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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Rührwerkskugelmühle gemäss dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Derartige Rührwerkskugelmühlen haben
einen Mahlkörper
enthaltende Mahlkammer, einen Stator und einen Rotor, die in der
Mahlkammer angeordnet sind, eine Mahlgut-Einlassöffnung und eine Mahlgut-Auslassöftnung zum
Zuführen
und Abführen
von Mahlgut in die bzw. aus der Mahlkammer, sowie eine in der Mahlkammer
stromauf von der Auslassöffnung angeordnete
Mahlkörper-Trenneinrichtung,
die dazu dient, in dem Mahlgut mitgeführte Mahlkörper aus dem Mahlgut abzutrennen,
bevor dieses durch die Auslassöffnung
aus dem Mahlraum abgeführt
wird.
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Rührwerkskugelmühlen werden
im Nahrungsmittelbereich und bei der Herstellung feiner Partikel
bis hinab in den Nanobereich verwendet. Dabei werden in einer Flüssigkeit
suspendierte Partikel oder Agglomerate in die Mahlkammer befördert und in
der Mahlkammer mit Hilfe von Mahlhilfskörpern zerkleinert bzw. dispergiert,
bevor sie aus der Mahlkammer heraus befördert werden. Damit die Mahlhilfskörper bei
dieser Nassvermahlung nicht durch den flüssigen Mahlgutstrom aus der
Rührwerkskugelmühle herausgeschleppt
werden und somit der Rührwerkskugelmühle verloren
gehen und das Mahlgut verunreinigen, werden die Mahlhilfskörper durch eine
Trenneinrichtung in der Mahlkammer zurückgehalten. Als Trenneinrichtungen
werden Trennspalte, Trennsiebe oder Zellenräder verwendet. Als Mahlhilfskörper kommen
im wesentlichen kugelförmige Körper aus
Stahl, Glas, Keramik oder Kunststoff in Frage.
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Um die in das Mahlgut in der Mahlkammer eingetragene
mechanische Mahlleistung zu steigern, sind bei bekannten Rührwerkskugelmühlen am
Rotor und/oder am Stator Stifte vorgesehen, die in den Mahlraum
ragen. Im Betrieb wird somit einerseits auf direktem Wege durch
Stösse
zwischen dem Mahlgut und den Stiften ein Beitrag zur Mahlleistung
erbracht. Andererseits erfolgt ein weiterer Beitrag zur Mahlleistung
auf indirek tem Wege, durch Stösse
zwischen den Stiften und den im Mahlgut mitgeführten Mahl(hilfs)körpern und
den dann wiederum erfolgenden Stössen
zwischen dem Mahlgut und den Mahlkörpern. Schliesslich tragen
auch noch auf das Mahlgut einwirkende Scherkräfte und Dehnkräfte zur
Zerkleinerung der suspendierten Mahlgutpartikel bei.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei
einer vorgegebenen Rotor/Stator-Geometrie
bzw. Mahlraum-Geometrie und bei vorgegebener Rotor-Drehzahl eine
gegenüber
bekannten Rührwerkskugelmühlen gesteigerte
Mahlwirkung zu erzielen.
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Diese Aufgabe wird durch die Rührwerkskugelmühle gemäss Anspruch
1 gelöst.
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Dadurch, dass der Rotor im wesentlichen
die Form eines rotationssymmetrischen Körpers hat und der Stator durch
eine im wesentlichen komplementäre
Innenfläche
der Mahlkammer gebildet ist, wird einerseits für den mechanischen Energieeintrag
in das Mahlgut eine hohe Leistungsdichte sowie ein grösstmögliches
Verhältnis
zwischen Prozessraum-Oberfläche
und Prozessraum-Volumen und somit eine optimale Kühlung des
Mahlgutes während
der Nassvermahlung bzw. Zerkleinerung ermöglicht.
