Rührwerkskugelmühle Nr. <B><U>480 871</U></B> PATENTSCHRIFT <B>Nr. 480871</B> Internationale Klassifikation: <B>B 02 c 17/16</B> <B>9 B 01 f</B> 7/'1ss SCHWEIZERISCHE EIDGENOSSENSCHAFT Gesuchsnummer: 1o288/68 Amneldungsdatum: 10. Juli<B>1968,17</B> Uhr EIDGENÖSSISCHES AMT FÜR GEISTIGES EIGENTUM Priorität: Deutschland, 20. November 1967 (WP 50 e1128 425) Patent erteilt: 15.
November 1969 Die Erfindung betrifft eine Rührwerkskugelmühle zur Zerkleinerung und Dispergierung von Flüssig-Fest- stoffgemischen.
Mühlen dieser Art bestehen üblicherweise aus einem vertikalen, länglichen Behälter, in dem sich eine Welle rasch dreht. Auf der Welle sind Rührorgane auf gereiht und der Behälter ist zum Teil mit Sand oder Perlen aus Glas, Keramik oder Metall, die als Mahl körper dienen, gefüllt. Das Mahlgut wird am Boden in regelbarer Menge kontinuierlich eingepumpt und gerät zusammen mit den Mahlkörpern in intensive Bewe gung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, wobei es Druck-, Scher- und Reibkräften ausgesetzt wird. Mehr oder weniger zerkleinert und dispergiert verlässt das Mahlgut kontinuierlich den Behälter an dessen Oberteil.
Je nach der Konsistenz und Fördermenge des Mahlgutes und Grösse der Mahlkörper wandern letz tere mit nach oben und müssen dort vom Mahlgut. ge trennt werden und im Behälter verbleiben. Das Tren nen geschah bisher dadurch, dass auf den Behälter oben ein Siebmantel aufgesetzt ist, durch dessen öff- nungen das Mahlgut durchtreten kann, die Mahlkörper aber, sofern sie grösser als die Sieböffnungen sind, zu rückgehalten werden.
Das Passieren des Mahlgutes durch das Sieb ge schieht also im wesentlichen durch freien Überlauf, un terstützt durch die kreisende Bewegung des Mahlgut- Mahlkörpergemisches, ohne dass im Behälter ein über druck herrscht. Diese Art der Trennung ist zwar ein fach, hat aber Nachteile, die sich vor allem im Haupt einsatzgebiet der Rührwerkskugelmühlen, nämlich bei der Verarbeitung von Lacken und Farben, bemerkbar machen. Beispielsweise bei höherviskosem oder thixo- tropem Mahlgut ist der Ablauf durch das feine, oben offene Sieb nicht gewährleistet.
Es kommt zum über laufen des Mahlgut-Mahlkörpergemisches über den Siebrand ohne Trennung. Das gleiche tritt auch bei niedrigviskosem Mahlgut ein, wenn es schnell trock nend ist, was bekanntlich bei Farben oft der Fall ist. Das Sieb muss daher des öfteren mit einem Lösungs- mittel gesäubert werden, vor allem bei Stillstand der Apparatur, um ein vollständiges Verkleinern zu vermei den. Die Durchlassfähigkeit wird ausserdem laufend verringert durch Festsetzen von kleinen Mahlkörpern oder anderen Stoffen. Die offene Arbeitsweise hat naturgemäss auch eine beachtliche Verdunstung von Lösungsmittel aus dem Mahlgut zur Folge.
Es wurde bereits versucht, die geschilderten Nachteile zu vermeiden. Dabei lag nahe, den ganzen Mahlraum mit dem Sieb abzuschliessen, um im Mahl raum einen gewissen Druck zu erzeugen und damit den Durchsatz des Siebes zu verbessern. Das Zusetzen des stillstehenden Siebmantels konnte aber nicht verhindert werden. Weiterhin ist eine Ausführung bekannt, bei der das Sieb ganz in das Innere des mit Mahlgut ange füllten Mahlraumes verlegt wurde. Das Antrocknen und Verkleben wurde hiermit zwar durch den Ab- schluss von der Atmosphäre vermieden, aber das mechanische Zusetzen des stillstehenden Siebes war auch damit nicht zu vermeiden.
