DE1136189B

DE1136189B - Muehle zum Feinmahlen von festem, trockenem Gut

Info

Publication number: DE1136189B
Application number: DEM30076A
Authority: DE
Inventors: Henry G Lykken; William Lykken
Original assignee: Microcyclomat Co
Current assignee: Microcyclomat Co
Priority date: 1955-03-28
Filing date: 1956-03-26
Publication date: 1962-09-06
Also published as: US2941731A

Description

Mühle zum Feinmahlen von festem, trockenem Gut Die Erfindung bezieht sich auf eine Mühle zum Feinmahlen von festem, trockenem Gut unter Durchsatz von Sichtluft oder Trägergas.
Mühlen unter Verwendung von stehenden oder liegenden Läufern, durch deren Schlagwirkung das Gut zerkleinert wird, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Dabei ist es auch bekannt, oberhalb eines liegenden Schlagläufers an dem umfassenden zylinderartigen Gehäuse einen freien Quadranten mit daran anschließendem senkrechtem Austragsschacht anzuordnen, durch welchen das zerkleinerte Gut mit der Sichtluft, welche tangential auf die Breite des Läufers und mit demselben umlaufend oder seitlich axial in den Läufer eintretend und über dem Umfange austretend zugeführt wird, ausgetragen wird.
Es sind auch unterteilte Schlagläufer mit beiderseitiger axialer Lufteinführung bekannt. Ferner hat man auch das Läufergehäuse mit vorzugsweise gerilltem Futter versehen und unten am Gehäuse öffnungen oder Abscheider für grobes Gut angebracht. Bei solchen Schlagmühlen erfolgt die Zerkleinerung durch die Stoßwirkung der Läuferschaufeln oder beweglicher Schlagteile des Läufers auf das aufgegebene Bett des Gutes, welches dabei unter fortschreitender Zerkleinerung umläuft. Das zerkleinerte Gut wird dabei an der Abgabestelle, gegebenenfalls durch Sichtluft ausgetragen. In dem Umlauf befindet sich dabei jedoch eine wesentliche Menge des feineren Gutes, welches dadurch zu einer übermahlung kommen kann, eine schädliche Polsterwirkung für den Zerkleinerungsvorgang des Grobgutes ausübt und eine Leistungsverringerung sowie Belastung des Mahlraumes darstellt.
Es ist weiterhin bekannt, in Trägergas oder Sichtluft suspendiertes Mahlgut unter hohen Geschwindigkeiten durch Abrieb und Teilchenstoß zu zerkleinern, indem Luft unter hohem Druck durch tangentiale Düsen ausströmt oder über den Umfang von mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Läufern umläuft.
Es sind ferner Mühlen unter Verwendung von stehenden Läufern mit achsparallelen Bauteilen in Form von Schaufeln oder Stangen zwischen auf der Welle sitzenden Scheiben, gegebenenfalls in mehreren Abteilungen übereinander, bekannt, bei denen zwischen den Schaufeln durch den Druck an der Leitkante und den Sog an ihrer Rückseite eine kreisende Wirbelbildung zwischen den Schaufelpaaren erzeugt wird. Das Mahlgut wird dabei von unten nach oben insgesamt in spiralförmigen Umläufen bei teilweisem Eintritt in die Zwischenwirbel unter Abrieb und Stoßzerkleinerung geführt. Das jeweilig anfallende Feingut verläuft durch die gesamte Mahlzone, so daß es auch hier der übermahlung ausgesetzt ist, eine Polsterwirkung ausübt und die Mahlkapazität verringert. Auch eine Erhöhung des Kraftbedarfes wird dadurch verursacht.
Die vorstehend geschilderten Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß eine Mühle mit einem mit auf den Umfang verteilten achsparallelen Bauteilen bestückten Läufer, bei der das Gehäuse auf der Seite, auf der sich der Läufer abwärtsbewegt, im oberen Teil einen freien Quadranten aufweist, an den sich der nach oben führende Austragschacht anschließt und an dessen unterer Kante sich über die gesamte Läuferbreite erstreckende Beschickungskanäle für das Mahlgut und die Sichtluft tangential einmünden, in der Weise ausgebildet ist, daß der Läufer, dem das vorgemahlene Mahlgut mit der Sichtluft gemischt aufgegeben wird, in an sich bekannter Weise in Abständen auf der Welle sitzende Scheiben aufweist, die sich bis dicht an das zylindrische Gehäuse erstrecken und nach innen und gegeneinander vollkommen abgeschlossene Ringräume begrenzen, in denen die achsparallelen Bauteile in der Nähe der Scheibenränder angeordnet sind.
