**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
13. Mühle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung (15, 28, 29') einen am Stator (11) lösbar befestigten Trennring (28) und einen am Rotor (12) lösbar befestigten Trennring (29') aufweist.
die miteinander einen Trennspalt (15) begrenzen, und dass einer der Trennringe (28 bzw. 29') zwei Trennkanten (30) aufweist und - nach Lösen seiner Befestigung (50) - um eine quer zu seiner Achse liegende Querachse (53 bzw. 54) verschwenkt erneut befestigbar ist, wobei wieder eine seiner Trennkanten (30) der bzw. einer Trennkante (30) des anderen Trennringes (29' bzw. 28) zur Begrenzung des Trennspal- tes (15) gegenüberliegt.
14. Mühle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (20) als eine nahe dem Rotor (12) angeordnete Gleitringdichtung ausgebildet ist, wogegen in deutlichem axialen Abstand vom Rotor (12) eine weitere Dichtung (31) zwischen der Spindel (14) und dem Gehäuse (13) angeordnet ist, dass die Lageranordnung (19, 25, 26) zwei im axialen Abstand zwischen den Dichtungen (20, 31) angeordnete Lager (19 bzw. 25, 26) aufweist, und dass die Lager (19, 25, 26) innerhalb eines durch die Dichtungen (20, 31) abgedichteten Sperrmediumkanals (32) für ein gegenüber dem Produktraumdruck unter höherem Druck stehendes Sperrmedium angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei bekannten Rührwerksmühlen mit Drehdichtung und Trennmitteln für die Kugelfüllung (DE-OS 26 29 251, DE OS 29 pos 154) besteht das Problem, dass zur Reinigung und/ oder zum Austausch von Maschinenteilen ein erheblicher Montage- bzw. Demontageaufwand erforderlich ist. Insbesondere ist es selbst bei speziell für eine Demontage ausgelegten Anordnungen (FR-PS 1472 184; DE-OS 28 13 781) bei der Demontage auch erforderlich, die Dichtungen mit abzunehmen. Ausserdem haben die bekannten Anordnungen mit Trennspalt und Gleitringdichtungsanordnungen häufig den Nachteil, dass die Gleitringdichtungsanordnungen und der Trennspalt zu weit von den Radiallagern entfernt sind, so dass eine genaue Passung dieser Bauteile Schwierigkeiten bereitet.
Bei einer Mühle mit von unten angetriebenem Rotor (US-PS 33 52 501) ist im oberen Bereich ein Ringsieb zwischen dem Mahlraum und dem Produktabführraum vorgesehen. Durch Abnahme eines oben befindlichen Deckels kann das Innere des Mahlraums zu Inspektions- und Reparaturzwecken zugänglich gemacht werden. Eine Abnahme des Stators ist nur durch völlige Demontage der Mühle möglich.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Rührwerksmühle der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der eine vereinfachte Montage und Demontage möglich ist, wobei insbesondere auch beim Antrieb des Rotors von oben der Produktabführraum und die ihn begrenzenden Teile auf einfache Weise von aussen zugänglich gemacht werden können, so dass sowohl eine einfache Reinigung als auch ein einfacher Ersatz von verschmutzten und verschlissenen Teilen möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 vorgesehen. Aufgrund dieser Ausbildung können durch äusserst einfache Massnahmen, nämlich durch Lösen des vorzugsweise mittels Schrauben befestigten Stators vom Gehäuse und axiales Abziehen der Produktabführraum und die ihn definierenden Teile zugänglich gemacht werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche gekennzeichnet.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben: in dieser zeigt:
Fig. 1 einen auszugsweisen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Rührwerkskugelmühle in dem Lagerungsbereich und dem Bereich der Befestigung von Stator und Rotor am Gehäuse. wobei links und rechts der vertikalen Mittelachse zwei verschiedene Ausführungsformen wiedergegeben sind.
Fig. 2 eine ausschnittsweise vergrösserte Darstellung der Stator- und Rotortrennringe in Fig. 1 zur Veranschaulichung der Überlappung.
Fig. 3 eine vergrösserte Ausschnittsansicht der Gleitringdichtung nach Fig. 1 und
Fig. 4 einen vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich der Gleitringdichtung und des Dichtungsaufnahmegliedes.
Nach der Zeichnung erstreckt sich eine von Kühlmittelkanälen 38 durchzogene Spindel 14 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel vertikal durch ein Gehäuse 13 hindurch.
welches im oberen Bereich im wesentlichen die Form eines Hohlzylinders aufweist. Am oberen Ende der Spindel 14 ist eine Dreheinführung 39 vorgesehen, welche sich mit der Spindel dreht, ein Syphonrohr 40 aufweist und dem Anschluss der Kühlmittelzu- und abfuhr dient.
Etwas weiter unten ist an dem oberen. aus dem Gehäuse 13 herausragenden Ende der Spindel 14 eine Riemenscheibe 41 befestigt, welche dem Drehantrieb der Spindel 14 dient und mittels Ringspannelementen lösbar an der Spindel 14 befestigt ist.
Etwas weiter unten beginnt dann das zylindrische Gehäuse 13, welches nach Fig. 1 und 3 an seinem oberen Ende durch eine Gleitringdichtung 31 abgeschlossen ist. deren Gleitring 31a drehfest auf der Spindel 14 sitzt. während der axial gegenüberliegende Gleitring 31b mit der Innenwand des Gehäuses 13 fest verbunden ist. Die axialen Dichtstirnflächen 42 der Gleitringe 31 a, 31 b sind zur Schaffung einer einwandfreien Dichtung geläppt.
