Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Zerkleinerungstechnik und betrifft Rührwerkskugelmühlen umfassend Mahlbehälter, Rührwellen und Antriebe. In einer solchen Rührwerkskugelmühle ist ein Mahlbehälter in einer Hauptrichtung angeordnet und weist einen Mahlraum zur Aufnahme von Mahlgut auf, eine Rührwelle weist eine parallel zur Hauptrichtung des Mahlbehälters angeordnete Mittelachse auf und ist als um die Mittelachse drehbare Schraube ausgebildet, und ein Antrieb ist eingerichtet, die Rührwelle um ihre Mittelachse zu drehen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Rührwerkskugelmühlenrührwerk für eine derartige Rührwerkskugelmühle sowie ein Verfahren zum Zerkleinern von Mahlgut, das Verfahren umfassend ein Aufschlämmen des zu zerkleinernden Mahlguts in einer Mahlhilfsflüssigkeit, wobei eine Mahlgutdispersion erhalten wird, ein kontinuierliches Einbringen der Mahlgutdispersion in einen unteren Abschnitt eines mit Mahlhilfskörpern befüllten Mahlraums einer Rührwerkskugelmühle, ein kontinuierliches Vertikalfördern eines Teils der Mahlgutdispersion aus dem unteren Abschnitt des Mahlraums in einen oberen Abschnitt des Mahlraums, wobei eine aufbereitete Mahlgutdispersion erhalten wird, in der zumindest ein Teil des in der Mahlhilfsflüssigkeit dispergierten Mahlguts zerkleinert ist, ein kontinuierliches Herausleiten eines Teils der aufbereiteten Mahlgutdispersion aus dem oberen Abschnitt des Mahlraums, und ein abschließendes Abtrennen des zerkleinerten Mahlguts aus der herausgeleiteten aufbereiteten Mahlgutdispersion.

Eine Rührwerkskugelmühle (Rührwerkkugelmühle, Rührwerkmühle, Rührwerksmühle) ist eine Vorrichtung zum Zerkleinern und/oder Homogenisieren von Feststoffen als Mahlgut. Dazu wird das Mahlgut mit Mahlhilfskörpern (Mahlkörpern, Mahlkugeln) vermengt und dieses Gemenge mit Hilfe eines Rührwerks im Mahlraum der Rührwerkskugelmühle in Bewegung versetzt. Bei dieser Bewegung stoßen die Mahlhilfskörper und das Mahlgut wiederholt gegeneinander und gegen die Begrenzungswände des Mahlraums. Infolge der bei der Bewegung auftretenden Kräfte - der Prallkräfte aufgrund von Schlagbeanspruchung und der Scherkräfte, die zwischen Mahlgut und Mahlhilfskörpern und auch zwischen Mahlgut und Rührwerkskugelmühle auftreten - wird das Mahlgut zerkleinert, sodass die Rührwerkskugelmühle eine Sonderform der Kugelmühle darstellt. Derartige Mahlaggregate gelangen etwa bei der Aufarbeitung von mineralischen Rohstoffen und Pigmenten zum Einsatz, aber auch bei der Verarbeitung von pflanzlichen Rohstoffen, etwa in der Papierindustrie oder in der Lebensmittelindustrie. Rührwerkskugelmühlen bieten naturgemäß besonders viele Vorteile, wenn Mahlgut zerkleinert werden soll, welches Sprödbruchverhalten aufweist.

Rührwerkskugelmühlen weisen Mahlbehälter auf, die vertikal oder horizontal angeordnet sein können. Der Innenraum (Mahlraum) der Mahlbehälter besitzt häufig die Form eines Zylinders, eines polygonalen Prismas oder davon abgeleitete Formen. Im Betrieb ist der Innenraum zum überwiegenden Teil mit Mahlhilfskörpern mit kugeliger oder kugelähnlicher Grundform gefüllt, typischerweise zu etwa 70 % bis 90 % des Volumens des Innenraums. In der Regel bestehen die Mahlhilfskörper aus einem keramischen, metallischen oder mineralischen Material, welches chemisch inert, abriebarm und gegenüber dem zu zerkleinernden Material verschleißfest sein sollte. Die intensive Bewegung und Durchmischung der Mahlhilfskörper und des Mahlguts erfolgt durch die Rührwelle eines Rührwerks, welche geeignete Rührelemente aufweist.

Florizontal (waagerecht oder liegend) angeordnete Mahlbehälter gelangen bevorzugt bei der Nassmahlung von Mahlgutdispersionen mit hoher Beweglichkeit zum Einsatz. Vertikal (senkrecht oder stehend) angeordnete Mahlbehälter lassen sich darüber hinaus auch für Systeme mit schlechter Beweglichkeit und schlechtem Fließverhalten einsetzen. Vertikal angeordnete Mahlbehälter können je nach konkreter Anwendung in „nasser“ Betriebsweise (Nassbetrieb) für Mahlgutdispersionen eingesetzt werden oder in „trockener“ Betriebsweise (Trockenbetrieb) für feinteiliges Mahlgut. Rührwerkskugelmühlen mit vertikal angeordneten Mahlbehältern gelangen bevorzugt bei Mahlaufgaben zum Einsatz, bei denen Mahlgut mit bestimmten Feinheiten großtechnisch kostengünstig erhalten werden soll.

Im Nassbetrieb von Rührwerkskugelmühlen mit vertikal angeordneten Mahlbehältern wird das zu zerkleinernde Mahlgut (in Form von Partikeln oder Brocken - die Begriffe „Partikel“ oder „Brocken“ werden hier synonym verwendet) als Dispersion (Suspension, Aufschlämmung, Slurry) in den Mahlbehälter eingebracht. Dabei erfolgt der Materialeintrag in der Regel kontinuierlich, beispielsweise an der Grundfläche des Mahlraums über einen Einlass in der unteren Stirnwand des Mahlbehälters. Der in einer solchen Mahlgutdispersion verteilte Feststoffanteil wird hierbei mit Hilfe von Mahlhilfskörpern zerkleinert und dispergiert. Abhängig von der jeweiligen Ausgestaltung der Rührwerkskugelmühlen erfolgt der Austrag des zerkleinerten Mahlguts oberhalb des Einlasses, in der Regel im oberen Bereich des Mahlbehälters. Die Mahlhilfskörper werden typischerweise am Austrag des Mahlbehälters vom zerkleinerten Mahlgut abgetrennt, etwa mit Hilfe eines Siebes. Bei einer solchen Verfahrensführung liegt das Produkt, also das zerkleinerte Mahlgut, verfahrensbedingt in einer Größenverteilung vor.

Die zur Zerkleinerung des Mahlguts erforderlichen Prallkräfte und Scherkräfte werden durch das Rührwerk in die Rührwerkskugelmühle eingetragen. Das Rührwerk weist typischerweise eine Rührwelle und einen Antrieb auf. Die Rührwelle umfasst Rührelemente wie etwa axial angeordnete Gewindegänge (als eingängige oder mehrgängige Schrauben), eine Vielzahl an parallel auf der Rührwelle ausgerichteten Scheiben mit Durchlassöffnungen oder an auf der Rührwelle radial ausgerichteten Stiften. Über die Rührwelle werden die Rührelemente in Drehbewegung versetzt, wodurch es zu einer intensiven Durchmischung der Mahlhilfskörper und des in der Mahlgutdispersion verteilten Mahlguts kommt, bei welcher das Mahlgut deagglomeriert und zerkleinert wird. Die Drehbewegung der Rührwelle wird über einen geeigneten Antrieb gewährleistet, der ein Antriebsaggregat aufweist, in der Regel einen geeigneten Motor.

Während des Betriebs der Rührwerkskugelmühle werden die Mahlhilfskörper infolge der intensiven Durchmischung mechanisch stark beansprucht und müssen daher von Zeit zu Zeit ersetzt werden. Um den Abrieb an der Innenwand des Mahlbehälters und an der Rührwelle sowie an den Rührelementen gering zu halten, weisen Innenwand und Rührwelle üblicherweise hochfeste Verkleidungen oder Beschichtungen aus abriebarmen und verschleißfesten Materialien auf.

Für die Feinmahlung von mineralischem Mahlgut wie beispielsweise Erzen werden etwa Rührwerkskugelmühlen mit vertikal angeordneten Mahlbehältern eingesetzt, deren Rührwerk eine Rührwelle umfasst, die als Rührelement einen oder mehrere Gewindegänge aufweist, sodass die Rührwelle als ebenfalls vertikal angeordnete Schraube (Schnecke, Helix, Wendel, Spirale) ausgebildet ist, häufig auch als mehrgängige Schraube. Diese Schraube rotiert in einer Kugelschüttung aus Mahlhilfskörpern, wobei sich die Mahlgutdispersion mit dem zu zerkleinernden Mahlgut im Raum zwischen den einzelnen Mahlhilfskörpern befindet. Infolge der Drehbewegung der Schraube werden die Mahlhilfskörper in Bewegung versetzt, wodurch eine Kraftwirkung auf die Mahlgutdispersion ausgeübt wird, die zu einer Zerkleinerung des Mahlguts führt. Insbesondere für derartige Anwendungen werden Rührwerkskugelmühlen mit Rührwerken benötigt, welche hohe Antriebsleistungen gewährleisten.

Für Rührwerke von Rührwerkskugelmühlen geeignete Antriebsaggregate weisen typischerweise maximale Antriebsleistungen von etwa 1.500 hp (entsprechend 1.120 kW) auf - für Sonderanwendungen kann vereinzelt auch auf Rührwerke mit Antriebsleistungen bis zu 4.500 hp (entsprechend 3.360 kW) zurückgegriffen werden. Die Leistung derartiger Antriebsaggregate ist jedoch nicht ausreichend, um eine Variation des Durchsatzes in der Rührwerkskugelmühle innerhalb gewisser Grenzen zu erlauben, wenn die Gemenge aus Mahlhilfskörpern und Mahlgutdispersionen schwerbeweglich sind (also etwa Gemenge mit hohem Feststoffanteil, mit Mahlhilfskörpern oder Mahlgutpartikeln von großem Durchmesser und unregelmäßigen Formen und/oder in denen die zu bewegende Gesamtmasse des Gemenges hoch ist - im Unterschied zu leichtbeweglichen Gemengen, also etwa Gemengen, in denen der Volumenanteil an flüssiger Phase relativ hoch ist, in denen sowohl die dispergierten Mahlgutpartikel als auch die Mahlhilfskörper relativ glatt und hinreichend klein sind und in denen die zu bewegende Gesamtmasse des Gemenges hinreichend niedrig ist); solche Gemenge können insbesondere auch bei der Aufbereitung mineralischer Rohstoffe auftreten. Gerade bei solchen schwerbeweglichen Gemengen lassen sich leistungsstärkere Rührwerkskugelmühlen daher nicht ohne Weiteres mit derzeit kommerziell verfügbaren Antriebsaggregaten realisieren: Um für solche schwerbeweglichen Gemenge eine Rührwerkskugelmühle mit einem Eintrag von besonders großen Mahlenergien oder Mahlleistungen und mit besonders hohem Durchsatz konstruieren zu können, wird in der Regel der Durchmesser der Rührwelle vergrößert, nämlich der Durchmesser des Gewindegangs der Schraube. Die Masse einer Schraube steigt jedoch mit dem Quadrat des Schraubendurchmessers an, weshalb zum Antreiben einer größeren Schraube erheblich leistungsstärkere Antriebsaggregate benötigt werden. Die Auswahl an derartig leistungsstarken Antriebsaggregaten auf dem Markt ist klein, weshalb hier zumeist auf Sonderanfertigungen zurückgegriffen werden muss. Sofern sich Rührwerkskugelmühlen mit höherer Leistung in technischer Hinsicht überhaupt realisieren lassen, so ist dies daher mit unverhältnismäßig hohen Kosten verbunden.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, anstelle einer Vergrößerung des Schraubendurchmessers der Rührwellen den Durchsatz der Rührwerkskugelmühle zu steigern, indem ein Antriebsaggregat verwendet wird, welches die Rührwelle mit höheren Drehgeschwindigkeiten (Drehzahlen) antreiben kann. Zur Änderung der Drehgeschwindigkeit des Antriebsaggregats würden dann neben leistungsstärkeren Antriebsaggregaten auch entsprechend variable Frequenzumrichter benötigt. Aufgrund der Kosten, die mit solchen leistungsstärkeren Antriebsaggregaten verbunden sind, ist jedoch aus wirtschaftlichen Gründen der Einsatz von variablen Frequenzumrichtern nicht sinnvoll. Daher gelangen bei aktuellen Rührwerkskugelmühlen nur Antriebsaggregate mit fester Drehgeschwindigkeit zum Einsatz, was zu einer erschwerten Prozessregelung führt.