Die Feinmühle nach der Erfindung ist besonders geeignet zum Mahlen von Materialien, wie Talkum, Ton _Kaolin, Graphit, Erdpigmenten u. dgl., welche mehr oder weniger mit kristallinem Material, wie Sand und Kies versetzt sind. Dies kann auch als selektive Mahlüng bezeichnet werden. Das fremde Material, welches entfernt werden muß, ist härter, dichter und schwerer als das gewünschte Produkt. Es ist im allgemeinen außerordentlich schwierig, es zu zerkleinern, und es sammelt sich in dem umlaufenden Mahlgut an. Das gewünschte Erzeugnis ist im allgemeinen viel weicher und zerkleinert sich leicht auf einen höheren Feinheitsgrad.
An Hand der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Fig. 1 zeigt einen lotrechten Querschnitt durch die eine Ausführungsform, Fig. 2 zeigt einen lotrechten Längsschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 zeigt einen Schnitt ähnlich wie Fig.1 durch die andere Ausführungsform und Fig.4 den entsprechenden Längsschnitt nach der Linie 4-4 der Fig.4.
Nach den Abbildungen weist die Mühle 10 ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 11 mit einem Futter 11 A auf, das glatt oder gerillt sein kann. Das Gehäuse 11 ist durch zwei Stirnplatten 12. und 14 abgeschlossen. Die Stirnplatten erstrecken sich bis zu einem Fundament und sind auf diesem durch Winkeleisen befestigt.
An jeder Seite der Mühle sind außerhalb de Stirnplatten Lager für die Läuferwelle 15 angeordnet.
Die Welle 15 ist im Bereich des Läufers von einer Trommel umgeben, die durch an der Welle angeschweißte oder anderweitig befestigte ringförmige Scheiben 18 getragen wird.
An jedem Ende der Trommel ist eine Läuferstirnscheibe 19 an der Ringscheibe 18 befestigt. Zwischen den Scheiben 19 sind mehrere Mahleinheiten 20 mit radialen achsparallelen Schaufeln 22 angeordnet. Jede Einheit besteht aus einer senkrecht zur Welle angeordneten Ringscheibe 21, die in Radialschlitzen über ihren Umfang eine größere Zahl der Schaufeln 22 , trägt; die zwischen je zwei Ringscheiben 24 eingeschlossen sind. Die Scheiben 24 haben einen Durchmesser, der bis zum Umfang der Schaufeln 22 reicht. Die geschlitzten Scheiben 21 und die Scheiben 24 werden zueinander durch Abstandsringe 25 von entsprechender Breite, welche mit der Walze 17 verkeilt sind, gehalten.
An dem oberen Quadranten des zylindrischen Gehäuses, in dem sich die Läuferschaufeln abwärtsbewegen, ist eine Entspannungskammer bzw, der Mühlen- ; auslaß 27 angeschlossen. Unter dieser Entspannungskammer ist etwa in Höhe der Läuferachse 15 eine schlitzförmige tangentiale Einlaßöffnung 28 vorgesehen, welche sich über die ganze Länge des Gehäuses erstreckt und sowohl für die Luft als auch für das zu ; zerkleinernde Material bestimmt ist.
Zur steuerbaren Aufgabe des zu zerkleinernden Materials ist vor dem Einlaßspalt 28 ein Trichter 30 mit einer umlaufenden Dosierwalze 31 vorgesehen, welche zur genauen Materialaufgabe vorzugsweise mit steuerbarem Antrieb ausgestattet ist.