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Dadurch, dass der Rotor und der Stator über ihre
gesamte jeweilige Oberfläche
verteilt angeordnete Stifte aufweisen, die sich von der jeweiligen Oberfläche erstrecken
und in den Prozessraum ragen, werden über das gesamte Mahlraumvolumen verteilt
die direkten und indirekten Einwirkungen der Stifte ermöglicht,
d.h. die Stösse
zwischen dem Mahlgut und den Stiften, die Stösse zwischen den Stiften und
den im Mahlgut mitgeführten
Mahlkörpern
sowie die durch die Stifte in der Suspension aus Mahlgut und Mahlkörpern verursachten
Scherkräfte
und Dehnkräfte,
die allesamt zur Zerkleinerung der suspendierten Mahlgutpartikel
beitragen.
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Insgesamt wird somit eine bessere
Mahlleistung erzielt, gleichzeitig aber auch eine Vergleichmässigung
der Mahlintensität
erreicht und somit auch einer unnötigen Strapazierung des Mahlgutes, z.B.
durch lokale Überhitzung,
im gesamten Mahlraum entgegengewirkt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn
die Mahlgut-Einlassöffnung
in einem radial äusseren
Bereich der Mahlkammer und die Mahlgut-Auslassöffnung in einem radial inneren
Bereich der Mahlkammer angeordnet ist. Im Betrieb stellt sich dann
an den Mahlhilfskörpern
im wesentlichen ein Gleichgewicht ein zwischen einer radial nach
aussen gerichteten Zentrifugalkraft-Komponente aufgrund der Drehung
des Rotors um seine Drehachse und einer radial nach innen gerichteten
Schleppkraft-Komponente aufgrund des radial von aussen nach innen
strömenden
Mahlgutes. Die Strömung
des Mahlgutes wird z.B. durch eine gesonderte Pumpe aufrechterhalten.
Durch diese Zentrifugalkraft-Wirkung erreicht man eine "dynamische"
Entlastung der radial innen im Mahlgut-Auslassbereich angeordneten
Trenneinrichtung, d.h. ein Grossteil der Mahlhilfskörper schwebt
mehr oder weniger ortsfest in den radial aussen gelegenen Bereichen
des Prozessraumes und bildet einen "Schwarm" aus Mahlhilfskörpern, durch
den das Mahlgut hindurchgepumpt wird. Die wenigen dabei in den radial
inneren Bereich des Prozessraumes gelangenden Mahlhilfskörper werden
dann von der Trenneinrichtung abgefangen. Somit wird die Trenneinrichtung
geschont und weniger stark abgenützt.
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Der Rotor kann im wesentlichen die
Form eines Kegelstumpfes haben, wobei die Mahlgut-Einlassöffnung im
Bereich des breiten Kegelstumpfendes und die Mahlgut-Auslassöffnung im
Bereich des schmalen Kegelstumpfendes der Mahlkammer angeordnet
ist. Alternativ kann der Rotor auch im wesentlichen die Form eines
Doppel-Kegelstumpfes haben. In beiden Fällen wird das Mahlgut vorzugsweise
von radial aussen nach radial innen gepumpt.
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Als weitere Alternative kann der
Rotor im wesentlichen die Form eines Zylinders haben, wobei die Mahlgut-Einlassöffnung im
Bereich des ersten Zylinderendes und die Mahlgut-Auslassöffnung im
Bereich des zweiten Zylinderendes der Mahlkammer angeordnet ist
und das Mahlgut im wesentlichen schraubenförmig entlang des Zylindermantels
des Rotors durch den Prozessraum transportiert wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung hat der Rotor im wesentlichen die Form einer Scheibe,
wobei die Mahlgut-Einlassöffnung
im radial aussen liegenden peripheren Bereich und die Mahlgut-Auslassöffnung im
radial innen liegenden axialen Bereich der Mahlkammer angeordnet
ist, so dass das Mahlgut wiederum von aussen nach innen durch den Prozessraum
strömt.
