Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen, Mahlen,
Trocknen und Coatieren von unterschiedlichsten Stoffen im
Feinheitsbereich von 500 µm und darunter, insbesondere Prall
mühle, umfassend einen im wesentlichen zylindrischen oder
kegelstumpfförmigen Rotor, welcher mit einem Antriebsaggregat
in Verbindung steht, sowie einen ebenfalls zylindrischen oder
kegelstumpfförmigen Stator, wobei am Rotor austauschbare
Mahlwerkzeuge und am Stator Mahlbahnleisten befestigt sind,
welche einen oder mehrere Mahlspalte bilden, gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Feinprallmühlen mit verschiedenen, austauschbaren rotierenden
und stationären Zerkleinerungswerkzeugen gehören zum Stand der
Technik. Derartige Zerkleinerungssysteme ermöglichen eine hohe
Feinheit mit scharfer Oberkornbegrenzung und dienen dem Her
stellen eines feinkornarmen, gut rieselfähigen Endprodukts.
Beispielsweise sind sieblose Stiftmühlen mit einer rotierenden
und einer feststehenden Stiftscheibe bekannt. Auch existieren
Schlagscheiben mit austauschbaren Schlagnocken aus einem ver
schleißfesten Stahlguß.
Bei bekannten Prallmühlen sind am zylindrischen oder kegel
stumpfförmigen Rotor U-förmige Mahlwerkzeuge durch Verschrauben
an umfangsseitig umlaufenden Flanschen befestigt. Bevorzugt
werden jeweils zwei U-förmige Werkzeuge mit jeweils zwei
Schrauben am vorerwähnten Flansch gehalten.
Die U-förmigen Werkzeuge sind grundsätzlich austauschbar, und
zwar indem die Schraubverbindungen gelöst werden und der Rotor
demontiert und mit neuen Werkzeugen zu bestücken ist.
Durch die gegebene Vielzahl von Schraubverbindungen ist jedoch
der Reparatur- und Montageaufwand erheblich. Weiterhin hat sich
gezeigt, daß oftmals die Schraubverbindungen außerordentlich
fest sitzen und nur noch zerstörend lösbar sind.
Ein weiterer Nachteil bekannter Prallmühlen besteht darin, daß
im Regelfall die Mahlbahnen aus einem Stück gegossen, ge
schweißt oder gefräst sind, so daß ein einfaches Auswechseln
nur verschlissener Abschnitte der Mahlleisten nicht oder nicht
ohne weiteres oder nut mit höheren Kosten erfolgen kann.
Letztendlich haben die bekannten Schraubverbindungen zum
Befestigen der Mahlwerkzeuge den Nachteil, daß das Reinigen der
Mühle sehr erschwert und nur mit großem Aufwand möglich ist.
Dies ist jedoch dann nachteilig, wenn unterschiedlichste
Materialien mit ein und derselben Vorrichtung bei gefordertem
hohen Reinheitsgrad nacheinander zu behandeln sind.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine
weitergebildete Vorrichtung zum Mischen, Mahlen, Trocknen und
Coatieren d. h. zum Mikronisieren und Desagglomerieren von
chemischen, keramischen und organischen Stoffen in einem
Feinheitsbereich von 500 µm anzugeben, deren Konstruktion so
ausgeführt ist, daß einerseits die Verschleißteile, nämlich die
Mahlwerkzeug aus unterschiedlichsten Stoffen in beherrschbarer
Technologie gefertigt und eingesetzt werden können und daß
andererseits eine einfache Austauschmöglichkeit auch der nur
wirklich verschlissenen Teile besteht, so daß die Kosten für
Unterhalt und Wartung derartiger Prallmühlen gesenkt werden
können.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Vor
richtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, wobei die
Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und
Weiterbildungen umfassen.