Eine andere bekannte Lösung verzichtet ganz auf das übliche Sieb und schliesst den Mahlraum mit einem als Mahlscheibe ausgebildeten, sich mitdrehenden Deckel ab, der mit ei nem am Behälter befestigten Gegenstück einen Reib spalt bildet. Diese Ausführung hat aber ebenfalls Nachteile, vor allem aber den, dass es zum Einzug der kleineren Mahlkörper in den Mahlspalt kommt, was zu starkem Verschleiss führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ge schilderten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrich tung zu schaffen, mit der eine einwandfreie Trennung des Mahlgut-Mahlkörpergemisches bei gleichzeitiger Gewährleistung eines guten Abflusses des gemahlenen Gutes erzielt wird.
Die erfindungsgemässe Rührwerkskugelmühle ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb als Rotations körper ausgebildet ist, der innerhalb des Mahlraumes rotiert und Hohlkörperform besitzt.
Dabei kann entweder der gesamte Hohlkörper als Sieb ausbebildet sein, oder nur der Mantel. Boden und Decke sind im letzten Fall geschlossen. Bei einer vor teilhaften Ausführungsform kann mit dem Sieb-Hohl- körper eine mitrotierende Hohlwelle verbunden sein, die, gegen den Mahlraum abgedichtet, aus diesem her austritt und in eine sie umgebende Fangschale mit Ab laufrohr mündet. In deren Bereich ist dabei die Hohl welle mit radial gerichteten Austrittslöchern versehen.
Der im Mahlgut-Mahlkörpergemisch rotierende Sieb- Hohlkörper soll damit ein Ansetzen des Mahlgutes ver hindern, da in dem verzögert mitrotierenden Gemisch die spezifisch schwereren Mahlkörper infolge der Zen trifugalkräfte entgegen dem Mahlgutfluss stärker vorn Sieb wegstreben. Das Mahlgut soll dagegen in den rotierenden Sieb-Hohlkörper eindringen und durch die Hohlwelle aus dem Mahlraum herausgleitet werden und tritt dabei durch die Austrittslöcher der Hohlwelle aus und wird über die Fangschale und das Ablaufrohr abgeleitet.
Die austretenden Mahlgutstrahlen erzeugen eine Rührwirkung und sollen vor allem bei stark thi- xotropem Mahlgut, dessen Abfluss begünstigen. Durch die geschlossene Bauart der Rührwerkskugelmühle wird weitgehend die Verdunstung von Lösungsmittel verhindert. Der Antrieb des Sieb-Hohlkörpers kann durch Verbindung desselben mit der Rührwerkswelle eingeleitet werden. Es ist aber auch möglich, den An trieb gesondert zu halten, um ihn variieren zu können.
Der rotierende Sieb-Hohlkörper soll neben seiner Trennwirkung ausserdem einen gewissen überdruck im Mahlraum erzeugen, Je nach der Drehzahl, dem Aus sendurchmesser des rotierenden Sieb-Hohlkörpers einerseits und dem Durchmesser, auf dem die Aus trittsöffnungen für das Mahlgut kreisen, andererseits, müssen die in dem rotierenden Sieb-Hohlkörper auf das Mahlgut wirkenden Zentrifugalkräfte überwunden werden. Die daraus resultierende Druckerhöhung im Mahlraum soll den Mahlvorgang und den Siebdurch satz intensivieren.
Der Mantel des rotierenden Sieb- Hohlkörpers kann aus Gaze, gelochtem Blech oder ähnlichem bestehen. Vorteilhaft ist es auch, den Sieb mantel aus einer Anzahl übereinander geschichteter Scheiben oder Ringe zu bilden, die mit entsprechender Spaltweite voneinander angeordnet sind. Diese haben den Vorteil, dass sie dem in solchen Mühlen beträcht lichen Verschleiss länger standhalten. Zur weiteren Er höhung des Verschleisswiderstandes können die Schei ben bzw. Ringe auch gehärtet werden. In der Zeich nung ist eine Ausführungsbeispiel der Erfindung darge stellt.