Demzufolge ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rührwerkskugelmühle bereit zu stellen, welche diese Nachteile beseitigt, die insbesondere auch bei Verwendung herkömmlicher Antriebsaggregate für schwerbewegliche Gemenge einen besonders hohen Durchsatz und/oder einen Eintrag von besonders großen Mahlenergien oder Mahlleistungen auf einfache Weise ermöglicht und die vor allem auch eine Regelung der Drehgeschwindigkeit erlaubt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Rührwerkskugelmühle, ein Rührwerkskugelmühlenrührwerk und ein Verfahren zum Zerkleinern von Mahlgut mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.

Die Erfindung beinhaltet eine Rührwerkskugelmühle umfassend einen Mahlbehälter, zumindest drei Rührwellen und einen Antrieb, wobei der Mahlbehälter in einer Hauptrichtung angeordnet ist und einen Mahlraum aufweist, der angepasst ist zur Aufnahme von Mahlgut und Mahlhilfskörpern, wobei jede der zumindest drei Rührwellen eine parallel zur Hauptrichtung des Mahlbehälters angeordnete Mittelachse aufweist und als in dem Mahlbehälter gestelltest montierte und um die Mittelachse drehbare Schraube ausgebildet ist, wobei der Antrieb eingerichtet ist, die zumindest drei Rührwellen um ihre jeweiligen Mittelachsen zu drehen, und wobei die zumindest drei Rührwellen einander nicht berühren und die Mittelachsen der zumindest drei Rührwellen als Seitenkanten eines Prismas angeordnet sind.

Als Rührwerkskugelmühle werden alle dem Fachmann bekannten Konstruktionen zum Zerkleinern und/oder Homogenisieren von Feststoffen als Mahlgut verstanden, bei denen das Mahlgut im Innern eines Mahlbehälters zusammen mit Mahlhilfskörpern mittels eines Rührwerks mit Rührwellen und zumindest einem Antrieb in Bewegung versetzt wird. Derartige Rührwerkskugelmühlen können etwa diskontinuierlich (etwa im Batchbetrieb), kontinuierlich (etwa mit zeitlich konstantem oder variablem Zulauf und Ablauf) oder auch quasi-kontinuierlich betrieben werden.

Der Mahlbehälter ist ein Gehäuse, dessen Innenraum als Mahlraum ausgebildet ist und daher zur Aufnahme eines Gemenges an Mahlgut oder Mahlgutdispersion einerseits und Mahlhilfskörpern andererseits angepasst ist (zusätzlich kann das Gemenge je nach Mahlaufgabe auch weitere Bestandteile aufweisen, beispielsweise funktionsverändernde Komponenten wie Zumahlstoffe bei der Zementherstellung oder Hilfsstoffe). Der Mahlbehälter - und damit der Mahlraum - weist eine Hauptrichtung (Haupterstreckungsrichtung) auf, in welcher dieser angeordnet ist. Bei einem horizontal angeordneten Mahlbehälter ist die Hauptrichtung des Mahlbehälters horizontal (oder zumindest im Wesentlichen horizontal mit einer Abweichung von maximal 10 ° zur Horizontalen), bei einem vertikal angeordneten Mahlbehälter ist die Hauptrichtung des Mahlbehälters vertikal (oder zumindest im Wesentlichen vertikal mit einer Abweichung von maximal 10 ° zur Vertikalen). Darüber hinaus sind auch andere Anordnungen möglich, etwa eine „schräge“ Ausrichtung des Mahlbehälters, bei denen die Hauptrichtung des Mahlbehälters von der Vertikalen und von der Horizontalen abweicht, oder Anordnungen mit sich über die Erstreckung des Mahlraum ändernder Ausrichtung. Grundsätzlich können Mahlbehälter beliebig konstruiert sein, beispielsweise kann dessen Gehäusemantel aus einzelnen Segmenten gebildet werden oder einstückig ausgebildet sein. Der Mahlbehälter kann für einen Nassbetrieb oder einen Trockenbetrieb ausgebildet sein. Bevorzugt betrifft die Erfindung Rührwerkskugelmühlen mit vertikal angeordneten Mahlbehältern, insbesondere solche, die für einen Nassbetrieb ausgebildet sind. Üblicherweise hat ein Mahlraum die Form eines Zylinders oder polygonalen Prismas (die Hauptrichtung des Mahlraums verläuft also in Richtung der Achse dieser geometrischen Gebilde) oder davon abgeleitete Formen, grundsätzlich kann dieser jedoch auch andere Formen aufweisen. Für einen kontinuierlichen Betrieb oder quasi kontinuierlichen Betrieb kann der Mahlraum einen Zulauf und einen Austrag aufweisen. Über den Zulauf wird „frisches“ Mahlgut in den Mahlraum eingeleitet, über den Austrag wird zerkleinertes Mahlgut aus dem Mahlraum ausgeleitet. Bei Rührwerkskugelmühlen mit vertikal angeordneten Mahlbehältern im Nassbetrieb wird das Mahlgut in dispergierter Form zugeführt und die Mahlgutdispersion mit dem zerkleinerten Mahlgut abgeleitet. Die aus dem Mahlraum ausgeleitete Mahlgutdispersion mit dem zerkleinerten Mahlgut kann einer Größentrennung zugeführt werden. Bei der Größentrennung werden Mahlgutpartikel, die höchstens die jeweils gewünschten Zielgröße aufweisen, von größeren Mahlgutpartikeln abgetrennt und letztere wieder in den Mahlraum zurückgeführt. Für den Fall, dass die am Austrag aus dem Mahlraum ausgeleitete Mahlgutdispersion oder ein Teil davon vom Auslaufstrom abgezweigt und erneut in den Mahlraum zurückgeführt werden soll, kann die rückzuführende Mahlgutdispersion vor der Rückführung mit frischem Mahlgut - in der Regel in Form einer Dispersion - vermengt werden, wobei die vereinigten Stoffströme dann über einen gemeinsamen Zulauf in den Mahlraum eingeleitet werden; natürlich kann das frische Mahlgut auch separat zugeführt und für den rückzuführenden Stoffstrom ein separater Rückführungseinlauf vorgesehen sein. Bei vertikal angeordneten Mahlbehältern befindet sich der Zulauf häufig im unteren Bereich des Mahlraums (etwa im Boden des Mahlraums oder in der Seitenwand des Mahlraums nahe des Bodens) und der Austrag im oberen Bereich des Mahlraums (etwa in der Seitenwand des Mahlraums). Im Mahlraum wird das Gemenge aus Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörpern also gegen die Schwerkraft von unten nach oben gefördert. Bei anderen Ausgestaltungen vertikal angeordneter Mahlbehälter kann sich der Zulauf in auch im oberen Bereich des Mahlraums und der Austrag im unteren Bereich des Mahlraums befinden.

Der Austrag kann eine Siebeinrichtung aufweisen, in welcher die Mahlhilfskörper von der auszuleitenden Mahlgutdispersion aus zerkleinertem Mahlgut und Mahlhilfsflüssigkeit abgetrennt und im Mahlraum zurückbehalten werden; grundsätzlich kann eine derartige Abtrennung auch erst außerhalb des Mahlbehälters erfolgen, wofür dann allerdings eine gesonderte Rückführung der ausgeleiteten Mahlhilfskörper erforderlich wäre. Die Zugabe von frischen Mahlhilfskörpern in den Mahlraum kann über eine separate Zuführungsöffnung erfolgen, jedoch sind auch andere Anordnungen möglich; so kann die Mahlgutdispersion etwa bereits vor dem Einleiten in den Mahlraum mit den Mahlhilfskörpern vermengt und das Gemenge aus Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörpern dann über den Zulauf in den Mahlraum eingebracht werden.

Ferner weist die Rührwerkskugelmühle zumindest drei Rührwellen und einen Antrieb auf. Der Antrieb weist zumindest ein Antriebsaggregat auf und kann darüber hinaus weitere Elemente umfassen, beispielsweise eine

Drehgeschwindigkeitsänderungseinheit (etwa Frequenzumrichter), eine Regelungseinheit zum Regeln des Antriebsaggregats (etwa mittels einer Reglungselektronik oder Logikschaltkreisen) oder Maschinenelemente zum Ändern von Bewegungsgrößen (etwa Getriebe). Der Antrieb ist mit den Rührwellen wirkverbunden, sodass die vom Antrieb bereitgestellte Antriebsleistung auf die Rührwellen übertragen wird. Die Wirkverbindung zwischen Rührwelle und Antrieb kann beliebig ausgebildet sein, beispielsweise kann diese eine direkte Kopplung beinhalten (indem etwa die Rührwelle an den Schaft oder die Achse des Antriebs angeflanscht ist) oder eine Kopplung über ein Getriebe. Dabei kann eine Kopplung etwa an einem Endabschnitt der Rührwelle erfolgen oder über beide Endabschnitte der Rührwelle. Als Antriebaggregat kann grundsätzlich jede Kraftmaschine vorgesehen sein, die eingerichtet und - insbesondere bezüglich der Auslegung ihrer Leistung - geeignet ist, die mit ihr wirkverbundene Rührwelle oder Rührwellen in eine Drehbewegung um eine Drehachse zu versetzen, beispielsweise ein Motor.

Die Rührwellen sind längliche Elemente, die um die Drehachse rotierbar ausgebildet sind und zum Weiterleiten von Drehbewegungen und Drehmomenten vom Antrieb auf das Gemenge aus Mahlhilfskörpern und Mahlgut oder Mahlgutdispersion im Mahlraum des Mahlbehälters geeignet sind. Die Drehachse einer Rührwelle ist dabei in der Regel parallel zu ihrer Haupterstreckungsrichtung angeordnet und stellt die Mittelachse der Rührwelle dar. Die Rührwelle weist einen Rührabschnitt auf, der zum Eintauchen in das Gemenge aus Mahlhilfskörpern und Mahlgut oder Mahlgutdispersion angepasst ist und dessen äußere einhüllende Form häufig ähnlich der eines Zylinders oder Kegelabschnitts ausgebildet ist. Die drehbare Lagerung einer Rührwelle kann an einer Stelle oder an mehreren Stellen erfolgen, bei Rührwellen von Rührwerkskugelmühlen mit einem vertikal angeordneten Mahlbehälter sind die Rührwellen häufig nur an ihrem oberen Ende gelagert, jedoch sind auch hier andere Ausgestaltungen grundsätzlich möglich.

