DE10053946C2

DE10053946C2 - Vorrichtung zum Mischen, Mahlen, Trocknen und Coatieren von unterschiedlichsten Stoffen im Feinheitsbereich von 500 mum und darunter, insbersondere Prallmühle

Info

Publication number: DE10053946C2
Application number: DE10053946A
Authority: DE
Inventors: Noll Gmbh Ulf
Original assignee: Individual
Current assignee: Noll Ulf De
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2020-11-01
Also published as: DE10053946A1

Description

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 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 Patentan spruchs 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, geschweißt oder gefräst sind, so daß ein einfaches Auswechseln nur verschlissener Abschnitte der Mahlleisten nicht oder nicht ohne weiteres oder nur 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.

Eine gattungsbildende Vorrichtung zum Mischen, Mahlen, Trocknen und Coatieren unterschiedlichster Stoffe ist aus der DE 197 00 429 A1 vorbekannt. Beim Betrieb der vorbekannten Mühle mit härterem oder abrasiven Mahlgut, z. B. organischen Pigmen ten, zeigt sich, daß die Art und Anordnung sowie die Befesti gung der Mahlplatten Nachteile innehat. Die Mahlplatten, welche üblicherweise Langlöcher für Befestigungsschrauben aufweisen, müssen beim Wechsel in bezug auf den Stator abstandsgenau eingerichtet werden, was sehr aufwendig ist. Weiterhin sind definierte Drehmomente zum Anziehen der Befestigungsschrauben einzuhalten, woraus der Nachteil folgt, daß die Schrauben oftmals nicht mehr zerstörungsfrei von den Tragelementen zu lösen sind. Insgesamt lassen sich daher die Mahlplatten nur schwer oder zum Teil gar nicht ohne besonderen Aufwand von den Rotorscheiben lösen, so daß die Ausfallzeit derartiger Mühlen verlängert ist. Gemäß DE 197 00 429 A1 sind scheibenförmige radiale Träger für die Mahlkörper vorhanden, wobei die Träger auf ihrer Unterseite und der Oberseite mit Halterungen oder Ausnehmungen versehen sind, die die Mahlkörper entgegen der Fliehkraft halten. Weiterhin sind auf dem Rotor zwischen zwei benachbarten radialen Trägern um den Rotor drehbare Klemmringe angebracht, die die Mahlkörper verriegeln.

Bei einer solchen Lösung entfallen zwar störanfällige Schraub verbindungen, jedoch ist die geschaffene Konstruktion von der Montageseite und unter dem Fertigungsaspekt noch zu aufwendig.

Die DE 23 02 466 C2 zeigt eine Vorrichtung, bei der an der Innenseite des Stators alternierende, sich vertikal er streckende Vor- und Rücksprünge oder Längsnuten zur Aufnahme auswechselbarer Mahlleisten angeordnet oder eingebracht sind. Zum Stand der Technik sei darüber hinaus auf die DE 196 26 464 A1 sowie die Mahlvorrichtung nach DE 296 06 424 U1 verwiesen.

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 Fein heitsbereich 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 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 Aus tausch 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 Drei ecksquerschnitt 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 schwalbenschwanz förmigen 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 symme trisch ausgebildet ist, können die Werkzeuge bei einseitigem 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 Verschleißflächen 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 teilgeschnittene 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 entsprechen den 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 Standardisie rung 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 aus wechselbare Kreisringschikane 16 zur Strömungstrennung vor handen. 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 Mahlwerk zeugen 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 besonders 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 insgesamt führt.

Ebenfalls besteht die Möglichkeit der Wahl beider Drehrich tungen und einer hierdurch verbundenen zweiseitigen Ausnutzung der Mahlwerkzeuge. Das Schlagelement der Mahlbahn, d. h. die Mahlleiste, kann durch die drei vorgesehenen Kanten entspre chend 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

Claims

1. Vorrichtung zum Mischen, Mahlen, Trocknen und Coatieren von unterschiedlichsten Stoffen im Feinheitsbereich von 500 µm und darunter, insbesondere Prallmühle, umfassend einen kegel stumpfförmigen oder zylindrischen Rotor, welcher mit einem Antriebsaggregat in Verbindung steht, sowie einen ebenfalls kegelstumpfförmigen oder zylindrischen Stator, wobei am Rotor austauschbare Mahlwerkzeuge und am Stator Mahlbahnleisten befestigt sind, welche einen oder mehrere Mahlspalte bilden, dadurch gekennzeichnet, daß
über die Umfangsfläche des Rotors eine Vielzahl beabstandeter, vertikal orientierter Nuten einer geschlossenen prismatischen Führung vorgesehen ist, wobei die austauschbaren Mahlwerkzeuge oder Mahlwerkzeug-Blindteile im Fußbereich eine den Nuten zur Führungsbildung angepaßte Form aufweisen,
weiterhin an der Innenseite des Stators alternierende, sich vertikal erstreckende Vor- und Rücksprünge oder Längsnuten zur Aufnahme auswechselbarer Mahlbahnleisten angeordnet oder ein gebracht sind, wobei die Querschnittsfläche der Mahlbahn leisten derjenigen eines Dreiecks entspricht und die Quer schnittsfläche der Mahlwerkzeuge oder Mahlwerkzeug-Blindteile im Fußbereich eine Schwalbenschwanzform und der sich daran anschließende Werkzeug-Verschleißbereich eine quadratische bis rechteckige Form aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des kegelstumpfförmigen oder zylindrischen Rotors eine umlaufende, überstehende Anschlagfläche für die in den Nuten befindlichen Mahlwerkzeuge vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abschnitt der Mantelfläche des Rotors eine auswech selbare Kreisringschikane zur Strömungstrennung angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Deckfläche des kegelstumpfförmigen oder zylindrischen Rotors die Nuten stirnseitig zur Einführung der Mahlwerkzeuge offen sind und nach Montage der Werkzeuge eine Deckplatte den oberen Rotorabschluß bildet, welche mindestens den schwalbenschwanzförmigen Bereich der Nuten verschließt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte oberflächenseitig sich radial erstreckende Ventilatorflügel aufweist, welche durch eine prismatische Führung in einer entsprechenden Nut in der Platte gehalten und/oder verschraubt sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Mahlwerkzeuge und der Führung symmetrisch ist, um die Werkzeuge bei einseitigem Verschleiß beidseitig einzu setzen.

7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsausdehnung der Mahlwerkzeuge und/oder der Mahl werkzeug-Blindteile einem vorgegebenen Bruchteil der Mantel linie des Rotors entspricht, so daß mehrere Werkzeuge unterschiedlicher oder gleicher Gestalt von jeweils einer der vertikal orientierten Nuten im Rotormantel aufgenommen werden können.

8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlwerkzeuge und/oder Mahlleisten aus unterschiedlichsten Materialien, wie Metallguß, Hartmetall oder Keramik bestehen.