BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rührwerksmühle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Mühlen sind in zahlreichen verschiedenen Ausführungen bekannt, beispielsweise aus der US-PS 4049205. Nun beschreibt etwa die DE-PS 3431 636 in ihrer Einleitung eine strömungsdynamische Erscheinung anhand einer ohne Trenneinrichtung ausgebildeten Rührwerksmühle, welche Erscheinung allerdings auch bei Rührwerksmühlen anderen Typs auftritt: Je nach Viskosität, Strömungsverhältnissen und Art der verwendeten Mahlkörper werden die letzteren sich entweder an der untersten Stelle der Mühle absetzen, oder von der Strömung gegen die Aus lassöffnung zu getrieben.
Dies wird sich besonders bei Rührwerksmühlen mit einem um eine vertikale Achse drehbaren Rühnverksrotor in der Weise auswirken, dass seine Aussenflächen und insbesondere seine Werkzeuge (falls solche vorhanden sind) entlang der Drehachse verschieden stark abgenützt werden. Aber selbst dann, wenn es sich um eine Rührwerksmühle handelt, die als blosse Ring- spalt-Mühle ohne Mahlkörper betrieben wird, mag sich ein derartiger Effekt ungleichmässiger Abnützung ergeben.
Selbstverständlich tritt ein solcher Effekt, wenn auch vielleicht in geringerem Masse, auch bei Rührwerksmühlen mit horizontaler oder kippbarer Achse auf, doch wird in diesem Falle diese Erscheinung weniger kritisch sein, falls sie mit geringen Durchströmgeschwindigkeiten betrieben wird, so dass sich die Mahlkörper - wenigstens zum Teil - über ihren Boden verteilen.
Bisher wusste man dieser Erscheinung nichts entgegenzusetzen, obwohl in zahlreichen Schriften Vorschläge, wie eine verschleissfestere Ausbildung des Rührwerksrotors, seiner Werkzeuge und/oder der Innenflächen des Mahlbehälters, gemacht wurden. In jedem Falle konnte man nach Erreichen eines gewissen Abnützungsgrades nur den gesamten Mahlbehälter oder den gesamten Rührwerksrotor austauschen, wobei eine Ausbildung gemäss der US-PS 4174074 bereits eine gewisse Kostenersparnis mit sich brachte, da nach diesem Vorschlag nur einzelne Ringe eines aus solchen Ringen zusammengesetzten Rührwerksrotors und/oder Mahlbehälters ausgetauscht werden mussten. Dabei sassen die Ringe jedoch in einem Hüllzylinder vorgegebener Grösse, so dass eine Anpassung der Rührwerksmühle an verschiedene Anforderungen nur schwer möglich war.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine leichte Anpassung an unterschiedliche Anforderungen zu ermöglichen, und sie löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1. Obwohl bei einer solchen Ausbildung es durchaus nicht ausgeschlossen ist, den Rührwerksrotor und/oder Mahlbehälter aus einzelnen Ringen aufzubauen - wobei dann diese Ringe vorteilhaft über einen grösseren axialen Bereich reichen, z. B. sich über wenigstens zwei in Achsrichtung hintereinander bzw. untereinander angeordnete Werkzeuge erstrecken, kann nun der Zylinderkörperjene Länge besitzen, die als Mindestmass erforderlich ist, wobei am Ring vorzugsweise je Einbauten angeordnet werden, dieje nach Anforderung verschieden sind.
Weitere Einzelheiten ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, in denen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform in einem Längsschnitt darstellt, wogegen
Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in einem entsprechenden Schnitt veranschaulicht.
In Fig 1 ist eine Rührwerksmühle dargestellt, die ähnlich derjenigen, die in der US-PS 4206879 beschrieben ist, ausgebildet ist.
Dementsprechend ist ein Mahlbehälter 1 mit einem Kühlmantel vorgesehen sowie ein Rührwerksrotor 2, beide bestückt mit stiftförmigen Werkzeugen 3 bzw. 4.
Der Rotor 2 wird oben über ein nicht gezeigtes Motor-Getriebeaggregat in Rotation versetzt und ist zusätzlich zur Lagerung im Antrieb in einem unteren Lagerstern 5 gelagert. Der Lagerstern 5 ist aussen in einem an einem ohne abschliessende Stirnwand ausgebildeten und somit rohrförmigen, vorzugsweise zylindrischen Mahlbehälterkörper 17 anschliessenden Ring 18 innerhalb des Mahlbehälters 1 zentriert und trägt in der Mitte eine zylindrische Lagerbüchse 6 aus einem harten Werkstoff, beispielsweise Hartmetall. Der sich in dieser Lagerbüchse 6 drehende Lagerzapfen 8 durchsetzt eine mit der Zylinderwand 19, z. B. durch Schweissen, fest verbundene Endscheibe 7 des Rotors 2, welcher Lagerzapfen 8 ebenso wie die Büchse aus einem sehr harten Werkstoff hergestellt ist, oder dessen Oberfläche durch eine besondere Behandlung eine grössere Härte erteilt wurde.
Innerhalb des Mahlbehälters 1 sind, vorzugsweise kugelförmige, Mahlkörper 20 eingefüllt, von denen nur einige dargestellt sind. Unterhalb des Lagersterns 5 ist in bekannter Weise ein Verdrängerkolben 9 angeordnet, der über eine Kolbenstange 10 in ebenso bekannter Weise durch ein besonderes Hydraulikaggregat 11, oder auch einfach durch eine mechanische Vorrichtung bewegt wird. Bei Abwärtsbewegung wird ein Teil der Mahlkörperfüllung dem Mahlraum zu deren Auflockerung entzogen, während bei Aufwärtsbewegung die Mahlkörperfüllung im Mahlraum komprimiert wird, um die Mahlintensität zu steigern.