Demnach wird im Gegensatz zum Stand der Technik von einer
kraftschlüssigen Verbindung zwischen den Mahlwerkzeugen und
Mahlleisten auf eine besonders vorteilhafte Führung überge
gangen, die durch entsprechend ausgebildete Führungsnuten eine
vertikale Bestückung von Rotor und Stator ermöglicht. Weiterhin
kann durch die geteilte Ausführung der Mahlwerkzeuge der
Austausch segmentweise, je nach Verschleißgrad erfolgen. Die
Verschleißteile können kostengünstig gefertigt werden: Das
Einbringen von Bohrungen mit der Folge einer Schwächung des
Materials der Verschleißteile kann entfallen. Dadurch, daß die
Mahlwerkzeuge aus allen denkbaren Materialien, wie Metallguß,
Hartmetall, Keramik, hier z. B. Aluminiumoxid oder Zirkonoxid,
gefertigt werden können, kann in Verbindung mit der leichten
Austauschbarkeit eine flexible Anpassung an die Produkte
erfolgen, welche vermahlen bzw. desagglomeriert werden sollen.
Dies dient letztendlich der Verbesserung der Reinheit des
Endprodukts und einer Erhöhung der Standzeit der Mahlwerkzeuge.
Die besonders vorteilhafte Form der Mahlleisten mit einem
Dreiecksquerschnitt ermöglicht eine mehrfache Ausnutzung dieses
Schlagelements, da quasi drei Verschleißkanten zur Verfügung
stehen.
Erfindungsgemäß sind also über die Umfangsfläche des Rotors
beabstandete, vertikal orientierte Nuten einer geschlossenen
prismatischen Führung vorgesehen.
Die austauschbaren Mahlwerkzeuge oder Mahlwerkzeug-Blindteile
besitzen im Fußbereich eine den Nuten zur Führungsbildung
angepaßte Form. Bevorzugt handelt es sich hier um eine
Schwalbenschwanzführung, wobei grundsätzlich auch andere
geschlossene prismatische Führungen denkbar sind.
Weiterhin sind an der Innenseite des Stators alternierende,
sich vertikal erstreckende Vor- und Rücksprünge oder Längsnuten
zur Aufnahme auswechselbarer Mahlleisten angeordnet oder
eingebracht, wobei wie erwähnt die Querschnittsfläche der
Mahlleisten im wesentlichen derjenigen eines gleichseitigen
Dreiecks entspricht.
Die Querschnittsfläche der Mahlwerkzeuge oder Mahlwerkzeug-
Blindteile besitzt die im Fußbereich als bevorzugt heraus
gestellte Schwalbenschwanzform, wobei der daran anschließende
Werkzeug-Verschleißbereich eine quadratische bis rechteckige
Form aufweist.
Am Boden des kegelstumpfförmigen Rotors ist eine umlaufende
überstehende Anschlagfläche für die in den Nuten befindlichen
Mahlwerkzeuge vorgesehen.
Zur Strömungstrennung kann in einem Abschnitt der Mantelfläche
des Rotors mindestens eine auswechselbare Kreisringschikane
aufgenommen werden, die dort durch Klemmung auf der Mantel
fläche des Rotors gehalten und zusätzlich durch die Mahlwerk
zeuge fixierbar ist.
Im Bereich der Deckfläche des zylindrischen bzw. kegelstumpf
förmigen Rotors sind die Nuten stirnseitig zur Einführung der
Mahlwerkzeuge bzw. Mahlwerkzeug-Blindteile offen. Nach Montage
der Werkzeuge wird dort eine Deckplatte aufgebracht, die den
oberen Rotorabschluß bildet. Diese Deckplatte verschließt dann
auch die Nuten, und zwar mindestens den
schwalbenschwanzförmigen Bereich derselben.
Die Deckplatte weist oberflächenseitig sich radial erstrecken
de, im wesentlichen gleichmäßig beabstandete Ventilatorflügel
auf, welche ebenfalls durch eine prismatische Führung in einer
entsprechenden Nut der Platte gehalten sind und/oder ver
schraubt werden können.
Dadurch, daß die Form der Mahlwerkzeuge und der Führung
symmetrisch ausgebildet ist, können die Werkzeuge bei einsei
tigem Verschleiß beidseitig genutzt werden.
