CH709952B1

CH709952B1 - Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät.

Info

Publication number: CH709952B1
Application number: CH01759/15A
Authority: CH
Inventors: Onuki C/O Ashizawa Finetech Ltd Jiro; Ueno C/O Ashizawa Finetech Ltd Yoshinori; Ito C/O Ashizawa Finetech Ltd Hiroyuki
Original assignee: Ashizawa Finetech Ltd
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2017-11-30
Also published as: KR20150122228A; TWI604891B; JP5404955B1; KR101743381B1; JP2014233673A; CN105246597A; US20160114332A1; DE112013007132T5; CN105246597B; WO2014196101A1; TW201446328A; US9895697B2

Abstract

[Problemstellung] Beheben des Abscheidens eines Mahlmediums, um dabei einen Betrieb mit hoher Umwälzleistung und gleichzeitiger Verschleissminderung an einem Rührelement (30) und einem Mahlmedien-Abscheideelement (32) zu erzielen. [Problemlösung] In einem Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) umfasst das Rührmittel (22) Folgendes: ein kreisförmiges und tellerförmiges Nabenelement (26), das an einem Ende einer drehbaren Antriebswelle (26) befestigt ist, das sich im Inneren der Mahlkammer (20) befindet, wobei die drehbare Antriebswelle (24) sich von der Seite eines Endes der Mahlkammer (20) in das Innere der Mahlkammer (20) erstreckt; eine ringförmige Endplatte (28), die axial in Richtung der drehbaren Antriebswelle (24) vom Nabenelement (26) beabstandet angeordnet ist; eine Mehrzahl von Rührelementen 30), die zwischen dem Nabenelement (26) und der Endplatte (28) in Umfangsintervallen festgelegt befestigt sind, wobei jedes der Rührelemente (30) radial nach aussen bezüglich des jeweiligen äusseren Randes des Nabenelements (26) und der Endplatte (28) vorsteht; und eine Mehrzahl von Mahlmedien-Abstreifelementen (31), die sich jeweils radial nach innen bezüglich des äusseren Randes des Nabenelements (26) und der Endplatte (28) erstrecken, wobei ein offener Bereich als Teil eines äusseren Rands des Rührmittels (22) mit Ausnahme der Dicken der Rührelemente (30) und der Mahlmedien-Abstreifelemente (21) als eine Mahlmedien-Umwälzöffnung (22a) zum Umwälzen der Mahlmedien vom Inneren zum Äusseren des Rührmittels (22) ausgebildet ist, und wobei ein Öffnungsverhältnis der Mahlmedien-Umwälzöffnung (22a) zu einer Umfangsfläche zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen des Nabenelements (26) und der Endplatte (28) des Rührmittels (22) auf 50 bis 90% eingestellt ist.

Description

Beschreibung Technisches Gebiet [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät zur Verwendung bei der Nasspulverisierung eines Pulvers. Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät der vorliegenden Erfindung eignet sich insbesondere für die Verwendung zum Mischen eines Materials wie Drucktinte, Farbe, Pigment, Keramik, Metall, anorganisches Material, dielektrisches Material, Ferrit, Toner, Glas- oder Papierbeschichtung mit Mahlmedien, um das Material in feine Partikel zu pulverisieren, ist jedoch nicht darauf beschränkt.

Stand der Technik [0002] Ein Beispiel herkömmlicher Medien-Rührwerk-Pulverisiergeräte zur Verwendung bei der Nasspulverisierung ist u.a. ein Rührwerkmahlgerät, das in der japanischen Patentschrift JP 2-10 699 B (Patentdokument 1) beschrieben wird. Das im Patentdokument 1 beschriebene Rührwerkmahlgerät umfasst: einen Mahlkörper, der eine Mahlkammer aufweist, die zumindest teilweise mit Mahlmedien und einem Mahlgut zu befüllen ist und einen Einlass für das Mahlgut und einen Auslass für das gemahlene Gut aufweist, eine Rührwerkwelle mit einem inneren Wellenende im Inneren der Mahlkammer, und ein Abscheidemittel, das dem fertigen pulverisierten Material den Ausfluss aus der Mahlkammer zum Auslass erlaubt, aber Mahlmedien zurückhält, wobei die Rührwerkwelle einen Endabschnitt mit einem darin ausgebildeten Hohlraum aufweist, der am inneren Wellenende offen ist und der Endabschnitt der Rührwerkwelle Ausnehmungen aufweist, die um den Hohlraum verteilt und vom inneren Wellenende beabstandet sind, durch welche die Mahlmedien aus der Mahlkammer axial in den Hohlraum fliessen und durch das innere Wellenende wieder in die Mahlkammer zurückfliessen können, und das Abscheidemittel mindestens im Wesentlichen im Hohlraum angeordnet ist.

[0003] Unabhängig von der Art der besonderen Konstruktion der Abscheidevorrichtung ist in dem im Patentdokument 1 offenbarten Rührmahlwerk die Abscheidevorrichtung in dem im Endabschnitt der Rührwerkwelle ausgebildeten Hohlraum angeordnet und an einem Ende offen, um geschützt zu sein. Dies bietet einen Vorteil, indem praktisch keine Möglichkeit besteht, dass die Mahlmedien aufgrund der Drehung der Rührwerkwelle mit der Abscheidevorrichtung kollidieren können. Zudem kann die Drehung der Rührwerkwelle ein Blockieren der Abscheidevorrichtung, d.h. ein Verstopfungsrisiko der Abscheidevorrichtung verhindern.

