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Rührwerksmühle
Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle zum Feinmahlen eines aus in flüssigen
Dispersionsmitteln verteilten Stoffen bestehenden Mahlgutes mittels eines aus abgerundeten
Mahlkörpern bestehenden Haufwerkes, in deren stehendem, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisendem Behälter ein mit Rührarmen versehenes Rührwerk um eine lotrechte Achse umläuft, dessen senkrecht zur Achse angeordnete Rührarme oder deren Verbindungsstege mit Vorsprüngen versehen sind, wobei die Normalen der Stossflächen der Vorsprünge von der Umfangsrichtung abweichen.
Die Erfindung besteht darin, dass die Vorsprünge auf den Rührwerksarmen in verschiedenen
Abständen von der Rührwerkswelle oder auf den zur Rührwerkswelle parallelen oder schwach geneigten Verbindungsstegen so angeordnet sind, dass die Projektion der Normalen ihrer Stossflächen auf eine Ebene senkrecht zur lotrechten Achse von der Umfangsrichtung abweicht, wodurch in bekannter Weise auf die einzelnen Mahlkörper des Haufwerkes Bewegungsimpulse übertragen werden, die durch elastische Stösse auf die andern Mahlkörper des Haufwerkes derart weitergegeben werden, dass den Mahlkörpern nach allen Richtungen des Raumes wirkende Beschleunigungen erteilt werden, die im Mittel grösser sind, als die auf die Mahlkörper wirkende Schwere-und Zentrifugalbeschleunigung. Man spricht hier von einer "kinetischen Aktivierung" der Mahlkörper.
Die Schwierigkeit, eine derartige "kinetische Aktivierung" zu erzielen, liegt nämlich darin, dass beim Verwenden eines umlaufenden Rührwerkes die Neigung besteht, dass sämtliche Mahlkörper eine kreisende Bewegung ausführen, wodurch das gesamte Haufwerk wie eine zusammenhängende feste Masse bewegt wird; eine "kinetische Aktivierung" tritt dagegen aber nur auf, wenn die einen unterschiedlichen Bewegungsvektor aufweisenden, benachbarten Mahlkörper zusammentreffen, was mit einer möglichst geringen Axialbewegung der Mahlkörper erzielt werden soll.
Eine weitere Schwierigkeit bei der Erzeugung der "kinetischen Aktivierung" mit den in der Technik angewandten und im Schrifttum beschriebenen Rührvorrichtungen liegt darin, dass eine gleichförmige Einwirkung nicht erzielt wird, sondern dass sich vorwiegend nur eine sich rings um die periphere Zone des äussersten Teiles der Rührvorrichtung erstreckende "kinetische Aktivierung" bemerkbar macht, die bei Annäherung an die Mittelwelle längs der Rührwerkswelle auf Null abfällt.
In weiterer Ausbildung dieser so gekennzeichneten und wirkenden Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Grösse der Vorsprünge mit deren Entfernung von der Rührwerkswelle abnimmt, wobei die Rührwerksarme als Kreissegmente ausgebildet sein können.
Die näher der Rührwerkswelle gelegenen Vorsprünge, die man auch als "Aktivatoren" bezeichnen kann, sind grösser als die weiter davon entfernt liegenden, um diesselbe"kinetische Aktivierung"der Mahlkörper zu erzeugen, wenn die Vorsprünge durch diese hindurch bewegt werden.
Es ist einleuchtend, dass durch eine Rührvorrichtung die grösste "kinetische Aktivierung" hervorgerufen wird, wenn der Geschwindigkeitsgradient im Mahl-bzw. Reibaggregat am grössten ist, oder, mit andern Worten, die durchschnittliche Geschwindigkeit innerhalb dieses Aggregates von Punkt zu Punkt rasch wechselt.
