Mühle, insbesondere Granulier- und Kolloidmühle Die Erfindung betrifft eine Mühle, insbe sondere Granulier- und Kolloidmühle, z. B. zur Herstellung von Dispersionen, Mischun gen, Emulsionen und Lösungen, sowie z. B. zur Mahlung fester, z. B. trockener Stoffe.
Die Mühle hat Reibscheiben, die zwischen sieh einen Reibspalt freilassen, durch welchen das zu behandelnde Gut hindurchtritt.
Bekannte Mühlen dieser Art haben meh rere auf einer drehenden Welle sitzende Seheiben, die mit fest angeordneten Scheiben abwechseln. Es haben also alle drehenden Scheiben die gleiche Drehzahl. Man ist, also bei der Wahl dieser Drehzahl und damit des .#1nt.riebs abhängig von der wirtschaftlich und reibungstechnisch günstigen Geschwindigkeit für die Reibarbeit in den Reibspalten.
Die erfindungsgemässe Mühle ist dadurch gekennzeichnet, da.ss zwischen zwei äussern Reibscheiben, von denen mindestens die eine drehbar ist, mindestens noch eine lose, von der drehbaren Reibscheibe mitnehmba,re Reib scheibe vorgesehen ist, die mit. diesen andern Seheiben je einen Reibspalt bildet.
Ein Vorteil der durch die erfindungs- gemä.sse Mühle gegenüber den oben erwähn ten bekannten Geräten auftritt, sei an Hand folgenden Beispiels erläutert: Schaltet man in einer besonderen Aus führungsform der erfindungsgemässen Mühle den Reibscheiben eine Zerkleinerungsvorrich tung, z. B, eine Dispergiervprrichtung von der im Patent Nr. 288154 beschriebenen Art vor, so arbeitet,das Gerät zuerst mit der Ge schwindigkeit der Rotorwelle als Prall- und Schermühle, und anschliessend als Reibmühle mit herabgesetzter Geschwindigkeit. Wenn der Rotor mit einer Drehzahl. von z.
B. 5000 Umdrehungen pro Minute angetrieben wird und der Stator stillsteht, wird diese Dreh geschwindigkeit des Rotors bei z. B. vier losen Zwischenscheiden auf fünf Reibspalte verteilt, woraus sich für jeden Spalt eine Reibgeschwindigkeit der den Spalt bildenden Ringscheiben von nur 1000 Umdrehungen pro Minute ergibt. Diese Eigenart hat den Vorzug, dass der Rotor mit den zur Verfü gung stehenden Antriebsmitteln, z.
B. einem Elektromotor, einer Turbine, oder einem Ge- triebe mit jeder gewünschten Drehgeschwin digkeit angetrieben werden kann, wobei die eingebaute Dispergiervorrichtung mit der hohen Drehgeschwindigkeit des Rotors ar beitet und die so zur Verfügung stehende hohe Drehgeschwindigkeit des Rotors eine grössere Zahl von losen Zwischenscheiben zu lässt, wobei noch eine wirtschaftlich und rei bungstechnisch vorteilhafte Geschwindigkeit für die Reibarbeit in den Reibspalten erhal ten bleibt.
Die beigefügten Zeichnungen stellen bei spielsweise einige Ausführungsformen des Er findungsgegenstandes dar.
Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch das erste Beispiel und Fig. 2 ein Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Axialsehnitt durch das zweite Beispiel.
Fis. 4 ist ein Axialschnitt durch einen Teil eines weiteren Beispiels, das sich von demjenigen der Fig. 3 nur durch die Form der Reibscheiben unterscheidet.
Fig. 5 zeigt die Scheiben der Fig. 4 in gmösserem Massstabe und im Axialschnitt und Fig. 6 einen Axialschnitt durch eine wei tere Form ebener Reibscheiben.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 und 2 ist die Antriebswelle 1 des Rotors 2, deren Drehzahl regulierbar sein kann, in einem koaxialen Rohr 3 drehbar gelagert, welches an seinem Ende den Sta.tor 4 mittels einem Gewinde 5 trägt. Die Lagerung, 6 der zentralen Antriebswelle 1 ist im Rohr 3 mon tiert. Der Stator 4 kann durch Drehung um seine Axe auf dem Gewinde 5 des Rohres 3 gegen dasselbe in axialer Richtung im einen oder andern Sinne verschoben werden. Da durch tritt eine Vergrösserung beziehungs weise eine Verkleinerung des Abstandes zwi schen Rotor 2 und Stator 4 ein.