Auch hier stellt sich im Betrieb an den Mahlhilfskörpern das
oben beschriebene Gleichgewicht einer Zentrifugalkraft-Komponente und
einer Schleppkraft-Komponente ein. Das von aussen nach innen gepumpte
Mahlgut bewirkt dann wieder die "dynamische" Entlastung der radial
innen angeordneten Trenneinrichtung.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn
der scheibenförmige
Rotor sowohl an seinen beiden ebenen Scheibenflächen als auch an seiner Umfangsfläche Stifte
aufweist. Die radial am weitesten aussen liegenden Stifte haben
im Betrieb die grösste
Geschwindigkeit aller Stifte. Da ausserdem ein Grossteil der Mahlhilfskörper radial
aussen schwebt, erfolgt ein wesentlicher Teil der Mahlwirkung schon
allein in diesem peripheren Bereich des Prozessraumes, so dass gegenüber einer
Rührwerkskugelmühle ohne Stifte
am Scheibenrand eine deutliche Steigerung der Mahlleistung erzielt
wird.
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Vorzugsweise ist die Mahlkammer mit
ihrem Stator und ihrem Rotor und mit der Trenneinrichtung derart
in eine Verschwenkungsstellung verschwenkbar, dass die Trenneinrichtung
an einen hochgelegen Ort gelangt, der vorzugsweise höher als
ein Grossteil des gesamten Mahlkammer-Volumens ist. Dadurch wird
eine Entnahme der Trenneinrichtung ohne Ablassen der Mahlhilfskörper oder
des Produktes ermöglicht,
da die Mahlhilfskörper-Schüttung in
der Verschwenkungsstellung nicht bis an die Höhe der Trenneinrichtung reicht.
Ausserdem ermöglicht
dies in der Rührwerkskugelmühle die
Verwendung einer rotierbaren Trenneinrichtung mit speichenartigen oder
blattartigen Elementen, wie z.B. ein Speichenrad, Paddelrad oder
Zellenrad, wobei die Trennwirkung der Trenneinrichtung erst zustande
kommt, wenn sie zu rotieren beginnt. Aufgrund der erfindungsgemässen Verschwenkbarkeit
der Verfahrenszone kann in diesem Fall die Trenneinrichtung in Betrieb
genommen werden, solange die Verfahrenszone gekippt ist und sich
die Trenneinrichtung an dem hochgelegen Ort befindet. Nach der Inbetriebnahme wird
dann die Verfahrenszone in die Betriebsstellung gekippt, in der
die Mahlhilfskörper
an die nun trennend wirkende Trenneinrichtung gelangen.
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Wenn in der Verschwenkungsstellung
je nach Mahlkörpermenge
in der Rührwerkskugelmühle zwischen
50% und 100% des gesamten Mahlkammer-Volumens unterhalb der Trenneinrichtung
liegen, wird gewährleistet,
dass aufgrund der Verwendung einer im Ruhezustand nicht wirksamen
"rotierbaren" Trenneinrichtung oder aufgrund des Fehlens einer ausgebauten
Trenneinrichtung keine Mahlhilfskörper aus der Mahlkammer herausfallen.
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Zweckmässigerweise ist der verschwenkte, hochgelegene
Ort der Trenneinrichtung der höchstmögliche durch
Verschwenkung erreichbare Ort der Rührwerkskugelmühle. Dies
erleichtert den Zugang zur Trenneinrichtung. Ausserdem können beim
Ausbau der Trenneinrichtung Mahlhilfskörper, die sich in oder an der
Trenneinrichtung befinden, über
der Öffnung
zur Mahlkammer problemlos in die Mahlkammer ausgeschüttet oder
abgestreift werden.
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Zweckmässigerweise ist die Verschwenkungsstellung
eine Nicht-Betriebsstellung der Rührwerkskugelmühle. In
der Betriebsstellung der Rührwerkskugelmühle ist
die Drehachse des Rotors im wesentlichen horizontal angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist die Trenneinrichtung
auswechselbar. Sie kann z.B. ein selbstreinigendes Trennsieb oder
ein Paddelrad sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften
Ausführung ist
der Rotor ein hohler Rotor mit am Rotor radial innen angeordneten Öffnungen
und am Rotor radial aussen angeordneten Öffnungen. Dabei werden im Betrieb
die Mahlhilfskörper
mit einem Teil des Mahlgutstroms im Innern des Rotors durch die
Schleuderwirkung des Rotors von einer radial innen angeordneten Öffnung zu
einer der radial aussen angeordneten Öffnungen transportiert und
ausserhalb des Rotors mit dem gesamten Mahlgutstrom durch die Pumpwirkung
der Mahlgutzufuhr von der radial aussen angeordneten Öffnung zu
der radial innen angeordneten Öffnung
transportiert, so dass ein Mahlhilfskörper-Umlauf im Innern der Rührwerkskugelmühle erfolgt.