Eine Rührwelle weist als wesentliche Funktionsbestandteile Rührelemente auf, welche die vom Antrieb eingebrachte Antriebsenergie bei der Rotation der Rührwelle um die als Drehachse ausgebildete Mittelachse auf das zu durchmischende Medium im Mahlraum übertragen, also auf das Gemenge aus Mahlhilfskörpern und Mahlgut oder Mahlgutdispersion. Hierbei wird das Gemenge in Bewegung versetzt, sodass die Bestandteile des Gemenges durchmischt werden. Vorliegend sind die Rührelemente so ausgeformt, dass die Rührwelle als eine um die Mittelachse der Rührwelle drehbare Schraube ausgebildet ist, sodass die Mittelachse der Schraube mit der Mittelachse/Drehachse der Rührwelle übereinstimmt (die beiden Mittelachsen weisen also allenfalls eine geringe Lageabweichung von wenigen Prozent des Außendurchmessers der Schraube auf, insbesondere von weniger als 5 % des Außendurchmessers der Schraube). Grundsätzlich sind als Schraube (Schnecke, Helix, Wendel, Spirale) alle gängigen Ausgestaltungen geeignet, sei es eingängige Schrauben oder mehrgängige Schrauben - beispielsweise zweigängige Schrauben, dreigängige Schrauben oder viergängige Schrauben -, vorgenannte etwa solche mit zylindrischer Grundform und solche mit leicht kegeliger (konischer) Grundform, mit ausgefülltem Mittelbereich oder mit nichtausgefülltem Mittelbereich („mit Seele“ oder „ohne Seele“), rechtsgängige Schrauben ebenso wie linksgängige Schrauben von jeweils geeigneter Schraublinie, Schraubfläche oder Wendelfläche, Ganghöhe und Gangwinkel, die je nach verfügbarer Antriebsleistung, Zusammensetzung des Gemenges und der zu erzielenden Durchmischung in einer dem Fachmann bekannten Weise geeignet gewählt werden können. Die zumindest drei Schrauben können dabei gleich oder auch unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise hinsichtlich der Schraubenart, Schraubengeometrie (Gewindeganggeometrie) oder der Schraubenabmessungen, also etwa deren Gesamtlänge oder deren Durchmesser. Zur Verbesserung des Verschleißverhaltens können die bei der Kraftübertragung besonders beanspruchten Bereiche der Rührwelle verschleißarm ausgestaltet sein, beispielsweise können sie eine hochfeste Gewindegangbeschichtung und/oder Spitzenbeschichtung aufweisen. Es wurde nun herausgefunden, dass das Mahlgut nicht über die gesamte Ausdehnung des Mahlraums oder der Schraube gleichmäßig zerkleinert wird, sondern dass der für die Mahlprozesse in Frage kommende Beanspruchungsraum sich vor allem in einem engen Bereich an der Schraubenaußenseite befindet. Ferner wurde herausgefunden, dass die vom Antrieb über die Rührwelle in das Gemenge aus Mahlgut/Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörpern eingetragene Mahlenergie zum äußeren Umfang der als Schraube ausgestalteten Rührwelle proportional ist. Die eingetragene Mahlenergie steigt daher also linear mit dem Durchmesser der Schraube an, während der Platzbedarf (die benötigte Grundseite, bei Rührwerkskugelmühlen mit vertikal angeordneten Mahlbehältern also deren Grundfläche) eines derartigen Rührwerks mit dem Quadrat des Durchmessers der Schraube ansteigt. Für einen hohen Energieeintrag ist dabei eine effiziente Drehmomentübertragung zwischen Antriebsaggregat und Rührwelle einerseits und Gemenge aus Mahlgut/Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörpern andererseits erforderlich, weshalb die Rührwellen in dem Mahlbehälter gestelltest montiert sein müssen, dessen Innenraum als der Mahlraum ausgebildet ist. Als gestelltest wird eine Welle bezeichnet, deren Position sich relativ zum Gestell (dem Maschinengestell, also der tragenden Teile der Rührwerkskugelmühle und ihres Mahlbehälters, insbesondere des Mahlraums) nicht ändert; dies schließt natürlich eine Drehbewegung der Welle um ihre Mittelachse nicht aus. Aus diesem Grund können die Rührwellen auch keine umlaufenden Wellen sein und dürfen daher im Maschinengestell nicht auf Kreisbahnen innerhalb des Mahlraumes umlaufen, sodass hier etwa eine Anordnung der Wellen an dem umlaufenden Teil eines Planetengetriebes (Umlaufgetriebes) grundsätzlich nicht möglich ist.

Beim Vergleich der eingetragenen Energien für Rührwellensysteme mit gleichem Platzbedarf aber unterschiedlichem Rührwellendurchmesser ist ersichtlich, dass es vorteilhafter ist, mehrere kleinere Rührwellen zu verwenden als eine größere Rührwelle: Beispielsweise berechnet sich für ein erstes System aus vier kleinen Schrauben als Rührwellen, die jeweils einen Durchmesser ds,k = D aufweisen, der Gesamtumfang Us,k der vier kleineren Rührwellen zu Us,k = 4 x (p D), während ein zweites System aus einer großen Schraube als Rührwelle mit dem Durchmesser ds,g = (2D), welches denselben Platzbedarf hat wie das erste System, einen Umfang Us,g der Rührwelle von Us,g = 1 x (p (2D)) aufweist. Da der Energieeintrag proportional zum Gesamtumfang der Rührwellen ist, fällt bei gleichem Platzbedarf der Energieeintrag für das erste System doppelt so groß aus wie der für das zweite System. Sollen in einem Mahlraum von gegebener Grundseite und Volumen besonders große Mahlenergien oder Mahlleistungen realisiert werden, dann ist es daher sinnvoll, in dem zur Verfügung stehenden Mahlraum anstelle von einer einzigen größeren Rührwelle mehrere kleinere Rührwellen einzusetzen, sodass sich infolge der Aufteilung auf mehrere kleinere Rührwellen die Leistungseffizienz steigern lässt.

In einer derartigen Anordnung weist die Rührwerkskugelmühle daher mehr als zwei Rührwellen auf, also zumindest drei Rührwellen, jedoch können auch mehr Rührwellen vorgesehen sein, beispielsweise vier Rührwellen, fünf Rührwellen oder sechs Rührwellen. Die Rührwellen sind als Schrauben gestaltet, die konstruktiv beliebig in geeigneter Form ausgebildet sein können; beispielsweise können die Rührwellen einen Hohlschaft oder einen Vollschaft aufweisen. Der Antrieb ist dabei eingerichtet, die zumindest drei Rührwellen um ihre jeweiligen Mittelachsen zu drehen; dafür kann jede Rührwelle ein separates Antriebsaggregat aufweisen, es können aber auch mehrere oder sogar alle Rührwellen ein gemeinsames Antriebsaggregat aufweisen. Die Rührwellen berühren einander nicht, sodass zwischen zwei benachbarten Rührwellen ein Spalt vorliegt; dabei können benachbarte Schrauben insbesondere auch so angeordnet sein, dass ihre Gewindegänge nicht ineinander greifen oder einander durchdringen. In einer Rührwerkskugelmühle können die Spalte zwischen den verschiedenen Rührwellen jeweils gleichgroß sein oder auch unterschiedlich groß ausgebildet sein. Die Mittelachsen der Rührwellen sind in dem Mahlraum des Mahlbehälters jeweils parallel zur Hauptrichtung des Mahlbehälters angeordnet, sodass die Mittelachsen der zumindest drei Rührwellen ebenfalls parallel zueinander verlaufen; als paralleler Verlauf wird hier ein Verlauf angesehen, welcher höchstens eine Abweichung von 5 ° zu einer exakt parallelen Ausrichtung aufweist. Dabei sind die Mittelachsen dieser zumindest drei Rührwellen als Seitenkanten eines Prismas angeordnet (als polygonale Anordnung). Als Prisma wird vorliegend ein Polyeder verstanden, dessen Form bei der Parallelverschiebung eines ebenen regelmäßigen oder unregelmäßigen Polygons als Grundfläche entlang einer Geraden als Verschiebungslinie erhalten wird, wobei die Gerade nicht in der Ebene des Polygons liegt; bei einem geraden Prisma erfolgt die Verschiebung senkrecht zu der Ebene des Polygons, bei einem schiefen Prisma erfolgt die Verschiebung unter einem von der Senkrechten abweichenden Winkel. Das Polygon stellt dabei die Grundfläche und auch die Deckfläche eines solchen Prismas dar, die übrigen Begrenzungsflächen bilden die Mantelflächen, wobei jeweils zwei Mantelflächen miteinander über eine je Seitenkante verbunden sind, die sich von einer Ecke der Grundfläche zu einer Ecke der Deckfläche hin erstreckt. Die Seitenkanten sind zueinander parallel und weisen alle die gleiche Länge auf. In der Regel sind Grundfläche und Deckfläche deckungsgleich, ausnahmsweise können diese aber auch gegeneinander verdreht sein (sodass der Begriff Prisma auch Prismatoide umfassen kann). Das Prisma, als dessen Seitenkanten die zumindest drei Rührwellen angeordnet sind, kann eine regelmäßige Struktur aufweisen (dessen Grundfläche also ein regelmäßiges Polygon darstellt, etwa ein gleichseitiges Dreieck, ein Quadrat, ein regelmäßiges Fünfeck, ein regelmäßiges Sechseck oder dergleichen) oder auch eine unregelmäßige Struktur (dessen Grundfläche also ein unregelmäßiges Polygon darstellt, etwa ein ungleichseitiges Dreieck, insbesondere auch ein gleichschenkliges Dreieck, ein ungleichseitiges Viereck, insbesondere ein ungleichseitiges Rechteck, ein Parallelogramm oder ein Trapez, sowie andere nicht-regelmäßige geschlossene polygonale Kurvenzüge), sodass das Prisma also auch Quader, trigonale Prismen, pentagonale Prismen, hexagonale Prismen und dergleichen umfasst. Die Anordnung der Mittelachsen der zumindest drei Rührwellen als Seitenkanten eines Prismas ist erforderlich, um die Drehmomente der drei Rührwellen möglichst effektiv zum Mahlvorgang nutzen zu können, was etwa bei einer rein linearen Anordnung aufgrund der geringeren Anzahl an Annäherungszonen zwischen benachbarten Rührwellen (im „Spalt“ zwischen benachbarten Rührwellen, wo sich die Außenseiten benachbarter Schrauben einander annähern und Mahlgut sowie Mahlhilfskörper dem Einfluss unterschiedlicher Rührwellen ausgesetzt sind) und damit aufgrund der geringeren Gesamtfläche aller Annäherungszonen nicht möglich wäre.

Die Anpassung des Mahlraums zur Aufnahme von Mahlgut und Mahlhilfskörpern beinhaltet neben einer geeigneten geometrischen Ausgestaltung in der Regel auch die Verwendung geeigneter chemisch inerter und mechanisch belastbarer Materialien, welche abriebarm und gegenüber dem zu zerkleinernden Material verschleißfest sind. Typischerweise wird die Innenwandung des Innenraums hierfür mit einer entsprechenden hochfesten Beschichtung oder Auskleidung versehen, wobei letztere etwa segmentiert oder als Vollverkleidungselement ausgebildet sein kann. Eine entsprechende hochfeste Auskleidung oder Beschichtung wird ebenfalls für die Rührwelle verwendet, insbesondere für deren Mittelachse, deren Gewindegang und deren Spitze. Das Material für derartige Auskleidungen oder Beschichtungen wird in der Regel in Übereinstimmung mit dem Material der Mahlhilfskörper gewählt, um die gegenseitigen Verschleißwirkungen zu minimieren. Typischerweise besteht die Oberfläche von derartigen verschleißbeanspruchten Elementen aus Metallen oder Legierungen, etwa Stählen wie hochlegierte Stähle, insbesondere Chromstähle, aus keramischen Werkstoffen oder Mineralien, etwa karbidischen Materialien, insbesondere Wolframcarbid, Chromcarbid, Tantalcarbid, Niobcarbid, Titancarbid, Hafniumcarbid oder Mischcarbiden davon, oxidischen Materialien, insbesondere Korund (vor allem Sinterkorund), Titandioxid oder Zirkoniumdioxid (in stabilisierter Form - etwa mit Yttriumoxid oder Scandiumoxid- oder auch in nicht stabilisierter Form), Achat oder Feuerstein, sowie aus Kompositwerkstoffen, etwa Flartmetallen.

