into the product outlet. The separating arrangement is designed as a sedimentation centrifuge which can be driven in rotation and has an axial entrance, or an entrance which is at least in the vicinity of the axis, for the material intermixed with the grinding bodies. 
Using a sedimentation centrifuge for separating off the grinding bodies makes it possible to dispense with slotted screens, and the associated problems do not arise. In relation to the grinding bodies being separated off using classifying wheels, there is the advantage that, on account of the product/grinding-body mixture which is to be separated being fed axially, or in the vicinity of the axis, the mixture need not be fed counter to an elevated pressure produced by the classifying wheel acting as a centrifugal pump. The sedimentation centrifuge serves solely as a separating means without the afore-mentioned pumping action. The agitator ball mill according to the invention can be set up and operated both horizontally and vertically (and basically also in a direction other than these two directions). It would even be conceivable to have cases in which the agitator and the centrifuge can be arranged at an angle relative to one another, in particular at right angles to one another.
In the case of one embodiment, the sedimentation centrifuge has an essentially cup-like outer rotor and a coaxial inner rotor which is connected to the outer rotor in a rotationally fixed manner, wherein an essentially annular centrifuge chamber is located between the outer rotor and the inner rotor. 
In the case of a further embodiment, the inner rotor is connected to a base part of the outer rotor via a coaxial separator tube, and the separator tube is provided along its circumference with through-openings for ground material. The sedimentation centrifuge can advantageously be driven in rotation via a hollow shaft which is led through an end wall of the grinding chamber, and the separator tube opens out coaxially into the hollow shaft.
According to a further embodiment, the outer rotor is provided along its circumference with through-openings for separated-off grinding bodies. 
The inner rotor may have, at its end which is directed towards the entrance, a preferably conical surface which forms an annular channel with a radially inwardly directed annular flange of the outer rotor. 
According to a further embodiment, the sedimentation centrifuge is designed as a disc separator. At least one preferably conical separator disc is arranged on the separator tube. It is advantageous for a plurality of separator discs to be arranged, preferably at equal spacings, on the separator tube, and for the through-openings of the separator tube to be arranged between, and laterally alongside, the separator discs.
According to a further embodiment, the sedimentation centrifuge is designed as a decanter, the inner rotor being of essentially cylindrical design and having a preferably conical end surface. 
According to a further embodiment, the agitator and the sedimentation centrifuge are designed such that they can be driven in rotation independently of one another. It is thus possible in particular for the rotational speed and the direction of rotation of the sedimentation centrifuge and of the agitator to be set fully independently of one another. For example, the agitator and sedimentation centrifuge can rotate either in the same direction or in opposite directions and at the same rotational speed or at different rotational speeds. This can be achieved in design terms, for example, in that the sedimentation centrifuge and the agitator each have a separate drive shaft and can each be driven by a separate motor. This allows optimum adaptation to practical operating situations.
According to a further embodiment, the agitator and the sedimentation centrifuge are designed such that they can be driven in rotation together. This can be achieved in design terms, for example, in that the sedimentation centrifuge and the agitator have a common drive shaft and can be driven by a motor which drives the common drive shaft. 
A further embodiment provides conveying means, in particular in the form of a conveying screw fitted on the outer rotor, which allow grinding bodies which have passed out of the sedimentation centrifuge to be conveyed back into the grinding space of the grinding chamber containing the agitator. 
According to a further embodiment, the agitator ball mill has a deflecting means which is arranged, at least in part, around the at least one agitating means. By way of this deflecting means, the material which is to be ground or dispersed is directed into that part of the grinding chamber which extends directly around the agitating means. According to one embodiment, the deflecting means may be static, for example it may be arranged at a fixed location in the grinding chamber, e.g. it may be fixed on the inner wall of the grinding chamber. According to another embodiment, the deflecting means may be dynamic, for example formed by a continuation of the outer rotor of the sedimentation centrifuge. 
A further advantageous embodiment provides, in the grinding chamber, an additional inlet for feeding in additional product suspension or liquid phase of the product suspension and/or dispersant, in order to reduce the pronounced increase in viscosity which can occur, in particular, in nanosuspensions.
According to a further embodiment, the inlet or the additional inlet is arranged at the agitator end of the grinding chamber or at the centrifuge end of the grinding chamber.
