CH667402A5

CH667402A5 - Geschlossene ruehrwerksmuehle mit siebpatronen.

Info

Publication number: CH667402A5
Application number: CH4519/85A
Authority: CH
Inventors: Norbert Dr Stehr
Original assignee: Draiswerke Gmbh
Priority date: 1984-11-16
Filing date: 1985-10-21
Publication date: 1988-10-14
Also published as: DE3536857C2; US4739936A; JPH0144092B2; JPS61120647A; DE3536857A1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine geschlossene Rührwerksmühle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige aus der DE-PS 2 037 258 (entsprechend US-PS 3 780 957) bekannte Rührwerksmühlen weisen kreiszylindrisch ausgebildete Siebpatronen auf. Sie haben sich in der Praxis seit langem und in grossem Umfang ausserordentlich bewährt, da die Siebpatronen leicht ausgewechselt werden können. Als nachteilig hat sich in der Praxis herausgestellt, dass insbesondere bei Einsatz von hochviskosem Mahlgut die Mahlleistung nachlässt und das Mahlgut in einem nicht akzeptablen Masse erwärmt wird. Gleichzeitig sind in erhöhtem Masse Mahlhilfskörper zerbrochen. Die Mahlhilfskörper bestehen bei derartigen Rührwerksmühlen üblicherweise aus Glas, gesintertem AI2O3 oder Zirkoniumoxyd. Vergleichbare Probleme treten bei Einsatz von niedrig-viskosem Mahlgut auch auf, wenn die Durchsatzleistungen stark erhöht werden, wenn also verhältnismässig grosse Mengen pro Zeiteinheit durchgesetzt werden. Im Anschluss an die vorstehenden Probleme treten oft völlige Blockierungen der Rührwerksmühle auf, d.h. es findet praktisch kein Durchsatz mehr statt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührwerksmühle der gattungsgemässen Art so auszubilden, dass auch bei Einsatz von hochviskosem Mahlgut und/oder hohen Durchsatzleistungen eine befriedigende, weitgehend ver-schleissfreie Trennung von Mahlgut und Mahlhilfskörpern erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst. Dadurch dass die Siebpatrone bzw. Siebpatronen einen hydrodynamisch besonders günstigen Querschnitt bekommen, werden die Siebpatronen von der Mahlgut-Mahlhilfskörper-Strömung abrissfrei umströmt, d.h. es bilden sich — in Strömungsrichtung gesehen — hinter der Siebpatrone keine Totzonen, in denen eine kompaktierte Masse aus Mahlgut und Mahlhilfskörpern steht. Die gesamte Fläche der Siebpatrone steht also für die Trennung des Mahlgutes von den Mahlhilfskörpern zur Verfügung. Der Verschleiss der Mahlkörper an der Siebpatrone wird stark reduziert. Die erfin-dungsgemässe Ausgestaltung ist besonders raumsparend; sie ermöglicht daher, dass beiderseits der in der Nähe eines stirnseitigen Endes des Mahlraumes angeordneten Siebpatrone bzw. Siebpatronen Rührwerkzeuge angeordnet sind, so dass aufgrund des erhöhten Schergefälles zwischen den beidseitig angeordneten Rührwerkzeugen und der Siebpatrone weitgehend ruhende Konzentrationen von Mahlhilfskörpern auf der — in Strömungsrichtung gesehen — Rückseite der Siebpatrone weiter unterbunden werden.

Anspruch 2 gibt für die Querschnitts-Erstreckung der Siebpatrone in Strömungsrichtung ein günstiges Mass an. Wenn — wie in den meisten Anwendungsfällen — die Siebpatrone über ihre Länge von zwei verschiedenen Seiten angeströmt wird, so ist es zweckmässig, ihr einen doppelt symmetrischen Querschnitt zu geben, wie es im Anspruch 3 angegeben ist. Wenn die Siebpatrone nur von einer Seite her angeströmt wird, dann ist es zweckmässig, wenn sie gemäss Anspruch 4 ausgestaltet ist.

Die Massnahmen nach Anspruch 5 führen dazu, dass auch am Boden der Siebpatrone die Strömung aufgeteilt wird und so eine bessere Umströmung der Siebpatrone erreicht wird.