Im Bereich der Gleitringdichtung 31 befindet sich seitlich im Gehäuse 13 ein Anschluss 33, durch den in den Sperrmediumkanal 32 zwischen der Spindel 14 und dem Gehäuse 13 ein Sperrmedium vorzugsweise in flüssiger Form zu- oder abgeführt werden kann.
Unterhalb des Anschlusses 33 befindet sich zwischen der Spindel 14 und dem Gehäuse 13 ein Axiallager 26 und unmittelbar darunter ein durch Zylinderrollen gebildetes Radiallager 25. Die beiden Lager 25. 26 befinden sich innerhalb des Sperrmediumkanals 32.
Mit deutlichem Abstand unterhalb der Lager 25, 26 ist ein ebenfalls durch Zylinderrollen gebildetes Radiallager 19 zwischen dem Gehäuse 13 und der Spindel 14 befestigt. welches ebenfalls innerhalb des Sperrmediumkanals 32 liegt.
So nahe wie möglich unterhalb des Radiallagers 19 ist nach Fig. 1 und 4 eine weitere Gleitringdichtung 20 zwischen dem Gehäuse 13 und der Spindel 14 angeordnet. welche aus Gleitringen 20a, 20b gebildet ist, die wieder entlang von ge läppen axialen Stirnflächen 42 aufeinanderliegen.
Der mitdrehende Gleitring 20a liegt innerhalb einer Ringstufe 21, die dadurch gebildet ist. dass sich von dem Spindelteil 14" relativ geringen Durchmessers unten radial ein Spindelflansch 14' radial nach aussen erstreckt. Hierdurch erhält der Gleitring 20a einen guten Halt. der durch einen O-Ring 43 weiter verbessert wird.
Auf dem Umfang vorgesehene Axialstifte 44 erstrecken sich zwischen dem Spindelflansch 14' und dem Gleitring 20a und sorgen dafür. dass dieser bei Drehung der Spindel einwandfrei mitgenommen wird.
In Richtung des Radiallagers 19 axial gegenüber dem
Gleitring 20a ist der weitere Gleitring 20b innerhalb eines Dichtungsaufnahmegliedes 22 angeordnet, welches ebenso wie alle anderen ringförmigen Bauteile konzentrisch zur Spindelachse angeordnet ist. Oben grenzt das Dichtungsaufnahmeglied 22 an das Radiallager 19 an. Es enthält auf seinem Umfang gleichmässig verteilt 12 Druckfedern 45, welche über eine Ringplatte 46 auf die von der Dichtfläche 42 abgewandte Stirnfläche des Dichtringes 20b einwirken.
Aufgrund der aus den Fig. 1 und 4 ersichtlichen, erfindungsgemässen Formgebung des Dichtungsaufnahmegliedes 22 kann das in dem Kanal 32 enthaltene Sperrmedium durch einen unteren Spalt 47 hindurch in das Innere des Dichtungsaufnahmegliedes 22 hineinströmen, um schliesslich aus einem unteren, im Gehäuse 13 vorgesehenen Anschluss 34 auszutreten. Der Umwälzkreislauf für das Sperrmedium kann auch in umgekehrter Richtung erfolgen, d. h. dass der Eintritt bei 34 und der Austritt bei 33 ist.
Das Sperrmedium hat vorzugsweise Gleiteigenschaften, so dass gleichzeitig die Lager 19, 25, 26 und auch die Dichtflächen 42 geschmiert werden. Die Anschlüsse 34, 33 sind an einen nicht dargestellten Umwälzkreis angelegt, der einen Wärmetauscher zur Kühlung des Sperrmediums enthält.
Die Lager 19, 25, 26 sind so auf der Spindel befestigt, dass diese nach unten aus den Lagern herausgezogen werden kann. Aus diesem Grunde ist es wichtig, dass das Dichtungsaufnahmeglied 22 einen Durchmesser D aufweist. der grösser als der Durchmesser d des darüberliegenden Spindelteils 14" ist.
Für den Fall. dass das Sperrmedium bei 34 zugeführt wird, ist der Strömungsverlauf des Sperrmediums durch Pfeile angedeutet.
Rund um das mit Bohrungen versehene Dichtungsaufnahmeglied 22 liegt ein Befestigungsring 23, welcher den Gleitring 20b von aussen berührt. Eine in die Innenwand des Befestigungsringes 23 eingelegte Dichtung 47' sorgt für eine einwandfreie Abdichtung zwischen dem Befestigungsring 23 und dem Gleitring 20b.
Ein Ringflansch 23' des Befestigungsringes 23 erstreckt sich etwas weiter radial nach aussen über eine dazu komplementäre Fläche des Gehäuses 13, so dass er dort mittels Schrauben 48 axial befestigt werden kann.
Unterhalb des Befestigungsringes 23 befindet sich im Bereich des Dichtspaltes 42 der Gleitringdichtung 20 der Produktabführraum 18. in dem ein flacher Führungsring 24 befestigt ist, welcher in nicht dargestellter Weise zweigeteilt ist, damit er radial montiert bzw. demontiert werden kann. Der Führungsring 24 liegt oben flach und dicht am Gehäuse 13 bzw. an dem damit bündigen Befestigungsring 23 an. Es wird somit an der oberen Stirnfläche 14"' des Spindelflansches 14' und zwischen der Gleitringdichtung 20 und dem Führungsring 24 ein definierter Strömungskanal für das flüssige Produkt geschaffen. welcher durch Pfeile angedeutet ist.
Es ist noch darauf hinzuweisen, dass auch zwischen dem Dichtungsaufnahmeglied 22 und dem Gleitring 20b über den Umfang gleichmässig verteilt zwei Mitnehmerstifte 49 vorgesehen sind. die ein Verdrehen des Gleitringes 20b relativ zum Dichtungsaufnahmeglied 22 verhindern.
