DE10046769A1 - Stiftmühle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stiftmühle, die konstruktiv derart ausgestaltet ist, daß zur drehbaren Lagerung der Antriebswellen Standardlagerungen sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen eingesetzt werden können. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Lagerungen an der Stiftmühle konstruktiv derart ausgebildet sind, daß ein Wärmeübergang vom Gehäuse der Stiftmühle auf die Lagerungen weitgehend verhindert wird, insbesondere durch eine thermische Isolierung der Lagertöpfe gegenüber dem Stiftmühlengehäuse. Insbesondere sind die Wälzlager jeder drehbaren Welle in einem separaten Lagertopf gehalten, wobei sich zwischen jedem Lagertopf und dem Mühlengehäuse ein Isolierraum befindet, der die Lagertöpfe thermisch von dem Mühlengehäuse trennt.

Description

Grundlage der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Stiftmühle, insbesondere eine Stiftmühle mit gegenläufigen Stiftscheiben. Solche Mühlen werden bevorzugt zur Mahlung von Öl- oder fetthaltigen Nahrungsmitteln, wie z. B. Kakao, Kaffee und Gewürzen eingesetzt. Auch zur Mahlung von Kunststoffen sind diese Mühlen einsetzbar.

Oft erfolgt dabei die Mahlung unter Zugabe von flüssigem Stickstoff zur Kühlung des Gutes während der Mahlung. Das Kühlen versprödet elastisches Mahlgut wie z. B. Kunststoff, wodurch dieses erst mahlbar wird. Bei der Mahlung von z. B. Gewürzen ist es von Vorteil, das keine Erhitzung auftritt und daher die in den Gewürzen enthaltenen, wärmeempfindlichen ätherischen Öle weitgehend erhalten bleiben.

Stand der Technik

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 27 13 809 A1 ist beispielsweise eine Stiftmühle zum Kaltmahlen von Gummigranulat bekannt, die zwei gegenüberliegende Stiftscheiben aufweist.

Zähe, elastische Stoffe wie z. B. Gummi lassen sich auch bei hohen Drehzahlen der Stiftscheiben bei Normaltemperatur nicht oder nur unzureichend zu feinem Pulver zerkleinern. Die Mahlung mit flüssigem Stickstoff oder einem anderen Kältemittel versprödet das Mahlgut vor der Mahlung. In diesem tief gekühlten Zustand lassen sich diese Stoffe sodann vermahlen.

Nachteile im Stand der Technik, Aufgabe und Lösung der Erfindung

Im Betrieb der Stiftmühle mit einem Kältemittel wird nicht nur das Mahlgut auf tiefe Temperaturen abgekühlt, sondern auch die Mühle kühlt sich ab. Es wird dabei insbesondere das Gehäuse, die Antriebswellen und die Lagerungen auf eine sehr tiefe Temperatur abgekühlt.

Die für die drehbare Lagerung der Stiftscheiben erforderlichen Wälzlager sind jedoch üblicherweise für sehr hohe Temperaturen und im allgemeinen gerade nicht für den Betrieb bei sehr tiefen Temperaturen ausgelegt.

Lagerungen, die für tiefe Temperaturen besonders geeignet sind, stellen Speziallager dar, die teurer als Standardlagerungen sind. Solche Speziallager können wiederum nicht bei hohen Temperaturen betrieben werden.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb eine Stiftmühle konstruktiv derart auszugestalten, daß Standardlagerungen für einen Betrieb bei sowohl hohen als auch bei niedrigen Temperaturen eingesetzt werden können.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Lagerungen an der Stiftmühle konstruktiv derart ausgebildet sind, daß ein Wärmeübergang vom Gehäuse der Stiftmühle auf die Lagerungen weitgehend verhindert wird, insbesondere durch eine thermische Isolierung der Lagertöpfe gegenüber dem Stiftmühlengehäuse.

Beschreibung der Erfindung

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine thermische Isolierung dadurch . erreicht, daß fettgeschmierte Standardlager in einem Lagertopf vormontiert sind. Die Lagertöpfe sind in der Mühle derart angeordnet, daß zwischen ihnen und dem Mühlengehäuse ein Zwischenraum gebildet wird, der von einem vorzugsweise gasförmigen Isoliermedium durchströmt wird. Durch diesen gasgefüllten Zwischenraum wird eine wirkungsvolle thermische Isolierung von Lagertöpfen und Mühlengehäuse erreicht. Das Isoliermedium dient gleichzeitig als Spülmedium für den Spülspalt zwischen Mühlengehäuse und Antriebswelle der einlaufseitigen Stiftscheibe also zwischen Mahlraum und den Lagertöpfen dienen.