Die Lage des Stators 4 auf dem Rohr 3 wird durch die Gegenmutter 7 gesichert. Im obern rohriörmi- g.en Ansatz des Stators 4 ist eine Dichtung 8 vorgesehen, welche den Eintritt von Mate rial in das Lagerrohr 3 verhindert. Diese Dichtung 8 kann auch gegen den Austritt von Material aus Druckbehältern sichern, wenn die Vorrichtung in solchen eingebaut ist. Die Statorscheibe 9 wird von der Stator- iuuffe 10 mittels mehrerer Speichen 11 ge tragen. Die Rotorwelle 1 liegt koaxial zur Scheibe 9 des Stators 4 und tritt durch die Öffnung derselben hindurch.
An dem aus dem Stator 4 hervorragenden Ende der Ro- torwelle 1 ist die Rotorscheibe 12 mittels einer Nabe 13 und deren Speichen 14 be festigt.
Die Nabe 13 ist auf der Rotorwelle 1 in axialer Richtung verschiebbar, wobei sie durch eine Feder 15 in Richtung 'auf den Sta; tor 4 gedrückt wird. Daraus ergibt sich von der Feder 15 über die Nabe 13, die Speichen 14, die Rotorscheibe 12 und die Rotorring- Scheibe 19 eine Pressung, der letzteren gegen die lose drehbar zwischen die Scheiben 9 und 12 gelegten zusätzlichen oder Zwisehenreib- scheiben 16 und die: Stat.orringscheibe 17.
Die Scheibe 17 liegt in einer Aussparung der Scheibe 9 und wird von dieser z. B. dureh Stifte 18 wegnehmbar gehalten.
Zwischen der ebenen Scheibe 17 des Sta- tors 4 und der ebenen Scheibe 19 des Rotors 2 liegen die ebenen, lose eingelegten, dreh baren Zwischenreibscheiben 16, deren Zahl und Reibfläclienbeschaffenheit .dem jeweili gen Zweck entsprechend bestimmt wird. Die Scheibe 19 liegt in einer Aussparung der Scheibe 12 und wird vom Rotor z. B. durch Stifte 18 mitgenommen. Anstatt ebenen kÖn- nen die Reibscheiben auch konischen, gewölb ten, profilierten oder gelöeherten Querschnitt haben.
Die Scheibe 12 trägt an ihrem innern Umfang mehrere Schaufeln 20 einer Disper- giervorrichtung, welche konzentriseh zur Scheibe 12 befestigt. sind und mit derselben um die Axe, der Vorrichtung rotieren. Die Scheibe 9 trägt an ihrem innern Rand den andern Schaufel- oder Zahnkranz 21 der Di- spergiervorrichtung, welcher mit der Scheibe 9 stillsteht.
Ausserhalb der Scheiben 16, um deren Umfang verteilt, sind an der Seheibe 9 einige Zähne 22 befestigt, welehe die konzen- trisclie Lage aller Ringseheiben sichern.
In Fig. 2 sind strahlenförmige, nach der Peripherie der Scheiben 16 verlaufende Ein tritts- und Mitnehmernuten 23 und An schärfungen 24 für das Gemiseh sichtbar. An dere, auf der in Fig. 2 unsichtbaren Seite der Scheibe angebrachte Nuten 25 sind punk tiert dargestellt und laufen den sichtbaren. Nuten 23 entgegengesetzt in Richtung zur Peripherie hin, damit. der Eintritt des Ge misches oder sonstigen Materials in die Nu ten zwangläufig erfolgen muss.
In Fig. 2 zeigt .-t den Eintritt des Rohgemisehes in die Nuten 23 und B die ungefähre Flusslinie des CTe- misehes während der Verreibung zwischen den Reibflächen der Scheiben 16, 17 und 19. C zeigt die mit Nuten 23 bzw. 25 besetzte Teilbreite der Reibfläche, während D die volle, nicht durch Nuten unterbrochene Teil- breite der ringförmigen Reibfläche der Scheibe darstellt.