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Vorzugsweise erstreckt sich die radial
innen angeordnete Öffnung
in Umfangsrichtung bei einem Innenradius Ri am Rotor und erstreckt
sich die radial aussen angeordnete Öffnung in Umfangsrichtung bei einem
Aussenradius Ra am Rotor. Dadurch wird der Eintritt der Mahlhilfskörper zusammen
mit einem Teil des Mahlgutstroms in den Rotor hohlraum sowie der Austritt
der Mahlhilfskörper
zusammen mit diesem Teil des Mahlgutstroms aus dem Rotorhohlraum
erleichtert.
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Gemäss einer besonders bevorzugten
Ausführung
weist der hohle Rotor innere Kanäle
auf, welche jeweils eine Fluidverbindung zwischen einer radial innen
angeordneten Öff
nung und einer radial aussen angeordneten Öffnung bilden. Diese im Innern des
Rotors speichenartig angeordneten Kanäle üben eine starke Schleuderwirkung
auf die Mahlhilfskörper aus,
so dass diese effizient nach aussen zurücktransportiert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines nicht einschränkend aufzufassenden
Ausführungsbeispiels
anhand der beigefügten
Zeichnung, wobei:
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1 eine
Perspektivansicht einer erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle in ihrer
Betriebsstellung ist;
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2 eine
Perspektivansicht der Rührwerkskugelmühle von 1 in einer gekippten Nicht-Betriebsstellung
bzw. Wartungsstellung ist;
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3 eine
der 2 ähnliche
und vergrösserte
Perspektivansicht der ertindungsgemässen Rührwerkskugelmühle mit
ausgebauter Trenneinrichtung ist;
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4 eine
der 1 ähnliche
Perspektivansicht der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle ist;
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5 eine
Perspektivansicht der Rührwerkskugelmühle von 4 mit geöffneter Verfahrenszone ist,
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6 eine
Schnittansicht einer Hälfte
eines Rührwerks
eines jeweiligen Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemässen
Rührwerkskugelmühle zeigen,
wobei die Schnittebene so gewählt
ist, dass die Drehachse A-A des Rührwerks in ihr liegt;
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7 eine
Schnittansicht eines schematisch dargestellten Rührwerks zeigt, dessen Rotor
innere Kanäle
aufweist und einen Mahlkörper-Umlauf
ermöglicht.
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1 zeigt
eine erfindungsgemässe
Rührwerkskugelmühle in ihrer
Betriebsstellung mit horizontaler Rotordrehachse. Die Rührwerkskugelmühle ist
an einem Vertikalelement 2 befestigt, das mit einem Maschinensockel 1 verbunden
ist. Ein Motor 3 treibt über einen Riemenübertrieb 4 eine
Riemenscheibe 5 an, die über eine Welle welche in einer
unter einer Verkleidung 8 angeordneten Lagerung 6 (siehe 4) drehfest mit dem Rotor 21 (siehe 5) der Rührwerkskugelmühle verbunden
ist. Der drehangetriebene Rotor 21 rotiert in der Mahlkammer 9.
Das zu vermahlende Mahlgut gelangt über eine radial aussen an der
Mahlkammer 9 radial angeordnete Mahlgut-Einlassöffnung 11 in
die Mahlkammer 9 und verlässt die Mahlkammer 9 über eine
radial innen an der Mahlkammer axial angeordnete Mahlgut-Auslassöftnung 12.
Die Mahlkammer besteht im wesentlichen aus drei Teilen, und zwar
einer ersten ebenen Mahlkammennrand 13, einer gekrümmten Mahlkammerwand 14 am
Mahlkammerumfang und einer zweiten ebenen Mahlkammerwand 15.