Die Längsausdehnung der Mahlwerkzeuge und/oder der Mahlwerk
zeug-Blindteile entspricht einem vorgegebenen Bruchteil der
Mantellinie des Rotors, so daß mehrere Werkzeuge unterschied
licher oder gleicher Gestalt von jeweils einer der vertikal
orientierten Nuten im Rotormantel aufgenommen werden können.
Mit der vorgestellten Feinprallmühle kann durch die besonders
einfache Art der Bestückung in leichter Weise ein differen
zierter Einsatz unterschiedlicher Mahlwerkzeuge je nach
Aufgabekörnung und der Mahlzielstellung vorgenommen werden.
Dadurch, daß sowohl Stator und Rotor bei bekannten Anlagen
nachgerüstet werden können, besteht die Möglichkeit, die
Umrüstkosten zu senken. Im Vergleich zu bisher bekannten
Lösungen kann ein besonders schneller Austausch und Wechsel von
Mahlwerkzeugen bzw. Mahlleisten vorgenommen werden, so daß
Produktionsunterbrechungen auf ein Mindestmaß reduzierbar
sind. Bedingt durch die Tatsache, daß auf masseerhöhende
Schrauben und Schraubverbindungen verzichtet werden kann, steht
das hier gewonnene Potential für eine Vergrößerung der Ver
schleißflächen der Mahlwerkzeuge und Mahlleisten im Sinne einer
weiteren Standzeitverbesserung zur Verfügung.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher
erläutert werden.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Prinzipdarstellung der Fein
prallmühle gemäß Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 Vorder- und Seitenansicht eines beispielhaften Mahl
werkzeugs;
Fig. 3 Vorder- und Seitenansicht eines beispielhaften Mahl
werkzeug-Blindteils;
Fig. 4 Ansichten einer beispielhaften Mahlbahnleiste;
Fig. 5 eine teilgeschnitte Perspektivdarstellung des Rotors;
und
Fig. 6 ein Abbild der Prallmühle gemäß Ausführungsbeispiel
mit abgenommenem Stator und Ansicht des Rotors.
Die Feinprallmühle gemäß Fig. 1 geht von einem Tragteil 1 aus,
welches unter anderem der Aufnahme des Rotorführungsteils 2
dient. Der eigentliche Rotor 3 steht mit einer nicht gezeigten,
bevorzugt elektromotorischen Antriebseinrichtung in Verbindung.
Beim gezeigten Beispiel erfolgt die Mahlgutaufgabe von oben.
Das gemahlene Gut selbst wird über den seitlichen Stutzen 4
ausgetragen.
Der Stator 5 ist lösbar mit dem Tragteil 1 verbunden und weist
eine Vielzahl parallel orientierter, beabstandeter Mahlleisten
6 (siehe Fig. 4) auf. Die Mahlleisten 6 werden von entspre
chenden Nuten gehalten, die innenumfangsseitig des Stators
vertikal orientiert ausgebildet sind.
Der Rotor 3 wiederum verfügt ebenfalls über eine Vielzahl
vertikal orientierter Nuten 7 nach Art einer prismatischen
Führung (siehe Fig. 5). Die einzelnen Mahlwerkzeuge 8 können
nun bei abgenommener Deckplatte 9 von oben nacheinander
eingeschoben werden.
Der Fuß 10 des jeweiligen Mahlwerkzeugs 8 korrespondiert hier
mit der Form der Nuten 7.
Je nach technologischer Aufgabenstellung können Mahlwerkzeuge
mit einem sich entsprechend erstreckenden Verschleißabschnitt
11 von den Nuten aufgenommen werden oder aber auch Blindteile
12 Verwendung finden.
Am Boden des kegelstumpfförmigen Rotors 3 ist eine umlaufende
überstehende Anschlagfläche 13 vorhanden, die gegenüber der
Außenkante der Mahlwerkzeuge 8 zurückgesetzt ist. Diese An
schlagfläche 13 fixiert die Werkzeuge im Bodenbereich des
Rotors. Die Deckplatte 9 wird mit einer zentralen Befestigung
14 gehalten.
