DE10255800A1

DE10255800A1 - Sichtermühle sowie Bauteile für eine Mühle dieser Art

Info

Publication number: DE10255800A1
Application number: DE2002155800
Authority: DE
Inventors: Peter Hofman
Original assignee: Hosokawa Micron GmbH
Current assignee: Hosokawa Alpine AG
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-06-17

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sichtermühle (1) mit einem Mahlrotor (7) mit Mahlwerkzeugen, mit einem den Mahlrotor umgebenden Prallfutter (8) und einem Sichterrad (9) mit Sichterblättern; um mit einer Mühle dieser Art zum Anbacken neigender oder insbesondere faserige Substanzen störungsfrei zerkleinern zu können, wird vorgeschlagen, dass die Mahlwerkzeuge des Mahlrotors (7) als relativ flache Zähne (21) ausgebildet sind, die sich im Wesentlichen in ihrer Drehebene radial nach außen erstrecken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sichtermühle, wie sie in ihrem grundsätzlichen Aufbau in der deutschen Offenlegungsschrift 20 284 54 beschrieben ist.
Bei Mühlen dieser Art kommen kreisförmige Mahlscheiben zum Einsatz, die je nach Anwendungsfall mit zylindrischen oder quaderförmigen Mahlwerkzeugen bestückt sind. Mühlen der vorbekannten Art werden seit vielen Jahren zur Vermahlung unterschiedlicher Produkte eingesetzt. Die in der genannten Offenlegungsschrift offenbarte Mühle ist beispielsweise derart ausgebildet, dass sie vorteilhaft bei Produkten eingesetzt werden kann, die temperaturempfindlich sind. Auch bei einigen zum Anbacken neigenden Produkten ist ihr Einsatz von Vorteil. Zweckmäßig ist der Einsatz solcher Mühlen immer dann, wenn eine exakte Oberkornbegrenzung des Produktes gefordert wird. Beispiele hierfür finden sich in der chemischen Industrie, in der pharmazeutischen Industrie, in der Lebensmittelindustrie und bei der Herstellung von Beschichtungspulvern.
Nicht durchgesetzt hat sich dieser Mühlentyp bislang bei der Vermahlung von insbesondere faserigen Substanzen, wie z.B. Holz oder Cellulose. Ein wesentlicher Grund hierfür war der hohe spez. Energieverbrauch als Folge der bruchphysikalischen Eigenschaften und der geringen Feststoffdichte der zu vermahlenden Substanzen. Dies erfordert den Einsatz sehr großer Mühlen mit hohen Antriebsleistungen bei vergleichsweise niedrigen Durchsätzen. Dadurch war eine wirtschaftliche Verarbeitung von faserigen Produkten mit diesem Mühlentyp bislang nicht möglich. Des weiteren kam es bei den bislang bekannten Ausführungen in vielen Fällen zum Zusetzen der Mühle, da sich die faserigen Materialien am Sichter festsetzen und den Strömungswiderstand erhöhen, so dass der Luftvolumenstrom zurückgeht und kein zufriedenstellender Betrieb mehr möglich ist. Auch die Vermahlung von im Hinblick auf Anbackungen besonders kritischen Produkten in Mühlen der vorbekannten Art führte häufig zu den beschriebenen Schwierigkeiten.

Vor diesem Hintergrund ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sichtermühle bereitzustellen, die die oben beschriebenen Nachteile vermeidet und die wirtschaftliche Herstellung von Produkten mit einem definierten Oberkorn aus insbesondere faserigen Ausgangsprodukten ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Die Mahlorgane nach der Erfindung ermöglichen eine deutlich höhere Beanspruchungsintensität. Durch die wiederholte und hochfrequente Beanspruchung wird es möglich, auch faserige Produkte zu zerkleinern.