Die Massnahmen nach Anspruch 6 führen dazu, dass der Verschleiss sowohl der Vorlaufkanten der Siebpatrone als auch der Mahlhilfskörper selber reduziert wird. Die Weiterbildung nach Anspruch 7 führt dazu, dass die Mahlgut-Mahlhilfskörper-Strömung auf beiden Seiten der jeweiligen Siebpatrone aufrechterhalten wird. Eine besonders ver-schleissarme Ausgestaltung wird durch die Massnahmen nach Anspruch 8 erreicht. Insbesondere wenn die Weiterbildung nach Anspruch 9 vorgenommen wird, werden die eigentlichen Siebflächen nicht mehr von den Mahlhilfskörpern beaufschlagt. Dies gilt ganz besonders bei der Weiterbildung nach Anspruch 10. Der durch die Massnahmen nach An5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

667 402

spruch 5 bereits herbeigeführte Effekt wird durch die Massnahmen nach Anspruch 11 besonders begünstigt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigt: Fig. 1 eine stehende Rührwerksmühle in schematischer Darstellung,

Fig. 2 das obere Ende des Mahlbehälters der Rührwerksmühle mit Siebpatrone im Schnitt,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch den Mahlbehälter entsprechend der Schnittlinie III —III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Stirnansicht einer Siebpatrone entsprechend dem Sichtpfeil IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform einer Siebpatrone in einer Darstellung entsprechend Fig. 4,

Fig. 6 einen Horizontalschnitt durch den Mahlbehälter mit einer abgewandelten Siebpatrone und

Fig. 7 einen Schnitt durch die Siebpatrone gemäss der Schnittlinie VII—VII in Fig. 6.

Die in der Zeichnung dargestellte Rührwerksmühle weist in üblicher Weise einen Ständer 1 auf, an dessen Oberseite ein vorkragender Tragarm 2 angebracht ist, an dem wiederum ein zylindrischer Mahlbehälter 3 befestigt ist. In dem Ständer 1 ist ein elektrischer Antriebsmotor 4 untergebracht, der mit einer Keilriemenscheibe 5 versehen ist, von der über Keilriemen 6 eine mit einem Rührwerk 7 drehfest verbundene Keilriemenscheibe 8 drehend antreibbar ist.

Der Mahlbehälter 3 besteht aus einem zylindrischen, einen Mahlraum 9 umgebenden, gleichzeitig die Mahlbehälterwand bildenden Innenzylinder 10, der von einem ebenfalls im wesentlichen zylindrischen Kühlmantel 11 umgeben ist. Der untere Abschluss des Mahlraumes 9 und des Kühlmantels 11 ist durch eine Bodenplatte 12 gegeben, die am Innenzylinder 10 und am Kühlmantel 11 beispielsweise durch Anschweissen befestigt ist. An der Bodenplatte 12 ist ein Mahlgutzuführstutzen 13 angebracht, durch den Mahlgut von unten in den Mahlraum 9 hineingepumpt werden kann. Am Kühlmantel 11 sind ein unterer Kühlwassereinlassstutzen 14 und ein oberer Kühlwasseraustrittsstutzen 15 vorgesehen. In der Bodenplatte 12 ist weiterhin ein Ablassstutzen 16 für Mahlhilfskörper vorgesehen.

Der Mahlbehälter 3 weist einen oberen Ringflansch 17 auf, mittels dessen er an einem den Mahlraum 9 verschlies-senden Deckel 18 mit Schrauben 19 befestigt ist. Dieser Dek-kel 18 ist an der Unterseite eines Traggehäuses 20 angebracht, das mit seinem oberen Ende am Tragarm 2 der Rührwerksmühle befestigt ist. In diesem Traggehäuse 20 ist eine einen wesentlichen Teil des Rührwerks 7 ausmachende Rührwerkswelle 21 in üblicher Weise gelagert, wie es beispielsweise aus der DE-OS 2 629 251 (entsprechend US-PS 4 129 261) bekannt ist. Die Rührwerkswelle 21 ist in ebenfalls aus der erwähnten Druckschrift bekannter Weise abgedichtet durch den Deckel 18 hindurchgeführt. Auf der Rührwerkswelle 21 sind in axialem Abstand voneinander Rührscheiben 22 beispielsweise mittels Schrauben 23 befestigt. Der Mahlraum 9 ist zu 50% bis 70% mit Mahlhilfskörpern 24 gefüllt, die einen Durchmesser von 0,2 bis 3,0 mm haben. Das Mahlgut wird dem Mahlraum 9 durch den Mahlgutzuführstutzen 13 zugeführt und verlässt den Mahlraum nach dem Mahlen durch einen Mahlgutauslassstutzen 25. An diesen Mahlgutauslassstutzen 25 sind bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3 drei Siebpatronen 26,27, 28 angeschlossen. Diese Siebpatronen 26 bis 28 sind jeweils in Hülsen 29, 30, 31 angeordnet, die in der Nähe des Deckels 18 den Kühlmantel 11 durchdringen. Die Siebpatronen 26 bis

