DE1241238B - Ruehrwerksmuehle fuer die Herstellung von Feststoffdispersionen in Fluessigkeiten - Google Patents

Ruehrwerksmuehle fuer die Herstellung von Feststoffdispersionen in Fluessigkeiten

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DE1241238B
DE1241238B DED42930A DED0042930A DE1241238B DE 1241238 B DE1241238 B DE 1241238B DE D42930 A DED42930 A DE D42930A DE D0042930 A DED0042930 A DE D0042930A DE 1241238 B DE1241238 B DE 1241238B
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DE
Germany
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agitator mill
disk
agitator
mill according
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DED42930A
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English (en)
Inventor
Paul A Goeser
Kaspar Engels
Heinrich Kraft
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Draiswerke GmbH
Original Assignee
Draiswerke GmbH
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/16Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/16Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • B02C17/163Stirring means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Description

  • Rührwerksmühle für die Herstellung von Feststoffdispersionen in Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle für die Herstellung von Feststoffdispersionen in Flüssigkeiten, wie Farben, Cremes, Chemikalien u. dgl., der das Mahlgut unter Druck vorzugsweise von unten aufgegeben und unter Zusatz von Mahlhilfskörpern mittels an einerhochtouriglaufendenRührwerkswelle befindlichen scheibenförmigen Rührelementen verarbeitet wird. Die zum Einsatz kommenden Mahlhilfskörper haben eine Größe von etwa 0,2 bis 3 mm Durchmesser.
  • Rührwerksmühlen dieser Art sind bekannt. Sie bestehen aus einem senkrecht angeordneten Mahltrog, in dem Rührwerke umlaufen, die glatte Vollscheiben, Ringscheiben, Lochscheiben oder auch Stäbe als Rührelemente aufweisen.
  • Bei Rührwerksmühlen ist die mittlere statistische Aufwärtsbewegung des Mahlgutes die Ursache für das Mitreißen der Mahlhilfskörper in den Siebbereich. Diese Aufwärtsbewegung ist in dem Spalt zwischen Rührscheiben und - Trogwand am größten. Bei bekannten Rührwerken wurde durch Vorsehen von Loch- oder Ringscheiben auch eine Rückwärtsbewegung des Mahlgutstromes von oben nach unten herbeigeführt.
  • Die starke Bewegung des Mahlgutes mit den Mahlkörpern an der Innenwandung des Mahlbehälters von unten nach oben und die rückläufi-e Bewecung von oben nach unten durch die Loch- oder Ringscheiben erzeugt eine unnötige Umwälzung, die den eigentlich erwünschten Reibeffekt an der Oberfläche der Rührscheiben nachteilig beeinflußt. Hierbei ist auch ein nachteiliges Mitreißen von nicht oder nicht ausreichend gemahlenem Gut unvermeidbar.
  • Versuche haben ergeben, daß bei Steigerung der Gesamtumwälzuno, insbesondere die Zentrifugalkräfte für die Mahlkörper zunehmen und damit eine starke Konzentration der Mahlkörper an der Troginnenwand auftritt. Die Mahlkörper werden dabei so eng zusammengedrückt, daß in diesem Bereich das zu zerkleinernde Gut nicht mehr eingezogen wird, während im Zentrum des Troges zu wenig Mahlkörper vorhanden sind. Durch die dichte Packung der Mahlkörper unter dem Zentrifugaldruck tritt eine nutzlose Abriebwirkung und Verschleiß der Mahlkörper und des Troges auf. Bei Mühlen in stehender Ausführung wird ferner durch den Zentrifugaldruck das Hochwandern der Mahlkörper und damit ein Überlaufen der Mühle begünstigt, wodurch wiederum der Maximaldurchsatz der Mühle begrenzt wird.
  • Den bekannten Rührwerksmühlen haftet ein weiterer grundsätzlicher Nachteil an. Durch die hochtourig laufenden Rührwerke ist bedingt, daß das Mahlgut mit den Mahlhilfskörpern vom Zentrum bis zur Peripherie der Scheiben ständig steigenden Umfangsgeschwindigkeiten unterworfen ist. Bei den bekannten Rührscheiben muß die Umfangsgeschwindigkeit an der Peripherie dieser Scheiben so ausgelegt werden, daß- zwar der Effekt der - Mahlung und Dispergierung erzielt wird, daß aber die Mahlhilfskörper selbst nicht oder nur unwesentlich beansprucht oder gar zerstört werden. Durch diese notwendige Beschränkung der Tourenzahl der Rührwerkswelle ist die für den Dispergiereffekt günstige Gesamtumwälzung begrenzt.