Je nach Aufgabenstellung und Produkteigenschaften kann zusätzlich zu den erfindungsgemäß ausgebildeten Mahlwerkzeugen ein gegenüber dem Stand der Technik modifiziertes Sichterrad von Vorteil sein. Durch Ablagerungen am Sichterrad steigt der Druckverlust der Mühle als Folge der geänderten Strömungsverhältnisse an, so dass ein über längere Zeiten stabiles Betriebsverhalten nicht zu erzielen ist. Das regelmäßige Öffnen der Mühle zu Reinigungszwecken ist zeitaufwendig und führt zu hohen Stillstandszeiten und damit zu hohen Produktionskosten. Diese Nachteile werden dadurch vermieden, dass innerhalb der Sichterblätter Mittel zur Reduzierung des Querschnittes des Trägergas-/Produkt-Strömung, vorzugsweise ein mit dem Sichterrad rotierender Zylinder, vorgesehen sind. Ein Zylinder dieser Art und auch Sichterblätter mit einer konstanten und deutlich geringeren Breite als nach dem Stand der Technik haben den Vorteil, dass die Ansatzneigung von faserigen Produkten deutlich reduziert ist. Durch den auf der Drehachse befindlichen Zylinder wird eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Feingutaustrittes erreicht. Die Bildung dickerer Produktschichten, die nachteilige Auswirkungen auf die Strömungsverhältnisse haben, kann vermieden werden, so dass über längere Zeiten ein stabiles Betriebsverhalten erzielt werden kann. Die Ausführung des Sichters mit einem Innenzylinder ist im übrigen auch bei der Vermahlung von anderen Produkten, z.B. nicht faserigen, aber zur Anbackung neigenden Produkten, von Vorteil.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführung einer Sichtermühle nach der Erfindung,
2 und 3 Ausführungsbeispiele für Mahlwerkzeuge sowie
4 und 5 ein Ausführungsbeispiel für eine Prallfutterringscheibe Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel für eine Sichtermühle.1 nach der Erfindung sind ihr Gehäuse mit 2, die Luftzufuhr mit 3, die Produktzuführung mit 4, der Mühlendeckel mit 5, der am Deckel 5 vorgesehene Feingutaustritt mit 6, der Mahlrotor mit 7, das Prallfutter mit 8, das Sichterrad mit seinen Sichterflügeln mit 9 und ein die Mahlzone von der Sichterzone trennendes Leitrad mit 11 bezeichnet. Das weitere Leitblech 10 befindet sich in der Mahlzone und unterstützt den Transport der zerkleinerten Partikel nach oben. Der Antrieb des Mahlrotors 7 und des Sichterrades 9 erfolgt über Riemenscheiben 12 bzw. 13.
Der Mahlrotor 7 besteht aus einer Trägerscheibe 15 und mehreren Zahnringscheiben 16. Sie sind auf der Trägerscheibe 15 mit jeweils einem Abstand (je nach Mühlengröße 4 bis 12 mm) untereinander (z.B. mit Hilfe von Bolzen 20 und nicht dargestellten Abstandsringen) befestigt und weisen peripher Zähne auf, welche die Mahlwerkzeuge des Mahlrotors 7 bilden. Das Prallfutter 8 besteht zweckmäßig aus Zahnringscheiben, die ohne Abstand voneinander montiert sind und deren Innenrand die zahnförmigen Mahlwerkzeuge aufweisen. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in 1 lediglich ein durchgehendes Prallfutter 8 dargestellt.
Das Sichterrad 9 umfasst die Sichterblätter sowie einen im Zentrum angeordneten Zylinder 18. Der Zylinder 18 hat die Wirkung einer Verengung des Strömungsquerschnittes und damit einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit. Anbackungen können dadurch vermieden werden. Wenn diese Gefahr nicht besteht, kann auch ein Sichterrad nach dem Stand der Technik verwendet werden, d.h., ein Sichterrad ohne zentrale, den Strömungsquerschnitt verengende Mittel.
Die 2 bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele für Zahnringscheiben sowohl für den Mahlrotor 7 als auch für das Prallfutter 8. 2 zeigt eine Zahnringscheibe 16, die nach Art eines Sägeblattes ausgebildet ist. Die Befestigung mehrerer derartiger Sägeblätter auf der Mahlscheibe 7 erfolgt mit Hilfe der Bolzen 20 (vgl. 1) und den nicht dargestellte Distanzscheiben. Die Zähne des Sägeblattes 16 sind mit 21, die Zahnlücken mit 22 bezeichnet.
Die Ausführung des Mahlrotors 7 nach 3 besitzt mehrere übereinander angeordnete Ringe 23 zwischen denen einzelne Zahnelemente 24 befestigt sind. Zwei Bolzenreihen mit Bolzen 20 und 25 sichern den Zusammenhalt des Systems, seine Befestigung auf der Mahlscheibe 15 und verhindern ein Verdrehen der Zähne selbst.
Die 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform für eine Zahnringscheibe 26 für das Prallfutter 8. Die vergrößerte Darstellung in 5 lässt erken nen, dass die nach innen gerichteten Zähne 27 bzw. Zahnlücken 28 asymmetrisch ausgebildet sind. Die Breite der Zähne nimmt vom Zahnfuß zum Zahnkopf ab. Eine der beiden Zahnflanken erstreckt sich radial. Zweckmäßig sind diese Zahnflanken der Drehrichtung des Mahlrotors 7 zugewandt.
Die Anzahl und die Abmessungen der Zähne 21 bzw. 27 sowie ihr Abstand untereinander lässt sich je nach Aufgabenstellung und Mühlengröße in weiten Bereichen variieren, so dass eine Anpassung an unterschiedliche Produkteigenschaften möglich ist. Abmessungen der Mahlwerkzeuge, welche sich als vorteilhaft ergeben haben, sind in Ansprüchen erwähnt. Auch eine exial versetzte Anordnung der übereinander angeordneten Zähne 21, 27 bzw Zahnlücken 22, 28 kann von Vorteil sein. Da bei der Vermahlung in Sichtermühlen der hier betroffenen Art generell ein Verschleiß auftritt, dessen Ausmaß unterschiedlich sein kann und von dem zu vermahlenden Produkt sowie der gewünschten Feinheit abhängt, ist es zweckmäßig die Zähne symmetrisch auszuführen. Dies erlaubt es, nach einem Verschleiß der in Drehrichtung vorderen Kante der Zähne entweder die Zahnringscheiben in umgekehrter Position zu montieren oder die Drehrichtung der Mahlscheibe 7 zu ändern. Dadurch können die Mahlscheiben so lange verwendet werden, bis die Zähne an beiden Flanken so stark verschlissen sind, dass entweder die gewünschte Durchsatzleistung und/oder die Produktfeinheit nicht mehr erreicht wird.
Die Ausführung einer Zahnringscheibe nach 3 ist bei stark verschleißenden Produkten vorteilhaft. Während bei der Ausführung nach 2 nach einem Verschleiß der Zähne ein Austausch der kompletten Zahnringscheiben erforderlich ist, erlaubt die in 3 dargestellte Version den Austausch einzelner Zähne. Diese können mit modernen Fertigungsmethoden kostengünstig in den verschiedensten Ausführungsformen hergestellt werden. Eine Reduzierung der Verschleißkosten ist damit verbunden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Variabilität, die durch die Austauschbarkeit der einzelnen Mahlwerkzeuge gegeben ist, eine kostengünstige Anpassung an unterschiedliche Anforderungen ermöglicht. Grundsätzlich ist auch die Kombination unterschiedlicher Mahlwerkzeuge in einer Mühle möglich.
L