Die Ausführungsform der Fig. 1 und 2 kann sowohl tragbar an einem. Rohr als auch zur Befestigung an einem Stativ oder einer Hängevorrichtung vorgesehen sein oder auch durch Vermittlung der Hohlwelle 3 und ge eigneter V erbindungsstücke dauernd oder vorübergehend in einer Behälterwandung ein montiert werden. Der Antrieb der Vorrich tung erfolgt z. B. durch einen Elektromotor oder ein Kraftübertragungsmittel, welches an dem nicht dargestellten Ende des Rohres 3 montiert wird und die Zentralwelle 1 in Um drehung versetzt. In einem andern Beispiel könnte auch das Rohr 3, und zwar entgegen gesetzt zur Welle 1 drehbar sein.
Die stationäre Mühle gemäss Fig. 3 ist in einem Gehäuse 26 mit Postament 27 einge baut. Das Gehäuse hat einen Zuführtriehter 28, welcher auch durch ein Rohr für konti- nuierliehe Zuführung oder durch eine andere Zuführung, ersetzt werden könnte. Das Hals- stüek 29 trägt an seinem untern Ende den konisehen, zur Achse konzentrischen Stator ':0, der die eine der äussern Reibscheiben bil det. Im Unterteil des Gehäuses 26 ist als An triebsvorrichtung, ein Elektromotor 31 einge baut.
Zur Lagerung des aus Motor 31, An triebswelle 1 und dem die andere äussere Reibscheibe bildenden Rotor 32 bestehenden Teils der Mühle im Gehäuse 26 dient. das Rohr 3, in welchem die Zentralwelle 1 rotiert. Das Lagerrohr 3 hat einen Flansch 33, wel- eher zwischen dem Gehäuse 26 und dem Mo tor 31 eingespannt ist. Die Welle 1 ragt auf wärts in die.
Kammer der Mühle und trägt am obern Ende den Rotor 32 mit seiner koni schen ringförmigen Reibfläche und den Ro- torschaufeln 34 einer in der Zuführungs kammer innerhalb der konischen,
lose drehbar zwischen die Teile 30 und 32 eingelegten Zwisehenreibscheiben 35 vorgesehenen Disper- giervorrichtung oder Prallmühle. Die koni- sehen Scheiben 35 sind der Form der Teile 30 und 32 angepa.sst. Durch Drehung des Halsstückes 29 in seinem Gewinde 36 kann der Abstand zwischen Sta,tor 30 und Rotor 32 und damit der Druck zwischen den Reib flächen sämtlicher Reibscheiben reguliert werden.
Innerhalb der von den Scheiben 35 gebil deten Kammer 37 sind am untern Ende des Halsstückes 29 in geringem Abstand vom Innenumfang,der lose drehbaren Scheiben 35 Schaufeln oder Zähne 38 befestigt, welche bei, schneller Drehung des Rotors 32 und dessen Schaufeln 34 mit den letzteren zusam men die genannte Dispergiervorrichtung oder Prallmühle bilden.
, Unter dem Rotor 32 verläuft rund herum und konzentrisch zur Axe die Auffangrinne 39 für das Fertigprodukt. Das in die Auf fangrinne fliessende 3Taterial wird durch einen Ablauf 40 entleert oder, wenn ge wünscht, für kontinuierlichen Betrieb in .eine nicht dargestellte Rohrleitung. oder derglei chen geführt. Zur kontinuierlichen Entlee rung der Rinne 29 ist am Rotor 32 ein Mit nehmer 41 für das Material befestigt.
Fig. 4 und 5 zeigen den Fluss E -> F des Rohgemisches durch die aus ,Schaufeln 42 und 43 bestehende Dispergiervorrichtung in die Reibspalte zwischen den einzelnen Zwi- schenreibscheiben 44. Diese sind zwischen den konischen Rotor 45 und dem Stator 46 lose drehbar eingesetzt und sitzen infolge ihrer gleichen konischen Form konzentrisch zur Axe aufeinander. Sie werden von der Rotor rin.gscheibe 47 und der Statorringscheibe 48 zusammengepresst.
Die Scheibe 4 7 des Rotors und :die Scheibe 48 des Stators werden vor teilhaft in am Rotor 45 und am Stator 46 dafür vorgesehenen Aussparungen, z. B. mit Hilfe von Stiften 49, auswechselbar befestigt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Schei ben 44 der Fig. 4 und 5 unterscheiden sich von denjenigen der Fig. 3 dadurch, dass sie zugespitzte Innenkanten haben. Wie insbe sondere Fig. 5 zeigt, haben die Reibscheiben Anschärfungen 50, die sich vom Innenumfang bis etwa zur Hälfte der Scheibenbreite er strecken.