28 liegen jeweils mit Flanschen 32 unter Zwischenschaltung einer Ringdichtung 33 gegen die oberen Ränder der Hülsen

29 bis 31 an. Sie werden durch einen Anschlussflansch 34 einer Ablaufleitung 35 in dieser Lage gehalten. Der Anschlussflansch 34 ist mittels Schrauben 36 mit einem entsprechenden Verbindungsflansch 37 des Mahlgutauslassstutzens 25 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 38 lösbar verbunden, der an dem die Hülsen 29 bis 31 aufnehmenden Mahlgutauslassstutzen 25 angebracht ist.

Die beiden äusseren Siebpatronen 26, 28 sind an der Rührwerkswelle 21 seitwärts vorbeigeführt, während die mittlere Siebpatrone 27 kürzer ausgebildet ist und bis dicht an die Rührwerkswelle 21 heranreicht. Die Siebpatronen 26 bis 28 sind zwischen zwei in Richtung der Mittellängsachse

39 des Rührwerks 7 benachbarten Rührscheiben 22 angeordnet, so dass in dem Bereich zwischen diesen beiden Rührscheiben eine Mahlgut-Mahlhilfskörper-Zwangs-Strömung aufrechterhalten bleibt. Wie aus den Figuren 2 und 4 hervorgeht, haben die Siebpatronen 26 bis 28 in ihrem im Mahlraum 9 befindlichen Bereich einen strömungsgünstigen Querschnitt. Der strömungsgünstige Querschnitt wird — wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht — dadurch gebildet, dass die Siebpatronen 26 bis 28 einen elliptischen Querschnitt haben, wobei die grosse Achse a mindestens doppelt so gross wie die kleine Achse b ist. Es gilt also b < 0,5 a.

Die Mahlgut-Mahlhilfskörper-Strömung verläuft im wesentlichen in Drehrichtung des Rührwerks 7, also entsprechend den Strömungspfeilen 40. Die Siebpatronen sind so angeordnet, dass die grossen Achsen a ihres verjüngten Querschnitts etwa in Richtung der Strömungsrichtungspfeile

40 verlaufen. Bei der Ausgestaltung nach den Figuren, 1 bis 3, bei denen die Längsrichtung der Siebpatronen 26 bis 28 etwa senkrecht zur Mittellängsachse 39 verläuft, verläuft die jeweilige kleine Achse b etwa parallel zur Achse 39. Wenn — wie aus der DE-PS 2 037 258 (entsprechend US-PS

3 780 957) bekannt ist — die Siebpatronen vom Deckel her parallel zur Mittellängsachse in den Mahlraum hineingeführt sind, dann verlaufen die grossen Achsen a ebenfalls in Strömungsrichtung, also tangential zum Rührwerk, während die kleinen Achsen b etwa radial zum Rührwerk verlaufen.

Die Siebpatronen 26 bis 28 bestehen im wesentlichen aus üblichen Siebblechen, deren Offnungen kleiner sind als der Durchmesser der kleinsten vorkommenden Mahlhilfskörper 24.

Es ist nur für die Siebpatrone 26 dargestellt, dass diese an ihrer jeweiligen Vorlaufkante 41 bzw. 42 eine Einlage 43 aus elastischem Material, beispielsweise aus Hartgummi, aufweist, wodurch der Verschleiss der jeweiligen Siebpatrone 26 im Bereich dieser Vorlaufkante 41 bzw. 42, auf die die entsprechend der Strömungsrichtung 40 anströmenden Mahlhilfskörper 24 am härtesten auftreffen, stark verringert wird. Da — wie sich aus Fig. 3 ergibt — zumindest bei den beiden seitwärts der Rührwerkswelle 21 angeordneten Siebpatronen 26, 28 beide Kanten über einen Teil ihrer Länge als Vorlaufkanten 41 bzw. 42 dienen, ist es zweckmässig, diese Einlagen 43 über die volle Länge der im Mahlraum 9 befindlichen Siebpatronen vorzusehen.