Über eine Einlassöffnung 12 tritt dispergiertes Mahlgut unter dem Drucke einer (nicht dargestellten) Pumpe in die Rührwerksmühle ein, passiert die mit dem Verdränger- oder Druckkolben 9 kombinierte Trennvorrichtung in Form eines Radialspaltes 13, oder in Form des in der linken Hälfte der Fig. 1 gezeigten Axialsiebes 14.
Diese Trennvorrichtungen verhindern ein Austreten der Mahlkörper aus der Rührwerksmühle, weil deren Durchtrittsöffnungen für das Mahlgut eine geringere Dimension aufweisen, als die Mahlkörper 20 haben.
Das Mahlgut durchläuft nun den Mahlraum von unten nach oben und wird gleichzeitig durch die vom rotierenden Rührwerk 2, 4 in Bewegung versetzte Mahlkörperfüllung durch Reib- und Schwerkräfte einem Zerkleinerungseffekt ausgesetzt. Vor Austritt aus dem Mahlraum passiert das Mahlgut eine weitere Trennvorrichtung, hier als Axialsieb 15 dargestellt, tritt in eine von einem Auslassgehäuse 21 gebildete Auslasskammer 22 und verlässt die Rührwerksmühle durch eine Überlauföffnung 16.
Der Mahlbehälterkörper 17 besitzt an seiner Unterseite einen Einlassstutzen 23 für Kühlwasser und an seiner Oberseite einen gleichartig ausgebildeten Auslassstutzen 24. An seinen beiden Enden ist je ein Befestigungsflansch 25 bzw. 26 vorgesehen, wobei er über den oberen Flansch 25 mit der Siebplatte 15 und dem Auslassgehäuse 21 verschraubt ist.
Wie ersichtlich, ist der Mahlbehälterkörper 17 bezüglich einer durch seine axiale Mitte gelegten Ebene M symmetrisch ausgebildet, d. h. Anordnung und Dimensionen der Öffnungen 23, 24 entsprechen ebenso einander, wie diejenigen der Flansche 25, 26 und deren entsprechenden Öffnungen für den Durchtritt von Schraubbolzen 27. Falls daher an einem Ende des Mahlbehälterkörpers 17 eine besondere Abnützung seiner Wandungen bzw. seiner Werkzeuge 3 entsteht, ist es leicht möglich, die Schraubbolzen 27 zu lösen und den Körper 17 derart umzukehren, dass der bisher die Rolle des Auslassstutzens 24 für das Kühlwasser bildende Stutzen an die Stelle des in Fig. 1 ersichtlichen Einlassstutzens 23 gelangt und umgekehrt.
Das Problem, dass an der jeweiligen Unterseite des Mahlbehälters das Fusslager 6 angeordnet werden soll, ist dadurch gelöst, dass an den den grössten Teil des Mahlraumes umgebenden Mahlbehälterkörper 17 der Ring 18 angeschlossen ist, der beim Umdrehen des Körpers 17 jeweils mit einem den Verdrängerkolben 9 aufnehmenden Zylinder 28 verbunden bleibt. Soll die in Fig. 1 dargestellte Rührwerksmühle ohne einen Verdrängerkolben 9 ausgebildet werden, so kann anstelle des Ringes 18 ein solcher Ring eingesetzt werden, der etwa dort, wo in Fig. 1 der Verdrängerkolben 9 eingezeichnet ist, eine Abschlussstirnwand mit einer der Öffnung 12 entsprechenden Einlassöffnung besitzt, wobei dieser Einlassöffnung eine entsprechend dem Stande der Technik ausgebildete Einlasstrennvorrichtung zugeordnet sein mag.
Daraus ist ersichtlich, dass die Unterteilung des Mahlbehälters 1 in einen den grössten Teil des Mahlraumes umschliessenden Mahlbehälterkörper 17 und einen den Mahlbehälter 1 abschliessenden Ring 18 (oder einen mit einer Stirnwand versehenen Ring) unabhängig davon vorteilhaft ist, ob der Mahlbehälterkörper 17 in der oben geschilderten Weise umkehrbar ist oder nicht. Durch den Abschluss des Mahlbehälters 1 mit Hilfe des Ringes 18 ist es jedenfalls möglich, die Rührwerksmühle nur durch Austausch des Ringes 18 den jeweiligen Bedürfnissen anzupassen.
Wie sich bereits aus der obigen Beschreibung ergibt, ist die Erfindung bevorzugt an solchen Rührwerksmühlen anwendbar, deren Rührwerksrotor 2 um eine vertikale Achse A drehbar ist. Auch der Rührwerksrotor 2 kann in ähnlicher Weise umkehrbar sein, wie dies bereits anhand des Mahlbehälterkörpers 17 geschildert wurde. Zu diesem Zwecke ist nicht nur die Zylinderwand 19 mit den Rotorwerkzeugen 4 bezüglich der Mittelebene M symmetrisch ausgebildet, sondern es ist auch eine der Endscheibe 7 entsprechende Endscheibe 7a am anderen Ende der Zylinderwand 19 vorgesehen. Der so gebildete Zylinderkörper 7, 7a, 19 ist an eine Antriebswelle 29 ankuppelbar, die mit Hilfe von Lagern 30 innerhalb eines Lagergehäuses 31 drehbar ist. Diese Lagerung entspricht im wesentlichen derjenigen, wie sie in den DE-OSen 3147744 bzw. 3147745 beschrieben ist.
Das Lagergehäuse 31 ist beispielsweise am Auslassgehäuse 21 in der dargestellten Weise lösbar befestigt.