Die Mahlhilfskörper selbst stellen dabei keinen integralen Bestandteil der Rührwerkskugelmühle dar, sind im Betrieb jedoch unerlässlich. Typischerweise werden Mahlhilfskörper verwendet, deren Außenseite zur Vergleichmäßigung des Bewegungsverhaltens eine abgerundete Form aufweist, beispielsweise kugelige oder kugelähnliche Mahlhilfskörper, zylindrische Mahlhilfskörper („Cylpebs“) sowie ellipsoide, ovoide oder spindelförmige Mahlhilfskörper und dergleichen. Diese füllen im Betrieb das Volumen des Mahlraums zu typischerweise etwa 70 % bis 90 % aus, wobei dieses Mengenverhältnis einen deutlichen Einfluss auf die die Produktqualität besitzt. Die letztendlich erzielte Größenverteilung des Mahlguts hängt vor allem von der Größe und Form der Mahlhilfskörper sowie vom Mahlgut selber ab (etwa von dessen Dichte, Härte, Sprödbruchverhalten, Kristallinität und Kristallmorphologie sowie von der Größe des zugeführten Mahlguts). Die Materialwahl der Mahlhilfskörper wird der Regel übereinstimmend mit dem Material der Beschichtung gewählt.

In der einfachsten Ausgestaltung werden alle der zumindest drei Rührwellen von demselben Antriebsaggregat angetrieben. Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Rührwerkskugelmühle so ausgebildet, dass der Antrieb für jede der zumindest drei Rührwellen ein eigenes Antriebsaggregat umfasst. Auf diese Weise lässt sich jede Rührwelle individuell ansteuern, was eine besonders vielseitige Prozessregelung ermöglicht. Ist hierbei zusätzlich in mindestens einem Antriebsaggregat - gegebenenfalls auch in allen Antriebsaggregaten - eine Drehgeschwindigkeitsregelung vorgesehen, so lässt sich selbst bei zeitlich nicht konstanten Mahlbedingungen - etwa einer sich ändernden Beschaffenheit des zugeführten Mahlguts - für das zerkleinerte Mahlgut dynamisch eine gleichbleibende Morphologie sicherstellen. Darüber hinaus ist es durch den Einsatz von separaten Antriebsaggregaten für jede Rührwelle möglich, mit kommerziell verfügbaren Antriebsaggregaten einen möglichst hohen Gesamtenergieeintrag zu erzielen, sodass eine besonders hohe Mahlleistung realisiert werden kann. Die Antriebsaggregate können hierbei identisch ausgebildet sein oder auch verschieden. Letzteres kann auch dann sinnvoll sein, wenn etwa nicht alle Rührwellen denselben Schraubendurchmesser oder dieselbe Schraubengeometrie aufweisen, sondern bezüglich Durchmesser oder Geometrie mindestens zwei unterschiedlichen Typen zuzurechnen sind.

Stattdessen kann die Rührwerkskugelmühle aber auch so ausgebildet sein, dass der Antrieb für zumindest zwei der zumindest drei Rührwellen ein gemeinsames Antriebsaggregat umfasst, sodass bei jeder Rührwerkskugelmühle zumindest zwei Antriebsaggregate vorgesehen sind. Bei einer Rührwerkskugelmühle mit drei Rührwellen werden dann folglich zwei Rührwellen von einem gemeinsamen Antriebsaggregat angetrieben, die letzte Rührwelle verfügt über ein eigenes Antriebsaggregat. Bei einer Rührwerkskugelmühle mit vier Rührwellen werden drei Rührwellen von einem gemeinsamen Antriebsaggregat angetrieben und die verbliebene Rührwelle verfügt dann über ein eigenes Antriebsaggregat oder aber zwei Rührwellen werden von einem gemeinsamen Antriebsaggregat angetrieben und die übrigen beiden Rührwellen verfügen dann entweder über je ein eigenes Antriebsaggregat oder werden stattdessen von einem zweiten gemeinsamen Antriebsaggregat angetrieben; entsprechendes gilt für Rührwerkskugelmühlen mit mehr als vier Rührwellen, also etwa mit fünf Rührwellen, mit sechs Rührwellen oder mit sieben Rührwellen. Bei einer derartigen Ausgestaltung reicht es aus, lediglich eines der zumindest zwei Antriebsaggregate für einen Betrieb mit regelbarer Drehgeschwindigkeit (Drehzahl) einzurichten, um eine Änderung der Beanspruchungsgeschwindigkeit innerhalb des Gemenges aus Mahlgut/Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörpern im Mahlraum zu gewährleisten. Eine derartige Ausgestaltung weist weniger Antriebsaggregate auf als die Ausgestaltung, bei der jede Rührwelle über ein eigenes Antriebsaggregat verfügt, weshalb auch der Platzbedarf geringer ausfallen kann und diese Ausgestaltung aufgrund der geringeren Anzahl an Antriebsaggregaten auch kostengünstiger sein kann. Gleichzeitig bietet diese Ausgestaltung aber bereits eine Prozessregelung, die signifikant leistungsstarker ist als eine Rührwerkskugelmühle mit zumindest drei Rührwellen, die allesamt von einem einzigen Antriebsaggregat angetrieben werden, weshalb diese Variante einen sinnvollen Kompromiss darstellt.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Rührwerkskugelmühle so ausgebildet, dass der Antrieb eingerichtet ist, zumindest eine Rührwelle der zumindest drei Rührwellen mit einer Drehgeschwindigkeit anzutreiben, die unabhängig von den Drehgeschwindigkeiten der anderen Rührwellen der zumindest drei Rührwellen regelbar ist. Dies lässt sich beispielsweise durch die Verwendung individueller Antriebsaggregate oder unabhängig voneinander schaltbarer Rührwellengetriebe erreichen. Auf diese Weise kann eine besondere individuelle Prozessregelung erzielt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Rührwerkskugelmühle so ausgebildet, dass die Rührwerkskugelmühle zusätzlich zu den zumindest drei Rührwellen zumindest eine innere Rührwelle aufweist, die jeweils eine parallel zur Hauptrichtung des Mahlbehälters angeordnete Mittelachse aufweist und die als in dem Mahlbehälter gestelltest montierte und um die Mittelachse drehbare Schraube ausgebildet ist, wobei die zumindest eine innere Rührwelle die zumindest drei Rührwellen nicht berührt und die Mittelachse der zumindest einen inneren Rührwelle innerhalb des von den Mittelachsen der zumindest drei Rührwellen gebildeten Prismas angeordnet ist. Somit ist die zumindest eine innere Rührwelle also nicht an einer Seitenkante des Prismas angeordnet, dessen Mantel von den zumindest drei - äußeren - Rührwellen aufgespannt wird. Die zumindest eine innere Rührwelle kann dabei mit einer Rührwelle oder mit mehreren Rührwellen aus den zumindest drei (äußeren) Rührwellen identisch ausgebildet sein oder von diesen verschieden, beispielsweise hinsichtlich der Schraubenart, Schraubengeometrie (Gewindeganggeometrie) oder der Schraubenabmessungen, also etwa deren Gesamtlänge oder deren Durchmesser. Ist mehr als eine innere Rührwelle vorgesehen (beispielsweise zwei innere Rührwellen oder drei innere Rührwellen), so können diese gleich oder auch unterschiedlich ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der Innenbereich zwischen den äußeren Rührwellen nicht infolge der Rotation der äußeren Rührwellen an Mahlgut verarmt, sodass kein „leerer Innenbereich“ als Totvolumen oder Totzone entsteht. Eine Anordnung mit zumindest einer inneren Rührwelle ist umso sinnvoller, wenn mehr als vier äußere Rührwellen vorgesehen sind, da dann auch das Volumen des Innenbereichs größer wird, also etwa bei Rührwerkskugelmühlen mit fünf Rührwellen, mit sechs Rührwellen, mit sieben Rührwellen oder mit acht Rührwellen.

Dabei kann die Rührwerkskugelmühle zusätzlich eine Bremseinrichtung umfassen, die eingerichtet ist, um bei der zumindest einen inneren Rührwelle die Drehgeschwindigkeit zu verringern oder eine Drehbewegung zu verhindern. Hierfür ist jede geeignete Bremseinrichtung grundsätzlich einsetzbar, etwa mechanische Bremssysteme, magnetische Bremssysteme, elektrische Bremssysteme, Fluidbremssysteme oder dergleichen. Auf diese Weise kann die drehbare innere Rührwelle im Betrieb gezielt abgebremst werden, wodurch es möglich ist, im Innenraum zwischen den zumindest drei (äußeren) Rührwellen die Strömung des Gemenges aus Mahlgut/Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörpern direkt zu beeinflussen, um dort der Ausbildung von Totzonen lokal entgegenzuwirken oder um durch eine zusätzliche Verwirbelung den Energieeintrag und die Drehmomentübertragung beeinflussen zu können (beispielsweise beim Anfahren oder Herunterfahren der Rührwerkskugelmühle oder um im Betrieb für das Gemenge einen Übergang zu Kaskadenbewegung, zu Kataraktbewegung oder zu Zentrifugation zu erzwingen oder zu verhindern).

Dabei kann die Rührwerkskugelmühle so ausgebildet sein, dass der Antrieb ein Antriebsaggregat aufweist, um die zumindest eine innere Rührwelle um ihre Mittelachse zu drehen. Dieses Antriebsaggregat kann ein separates Antriebsaggregat sein oder aber ein gemeinsames Antriebsaggregat, über welches zumindest eine oder auch mehrere der äußeren Rührwellen und auch die innere Rührwelle angetrieben werden, beispielsweise kann dieses gemeinsame Antriebsaggregat mit der inneren Rührwelle direkt oder aber über ein entsprechendes Getriebe verbunden sein. Mit dieser Ausgestaltung kann auch über die innere Antriebswelle ein Energieeintrag erfolgen, darüber hinaus ermöglicht dies eine noch gezieltere Beeinflussung der Strömung des Gemenges aus Mahlgut/Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörpern im Mahlraum, um Totzonen vermeiden zu können. Stattdessen kann die Rührwerkskugelmühle aber auch so ausgebildet sein, dass die zumindest eine innere Rührwelle nicht mit einem Antrieb verbunden ist. Eine Rotation der inneren Rührwelle um ihre Mittelachse wird bei dieser Ausbildung dann passiv erreicht durch ein Mittlaufen der inneren Rührwelle in der Strömungsbewegung des Gemenges aus Mahlgut/Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörpern. Auf diese Weise dient die innere Rührwelle zur Vergleichmäßigung eines im Mahlraum umlaufenden Stoffstroms und kann damit zu einer passiven Stabilisierung des Mahlbetriebs führen, darüber hinaus kann der Ausbildung von Totzonen entgegengewirkt werden.

Grundsätzlich können dabei die zumindest drei Rührwellen für eine Drehbewegung im gleichen Drehrichtungen (jeweils im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn) oder in unterschiedlichen Drehrichtungen angepasst sein. Die Anpassung der Rührwelle für bestimmte Drehrichtungen betrifft dabei in erster Linie deren Schraubenformen, die Ausgestaltung als rechtsgängige Schraube oder als linksgängige Schraube; darüber hinaus betrifft eine entsprechende Anpassung auch die konstruktive Ausgestaltung des Antriebs für die jeweiligen Drehrichtungen, also der Regelungseinheit, der Antriebsaggregate und/oder etwaiger Elemente zur Kraftübertragung und/oder Drehmomentübertragung (beispielsweise von Getrieben, die zwischen Antriebsaggregat und Rührwelle angeordnet sind).