3 Brief description of Drawings
Figure 1 shows an axial section through a first embodiment of the agitator ball mill according to the invention,
Figure 2 shows an axial section through a second embodiment of the agitator ball mill according to the invention,
Figure 3 shows an axial section through a third embodiment of the agitator ball mill according to the invention, and
Figure 4 shows an axial section through a fourth embodiment of the agitator ball mill according to the invention.
4 Description of Embodiments
The agitator ball mill according to the invention will be described in more detail hereinbelow by way of four exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawing.
The following applies to the description hereinbelow: If, in order to avoid ambiguity in the drawing, a figure contains reference signs which are not mentioned in the directly associated part of the description, then reference is made to those portions where they are explained in previous or following parts of the description. Moreover, as far as those arrows in a figure which represent the stream of grinding material and/or of grinding bodies are concerned, the intensity of the hatching of the arrows is representative of the proportion of grinding bodies contained in the stream: that is to say, the more pronounced the hatching of an arrow is (the darker an arrow appears), the more grinding bodies are contained in the stream. A stream which is represented by an arrow which is not hatched (appears light in colour) thus does not contain any grinding bodies, whereas a stream which is represented by an arrow with pronounced hatching (which appears dark in colour) contains a very large number of grinding bodies.
Furthermore, for the sake of simplicity, the material which is fed to the agitator ball mill for grinding will be referred to hereinbelow as grinding material and the material which has been ground and suspended, and freed from grinding bodies, by the grinding operation will be referred to as product.
The first embodiment of the agitator ball mill according to the invention, this embodiment being illustrated in Figure 1, comprises a usually essentially rotationally symmetrical, for example cylindrical grinding chamber 100, in which an agitator 200 and a separating arrangement in the form of a sedimentation centrifuge 300 are arranged.
The agitator 200, which is designed conventionally per se, comprises an agitating means 210 which is seated on an agitating shaft 220 which is led through an end wall 101 of the grinding chamber 100 and can be driven in rotation by a drive motor (not illustrated). The agitator 200 may also be provided, in a manner known per se, with a plurality of agitating means, possibly also of different designs (e.g. paddle wheels, discs, etc.).
The sedimentation centrifuge 300 is seated on a hollow shaft 320 which is led through the other end wall 102 of the grinding chamber 100 and can be driven in rotation by a drive motor (not illustrated either). It is preferable, but not imperative, for the agitator 200 and the sedimentation centrifuge 300 to be oriented coaxially. During practical operation of the agitator ball mill, both the agitator 200 and the sedimentation centrifuge 300 may be positioned horizontally or vertically.
In the embodiments of Figures 1, 3 and 4, the agitator 200 and the sedimentation centrifuge 300 can be motor-driven independently of one another. In the embodiment of Figure 2, the agitator ball mill 220, rather than being led outwards through the end wall 101, is connected in a rotationally fixed and/or integral manner with the sedimentation centrifuge 300, and therefore the agitator 200 rotates synchronously with the sedimentation centrifuge 300. Driving the agitator 200 and sedimentation centrifuge 300 separately using separate motors provides more degrees of freedom. Thus, for example, the sedimentation centrifuge can be operated at a higher rotational speed than the agitator, in order to accelerate the sedimentation of the grinding bodies correspondingly. It is also possible for the agitator 200 and sedimentation centrifuge 300 to be driven in opposite directions of rotation, as a result of which the grinding material is subjected to a shearing action, which can assist the grinding operation.
The sedimentation centrifuge 300 comprises an outer rotor 330, which is essentially in the form of a cylindrical cup, and an inner rotor 340, which is arranged coaxially within the outer rotor, wherein an essentially annular centrifuge chamber 350 is formed between the outer rotor 330 and the inner rotor 340.
The outer rotor 330 is provided, at its agitator end or just upstream thereof, with a radially inwardly projecting annular flange 331 with an axial opening 332 which forms a centrifuge entrance. The circumferential wall of the outer rotor 330 is interrupted at numerous locations by through-openings 333 which are of sufficient dimensions for grinding bodies to be able to flow through them, out of the centrifuge chamber 350 of the sedimentation centrifuge 300, into the enclosing space of the grinding chamber 100. In the embodiments of Figures 1 and 3, the outer rotor 330 is provided with a coaxial tubular extension 335 which projects axially beyond the centrifuge entrance 332 into the grinding or agitating space of the grinding chamber 100 and encloses the agitator 200. The tubular extension 335 may also be provided with a deflecting ring (not illustrated) or it can operate as such (deflecting means). There is no such extension illustrated in the embodiment of Figure 2.