Radial ausserhalb des Führungsringes 24 befindet sich nach Fig. 1 und 2 ein Statortrennring 28, welcher axial mittels Schrauben 50 an einem Radialflansch 13' des Gehäuses 13 befestigt ist. Der Statortrennring 28 schliesst radial nach aussen unmittelbar an den Führungsring 24 an, weist jedoch zum Spindelflansch 14', mit dem er sich axial überlappt, einen radialen Abstand auf, so dass an dieser Stelle ein zum Produktabführraum gehörender zylindrischer Ringraum 18' entsteht.
Unten innen an dem Statortrennring ist ein Hartmetallring 28' eingelegt, welcher zwischen dem Produktabführspalt 18' und dem Mahlraum 16 eine erste Trennkante 30 bildet, die konzentrisch zur Achse der Spindel 14 verläuft.
In einer unteren Ringstufe 52 des Spindelflansches 14' ist nach Fig. 1 und 2 ein Rotortrennring 29 angeordnet, der sich geringfügig axial mit dem Statortrennring 28 überlappt, jedoch in radialer Richtung einen Abstand von ihm aufweist.
Unten aussen ist an dem Rotortrennring 29 ebenfalls ein Hartmetallring 29' mit rechteckigem Querschnitt angebracht, der in einem Abstand von etwa 2/10 mm von der Trennkante 30 des Hartmetallringes 28' eine weitere Trennkante 30 bildet. Zwischen den beiden Trennkanten 30 erstreckt sich der die Kugelfüllung des Mahlraums 16 zurückhaltende Trennspalt 15.
Der Statortrennring 28 weist auch an der vom Mahlraum 16 abgewandten Stirnfläche innen einen Hartmetallring 28" auf, der völlig symmetrisch zu dem Hartmetallring 28' angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Statortrennring durch Lösen der Schrauben 50 und Drehen um die Querachse 53 auch so eingebaut werden, dass die Trennkante 30 des Hartmetallringes 28" gegenüber der Trennkante 30 des Hartmetallringes 29' zu liegen kommt. Bei Abnutzung der einen Trennkante kann somit die andere Trennkante wirksam gemacht werden.
Entsprechend kann auch der Rotortrennring 29 um eine Querachse 54 um 180 verschwenkt angeordnet werden, damit auch die dem Mahlraum 16 zugewandte weitere Trennkante 30 des Hartmetallringes 29' in den Bereich des Trennspaltes 15 gebracht werden kann. Mittels zwischengelegter Ringe kann der Grad der Überlappung des Statortrennringes 28 und des Rotortrennringes 29 vorbestimmt werden.
Auf diese Weise ist eine exakte Einstellung der Weite des Trennspaltes 15 möglich.
Der Hartmetallring 29' des Rotors kann auch direkt auf den Spindelflansch 14 geschrumpft und/oder geklebt sein, d. h., dass der Rotortrennring 29 entfallen kann, was wiederum eine kürzere Bauhöhe und grössere Präzision ergeben würde, da der Hartmetallring 29' dann näher dem Lager angeordnet werden kann. Der Hartmetallring 28' des Stators müsste dann entsprechend axial versetzt werden.
Radial aussen von dem Statortrennring 28 ist an dem Gehäuseflansch 13' axial mittels Schrauben 55 der Stator 11 befestigt, welcher Kühlkanäle 56 und feststehende Rührwerkzeuge 57 trägt.
Unterhalb des Rotortrennringes 29 ist mit Inbusschrauben 27 der Rotor 12 konzentrisch zur Spindel 14 befestigt.
Mittels Zapfenverbindungen 58, 59 werden eine einwandfreie koaxiale Ausrichtung des fliegend gelagerten Rotors 12 und eine einwandfreie Mitnahme desselben gewährleistet.
Der Rotor 12 weist Kühlkanäle 60 und nach aussen sich zwischen die feststehenden Rührwerkzeuge in dem Mahlraum 16 erstreckende Rührwerkzeuge 61 auf.
Der Rotor 12 ist mit seinem oberen Rand 12'auf den unterhalb der Ringstufe 52 befindlichen schmaleren Teil des Ringflansches 14' aufgeschoben: zwischen der Stirnwand des Rotorteils 12' und dem erweiterten Teil des Ringflansches 14' ist der Rotortrennring 29 mit eingespannt.
Das Sperrmedium im Sperrmediumkanal 32 wird unter einen solchen Druck gesetzt, dass der Druck an den Dich tungsstimflächen 42 der Gleitringdichtung 20 auf der Seite des Sperrmediums höher ist als der Druck im Produktabführraum 18. Auf diese Weise kann das flüssige Produkt auf keinen Fall in den Lagerraum eindringen, während umgekehrt eine gewisse Leckage von Sperrmedium in den Produktabführraum 18 dann nicht von Nachteil ist, wenn ein geeignetes Sperrmedium wie beispielsweise synthetisches Mineralöl verwendet wird. Bei der Auswahl des Sperrmediums muss also einerseits darauf geachtet werden, dass es im Falle gewisser Leckverluste mit dem Produkt verträglich ist, während andererseits gewisse Schmiereigenschaften erforderlich sind.
Die Arbeitsweise sowie die Montage und Demontage der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle gehen wie folgt vor sich:
Durch Antrieb über die Riemenscheibe 41 wird der Rotor 12 in üblicher Weise in Drehung versetzt, während das Mahlgut von unten in den Mahlraum 16 eingeführt wird, wo es aufgrund der nicht dargestellten Mahlkörperfüllung und der Rührwerkzeuge 57, 61 in der gewünschten Weise zerkleinert wird. Das Produkt tritt dann durch den Trennspalt 15 oben in den Produktabführraum 18 über, wobei die Kugeln zurückgehalten werden.
