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Rührwerksmühle Die Erfindung bezieht sich auf eine Rührwerksmühle,
bestehend aus einem Mahlbehälter mit einer mit scheibenförmigen Rührelementen besetzten
Rührwerkswelle, in der in Anwesenheit von Mahlkörpern das Naßvermahlen bzw. Dispergieren
von Feststoffen unter Einsatz von Schwingungserzeugern erfolgt, die ihren Schwingungsimpuls
auf das mit den Mahlhilfskörpern durchsetzte Mahlgut übertragen.
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Es ist bereits eine Vorrichtung zum Vermahlen und Homogenisieren von
festen und flüssigen, teig-oder pastenförmigen Stoffen bekannt. Diese Vorrichtung
besteht aus einem Hohlkörper mit kreisförmigem lichtem Querschnitt, in dessen Innerem
sich ein Drehkörper von ähnlicher Gestalt dreht oder abwälzt. Der Bewegung des Drehkörpers
sind zusätzliche Schwingbewegungen überlagert, wobei sich in dem Drehkörper eine
Welle dreht, die eine Erregermasse trägt.
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Für diskontinuierlichen Betrieb sind im unteren freien Bereich des
Hohlkörpers Rührflügel vorgesehen, um das Behandlungsgut in einem dauernden Umlauf
zu halten. Im Gegensatz zu dieser Mahlvorrichtung kennt man ferner Schwingmühlen,
in denen Trockensubstanzen vermahlen werden. Dabei wird ein mit Quarzsand innig
vermischtes Mahlgut in liegend angeordnete röhrenförmig ausgebildete Behälter eingegeben,
die daraufhin in schwingende Bewegung versetzt werden. Die Länge des rohrförmigen
Mahlbehälters beträgt ein hohes Vielfaches seines Durchmessers und ist in mehrere
Teilabschnitte aufgeteilt, die mit gegenseitigen Verbindungen zur Erzielung eines
kontinuierlichen aufeinanderfolgenden Durchganges des Mahlgutes versehen sind.
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Schließlich ist eine Mischvorrichtung bekannt, deren Mahlbehälter
in mehrere Kammern unterteilt und in dem ein Mischwerk mit scheibenförmigen Mischelementen
angeordnet ist. Den einzelnen Kammern, die über zentrale Ausnehmungen miteinander
verbunden sind, wird getrennt Flüssigkeit oder , Gas zugeführt, während die Feststoffpartikeln
von oben her der Vorrichtung zugegeben werden und nach unten die verschiedenen Kammern
durchlaufen. Damit Ablagerungen von Feststoffteilchen zwischen den umlaufenden Mischelementen
und den Kammerwänden vermieden werden können, ist bei dieser Vorrichtung vorgesehen,
die Mischwerkswelle heb-und senkbar zu lagern. Durch Auf- und Abbewegungen des mit
scheibenförmigen Mischelementen bestückten Rührwerks können Schwingimpulse erzeugt
und auf das Mahlgut übertragen werden. Zur Verhinderung von Agglomeratbildungen
kann eine geringe Menge von Sand dem aufgegebenen Gut zugemischt werden. Der Sandzusatz
hat jedoch nicht die Aufgabe, den eigentlichen Mahlvorgang wesentlich zu unterstützen.
Eine Vermahlung bzw. Verarbeitung von viskosen Produkten, wie beispielsweise Pasten
od. dgl., ist mit dieser Mischvorrichtung nicht möglich.
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Die Erfindung geht von der eingangs beschriebenen Rührwerksmühle aus.