Zum Ankuppeln des Rotors 2 an die Antriebswelle 29 ist der Lagerzapfen 8 nach oben hin verlängert, durchmisst den gesamten Innenraum des Rotors 2 und durchsetzt auch die obere Endscheibe 7a, gegen die er zweckmässig mit Hilfe von Dichtungen 32 (z. B. in Form von O-Ring) ebenso abgedichtet ist, wie mit Hilfe gleichartiger Dichtungen 32 in der unteren Endscheibe 7. Oberhalb der oberen Endscheibe 7a besitzt der Zapfen 8 ein Aussengewinde 33, das in ein entsprechendes Innengewinde der Antriebswelle 29 ein greift. Der Lagerzapfen 8 mag an seinem unteren Ende eine Vertie fung 34 zum Einsetzen eines Inbusschlüssels oder eines anderen
Werkzeuges aufweisen, um die Verbindung des Rotors 2 mit der An triebswelle 29 zu lösen.
Derartige zentrale Befestigungen sind bisher für solche, einen Innenhohlraum 35 aufweisende Rührwerksrotoren deshalb nicht vorgeschlagen worden, weil die Fachwelt bisher Dich tungsprobleme fürchtete. Diese Probleme können jedoch mit den ge zeigten Dichtungen 32 leicht beherrscht werden, wobei zusätzliche
Dichtflächen sich in der nachstehend beschriebenen Weise ergeben können. Jedenfalls ist es auf diese Weise möglich, den Innenhohlraum 35 entweder in der in den DE-OSen 3147744 oder 31 47745 beschriebenen Weise oder aber auch gemäss Fig. 2 für die Kühlung des Rotors 2 zu nutzen, ohne deshalb auf eine einfache Befestigung mit Hilfe einer einzigen, zentralen Spannschraube verzichten zu müssen.
Um eine Spannwirkung überhaupt ausüben zu können, besitzt die untere Endscheibe 7 eine Stirnfläche 36, die auch als Befesti gungsfläche dient, da sich ein Flansch 37 des Lagerzapfens 8 beim
Einschrauben in das Innengewinde der Antriebswelle 29 anlegt.
Damit wird die obere Stirnfläche 36a der Endscheibe 7a gegen eine verbreiterte Befestigungsfläche 38 der Antriebswelle 29 verspannt.
Zur Verbesserung der Abdichtung können die so geschaffenen Befe stigungsflächen 36 bis 38 mit ineinandergreifenden, zweckmässig konzentrischen Vorsprüngen versehen sein, um so eine Art Labyrinthdichtung zu bilden. Zur Sicherung der Drehmitnahme sind ver schiedene Ausbildungen möglich, beispielsweise können von der Befestigungsfläche 38 Vorsprünge 39 vorragen, die in entsprechende Vertiefungen 40 der Endscheibe 7a eingreifen. Wegen der erforderlichen Symmetrie sind auch in der unteren Endscheibe 7 entsprechende Vertiefungen 40 angebracht, die zweckmässig bei Nichtgebrauch, d. h. wenn sie der Antriebswelle 29 abgekehrt sind, durch Stopfen 41 oder Schrauben verschlossen werden.
Es wäre an sich denkbar, den Rotor 2 im Bereiche der Mittelebene M in zwei Ringe zu teilen, die jeweils durch an der Mittelebene M vorgesehene Endscheiben zweckmässig mit ineinandergreifenden Vorsprüngen und Vertiefungen zur Drehmitnahme versehen sind.
Dadurch wäre es möglich, jeden einzelnen dieser Ringe umzukehren, doch erweist es sich in der Praxis, dass dies kaum zusätzliche Vorteile mit sich bringt, hingegen ein erhöhter konstruktiver Aufwand in Kauf zu nehmen ist.
Bei der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles anhand der Fig. 2 haben Teile gleicher Funktion dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1, Teile ähnlicher Funktion dieselben Bezugszeichen, jedoch mit einer zugesetzten Hunderterziffer, wobei sich eine nochmalige detaillierte Beschreibung der so numerierten Teile erübrigt.
Auch im Falle der Fig. 2 ist sowohl der Mahlbehälterkörper 117 als auch der Rotor 102 bzw. dessen zylindrischer Rotorkörper 119 umkehrbar und daher vorzugsweise bezüglich einer Mittelebene M symmetrisch ausgebildet. Diese Symmetrie - dies sei nur nebenbei bemerkt - ist kein zwingendes Erfordernis, denn es genügt ja an sich, dass nur die Befestigungsflächen (einschliesslich der Gewindeflächen für die Befestigungsschrauben 127 bzw. 227) an beiden Enden in gleicher Art und Anordnung vorhanden sind, wogegen die dazwischen liegenden Teile nicht völlig symmetrisch sein müssen.
Übrigens sind die unteren Befestigungsschrauben 127 nach Art von Torbandschrauben ausgebildet, wogegen die oberen Befestigungsschrauben 227 relativ kurz sind, da sie nur zur Befestigung einer Trennplatte 215 am Mahlbehälterkörper 117 dienen. Das Lagergehäuse 131 für die Antriebswelle 129 bildet hier auch das Auslassgehäuse mit dem Auslass 116 für das Mahlgut. Zur Erzielung einer Dichtwirkung besitzt deshalb die Trennplatte 215 einen Kragen 42, der von einem ringförmigen Vorsprung 43 des Lagergehäuses 131 übergriffen wird. Das Lagergehäuse 131 selbst ist mit Hilfe von Schraubbolzen 327 an der Trennplatte 215 festgeschraubt.