Die an sich sehr empfindlichen Trennkanten 30 der Hartmetallringe 28', 29' werden deswegen relativ wenig beansprucht, weil sich die Kugeln nicht auf den Kanten, sondern auf der aussenliegenden zylindrischen Oberfläche des Rotortrennringes 28 bzw. auf der unteren ringförmigen Stirnfläche des Statortrennringes 28 abstützen.
Zur Reinigung der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle werden zunächst die den Stator axial befestigenden Schrauben 55 rundum gelöst, worauf der Stator 11 axial nach unten abgezogen werden kann.
Durch Lösen des zweiten Kreises von Schrauben 50 kann der Statortrennring 28 axial vom Antriebsgehäuse 13 entfernt werden. Er kommt dabei auf dem oberen Kranz von Rührwerkzeugen 61 des Rotors 12 zu liegen.
Anschliessend werden dann die beiden halbkreisförmigen Hälften des Führungsringes 24 voneinander getrennt. Da der Stator 11 und der Statortrennring 28 bereits vorher entfernt wurden, können die Hälften des Führungsringes 24 nunmehr radial herausgezogen werden.
Nunmehr sind alle vom Produkt angeströmten Flächen am Rotor 12, am Spindelflansch 14', an der Ringdichtung 20 und am Gehäuse 13 für die Reinigung frei, ohne dass eine Demontage der Lagerung und der Gleitringdichtungen 20, 31 notwendig wäre.
Es ist noch darauf hinzuweisen, dass durch im festen Statortrennring 28 angeordnete radiale Gewindestifte 62 der von ihnen von unten ergriffene Führungsring 24 in der richtigen Höhe gehalten wird. In der Nähe des Abflusses des Produktes ist die Oberseite des Führungsringes entsprechend angefräst.
Wesentlich ist weiter, dass nach der Entnahme der Hälften des Führungsringes 24 die Inbussschrauben 27 durch den Produktraum 18 hindurch radial von aussen mittels eines Winkelwerkzeuges zugänglich sind. Die Inbusschrauben 27 können somit gelöst und daraufhin der Rotor 12 und gegebenenfalls auch der Rotortrennring 29 axial nach unten abgezogen werden.
Nach dem Abnehmen des Rotors 12 und des Rotortrennringes 29 nach unten kann sogar noch die Spindel 14 mit dem Spindelflansch 14' nach unten aus den Lagern 19, 25, 26 herausgezogen werden, nachdem die axiale Spannung des oben angeordneten Vierpunktkugellagers 26 beseitigt worden ist.
Der Zusammenbau der Rührwerkskugelmühle erfolgt in umgekehrter Richtung.
Obwohl die in der Zeichnung veranschaulichte fliegende Lagerung des Rotors 12 bevorzugt ist, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt.
Die Dichtungen 20, 31 müssen so ausgelegt sein, dass sie Druckdifferenzen bis zu 4 Bar, eventuell sogar bis 6 Bar vertragen können. Letzteres ist besonders dann erforderlich, wenn mehrere erfindungsgemässe Rührwerkskugelmühlen in Serie geschaltet werden. Auch im kontinuierlichen Mahlbetrieb kommen höhere Druckdifferenzen vor.
Während die untere Dichtung 20 aufjeden Fall als Gleitringdichtung auszubilden ist, kann die obere Drehdichtung 31 auch als normale Standarddichtung, z.B. Lippendichtung, Stopfbüchse oder dergl. ausgebildet sein.
Wesentlich ist weiter, dass die Lager 19 bzw. 25, 26 zwischen den Drehdichtungen 20, 31 in dem Sperrmediumkanal 32 angeordnet sind.
Die Gleitringe der unteren Gleitringdichtung bestehen aus Hartmetallringen, da sie mit unter Umständen aggressiven Medien in Berührung kommen. Die obere Drehdichtung 31 muss nur auf die Eigenschaften des Sperrmediums 32 abgestimmt sein. Insofern kann die Drehdichtung 31 qualitativ weniger aufwendig und damit wirtschaftlicher aufgebaut sein.
Ein wesentlicher Zweck des Führungsringes 24 besteht auch darin, dass das Volumen des Produktabführraums 18 verkleinert wird, was z. B. bei der Farbherstellung dann wichtig ist, wenn ein Wechsel zwischen verschiedenen zu verarbeitenden Farben vorgenommen wird.
Das zu reinigende Volumen wird also verkleinert, und es wird ausserdem verhindert, dass sich in irgendwelchen nicht durchströmten Ecken Farbreste festsetzen.
Von ganz entscheidender Bedeutung ist, dass der gesamte Demontagevorgang mit Ausnahme der Demontage der Spindel durchgeführt werden kann, ohne dass eine der Gleit ringdichtungen entfernt werden müsste. Hierdurch entfällt das bei bekannten Rührwerkskugelmühlen erforderliche erneute Läppen der Gleitringdichtungen nach einer Demontage.
Nach einer Demontage zur Reinigung oder zum Ausbau und Auswechseln von Maschinenteilen, z. B. der Trennringe 28, 29 verbleiben am Gehäuse nur noch die Spindel 14, die Lager 19, 25, 26 und die Drehdichtungen 20, 31. Entscheidend ist dabei, dass der Sperrmediumkanal 32 bei der Demontage nicht angetastet wird, so dass während der Demontage sogar der Druck im Sperrmediumkanal 32 aufrechterhalten werden kann.
Die für das Umwälzen des Sperrmediums vorhandene.
nicht dargestellte Zahnradpumpe wird direkt vom Rührwerksantrieb angetrieben.
Schliesslich ist noch darauf hinzuweisen, dass für den Fall, dass auch die Spindel 14 nach unten herausgezogen wird, die Dichtungen 20, 31 auf einfachste Weise ausgewechselt werden können.
