DE1254945B - Verfahren und Vorrichtung zum diskontinuierlichen Zerkleinern von in Fluessigkeit suspendierten Teilchen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B02c

Deutsche Kl.: 50 c-17/20

Nummer: 1254 945

Aktenzeichen: St 20372 III/50 c

Anmeldetag: 5. März 1963

Auslegetag: 23. November 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum diskontinuierlichen Zerkleinern von in Flüssigkeit suspendierten Teilchen, insbesondere Pigmenten, bei dem die Mahlgutcharge kontinuierlich durch eine Zerkleinerungsmaschine im Kreislauf geführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Beim Zerkleinern von in Flüssigkeit suspendierten Teilchen kann die gewünschte Teilchenfeinheit im allgemeinen nicht mittels eines einzigen Durchlaufs durch eine Zerkleinerungsvorrichtung erreicht werden. Es sind diskontinuierlich arbeitende Verfahren bekannt, die es ermöglichen, die gewünschte Teilchenfeinheit zu erhalten. Gemäß diesen Verfahren wird eine Mahlgutcharge durch die Zerkleinerungsvorrichtung geführt, anschließend in einem Auffangbehälter gesammelt und dann unter Verwendung dieses Auffangbehälters als Aufgabebehälter wieder der Zerkleinerungsvorrichtung zugeführt. Die erzielbare Teilchenfeinheit hängt dabei von der Anzahl der Durchläufe ab, wobei die Teilchengröße innerhalb sehr enger Grenzen liegt, da alle Teilchen etwa der gleichen Anzahl von Zerkleinerungswirkungen ausgesetzt sind.

Die Nachteile der diskontinuierlich arbeitenden Verfahren bestehen vor allem darin, daß die zeitliche Produktionsmenge sehr gering und die praktische Durchführung des Verfahrens relativ aufwendig und zur Automatisierung schlecht geeignet ist. Außerdem muß ein Leerlauf der Zerkleinerungsvorrichtung in Kauf genommen werden, der insbesondere bei den sogenannten Rührwerksmühlen zu einem erhöhten Abrieb der Mahlkörper und damit zur Verschmutzung des Mahlgutes führt.

Es ist ferner ein kontinuierlich arbeitendes Rezirkulationsverfahren bekannt, bei dem die gesamte Suspension ständig in einem Kreislauf durch die Zerkleinerungsvorrichtung geführt wird. Je länger die Suspension in dem Kreislauf umläuft, um so feiner wird die durchschnittliche Körnung der Teilchen.

Bei diesem bekannten Verfahren kann jedoch nicht kontrolliert werden, ob die gesamte Suspension an den aufeinanderfolgenden Zerkleinerungen teilnimmt. Da bestimmte Teilchen stets im Aufgabebehälter bleiben und durcheinandergewirbelt werden und andere Teilchen die Zerkleinerungsvorrichtung öfters durchlaufen, ergibt sich eine über einen relativ großen Korngrößenbereich verteilte Endkörnigkeit, die in vielen Fällen nicht in Kauf genommen werden kann. Um sicherzustellen, daß die Abmessungen der größten Teilchen unter einem vorgegebenen Wert liegen, muß die Mahldauer beträchtlich erhöht werden, Verfahren und Vorrichtung zum
diskontinuierlichen Zerkleinern von in
Flüssigkeit suspendierten Teilchen

Anmelder:

STECCO Soci6t6 Anonyme de Technique

Chimique, Genf (Schweiz)

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore

und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte,

München 22, Robert-Koch-Str. 1

Als Erfinder benannt:
Robert Haller, Genf (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 5. März 1962 (2691)

so daß die Vorteile gegenüber dem diskontinuierlichen Verfahren zum Teil wieder verlorengehen. Außerdem ist das kontinuierlich arbeitende Rezirkulationsverfahren für einen programmgesteuerten Betrieb nur schlecht geeignet, da die Feststellung der jeweiligen Feinheit nur durch eine Probeentnahme erfolgen kann und nicht, wie beim diskontinuierlichen Verfahren, durch die Anzahl der Durchläufe festgelegt ist.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines zur Automatisierung geeigneten Verfahrens zum diskontinuierlichen Zerkleinern von in Flüssigkeit suspendierten Teilchen, das es ermöglicht, das Mahlgut in optimal kurzer Zeit in einen vorbestimmbaren Zustand gleichmäßig hoher Feinheit zu überführen. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen werden.