Zwischen dem Außenrand der scheibenförmigen Rührelemente und der Behälterinnenwandung
befindet sich ein ausreichender Ringspalt, so daß das im allgemeinen am unteren
Ende des Mahlbehälters unter Druck zugeführte Mahlgut im wesentlichen durch diese
Spaltöffnungen im Höhenbereich einer jeden Mahlscheibe nach oben steigen kann, um
schließlich durch die Öffnungen eines Siebkopfes am oberen Ende des Mahlbehälters
die Mühle zu verlassen. Die Rührwerkswelle wird hochtourig angetrieben. Durch die
hiermit bedingte Zentrifugalkraft wird das Mahlgut mit den Mahlhilfskörpern von
jeder Mahlscheibe aus in Richtung auf die Behälterinnenwand bewegt. Es muß verhindert
werden, daß hierbei eine mehr oder weniger stark auftretende Zerstörung der Mahlhilfskörper
eintritt. Es muß ferner verhindert werden, daß durch diese Zentrifugalkraft an der
Mahlbehälterinnenwandung im Ringspalt der Mahlscheiben eine zu große Ansammlung
von Mahlhilfskörpern sich vollzieht, die die Aufwärtsbewegung des Mahlgutes durch
diese Ringspalte hindurch zu stark hindert. Diese besonderen Umstände beim Betrieb
der genannten Rührwerksmühlen begrenzen die erreichbare Mahlleistung der Mühle.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ursachen dieser Begrenzung
der Mahlleistung entgegenzuwirken, in der Erkenntnis, daß dann die Mahl- und Dispergierwirkung
zwischen Mahlgut und Mahlhilfskörpern wesentlich besser ausnutzbar ist.
Demzufolge
besteht die Erfindung in erster Linie darin, daß ein oder mehrere Schwingungserzeuger
am Mahlbehälter oder an Teilen der Rührwerksmühle angreifen, wobei diese Teile als
Schwingungsübertrager dienen.
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Es hat sich speziell bei Rührwerksmühlen zum Naßvermahlen und Dispergieren
von Feststoffen gezeigt, daß eine gewisse Packung bzw. Behinderung der Mahlelemente
an den Trogwänden auftritt. Durch die zusätzlichen Schwingungsübertrager gemäß der
Erfindung wird diese Behinderung beseitigt, wodurch sich eine erhebliche Wirkungsgradsteigerung
der Mühle ergibt. Dieser Effekt kann durch die bekannten Schwingimpulse der Rührwerkswelle
nicht erzielt werden.
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Zum Stand der Technik wird noch erwähnt, daß es Vibrationsmühlen,
z. B. umlaufende Kugelmühlen, üblicher Art gibt, die mit einer Vibrationseinrichtung
kombiniert sind.
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Gegenüber einem solchen Stand der Technik kommt es gemäß der Erfindung
gerade darauf an, Schwingungserzeuger dazu auszunutzen, um bei Rührwerksmühlen der
erläuterten Art das Mahlgut im Mahlbehälter einschließlich der Mahlhilfskörper hinsichtlich
ihrer gegenseitigen Bewegung nicht nur zu intensivieren, sondern auch den Übergang
des Mahlgutes im Ringspalt zwischen Scheibe und Behälterwand zu erleichtern unter
Vermeidung einer störenden Ansammlung von Mahlhilfskörpern im Bereich dieser Ringspalte
und weiterhin zwecks Vermeidung der Zerstörungsgefahr der Mahlhilfskörper. Es soll
eine Möglichkeit gegeben werden, sich durch entsprechenden Einsatz solcher Schwingungserzeuger
dem fortlaufenden Zermahlungs- und Dispergierungsvorgang entsprechend anzupassen;
alle diese Vorteile sollen gemeinsam dazu beitragen, die Leistung der Mühle gegenüber
den bekannten Rührwerksmühlen der hier in Betracht kommenden Art wesentlich zu steigern.
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Trotz Einhaltung eines nicht zu großen Ringspaltes zwischen Mahlscheiben
und Behälterinnenwandung können mittels der Erfindung Verklemmungen der Mahlhilfskörper
in diesen Ringspalten vermieden werden. Es wird auch ein geringerer Behälterverschleiß
durch Einsatz von Schwingungserzeugern erreicht. In durchaus wünschenserter Weise
wird überhaupt in der Mühle eine Intensivierung der Mahlhilfskörperbewegung herbeigeführt,
was nicht nur im Bereich der Behälterwandung, sondern insbesondere auch am Einlauf
und am Auslauf der Rührwerksmühle wünschenswert ist.
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Nicht nur die hierdurch erreichte Intensivierung der Mahlhilfskörperbewegung
innerhalb des Mahlgutes führt hierbei zu einer erhöhten Mahlleistung. Diese erhöhte
Mahlleistung ist offenbar auch darauf zurückzuführen, daß durch die eingetretene
Vibration sich zwischen den Mahlhilfskörpern jeweils Zwischenräume zeitweise ergeben,
die dann mit gröberem Mahlgut füllbar sind, so daß gerade das gröbere Mahlgut sofort
immer wieder einer Bearbeitung seitens der Mahlhilfskörper unterworfen wird.