Die Vorteile der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Der Abstand zwischen dem Trennspalt 15 und dem Radiallager 19 kann beträchtlich geringer gehalten werden, wodurch eine grössere Steifigkeit und Präzision des Trennspaltes sowie eine geringere Lagerbeanspruchung und eine kürzere Baulänge der Mühle erhalten werden.
Die Herstellungskosten der Gleitringdichtung sind geringer, da die vom Rotor abgewandte Drehdichtung 31 eine Normdichtung sein kann und zweitens im Durchmesser geringer ist als die dem Rotor zugewandte Gleitringdichtung 20.
Es ist eine komplette Reinigung aller Teile ohne Demontage von Lagerung und Dichtungen möglich.
Das Auswechseln sämtlicher Verschleissteile (Stator 11, Rotor 12, Trennringe 28, 29) ist ohne Demontage der Lageranordnung 19, 25, 26 und der Dichtungen 20. 21 möglich.
Dadurch, dass die Lageranordnung 19. 25. 26 zwischen den beiden Teilen einer doppelt wirkenden Gleitringdichtung 20, 31 angeordnet ist, erfolgt durch das Sperrmedium gleichzeitig eine Lagerschmierung.
Die Schmierung ist besonders intensiv und führt auch zur Wärmeabführung, da das Sperrmedium die Lagerung zwangsläufig durchströmt und ausserhalb der Lagerung gekühlt wird.
Dadurch, dass der nach aussen resultierende Druck des Sperrmediums dem nach aussen resultierenden Produktdruck entgegenwirkt, kommt es nicht zum Eindringen des Produktes in den Lagerraum.
Wichtig ist weiter, dass der feste Statortrennring 28 nach seiner Demontage soweit axial in Richtung des Rotors verschoben werden kann, dass der zweiteilige Führungsring 24 ausgebaut werden kann. Sämtliche mit dem Produkt in Berührung kommenden Teile der Mühle können ohne weiteres gereinigt werden, wenn die abbaubaren Teile demontiert sind, ohne dass dazu Lagerung und Dichtungen demontiert werden müssten.
Der Rotor 12 soll einstückig ausgeführt sein, und ist an den Spindelflansch 14' angeschraubt.
Wichtig ist weiter, dass der Rotortrennring 29 zwischen Rotor 12 und Spindelflansch 14' geklemmt ist. Der Rotor 12 könnte auch aus einzelnen Ringen zusammengesetzt sein.
Die Ringe samt der Rotortrennbüchse sollen mit Zugstangen derart mit dem Spindelflansch 14' axial verspannt werden, dass die Reibung zur Drehmomentübertragung genügt (DE-OS 28 13 781).
Dadurch, dass die Spindel 14 hohl ausgebildet ist, kann sie von Kühlmittel zur Kühlung des Rotors 12 in beiden Richtungen durchströmt sein.
Beim einstückigen Rotor 12 ist ein zylindrischer Körper mit schraubenlinienförmigen Kanälen an der Oberfläche zur Führung der Kühlflüssigkeit vorgesehen. Der Rotor 12 besteht aus einem Rohr, in dem Sacklöcher zur Aufnahme der Rührstifte vorgesehen sind, wobei die Rührstifte in die Sacklöcher eingeklebt sind. Der Rotor 12 ist zwischen den Rührstiftebenen eingedreht. Die Rührstifte sind in durchgehenden Bohrungen des Rotors 12 eingepresst.
Die Wälzlager bestehen aus einer Kombination von zwei Zylinderrollenlagern 19, 25 zur Aufnahme der radialen Kräfte und einem antriebsseitigen Vierpunktlager 26 zur Aufnahme der axialen Kräfte.
Das Vierpunktlager 26 ist zur leichteren Demontage nur axial an Innen- und Aussenring gespannt und weist bei beiden Ringen radial eine Spielpassung auf.
Das antriebsseitige Zylinderrollenlager 25 ist im Durchmesser kleiner als das rotorseitige Zylinderrollenlager 19, damit die Spindel 14 ohne Demontage der Zylinderrollenlagerinnenringe ausgebaut werden kann.
Der Innendurchmesser des rotierenden rotorseitigen Gleitringes 20a ist grösser als die Aussendurchmesser der Zylinderrollenlagerinnenringe, damit dieser Gleitring ohne Demontage dieser Innenringe ausgebaut werden kann.
** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.
13. Mill according to one of claims 1 to 12, characterized in that the separating device (15, 28, 29 ') a separating ring (28) releasably attached to the stator (11) and a separating ring (29' releasably attached to the rotor (12) ) having.
which delimit a separating gap (15) with one another, and that one of the separating rings (28 or 29 ') has two separating edges (30) and - after loosening its attachment (50) - about a transverse axis (53 or 54 ) can be fastened again in a pivoted manner, one of its separating edges (30) again being opposite the or one separating edge (30) of the other separating ring (29 'or 28) for delimiting the separating gap (15).
14. Mill according to one of claims 1 to 13, characterized in that the sealing arrangement (20) is designed as a mechanical seal arranged near the rotor (12), whereas at a significant axial distance from the rotor (12) a further seal (31) between the spindle (14) and the housing (13) is arranged such that the bearing arrangement (19, 25, 26) has two bearings (19 and 25, 26) arranged at an axial distance between the seals (20, 31), and that the bearings (19, 25, 26) are arranged within a barrier medium channel (32) sealed by the seals (20, 31) for a barrier medium which is under higher pressure than the product space pressure.
The invention relates to an agitator mill according to the preamble of patent claim 1.