Der Mahlbehälterkörper 117 unterscheidet sich vom Körper 17 nach Fig. 1 dadurch, dass er schraubenlinienförmig um seinen Zylin dermantel herumgeführte Kühlkanäle 44 aufweist. Diese Kühlkanäle 44 sind durch Ausfräsungen an der Aussenseite der Innenwandung 45 gebildet, auf die ein relativ dünner zylindrischer Aussenmantel 46 aufgebracht, beispielsweise aufgeschrumpft, ist. Dieser Aussenmantel 46 ist an seinem oberen und unteren Ende aufgeweitet, um jeweils einen Dichtungsring 47 aufzunehmen. Anstelle der im Falle des Mahlbehälterkörpers 17 nach Fig. 1 vorgesehenen Befestigungsflansche 25, 26 sind entsprechende Befestigungsflächen 125, 126 vorgesehen, die von den Randflächen des zylindrischen Mahlbehälterkörpers 117 an seiner Stirnseite und den Gewindebohrlöchern fur die Befestigungsschrauben 127, 227 gebildet sind.
Gegebenenfalls können auch Dichtungen in diesem Bereiche vorgesehen sein, wie dies bei 48 im Bereiche des Ringes 118 angedeutet ist, wobei es zur besseren Abdichtung zweckmässig ist, wenn ringförmige Vorsprünge 49 bzw. 50 an der Trennplatte 215 bzw. am Ring 118 den Mahlbehälterkörper 117 ubergreifen.
Wie bereits bei der Beschreibung der Fig. 1 erwähnt wurde, kann der Hohlraum 35 im Inneren des Rotors 102 zu Kühlzwecken ausgenutzt werden. Zu diesem Zwecke ist die Antriebswelle 129 als Hohlwelle ausgebildet und umschliesst unter Freilassung eines Ringkanales 51 ein Rohr 52, das der Rückführung des über den Ringkanal 51 zugeführten Kühlwassers dient. Beide Kanäle 51, 52 sind an ihrer Oberseite an eine nicht dargestellte, an sich bekannte Dreheinführung angeschlossen. Das Rohr 52 setzt sich an seiner Unterseite in einem mit ihm und der Antriebswelle 129 verbundenen Formkörper 53 fort, der in seinem Oberteil einen vertikalen Kanal 54 als Fortsetzung des Rohres 52 aufweist, von dem aus wenigstens ein Radialkanal 55 den Hohlraum 35 mit dem Kanal 54 und dem Rohr 52 verbindet.
Anderseits ist der ringförmige Zufuhrkanal 51 mit einem schräg nach aussen führenden Kanal 56 verbunden, der in wendelförmige Kühlkanäle 57 des Rotors 102 mündet. Dabei kann die Konstruktion dieser Kühlkanäle ähnlich sein, wie sie vorher für die Kühlkanäle 44 geschildert wurde, d. h. der zylindrische Rotorkörper 119 besitzt an seiner Innenseite schraubenlinienförmige Ausfräsungen, die durch einen Innenzylindermantel 58 abgedeckt sind; eine günstigere Ausbildung wird nachstehend beschrieben. Der Innenzylindermantel 58 besitzt an seiner Unterseite eine Auslassöffnung 59, die das Ende der Kühlkanäle 57 mit dem Innenraum 35 verbindet.
Der Rotor 102 ist an seiner Unterseite durch eine Abschlusskappe 107 abgeschlossen, die mit dem Rotorkörper 119 - im Gegensatz zur Konstruktion nach Fig. 1 - lösbar verbunden ist. Nach Abnahme einer zentralen Befestigungsschraube 108, die hier nicht als Lagerzapfen dient, so dass der Rotor 102 nur einseitig gelagert ist, kann der Rotorkörper 119 abgenommen bzw. gewendet werden.
Dabei wirkt ein Schraubenkopf 137 mit der Befestigungsfläche 36 analog zum Flansch 37 der Fig. 1 zusammen. Dabei sind zwei Möglichkeiten denkbar. Entweder ist der Innenmantel 58 mit dem Rotorkörper 119 fest verbunden und wird mit ihm gewendet; in diesem Falle muss eine der Öffnung 59 entsprechende Öffnung auch am anderen Ende des Innenmantels 58 vorgesehen und allenfalls verschliessbar sein. Die günstigere Möglichkeit besteht darin, dass nur der Zylinderkörper 119 wendbar ist, wogegen der Innenmantel 58 vorzugsweise sogar mit den die Kühlkanäle 57 jeweils oben und unten begrenzenden wendelförmigen, mit ihm verbundenen Stegen 60- als Führungsrohr mit der Antriebswelle 129 verbunden bleibt und daher beim neuerlichen Aufschieben des Rotorkörpers 119 eine Führungs- und Orientierungsfläche für dessen Zentrierung bildet.
Diese zuletzt genannte Ausführung ist (gemäss der Darstellung) deshalb vorzuziehen, weil auch hinsichtlich der Abdichtung der einzelnen Kühlkanäle 57 gegeneinander keine allzu grossen Anforderungen bestehen.
Die Antriebswelle 129 besitzt in ihrem unteren Teil eine Schulterfläche 61. Zwischen dieser Schulterfläche 61 und der stirnseitigen oberen Randfläche 64 des Rotorkörpers 119 ist ein sich mit dem Rotor 102 mitdrehender Trennring 62 eingeklemmt, der nach Abnahme des Rührwerksrotors 102 gewünschtenfalls auch gewendet werden kann. Dieser drehbare Trennring 62 wirkt in bekannter Weise mit einem an der Trennplatte 215 befestigten Trennring 63 zusammen. Die Schulterfläche 61 und die Fläche 64 bilden somit Sitzflächen für den drehenden Ring 62 der Trenneinrichtung 115, dienen aber auch als Dichtflächen gegen die Kühlkanäle 57. Zweckmässig ist die Anordnung so getroffen, dass nötigenfalls auch der ortsfeste Ring 63 gewendet werden kann.