Claims

Sichermühle (1) mit einem Mahlrotor (7) mit Mahlwerkzeugen, mit einem den Mahlrotor umgebenden Prallfutter (8) und einem Sichterrad (9) mit Sichterblättern, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlwerkzeuge des Mahlrotors (7) als relativ flache Zähne (21) ausgebildet sind, die sich im wesentlichen in ihrer Drehebene radial nach außen erstrecken.
Sichtermühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlwerkzeuge des Mahlrotors (7) als ein oder mehrere Zahnscheiben oder Zahnringscheiben (16), z.B. nach Art eines Sägeblattes ausgebildet sind.
Sichtermühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (21) Bestandteile separat montierter, peripher angeordneter Zahnelemente (25) sind.
Sichtermühle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteil des Mahlrotors eine Mahlscheibe ist, an der die Mahlwerkzeuge (austauschbar) lösbar befestigt sind.
Sichtermühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zahnreihen mit Abstand axial übereinander angeordnet sind.
Sichtermühle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zahnreihen übereinander versetzt angeordnet sind, vorzugsweise derart, dass Zähne und Zahnlücken in axialer Richtung einander abwechseln.
Sichtermühle nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteil des Mahlrotors unterschiedlich gestaltete Zahnreihen sind.
Sichtermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Durchmesser des Mahlrotors und/oder Applikation zwischen 8 und 400 Zähne vorgesehen sind, bei einem Durchmesser des Mahlrotors von 150 mm bis 2000 mm, vorzugsweise 24 bis 270 Zähne, vorzugsweise mit folgender Abmessung: Tiefe ca. 25 mm, Breite ca. 9 bis 17 mm, Stärke ca. 5 mm.
Sichtermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (21) symmetrisch ausgebildet sind.
Sichtermühle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sichterblätter des Sichterrades (9) relativ schmal sind und vorzugsweise eine konstante Breite haben (je nach Mühlengröße 15 bis 25 mm).
Sichtermühle insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Sichterblätter Mittel zur Reduzierung des Querschnittes der Trägergas-/Produkt-Strömung vorgesehen sind.
Sichtermühle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel aus einem am Sichterrad befestigten rotationssymmetrischen, vorzugsweise zylindrischen Bauelement bestehen.
Sichtermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallfutter (8) ebenfalls ein Zahnprofil aufweist.
Sichtermühle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallfutter aus aufeinander liegenden Ringscheiben mit nach innen gerichteten Zähnen besteht.
Sichtermühle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnscheiben des Prallfutters derart angeordnet sind, dass Zähne und Zahnlücken in axialer Richtung versetzt sind.
Sichtermühle nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallfutter eine Stärke von 10 bis 30 mm hat, dass die Zahntiefe etwa der Hälfte der Stärke des Prallfutters entspricht und dass bei einem Durchmesser des Prallfutters von ca. 1000 mm etwa 100 bis 200 Zähne vorgesehen sind.
Sichtermühle nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Zähne im Bereich ihres Zahnfußes breiter sind als im Bereich ihres Zahnkopfes.
Sichtermühle nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne des Prallfutters asymmetrisch ausgebildet sind.
Sichtermühle nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Zahnflanken radial ausgerichtet ist.
Sichtermühle nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallfutter derart in die Mühle eingebaut ist, dass die radial ausgerichteten Flanken der Drehrichtung des Mahlrotors (7) zugewandt sind.
Sichtermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Mahlrotors derart ausgebildet ist, dass seine Drehrichtung umkehrbar ist.
Mahlrotor für eine Sichtermühle mit den kennzeichnenden Merkmalen von mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9.
Sichterrad für eine Sichtermühle mit den kennzeichnenden Merkmalen von mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12.
Prallfutter für eine Sichtermühle mit den kennzeichnenden Merkmalen von mindestens einem der Ansprüche 13 bis 20.