  • Die ferner bekannten Speichenringscheiben sind aus einem Scheibenring gebildet, der mit schräg nach unten gehenden Speichen mit der Nabe - verbunden ist. Diese Speichen haben eine gewisse Pumpwirkung, so daß sie von oben in die öffnung zwischen Ring und Nabe eintretendes Material nach unten wegschleudern. Diese Wirkung soll vorwiegend auf zuviel nach oben geförderte Mahlkörper ausgeübt werden. Selbstverständlich wird der gleiche Förderimpuls auch auf das Mahlgut ausgeübt. Die Bewegungsimpulse in Achsrichtung sind deshalb stärker als bei der Vollscheibe, und es lassen sich damit breitere Verweilzeitspektren erzielen. Bei der Verwendung von Rührscheiben mit Speichen und einer Nabe entsteht jedoch eine schlagende Wirkung,' die störend an den Mahlköpern und am Rührwerk angreift. Auch wird durch die Speichen die unerwünschte Einmischung von Luft in das Mahlgut gefördert. Werden, wie in bekannten Einrichtungen vorgesehen, die Speichen der Ringscheiben so ausgebildet, daß sie im Trogzentrum eine Förderwirkung ausüben, die einen beschleunigt zum Austritt gerichteten Materialstrom erzeugt, so wird das in diesen Bereich gelangende Gut wesentlich schneller als das übrige Gut zum Austritt hin gefördert, und die Vorrichtung arbeitet ungleichmäßig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Gesamtumwälzung von Mahlgut und Mahlhilfskörpern wesentlich zu steigern, ohne daß die befürchtete Mahlhilfskörperzerstörung auftritt. Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten scheibenförmigen Rührelemente zu vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die in den scheibenförinigen Rührelementen vorgesehenen Durchbrüche zur Intensivierung der Mahlgut- und Mahlhilfskörper-Umwälzung erfindungsgemäß als von der Scheibennabe zum Scheibenrand verlaufende Schlitze ausgebildet sind. Dabei können nach einer ersten Ausführungsform die Schlitze in radialer Richtung verlaufen. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung sind die Schlitze zu der Nabe hin im wesentlichen tangential angeordnet.
  • Die bis an die Peripherie gehenden Schlitze sind zumindest an der Peripherie relativ eng zu halten, damit die vorwiegend durch hydrodynamische Effekte mitgenommenen Mahlhilfskörper nicht auf die angeströmte Stimfläche der Seitenwände der Scheibenschlitze aufprallen. Um das Aufprallen in jedem Falle zu vermeiden, sind die Stirnflächen der Schlitzwände so weit abgeschrägt, daß sie in jedem Falle im Laufschatten der gegenüberliegenden Schlitzwand sich befinden.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Schlitze zur Scheibenmitte hin erweitert bzw. verbreitert. In diesem Bereich sind auf Grund der geringen Umfangsgeschwindigkeiten die Prallbeanspruchungen praktisch unterhalb der Bruchgrenze der Mahlhilfskörper. Gemäß Weiterbildungen der Erfindung können die Schlitze auch schräg zur Scheibenebene angeordnet werden, um gegebenenfalls dem Mahlgut eine zusätzliche Bewegungskomponente senkrecht zur Scheibenebene aufzuzwingen.
  • Gemäß einer weiter abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist eine Schlitzanordnung vorgesehen, die von der Scheibenperipherie spiralfönnig nach innen bis zur Nabe verläuft.
  • Darüber hinaus sind die Schlitze gemäß der Erfindung geeignet, durch ihre schaufelartige Wirkung die Rührintensität zu steigern, wobei man je nach Winkelstellung der Schlitze und Drehrichtung der Scheiben die relativen Umfangsgeschwindigkeiten von Mahlkörpem und Mahlgut erhöhen oder vermindern kann. Dabei kann gleichzeitig eine stärkere Zentrifugierung der Mahlkörper zur Trommelwand bei in Umlaufrichtung rückwärts geneigter Winkelstellung der Schlitze bzw. eine stärkere Verteilung der Mahlkörper im umgewälzten Mahlgut bei vorwärts geneigter Winkelstellung der Schlitze erzielt werden.
  • Es ist daher bei den erfindungsgemäßen Rührelementen besonders vorteilhaft, daß durch die Schlitze die Mahlkörper von außen nach innen im Mahltrog gefördert werden können. Die Schlitzanordnungen mit Erweiterung zur Nabe, hin sind besonders geeignet, den Mahlkörpern zwecks günstiger Verteilung im Mahlgut Bewegungsimpulse entgegen der Zentrifugalkraft zu geben. Die erfindungsgemäße Schlitzanordnung hat ferner den Vorteil, daß sie einen guten Gas- und Druckausgleich zwischen zwei durch Scheibenelemente gebildeten Zonen ermöglicht.