In known agitator mills with rotary seals and release agents for ball filling (DE-OS 26 29 251, DE OS 29 pos 154), there is the problem that considerable assembly and disassembly work is required to clean and / or replace machine parts. In particular, even with arrangements designed for dismantling (FR-PS 1472 184; DE-OS 28 13 781), it is also necessary to remove the seals when dismantling. In addition, the known arrangements with separating gap and mechanical seal arrangements often have the disadvantage that the mechanical seal arrangements and the separating gap are too far away from the radial bearings, so that an exact fit of these components is difficult.
In a mill with a rotor driven from below (US Pat. No. 3,352,501), an annular sieve is provided in the upper region between the grinding chamber and the product discharge chamber. The interior of the grinding chamber can be made accessible for inspection and repair purposes by removing a cover located at the top. The stator can only be removed by completely dismantling the mill.
The aim of the present invention is now to provide an agitator mill of the type mentioned at the beginning, in which simplified assembly and disassembly is possible, the product discharge space and the parts delimiting it being accessible in a simple manner, in particular when the rotor is driven from above can be made so that both an easy cleaning and a simple replacement of dirty and worn parts is possible.
To solve this problem, the characterizing features of claim 1 are provided. Because of this design, the product discharge space and the parts defining it can be made accessible by extremely simple measures, namely by loosening the stator, which is preferably fastened by means of screws, and axially pulling it off.
Advantageous developments of the invention are characterized by the dependent claims.
The invention is described below, for example, with reference to the drawing, in which:
Fig. 1 shows a partial axial section through an agitator ball mill according to the invention in the storage area and the area of attachment of the stator and rotor to the housing. two different embodiments are shown to the left and right of the vertical central axis.
Fig. 2 is a fragmentary enlarged view of the stator and rotor separating rings in Fig. 1 to illustrate the overlap.
Fig. 3 is an enlarged sectional view of the mechanical seal of FIG. 1 and
Fig. 4 is an enlarged section of Fig. 1 in the area of the mechanical seal and the seal receiving member.
According to the drawing, a spindle 14 with coolant channels 38 extends vertically through a housing 13 in the present exemplary embodiment.
which essentially has the shape of a hollow cylinder in the upper region. At the upper end of the spindle 14 there is a rotary inlet 39 which rotates with the spindle, has a siphon tube 40 and serves to connect the coolant supply and discharge.
A little further down is on the top one. from the housing 13 protruding end of the spindle 14, a pulley 41 is attached, which serves the rotary drive of the spindle 14 and is releasably attached to the spindle 14 by means of ring clamping elements.
A little further down the cylindrical housing 13 then begins, which according to FIGS. 1 and 3 is closed at its upper end by a mechanical seal 31. whose sliding ring 31a is non-rotatably seated on the spindle 14. while the axially opposite slide ring 31b is fixedly connected to the inner wall of the housing 13. The axial sealing end faces 42 of the sliding rings 31 a, 31 b are lapped to create a perfect seal.
In the area of the mechanical seal 31 there is a connection 33 laterally in the housing 13, through which a barrier medium, preferably in liquid form, can be supplied or removed into the barrier medium channel 32 between the spindle 14 and the housing 13.
Below the connection 33 there is an axial bearing 26 between the spindle 14 and the housing 13 and immediately below it a radial bearing 25 formed by cylindrical rollers. The two bearings 25. 26 are located within the barrier medium channel 32.
At a significant distance below the bearings 25, 26, a radial bearing 19, also formed by cylindrical rollers, is fastened between the housing 13 and the spindle 14. which is also within the barrier medium channel 32.
1 and 4, a further mechanical seal 20 is arranged between the housing 13 and the spindle 14 as close as possible below the radial bearing 19. which is formed from slide rings 20a, 20b, which again lie along ge lapping axial end faces 42.
The rotating sliding ring 20a lies within a ring step 21, which is thereby formed. that a spindle flange 14 ′ extends radially outward from the relatively small diameter spindle part 14 ″ at the bottom. This gives the slide ring 20a a good hold, which is further improved by an O-ring 43.
Axial pins 44 provided on the circumference extend between the spindle flange 14 'and the slide ring 20a and ensure this. that it is carried along perfectly when the spindle rotates.
In the direction of the radial bearing 19 axially opposite
Sliding ring 20a, the further sliding ring 20b is arranged within a seal receiving member 22 which, like all other ring-shaped components, is arranged concentrically with the spindle axis. The seal receiving member 22 abuts the radial bearing 19 at the top. It contains 12 pressure springs 45 distributed uniformly over its circumference, which act via an annular plate 46 on the end face of the sealing ring 20b facing away from the sealing surface 42.
1 and 4, according to the invention, the shape of the seal receiving member 22, the barrier medium contained in the channel 32 can flow through a lower gap 47 into the interior of the seal receiving member 22 and finally from a lower connection 34 provided in the housing 13 to resign. The circulation circuit for the barrier medium can also take place in the opposite direction, i. H. that entry is at 34 and exit is at 33.
The barrier medium preferably has sliding properties, so that the bearings 19, 25, 26 and also the sealing surfaces 42 are lubricated at the same time. The connections 34, 33 are applied to a circulation circuit, not shown, which contains a heat exchanger for cooling the barrier medium.
The bearings 19, 25, 26 are attached to the spindle so that it can be pulled down out of the bearings. For this reason, it is important that the seal receiving member 22 have a diameter D. which is larger than the diameter d of the spindle part 14 ″ lying above it.
In the case. that the barrier medium is supplied at 34, the flow pattern of the barrier medium is indicated by arrows.
A fastening ring 23, which touches the slide ring 20b from the outside, lies around the bore-receiving seal receiving member 22. A seal 47 'inserted into the inner wall of the fastening ring 23 ensures a perfect seal between the fastening ring 23 and the slide ring 20b.
An annular flange 23 'of the fastening ring 23 extends somewhat further radially outward over a complementary surface of the housing 13, so that it can be axially fastened there by means of screws 48.