Sind die zumindest drei Rührwellen angepasst für unterschiedliche Drehrichtungen, so ist zumindest eine Rührwelle der zumindest drei Rührwellen eine rechtsgängige Schraube und zumindest eine Rührwelle der zumindest drei Rührwellen eine linksgängige Schraube. Dadurch ist es dann bei einer geraden Anzahl an Rührwellen möglich, dass jede Rührwelle eine Drehrichtung aufweist, die sich von den Drehrichtungen der beiden ihr benachbarten Rührwellen unterscheidet. Weisen benachbarte Rührwellen unterschiedliche Drehrichtungen auf, dann laufen die Außenseiten ihrer Schrauben dort, wo sie sich einander annähern (also im „Spalt“ zwischen benachbarten Rührwellen), in gleicher Laufrichtung zueinander, sodass an diesen Stellen lokal besonders gleichmäßige Mahlbedingungen herrschen. Stattdessen kann die Rührwerkskugelmühle aber auch so ausgebildet sein, dass die zumindest drei Rührwellen für eine Drehbewegung in derselben Drehrichtung angepasst sind. Weisen benachbarte Rührwellen dieselben Drehrichtungen auf, dann laufen die Außenseiten ihrer Schrauben in der Annäherungszone in unterschiedlicher Laufrichtung zueinander. Dadurch weisen die Festbestandteile - also das Mahlgut und die Mahlhilfskörper -, die dem Einfluss unterschiedlicher Rührwellen ausgesetzt sind, in der Annäherungszone relativ zueinander lokale Relativgeschwindigkeiten auf, die fast doppelt so hoch sind wie die Geschwindigkeit der Festbestandteile in der Strömung der Rührwellen außerhalb der Annäherungszone. Dies hat in dieser Zone signifikant größere lokale Prallkräfte und Scherkräfte und somit auch einen erheblich höheren Mahlenergieeintrag zur Folge, ohne dass für das Aggregat eine größere Fläche benötigt wird als bei herkömmlichen Einwellen-Rührwerkskugelmühlen, sodass eine derartige Ausgestaltung erhebliche Vorteile mit sich bringt.

Bei Rührwerkskugelmühlen mit zumindest drei (äußeren) Rührwellen, welche die gleiche Drehrichtung haben, ist das Risiko besonders hoch, dass sich im Innenbereich zwischen den Rührwellen Totzonen ausbilden (etwa entsprechend einer Trombenbildung aufgrund des Donut-Effektes). Weist daher eine Rührwerkskugelmühle zumindest drei (äußere) Rührwellen auf, die für eine Drehbewegung in derselben Drehrichtung angepasst sind, dann kann es - wie zuvor beschrieben - sinnvoll sein, wenn zusätzlich auch zumindest eine innere Rührwelle vorgesehen ist. Die zumindest eine innere Rührwelle kann dabei für eine Drehbewegung in derselben Drehrichtung wie die zumindest drei (äußeren) Rührwellen angepasst sein (wobei die zumindest eine innere Rührwelle durchaus eine andere Drehgeschwindigkeit aufweisen kann als die zumindest drei (äußeren) Rührwellen). Auf diese Weise kann der Energieeintrag noch weiter erhöht werden, da gegenüber einer Anordnung ohne innere Rührwelle zusätzliche Annäherungszonen geschaffen werden. Stattdessen kann die Rührwerkskugelmühle aber auch so ausgebildet sein, dass die zumindest drei Rührwellen für eine Drehbewegung in derselben Drehrichtung angepasst sind, und wobei die zumindest eine innere Rührwelle für eine Drehbewegung in der von der Drehrichtung der zumindest drei Rührwellen verschiedenen Drehrichtung angepasst ist. Auf diese Weise wird derselbe hohe Mahlenergieeintrag geboten wie bei einer Rührwerkskugelmühle mit zumindest drei (äußeren) Rührwellen von gleicher Drehrichtung, wobei der Ausbildung von Totzonen entgegengewirkt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Rührwerkskugelmühle so ausgebildet sein, dass der Außendurchmesser jeder der zumindest drei Rührwellen höchstens die Hälfte der maximalen Innenweite des Mahlraums beträgt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass nicht der überwiegende Teil des Energieeintrags über eine einzige Rührwelle erfolgt, sondern im Wesentlichen über jede der zumindest drei Rührwellen zu ähnlichen Teilen, sodass eine optimale Erhöhung von Durchsatz und/oder von Mahlenergie oder Mahlleistungen erzielt werden kann. Ferner umfasst die Erfindung ein Rührwerkskugelmühlenrührwerk für die zuvor beschriebene Rührwerkskugelmühle, das Rührwerkskugelmühlenrührwerk umfassend zumindest drei Rührwellen und einen Antrieb, wobei jede der zumindest drei Rührwellen eine Mittelachse aufweist, als um die Mittelachse drehbare Schraube ausgebildet ist und für eine gestellfeste Montage in einem Mahlbehälter eingerichtet ist, wobei der Antrieb eingerichtet ist, die zumindest drei Rührwellen um ihre jeweiligen Mittelachsen zu drehen, und wobei die zumindest drei Rührwellen einander nicht berühren und die Mittelachsen der zumindest drei Rührwellen parallel zueinander ausgerichtet und als Seitenkanten eines Prismas angeordnet sind, wobei insbesondere der Antrieb für jede der zumindest drei Rührwellen ein eigenes Antriebsaggregat umfassen kann oder für zumindest zwei der zumindest drei Rührwellen ein gemeinsames Antriebsaggregat umfassen kann und dabei insbesondere eingerichtet sein kann, zumindest eine der zumindest drei Rührwellen mit einer Drehgeschwindigkeit anzutreiben, die unabhängig von den Drehgeschwindigkeiten der anderen der zumindest drei Rührwellen regelbar ist, wobei insbesondere das Rührwerkskugelmühlenrührwerk zusätzlich zu den zumindest drei Rührwellen zumindest eine innere Rührwelle aufweisen kann, welche jeweils eine parallel zur Hauptrichtung des Mahlbehälters angeordnete Mittelachse aufweist, als um die Mittelachse drehbare Schraube ausgebildet ist und für eine gestellfeste Montage in einem Mahlbehälter eingerichtet ist, wobei die zumindest eine innere Rührwelle die zumindest drei Rührwellen nicht berührt und die Mittelachse der zumindest einen inneren Rührwelle innerhalb des von den Mittelachsen der zumindest drei Rührwellen gebildeten Prismas angeordnet ist, und dabei insbesondere der Antrieb nicht mit der zumindest einen inneren Rührwelle verbunden sein kann oder ein Antriebsaggregat aufweisen kann, um die zumindest eine innere Rührwelle um ihre Mittelachse zu drehen, und dabei insbesondere eine Bremseinrichtung umfassen kann, die eingerichtet ist, um bei der zumindest einen inneren Rührwelle die Drehgeschwindigkeit zu verringern oder eine Drehbewegung zu verhindern, wobei insbesondere der Außendurchmesser jeder der zumindest drei Rührwellen höchstens die Hälfte der maximalen Innenweite des Mahlraums betragen kann.

Demzufolge umfasst das Rührwerkskugelmühlenrührwerk zumindest drei Rührwellen und einen Antrieb. Jede der zumindest drei Rührwellen weist eine Mittelachse auf und ist als um die Mittelachse drehbare Schraube ausgebildet. Ferner ist jede der zumindest drei Rührwellen für eine gestellteste Montage in einem Mahlbehälter eingerichtet. Der Antrieb ist eingerichtet, die zumindest drei Rührwellen um ihre jeweiligen Mittelachsen zu drehen. Die zumindest drei Rührwellen berühren einander nicht, und die Mittelachsen der zumindest drei Rührwellen sind parallel zueinander ausgerichtet und als Seitenkanten eines Prismas angeordnet.

Optional kann der Antrieb für jede der zumindest drei Rührwellen ein eigenes Antriebsaggregat umfassen oder für zumindest zwei der zumindest drei Rührwellen ein gemeinsames Antriebsaggregat umfassen. Ferner kann der Antrieb optional insbesondere eingerichtet sein, zumindest eine der zumindest drei Rührwellen mit einer Drehgeschwindigkeit anzutreiben, die unabhängig von den Drehgeschwindigkeiten der anderen der zumindest drei Rührwellen regelbar ist. Ebenfalls optional kann dabei das Rührwerkskugelmühlenrührwerk zusätzlich zu den zumindest drei Rührwellen zumindest eine innere Rührwelle aufweisen, welche jeweils eine parallel zur Hauptrichtung des Mahlbehälters angeordnete Mittelachse aufweist. In diesem Fall ist die zumindest eine innere Rührwelle dann als um die Mittelachse drehbare Schraube ausgebildet und für eine gestellfeste Montage in einem Mahlbehälter eingerichtet, wobei sie die zumindest drei Rührwellen nicht berührt; die Mittelachse der zumindest einen inneren Rührwelle ist dabei innerhalb des Prismas angeordnet, das von den Mittelachsen der zumindest drei Rührwellen gebildet wird. Weiterhin optional kann der Antrieb dabei ein Antriebsaggregat aufweisen, um die zumindest eine innere Rührwelle um ihre Mittelachse zu drehen, oder aber nicht mit der zumindest einen inneren Rührwelle verbunden sein. Ebenfalls optional kann der Antrieb auch eine Bremseinrichtung umfassen, die eingerichtet ist, um bei der zumindest einen inneren Rührwelle die Drehgeschwindigkeit zu verringern oder eine Drehbewegung zu verhindern. Schließlich kann der Außendurchmesser jeder der zumindest drei Rührwellen optional auch höchstens die Hälfte der maximalen Innenweite des Mahlraums betragen. Ein entsprechendes Rührwerk ist im Zusammenhang mit der Beschreibung der Rührwerkskugelmühle bereits näher ausgeführt.

Schließlich umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Zerkleinern von Mahlgut in einer Rührwerkskugelmühle mit vertikal angeordnetem Mahlbehälter im Nassbetrieb, das Verfahren umfassend (i) ein Aufschlämmen des zu zerkleinernden Mahlguts in einer Mahlhilfsflüssigkeit, wobei eine Mahlgutdispersion erhalten wird, (ii) ein kontinuierliches Einbringen der Mahlgutdispersion in einen unteren Abschnitt eines mit Mahlhilfskörpern befüllten Mahlraums einer Rührwerkskugelmühle, insbesondere der zuvor beschriebenen Rührwerkskugelmühle, (iii) ein kontinuierliches Vertikalfördern eines Teils der Mahlgutdispersion aus dem unteren Abschnitt des Mahlraums in einen oberen Abschnitt des Mahlraums durch zumindest drei drehende, gestelltest montierte vertikale Rührwellen, die einander nicht berühren, zumindest im Wesentlichen vertikal parallel zueinander ausgerichtet sind und deren Mittelachsen als Seitenkanten eines Prismas angeordnet sind, wobei eine aufbereitete Mahlgutdispersion erhalten wird, in der zumindest ein Teil des in der Mahlhilfsflüssigkeit dispergierten Mahlguts zerkleinert ist, (iv) ein kontinuierliches Herausleiten eines Teils der aufbereiteten Mahlgutdispersion aus dem oberen Abschnitt des Mahlraums, und (v) ein abschließendes Abtrennen des zerkleinerten Mahlguts aus der herausgeleiteten aufbereiteten Mahlgutdispersion.