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Die Anwendung der Arbeitsweise gemäß der Erfindung unter Einsatz von
Schwingungserzeugern, die auf das Mahlgut mit den Mahlhilfskörpern einwirken, wirkt
sich dann besonders erfolgreich aus, wenn es sich um das Mahlen bzw. Dispergieren
von solchen Produkten handelt, die zur Thixotropie neigen. Die Verarbeitung solcher
Stoffe in den bisher bekannten Rührwerksmühlen führt immer wieder zu Schwierigkeiten,
weil unerwünschte Ablagerungen der zu verarbeitenden Stoffe im Mühlentrog nicht
zu vermeiden sind und weil außerdem insbesondere Siebaustrittsbehinderungen eintreten.
Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung durch die zusätzlich anzuwendende Vibration
des Mahlgutes mit den Mahlhilfskörpern vermieden. Ein ungehinderter Siebaustritt
auch solcher sonst sehr schwer zu verarbeitender Produkte wird erreicht.
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In besonders vorteilhafter Weise können ein oder mehrere elektromagnetische
Schwingungserzeuger eingesetzt werden, die auf den Mühlentrog einwirken. Bei Anwendung
von zwei oder mehr elektromagnetischen Schwingungserzeugern kann deren Schwingweitebzw.
Schwingzahl unterschiedlich einstellbar sein.
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So ist es von besonderem Vorteil, wenn je ein Schwingungserzeuger
am unteren und am oberen Ende des Mahlbehälters angreift und gemäß einem weiteren
Merkmal der untere Schwingungserzeuger eine größere Amplitude und eine kleinere
Frequenz aufweist als der obere Schwingungserzeuger. Durch ein solches Vorgehen
ist es gemäß der Erfindung möglich, sich hinsichtlich der Schwingungszahl als auch
der Schwingungsamplitude sowie deren Intensität den Erfordernissen der fortschreitenden
Mahlung innerhalb des Mühlentroges anzupassen. Es ist hierbei auch durchaus angebracht,
im oberen Bereich einer solchen Rührwerksmühle eine hohe Schwingfrequenz mit geringer
Amplitude zur Anwendung zu bringen, und damit ein Freischaffen des Siebes am oberen
Ende der Mühle zu erreichen.
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Nach der Erfindung können ferner Schwingungserzeuger außerhalb des
Mahlbehälters vorgesehen sein, die mit Schwingungsübertragern im Mahlbehälter in
Verbindung stehen. Diese Schwingungsübertrager übertragen alsdann ihren Schwingimpuls
unmittelbar auf das Mahlgut. In diesem Fall kann der Mahlbehälter als solcher ortsfest
zur Aufstellung kommen, so daß nur die Schwingungsübertrager innerhalb des Mahlbehälters
unmittelbar ihren Impuls auf das Mahlgut und die Mahlhilfskörper übertragen. Diese
Schwingungsübertrager können z. B. ring- bzw. zylinderförmig ausgebildet sein. Die
Verbindung zwischen dem im Mahlbehälter angeordneten Schwingungsübertrager mit dem
außen angeordneten Schwingungserzeuger kann durch Verbindungsstangen erfolgen, die
elastisch sind, z. B. können Gummiglieder in Betracht kommen, die den Mahlbehälter
der Mühle bzw. deren Kühlmantel durchdringen.
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Im Siebbereich der Rührwerksmühle können ähnliche Vorrichtungen das
Siebräumen, also das Freimachen des Siebes vom Mahlgut, zusätzlich unterstützen.
Hier ergibt sich auch noch die Möglichkeit, daß die die Schwingenergie weitergebenden
Elemente gegenbenfalls außerhalb des mit Mahlhilfskörpern angereicherten Raumes
angeordnet werden können. Die Schwingung würde in diesem Fall alsdann von außerhalb
über das schon ausgetretene Mahlgut durch das Sieb bis auf die innen befindlichen
Mahlhilfskörper übertragen.