Wie sich weiterhin aus Fig. 3 ergibt, sind die beiden seitwärts der Rührwerkswelle 21 angeordneten Siebpatronen 26 bzw. 28 bis dicht an den den Mahlraum 9 begrenzenden Innenzylinder 10 herangeführt, so dass möglichst das gesamte, durch diesen Querschnitt des Mahlraums 9 bewegte Mahlgut mit den Siebpatronen 26, 28 in Kontakt kommt. Ausserdem können die Siebpatronen 26 bzw. 28 — wie sich aus Fig. 2 ergibt — an ihren geschlossenen Enden unter weiterer Verringerung der Länge der kleinen Achse b verjüngt ausgebildet sein, so dass ein Auswechseln insbesondere dann erleichtert wird, wenn die wieder einzuschiebenden Siebpatronen in eine Mahlhilfskörper-Packung hineingeschoben werden müssen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Mahlbehälter bei ansonsten gleicher Ausgestaltung, wie vorstehend be5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

667 402

4

schrieben, horizontal angeordnet sind. Letzteres ist beispielsweise aus der AT-PS 256 052 (entsprechend GB-PS 1 049 685) bekannt.

In Fig. 5 ist das strömungstechnisch ideale Profil dargestellt. d.h. die Siebpatrone 28' hat einen tropfenförmigen Querschnitt, für den aber auch gilt, dass die grosse, in Strömungsrichtung 40 verlaufende Achse a' mindestens doppelt so gross ist. wie die senkrecht dazu verlaufende kleine Achse b'. die durch die grösste Dicke des Profils quer zur Strömungsrichtung 40 gebildet wird. Ein solches Profil ist herstellungstechnisch etwas kompliziert als das in Fig. 4 dargestellte Profil. Darüber hinaus ist es nur dann günstig einsetzbar. wenn die Strömung über die volle Länge der Siebpatrone 28' nur von einer Seite kommt, wenn also nur eine Vorlaufkante 41' vorhanden ist, die dann selbstverständlich auch mit einer Einlage 43' versehen sein kann.

Die Rührscheiben 22 weisen üblicherweise Löcher auf, wie es bekannt ist. Anstelle der Rührscheiben können auch Rührarme als Rührwerkzeuge verwendet werden, wie es beispielsweise aus der DE-OS 2 629 251 (entsprechend der US-PS 4 129 261) bekannt ist.

Bei praktischen Ausführungsformen der in der Zeichnung dargestellten Rührwerksmühle wird in vielen Fällen die mittlere Siebpatrone 27 ganz fortfallen. Sollte sie vorhanden sein, dann kann ihr der Querschnitt nach Fig. 5 gegeben werden. da bei radial angeordneten Siebpatronen eine Anströ-mung nur an einer Vorlaufkante stattfindet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 sind funktional gleiche Teile mit derselben Bezugsziffer wie bisher versehen, jedoch mit einem hochgesetzten Doppelstrich versehen.

Es sind zwei Siebpatronen 26", 28" vorgesehen, die zwischen den Rührscheiben 22 angeordnet sind. Sie enden jeweils etwa in der vertikalen Mittelebene des Mahlbehälters 3. die senkrecht zur Längsrichtung der Siebpatronen angeordnet ist. Die Siebpatronen weisen zwei zueinander parallele Siebwände 45. 46 auf, die aus parallel zueinander verlaufenden schmalen Metallbändern 47 bestehen, zwischen denen Siebschlitze 48 ausgebildet sind, die wiederum kleiner sind als der Durchmesser der kleinsten verwendeten Mahlhilfskörper 24. Diese Metallbänder 47 sind an Stütz- und Verschleissschutzleisten 49, 50 angeschweisst, die ebenfalls parallel und im Abstand zueinander verlaufen. Der äussere Abstand a" der beiden Leisten 49, 50 bildet die grosse Halbachse der Siebpatronen 26", 28", während der senkrechte Abstand der Metallbänder 47 die kleine Halbachse b" bestimmt. Wie durch die in Fig. 7 eingezeichnete Querschnittsdarstellung einer Stütz- und Verschleissschutz-Leiste 49 ersichtlich ist, besteht diese im wesentlichen aus einem Halb-Zylinderprofil, das jeweils aus einem hochverschleissfesten Metall, beispielsweise einem entsprechend hoch legierten Stahl, besteht. Der Aufprall der Mahlhilfskörper 24 erfolgt entsprechend der Strömungsrichtung 40 ausschliesslich auf die in Strömungsrichtung 40 vorn liegende Leiste 49. Die Siebwände 45, 46 werden von den Mahlhilfskörpern 24 in keiner Weise beeinträchtigt, da die Strömung völlig parallel zu diesen verläuft.