Es sei jedoch bemerkt, dass anstelle der Trenneinrichtung 115 auch jede andere Trenneinrichtung einsetzbar ist, die einen Drehteil aufweist, beispielsweise eine zellenradartige Trenneinrichtung, wie sie in der DE-OS 3245825 beschrieben ist. In diesem Falle wird es sich allerdings nicht um eine stirnseitige Sitzfläche 64 am Zylinderkörper 119 handeln, sondern eher um eine periphere Sitz- und Lagerfläche.
Die der Sitzfläche 64 entsprechende Fläche 64a an der Unterseite des Rotorkörpers 119 wirkt zweckmässig als Dichtfläche mit einer elastischen Dichtung 65 zusammen bzw. sind an der Abschlusskappe 107 labyrinthartig stufenförmige Dichtflächen 66 vorgesehen. Diese Dichtflächen 66 können gegebenenfalls eine leichte Konizität aufweisen. Ferner ist zur Abdichtung gegen den Innenraum 35 ein 0 Ring 67 vorgesehen.
Während im Falle des Rotors 2 gemäss Fig. 1 es konstruktiv verhältnismässig einfach ist, Mitnahmevorsprünge bzw. -vertiefungen 39 bzw. 40 an den die Stirnwand des Rotors 2 bildenden Scheiben 7, 7a bzw. der Befestigungsfläche 38 der Antriebswelle 29 vorzusehen, wurde eine entsprechende Anordnung von Befestigungsflächen im Falle der Ausführung nach Fig. 2 dazu führen, dass der Rotorkörper 119 wenigstens im Bereich seiner Stirnenden verstärkt bzw. verdickt werden müsste. Um dies zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Rotorkörper 119 radial einwärts gerichtete Befestigungsflächen 68, zweckmässig in Form von Vertiefungen, aufweist, in die, z. B.
stiftförmige, Vorsprünge 69 eingreifen können. Diese Vorsprünge 69 stehen einerseits von der Abschlusskappe 107, anderseits von der Antriebswelle 129 ab.
Auch der Ring 118 unterscheidet sich vom Ring 18 gemäss Fig. 1. Hier erfolgt ja die Zufuhr von Mahlgut nicht hinter dem Verdrängerkolben 9, und es ist vorteilhaft, eine Einlassöffnung 112 an diesem Ring 118 vorzusehen. Falls es erwünscht ist, der Mühle verschiedenes Mahlgut oder dasselbe Mahlgut jedenfalls über zwei verschiedene Einlassöffnungen zuzuführen, kann der Ring 118 gegen einen ebensolchen ausgetauscht werden, der eine zusätzliche Einlass öffnung 212 aufweist. Gewünschtenfalls kann in einem oder allen der austauschbaren Ringe eine über einen Verschlusskörper 70 ver schliessbare Kugeleinlassöffnung 71 vorgesehen sein.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Varianten denkbar; beispielsweise könnten anstelle vertiefter Befestigungsflächen 68 auch Vorsprünge vorgesehen sein, die in entsprechende Vertiefungen der Abschlusskappe 107 eingreifen, doch ist ersichtlich, dass die Ausbildung des Rotorkörpers 119 mit vertieften Befestigungsflächen 68 vorzuziehen ist. Ferner sei erwähnt, dass es im Hinblick auf die Zufuhr von Kühlwasser über den schrägen Radialkanal 56 zweckmässig ist, zwischen der Antriebswelle 129 und dem Rotorkörper 119 entsprechende Dichtungen vorzusehen. Um diese Dichtung beim Aufschieben des Rotorkörpers 119 nicht zu belasten oder gar zu zerstören, ist es zweckmässig, sie hinter dem Trennring 62, z. B.
in Form eines O-Ringes 72 oder einer anderen elastischen Dichtung, in einer durch eine Abschrägung gebildeten Ausnehmung 73 unterzubringen. Dabei bildet eine im Winkel geführte Zylinderfläche 74 der Antriebswelle 129 einerseits eine Dichtfläche, anderseits auch eine Orientierungsfläche beim Aufschieben des Rotorkörpers 119.
Gegebenenfalls kann diese Fläche 74 eine leichte Konizität besitzen.
Im übrigen ist ersichtlich, dass der Körper 53 gewünschtenfalls an seiner Unterseite flanschartig verbreitert sein kann, um das Einschrauben mehrerer Befestigungsschrauben anstelle einer einzigen zentralen Spannschraube 108 zu ermöglichen. In diesem Falle er übrigen sich zwar die Befestigungs- und Mitnahmeflächen 68, 69, doch ergibt sich ein dementsprechend vergrösserter Arbeitsaufwand beim Lösen des Rotors 102. Ferner ist es aus dem Stande der Technik bereits bekannt geworden, eine Rührwerksmühle insofern umgekehrt zu betreiben, dass das Mahlgut von oben nach unten hindurchgepumpt wird, in welchem Falle dann die Öffnung 12, 112 bzw. 212 die Auslassöffnung wäre und mit einer entsprechenden Auslasstrenneinrichtung zu verbinden ist.
Falls die Öffnung 112 bzw. 212 jedoch die Einlassöffnung bildet, kann sie mit einer Trennvorrichtung gemäss den DE-OSen 3318312 oder 3543 190 versehen sein. Es sei auch erwähnt, dass es bereits bekannt ist, die Ein- oder die Auslassöffnung für das Mahlgut im Druckkolben 9 bzw. seiner Kolbenstange 10 anzubringen, so dass sie nicht unbedingt in einer Mahlbehälterwandung angeordnet sein muss.
DESCRIPTION
The invention relates to an agitator mill according to the preamble of claim 1. Such mills are known in numerous different designs, for example from US-PS 4049205. Now, for example, DE-PS 3431 636 describes in its introduction a fluid dynamic phenomenon using a without separating device trained agitator mill, which also occurs with other types of agitator mills: depending on the viscosity, flow conditions and type of grinding media used, the latter will either settle at the lowest point of the mill or be driven by the flow against the outlet opening.