Die gekrümmte Mahlkammerwand 14 und
die zweite ebene Mahlkammerwand 15 sind miteinander zu
einer Einheit fest verbunden. Diese Einheit 14, 15 ist über ein Scharnier 10 an
der ersten ebenen Mahlkammerwand 13 angelenkt. Ausserdem
ist mit der zweiten ebenen Mahlkammerwand 15 ein zylindrischer
Siebmantel 16 fest verbunden, der auf der Mahlkammerwand 15 mittig
und axial nach aussen ragend angeordnet ist. Innerhalb dieses Siebmantels 16 befindet sich
eine Trenneinrichtung 18 in Form eines zylindrischen Trennsiebes
(siehe 3). Die Mahlgut-Auslassöffnung 12 wird
durch ein axial verlaufendes Rohr gebildet, das ins Innere des zylindrischen Trennsiebes 18 mündet. Unterhalb
der Auslassöffnung 12 ist
eine schräg
nach unten verlaufende Rinne 17 angeordnet, mit der Mahlgut
und Mahlkörper aus
der Verfahrenszone gezielt abgelassen werden können.
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2 zeigt
die erfindungsgemässe
Rührwerkskugelmühle der 1 mit im gekippten Zustand
vertikaler Rotordrehachse. Die Bezugsziffern und die ihnen entsprechenden
Elemente sind dieselben wie in 1.
Wie man sieht, sind in 2 alle funktionellen
Elemente 3 bis 17 der Rührwerkskugelmühle um 90° um eine
horizontale Schwenkachse gekippt. Lediglich der Maschinensockel 1 und
das Vertikalelement 2 sind in derselben Stellung wie in 1. In dieser gekippten Stellung
ist der Siebmantel 16 leichter zugänglich, so dass im Rahmen einer Wartung
das Trennsieb 18 (siehe 3)
leichter aus- und eingebaut werden kann. Ausserdem können an dem
Trennsieb haftende oder eingeklemmte Mahlhilfskörper (nicht gezeigt) leicht
in die Mahlkammer 9 abgestreift oder abgeschüttelt werden.
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3 zeigt
die gekippte erfindungsgemässe Rührwerkskugelmühle ähnlich wie
in 2, aber etwas vergrössert. Die
Bezugsziffern und die ihnen entsprechenden Elemente sind dieselben
wie in 1 und in 2. Ausserdem ist das Trennsieb 18 im ausgebauten
Zustand gezeigt. Wie man am besten in 3 erkennt,
weist das zylinderförmige
Trennsieb 18 an seinem oberen Zylinderrand einen Flansch 19 mit
Löchern
auf, über
den das Trennsieb 18 beim Wiedereinbau mit Hilfe von Schrauben 20 am
Siebmantel 16 befestigt wird. Der Aus- und Einbau des Trennsiebes 18 wäre in der
Betriebsstellung mit horizontaler Rotordrehachse (siehe 1) nicht ohne Vorbereitung
möglich.
Der Mahlrauminhalt und insbesondere die Mahlkörper müssten zuvor abgelassen werden.
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Ausserdem ermöglicht die erfindungsgemässe Rührwerkskugelmühle aufgrund
ihrer Kippbarkeit anstelle des "passiven" Trennsiebes die Verwendung einer
anderen Trenneinrichtung, wie z.B. eines Zellenrades oder eines
Paddelrades, das nur im Betriebszustand, d.h. bei Rotation, Mahlhilfskörper abtrennen
kann. Wenn die mit einer solchen "aktiven" Trenneinrichtung ausgestattete
Rührwerkskugelmühle angehalten
werden soll, kann sie zuvor in die vertikale Lage mit vertikaler
Drehachse gekippt werden. Bei der erneuten Inbetriebnahme geht man
umgekehrt vor. Zunächst
werden der Rotor und die "aktive" Trenneinrichtung bei noch gekippter
Rührwerkskugelmühle mit
vertikaler Drehachse in Rotation versetzt, so dass die Trennwirkung
der "aktiven" Trenneinrichtung wieder hergestellt wird, woraufhin
die Rührvverkskugelmühle in die
horizontale Betriebstellung mit horizontaler Drehachse zurückgekippt
wird.