[0004] Wenn jedoch in diesem Rührmahlwerk eine Umwälzdurchflussrate des halbflüssigen Materials erhöht wird, oder wenn das halbflüssige Material eine hohe Viskosität und eine hohe Konzentration aufweist, werden die Mahlmedien auf unerwünschte Art und Weise in einem Bereich, der die distalen Enden von Rührelementen (bei denen es sich nicht um die Rührwerkwelle handelt) umgibt und einen Endbereich eines Stroms innerhalb der Mahlkammer darstellt, und in einem Bereich um ein Sieb, das als Abscheidevorrichtung dient, voneinander getrennt, so dass ein Anstieg des inneren Drucks der Mahlkammer bewirkt wird, so dass ein ausgeglichener Betrieb unmöglich ist. Zudem bewirkt die Trennung der Mahlmedien eine Verschlechterung der Fliessfähigkeit in einem äusseren Randbereich der als Rührelemente wirkenden Rührwerkwelle. Dies führt zu dem Problem, dass sich ein fester Bestandteil des halbflüssigen Materials in Ausnehmungen im Bereich der Rührwerkwelle festsetzt, die als Rührelement wirkt, oder dass äussere Ränder der distalen Enden der Rührelemente aufgrund der sich trennenden Mahlmedien ungleichmässigem Verschleiss unterliegen.

[0005] Um dieses Problem zu lösen, ist deshalb ein Pulverisiergerät, das in der Lage ist, eine hohe Durchflussrate zu bewältigen, entwickelt worden, wie dies in der japanischen Patentschrift JP 3 663 010 B (Patentdokument 2) offenbart wird. Das im Patentdokument 2 offenbarte Pulverisiergerät umfasst: eine hohlzylindrisch geformte Mahlkammer mit geschlossenen, gegenüberliegenden Enden; einen hohlzylindrischen Abscheider, der koaxial innerhalb der Mahlkammer vorgesehen ist, um einen Innenraum der Mahlkammer in zwei Kammern, d.h. eine innere Kammer und eine äussere Kammer, radial zu unterteilen, wobei der Abscheider mehrere Schlitze aufweist, die jeweils um dessen gesamten Umfang ausgebildet sind, um zwischen den zwei Kammern eine Fluidverbindung bereitzustellen; eine Rührwerkeinheit, die innerhalb der inneren Kammer vorgesehen ist und zur Mahlkammer koaxial angeordnet ist; eine Materialzufuhröffnung, die eine Fluidverbindung zwischen einer Innenseite und einer Aussenseite der inneren Kammer bereitstellt; und eine Materialauslassöffnung, die eine Fluidverbindung zwischen einer Innenseite und einer Aussenseite der äusseren Kammer bereitstellt, wobei das Rührelement hohlzylindrisch geformt ist, und wobei das Rührelement eine Ausnehmung und einen Vorsprung aufweist, die sich gegenseitig abwechselnd auf seiner äusseren Randoberfläche davon vorgesehen sind, und eine Öffnung, die in einem hohlzylindrischen Abschnitt des Rührelements vorgesehen ist, um dieses in einer Richtung von dessen Innenseite zu dessen Aussenseite zu durchdringen, und wobei das Pulverisiergerät dazu ausgebildet ist, zu bewirken, dass ein Material und Mahlmedien gemeinsam durch die Öffnung zwischen der Innenseite und der Aussenseite des Rührelements fliessen. Das Pulverisiergerät ist auch so ausgebildet, dass ein Verhältnis einer Axiallänge (L) zu einem Durchmesser (D) der Mahlkammer (Verhältnis L/D) 1,0 oder weniger beträgt.

[0006] Beim im Patentdokument 2 offenbarten Pulverisiergerät ist das Verhältnis L/D auf 1,0 oder weniger eingestellt, so dass das Abscheiden der Mahlmedien um distale Enden des Rührelements überwunden werden kann. Ferner wird eine Wand des hohlzylindrischen Rührelements mit einer sie in der Richtung von dessen Innenseite zu dessen Aussenseite durchdringenden Öffnung vorgesehen, und das Sieb, das zum Trennen des halbflüssigen Materials von den Mahlmedien ausgebildet ist, wird um das Rührelement herum ausgebildet, so dass das Bereitstellen einer Konstruktion ermöglicht wird, die in Lage ist, einen Fluss von der Innenseite des Rührelements zum Sieb hin zu behindern, d.h. eine Durchflussrate zu erhöhen, ohne dass ein Druckanstieg erfolgt und somit ein ausgeglichener Betrieb erreicht wird.

[0007] Jedoch ist der Fluss von der Innenseite des Rührelements zum Sieb hin beim im Patentdokument 2 offenbarten Pulverisiergerät gleich gerichtet wie ein Abfluss des von den Mahlmedien getrennten halbflüssigen Materials. Somit werden die Mahlmedien zwangsläufig gegen das Sieb gedrückt, womit ein Problem hinsichtlich eines erheblichen Verschleisses einer Sieboberfläche verursacht wird.