Neben dem Isolierraum, der durch das Isoliermedium durchströmt wird, verfügt die erfindungsgemäße Stiftmühle über einen Verteilerraum, der ein zugeführtes Spülmedium für die Spülspalte zwischen Einlaufbereich der Mühle und dem Feingutraum über eine Vielzahl von Durchtritten verteilt.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann das gasförmige Medium, das einen gemeinsamen Zwischenraum durchströmt gleichzeitig als Isoliermedium und als Spülmedium für die Spülspalte zwischen Einlaufbereich der Mühle und dem Feingutraum, sowie zwischen Mahlraum und den Lagertöpfen dienen. Das gasförmige Medium kann temperiert sein. Im allgemeinen ist ein Spülmedium mit Umgebungstemperatur am einfachsten und kostengünstigsten. In besonderen Fällen, wenn z. B. das Mahlgut auf extrem tiefe Temperatur gekühlt ist, kann es von Vorteil sein das Spülmedium vorzuwärmen, damit die Lagertöpfe nicht unterkühlen. Die Vorwärmung des Spülmediums wirkt sich dabei auf die Mahlguttemperatur in vielen Fällen nicht wesentlich aus, da das Mahlgut nur sehr kurze Zeit im Mahlraum verweilt und die Spülspalte vorzugsweise so gestaltet sind, daß nur ein sehr geringer Volumenstrom an Spülmedium fließt.

In Abhängigkeit von den jeweiligen Spaltgeometrien zwischen Einlaufbereich der Mühle und dem Feingutraum, sowie zwischen Mahlraum und den Lagertöpfen wird die Spülluftmenge eingestellt. Dazu werden eine angepaßte Vielzahl von Spülmedium-Durchtritte zwischen dem Zwischenraum und den Spaltdichtungen vorgesehen. Je nach Anzahl und Verteilung der Spülmedium-Durchtritte kann die Verteilung und die Menge der Spülluft eingestellt werden.

Neben der verbesserten Wärmeisolierung der Lagertöpfe durch angewärmte Spülluft als Isoliermedium kann es jedoch auch sinnvoll sein, eine gekühlte Spülluft als Kühlmedium einzusetzen, nämlich dann wenn zur Mahlung des Gutes hohe Drehzahlen und hohe Energien erforderlich sind, also viel Energie in das Mahlgut eingebracht werden muß um einen Aufschluß des Mahlgutes zu erreichen. Durch einen hohen Energieeintrag während der Mahlung wird das Mahlgut nämlich sehr schnell erwärmt und verliert evtl. seine spröden Eigenschaften und ist dann nicht mehr mahlbar. Um den hohen Energieeintrag kompensieren zu können ist es dann vorteilhaft das Spülmedium zu kühlen, damit die in die Mühle eingetragene Energie schnell abgeführt werden kann. Bei einer derartigen Kühlen des Spülmediums kann es auch von Vorteil sein die Spülluftmenge zu erhöhen, z. B. durch Erhöhen der Anzahl oder des Durchmessers der Durchtritte zwischen dem Zwischenraum und den Spaltdichtungen.

Um auch einen Wärmeübergang an den Antriebswellen der Stiftscheiben zu verhindern können diese mit einem einer isolierenden Hülle versehen sein.

Durch die genannten Maßnahmen lassen sich Stiftmühlen in konventioneller Lagertechnik, insbesondere mit Fettschmierung ausführen und ohne Zusatzeinrichtungen für eine Temperierung der Lager betreiben. Im Störfall, wenn z. B. zu viel flüssiges Kühlmittel in die Mühle eintritt werden dann Lagerschäden verhindert.

Durch die Gestaltung der Spülmedium durchströmten Räume und Durchtritte kann der Spülluftverbrauch optimal eingestellt werden, dies insbesondere bei Mahlvorgängen, die ohne zusätzliches Kühlmedium betrieben werden. Die besondere Konstruktion der Spülspalte nach Fig. 3 erlauben es zusätzlich, diese auf dem kleinsten Innendurchmesser mit langem, engen Spalt nach außen und mit kurzem, weiten Spalt nach innen zu gestalten.

Erläuterung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Stiftmühle.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Stiftmühle.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des erfindungsgemäßen Spülspaltes.

Detailierte Erklärung der Ausführungsformen, Beispiele

Fig. 1 zeigt eine gegenläufige Stiftmühle mit zwei Stiftscheiben 14a und 14b, die über Wellen 23a und 23b, die in den Lagertöpfen 1a und 1b gelagert sind angetrieben werden. Die Lagertöpfe 1a und 1b sind über Temperatur isolierende Buchsen 2a und 2b mit dem Mühlengehäuse 3 verbunden.

Die im Mühlengehäuse 3 vorgesehenen Isolierräume 4a und 4b umgeben die Lagertöpfe 1a und 1b und verhindern einen Wärmeübergang zwischen den Lagertöpfen 1a und 1b hin zum Einlaufschacht des Mahlguteinlaßes 5 und dem Mahlgutauslaßraum 16. Die Anschlußöffnungen 7a, 7b ermöglichen die Zuführung eines Isoliermediums in die Isolierräume 4a, 4b und ermöglichen gleichzeitig die Spülung der Spülspalte 6a und 6b.