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4 zeigt
die erfindungsgemässe
Rührwerkskugelmühle etwas
vergrössert
als in 1. Die Bezugsziffern
und die ihnen entsprechenden Elemente sind dieselben wie in 1, 2 und 3. Im
Gegensatz zu 1 wurde
hier die Verkleidung 8 weggelassen, so dass man die Lagerung 6 der
Antriebswelle und den Träger 7 des
schwenkaren Maschinenteils erkennen kann.
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5 zeigt
die Rührwerkskugelmühle der 4 mit geöffneter Verfahrenszone, d.h.
in einem Zustand, bei dem die Mahlkammer 9 geöffnet ist.
Die Mahlkammer 9 wurde geöffnet, indem die aus der zweiten
ebenen Mahlkammerwand 15, der gekrümmten Mahlkammerwand 14 und
dem Siebmantel 16 bestehende und über das Scharnier 10 an
die erste ebene Mahlkammerwand 13 angelenkte Einheit 14, 15, 16 von
der Mahlkammerwand 13 weggeschwenkt wurde. Man erkennt
den mit der Antriebswelle drehfest verschraubten scheibenförmigen Rotor 21,
der an seinen ebenen Oberflächenbereichen mit
Stiften 22 und an seinem gekrümmten Randbereich entlang der
Umgangsrichtung mit weiteren Stiften 23 ausgestattet ist.
Entsprechende, gegenüber den
Stiften 22 entgegengesetzt und zu ihnen radial versetzt
angeordnete Stifte sind auch an den Statorflächen, d.h. auf der in den Prozessraum
weisenden Seite der Mahlkammerwände 13 und 15 angeordnet. In
der Mitte der weggeschwenkten Einheit 14, 15, 16 erkennt
man das innerhalb des Siebmantels 16 konzentrisch angeordnete
Trennsieb 18. Eine Besonderheit stellen die Stifte 26 dar,
die ebenfalls an der Rotorscheibe 21, allerdings nur an
ihrer zur Mahlkammerwand 15 weisenden Seite angeordnet
sind und so um eine statische Trenneinrichtung eine abreinigende
Turbulenz erzeugen. Diese Siebreinigungsstifte, deren Länge ungefähr der Zylinderlänge des Trennsiebs
entspricht, sind in etwa konzentrisch um den Mittelpunkt der Rotorscheibe 21 angeordnet
und erstrecken sich parallel zueinander und zur Rotordrehachse,
so dass sie beim Schliessen der Mahlkammer, d.h. beim Zurückschwenken
der Einheit 14, 15, 16, in den Zwischenraum
zwischen dem Trennsieb 18 und dem Siebmantel 16 ragen.
Sämtliche Elemente
der Mahlkammerwand, d.h. die erste ebene Mahlkammerwand 13,
die gekrümmte
Mahlkammerwand 14 und die zweite ebene Mahlkammerwand 15 sowie
der Siebmantel 16 weisen (nicht gezeigte) Kühlkanäle auf.
In der Nähe
der Verbindungsstellen zwischen den Siebreinigungsstiften 26 und der
Rotorscheibe 21 befinden sich konzentrisch um den Mittelpunkt
der Rotorscheibe 21 angeordnete Löcher 27 in der Rotorscheibe 21, über die
die beiden Prozessraumhälften
in Verbindung stehen.
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Im Betrieb wird das zu vermahlende
Produkt (z.B. Suspension mit zu zerkleinernden Partikeln) über die
Einlassöffnung 11 in
die Mahlkammer 9 gepumpt, in der die angetriebene Rotorscheibe 21 rotiert.