Unter dem Aufgabetrichter 30 ist eine Lufteinlaßkammer 32 vorgesehen. Der Lufteinlaß ist mit einem im Querschnitt stromlinienförmigen Verschlußschieber versehen, der eine genaue Dosierung der einströmenden Luft ermöglicht. Mittels dieser Einrichtung wird das Material mit der Luft gemischt in die Mühle gesaugt. Das aufgegebene Mahlgut gelangt also in einen hochfluidalen Zustand bzw. als Gasdispersion, vorzugsweise mit einem Gehalt von nicht mehr als 10 % festen Teilen, zwischen die Schaufeln 22 des rotierenden Läufers.
Infolge der Ausdehnung der Einlaßöffnung 28 über die gesamte Länge des Läufers wird jede Läufereinheit gleichmäßig beschickt. Wenn nun das zu zerkleinernde Gut unter hoher Geschwindigkeit mit dem Läufer in den durch die Scheiben 24 und die achsparallelen Schaufeln 22 gebildeten Kammern an der diese dicht anschließenden Gehäusewand 11 entlang geführt wird, erfolgt eine Zerkleinerung des Gutes mittels Wirbelung der fließfähigen Suspension, wobei die Zerkleinerung im wesentlichen auf Stoß und Abreibung der Teilchen untereinander beruht.
Die Vorwärtsbewegung jeder Schaufel erzeugt hinter ihr ein Vakuum. Unmittelbar hinter der Schaufel tritt somit ein Zustrom von Luft zur Auffüllung des Vakuums ein. Dieser Zustrom erfolgt teilweise aus > dem zwischen Läufer und Gehäuse befindlichen mit fein zerkleinertem Material beladenen Luftring und teilweise aus dem Raum vor der äußeren Kante der Schaufel. Diese Luft streicht nach hinten um diese Kante herum in das Vakuum. Auch aus dem Raum vor der folgenden Schaufel gelangt Luft in das Vakuum. Als Folge dieser Vorgänge ergibt sich in jeder Kammer eine kreisende Wirbelbewegung von hoher Geschwindigkeit, wie sie in der Fig.1 durch Pfeile angedeutet ist. Der Zustrom der mit Gut beladenen Luft zum Auffüllen des Vakuums hinter jeder Schaufel verursacht zahllose Stöße und ergibt einen raschen Abrieb der Teilchen, so daß schnell große Mengen von feinen Teilchen erzielt werden.
Alle Luft- und Materialströme in der Mühle verlaufen in Ebenen, die rechtwinklig zu der Achse des Läufers liegen. Jede einzelne Läufereinheit arbeitet unabhängig von den anderen, als wenn diese Einheit in einem eigenen Gehäuse eingeschlossen wäre. Jede erhält ihre Luft- und Materialbeschickung für sich und gibt das Gemahlene an der Oberseite des Gehäuses in die Entspannungskammer ab. Die hierzu erforderliche Luftströmung wird bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform durch den Läufer selbst erzeugt.
Für die wirksame Arbeit der Feinstmühle ist es nun wesentlich, daß das genügend zerkleinerte Material so schnell wie möglich aus der Mühle entfernt wird. Dies wird durch die Entspannungskammer bewirkt. Die größeren Teilchen werden nämlich in der Entspannungskammer tangential abwärts gegen die Wand 37 geschleudert und fallen anschließend wieder in die Kammern des Läufers.
Das leichtere Material wird durch den geregelten Luftstrom nach oben ausgetragen.
Dies ergibt in den meisten Anwendungsfällen eine ausreichende Klassierung, so daß zusätzliche Hilfsklassierungseinrichtungen nicht benötigt werden.
Um die Selbstklassierungseigenschaften der Mühle zu erhöhen, ist es zweckmäßig, eine Verlängerung der Gehäusewandung oder des Futters vorzusehen, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Verlängerung wird durch eine bogenförmige Platte 60 gebildet, welche sich über die gesamte Breite des Läufers in die Entspannungskammer erstreckt. Diese Verlängerung dient zur stärkeren Ablenkung der aus dem Läufer austretenden Teilchen nach unten. Ihre Länge kann gegebenenfalls entsprechend den verschiedenen Anforderungen an die Feinheit des Gemahlenen geändert werden. Je länger die Platte 60 ist, desto feiner ist das Gut, das durch den Luftstrom in die Entspannungskammer und damit aus der Mühle heraus mitgenommen wird.