Below the fastening ring 23, in the area of the sealing gap 42 of the mechanical seal 20, there is the product discharge space 18 in which a flat guide ring 24 is fastened, which is divided into two in a manner not shown, so that it can be radially mounted or dismantled. The guide ring 24 lies flat and close to the top of the housing 13 or to the fastening ring 23 flush therewith. A defined flow channel for the liquid product, which is indicated by arrows, is thus created on the upper end face 14 ″ of the spindle flange 14 ′ and between the mechanical seal 20 and the guide ring 24.
It should also be pointed out that two driver pins 49 are provided evenly distributed over the circumference between the seal receiving member 22 and the slide ring 20b. which prevent rotation of the slide ring 20b relative to the seal receiving member 22.
1 and 2 there is a stator separating ring 28, which is fastened axially by means of screws 50 to a radial flange 13 'of the housing 13 radially outside the guide ring 24. The stator separating ring 28 directly adjoins the guide ring 24 radially outward, but is at a radial distance from the spindle flange 14 'with which it axially overlaps, so that a cylindrical annular space 18' belonging to the product discharge space is formed at this point.
At the bottom inside of the stator separating ring, a hard metal ring 28 'is inserted, which between the product discharge gap 18' and the grinding chamber 16 forms a first separating edge 30 which runs concentrically to the axis of the spindle 14.
1 and 2, a rotor separating ring 29 is arranged in a lower ring step 52 of the spindle flange 14 ', which slightly overlaps axially with the stator separating ring 28, but is at a distance from it in the radial direction.
At the bottom outside, a hard metal ring 29 'with a rectangular cross-section is also attached to the rotor separating ring 29 and forms a further separating edge 30 at a distance of approximately 2/10 mm from the separating edge 30 of the hard metal ring 28'. The separating gap 15, which retains the ball filling of the grinding chamber 16, extends between the two separating edges 30.
The stator separating ring 28 also has a hard metal ring 28 ″ on the end face facing away from the grinding chamber 16, which is arranged completely symmetrically to the hard metal ring 28 ′. In this way, the stator separating ring can also be installed in this way by loosening the screws 50 and rotating about the transverse axis 53 be that the separating edge 30 of the hard metal ring 28 "comes to lie relative to the separating edge 30 of the hard metal ring 29 '. If one separating edge is worn, the other separating edge can thus be made effective.
Correspondingly, the rotor separating ring 29 can also be arranged pivoted by 180 about a transverse axis 54, so that the further separating edge 30 of the hard metal ring 29 ′ facing the grinding chamber 16 can also be brought into the region of the separating gap 15. The degree of overlap of the stator separating ring 28 and the rotor separating ring 29 can be predetermined by means of interposed rings.
In this way, an exact adjustment of the width of the separation gap 15 is possible.
The hard metal ring 29 'of the rotor can also be shrunk and / or glued directly onto the spindle flange 14, i. That is, the rotor separating ring 29 can be omitted, which in turn would result in a shorter overall height and greater precision, since the hard metal ring 29 'can then be arranged closer to the bearing. The hard metal ring 28 'of the stator would then have to be axially displaced accordingly.
Radially outside of the stator separating ring 28, the stator 11, which carries cooling channels 56 and stationary stirring tools 57, is axially fixed to the housing flange 13 ′ by means of screws 55.
Below the rotor separating ring 29, the rotor 12 is fastened concentrically to the spindle 14 using Allen screws 27.
A perfect coaxial alignment of the overhung rotor 12 and a perfect entrainment thereof are ensured by means of pin connections 58, 59.
The rotor 12 has cooling channels 60 and outwards extending between the fixed stirring tools in the grinding chamber 16 stirring tools 61.
The upper edge 12 'of the rotor 12 is pushed onto the narrower part of the ring flange 14' located below the ring step 52: the rotor separating ring 29 is also clamped between the end wall of the rotor part 12 'and the enlarged part of the ring flange 14'.
The barrier medium in the barrier medium channel 32 is placed under such a pressure that the pressure on the sealing surfaces 42 of the mechanical seal 20 on the side of the barrier medium is higher than the pressure in the product discharge space 18. In this way, the liquid product can in no way enter the storage space penetrate, while conversely a certain leakage of barrier medium in the product discharge space 18 is not a disadvantage if a suitable barrier medium such as synthetic mineral oil is used. When selecting the barrier medium, care must be taken to ensure that it is compatible with the product in the event of certain leakage losses, while on the other hand certain lubrication properties are required.
The procedure as well as the assembly and disassembly of the agitator ball mill according to the invention proceed as follows:
By driving via the pulley 41, the rotor 12 is rotated in the usual way while the regrind is introduced from below into the grinding chamber 16, where it is comminuted in the desired manner due to the grinding media filling (not shown) and the stirring tools 57, 61. The product then passes through the separation gap 15 above into the product discharge space 18, with the balls being retained.
The separating edges 30 of the hard metal rings 28 ', 29', which are very sensitive per se, are used relatively little because the balls are not supported on the edges, but on the outer cylindrical surface of the rotor separating ring 28 or on the lower annular end face of the stator separating ring 28.
To clean the agitator ball mill according to the invention, the screws 55 which axially fasten the stator are first loosened all around, whereupon the stator 11 can be pulled off axially.
By loosening the second circle of screws 50, the stator separating ring 28 can be axially removed from the drive housing 13. It comes to rest on the upper rim of stirring tools 61 of the rotor 12.
The two semicircular halves of the guide ring 24 are then separated from one another. Since the stator 11 and the stator separating ring 28 had already been removed beforehand, the halves of the guide ring 24 can now be pulled out radially.
All surfaces on the rotor 12, on the spindle flange 14 ', on the ring seal 20 and on the housing 13 are now free for cleaning without the need to dismantle the bearing and the mechanical seals 20, 31.