Wie aus den Fig. 6 und 7 hervorgeht, sind die Siebpatronen 26", 28" an ihren Enden symmetrisch verjüngt, d.h. sie laufen quer zu ihrer grossen Halbachse a" zu ihrer Mittel-Längs-Achse 51 hin spitz zu. Auch dieser Bereich ist durch eine im Querschnitt den Leisten 49, 50 entsprechende Stütz-und Verschleissschutz-Leiste 52 abgeschlossen. In Verbindung mit dem Ende der Siebpatrone 26" bzw. 28" führt dies dazu, dass die angenähert senkrecht auf diesen Spitzenbereich entsprechend dem Strömungsrichtungspfeil 40 auftreffende Mahlgut-Mahlhilfskörper-Strömung aufgeteilt wird und an beiden durch die Leisten 49, 50 gebildeten Längskanten der Patronen bzw. ihren Siebwänden 45,46 entlangströmt. Durch diese Stütz- und Verschleissschutz-Leiste 52 wird daher ein ausserordentlich strömungsgünstiger und ver-schleissfester Boden der Siebpatrone 26" bzw. 28" gebildet. Die Siebpatronen 26", 28" weisen ebenfalls einen Flansch 32" auf, der in gleicher Weise abgedichtet eingespannt wird, wie dies bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 bis 5 der Fall ist. Die eine, in Strömungsrichtung 40 vornliegende Stütz- und Verschleissschutz-Leiste 49 bildet die entsprechende Vorlaufkante 42".

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

S

4 Blatt Zeichnungen

Claims

667 402

1. Geschlossene Rührwerksmühle zum Mahlen und Verteilen von Feststoffen in Flüssigkeiten, mit einem teilweise mit Mahlhilfskörpern (24) gefüllten Mahlraum (9), in dem ein hochtourig antreibbares, aus einer Rührwerkswelle (21) und daran angebrachten Rührwerkzeugen gebildetes, eine Mahlgut-Mahlhilfskörper-Strömung erzeugendes Rührwerk (7) angeordnet ist, wobei in den Mahlraum (9) ein Mahlgutzulauf (13) einmündet und aus dem Mahlraum (9) ein Mahlgutauslauf (25) ausmündet, vor dem mindestens eine von aussen auswechselbare rohrartige Siebpatrone (26, 27, 28; 28', 26", 28") angeordnet ist, die in den Raum zwischen Rührwerkswelle (21) und Mahlraumwand (10) hineinragt und zur Trennung der Mahlhilfskörper (24) vom Mahlgut dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpatrone (26, 27, 28; 28', 26", 28") einen Querschnitt aufweist, dessen Erstrek-kung in Strömungsrichtung (40) der Mahlgut-Mahlhilfskörper-Strömung im Mahlraum (9) grösser ist als senkrecht zur Strömungsrichtung (40).

2. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung des Querschnitts der Siebpatrone (26, 27, 28; 28', 26", 28") in Strömungsrichtung (40) mindestens doppelt so gross ist wie senkrecht dazu,

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpatrone (26, 27, 28) einen etwa elliptischen Querschnitt aufweist.

4. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpatrone (28') einen etwa tropfenförmigen Querschnitt aufweist.

5. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpatrone (26, 27, 28; 28', 26", 28") an ihrem geschlossenen Ende verjüngt ausgebildet ist.

6. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpatrone (26, 27,28; 28') an ihrer der Strömungsrichtung (40) zugewandten Vorlaufkante (41,42; 41') eine Einlage (43,43') aus hartelastischem Material aufweist.

7. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpatrone (26, 27,28; 28', 26", 28") zwischen zwei in Richtung der Mittellängsachse (39) der Rührwerkswelle (21 ) im Abstand voneinander angeordneten Rührwerkzeugen, z.B. Rührscheiben (22), angeordnet ist.

8. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpatrone (26", 28") an ihrer der Strömungsrichtung (40) zugewandten Vorlaufkante (42") eine Stütz- und Verschleissschutz-Leiste (49) aus hochverschleiss-festem Metall aufweist.

9. Rührwerksmühle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpatrone (26", 28") zwei zueinander parallele Stütz- und Verschleissschutzleisten (49, 50) aufweist, an denen zwei Siebwände (45,46) befestigt sind.

10. Rührwerksmühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebwände (45,46) parallel zueinander verlaufen.

11. Rührwerksmühle nach Anspruch 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpatrone (26", 28") an der Rührwerkswelle (21) endet.