[0008] Deshalb wird in JP 5 046 557 B (Patentdokument 3) ein Medien-Rührwerk-Nasszerstäuber vorgeschlagen, der dazu ausgebildet ist, Mahlmedien ein einfaches Fliessen im Inneren eines Rührelements zu ermöglichen, so dass das oben erwähnte Problem gelöst wird. Der im Patentdokument 3 offenbarte Medien-Rührwerk-Nasszerstäuber umfasst: eine zylinderförmige Kammer; einen hohlzylindrischen Abscheider, der einen Innenraum der Kammer in eine innere Kammer und eine äussere Kammer radial unterteilt und mehrere Schlitze aufweist, die jeweils eine Fluidverbindung zwischen den zwei Kammern bereitstellen; eine sich drehende Welle, die so drehbar bereitgestellt ist, dass sie ein Ende der Kammer durchdringt; einen Rotor, der an der sich drehenden Welle festgelegt und drehbar ausgebildet ist; eine Materialzufuhröffnung, die am anderen Ende der Kammer vorgesehen ist, um Fluidverbindung zwischen einer Innenseite und einer Aus-senseite der inneren Kammer bereitzustellen; und eine Materialauslassöffnung, die an einem äusseren Rand der Kammer vorgesehen ist, um Fluidverbindung zwischen einer Innenseite und einer Aussenseite der äusseren Kammer bereitzustellen, wobei der Rotor aus mehreren kleinen Rotoren besteht, die jeweils einen zylinderförmigen Rührteilabschnitt und einen scheibenförmigen Rückhalteabschnitt umfassen, und wobei der Rührteilabschnitt mehrere Durchgangslöcher aufweist, die jeweils Fluidverbindung zwischen dessen Innenseite und dessen Aussenseite bereitstellen. Diese Struktur stellt eine verbesserte Fliessfähigkeit der Mahlmedien bereit. Allerdings ist ein Fluss von einer Innenseite des Rührelements zum Sieb hin gleich gerichtet wie ein Abfluss des von den Mahlmedien getrennten halbflüssigen Materials. Wenn somit eine Umwälzrate erhöht wird, reicht eine Kraft, die zum Rückfliessen der Mahlmedien zur Innenseite des Rührelements hin wirkt, nicht mehr aus, um dem Abfluss des halbflüssigen Materials zu widerstehen, was einen erheblichen Verschleiss des Siebs zur Folge hat.

Kurzbeschreibung der Erfindung [Technisches Problem] [0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät bereitzustellen, das in der Lage ist, die Trennung der Mahlmedien zu überwinden, was in herkömmlichen Medien-Rührwerk-Pulverisiergeräten als Problem anerkannt ist, um somit im Betrieb eine hohe Umwälzleistung bei gleichzeitiger Verschleissminderung eines Rührelements und eines Mahlmedien-Abscheideelements zu ermöglichen.

[Lösung des technischen Problems] [0010] Die oben erwähnte Aufgabe wird mit einem Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät gemäss der vorliegenden Erfindung gelöst, das die folgenden Merkmale (1) bis (13) aufweist.

[0011] (1)

Ein Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät umfasst: eine zylinderförmige Mahlkammer; ein zylinderförmiges Rührmittel, das innerhalb der Mahlkammer angeordnet und gegenüber dieser koaxial drehbar ist; ein Mahlmedien-Abscheidemittel, das innerhalb des Rührmittels diesem gegenüber koaxial angeordnet ist; einen Mahlraum, der zwischen einem äusseren Rand des Rührmittels und einem inneren Rand der Mahlkammer angeordnet ist; im Mahlraum enthaltene Mahlmedien; eine Materialzuführung zum Zuführen eines halb-flüssigen Materials in die Mahlkammer; und eine Materialabführung zum Abführen eines feinverteilten und/oder pulverisierten Materials aus der Mahlkammer hinaus, wobei das Rührmittel Folgendes umfasst: ein kreisförmiges und tellerförmiges Nabenelement, das an einem Ende einer drehbaren Antriebswelle festgelegt ist, das sich im Inneren der Mahlkammer befindet, wobei die drehbare Antriebswelle sich von der Seite eines Endes der Mahlkammer in das Innere der Mahlkammer erstreckt; eine ringförmige Endplatte, die axial in Richtung der drehbaren Antriebswelle vom Nabenelement beabstandet angeordnet ist; eine Mehrzahl von Rührelementen, die zwischen dem Nabenelement und der Endplatte in Umfangsintervallen festgelegt sind, wobei jedes der Rührelemente radial nach aussen bezüglich des jeweiligen äusseren Randes des Nabenelements und der Endplatte vorsteht; und eine Mehrzahl von Mahlmedien-Abstreifelementen zum Abstreifen der sich im Inneren des Rührmittels ansammelnden Mahlmedien zum Äusseren des Rührmittels hin, wobei die Mahlmedien-Abstreifelemente zwischen dem Nabenelement und der Endplatte in Umfangsintervallen festgelegt sind, wobei sich jedes der Mahlmedien-Abstreifelemente radial nach innen bezüglich des äusseren Randes des Nabenelements und der Endplatte erstreckt, und wobei ein offener Bereich als Teil eines äusseren Rands des Rührmittels mit Ausnahme der Dicken der Rührelemente und der Mahlmedien-Abstreifelemente als eine Mahl-medien-Umwälzöffnung zum Umwälzen der Mahlmedien vom Inneren zum Äusseren des Rührmittels ausgebildet ist, und wobei ein Öffnungsverhältnis als Flächenverhältnis der Mahlmedien-Umwälzöffnung zu einer Umfangsfläche zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen des Nabenelements und der Endplatte des Rührmittels 50 bis 90% beträgt.

[0012] (2)

Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wie in (1 ) erläutert, wobei das Öffnungsverhältnis der Mahlmedien-Umwälzöffnung zur Umfangsfläche zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen des Nabenelements und der Endplatte des Rührmittels 70 bis 90% beträgt.

[0013] (3)

Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wie in (1) oder (2) erläutert, wobei das Verhältnis einer radialen Länge einer Bearbeitungsoberfläche eines jeden Mahlmedien-Abstreifelements zu einer radialen Länge einer Bearbeitungsoberfläche des Rührmittels 3:7 bis 7:3 beträgt.