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Insbesondere dann, wenn die Schwingungserzeuger auf den Mahlbehälter
einwirken, empfiehlt es sich, daß dieser auf Federungselementen oder Rädern in sich
beweglich Aufstellung findet.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
wiedergegeben, und zwar zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch
eine Rührwerksmühle, bei welcher der Mühlentrog durch einen wirksamen Schwingungserzeuger
in Schwingung gebracht wird, F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine Rührwerksmühle
mit insgesamt drei Schwingungserzeugern, F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine
Rührwerksmühle mit außerhalb des Mahlbehälters angeordneten Schwingungserzeugern
und ringförmigen Schwingungsübertragern.
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Bei den drei Ausführungsbeispielen gemäß F i g. 1 bis 3 ist ein Mahlbehälter
mit 1, ein zugehöriger Doppelmantel mit 2, ein Siebkopf mit 3 und eine zugehörige
Siebhaube mit 4 bezeichnet. In dem Mahlbehälter 1 bewegt sich ein Mischwerk 5. Dieses
Mischwerk 5 besteht aus einer Rührwerkswelle 5 a mit Rührscheiben 5 b. Dieses
Mischwerk ist in einer Lagerung 6 gehalten.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist an dem Mahlbehälter
bzw. an dem Doppelmalten 2 ein elektromagnetischer Schwingungserzeuger 7 vorgesehen.
Im Bereich dieses Schwingungserzeugers 7 ist zwischen dem Mahlbehälter
1 und dem Doppelmantel 2 eine Versteifung 8 angebracht. Damit der Mahlbehälter
den erzeugten Schwingungen gut folgen kann, ist er auf federnde Elemente 9 gestellt.
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Die Ausführungsform der Rührwerksmühle nach F i g. 2 unterscheidet
sich von der nach F i g. 1 dadurch, daß am unteren Ende des Mahlbehälters
1
bzw. des Doppelmantels 2 ein elektromagnetischer Schwingungserzeuger
10 vorgesehen ist, der seine Schwingungen über eine Versteifung
11 auf den Mahlbehälter 1 überträgt. Es ist ferner ein zweiter elektromagnetischer
Schwingungserzeuger 12 am oberen Ende des Mahltroges angebracht mit einem
Zwischenstück 13. Dieses Zwischenstück 13 überträgt den Schwingimpuls auf den Siebkopf
3. Schließlich ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung noch ein dritter elektromagnetischer
Schwingungserzeuger 14 vorgesehen, der senkrecht arbeitet und seine Energie über
einen Stab 15 auf ein den Siebkopf 3 umgebendes ringförmiges Element 16 als Schwingungsübertrager
abgibt. Dieses Element 16 erzeugt somit eine Vibration am unteren Ende des Siebkopfes
3 und hat hier insbesondere die Aufgabe zu , erfüllen, den ungehinderten Ablauf
des fertig bearbeiteten Mahlgutes aus der Auslaßtülle 16 a zu fördern. Der untere
Schwingungserzeuger 10 wird auf eine größere Amplitude und auf eine kleinere
Frequenz eingestellt als der obere Schwingungserzeuger 12, um eine bessere
Anpassung an die fortschreitende Vermahlung des Mahlgutes zu erreichen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist der Mahlbehälter 1 anstatt
auf Federungselemente 9 auf Räder 17 abgestützt. Gemäß der Erfindung ist bei dieser
Ausführungsform ein im Mahlbehälter 1 angeordneter Zylinder 22 als Schwingungsübertrager
ausgebildet. Dieser Schwingungsübertrager ist über einen vorzugsweise elastischen
Stab 21 mit dem außerhalb des Mahlbehälters 1 angeordneten Schwingungserzeuger
20 verbunden. Man erkennt, daß durch einen solchen Schwingungsübertrager
gerade eine Vibration in dem mit Mahlhilfskörpern durchsetzten Mahlgut erreicht
wird, in dem Bereich der Ringspalte zwischen den Scheiben 5 b und der Innenwandung
des Mahlbehälters 1. Mit Ziffer 23 ist eine elastische Lagerung für den Stab
21 angedeutet, damit die Schwingungen auf den Schwingungsübertrager 22 seitens
des Schwingungserzeugers 20 möglichst ungehindert übertragen werden.
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Bei allen drei Ausführungsbeispielen gemäß F i g. 1 bis 3 ist ein
Stutzen 25 vorgesehen, über den das Mahlgut unter Druck in den Innenraum des Mahlbehälters
1 eingeführt wird.