The inner rotor 340 is fixed at the hollow-shaft end, by means of a coaxial separator tube 360, to the base region 334 of the outer rotor 330. The separator tube 360 runs coaxially in relation to the hollow shaft 320 and opens out into the same. The wall of the separator tube 360 contains a plurality of through-openings 361 through which the product located in the sedimentation centrifuge 300 can flow into the separator tube 360 and, from the latter, into the hollow shaft 320. The hollow shaft 320 of the sedimentation centrifuge 300 thus forms a product outlet for the agitator ball mill.
In the embodiment of Figure 1, in which the sedimentation centrifuge is designed as a decanter, the inner rotor 340 is essentially cylindrical with a preferably conical tip which is directed towards the centrifuge entrance 332 and of which the end surface (cone surface) is designated 341. The outer rotor 330 has arranged on its lateral surface a conveying screw 336, which reaches into the extension 335 of the outer rotor 330. 
In the embodiments of Figures 2, 3 and 4, the inner rotor 340 is of essentially double-coned design and is considerably shorter in the axial direction than the inner rotor of Figure 1. For this reason, the separator tube 360 is correspondingly longer. The end surface (cone surface) of the tip of the inner rotor 340, the tip being directed towards the centrifuge entrance 332, is designated 341. The base part 334 of the outer rotor 330 is conical on its inside, wherein the cone angles of the base part 334 and of the separator-tube-end conical portion of the inner rotor 340 are essentially equal. Between the conical base part 334 of the outer rotor 330 and the inner rotor 340, a plurality of conical separator discs 362 are arranged coaxially, essentially at equal spacings, on the separator tube 360 or are formed integrally with the separator tube 360. The through-openings 361 in the wall of the separator tube 360 are distributed over the length of the separator tube 360, and therefore in each case at least one through-opening 361 is located between the separator discs 362, on the one hand, and also between the first and the last separator discs and the inner rotor 340 and the base part 334 of the outer rotor 330. In these embodiments, the sedimentation centrifuge is thus constructed essentially in the manner of a disc separator. 
In the embodiment of Figure 1, an inlet 110 for grinding material is provided in the agitator-end end wall 101 of the grinding chamber 100 (at the agitator end). The ground or dispersed product is led away through the hollow shaft 320 at the opposite end of the grinding chamber 100. In the embodiments of Figures 2, 3 and 4, the inlet 110 for the grinding material is located in the hollow-shaft-end end wall 102 of the grinding chamber 100, the product, once again, being led away through the hollow shaft 320.
General functioning of the agitator ball mill is as follows: The grinding material is introduced into the grinding chamber 100 through the inlet 110 and is ground and suspended in the agitator 200 by the grinding bodies present there. The mixture of ground material and grinding bodies passes through the axial centrifuge entrance 332 into the interior 350 of the sedimentation centrifuge 300. The grinding bodies are separated off there by being centrifuged radially outwards by the centrifugal action of the rotating sedimentation centrifuge. The grinding bodies pass back into the grinding chamber through the through-openings 333 of the outer rotor 330 and are flushed back to the agitator 200. The product freed from the grinding bodies flows through the through-openings 361 into the separator tube 360 and is led away from the latter into the hollow shaft 320 and is led away through this hollow shaft. 
In the embodiments of Figures 2, 3 and 4, the grinding material fed through the inlet 110 flows, on route to the agitator 200, around the outer rotor 330 of the sedimentation centrifuge 300. Grinding bodies pass out of the outer rotor 330 through the through-openings 333 thereof. These grinding bodies are entrained by the inflowing grinding material and are conveyed back to the grinding space, in which are located the agitator 200 and most of the grinding bodies. 