[0014] (4)

Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wie in (3) erläutert, wobei das Verhältnis der radialen Länge der Bearbeitungsoberfläche eines jeden Mahlmedien-Abstreifelements zur radialen Länge der Bearbeitungsoberfläche des Rührmittels 4:6 bis 6:4 beträgt.

[0015] (5)

Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wie in (1), (2), (3) und/oder (4) erläutert, wobei ein Winkel, der zwischen einer Bearbeitungsoberfläche eines jeden Mahlmedien-Abstreifelements und einer Radialachse des Rührmittels definiert wird, 0 bis 45 Grad beträgt.

[0016] (6)

Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wie in (5) erläutert, wobei ein Winkel, der zwischen einer Bearbeitungsoberfläche eines jeden Mahlmedien-Abstreifelements und einer Radialachse des Rührmittels definiert wird, 10 bis 40 Grad beträgt.

[0017] (7)

Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wie in (1), (2), (3), (4), (5) und/oder (6) erläutert, wobei jeder der mehreren Rührelementsätze und Mahlmedien-Abstreifelementsätze einstückig ausgebildet ist.

[0018] (8)

Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wie in (1) bis (7) erläutert, wobei das Mahlmedien-Abscheidemittel einen Abscheidemittelkörper und ein Trägerelement, das den Abscheidemittelkörper trägt, umfasst, und wobei der Abscheidemittelkörper einen Aussendurchmesser aufweist, der 80% oder mehr des Durchmessers eines Kreises beträgt, der jeweilige Innenkanten der Mahlmedien-Abstreifelemente verbindet, und ein Spalt zwischen dem Durchmesser des Kreises, der die Innenkanten der Mahlmedien-Abstreifelemente verbindet und dem Aussendurchmesser des Abscheidemittelkörpers dreimal grösser oder viermal grösser ist als ein Durchmesser eines jeden Mahlmediums.

[0019] (9)

Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wie in (8) erläutert, wobei das Mahlmedien-Abscheidemittel an der Seite des anderen Endes der Mahlkammer festgelegt ist, und wobei der Abscheidemittelkörper von der Seite des anderen Endes in einen Innenraum des Rührmittels eingesetzt ist.

[0020] (10)

Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wie in (1) bis (9) erläutert, wobei es sich beim Mahlmedien-Abscheidemittel um ein siebartiges, pulverisierendes Medium-Abscheidemittel handelt.

[0021] (11)

Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wie in (8) oder (9) erläutert, wobei der Abscheidemittelkörper vollständig in einem Innenraum des Rührmittels aufgenommen ist.

[0022] (12)

Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wie in (9) oder (11), wobei der Abscheidemittelkörper eine Gesamtlänge aufweist, die 20 bis 80% einer Gesamtlänge des Innenraums des Rührmittels beträgt.

[0023] (13)

Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wie in (8) erläutert, wobei das Trägerelement einen Aussendurchmesser aufweist, der 50% oder mehr eines Innendurchmessers des Rührmittels beträgt, und der Spalt zwischen dem Innendurchmesser des Rührmittels und dem Aussendurchmesser des Trägerelements gegenüber einem Innendurchmesser der Endplatte des Rührmittels dreimal grösser oder noch grösser ist als der Durchmesser eines jeden Mahlmediums.

[Funktionsweise der Erfindung] [0024] Im Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät der vorliegenden Erfindung, das die oben erwähnten Merkmale aufweist, wird durch eine Zentrifugalkraftwirkung des Rührmittels ein Fluss gebildet, der dazu führt, dass die Mahlmedien und das halbflüssige Material im Innern des Rührmittels zur Aussenseite des Rührmittels gelenkt werden. Weiterhin ist das Öffnungsverhältnis der Mahlmedien-Umwälzöffnung des Rührmittels auf 50 bis 90% eingestellt, d.h. dass die Mahlmedien-Umwälzöffnung in einer Umfangsfläche des Rührmittels weit geöffnet ist, so dass es möglich wird, das Anhaften eines festen Bestandteils an einer Innenseite des Rührmittels zu verhindern und einen Fluss der Mahlmedien zur Innenseite und zur Aussenseite des Rührmittels ausreichend zu regeln, ohne dass der Durchfluss auch bei halbflüssigem Material mit hoher Viskosität und hoher Konzentration behindert wird.

[0025] Im Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät der vorliegenden Erfindung kann der Aussendurchmesser des Abscheidemittelkörpers auf 80% oder mehr des Durchmessers des Kreises eingestellt werden, der die Innenkanten der Mahlmedien-Abstreifelemente 31 verbindet, und der Spalt zwischen dem Durchmesser des Kreises, der die Innenkanten der Mahlme-dien-Abstreifelemente verbindet, und dem Aussendurchmesser des Abscheidemittelkörpers kann so eingestellt werden, dass er dreimal grösser oder noch grösser als der Durchmesser eines jeden Mahlmediums ist, d.h. jedes der Mahlmedi-en-Abstreifelemente und der Abscheidekörper kann benachbart zueinander angeordnet werden. Dies ermöglicht, dass die Mahlmedien, die sich um einen äusseren Rand des Abscheidemittelkörpers ansammeln, leicht ausserhalb des Rührmittels fliessen können, wodurch das Trennen der Mahlmedien um den Abscheidemittelkörper herum und Verschleiss durch Mahlmedien vermindert wird.