It should also be pointed out that radial threaded pins 62 arranged in the fixed stator separating ring 28 keep the guide ring 24 gripped by them from below at the correct height. The top of the guide ring is milled in the vicinity of the product drain.
It is also important that after the halves of the guide ring 24 have been removed, the Allen screws 27 are radially accessible from the outside through the product space 18 by means of an angle tool. The Allen screws 27 can thus be loosened and then the rotor 12 and optionally also the rotor separating ring 29 can be pulled off axially downward.
After removing the rotor 12 and the rotor separating ring 29 downwards, the spindle 14 with the spindle flange 14 ′ can even be pulled out of the bearings 19, 25, 26 after the axial tension of the four-point ball bearing 26 arranged at the top has been removed.
The agitator ball mill is assembled in the opposite direction.
Although the floating mounting of the rotor 12 illustrated in the drawing is preferred, the invention is not restricted to this.
The seals 20, 31 must be designed so that they can tolerate pressure differences up to 4 bar, possibly even up to 6 bar. The latter is particularly necessary when several agitator ball mills according to the invention are connected in series. Higher pressure differences also occur in continuous grinding operation.
While the lower seal 20 is in any case to be designed as a mechanical seal, the upper rotary seal 31 can also be used as a normal standard seal, e.g. Lip seal, gland or the like.
It is also important that the bearings 19 and 25, 26 are arranged between the rotary seals 20, 31 in the barrier medium channel 32.
The sliding rings of the lower mechanical seal are made of hard metal rings, as they can come into contact with aggressive media. The upper rotary seal 31 only has to be matched to the properties of the barrier medium 32. In this respect, the rotary seal 31 can be constructed with less quality and thus more economically.
An essential purpose of the guide ring 24 is also that the volume of the product discharge space 18 is reduced. B. in color production is important when there is a change between different colors to be processed.
The volume to be cleaned is thus reduced, and it is also prevented that color residues get stuck in any non-flowed corners.
It is extremely important that the entire disassembly process, with the exception of the disassembly of the spindle, can be carried out without having to remove one of the mechanical seals. This eliminates the need to re-lap the mechanical seals after disassembly in known agitator ball mills.
After disassembly for cleaning or for removing and replacing machine parts, e.g. B. the separating rings 28, 29 remain on the housing only the spindle 14, the bearings 19, 25, 26 and the rotary seals 20, 31. It is crucial that the barrier medium channel 32 is not touched during disassembly, so that during disassembly even the pressure in the barrier medium channel 32 can be maintained.
The one available for circulating the barrier medium.
Gear pump, not shown, is driven directly by the agitator drive.
Finally, it should also be pointed out that in the event that the spindle 14 is also pulled out downwards, the seals 20, 31 can be exchanged in the simplest way.
The advantages of the agitator ball mill according to the invention can be summarized as follows:
The distance between the separating gap 15 and the radial bearing 19 can be kept considerably smaller, as a result of which greater rigidity and precision of the separating gap as well as less bearing stress and a shorter overall length of the mill are obtained.
The manufacturing costs of the mechanical seal are lower since the rotary seal 31 facing away from the rotor can be a standard seal and secondly is smaller in diameter than the mechanical seal 20 facing the rotor.
All parts can be cleaned completely without dismantling the bearings and seals.
All wear parts (stator 11, rotor 12, separating rings 28, 29) can be replaced without dismantling the bearing arrangement 19, 25, 26 and the seals 20, 21.
Because the bearing arrangement 19, 25, 26 is arranged between the two parts of a double-acting mechanical seal 20, 31, the barrier medium simultaneously lubricates the bearing.
The lubrication is particularly intensive and also leads to heat dissipation, since the barrier medium inevitably flows through the bearing and is cooled outside of the bearing.
The fact that the pressure of the barrier medium resulting from the outside counteracts the product pressure resulting from the outside means that the product does not penetrate into the storage space.
It is also important that the fixed stator separating ring 28 can be displaced axially in the direction of the rotor after it has been removed so that the two-part guide ring 24 can be removed. All parts of the mill that come into contact with the product can be easily cleaned if the degradable parts are dismantled, without having to dismantle the bearings and seals.
The rotor 12 is to be made in one piece and is screwed onto the spindle flange 14 '.
It is also important that the rotor separating ring 29 is clamped between the rotor 12 and the spindle flange 14 '. The rotor 12 could also be composed of individual rings.
The rings together with the rotor separating sleeve are to be axially braced with tie rods with the spindle flange 14 'in such a way that the friction is sufficient for torque transmission (DE-OS 28 13 781).
Because the spindle 14 is hollow, coolant for cooling the rotor 12 can flow through it in both directions.
In the one-piece rotor 12, a cylindrical body with helical channels is provided on the surface for guiding the cooling liquid. The rotor 12 consists of a tube in which blind holes are provided for receiving the stirring pins, the stirring pins being glued into the blind holes. The rotor 12 is screwed in between the stirring pin planes. The stirring pins are pressed into through bores of the rotor 12.
The roller bearings consist of a combination of two cylindrical roller bearings 19, 25 for absorbing the radial forces and a four-point bearing 26 on the drive side for absorbing the axial forces.
The four-point bearing 26 is clamped only axially on the inner and outer ring for easier disassembly and has a radial clearance fit with both rings.
The drive-side cylindrical roller bearing 25 is smaller in diameter than the rotor-side cylindrical roller bearing 19, so that the spindle 14 can be removed without dismantling the cylindrical roller bearing inner rings.
The inside diameter of the rotating rotor-side slide ring 20a is larger than the outside diameter of the cylindrical roller bearing inner rings, so that this slide ring can be removed without dismantling these inner rings.