Zusätzlich kann die Teilchengröße des ausgetragenen Feingutes durch Einstellung der Stärke des Luftstromes gesteuert werden.
Dabei ist zu bemerken, daß ein großes Luftvolumen in der Mahlkammer kreist, während nur ein verhältnismäßig geringer Anteil Luft durch die Mühle strömt, und zwar nur so viel, um die Endprodukte zu entfernen und die Beschickung aufrechtzuerhalten.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 sind die flachen, radialen, achsparallelen Läuferschaufeln 22 durch Stäbe 45 ersetzt, die zwischen den Scheiben 24A gehalten sind. Diese Form ist besonders für Verhältnisse geeignet, bei denen eine Zerkleinerung durch Stoß, Pressung oder Aufschlag ohne starken Abrieb gewünscht wird, wie bei der Vorzerkleinerung von Getreide. Hierbei wird zunächst die Feinmachung der Schalen und der Keime vor dem Endosperm mit geringstmöglicher Zerkleinerung der Schalen und insbesondere der Keime und auch des Endosperms erstrebt.
Wenn ein solcher Läufer mit Stäben verwendet wird, ist ein äußeres Sauggebläse erforderlich, da der Läufer für den Austrag des Produktes aus der Mühle keinen genügenden statischen Druck erzeugt. Bei dieser Ausführungsfoim kann es auch zweckmäßig sein, den Läufer mit einer geringeren Geschwindigkeit arbeiten zu lassen, so daß die zwischen den Stäben gebildeten Wirbel unvollständig sind, wie dies schematisch in Fig. 3 dargestellt ist. Auf diese Weise wird die Zahl der Teilchenstöße gegen die Seitenwände auf einen Höchstwert gesteigert, während gleichzeitig die Zerkleinerung durch Abrieb wesentlich herabgesetzt ist. Zum gleichen Zweck wird die Mühle vorzugsweise mit einem glatten Futter mit einigen in weitem Abstand angeordneten runden Rippen versehen. Eine von der Entspannungskammer 27 ausgehende Auslaßleitung 46 gestattet dabei durch Veränderung der Saugwirkung des Gebläses die Entfernung der verhältnismäßig groben Schalenteile der Keime und der Endospermteile zur Trennung durch gebräuchliche Sichter. Es ist vorteilhaft, bei Vermahlung von Getreide dieses zuerst ein- oder mehrmals in einer Mühle gemäß der in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform vorzumahlen und die dadurch gewonnenen Grieße dann in einer Mühle gemäß der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform feinzumahlen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Mühle zum Feinmahlen von festem, trokkenem Gut mit einem in einem Gehäuse angeordneten, liegenden, mit auf dem Umfang verteilten achsparallelen Bauteilen bestückten Läufer, bei der das Gehäuse auf der Seite, auf der sich der Läufer abwärtsbewegt, im oberen Teil einen freien Quadranten aufweist, an den sich der nach oben führende Austragschacht anschließt und an dessen unterer Kante sich über die gesamte Läuferbreite erstreckende Beschickungskanäle für das Mahlgut und die Sichtluft tangential einmünden, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer, dem das vorgemahlene Mahlgut mit der Sichtluft gemischt aufgegeben wird, in an sich bekannter Weise in Abständen auf der Welle (15) sitzende Scheiben (24) aufweist, die sich bis dicht an das zylindrische Gehäuse (11) erstrecken und nach innen und gegeneinander vollkommen abgeschlossene Ringräume begrenzen, in denen die achsparallelen Bauteile (22, 45) in der Nähe der Scheibenränder angeordnet sind.
2. Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die achsparallelen Bauteile als radiale Schaufeln (22) ausgebildet sind, die zusammen mit den Rotorscheiben (24) seitlich rundum geschlossene, jedoch nach außen offene Kammern bilden.
3. Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die achsparallelen Bauteile als Stäbe (45) ausgebildet sind.
4. Mühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Läufers einstellbar ist.
5. Mühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) mit einem achsparallel gerillten Futter (11A) versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 764 515, 810 098, 654110; französische Patentschrift Nr. 363 470; schweizerische Patentschrift Nr. 280 591; britische Patentschrift Nr. 696 799; USA.-Patentschriften Nr. 1760 245, 2 294 920, 2364101.