This will have an effect, in particular in the case of agitator mills with an agitator rotor which can be rotated about a vertical axis, in such a way that its outer surfaces and in particular its tools (if there are any) are worn to different degrees along the axis of rotation. But even if it is an agitator mill that is operated as a mere annular gap mill without grinding media, such an effect of uneven wear may result.
Of course, such an effect, albeit to a lesser extent, also occurs in agitator mills with a horizontal or tiltable axis, but in this case this phenomenon will be less critical if it is operated at low throughflow speeds, so that the grinding media - at least for Part - spread over their floor.
So far, nothing has been known to counter this phenomenon, although proposals have been made in numerous publications, such as a more wear-resistant design of the agitator rotor, its tools and / or the inner surfaces of the grinding container. In any case, after reaching a certain degree of wear and tear, only the entire grinding container or the entire agitator rotor could be replaced, training according to US Pat. No. 4,174,074 already resulting in a certain cost saving, since according to this proposal only individual rings of an agitator rotor composed of such rings and / or grinding container had to be replaced. However, the rings were seated in a casing cylinder of a predetermined size, so that it was difficult to adapt the agitator mill to different requirements.
The invention is based on the object to enable easy adaptation to different requirements, and it solves this problem by the features of the characterizing part of claim 1. Although with such a design, it is by no means excluded that the agitator rotor and / or grinding container are made up of individual parts Build rings - then these rings advantageously extend over a larger axial area, for. B. extend over at least two tools arranged one behind the other or one below the other in the axial direction, the cylinder body can now have the length that is required as a minimum dimension, the internals preferably being arranged on the ring depending on requirements.
Further details result from the following description of exemplary embodiments shown in the drawing, in which:
Fig. 1 shows a first embodiment in a longitudinal section, whereas
Fig. 2 illustrates a preferred embodiment in a corresponding section.
In Fig. 1, an agitator mill is shown which is similar to that described in US Pat. No. 4,206,879.
Accordingly, a grinding container 1 with a cooling jacket is provided as well as an agitator rotor 2, both equipped with pin-shaped tools 3 and 4.
The rotor 2 is set in rotation above by a motor-gear unit (not shown) and is additionally mounted in a lower bearing star 5 for mounting in the drive. The bearing star 5 is centered on the outside in a ring 18, which is formed on a tubular, preferably cylindrical, grinding container body 17 and is formed on a non-closing end wall and carries a cylindrical bearing bush 6 made of a hard material, for example hard metal, in the middle. The rotating in this bearing sleeve 6 journal 8 passes through one with the cylinder wall 19, for. B. by welding, fixed end plate 7 of the rotor 2, which bearing pin 8 as well as the sleeve is made of a very hard material, or the surface has been given a greater hardness by special treatment.
Inside the grinding container 1, preferably spherical grinding bodies 20 are filled, only a few of which are shown. A displacement piston 9 is arranged below the bearing star 5 in a known manner and is moved via a piston rod 10 in a likewise known manner by a special hydraulic unit 11 or simply by a mechanical device. When moving downwards, part of the grinding media filling is withdrawn from the grinding chamber to loosen it up, while when moving upwards the grinding media filling is compressed in the grinding chamber in order to increase the grinding intensity.
Dispersed regrind enters the agitator mill under the pressure of a pump (not shown) via an inlet opening 12, passes the separating device combined with the displacement or pressure piston 9 in the form of a radial gap 13, or in the form of the one in the left half of FIG. 1 axial sieve 14 shown.
These separating devices prevent the grinding media from escaping from the agitator mill, because their openings for the material to be ground have a smaller dimension than the grinding media 20.
The regrind now passes through the grinding chamber from bottom to top and is at the same time subjected to a comminution effect by the grinding body filling set in motion by the rotating agitator 2, 4 due to friction and gravity. Before it leaves the grinding chamber, the material to be ground passes through a further separating device, shown here as an axial sieve 15, enters an outlet chamber 22 formed by an outlet housing 21 and leaves the agitator mill through an overflow opening 16.
The grinding container body 17 has on its underside an inlet connection 23 for cooling water and on its upper side a similarly designed outlet connection 24. A fastening flange 25 or 26 is provided on each of its ends, whereby it is connected to the sieve plate 15 and the outlet housing via the upper flange 25 21 is screwed.
As can be seen, the grinding container body 17 is symmetrical with respect to a plane M through its axial center, i. H. The arrangement and dimensions of the openings 23, 24 correspond to one another, just like those of the flanges 25, 26 and their corresponding openings for the passage of screw bolts 27. If therefore at one end of the grinding container body 17 there is particular wear on its walls or its tools 3, it is easily possible to loosen the screw bolts 27 and to reverse the body 17 in such a way that the nozzle previously forming the role of the outlet nozzle 24 for the cooling water takes the place of the inlet nozzle 23 shown in FIG. 1 and vice versa.
The problem that the foot bearing 6 is to be arranged on the respective underside of the grinding container is solved in that the ring 18, which surrounds the largest part of the grinding chamber, is connected to the ring 18 which, when the body 17 is turned over, in each case with one of the displacement pistons 9 receiving cylinder 28 remains connected. If the agitator mill shown in FIG. 1 is to be designed without a displacement piston 9, then such a ring can be used instead of the ring 18, which, for example, where the displacement piston 9 is shown in FIG. 1, has an end wall with one corresponding to the opening 12 Has inlet opening, which inlet opening may be associated with an inlet separating device designed according to the prior art.
It can be seen from this that the subdivision of the grinding container 1 into a grinding container body 17 enclosing the major part of the grinding chamber and a ring 18 (or a ring provided with an end wall) closing off the grinding container 1 is advantageous regardless of whether the grinding container body 17 is in the above-described one Way is reversible or not. By closing the grinding container 1 with the aid of the ring 18, it is in any case possible to adapt the agitator mill to the respective requirements only by exchanging the ring 18.