In Fig. 6 sind als weitere Ausführungs möglichkeit zwei aufeinanderliegende ebene zusätzliche Reibscheiben 51 dargestellt, deren zueinandergekehrte Reibflächen mittels Wulst 52 und Nut 53 ineinandergreifen. Diese in einandergreifenden Nut und Wulst tragen zur Sicherung der konzentrischen Lage der lose angeordneten Scheiben 51 während des Betriebes bei. Sie können auch die reibende Wirkung der Scheiben auf das Material gün stig beeinflussen, wie übrigens jede Profilie rung des Querschnittes der Scheiben vor gesehen werden kann, welche Profilierung je nach der Art des zu bearbeitenden Materials gewölbt. wird.
In den Fig. 1, 3, 4, 5 und 6 ist, der Weg des Rohgutes beim Eintritt in die Dispergier- und Reiborgane mit Pfeillinien E und beim Austritt mit Pfeillinien b' gekennzeichnet.
Statische oder strömende Elektrizität ver schiedenen Ursprunges und verschiedener Art übt besonders auf leitende Stoffe, bei ge nügend dünnwandigen Schichten auch auf nicht oder schlechtleitende Stoffe, physiko chemische Effekte aus und kann unter Tim- ständen erwünschte Wirkungen auslösen.
In der erfindungsgemässen Mühle kann man, wenn erwünscht, die zu bearbeitenden Stoffe oder Gemische elektrischer Wirkung aus setzen, indem Stator und Rotor in einen Stromkreis geschaltet werden, so dass die Elektrizität über die Zwischenreibscheiben ihren Weg durch das in den Reibspalten be findliche Gut nehmen muss. Selbstverständ lich sind in einer solchen Ausführungsform der Rotor mit seiner Befestigung und der Stator mit seinem Gehäuse durch Isolierung elektrisch voneinander zu trennen.
Die Erfindung kann nicht nur in den dar gestellten Ausführungsbeispielen verwendet werden. Sie kann vielmehr in anderer Form, in anderer Anordnung der Teile zueinander, in andern Gehäusen oder in Rohrleitungen usw., in jeder Lage, also vertikal, horizontal oder schräg und so weiter, gewählt werden, solange nur immer das erfindungsgemässe Prinzip erhalten bleibt.
Die äussersten Reibscheiben könnten auch beide in entgegengesetzter Richtung, angetrie ben werden. Die Reibscheiben könnten auch als koaxial angeordnete Zylinder verschiede ner Durchmesser ausgebildet sein, zwischen welchen axiale Reibspalte für das zu bearbei tende Gut entstehen.
Die Reibscheiben können z. B. aus Metall, natürlichem oder künstlichem Stein, Glas, aus geformten Schleifmassen, Gummi, Kunststof fen usw. bestehen. Sie können ausser koni schem oder ebenem auch einen andern Quer schnitt, haben. Sie können auch mit andern, als den gezeigten Mitteln zur Förderung der Zerkleinerung des Gutes, so z. B. mit Löchern, versehen sein.
Die Mühle kann stationär oder tragbar sein. Im letzteren Falle kann sie z. B. ab wechselnd in verschiedene Behälter gebracht werden und gestattet so z. B. die Verarbei tung kleiner Mengen Substanz in Versuchs behä.ltern.
Die Mühle kann auch mit Sieben zur Sor tierung des Produktes, mit. Vorrichtungen zur Einführung von Zusatzstoffen, wie z. B. Flüssigkeit zu Feststoffen oder zu zähen Massen, sowie Em.ulgatoren, Katalysatoren, Farbstoffen, Bindemitteln usw., versehen werden. Die. Siebe werden vorteilhaft unter dem oder um den Rotor herum angebracht, so dass das (xut beim Austritt aus den Reib seheiben gesiebt wird, ehe es in den Auslauf gelangt. Vorrichtungen zur Einführung von Zusatzstoffen können z. B. Rohre sein, welche im Zentrum oder in der Nähe des Zentrums der Reibscheiben ausmünden und dort. die Zusätze an das Rohmaterial, z. B.
Rohgemisch, abgeben, von wo die Zusätze dann sofort. der gründlichen Verteilung im Gemisch unter liegen. ,