Following the grinding operation, the product/grinding-body mixture enters, through the entrance 332 of the sedimentation centrifuge 300, into the sedimentation centrifuge, to be precise the space between the agitator 200 and the outer rotor 330, along its axis, or in the vicinity of its axis. The product/grinding-body mixture which has entered is accelerated on account of the centrifugal force. The cross-sectional surface area of the centrifuge chamber 350 between the outer ends of the separator discs 362 and the inner wall of the outer rotor 330, flow taking place along this cross-sectional surface area, widens advantageously outwards, and therefore the flow can moderate itself in order to achieve, as far as possible, laminar flow with reduced speed, and thus to facilitate the sedimentation of the grinding bodies on the inner wall of the outer rotor 330, and therefore the smallest possible number of grinding bodies are carried along between the separator discs 362. Nevertheless, grinding bodies which are carried along between the separator discs 362 are centrifuged outwards and collect, along with the already accumulated grinding bodies, on the inner wall of the outer rotor 330, in order then to pass through the through-openings 333 and to be conveyed back to the agitating means with newly fed-in grinding material. The interspaces (disc channels) between the separator discs 362 are advantageously likewise configured so as to achieve, as far as possible, a laminar flow. The number of separator discs 362 can be selected in accordance with the desired throughput. The product freed from the grinding bodies passes through the through-openings 361 into the separator tube 362 and from there, via the hollow shaft 320, to the product outlet.
An additional inlet 111 may optionally be provided at the other end (centrifuge end) of the grinding chamber 100, on the same side as the hollow shaft 320. It is possible here to inject in additional product suspension, or also the liquid phase of the product suspension and possibly also a dispersant, in order to reduce the pronounced increase in viscosity which occurs, in particular, in nanosuspensions. 
In the embodiment of Figure 1, the sedimentation centrifuge 300 acts essentially as a decanter. The grinding bodies are centrifuged outwards from the inner rotor 340 and pass out through the through-openings 333 in the outer rotor 330. The grinding bodies which have passed out are conveyed back into the grinding space by the conveying screw 336, which is fitted on the outer rotor 330. It is also possible in this embodiment for an additional inlet 111 to be provided at the other end of the grinding chamber 100, on the same side as the hollow shaft 320, it being possible for additional product suspension, or also the liquid phase of the product suspension and/or a dispersant, to be injected in through this additional inlet in order to reduce the pronounced increase in viscosity which occurs, in particular, in nanosuspensions. 
According to a variant, the agitator 200 or the agitating means 210 thereof may be enclosed by a deflecting ring which influences the flow conditions in the grinding space. The deflecting ring may be static or dynamic, in which case it may be fastened on the outer rotor and would rotate along therewith. The agitating means may be designed in various forms, e.g. as paddle wheels, discs or in some other way. It is possible here for just one agitating means, or more than one agitating means, to be provided on the agitator shaft. 
The fourth embodiment of the agitator ball mill according to the invention, this embodiment being shown in Figure 4, has a certain similarity to the embodiment shown in Figure 3. However, in the embodiment according to Figure 4, a fixed-location deflecting ring 337 is fixed, as deflecting means, to the inner wall of the grinding chamber 100. The fixed-location deflecting ring 337 is arranged around the agitating means 210, which in this case are designed, for example, in the form of discs. It is also the case that the embodiment according to Figure 4 does not illustrate the optional inlet opening 111; it may or may not be present. As far as the functioning of the embodiment according to Figure 4 is concerned, reference is made to the above description of the functioning of the embodiment according to Figure 3.
Numerous other variants which are common practice for a person skilled in the art are conceivable in relation to the above-described embodiments of the agitator ball mill according to the invention. In particular, it is possible, for example, for the drive of the agitator and of the sedimentation centrifuge to be realized in various ways and for the agitator and the sedimentation centrifuge to be modified in various ways without departing from the framework of the invention. Examples of agitating means which may be used are thus paddle wheels, discs or other suitable agitating means. The invention has been described with reference to the above-described embodiments of the agitator ball mill. However, the invention should not be understood as being limited to these embodiments. Rather, numerous modifications to, and variants of, such an agitator ball mill are conceivable without departing from the technical teaching of the invention. For example, the grinding bodies can also be conveyed back by other conveying means, e.g. paddle wheels, or the sedimentation centrifuge may be designed as a tubular centrifuge. Furthermore, it is also possible, for example, for the grinding space in which the agitator is located to be partially delimited from the sedimentation centrifuge by a centrally open intermediate wall in the grinding chamber.
1. Agitator ball mill for finely grinding or dispersing a material, having a grinding chamber (100) for accommodating grinding bodies and for accommodating the material which is to be ground or dispersed, having an inlet (110) for the material which is to be ground or dispersed, having an agitator (200), which can be driven in rotation and has at least one agitating means (210) by way of which the grinding bodies and the material which is to be ground or dispersed are moved in the grinding chamber (100), having a separating arrangement (300) for separating off the grinding bodies from the ground or dispersed material, and having a product outlet (320) for the material which has been ground or dispersed and freed from grinding bodies, wherein the ground or dispersed material passes through the separating arrangement (300) into the product outlet (320), wherein the separating arrangement is designed as a sedimentation centrifuge (300) which can be driven in rotation and has an axial entrance (332), or an entrance which is at least in the vicinity of the axis, for the material intermixed with the grinding bodies.