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Es ist daher wesentlich, dass die Vorsprünge einen Weg beschreiben, der nicht anderweitig beeinflusst wird, um die Gesamtbewegung des ganzen Aggregationssystems zu verringern. Die
Vorsprünge sollen deshalb bei ihrem kreisförmigen Weg soweit wie möglich voneinander entfernt sein, und vorzugsweise soll nur ein Vorsprung in jeder Kreisbahn vorgesehen sein, ausgenommen in sehr grossen Gefässen. Ebenso soll die Bahn eines Vorsprunges oder eines andern Rührwerksteiles so weit wie möglich von andern Teilen des Rührwerkes, wie z. B. von andern Vorsprüngen oder Tragarmen entfernt sein.
Durch die in verschiedenen Abständen von der Rührwerkswelle angeordneten Vorsprünge entstehen konzentrische Rührzonen, in welchen die Flüssigkeit im Behälter nach oben steigt, wobei kein
Vermischen der Flüssigkeit dieser verschiedenen Zonen erfolgt.
Um eine einheitliche "kinetische Aktivierung" des gesamten Gefässinhaltes zu erzielen, ist es erforderlich, eine gleiche oder nahezu gleiche Aktivierung in jeder Zone zu erreichen und die
Vorsprünge so zu verteilen, dass eine im wesentlichen gleiche "kinetische Aktivierung" in jedem Niveau jeder Zone stattfindet.
Zum Stand der Technik sei auf die DAS 1135735 hingewiesen, aus der ein Verfahren zum Feinmahlen in Rührwerksmühlen bekanntgeworden ist, das darin besteht, dass in einem aus dem Mahlgut und einander gleichen kugelförmigen Mahlkörpern gebildeten zylindrischen Haufwerken auf die einzelnen Mahlkörper Schläge ausgeführt werden, die sie als elastischen Stoss auf andere Mahlkörper nach verschiedenen Richtungen des Raumes weitergeben. Benutzt man diese Rührwerksmühle mit gleichdimensionierten Rührarmen, so dass die von diesen auf die Mahlkörper ausgeübten Stösse einander gleich sind, so ist die Möglichkeit einer Bewegung der Mahlkörper als Masse in zueinander parallelen Schichten gegeben, im Gegensatz zu der erfindungsgemässen Rührwerksmühle, bei der die Bewegung der Mahlkörper als Masse vermieden wird.
Aus der Schweizer Patentschrift Nr. 244904 ist weiterhin eine Rührwerksmühle bekanntgeworden, die dergestalt arbeitet, dass die einzelnen Rührkörper solche Stösse erhalten, dass sie der Fliehkraft gehorchend zur Behälterwand geschleudert werden, was zur Folge hat, dass der Behälter an seiner Innenwand durch die Stösse der Mahlkörper abgescheuert wird, im Gegensatz zu der erfindungsgemässen Rührwerksmühle, bei der sich die Mahlkörper praktisch nicht um das statische Mittel fortbewegen.
Einige besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
In den Zeichnungen ist Fig. l ein Aufriss durch eine Rührwerksmühle mit geneigt zur Rührwerkswelle angeordneten Verbindungsstegen, an welchen die Vorsprünge befestigt sind ; Fig. 2 ist ein Ausschnitt des Bodens des Behälters ; Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. l ; Fig. 4 ist ein Aufriss durch eine Rührwerksmühle mit waagrechten Rührarmen und daran angeordneten Vorsprüngen ; Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 von Fig. 4 ; Fig. 6 ist eine Drausicht auf einen Rührarm mit zwei daran befestigten Vorsprüngen zur Verwendung in einem Behälter mit grösserem Durchmesser ; Fig. 7 ist ein Aufriss davon ; Fig. 8 stellt dasselbe wie Fig. 7 dar, wobei die Welle teilweise im Schnitt gezeigt ist und die schematischen Bereiche der Aktivierung dargestellt sind ;
Fig. 9 zeigt im Aufriss den Oberteil eines abgeänderten Rührwerkes und Fig. 10 ist eine Draufsicht längs der Linie 11-11 von Fig. 9.