Demzufolge wird zunächst das zu zerkleinernden Mahlguts in einer Mahlhilfsflüssigkeit aufgeschlämmt, wobei eine Mahlgutdispersion erhalten wird. Als Mahlhilfsflüssigkeit können alle geeigneten Flüssigkeiten eingesetzt werden, Reinstoffe, Lösungen, Mischungen und disperse Systeme, insbesondere solche Flüssigkeiten, die gegenüber dem zu zerkleinernden Bestandteil des Mahlguts chemisch inert sind; dem steht nicht entgegen, dass die Mahlhilfsflüssigkeit gegebenenfalls auch zur Reinigung und Aufarbeitung des Mahlguts eingesetzt werden kann, etwa indem darin etwaige Verunreinigungen zersetzt oder aus dem Mahlgut gelöst, adsorbiert oder anderweitig gebunden werden und somit vom Mahlgut abgetrennt werden können.

Stellt das Mahlgut einen mineralischen Rohstoff dar, so handelt es sich dabei häufig um gebrochenes Gestein, welches zuvor in einer Brechvorrichtung (etwa in einem Kreiselbrecher) aufgebrochen und einer Trennvorrichtung zur Klassierung zugeführt wurde (beispielsweise einem Sichter oder Sieb), wobei das aufgebrochene Gestein mit den gewünschten Partikelgrößen gegebenenfalls einer weiteren Vorzerkleinerung zugeführt wird, beispielsweise einer horizontalen Kugelmühle oder Walzenmühle, bevor es schließlich als Mahlgut in eine Mahlgutdispersion eingebracht wird. Das Aufschlämmen kann dann unmittelbar beim Einbringen in den Mahlraum der Rührwerkskugelmühle erfolgen oder kurz davor, etwa in einer Mischkammer oder einem Mahlgutdispersionstank. Sind der Zerkleinerung des Mahlguts in der Rührwerkskugelmühle weitere Verfahrensschritte vorgelagert, etwa solche zur Mahlgutvorbereitung, Reinigung oder Vorzerkleinerung, so kann das Aufschlämmen des Mahlguts in der Mahlhilfsflüssigkeit im Prozessablauf zeitlich vor dem Einbringen der Mahlgutdispersion in die Rührwerkskugelmühle stattfinden. Typischerweise wird die Mahlgutdispersion vor dem Einbringen in die Rührwerkskugelmühle einer Vorklassierung unterzogen (beispielsweise in einem Fliehkraftabscheider, etwa einem Hydrozyklon), um Mahlgutanteile abzutrennen, welche bereits die gewünschte Zielgröße aufweisen. Nach dem Abtrennen kann die Mahlgutdispersion mit dem Mahlgut, welches bereits die gewünschte Zielgröße aufweist, als Produktdispersion aus dem Rührwerkskugelmühlensystem ausgeleitet werden und der weiteren Verwendung zugeführt werden.

Nach dem Aufschlämmen wird die Mahlgutdispersion (oder deren Grobanteil) kontinuierlich in den unteren Abschnitt des Mahlraums einer Rührwerkskugelmühle eingeleitet. Dazu wird die Mahlgutdispersion typischerweise mittels Pumpen, die der Rührwerkskugelmühle vorgelagert sind, durch Rohrleitungen zum Einlass des Mahlbehälters gefördert und von dort in den Mahlraum eingespeist. Im Mahlraum befinden sich bereits die Mahlhilfskörper (zusammen mit Produktdispersion, die zu einem früheren Zeitpunkt dem Mahlraum zugeführt wurde und diesen noch nicht wieder verlassen hat). Dabei werden die Mahlhilfskörper häufig so gewählt, dass sie größere Abmessungen haben als das zu zerkleinernde Mahlgut. Die eigentliche Rührwerkskugelmühle kann dabei eine der zuvor bereits ausführlich beschriebenen Ausgestaltungen aufweisen.

Im Mahlraum wird die Mahlgutdispersion bei der Rotation der Rührwellen um ihre jeweiligen Mittelachsen kontinuierlich aus dem unteren Abschnitt des Mahlraums in vertikaler Richtung in einen oberen Abschnitt des Mahlraums gefördert. Dazu sind die zumindest drei Rührwellen zumindest im Wesentlichen vertikal parallel zueinander ausgerichtet und so gestelltest montiert, dass sie einander nicht berühren, wobei die Mittelachsen der zumindest drei Rührwellen als Seitenkanten eines Prismas angeordnet sind. Werden die zumindest drei Rührwellen in eine Drehbewegung um ihre Mittelachsen versetzt, wird ein Teil der Mahlgutdispersion nach oben gefördert und dabei durch die Mahlhilfskörper infolge der dabei auftretenden Schlagbeanspruchung und Scherbeanspruchung zerkleinert. Hierbei wird eine aufbereitete Mahlgutdispersion erhalten, in der zumindest ein Teil des in der Mahlhilfsflüssigkeit dispergierten Mahlguts zerkleinert (bezogen auf die Partikelgröße des ursprünglich zugeführten Mahlguts) ist. Es werden vor allem diejenigen Anteile des Mahlguts nach oben gefördert, die bereits kleinere Partikelgrößen aufweisen, die Anteile des Mahlguts mit den größeren Partikelgrößen bleiben ebenso wie die Mahlhilfskörper vor allem im unteren Teil des Mahlraums zurück. Bei vielen Rührwerkskugelmühlen ist für die Mahlgutdispersion eine Pumpe lediglich im Einlaufsystem vorgesehen, die Entnahme der Mahlgutdispersion erfolgt hingegen passiv über ein Überlaufsystem, ohne dass im Austragsystem eine weitere Pumpe vorgesehen ist. Daher ist die mittlere Verweildauer des Mahlguts im Mahlraum vor allem durch die einstellbare Pumpenleistung der Pumpe im Zulaufstrom regelbar.

Nach Durchlaufen der vertikalen Transportstrecke wird aus dem oberen Abschnitt des Mahlraums kontinuierlich ein Teil der aufbereiteten Mahlgutdispersion herausgeleitet. Typischerweise weist der Austrag (Auslass, Ablauf) eine Siebvorrichtung auf, sodass die größeren Mahlhilfskörper den Mahlraum nicht über den Austrag verlassen können, sondern vielmehr im Mahlraum verbleiben. Alternativ oder zusätzlich kann der Austrag im Mahlraum auch in einem hinreichenden Abstand zum eigentlichen Mahlvolumen (dem Teilbereich des Mahlraums, wo die Rührelemente der Rührwelle angeordnet sind und eine starke Durchmischung des Gemenges aus Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörpern bewirken) oberhalb des Mahlvolumens angeordnet sein, sodass die Mahlhilfskörper aufgrund ihrer Masse den Mahlraum nicht über den Austrag verlassen, sondern vielmehr im Mahlraum verbleiben. Da auch die Mahlhilfskörper einem Verschleiß unterliegen, können neue Mahlhilfskörper in den Mahlraum eingebracht werden, wofür etwa im oberen Abschnitt des Mahlraums ein separater Mahlhilfskörpereinlass vorgesehen sein kann.

Die aufbereitete Mahlgutdispersion mit dem zerkleinerten Mahlgut wird nach dem Ausleiten aus dem Mahlraum dann einer Nachklassierung zugeführt, in welcher die Anteile des zerkleinerten Mahlguts, die bereits die gewünschten Zielgrößen aufweisen (Feingut), abgetrennt werden, um aus der Rührwerkskugelmühle als Produktstrom abgeführt zu werden. Die Anteile des zerkleinerten Mahlguts, welche noch nicht die gewünschten Zielgrößen aufweisen, sondern die vielmehr noch immer zu groß sind (Grobgut), werden in der Regel erneut dem Mahlraum zugeführt. In apparativer Hinsicht hat es sich dabei als günstig herausgestellt, wenn die Vorklassierung und die Nachklassierung zusammen durchgeführt werden: Dazu wird die gesamte aus dem Mahlraum herausgeleitete Mahlgutsuspension mit dem zerkleinerten Mahlgut direkt in einen Tank geleitet, in welchen auch die frische Mahlgutsuspension mit dem noch nicht zerkleinerten Mahlgut eingespeist wird. Die beiden Mahlgutsuspensionsströme werden dort miteinander vermischt und gemeinsam der einzigen Klassiervorrichtung zugeleitet (etwa dem zuvor erwähnten Hydrozyklon), in welcher dann die Vorklassierung gleichzeitig mit der Nachklassierung erfolgt.

Der vorgenannte Verfahrensablauf lässt sich entsprechend der jeweiligen Rahmenbedingungen für die Trennaufgabe in dem Fachmann bekannter Weise ergänzen und abwandeln, ohne dass dabei von der Erfindung abgewichen wird, so lange dabei die vorgenannten Schritte (i), (ii), (iii), (iv) und (v) realisiert werden, wobei Schritt (iii) die größte Bedeutung zukommt.

Die Erfindung soll im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen von besonders vorteilhaften Beispielen ohne Beschränkung des diesen Beispielen zugrundeliegenden allgemeinen Erfindungsgedankens näher beschrieben werden, woraus sich zudem auch weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben. Es zeigen jeweils schematisch

Fig. 1 unterschiedliche schematische Darstellungen zu einer herkömmlichen Rührwerkskugelmühle, nämlich Fig. 1a eine seitliche Schnittansicht einer herkömmlichen Rührwerkskugelmühle, Fig. 1b eine vereinfachte symbolhafte

Seitenansicht einer herkömmlichen Rührwerkskugelmühle, Fig. 1c eine seitliche Detailansicht der Rührwelle einer herkömmlichen Rührwerkskugelmühle und Fig. 1d einen vereinfachten Florizontalschnitt durch eine herkömmliche Rührwerkskugelmühle; Fig. 2 schematische Darstellungen von Rührwerkskugelmühlen mit drei Rührwellen, nämlich Fig. 2a eine vereinfachte symbolhafte Seitenansicht einer

Rührwerkskugelmühle mit drei Rührwellen und Fig. 2b einen vereinfachten Florizontalschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle mit drei Rührwellen;

Fig. 3 schematische vereinfachte Florizontalschnitte durch Rührwerkskugelmühlen mit vier Rührwellen, die sich hinsichtlich der Drehrichtungen der vier Rührwellen unterscheiden, nämlich Fig. 3a für eine erste Ausführungsform, Fig. 3b für eine zweite Ausführungsform, Fig. 3c für eine dritte Ausführungsform und Fig. 3d für eine vierte Ausführungsform; und Fig. 4 schematische vereinfachte Horizontalschnitte durch Rührwerkskugelmühlen mit fünf äußeren Rührwellen, nämlich Fig. 4a, Fig. 4b und Fig. 4c, wobei Fig. 4c zusätzlich eine innere Rührwelle aufweist.