Die Deckplatte 9 weist gemäß Fig. 1 oberflächenseitig sich
radial erstreckende Ventilatorflügel 15 auf, die ebenfalls
durch eine prismatische Führung fixierbar sind. Alternativ
besteht aber auch die Möglichkeit, wie in der Fig. 6 zu
erkennen, diese Ventilatorflügel 15 mit der Deckplatte 9 zu
verschrauben. Aus Gründen einer weitestgehenden Standardi
sierung wird jedoch der Ausführungsform der Befestigung mittels
prismatischer Führung unter Verwendung von Ventilatorflügeln
mit einer Gestalt, die derjenigen der Mahlwerkzeuge entspricht,
der Vorzug gegeben.
Die Mahlwerkzeuge 8 bzw. Blindteile 12 können nach Entfernen
der Deckplatte 9 in einfacher Weise gewendet und/oder ausge
tauscht werden. Das Lösen einer Vielzahl von Schraubverbin
dungen, wie beim Stand der Technik erforderlich, ist nicht
notwendig.
Die Fig. 1 und 6 machen deutlich, daß die Mahlwerkzeuge 8 und
Blindteile 12 je nach Mahlaufgabe und gewünschtem Feinheitsgrad
flexibel angeordnet werden können.
In einem Abschnitt der Mantelfläche des Rotors 3 ist eine
auswechselbare Kreisringschikane 16 zur Strömungstrennung
vorhanden. Diese Kreisringschikane ist besonders deutlich in
der Fig. 6 gezeigt.
Rotor und Stator der Feinprallmühle bestehen aus einem metal
lischen Material geeigneter Festigkeit. Die vorhandenen Nuten
im Rotor und/oder Stator können Mahlwerkzeuge und Mahlleisten
aus ganz unterschiedlichen Materialien aufnehmen, so daß in
effektiver Weise und besonders schnell eine Umstellung und
Anpassung an das jeweilige Aufgabegut und die geforderte
Reinheit möglich ist. Beispielsweise können die Mahlwerkzeuge
und Mahlleisten aus einer Chromnickelmolybdän-Stahllegierung,
aber auch einem keramischen Material bestehen.
Insgesamt ermöglicht die Schnellwechselausrüstung von Mahl
werkzeugen gemäß Ausführungsbeispiel eine flexible Anpassung an
die Produkte, welche vermahlen bzw. desagglomeriert werden
sollen, unter Berücksichtigung der geforderten Reinheit des
Endprodukts und der Standzeiten der Mahlwerkzeuge. Der Ein- und
Ausbau der Mahlwerkzeuge, aber auch der Mahlleisten ist beson
ders einfach und schnell zu realisieren und es können nur die
tatsächlich verschlissenen Teile ausgewechselt werden. Die
Verschleißmaße der Mahlwerkzeuge sind im Vergleich zu bekannten
Lösungen sehr groß, was zu einer Erhöhung der Standzeit insge
samt führt. Ebenfalls besteht die Möglichkeit der Wahl beider
Drehrichtungen und einer hierdurch verbundenen zweiseitigen
Ausnutzung der Mahlwerkzeuge. Das Schlagelement der Mahlbahn,
d. h. die Mahlleiste, kann durch die drei vorgesehenen Kanten
entsprechend mehrfach genutzt werden.
Bezugszeichenliste
1
Tragteil
2
Rotorführungsteil
3
Rotor
4
seitlicher Stutzen
5
Stator
6
Mahlleiste
7
Nut
8
Mahlwerkzeug
9
Deckplatte
10
Fuß des Mahlwerkzeugs
11
Verschleißabschnitt des Mahlwerkzeugs
12
Blindteil
13
Anschlagfläche
14
zentrale Befestigung
15
Ventilatorflügel
16
Kreisringschikane