In den Mahlraum 1, der auf dem grössten Teil sei ner Höhe mit Mahlkörpern angefüllt ist, werden die zur Zerkleinerung und Dispergierung vorgesehenen Stoffe in einer der notwendigen Durchflussgeschwindig- keit entsprechenden Menge durch eine Dosierpumpe 2 gedrückt. Im Mahlraum 1 befindet sich ausserdem ein Rührwerk 3, durch das die Stoffe verteilt, in Bewegung gehalten und in ihrem Durchlauf durch den Mahlraum unterstützt werden.
Ein entweder in Verbindung mit der Rührwerkswelle 4 oder gesondert angetriebener Sieb-Hohlkörper 5 ist am Austrittsteil des Mahlraumes 1 angebracht und rotiert in dem Mahlgut-Mahlkörperge- misch. Der rotierende Sieb-Hohlkörper 5 ist mit einer Hohlwelle 6 versehen, die, gegen den Mahlraum ab gedichtet, aus diesem heraustritt, in eine Fangschale 7 mündet und in deren Bereich mit radial gerichteten Austrittslöchern 8 versehen ist. Von der Peripherie des Mahlraumes 1 her strömt das Mahlgut auf die Achsen mitte des rotierenden Sieb-Hohlkörpers 5 zu und dringt in diesen ein.
Durch die Hohlwelle 6 wird das gemahlene Gut aus dem rotierenden Sieb-Hohlkörper 5 herausgeleitet und tritt aus den radial gerichteten Aus trittslöchern 8 und fliesst in die Fangschale 7 und über ein Ablaufrohr 9 ab.
Agitator ball mill No. <B> <U> 480 871 </U> </B> PATENT LETTERING <B> No. 480871 </B> International Classification: <B> B 02 c 17/16 </B> <B> 9 B 01 f </B> 7 / '1ss SWISS CONFEDERATION Application number: 1o288 / 68 Date of notification: July 10th <B > 1968.17 </B> o'clock FEDERAL OFFICE FOR INTELLECTUAL PROPERTY Priority: Germany, 20 November 1967 (WP 50 e1128 425) Patent granted: 15.
November 1969 The invention relates to an agitator ball mill for the comminution and dispersion of liquid-solid mixtures.
Mills of this type usually consist of a vertical, elongated container in which a shaft rotates rapidly. Agitators are lined up on the shaft and the container is partly filled with sand or pearls made of glass, ceramic or metal, which serve as grinding bodies. The ground material is continuously pumped in in a controllable amount at the bottom and, together with the grinding media, moves intensively at different speeds, whereby it is exposed to pressure, shear and friction forces. More or less crushed and dispersed, the ground material leaves the container continuously at its upper part.
Depending on the consistency and flow rate of the ground material and the size of the grinding media, the latter migrate upwards and must be removed from the ground material there. ge are separated and remain in the container. Up to now, the separation has been done by placing a sieve jacket on top of the container, through the openings of which the ground material can pass, but the grinding media, if they are larger than the sieve openings, are held back.
The grist passes through the sieve essentially through free overflow, supported by the circular movement of the grist and grinding media mixture, without overpressure in the container. This type of separation is a fold, but has disadvantages that are particularly noticeable in the main area of application of agitator ball mills, namely in the processing of paints and varnishes. For example, with high viscosity or thixotropic regrind, the drainage through the fine, open top sieve is not guaranteed.
The grist-grinding media mixture overflows over the sieve rim without separation. The same occurs with low-viscosity grist when it dries quickly, which is often the case with colors. The sieve must therefore be cleaned frequently with a solvent, especially when the apparatus is at a standstill, in order to avoid it being completely reduced in size. The permeability is also continuously reduced by the accumulation of small grinding media or other substances. The open way of working naturally also results in considerable evaporation of solvents from the ground material.