Fig. l zeigt, dass beim Betrieb die Mahlkörper--l--den Oberteil des Rührwerksteiles-2-- bedecken, und im Behälter --3-- durch eine Trennwand --4-- zurückgehalten werden.
Das in den Fig. l bis 3 dargestellte Rührwerk--2--enthält zwei Rührschaufeln --5--, die
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Vorsprünge vorgesehen sind.
Die Flüssigkeit tritt durch Rohr--4--in den Behälter ein und verlässt diesen am oberen Ende.
Nach den Fig. 4 und 5 befindet sich das Rührwerk in einem zylindrischen Behälter--20--. Die Rührwerksarme--21--für die vorsprünge --23-- sind zwar alle von gleicher Länge ; sie sind
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wie das andere freie Ende, so dass ein im wesentlichen einheitliches Rühren über den ganzen Querschnitt des Behälters bewirkt wird.
Die Fig. 6 bis 8 erläutern eine Rührvorrichtung für Behälter mit grösserem Durchmesser. Dabei sind
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auf jedem der zahlreichen Rührwerksarme--29-mehrere Vorsprünge-31, 33-- angeordnet. Der Rührwerksarm geht durch die Rührwerkswelle hindurch und wird durch einen Bolzen-32festgehalten. Die Ausbildung ist ähnlich wie die in Fig. 4 für Behälter mit kleinerem Durchmesser dargestellte. Die punktierten Linien zeigen drei schematische Bereiche der Aktivierung. Wird das Rührwerk in Umlauf versetzt, so ruft der Vorsprung --31-- eine Aktivierung in Zone-l-nahe
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und demjenigen des Rührarmendes --34--.
In Fig. 8 sind die durch die verschiedenen Vorsprünge angeregten Bereiche der Mahlkörper schraffiert dargestellt.
Bei dem Rührwerk gemäss Fig. 9 und 10 bestehen die Rührwerksarme --40-- aus flachen Platten als Träger für die Vorsprünge, die das Bett der Mahlkörper bei minimaler Bewegung derselben als Ganzes und minimaler Verschiebung voneinander durchdringen. Die auf den radial zur Rührwerkswelle --41-- angeordneten Platten vorgesehenen Vorsprünge--42 und 43-sind in solchen Abständen von der Rührwerkswelle angebracht, dass sie sich in derselben kreisförmigen Zone um die Welle bewegen und die Mahlkörper in verschiedenen Entfernungen von der Rührwerkswelle - 41-kinetisch aktivieren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rührwerksmühle zum Feinmahlen eines aus in flüssigen Dispersionsmitteln verteilten Stoffen bestehenden Mahlgutes mittels eines aus abgerundeten Mahlkörpern bestehenden Haufwerkes, in deren stehendem, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisendem Behälter ein mit Rührarmen ersehenes Rührwerk um eine lotrechte Achse umläuft, dessen senkrecht zur Achse angeordnete Rührarme oder deren Verbindungsstege mit Vosprüngen versehen sind, wobei die Normalen der Stossflächen der
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Vorsprünge (10, 23, 31, 33, 42, 43) auf den Rührwerksarmen (8, 21, 29, 40) in verschiedenen Abständen von der Rührwerkswelle oder auf den zur Rührwerkswelle (6, 41) parallelen oder schwach geneigten Verbindungsstegen (7) so angeordnet sind,
dass die Projektion der Normalen ihrer Stossflächen auf eine Ebene senkrecht zur lotrechten Achse von der Umfangsrichtung abweicht, wodurch in bekannter Weise auf die einzelnen Mahlkörper des Haufwerkes Bewegungsimpulse übertragen werden, die durch elastische Stösse auf die andern Mahlkörper des Haufwerkes derart weitergegeben werden, dass den Mahlkörpern nach allen Richtungen des Raumes wirkende Beschleunigungen erteilt werden, die im Mittel grösser sind, als die auf die Mahlkörper wirkende Schwere-und Zentrifugalbeschleunigung.
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