In Fig. 1 sind unterschiedliche schematische Darstellungen einer herkömmlichen Rührwerkskugelmühle aus dem Stand der Technik sowie von Details dazu gezeigt. In Fig. 1a ist dabei eine herkömmliche Rührwerkskugelmühle T in einer seitlichen Schnittansicht dargestellt. Die Rührwerkskugelmühle T ist eine Rührwerkskugelmühle mit vertikal ausgerichteter Schraube. Die Rührwerkskugelmühle T weist einen Mahlbehälter 2‘, der vertikal angeordnet ist, mit einem als Mahlraum 5‘ ausgestalteten Innenraum auf. Im Mahlraum 5‘ ist eine einzelne Rührwelle 3‘ angeordnet, deren Mittelachse als Rotationsachse ebenfalls vertikal ausgerichtet ist. Nach oben hin ist der Mahlraum 5‘ von einer Abdeckung bedeckt, auf welcher sich der Antrieb 4‘ für die einzelne Rührwelle 3‘ befindet. Der Antrieb 4‘ weist hierfür ein Antriebsaggregat 6‘ auf, welches als Elektromotor ausgebildet ist und den obersten Abschluss der

Rührwerkskugelmühle T darstellt. Darüber hinaus weist der Antrieb eine vertikale Achse auf, über welche das Antriebsaggregat 6‘ mit der einzelnen Rührwelle 3‘ wirkverbunden ist. Das obere Ende der einzelnen Rührwelle 3‘ ist mittels einer Flanschverbindung an dem unteren Ende der Achse derart befestigt, dass das vom Antriebsaggregat 6‘ bereitgestellte Drehmoment auf die einzelne Rührwelle 3‘ übertragen wird. Die einzelne Rührwelle 3‘ ist als Schraube ausgebildet, nämlich als Schraube von zylindrischer Grundform mit ausgefülltem Mittelbereich. Die Schraube weist zwei Gewindegänge 8‘ auf, sodass es sich hierbei um eine zweigängige Schraube handelt. Der Antrieb 4‘ und die Rührwelle 3‘ bilden zusammen das

Rührwerkskugelmühlenrührwerk. Nahe des als Grundfläche ausgebildeten Bodens des Mahlbehälters 2‘ ist in der Seitenwand des Mahlbehälters 2‘ eine Öffnung vorgesehen, die den Zulauf 9‘ des Mahlraums 5‘ bildet. Durch diese Öffnung wird im Betrieb dem Mahlraum 5‘ kontinuierlich ein Gemenge aus Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörpern (nicht dargestellt) zugeführt. Infolge der Rotationsbewegung der Rührwelle 3‘ wird das Gemenge aus Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörpern im Mahlraum 5‘ in vertikaler Richtung von unten nach oben gefördert und dabei einer starken Stoßbeanspruchung und Scherbeanspruchung ausgesetzt, wobei das Mahlguts zerkleinert wird. Zur Verringerung des Verschleißes der Rührwerkskugelmühle T ist die Wandung des Mahlraums 5‘ mit einer Mahlraumauskleidung 1 T aus einem hochfesten Material ausgekleidet. In seinem oberen Bereich weist der Mahlbehälter 2‘ eine weitere Öffnung auf, die den Austrag 10‘ des Mahlraums 5‘ bildet. Diese Öffnung ist außerhalb des Mahlvolumens angeordnet. Vor dieser Öffnung befindet sich ein Sieb, sodass die Mahlhilfskörper im Mahlraum 5‘ zurückgehalten werden und über den Austrag 10‘ lediglich die Mahlgutdispersion mit dem zumindest teilweise zerkleinerten Mahlgut aus dem Mahlraum herausgeleitet wird.

In Fig. 2b ist eine vereinfachte symbolhafte Seitenansicht der in Fig. 1a dargestellten herkömmlichen Rührwerkskugelmühle 1‘ gezeigt. In Fig. 1b sind der besseren Übersicht halber viele Konstruktionselemente weggelassen, wiedergegeben ist lediglich die Rührwerkskugelmühle 1‘ mit dem Mahlbehälter 2‘, in dessen Innenraum 5‘ sich die einzelne Rührwelle 3‘ mit dem Gewindegang 8‘ befindet, die über den Antrieb 4‘, welcher auf dem Mahlbehälter 2‘ angeordnet ist, in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Auch hier bilden der Antrieb 4‘ und die Rührwelle 3‘ zusammen das Rührwerkskugelmühlenrührwerk.

In Fig. 1c ist eine seitliche Detailansicht der Rührwelle 3‘ der in Fig. 1a dargestellten herkömmlichen Rührwerkskugelmühle gezeigt. Die Rührwelle 3‘ ist als zweigängige Schraube von zylindrischer Grundform mit ausgefülltem Mittelbereich ausgebildet. An der Mantelseite des zentralen Mittelbereichs, welcher die Mittelachse der Rührwelle 3‘ beingaltet, sind zwei Gewindegänge 8‘ angeordnet, welche mit einer abriebfesten Beschichtung versehen sind. Am oberen Ende der Rührwelle 3‘ ist die Flanschverbindung angedeutet, über welche die Rührwelle 3‘ mit der Achse des Antriebs direkt verbunden ist.

In Fig. 1d ist ein vereinfachter Florizontalschnitt durch die in Fig. 1a dargestellte herkömmliche Rührwerkskugelmühle 1‘ gezeigt. Ebenso wie in Fig. 1b wurde hier eine vereinfachte Darstellung gewählt, in welcher aus Gründen der Übersicht die meisten Konstruktionselemente nicht dargestellt sind, wodurch wesentliche Unterschiede zur vorliegenden Erfindung deutlicher erkennbar sind. Fig. 1d stellt einen Florizontalschnitt durch die Rührwerkskugelmühle 1‘ auf der Flöhe der Rührwelle 3‘ dar. Der Rührbehälter 2‘, dessen Innenraum als Mahlraum 5‘ ausgebildet ist, weist einen quadratischen Querschnitt (Grundriss) auf. Für die einzige Rührwelle 3‘ ist in Fig. 1d der Gewindegang nicht separat dargestellt, gezeigt wird lediglich die maximale Querschnittfläche, die von der Rührwelle 3‘ beansprucht wird, also die äußere Umrandung der Schraube der Rührwelle 3‘ (diese ist also nicht die Querschnittfläche der Rührwelle 3‘ selbst, sondern vielmehr die Projektion der Rührwelle 3‘ auf die Darstellungsebene). Ferner ist der effektive Durchmesser der Rührwelle 3‘ als Doppelpfeil und die senkrecht zur Darstellungsebene verlaufende Mittelachse der Rührwelle 3‘ als Kreuz eingezeichnet, wobei die Rührwelle 3‘ um diese Mittelachse in der mit einem einfachen Pfeil wiedergegebenen Drehrichtung (hier: im Uhrzeigersinn) rotiert.

In Fig. 2 sind schematische Darstellungen von Rührwerkskugelmühlen gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei die Rührwerkskugelmühlen drei Rührwellen aufweist. In Fig. 2a ist eine vereinfachte symbolhafte Seitenansicht einer solchen Rührwerkskugelmühle mit drei Rührwellen gezeigt, wobei die Darstellung analog zu der Darstellung in Fig. 1b gewählt wurde, sodass der besseren Übersicht halber viele Konstruktionselemente nicht dargestellt sind. In Fig. 2a ist die Rührwerkskugelmühle 1 mit dem vertikal ausgerichteten Mahlbehälter 2 erkennbar, in dessen Innenraum 5 sich drei Rührwellen 3 mit jeweils einem Gewindegang 8 befinden. Die Rührwellen 3 sind in Form eines Dreiecks angeordnet, wobei zwei Rührwellen 3 in derselben Ebene und parallel zur Darstellungsebene positioniert sind und eine weitere Rührwelle 3 in Blickrichtung mittig davor positioniert ist. Auf dem Mahlbehälter 2 ist ein Antrieb 4 angeordnet, mittels welchem die drei Rührwellen 3 in Rotation um ihre Mittelachsen versetzt werden. Der Antrieb 4 umfasst hier drei separate Antriebsaggregate, stattdessen kann aber auch ein gemeinsames Antriebsaggregat vorgesehen sein, welches über Getriebe mit den drei Rührwellen 3 verbunden ist, oder aber zwei Antriebsaggregate, von denen ein Antriebsaggregat zwei der drei Rührwellen 3 antreibt und das dritte Antriebsaggregat die dritte Rührwelle 3 antreibt. Jedes Antriebsaggregat kann über eine eigene Regelung verfügen, es kann aber auch eine gemeinsame Regelung vorgesehen sein, was ebenfalls eine Regelung der Drehgeschwindigkeiten der drei Rührwellen beinhaltet. Die Mittelachsen der drei Rührwellen 3 sind parallel zueinander ausgerichtet und berühren einander nicht.

In Fig. 2b ist ein vereinfachter Florizontalschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle gemäß der zuvor beschriebenen Ausführung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ebenso wie bei Fig. 1d handelt es sich hier um eine vereinfachte Darstellung, in welchen aus Gründen der besseren Übersicht die meisten Konstruktionselemente nicht wiedergegeben sind, wodurch wesentliche Unterschiede zur in Fig. 1d gezeigten herkömmlichen Rührwerkskugelmühle deutlicher erkennbar zutage treten. Demzufolge ist auch Fig. 2b ein Florizontalschnitt durch eine Rührwerkskugelmühle 1 auf der Flöhe der drei Rührwellen 3. Der Rührbehälter 2, dessen Innenraum als Mahlraum 5 ausgebildet ist, weist der besseren Unterscheidbarkeit halber einen quadratischen Querschnitt auf, jedoch sind grundsätzlich auch alle anderen geeigneten Formen möglich, beispielsweise ein kreisförmiger oder ovaler Querschnitt, ein regelmäßig oder unregelmäßig polygonaler Querschnitt, beispielsweise ein Dreieck, eine Raute, ein Fünfeck, Sechseck, Siebeneck, Achteck und dergleichen. Für die drei Rührwellen 3 sind in Fig. 2b die Gewindegänge nicht separat dargestellt, sondern lediglich die maximalen Querschnittflächen, die von den Rührwellen 3 beansprucht werden, also die äußeren Umrandungen der Schrauben (also eine Projektion der Außenkanten der Gewindegänge auf die Darstellungsebene). Ferner sind die senkrecht zur Darstellungsebene verlaufenden Mittelachsen der Rührwellen 3 als Kreuze gezeigt, um welche die Rührwellen 3 in den jeweils mit einfachen Pfeilen wiedergegebenen Drehrichtungen rotieren. In Fig. 2b weisen alle drei Rührwellen 3 dieselbe Drehrichtung im Uhrzeigersinn auf, jedoch können alle drei Rührwellen 3 auch dieselbe Drehrichtung gegen den Uhrzeigersinn aufweisen oder jeweils zwei der drei Rührwellen eine gemeinsame Drehrichtung und die dritte eine gegenläufige Drehrichtung. Die Mittelachsen der drei Rührwellen 3 sind als Seitenkanten eines trigonalen Prismas angeordnet.

Von der Ausbildung des Rührwerks mit drei Rührwellen abgesehen können die übrigen Elemente einer erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle 1 grundsätzlich ähnlich zu den Elementen von herkömmlichen Rührwerkskugelmühlen gewählt werden; mögliche Ausgestaltungen sind im Zusammenhang mit der allgemeinen Beschreibung der Erfindung sowie mit der Beschreibung von Fig. 1 bereits genannt worden.

So kann die Rührwerkskugelmühle insbesondere einen horizontal angeordneten Mahlbehälter oder einen vertikal angeordneten Mahlbehälter aufweisen und für eine diskontinuierliche, kontinuierliche oder quasi-kontinuierliche Verfahrensführung im Nassbetrieb oder im Trockenbetrieb eingerichtet sein. Der in Flauptrichtung (vertikal oder horizontal) angeordnete Mahlbehälter kann beispielsweise aus einzelnen Segmenten gebildet werden oder einstückig ausgebildet sein. Typischerweise hat der Mahlraum eine Form, die von der eines Zylinders oder eines polygonalen Prismas abgeleitet ist, wobei dessen Innenwand hochfeste Verkleidungen oder Beschichtungen aus abriebarmen und verschleißfesten Materialien aufweisen kann. Ein für den kontinuierlichen Betrieb eingerichteter vertikal angeordneter Mahlbehälter weist in der Regel einen oder mehrere Zuläufe auf, beispielsweise an der Grundfläche oder in der Nähe der Grundfläche, wohingegen ein Austrag oberhalb Einlasses vorgesehen sein kann, etwa im oberen Bereich des Mahlbehälters. Darüber hinaus kann der Mahlbehälter weitere Elemente aufweisen, beispielsweise eine separate Zuführungsöffnung für frische Mahlhilfskörper, Siebeinheiten zum Zurückhalten der Mahlhilfskörper, Wartungsöffnungen und dergleichen.