  • Man kennt zwar bereits eine kontinuierlich arbeitende Rührwerksmühle, der das Mahlgut von oben zugegeben wird, mit als Lochscheiben ausgebildeten Rührscheiben. Die kreisrunden Löcher dieser Rührscheiben dienen vorwiegend lediglich zum Druckausgleich; jedenfalls ist eine wesentliche Intensivierung des Mahlvorganges und eine Förderwirkung entgegen der Zentrifugalkraft durch diese Lochscheiben nicht erreichbar. Auch ist das Problem einer überschwemmung bzw. eines überlaufens am Sieb, wie es bei Rührwerksmühlen der vorliegenden Art auftritt, bei der bekannten Rührwerksmühle nicht vorhanden.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert. In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Schlitzscheiben gemäß der Erfindung dargestellt.
  • Eine Scheibe 1 mit einer Nabe 2 weist gemäß den F i g. 1, und 2 Schlitze 3 in radialer Richtung auf. In F i g. 2 sind noch weitere Ausführungsformen dargestellt, wobei jedoch die Scheibe entweder nur mit Schlitzen einer Ausführungsforin versehen ist oder an ein und derselben Scheibe verschiedene Schlitze Verwendung finden. Eine weitere Ausführungsforin der Schlitze ist mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet, die tangential zur Nabe auf sekanten Linien angeordnet sind. Die mit 5 bezeichneten Schlitze verlaufen radial und sind zum Zentrum hin erweitert bzw. verbreitert.
  • In F i g. 3 ist ein Querschnitt durch eine Rührscheibe dargestellt, wobei der Schlitz völlig senkrecht angeordnet ist. F i g. 4 zeigt einen solchen Schlitz in Schräganordnung gegenüber der Scheibenebene und F i g. 5 eine Schlitzform mit beidseitig abgeschrägten Kanten.
  • Die F i g. 6 und 7 stellen in Schnitt und Draufsicht eine Rührscheibe dar, die einen spiralfönnig vom Scheibenrand zur Nabe hin verlaufenden Schlitz aufweist. Dabei ist das diesen Schlitz bildende Spiralband 9 an der Nabe 2 befestigt.
  • In einer Rührwerksmühle können auf einer gemeinsamen Rührwerkswelle mehrere gleiche oder verschieden ausgebildete scheibenförinige Rührelemente gemäß der Erfindung vorgesehen sein.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Rührwerksmühle für die Herstellung von Feststoffdispersionen in Flüssigkeiten, wie Farben, Cremes, Chemikalien u. dgl., bestehend aus einem mit Mahlhilfskörpern beschickten Mahlbehälter, in dem mit Durchbrüchen versehene Rührscheiben hochtourig umlaufen, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Durchbrüche der Rührscheiben (1) als von der Scheibennabe (2) zum Scheibenrand verlaufende Schlitze (3, 4,5) ausgebildet sind.
  2. 2. Rührwerksmühle nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (3, 5) in radialer Richtung verlaufen. 3. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (4) zur Scheibennabe (2) im wesentlichen tangential verlaufen. 4. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze von der Scheibenperipherie spiralförmig nach innen bis zur Nabe verlaufen. 5. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (5) in Richtung zum Zentrum der Rührscheiben (1) hin verbreitert sind. 6. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Begrenzungswände der Schlitze (3, 4, 5) schräg zur Scheibenebene verlaufen. 7. Rührwerksmühle nach Anspruch 6, dadurch aekennzeichnet, daß die Seitenwände der Schlitze C zwei Schrägen zur Scheibenebene aufweisen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 589 796, 614 149; deutsche Auslegeschrift Nr. 1099 988; belgische Patentschrift Nr. 512 881; britische Patentschrift Nr. 932 132.
DED42930A 1963-11-14 1963-11-14 Ruehrwerksmuehle fuer die Herstellung von Feststoffdispersionen in Fluessigkeiten Pending DE1241238B (de)

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FR993005A FR1412816A (fr) 1963-11-14 1964-10-28 Dispositif pour obtenir des dispersions de matières solides dans des liquides
BE655046D BE655046A (de) 1963-11-14 1964-10-29

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5115956A (en) * 1985-05-24 1992-05-26 The Coca-Cola Company Agitator for a post-mix beverage dispenser

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DE614149C (de) * 1933-02-14 1935-06-03 Herbert Keller Dr Vorrichtung zum Vermahlen und Verreiben von Gut bis zu sehr hohen Feinheiten
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GB932132A (en) * 1959-01-14 1963-07-24 Berger Jenson & Nicholson Ltd Improvements in or relating to continuously operable ball mills

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FR1412816A (fr) 1965-10-01
BE655046A (de) 1965-02-15

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