2. Agitator ball mill according to claim 1, wherein the sedimentation centrifuge (300) has a cup-like outer rotor (330) and a coaxial inner rotor (340) which is connected to the outer rotor in a rotationally fixed manner, wherein an annular centrifuge chamber (350) is located between the outer rotor and the inner rotor.
3. Agitator ball mill according to claim 2, wherein the inner rotor (340) is connected to a base part (334) of the outer rotor (330) via a coaxial separator tube (360).
4. Agitator ball mill according to claim 3, wherein the separator tube (360) is provided along its circumference with through-openings (361) for the ground or dispersed material.
5. Agitator ball mill according to claim 4, wherein the sedimentation centrifuge (300) can be driven in rotation via a hollow shaft (320) which is led through an end wall (102) of the grinding chamber (100), and in that the separator tube (360) opens out coaxially into the hollow shaft (320).
6. Agitator ball mill according to any one of claims 2 to 5, wherein the outer rotor (330) is provided along its circumference with through-openings (333) for separated-off grinding bodies.
7. Agitator ball mill according to any one of claims 2 to 5, wherein the inner rotor (340) has, at its end which is directed towards the entrance (332), a conical end surface (341) which forms an annular channel (342) with a radially inwardly directed annular flange (331) of the outer rotor (330).
8. Agitator ball mill according to any one of claims 1 to 7, wherein the sedimentation centrifuge (300) is designed as a disc separator.
9. Agitator ball mill according to claims 3 and 8, wherein at least one conical separator disc (362) is arranged on the separator tube (360).
10. Agitator ball mill according to claim 9, wherein a plurality of separator discs (362) are arranged, at equal spacings, on the separator tube (360), and wherein the through-openings (361) of the separator tube (360) are arranged between, and laterally alongside, the separator discs (362).
11. Agitator ball mill according to any one of claims 1 to 10, wherein the sedimentation centrifuge (300) is designed as a decanter, the inner rotor (340) being of cylindrical design and having a conical end surface (341).
12. Agitator ball mill according to any one of claims 1 to 11, wherein the agitator (200) and the sedimentation centrifuge (300) are designed such that they can be driven in rotation either independently of one another or together.
13. Agitator ball mill according to any one of claims 1 to 12, wherein the provision of conveying means (336) which allow grinding bodies which have passed out of the sedimentation centrifuge (300) to be conveyed back into the grinding space of the grinding chamber (100) containing the agitator (200).
14. Agitator ball mill according to any one of claims 1 to 13, further having a deflecting means which is arranged, at least in part, around the at least one agitating means, wherein the deflecting means is either static or dynamic.
15. Agitator ball mill according to claim 14, wherein the deflecting means is arranged at a fixed location in the grinding chamber, or is formed by an extension (335) of the outer rotor of the sedimentation centrifuge.
16. Agitator ball mill according to any one of claims 1 to 15, further comprising, in the grinding chamber (100), an additional inlet (111) for feeding in additional product suspension or liquid phase of at least one of the product suspension and dispersant.
17. Agitator ball mill according to any one of claims 1 to 16, wherein the grinding chamber (100) is rotationally symmetrical.
1 Abstract
An agitator ball mill for finely grinding or dispersing a material comprises a grinding chamber (100) for accommodating grinding bodies and for accommodating the grinding material. The grinding chamber has an inlet (110) for the grinding material and is provided with an agitator (200) which can be driven in rotation and has agitating means (210) for moving the grinding bodies and the grinding material. A separating arrangement (300) for separating off the grinding bodies from the ground material is arranged in the grinding chamber. The grinding chamber also has a product outlet (320) for the material which has been ground and freed from grinding bodies, wherein the ground material passes through the separating arrangement into the product outlet. The separating arrangement is designed as a sedimentation centrifuge (300) which can be driven in rotation and has an axial entrance (332), or an entrance which is at least in the vicinity of the axis, for the material intermixed with the grinding bodies.
2 Representative Drawing
Figure 1
【図１】
2011110555.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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