Durch das Zusammenspiel der Mahlkörper (nicht gezeigt) und der
Stifte 22, 23 an der Rotorscheibe 21 sowie
der Stifte 24, 25 am Stator werden die im Produkt
suspendierten Partikel zerkleinert. Das auf diese Weise bei sei nem
Durchtritt von aussen nach innen durch den Prozessraum zerkleinerte und
dispergierte Produkt gelangt schliesslich in den Zwischenraum zwischen
dem Trennsieb 18 und dem Siebmantel 16 und tritt
durch das Trennsieb 18 zur Auslassöffnung 12 hindurch.
Sollten trotzt des starken Zentrifugalfeldes in der Mahlkammer 9 und
trotzt ihrer gegenüber
dem Mahlgut höheren
Dichte einige Mahlkörper
durch "unglückliche"
Stösse
und/oder durch die Schleppwirkung des Mahlgutstromes bis an das
Trennsieb gelangen, so werden sie spätestens dort zurückgehalten.
Die gegenüber
dem ruhenden Trennsieb 18 an dessen Oberfläche mit
der Rotordrehzahl umlaufenden Siebreinigungsstifte 26 sorgen
für eine
starke Verwirbelung des Mahlgutes mit zur Oberfläche des Trennsiebes tangentialen
Geschwindigkeitskomponenten. Dadurch wird das Trennsieb weitgehend
von Ablagerungen und Verklebungen freigehalten. Ausserdem wird verhindert, dass
sich Irrläufer
unter den Mahlhilfskörpern
am Trennsieb anlagern und zusammen mit dem Mahlgut das Trennsieb
rasch verstopfen.
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6 zeigt
eine Schnittansicht einer Hälfte eines
Rührwerks
eines jeweiligen Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemässen
Rührwerkskugelmühle, wobei
die Schnittebene so gewählt
ist, dass die Drehachse A-A des Rührwerks in ihr liegt. Der radial
innen liegende achsnahe Bereich des Rührwerks wurde weggeschnitten,
da seine Auslegung für
das in der Figur dargestellte Rührwerk
weitgehend unabhängig
ist.
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Der insgesamt mit 21 bezeichnete
scheibenförmige
Rotor ist von achsparallelen Stiften 22 durchsetzt, die
in achsparallelen Bohrungen der Rotorscheibe 21 eingepasst,
eingeschraubt oder anderweitig befestigt sind und auf beiden Seiten
der Rotorscheibe 21 aus dieser in den Mahlraum ragen. Ausserdem
sind am äusseren
Rand der Rotorscheibe 21 in Umfangsrichtung voneinander
beabstandete radial nach aussen ragende Stifte 23 angebracht.
Der Stator bzw. das Mahlraumgehäuse
wird durch die erste ebene Mahlkammerwand 13, die gekrümmte Mahlkammerwand 14 sowie
die zweite ebene Mahlkammerwand 15 gebildet (vgl. 5). Die beiden ebenen Mahlkammerwände 13 und 15 weisen
in den Mahlraum ragende Stifte 24 bzw. 25 auf, die zu den
Stiften 22 der Rotorscheibe 21 versetzt angeordnet
sind. Die am Aussenrand der Rotorscheibe 21 angeordneten radialen
Stifte 23 leisten einen wesentlichen Beitrag zur gesamten
Mahlleistung, da in diesem radial äussersten Bereich sowohl diese
Stifte 23 als auch das Mahlgut besonders hohe Geschwindigkeiten
aufweisen, so dass dort eine besonders ener giereiche Beanspruchung
zwischen den Stiften 23 und dem Mahlgut bzw. den Mahlhilfskörpern erfolgt.
Die genannten Mahlkammerwände 13, 14 und 15 weisen
mahlraumseitige Auskleidungen 28, 29 bzw. 30 auf,
die aus einem abriebfesten Material bestehen. Die ebenfalls starkem
Verschleiss ausgesetzten Stifte 22, 23, 24 und 25 sind
Idealerweise austauschbar. Die ebene Mahlkammerwand 15 weist
auf ihrer zur Drehachse A-A weisenden Seite den nur teilweise gezeigten Siebmantel 16 auf,
der das Trennsieb 18 abdeckt (vgl. 5).