[0026] Weiterhin kann im Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät der vorliegenden Erfindung der Aussendurchmesser des Trägerelements des Mahlmedien-Abscheidemittels auf 50% oder mehr des Innendurchmessers der ringförmigen Endplatte des Rührmittels eingestellt werden, und der Spalt zwischen dem Innendurchmesser der ringförmigen Endplatte des Rührmittels und dem Aussendurchmesser des Trägerelements kann so eingestellt werden, dass er dreimal grösser oder noch grösser als der Durchmesser eines jeden Mahlmediums ist. In diesem Fall wird es möglich, das Behindern des Einfliessens einer Mischung von Mahlmedien und dem halbflüssigen Material zu einem Innenraum des Rührmittels zu verhindern und das Trennen der Mahlmedien um ein offenes Ende des Rührmittels herum und ungleichmässigen Verschleiss durch die Mahlmedien zu vermindern. Dies ermöglicht einen ausgeglichenen Betrieb ohne einen erhöhten internen Betriebsdruck der Mahlkammer und damit einen Betrieb mit hoher Durchflussrate.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen [0027]

Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Medien-Rührwerk-Pulverisiergeräts gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen Hauptbestandteil des in Fig. 1 dargestellten Medien-Rührwerk-Pulverisiergeräts darstellt.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht, die lediglich ein Rührmittel in Fig. 2 dargestellten Hauptbestandteil darstellt.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht in Querrichtung des in Fig. 1 dargestellten Medien-Rührwerk-Pulverisiergeräts, wobei der Querschnitt so gewählt ist, dass eine Konfiguration eines Elements oder Bauteils in angemessener Weise gezeigt wird, wobei eine Trommel ausgelassen worden ist.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht, die Fig. 4 entspricht und eine Abwandlung einer Konstruktion eines Rührmittels und eines Mahlmedien-Abstreifelements darstellt.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm mit Resultaten einer Leistungsprüfung eines Medien-Rührwerk-Pulverisiergeräts gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eines Medien-Rührwerk-Pulverisiergeräts im Vergleich.

Beschreibung der Ausführungsformen [0028] Ein erfindungsgemässes Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 stellt ein Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät 10 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Das Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät 10 weist eine Mahlkammer 20 auf, die Folgendes umfasst: eine zylinderförmige Trommel 12; eine Endplatte 14, die an einem Ende der Trommel 12 festgelegt ist; und ein nicht dargestelltes Gestell, das am anderen Ende der Trommel 12 durch einen Materialzuführungsflansch 16 hindurch festgelegt ist. Die Mahlkammer 20 ist so konstruiert, dass darin ein hermetisch verschlossener Mahlraum C1 gebildet wird. Wie bekannt ist, sind beim Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät im Mahlraum C1 nicht dargestellte Mahlmedien in der Form von Kügelchen enthalten.

[0029] Die Trommel 12 weist einen Innenraum auf, in dem ein Rührmittel 22 drehbar angeordnet ist. Das Rührmittel 22 ist gegenüber der Trommel 12 und somit der Mahlkammer 20 koaxial angeordnet. Das Rührmittel 22 umfasst: ein kreisförmiges und tellerförmiges Nabenelement 26, das an einem Ende einer drehbaren Antriebswelle 24 festgelegt ist, die sich innerhalb der Mahlkammer 20 befindet, wobei die drehbare Antriebswelle 24 sich von der Seite eines Endes der Mahlkammer 20 in die Mahlkammer erstreckt; eine ringförmige Endplatte 28, die axial in Richtung der drehbaren Antriebswelle 24 vom Nabenelement 26 beabstandet angeordnet ist; eine Mehrzahl von Rührelementen 30, die zwischen dem Nabenelement 26 und der Endplatte 28 in Umfangsintervallen festgelegt sind, wobei jedes der Rührelemente 30 radial nach aussen bezüglich des jeweiligen äusseren Randes des Nabenelements 26 und der Endplatte 28 vorsteht; und eine Mehrzahl von Mahlmedien-Abstreifelementen 31 zum Abstreifen der sich im Inneren des Rührmittels 22 ansammelnden Mahlmedien zum Äusseren des Rührmittels 22 hin, wobei die Mahlmedien-Abstreifelemente 31 zwischen dem Nabenelement 26 und der Endplatte 28 in Umfangsintervallen festgelegt sind, wobei sich jedes der Mahlmedien-Abstreifelemente radial nach innen bezüglich des äusseren Randes des Nabenelements und der Endplatte erstreckt.

[0030] Ein offener Bereich als Teil eines äusseren Rands des Rührmittels 22 mit Ausnahme der Dicken der Rührelemente 30 und der Mahlmedien-Abstreifelemente 31 ist als eine Mahlmedien-Umwälzöffnung 22a zum Umwälzen der Mahlmedien von Inneren zum Äusseren des Rührmittels ausgebildet, wobei ein Öffnungsverhältnis als Flächenverhältnis der Mahlmedien-Umwälzöffnung 22a zu einer Umfangsfläche zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen des Nabenelements 26 und der Endplatte 28 des Rührmittels 22 auf 50 bis 90%, besonders bevorzugt auf 70 bis 90% eingestellt wird. Diese Ausführungsform offenbart ein Beispiel, in dem jeder der mehreren Sätze von Rührelementen 30 und Mahlmedien-Ab-streifelementen 31 einstückig ausgebildet ist. Alternativ dazu kann es sich, wie in Fig. 5 dargestellt, um separate Elemente handeln. Jedoch ermöglichen die einstückig ausgebildeten Rührmittel das Einstellen des Öffnungsverhältnisses auf einen grösseren Wert. Falls das Öffnungsverhältnis über den Bereich hinausgeht, verringern sich die Dicken der Rührelemente 30 und der Mahlmedien-Abstreifelemente 31 relativ dazu. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Festigkeitsverlusts und somit einer bruchanfälligen Konstruktion.