Attempts have already been made to avoid the disadvantages described. It made sense to close the entire grinding chamber with the sieve in order to generate a certain pressure in the grinding chamber and thus improve the throughput of the sieve. The clogging of the stationary screen jacket could not be prevented. Furthermore, an embodiment is known in which the sieve was moved completely into the interior of the grinding chamber filled with grist. Drying on and sticking was avoided by sealing off the atmosphere, but mechanical clogging of the stationary screen could not be avoided.
Another known solution completely dispenses with the usual sieve and closes the grinding chamber with a rotating cover designed as a grinding disk, which forms a friction gap with a counterpart attached to the container. However, this design also has disadvantages, but above all that the smaller grinding bodies are drawn into the grinding gap, which leads to severe wear.
The invention is based on the object of avoiding the disadvantages described GE and to create a device with which a proper separation of the grist-grinding media mixture is achieved while ensuring a good outflow of the ground material.
The agitator ball mill according to the invention is characterized in that the sieve is designed as a rotating body which rotates within the grinding chamber and is in the form of a hollow body.
Either the entire hollow body can be designed as a sieve, or just the jacket. In the latter case, the floor and ceiling are closed. In an advantageous embodiment, a co-rotating hollow shaft can be connected to the hollow sieve body, which, sealed against the grinding chamber, emerges from the latter and opens into a collecting bowl surrounding it with an outlet pipe. In this area, the hollow shaft is provided with radially directed exit holes.
The hollow sieve body rotating in the grist-grinding media mixture is intended to prevent the grist from sticking, since in the delayed co-rotating mixture the specifically heavier grinding media due to the centrifugal forces against the grist flow strive more from the sieve. The grist, on the other hand, should penetrate the rotating hollow sieve body and slide out of the grinding chamber through the hollow shaft and exit through the exit holes of the hollow shaft and be diverted via the collecting tray and the drain pipe.
The exiting grist jets generate a stirring effect and are intended to facilitate its drainage, especially with strongly thixotropic grist. The closed design of the agitator ball mill largely prevents the evaporation of solvents. The drive of the hollow sieve body can be initiated by connecting it to the agitator shaft. But it is also possible to keep the drive separately in order to be able to vary it.
In addition to its separating effect, the rotating hollow sieve body should also generate a certain overpressure in the grinding chamber centrifugal forces acting on the grist are overcome by the rotating hollow sieve body. The resulting increase in pressure in the grinding chamber is intended to intensify the grinding process and the sieve throughput.
The casing of the rotating screen hollow body can consist of gauze, perforated sheet metal or the like. It is also advantageous to form the screen jacket from a number of stacked discs or rings that are arranged with a corresponding gap width from one another. These have the advantage that they can withstand the considerable wear and tear in such mills for longer. To further increase the wear resistance, the discs or rings can also be hardened. In the drawing voltage an embodiment of the invention is Darge provides.
The substances intended for comminution and dispersion are pressed by a metering pump 2 in an amount corresponding to the necessary flow rate into the grinding chamber 1, which is mostly filled with grinding media. In the grinding chamber 1 there is also an agitator 3, by means of which the substances are distributed, kept in motion and supported in their passage through the grinding chamber.
A hollow sieve body 5, which is driven either in connection with the agitator shaft 4 or separately, is attached to the outlet part of the grinding chamber 1 and rotates in the grinding material / grinding body mixture. The rotating screen hollow body 5 is provided with a hollow shaft 6, which, sealed against the grinding chamber, emerges from this, opens into a collecting bowl 7 and is provided with radially directed outlet holes 8 in the area. From the periphery of the grinding chamber 1, the grinding stock flows towards the axes in the middle of the rotating hollow sieve body 5 and penetrates into it.
Through the hollow shaft 6, the ground material is guided out of the rotating hollow sieve body 5 and emerges from the radially directed exit holes 8 and flows into the collecting tray 7 and via a drain pipe 9.