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7 zeigt
eine Schnittansicht eines schematisch dargestellten Rührwerks,
dessen Rotor innere Kanäle
aufweist und einen Mahlkörper-Umlauf entlang
der eingezeichneten Pfeile ermöglicht.
Um die Übersichtlichkeit
zu wahren, wurden die in 6 und 6 dargestellten erfindungsgemässen Stifte 22, 23, 24 und 25 in 7 weggelassen. Der insgesamt
mit 21 bezeichnete Rotor besitzt in einer radialen Entfernung Ri
von der Drehachse A-A mindestens eine radial innen liegende Öffnung 21a und
in einer radialen Entfernung Ra von der Drehachse A-A mindestens
eine radial aussen liegende Öffnung 21b. Zwischen
diesen Öffnungen 21a und 21b besteht über Kanäle 21c im
Innern des Rotors 21 ein Strömungskanal. Der Stator wir
durch die Mahlkammerwände 13, 14 und 15 gebildet
(vgl. 5). Im Betrieb wirken
auf die (als schwarze Punkte dargestellten) in dem Mahlgut verteilten
Mahlkörper
sowohl Schleppkräfte
als auch Trägheitskräfte. In
dem Mahlraumbereich zwischen dem Rotor 21 und den den Stator
bildenden Mahlkammerwänden 13 und 15 werden
die Mahlkörper
zusammen mit dem in den Mahlraum von radial aussen durch die Mahlgut-Einlassöffnung 11 (vgl. 1, 5) hereingepumpten Mahlgut durch die
von 13 und 21 bzw. 13 und 15 gebildeten Kanäle radial nach innen geschleppt,
da die radial nach innen gerichteten Schleppkräfte des Mahlgutstroms auf die
Mahlkörper
grösser
sind als die radial nach aussen gerichteten Fliehkräfte der
Mahlkörper
auf ihren gekrümmten
Bahnen. In den Kanälen
("Schleuderkanälen") 21c des
Rotors 21 sind die Verhältnisse im
Betrieb genau umgekehrt. Hier wirken durch das radial nach aussen
geschleuderte Mahlgut nach aussen gerichtete Schleppkräfte zusammen
mit den ebenfalls nach aussen gerichteten Fliehkräften auf die
Mahlkörper
ein, so dass diese radial nach aussen geschleppt werden. Somit werden
stets in den radial innen liegenden Bereich des Mahlraums gelangende Mahlkörper wieder
nach aussen befördert.
Auf diese Weise wird verhindert, dass sich an der radial innen angeordneten
Trenneinrichtung (nicht gezeigt) Mahlkörper, wodurch einer Verstopfung
der Trenneinrichtung, einer übermässigen Abnutzung
des Mahlraums und einer Überhitzung
des Mahlguts im radial inneren Bereich des Mahlraums vorgebeugt
wird.
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- 1
- Maschinensockel
- 2
- Vertikalelement
- 3
- Motor
- 4
- Riemenübetrieb
- 5
- Riemenscheibe
- 6
- Lagerung
der Antriebswelle
- 7
- Träger des
schwenkbaren Maschinenteils
- 8
- Verkleidung
- 9
- Mahlkammer
- 10
- Scharnier
- 11
- Mahlgut-Einlassöffnung
- 12
- Mahlgut-Auslassöffnung
- 13
- erste
ebene Mahlkammerwand
- 14
- gekrümmte Mahlkammerwand
am Mahlkammerumfang
- 15
- zweite
ebene Mahlkammerwand
- 16
- Siebmantel
- 17
- Rinne
- 18
- Trenneinrichtung,
Trennsieb
- 19
- Flansch
- 20
- Schrauben
- 21
- Rotor,
Scheibe
- 21a
- radial
innere Öffnung
- 21b
- radial äussere Öffnung
- 21c
- Kanäle
- 22
- Stift
an Scheibenebene
- 23
- Stift
am Scheibenrand
- 24
- Stift
am Stator
- 25
- Stift
am Stator
- 26
- Siebreinigungsstift
- 27
- Verbindungslöcher
- 28
- Auskleidung
- 29
- Auskleidung
- 30
- Auskleidung