[0031] Die drehbare Antriebswelle 24 erstreckt sich so, dass sie in axialer Richtung das Gestell durchdringt und ihr anderes Ende über einen nicht dargestellten und bekannten Antriebsmechanismus mit einer Antriebsquelle verbunden werden kann, so dass sie in einer vorgegebenen Richtung drehend angetrieben werden kann. Die drehbare Antriebswelle 24 ist mit einem nicht dargestellten Wellendichtungselement (mechanische Dichtung o.ä.) versehen. Der Materialzuführungsflansch 16a ist für die Zufuhr eines halbflüssigen Materials in den Mahlraum C1 hinein mit einer Materialzuführung 16a ausgebildet. Die Materialzuführung 16a weist eine Materialzuführungsöffnung 16b zur eigentlichen Einleitung von Material in den Mahlraum C1 auf, wobei die Materialzuführungsöffnung 16b bevorzugt seitlich an einer hinteren Oberfläche des Rührmittels 22, d.h. einer hinteren Oberfläche des Nabenelements 26, positioniert ist. Wie bekannt ist, sind beim Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät im Mahlraum C1 nicht dargestellte Mahlmedien in der Form von Kügelchen enthalten.

[0032] Das Rührmittel 22 weist einen Innenraum auf, in dem ein Mahlmedien-Abscheideelement 32 so bereitgestellt ist, dass es gegenüber der drehbaren Antriebswelle 24 angeordnet ist, damit das Rührmittel 22 die im halbflüssigen Material verteilten Mahlmedien vom Material abscheiden kann. Der Innenraum des Rührmittels 22, insbesondere ein Raum zwischen dem Mahlmedien-Abscheidemittel 32 und einer zylindrischen Wand des Rührmittels 22 wird nachfolgend als Medienabscheideraum C2 bezeichnet. Als Mahlmedien-Abscheidemittel 32 kann eine Art von Sieb (siehe Fig. 1) oder eine (nicht dargestellte) Art von Zentrifugalmesser verwendet werden. Insbesondere ist in der vorliegenden Erfindung ein siebförmiges Mahlmedien-Abscheidemittel verwendbar.

[0033] Das siebförmige Mahlmedien-Abscheidemittel 32 umfasst: einen Abscheidemittelkörper 34, der im Innern des Rührmittels 22 angeordnet und mit einem umlaufenden Siebabscheider 34a versehen ist; sowie ein Trägerelement 36, das den Abscheidemittelkörper trägt. Das Mahlmedien-Abscheidemittel 32 ist an der Seite des anderen Endes der Mahlkammer, d.h. an der Endplatte 14 festgelegt, und der Abscheidemittelkörper 34 wird von der Seite des anderen Endes aus in den Innenraum des Rührmittels eingesetzt. Das bedeutet, dass das Trägerelement 36 ein Bodenende aufweist, das an der Endplatte 14 festgelegt ist, und sich vom Bodenende in den Innenraum des Rührmittels 22 erstreckt und somit ein distales Ende aufweist, an welchem der Abscheidemittelkörper 34 festgelegt ist.

[0034] Der Abscheidemittelkörper 34 ist bevorzugt vollständig im Innenraum des Rührmittels 22 aufgenommen. Besonders bevorzugt weist dieser Abscheidemittelkörper eine Gesamtlänge auf, die 20 bis 80% der Gesamtlänge des Innenraums des Rührmittels 22 beträgt. Der Abscheidemittelkörper 34 ist bevorzugt nahe dem Nabenelement 26 im Innenraum des Rührmittels 22 angeordnet.

[0035] Der Abscheidemittelkörper 34 weist bevorzugt einen Aussendurchmesser auf, der 80% oder mehr eines Durchmessers eines Kreises beträgt, der die jeweiligen Innenkanten der Mahlmedien-Abstreifelemente 31 verbindet, und einen Spalt zwischen dem Durchmesser des Kreises, der die Innenkanten der Mahlmedien-Abstreifelemente verbindet, und dem Aussendurchmesser des Abscheidemittelkörpers ist dreimal grösser oder noch grösser als ein Durchmesser eines jeden Mahlmediums. Dadurch soll die Wirkung der Mahlmedien-Abstreifelemente 31 erhöht werden.

[0036] Das Trägerelement 36 weist bevorzugt einen Aussendurchmesser auf, der 50% oder mehr eines Innendurchmessers der ringförmigen Endplatte 28 des Rührmittels 22 beträgt, und ein Spalt zwischen dem Innendurchmesser des Rührmittels und dem Aussendurchmesser des Trägerelements ist dreimal grösser oder noch grösser als der Durchmesser eines jeden Mahlmediums. In diesem Fall ist der Aussendurchmesser des Trägerelements 36 höchstens gleich einem Aussendurchmesser des Abscheidemittelkörpers 34 und bevorzugt kleiner als der Aussendurchmesser des Abscheidemittelkörpers 34. Dies soll das unbehinderte Einfliessen einer Mischung aus dem halbflüssigen Material und den Mahlmedien in den Abscheideraum C2 ermöglichen.

[0037] Ein Verhältnis einer Radiallänge einer Bearbeitungsoberfläche eines jeden Mahlmedien-Abstreifelements 31 zu einer Radiallänge einer Bearbeitungsoberfläche eines der jeweiligen Rührelemente 30 beträgt 3:7 bis 7:3, bevorzugt 4:6 bis 6:4, besonders wenn die zwei Elemente einstückig ausgebildet sind. Obschon sich die Bearbeitungsoberfläche des Mahlmedien-Abstreifelements 31 wie in der Zeichnung dargestellt von einer äusseren Randkante der ringförmigen Endplatte 28 des Rührmittels 22 erstrecken und dann von einer inneren Randkante der ringförmigen Endplatte 28 einwärts vorstehen kann, endet diese bevorzugt an der inneren Randkante.