As can already be seen from the above description, the invention is preferably applicable to those agitator mills whose agitator rotor 2 can be rotated about a vertical axis A. The agitator rotor 2 can also be reversed in a similar manner as has already been described with reference to the grinding container body 17. For this purpose, not only is the cylinder wall 19 with the rotor tools 4 symmetrical with respect to the center plane M, but also an end plate 7a corresponding to the end plate 7 is provided at the other end of the cylinder wall 19. The cylinder body 7, 7a, 19 thus formed can be coupled to a drive shaft 29, which can be rotated within a bearing housing 31 with the aid of bearings 30. This storage corresponds essentially to that as described in DE-OSen 3147744 and 3147745.
The bearing housing 31 is, for example, releasably attached to the outlet housing 21 in the manner shown.
To couple the rotor 2 to the drive shaft 29, the bearing journal 8 is extended upwards, measures the entire interior of the rotor 2 and also passes through the upper end plate 7a, against which it is expedient with the aid of seals 32 (e.g. in the form of O-ring) is sealed, as with the help of similar seals 32 in the lower end plate 7. Above the upper end plate 7a, the pin 8 has an external thread 33 which engages in a corresponding internal thread of the drive shaft 29. The bearing pin 8 may at its lower end a recess 34 for inserting an Allen key or another
Have tool to solve the connection of the rotor 2 with the drive shaft 29.
Such central fastenings have so far not been proposed for such an inner cavity 35 having agitator rotors because the professional world previously feared you processing problems. However, these problems can be easily mastered with the seals 32 shown, with additional ones
Sealing surfaces can result in the manner described below. In any case, it is possible in this way to use the inner cavity 35 either in the manner described in DE-OSen 3147744 or 31 47745 or also in accordance with FIG. 2 for the cooling of the rotor 2, without therefore requiring simple attachment with the aid of a to have to do without a single, central clamping screw.
In order to be able to exert a clamping effect at all, the lower end plate 7 has an end face 36, which also serves as a fastening surface, since there is a flange 37 of the bearing pin 8 when
Screws into the internal thread of the drive shaft 29.
Thus, the upper end face 36a of the end plate 7a is braced against a widened fastening surface 38 of the drive shaft 29.
To improve the seal, the fastening surfaces thus created can be provided with interlocking, expediently concentric projections 36 to 38 so as to form a kind of labyrinth seal. To secure the rotary entrainment, different designs are possible, for example, projections 39 can protrude from the fastening surface 38, which engage in corresponding recesses 40 in the end plate 7a. Because of the required symmetry, corresponding depressions 40 are also provided in the lower end plate 7, which are expedient when not in use, i.e. H. if they face away from the drive shaft 29, be closed by plugs 41 or screws.
It would be conceivable to divide the rotor 2 in the area of the central plane M into two rings, each of which is expediently provided with interlocking projections and recesses for rotary driving by end disks provided on the central plane M.
This would make it possible to reverse each and every one of these rings, but in practice it has been shown that there are hardly any additional advantages, but an increased design effort is to be accepted.
In the following description of a preferred exemplary embodiment with reference to FIG. 2, parts with the same function have the same reference numerals as in FIG. 1, parts with a similar function have the same reference numerals, but with an added hundreds digit, a further detailed description of the parts numbered in this way being unnecessary.
In the case of FIG. 2, both the grinding container body 117 and the rotor 102 or its cylindrical rotor body 119 are reversible and are therefore preferably symmetrical with respect to a central plane M. This symmetry - this should only be mentioned by the way - is not a mandatory requirement, because it is sufficient in itself that only the fastening surfaces (including the threaded surfaces for the fastening screws 127 and 227) are present at both ends in the same manner and arrangement, whereas the parts in between do not have to be completely symmetrical.
Incidentally, the lower fastening screws 127 are designed in the manner of door hinge screws, whereas the upper fastening screws 227 are relatively short, since they only serve to fasten a separating plate 215 to the grinding container body 117. The bearing housing 131 for the drive shaft 129 here also forms the outlet housing with the outlet 116 for the regrind. To achieve a sealing effect, the partition plate 215 therefore has a collar 42 which is overlapped by an annular projection 43 of the bearing housing 131. The bearing housing 131 itself is screwed onto the partition plate 215 with the aid of screw bolts 327.
The grinding container body 117 differs from the body 17 of FIG. 1 in that it has helical ducts around its cylin dermantel led cooling channels 44. These cooling channels 44 are formed by milling on the outside of the inner wall 45, onto which a relatively thin cylindrical outer jacket 46 is applied, for example shrunk on. This outer jacket 46 is widened at its upper and lower ends to accommodate a sealing ring 47 in each case. Instead of the fastening flanges 25, 26 provided in the case of the grinding container body 17 according to FIG. 1, corresponding fastening surfaces 125, 126 are provided, which are formed by the edge surfaces of the cylindrical grinding container body 117 on its end face and the threaded holes for the fastening screws 127, 227.
If necessary, seals can also be provided in this area, as is indicated at 48 in the area of the ring 118, it being expedient for better sealing if annular projections 49 and 50 on the separating plate 215 and on the ring 118 overlap the grinding container body 117 .
As was already mentioned in the description of FIG. 1, the cavity 35 in the interior of the rotor 102 can be used for cooling purposes. For this purpose, the drive shaft 129 is designed as a hollow shaft and, with the release of an annular channel 51, encloses a tube 52 which serves to return the cooling water supplied via the annular channel 51. Both channels 51, 52 are connected on their upper side to a rotary lead-in, not shown, which is known per se. The tube 52 continues on its underside in a molded body 53 connected to it and the drive shaft 129, the upper part of which has a vertical channel 54 as a continuation of the tube 52, from which at least one radial channel 55 connects the cavity 35 with the channel 54 and the tube 52 connects.