Der vom Isolierraum 4a getrennte Verteilerraum 8 leitet das über die Zuführung 9 eingeleitete Spülmedium zu einer Vielzahl von gleichmäßig auf einem Radius verteilten Spülmedium-Durchtritte 10 in den Zwischenraum 11 der von einer am äußeren Umfang liegenden äußeren Spaltdichtung 13 und einer am inneren Umfang liegenden inneren Spaltdichtung 12 begrenzt wird. Die so nach außen und innen wirkende, gespülte Spaltdichtung 12, 13 trennt den Raum des Mahlguteinlaßes 5 von dem Feingutauslaßraum 16. Die genannten Einzelheiten sind in Fig. 3 herausgestellt.

Der Ringkanal 19a verteilt ein über die Öffnung 18a zugeführtes Kühlmedium auf eine Vielzahl von Kühlmedium-Durchtritte 20a, die gleichmäßig über den Umfang der auf der Einlaufseite angeordneten Stiftscheibe 14a verteilt sind, zur Kühlung der Rückseite der Stiftscheibe 14a. Das Kühlmedium tritt nach Durchströmen des Spaltkanals 21a über die äußere Spaltdichtung 17a in den Feingutauslaßraum 16 ein.

Der Ringkanal 19b verteilt ein über die Öffnung 18b zugeführtes Kühlmedium auf eine Vielzahl von Kühlmedium-Durchtritte 20b, die gleichmäßig über den Umfang der dem Einlauf gegenüberliegenden Stiftscheibe 14b verteilt sind, zur Kühlung der Rückseite der Stiftscheibe 14b. Das Kühlmedium tritt nach Durchströmen des Spaltkanals 21b über die äußere Spaltdichtung 17b in den Feingutraum 16 ein.

Zur Kälteisolierung der Wellen 23a und 23b sind diese vorzugsweise mit einer isolierenden Hülle 24a und 24b umgeben.

Die Schnittdarstellung von Fig. 2 zeigt den Isolierraum 4a wie er den Lagertopf 1a umgibt. Das Isoliermedium wird über die Anschlußöffnung 7a zugeführt.

Über die Zuführung 9 gelangt das Spülmedium zur Versorgung des Spülspaltes zwischen Einlaufbereich der Mühle und dem Feingutraum in den Verteilraum 8, der eine Vielzahl von Spülmedium-Durchtritten 10 aufweist.

Die Versorgung des Spaltkanals 21a zur Kühlung der Rückseite der einlaufseitigen Stiftscheibe 14a erfolgt über die Öffnung 18a in den Ringkanal 19a über die Kühlmedium-Durchtritte 20a.

Claims (8)

1. Stiftmühle zum Kaltmahlen von Mahlgut mit zwei gegenüberliegend angeordneten, zusammenwirkenden Stiftscheiben (14a, 14b) zum Mahlen des Gutes, wobei mindestens eine der beiden Stiftscheiben (14a, 14b) über eine in Wälzlagern drehbare Welle (23a, 23b) angetrieben ist, mit einem Mühlengehäuse (3) zur Aufnahme der beiden Stiftscheiben (14a, 14b), sowie einem Mahlguteinlaß (5) und einem Feingutauslaßraum (16), sowie Mitteln zum Spülen von Spaltdichtungen (11, 12, 13, 21a, 21b) zwischen dem Mahlguteinlaß (5) und dem Feingutauslaßraum (16) der Stiftmühle dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager jeder drehbaren Welle (23a, 23b) in einem separaten Lagertopf (1a, 1b) gehalten sind, wobei sich zwischen jedem Lagertopf (1a, 1b) und dem Mühlengehäuse (3) ein Isolierraum (4a, 4b) befindet, der die Lagertöpfe (1a, 1b) thermisch von dem Mühlengehäuse (3) trennt.

2. Stiftmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierräume (4a, 4b) mit einem gasförmigen Medium spülbar sind.

3. Stiftmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium vorgewärmt ist.

4. Stiftmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagertöpfe (1a, 1b) über Temperatur isolierende Buchsen 2a und 2b mit dem Mühlengehäuse 3 verbunden sind.

5. Stiftmühle nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch mindestens einen weiteren vom Isolierraum (4a, 4b) getrennten Gehäuseraum (19a, 19b) zum Verteilen eines Spülmediums an die Spaltdichtungen (11, 12, 13, 21a, 21b).

6. Stiftmühle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülmedium gekühlt ist.

7. Stiftmühle nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülmedium über Durchtritte (10, 20a, 20b) in gleichmäßiger Verteilung in die Spaltdichtungen (11, 12, 13, 21a, 21b) einführbar ist.

8. Stiftmühle nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Wellen (23a, 23b) eine thermisch isolierende Hülle aufweist.