[0038] In dieser Ausführungsform beträgt ein Winkel a, der zwischen der Bearbeitungsoberfläche eines jeden Mahlmedi-en-Abstreifelements und einer Radialachse des Rührmittels 22 definiert wird, 0 bis 45 Grad, bevorzugt 10 bis 40 Grad. Ein Abstreifende eines jeden Mahlmedien-Abstreifelements 31 ist bevorzugt als eine Oberfläche ausgebildet, die in einem spitzen Winkel von einer Oberfläche des Abscheidemittelkörpers 34 in Richtung einer in Drehrichtung nachgelagerten Seite davon verläuft, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.

[0039] Das Mahlmedien-Abscheidemittel 32 ist mit einer Materialabführung 38 versehen, die sich wie in Fig. 1 dargestellt von einer Aussenseite der Mahlkammer 20 zu einer Innenseite des Abscheidemittelkörpers 34 erstreckt. Ein Ende der Materialabführung 38, das zur Innenseite des Abscheidemittelkörpers 34 hin offen ist, ist als Materialabführungsöffnung 40 ausgebildet.

[0040] Bei Betriebsbeginn wird das Rührmittel 22 drehend angetrieben, während halbflüssiges Material, das zu pulverisierende Zielpartikel enthält, als Material durch die Materialzuführung 16a eingeleitet wird. Das in den Mahlraum C1 eingeleitete halbflüssige Material wird zum Durchführen einer Drehbewegung innerhalb des Mahlraums C1 zusammen mit den Mahlmedien gerührt. Je nach der Drehbewegung der Mahlmedien werden die Partikel im halbflüssigen Material pulverisiert oder verteilt. Zusammen mit den Mahlmedien tritt das halbflüssige Material hauptsächlich durch eine Öffnung eines Endes des Rührmittels 22 in den Innenhohlraum, d.h. den Abscheideraum C2, des Rührmittels ein. Je nach dem Mahlmedien-Abscheidemittel 32 werden dann die Mahlmedien vom halbflüssigen Material abgeschieden, und es wird nur das halbflüssige Material durch die Materialabführung 38 nach aussen geführt.

[0041] Während des oben beschriebenen Betriebs werden die Mahlmedien, die hauptsächlich am Abscheidesieb 34a des Abscheidemittelkörpers 34 des Mahlmedien-Abscheidemittels 32 anhaften, durch Drehung der Mahlmedien-Abstreifele-mente 31 des Rührmittels 22 abgestreift und durch die Mahlmedien-Umwälzöffnung 22a an die Aussenseite des Rührmittels 22 gelenkt, wonach die Mahlmedien zum Pulverisieren oder Verteilen von Zielpartikeln in einem halbflüssigen Material wiederverwendet werden.

[0042] Eine momentane elektrische Leistung wurde unter Verwendung des in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Medien-Rühr-werk-Pulverisiergeräts 10 unter den folgenden Bedingungen gemessen: Glyzerin (Viskosität: 800 mPS (25°C), 200 mPS (45°C)) wurde als halb-flüssiges Material verwendet; eine Befüllungsleistung der Mahlmedien im Mahlraum wurde auf 80% festgelegt, und das Öffnungsverhältnis der Mahlmedien-Umwälzöffnung 22a wurde stufenweise auf 30%, 45%, 55%, 65%, 75%, 85% und 95% eingestellt, während eine Zuführdurchflussrate des halbflüssigen Materials laufend verändert wurde. Ein Ergebnis der Messung fiel wie im Diagramm der Fig. 6 vorgestellt aus. Wenn das Öffnungsverhältnis auf 95% eingestellt wurde, nimmt aufgrund der Verringerung der Dicke der Rührelemente und des Mahlmedien-Abstreifelements deren Festigkeit ab, so dass während der Messung bei Elementen Brüche auftraten. Dies wurde als unbrauchbar bewertet. Aus diesem Diagramm geht hervor, dass die vorliegende Erfindung vorteilhafte Wirkungen erzielt.

Liste der Bezugszeichen [0043] 10: Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät 12: Trommel 14: Endplatte 16: Materialzuführungsflansch 16a: Materialzuführung 16b: Materialabführung 18: Gestell 20: Mahlkammer 22: Rührmittel 22a: Mahlmedien-Umwälzöffnung 24: drehbare Antriebswelle 25: Wellendichtungselement 26: kreisförmiges und tellerförmiges Nabenelement 28: ringförmige Endplatte 30: Rührelement

Claims

31: Mahlmedien-Abstreifelement 32: Mahlmedien-Abscheidemittel 34: Abscheidemittelkörper 34a: Abscheidesieb 36: Trägerelement Patentansprüche

1. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) umfassend: eine zylinderförmige Mahlkammer (20); ein zylinderförmiges Rührmittel (22), das innerhalb der Mahlkammer (20) angeordnet und gegenüber dieser koaxial drehbar ist; ein Mahlmedien-Abscheidemittel (32), das innerhalb des Rührmittels (22) diesem gegenüber koaxial angeordnet ist; einen Mahlraum (C1), der zwischen einem äusseren Rand des Rührmittels (22) und einem inneren Rand der Mahlkammer (20) angeordnet ist; im Mahlraum (C1) enthaltene Mahlmedien; eine Materialzuführung (16a) zum Zuführen eines halbflüssigen Materials in die Mahlkammer (20); und eine Materialabführung (38) zum Abführen eines feinverteilten und/oder pulverisierten Materials aus der Mahlkammer (20) hinaus, wobei das Rührmittel (22) Folgendes umfasst: ein kreisförmiges und tellerförmiges Nabenelement (26), das an einem Ende einer drehbaren Antriebswelle (24) befestigt ist, das sich im Inneren der Mahlkammer (20) befindet, wobei die drehbare Antriebswelle (24) sich von der Seite eines Endes der Mahlkammer (20) in das Innere der Mahlkammer (20) erstreckt; eine ringförmige Endplatte (28), die axial in Richtung der drehbaren Antriebswelle (24) vom Nabenelement (26) be-abstandet angeordnet ist; eine Mehrzahl von Rührelementen (30), die zwischen dem Nabenelement (26) der Endplatte in Umfangsintervallen festgelegt sind, wobei jedes der Rührelemente (30) radial nach aussen bezüglich des jeweiligen äusseren Randes des Nabenelements (26) und der Endplatte (28) vorsteht; und eine Mehrzahl von Mahlmedien-Abstreifelemente (31) zum Abstreifen der sich im Inneren des Rührmittels (22) ansammelnden Mahlmedien zum Äusseren des Rührmittels (22) hin, wobei die Mahlmedien-Abstreifelemente (31) zwischen dem Nabenelement (26) und der Endplatte (28) in Umfangsintervallen festgelegt sind, wobei sich jedes der Mahlmedien-Abstreifelemente (31) radial nach innen bezüglich des äusseren Randes des Nabenelements (26) und der Endplatte (28) erstreckt, und wobei ein offener Bereich als Teil eines äusseren Rands des Rührmittels (22) mit Ausnahme der Dicken der Rührelemente (30) und der Mahlmedien-Abstreifelemente (31) als eine Mahlmedien-Umwälzöffnung (22a) zum Umwälzen der Mahlmedien vom Inneren zum Äusseren des Rührmittels (22) ausgebildet ist, und wobei ein Öffnungsverhältnis als Flächenverhältnis der Mahlmedien-Umwälzöffnung (22a) zu einer Umfangsfläche zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen des Nabenelements (26) und der Endplatte (28) des Rührmittels (22) 50 bis 90% beträgt.
2. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) nach Anspruch 1, wobei das Öffnungsverhältnis der Mahlmedien-Umwälzöffnung (22a) zur Umfangsfläche zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächen des Nabenelements (26) und der Endplatte (28) des Rührmittels 70 bis 90% beträgt.
3. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verhältnis einer radialen Länge einer Bearbeitungsoberfläche eines jeden Mahlmedien-Abstreifelements (31) zu einer radialen Länge einer Bearbeitungsoberfläche des Rührelements (30) 3:7 bis 7:3 beträgt.
4. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) nach Anspruch 3, wobei das Verhältnis der radialen Länge der Bearbeitungsoberfläche eines jeden Mahlmedien-Abstreifelements (31) zur radialen Länge der Bearbeitungsoberfläche des Rührelements (30) 4:6 bis 6:4 beträgt.
5. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Winkel (a), der zwischen einer Bearbeitungsoberfläche eines jeden Mahlmedien-Abstreifelements (31) und einer Radialachse des Rührmittels (22) definiert wird, 0 bis 45 Grad beträgt.
6. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) nach Anspruch 5, wobei ein Winkel (a), der zwischen einer Bearbeitungsoberfläche eines jeden Mahlmedien-Abstreifelements (31) und einer Radialachse des Rührmittels (22) definiert wird, 10 bis 40 Grad beträgt.
7. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jeder der mehreren Sätze von Rührelementen (30) und Mahlmedien-Abstreifelementen (31) einstückig ausgebildet ist.
8. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Mahlmedien-Abscheidemittel (32) einen Abscheidemittelkörper (34) und ein Trägerelement (36), das den Abscheidemittelkörper (34) trägt, umfasst, und wobei der Abscheidemittelkörper (34) einen Aussendurchmesser aufweist, der 80% oder mehr des Durchmessers eines Kreises beträgt, der jeweilige Innenkanten der Mahlmedien-Abstreifelemente (31) verbindet, und einen Spalt zwischen dem Durchmesser des Kreises, der die Innenkanten der Mahlmedien-Abstreifelemente (31) verbindet und dem Aussendurchmesser des Abscheidemittelkörpers (34) dreimal grösser oder viermal grösser ist als ein Durchmesser eines jeden Mahlmediums.
9. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) nach Anspruch 8, wobei das Mahlmedien-Abscheidemittel (32) an der Seite des anderen Endes der Mahlkammer (20) befestigt ist, und wobei der Abscheidemittelkörper (34) von der Seite des anderen Endes in einen Innenraum des Rührmittels (22) eingesetzt ist.
10. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Mahlmedien-Abscheidemittel (32) mit einem umlaufenden Siebabschneider (34a) versehen ist.
11. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Abscheidemittelkörper (34) vollständig in dem Innenraum des Rührmittels (22) aufgenommen ist.
12. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) nach Anspruch 9 oder 11, wobei der Abscheidemittelkörper (34) eine Gesamtlänge aufweist, die 20 bis 80% einer Gesamtlänge des Innenraums des Rührmittels (22) beträgt.
13. Medien-Rührwerk-Pulverisiergerät (10) nach Anspruch 8, wobei das Trägerelement (36) einen Aussendurchmesser aufweist, der 50% oder mehr eines Innendurchmessers der ringförmigen Endplatte (28) des Rührmittels (22) beträgt, und einen Spalt zwischen dem Innendurchmesser des Rührmittels (22) und dem Aussendurchmesser des Trägerelements (36) gegenüber einem Innendurchmesser der Endplatte (28) des Rührmittels (22) dreimal grösser oder noch grösser ist als der Durchmesser eines jeden Mahlmediums.