Das Rührwerkskugelmühlenrührwerk umfasst die drei Rührwellen 3 und den Antrieb 4. Dabei weist der Antrieb mindestens ein geeignetes Antriebsaggregat auf, etwa einen Motor, sowie weitere Komponenten wie etwa Einheiten zur Änderung der Drehgeschwindigkeit, zum Beispiel Frequenzumrichter, oder andere Regelungseinheiten, etwa solche mit einer Reglungselektronik oder Logikschaltkreisen, oder auch Maschinenelemente zum Ändern von Bewegungsgrößen, beispielsweise Getriebe. So kann für jede Rührachse ein separates Antriebsaggregat vorgesehen sein, es können aber auch mehrere oder sogar alle Rührwellen ein gemeinsames Antriebsaggregat aufweisen, wobei die Ansteuerung der unterschiedlichen Antriebsaggregate über eine gemeinsame Regelung oder über separate Regelungen erfolgen kann.

Die drei Rührwellen weisen jeweils eine parallel zur Flauptrichtung des Mahlbehälters angeordnete Mittelachse auf, um welche die Rührwellen drehbar ausgebildet sind, ohne dass sich die drei Rührwellen dabei berühren. Die Rührwellen sind in dem Mahlbehälter gestelltest montiert und weisen als Rührelemente Gewindegänge auf, sodass die Rührwellen insgesamt als Schrauben ausgebildet sind, beispielsweise als axial angeordnete eingängige oder mehrgängige Schrauben, etwa als zweigängige Schrauben, dreigängige Schrauben oder viergängige Schrauben, wobei diese Schrauben zum Beispiel solche mit zylindrischer Grundform und solche mit leicht kegeliger (konischer) Grundform sein können, einen ausgefüllten Mittelbereich oder einen nichtausgefülltem Mittelbereich aufweisen können und rechtsgängige Schrauben oder linksgängige Schrauben von jeweils geeigneter Schraublinie, Schraubfläche oder Wendelfläche, Ganghöhe und Gangwinkel sein können. Die Schrauben - vor allem deren Gewindegang und Spitze - können ferner hochfeste Verkleidungen oder Beschichtungen aus abriebarmen und verschleißfesten Materialien aufweisen. Wie in den nachfolgenden Ausführungen gezeigt ist, können grundsätzlich auch mehr als drei Rührwellen vorgesehen sein (beispielsweise vier Rührwellen, fünf Rührwellen oder sechs Rührwellen), deren Mittelachsen dann die Seitenkanten von Prismen darstellen, die unterschiedliche Grundflächen aufweisen, beispielsweise eines Dreiecks, eines Vierecks, eines Fünfecks, eines Sechsecks oder dergleichen. Die Rührwellen können gleich oder unterschiedlich gewählt werden und damit auch unterschiedliche Durchmesser und Schraubengeometrien aufweisen.

Beim Zerkleinern von Mahlgut in einer solchen Rührwerkskugelmühle mit vertikal angeordnetem Mahlbehälter im Nassbetrieb wird das zu zerkleinernde Mahlgut zunächst in einer Mahlhilfsflüssigkeit aufgeschlämmt, wobei eine Mahlgutdispersion erhalten wird. Die Mahlgutdispersion wird dann kontinuierlich in einen unteren Abschnitt des Mahlraums der zuvor beschriebenen Rührwerkskugelmühle eingebracht, der mit Mahlhilfskörpern befüllt ist. Das dabei erhaltene Gemenge aus Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörpern wird durch die Rotationsbewegung der drei gestelltest montierten vertikalen Rührwellen gerührt/durchmischt, die einander nicht berühren und zumindest im Wesentlichen vertikal parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei deren Mittelachsen als Seitenkanten eines Prismas angeordnet sind, nämlich eines trigonalen Prismas. Bei der Rotationsbewegung wird das Mahlgut zerkleinert und gleichzeitig kontinuierlich ein Teil der Mahlgutdispersion aus dem unteren Abschnitt des Mahlraums vertikal in einen oberen Abschnitt des Mahlraums gefördert. Die so erhaltene aufbereitete Mahlgutdispersion, in der zumindest ein Teil des in der Mahlhilfsflüssigkeit dispergierten Mahlguts bereits zerkleinert wurde, wird aus dem oberen Abschnitt des Mahlraums schließlich kontinuierlich herausgeleitet. Dabei können die Mahlhilfskörper von der Mahlgutdispersion abgetrennt werden, etwa mit Hilfe eines Siebs vor dem Austrag der Rührwerkskugelmühle. Abschließend wird das zerkleinerte Mahlgut aus der herausgeleiteten Mahlgutdispersion abgetrennt. Mögliche Ausgestaltungen eines derartigen Zerkleinerungsverfahrens sind im Zusammenhang mit der allgemeinen Beschreibung der Erfindung bereits genannt worden. In Fig. 3 sind schematische vereinfachte Horizontalschnitte durch Rührwerkskugelmühlen gemäß weiterer Ausführungen der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei jede dort dargestellte Rührwerkskugelmühle jeweils vier Rührwellen aufweist. Auch hier wurde die Form vereinfachter Darstellungen gewählt, die jeweils Horizontalschnitte durch eine Rührwerkskugelmühle 1 auf der Höhe der vier Rührwellen 3 darstellt. In den Fig. 3a, 3b, 3c und 3d sind jeweils Rührbehälter 2 gezeigt, deren Innenraum jeweils als Mahlraum 5 ausgebildet ist, der einen quadratischen Querschnitt aufweist. Für die vier Rührwellen 3 sind jeweils die Gewindegänge nicht separat dargestellt, sondern lediglich die äußeren Umrandungen der Schrauben. Die senkrecht zur Darstellungsebene verlaufenden Mittelachsen der Rührwellen 3 sind als Kreuze angedeutet, um welche die Rührwellen 3 in den jeweils durch die einfachen Pfeile wiedergegebenen Drehrichtungen rotieren. Die Mittelachsen der vier Rührwellen 3 sind jeweils als Seitenkanten eines Prismas mit quadratischer Grundfläche angeordnet. Die vier Teildarstellungen in Fig. 3 unterscheiden sich lediglich in der Drehrichtung der jeweils vier Rührwellen 3: In Fig. 3a weisen alle vier Rührwellen 3 dieselbe Drehrichtung auf (hier im Uhrzeigersinn), in Fig. 3b weisen drei Rührwellen 3 jeweils dieselbe Drehrichtung auf (hier gegen den Uhrzeigersinn) und eine Rührwelle 3 eine davon verschiedene Drehrichtung (hier im Uhrzeigersinn), in Fig. 3c und Fig. 3d weisen jeweils zwei Rührwellen 3 die eine Drehrichtung auf und die anderen beiden Rührwellen 3 die andere Drehrichtung, wobei in Fig. 3c die beiden Rührwellen 3 mit derselben Drehrichtung jeweils einander benachbart angeordnet sind wohingegen in Fig. 3d benachbarte Rührwellen 3 jeweils unterschiedliche Drehrichtungen aufweisen. Von der Verwendung von vier Rührwellen 3 anstelle von drei Rührwellen abgesehen sind die im Zusammenhang mit Fig. 2 angeführten Erwägungen zur konstruktiven Ausgestaltung und zu etwaigen Gestaltungsspielräumen auch für die in Fig. 3 dargestellten weiteren Ausführungen gültig; dasselbe gilt für das Verfahren zum Zerkleinern von Mahlgut.

In Fig. 4 sind schematische vereinfachte Horizontalschnitte durch Rührwerkskugelmühlen gemäß weiterer Ausführungen der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei jede Rührwerkskugelmühle jeweils fünf Rührwellen 3 aufweist, deren Mittelachsen als Seitenkanten eines Prismas mit einer regelmäßig-pentagonalen Grundfläche angeordnet sind. Auch hier wurde die Form vereinfachter Darstellungen gewählt, die jeweils Horizontalschnitte durch eine Rührwerkskugelmühle 1 auf der Höhe der Rührwellen 3 darstellen. In den Fig. 4a, 4b und 4c sind jeweils Rührbehälter 2 gezeigt, deren Innenraum jeweils als Mahlraum 5 ausgebildet ist, der einen quadratischen Querschnitt aufweist. In Fig. 4a ist eine Rührwerkskugelmühle 1 gezeigt, die lediglich fünf Rührwellen 3 in Fünfeckanordnung aufweist, die in Fig. 4b und 4c dargestellten Rührwerkskugelmühlen 1 weisen darüber hinaus eine sechste Rührwelle auf, die als innere Rührwelle 7 im Innern des von den fünf äußeren Rührwellen 3 aufgespannten Fünfecks angeordnet ist. Für alle Rührwellen 3, 7 sind in Fig. 4 jeweils die Gewindegänge nicht separat dargestellt, sondern lediglich die äußeren Umrandungen der Schrauben. Die senkrecht zur Darstellungsebene verlaufenden Mittelachsen der Rührwellen 3, 7 sind als Kreuze angedeutet, um welche die Rührwellen 3, 7 in den jeweils mit einfachen Pfeilen wiedergegebenen Drehrichtungen rotieren. Für die fünf äußeren Rührwellen 3 sind in den Fig. 4a, 4b und 4c die Drehrichtungen jeweils gleich gewählt, jedoch können diese grundsätzlich auch unterschiedlich gewählt werden. In Fig. 4b ist die Drehrichtung der inneren Rührwelle 7 unterschiedlich zu den Drehrichtungen der fünf äußeren Rührwellen 3 während in Fig. 4c die Drehrichtung aller sechs Rührwellen 3, 7 gleich ist. In Fig. 4b und 4c weisen die inneren Rührwellen 7 überdies Durchmesser auf, die sich von den Durchmessern der fünf äußeren Rührwellen 3 unterscheiden (in Fig. 4b weist die innere Rührwelle 7 einen kleineren Durchmesser auf als die fünf äußeren Rührwellen 3, in Fig. 4c hingegen einen größeren Durchmesser. Stattdessen kann die innere Rührwelle natürlich auch denselben Durchmesser wie äußere Rührwellen aufweisen. Grundsätzlich kann im Innenraum des von den Mittelachsen der äußeren Rührwellen aufgespannten Prismas auch mehr als eine innere Rührwelle vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann die (zumindest eine) innere Rührwelle mit dem Antrieb verbunden sein (etwa mit einem separaten oder einem gemeinsamen Antriebsaggregat) oder auch keinen Antrieb aufweisen, sodass sie lediglich über die Strömungsbewegung des Gemenges aus Mahlgutdispersion und Mahlhilfskörper passiv in Rotation versetzt werden kann. Ferner kann die (zumindest eine) innere Rührwelle auch eine Bremseinrichtung aufweisen, etwa mechanische Bremssysteme, magnetische Bremssysteme, elektrische Bremssysteme, Fluidbremssysteme oder dergleichen. Davon abgesehen sind für die in Fig. 4 dargestellten weiteren Ausführungen ebenfalls die im Zusammenhang mit Fig. 2 angeführten Erwägungen zur konstruktiven Ausgestaltung und etwaigen Gestaltungsspielräumen gültig; dasselbe gilt für das Verfahren zum Zerkleinern von Mahlgut. Bezugszeichenliste

1 Rührwerkskugelmühle

V konventionelle Rührwerkskugelmühle

2 Mahlbehälter

2‘ Mahlbehälter einer konventionellen Rührwerkskugelmühle

3 (äußere) Rührwelle

3‘ (einzelne) Rührwelle einer konventionellen Rührwerkskugelmühle

4 Antrieb

4‘ Antrieb einer konventionellen Rührwerkskugelmühle

5 Mahlraum

5‘ Mahlraum einer konventionellen Rührwerkskugelmühle

6‘ Antriebsaggregat einer konventionellen Rührwerkskugelmühle

7 innere Rührwelle

8 Gewindegang

8‘ Gewindegang einer konventionellen Rührwerkskugelmühle

9‘ Zulauf

10‘ Austrag

11 ‘ Mahlraumauskleidung X Mittelachse