On the other hand, the annular feed channel 51 is connected to a channel 56 leading obliquely outwards, which opens into helical cooling channels 57 of the rotor 102. The construction of these cooling channels can be similar to that previously described for the cooling channels 44, i. H. the cylindrical rotor body 119 has on its inside helical cutouts which are covered by an inner cylinder jacket 58; cheaper training is described below. The inner cylinder jacket 58 has an outlet opening 59 on its underside, which connects the end of the cooling channels 57 to the interior 35.
The rotor 102 is closed on its underside by an end cap 107 which, in contrast to the construction according to FIG. 1, is detachably connected to the rotor body 119. After removing a central fastening screw 108, which does not serve as a bearing journal here, so that the rotor 102 is only supported on one side, the rotor body 119 can be removed or turned.
A screw head 137 interacts with the mounting surface 36 analogously to the flange 37 of FIG. 1. Two options are possible. Either the inner jacket 58 is firmly connected to the rotor body 119 and is turned with it; in this case, an opening corresponding to the opening 59 must also be provided at the other end of the inner casing 58 and at most be closable. The cheaper option is that only the cylinder body 119 is reversible, whereas the inner jacket 58 preferably remains connected to the drive shaft 129 as a guide tube with the helical webs 60, which delimit the cooling channels 57 at the top and bottom, and therefore remains with the drive shaft 129 and therefore during the renewal Sliding the rotor body 119 forms a guide and orientation surface for centering it.
This last-mentioned embodiment is preferable (according to the illustration) because there are no particularly great requirements with regard to the sealing of the individual cooling channels 57 against one another.
The drive shaft 129 has a shoulder surface 61 in its lower part. Between this shoulder surface 61 and the front upper edge surface 64 of the rotor body 119 is clamped a separating ring 62 which rotates with the rotor 102 and which, if desired, can also be turned after removing the agitator rotor 102. This rotatable separating ring 62 interacts in a known manner with a separating ring 63 fastened to the separating plate 215. The shoulder surface 61 and the surface 64 thus form seating surfaces for the rotating ring 62 of the separating device 115, but also serve as sealing surfaces against the cooling channels 57. The arrangement is expediently such that the stationary ring 63 can also be turned over if necessary.
However, it should be noted that instead of the separating device 115, any other separating device can be used which has a rotating part, for example a cell wheel-like separating device, as described in DE-OS 3245825. In this case, however, it will not be an end seat 64 on the cylinder body 119, but rather a peripheral seat and bearing surface.
The surface 64a corresponding to the seat surface 64 on the underside of the rotor body 119 expediently interacts as a sealing surface with an elastic seal 65 or labyrinth-like step-shaped sealing surfaces 66 are provided on the end cap 107. These sealing surfaces 66 can optionally have a slight taper. A ring 67 is also provided for sealing against the interior 35.
While it is structurally relatively simple in the case of the rotor 2 according to FIG. 1 to provide driving projections or recesses 39 or 40 on the disks 7, 7a or the fastening surface 38 of the drive shaft 29 forming the end wall of the rotor 2, a corresponding one has been provided Arrangement of fastening surfaces in the case of the embodiment according to FIG. 2 lead to the rotor body 119 having to be reinforced or thickened at least in the region of its front ends. To avoid this, it is advantageous if the rotor body 119 has radially inwardly directed fastening surfaces 68, expediently in the form of depressions, into which, for. B.
pin-shaped, projections 69 can engage. These projections 69 protrude from the end cap 107 on the one hand and from the drive shaft 129 on the other.
The ring 118 also differs from the ring 18 according to FIG. 1. Here, the regrind is not fed behind the displacement piston 9, and it is advantageous to provide an inlet opening 112 on this ring 118. If it is desired to supply different grist or the same grist to the mill in any case via two different inlet openings, the ring 118 can be exchanged for one which has an additional inlet opening 212. If desired, a ball inlet opening 71 which can be closed via a closure body 70 can be provided in one or all of the exchangeable rings.
Numerous variants are conceivable within the scope of the invention; For example, instead of recessed fastening surfaces 68, projections could also be provided which engage in corresponding recesses in the end cap 107, but it can be seen that the design of the rotor body 119 with recessed fastening surfaces 68 is preferable. It should also be mentioned that with regard to the supply of cooling water via the oblique radial channel 56, it is expedient to provide appropriate seals between the drive shaft 129 and the rotor body 119. In order not to burden or even destroy this seal when sliding on the rotor body 119, it is expedient to place it behind the separating ring 62, for. B.
in the form of an O-ring 72 or another elastic seal, in a recess 73 formed by a bevel. A cylindrical surface 74 of the drive shaft 129, which is guided at an angle, forms a sealing surface on the one hand, and also an orientation surface when the rotor body 119 is pushed on.
If necessary, this surface 74 can have a slight taper.
Moreover, it can be seen that the body 53 can, if desired, be widened in a flange-like manner on its underside, in order to enable several fastening screws to be screwed in instead of a single central clamping screw 108. In this case, although the fastening and driving surfaces 68, 69 remain, however, there is a correspondingly increased amount of work involved in loosening the rotor 102. Furthermore, it has already become known from the prior art to operate an agitator mill in reverse in that the Regrind is pumped through from top to bottom, in which case the opening 12, 112 or 212 would then be the outlet opening and is to be connected to a corresponding outlet separating device.
However, if the opening 112 or 212 forms the inlet opening, it can be provided with a separating device according to DE-OSen 3318312 or 3543 190. It should also be mentioned that it is already known to provide the inlet or outlet opening for the ground material in the pressure piston 9 or its piston rod 10, so that it does not necessarily have to be arranged in a grinding container wall.