Dies wird bei einem Verfahren der eingangs angeführten Gattung gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Wiederzuführung der Charge zur Zerkleinerungsmaschine unmittelbar im Anschluß an den die Zerkleinerungsmaschine gerade durchlaufenden Chargenrest erfolgt.
Durch diese Maßnahmen wird einerseits erreicht, daß alle Teilchen der Suspension praktisch gleich oft die niemals im Leerlauf arbeitende Zerkleinerungsmaschine passieren, und andererseits neben der Er-

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zielung einer gleichmäßigeren und höheren Feinheit des Mahlprodukts eine schnellere Vermahlung als bei dem bekannten Rezirkulationsverfahren gewährleistet wird.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungsmaschine in einem zumindest zwei parallelgeschaltete Behälter und Pumpen aufweisenden Mahlgutkreislauf angeordnet ist und daß in die jeweiligen Zuführ- und Abführleitungen der Behälter Ventile eingeschaltet sind, deren öffnen und Schließen von Niveaukontrolleinrichtungen der Behälter paarweise konjugiert gesteuert ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Vorrichtung ist an den Mahlgutkreislauf über ein steuerbares Ventil ein Absetzbehälter angeschlossen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Mahlgutkreislauf nach der Zerkleinerungsmaschine ein Zwischenbehälter angeordnet.

Um zu vermeiden, daß die das Mahlgut transportierende Pumpe leerläuft, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Zwischenbehälter mit einer die Pumpen steuernden Niveaukontrolleinrichtung versehen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 eine im Schnitt dargestellte praktische Ausführungsform eines Behälters gemäß F i g. 1 und

Fig. 3 eine Ausführungsform einer elektrischen Steueranordnung für die erfindungsgemäße Vorrichtung.

Nach F i g. 1 besteht die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im wesentlichen aus einer Zerkleinerungsmaschine 1 und drei Behältern 2,3 und 4. Die Art der verwendeten Zerkleinerungsmaschine kann beliebig gewählt werden, so daß beispielsweise eine Kugel-, Scheiben-, Walzen- oder Rührwerksmühle (Sandmühle) verwendet werden kann.

Der im folgenden als Vormischbehälter bezeichnete Behälter 2 ist mit einem von einem Motor über ein Untersetzungsgetriebe angetriebenen und auf zwei Geschwindigkeiten einstellbaren Rührer 8 versehen. Der Behälter 3, der als Rücklaufbehälter bezeichnet wird, ist mit einem Rührer 10 versehen, der über ein Untersetzungsgetriebe von einem Motor mit einer einzigen Geschwindigkeit angetrieben wird. Der als Endproduktbehälter bezeichnete Behälter 4 weist ebenfalls einen Rührer 12 auf, der über ein Untersetzungsgetriebe von einem Motor angetrieben wird.

In dem Mahlgutkreislauf ist nach der Zerkleinerungsmaschine 1 ein Zwischenbehälter 21 angeordnet. Dieser Behälter nimmt das durch den Überlauf 22 aus der Zerkleinerungsmaschine austretende Produkt auf und weist bei 23 einen Filter auf, der die gegebenenfalls mit dem Mahlgut aus der Mühle mitgeführten Kugeln oder den mitgeführten Sand zuriickhilll.

Der Umlauf tics Mahlgutes wird durch zwei Pumpen 24 und 25 gewährleistet, die von einem gemeinsamen Motor angetrieben werden. Die Ansaugseite der Pumpe 24 kann einerseits über eine Leitung 27 und eine Leitung 28 mit dem Behälter 2 und andererseits durch die Leitung 27 und eine Leitung 29 mit dem Behälter 3 verbunden werden. Die Förderseite der Pumpe 24 ist über eine Leitung 32 mit der Zerkleinerungsmaschine 1 verbunden. In dieser Leitung 32 ist ein Sperrventil 33 angeordnet

Die Ansaugseite der Pumpe 25 ist über eine Leitung 34 mit dem Zwischenbehälter 21 verbunden. Diese Pumpe 25 fördert in eine Leitung 35, die zu

ίο einer Vorrichtung 36 führt, welche es ermöglicht, das umgewälzte Mahlgut in eine von drei Leitungen 37, 38 oder 39 zu schicken. Die Leitung 37 führt zum Behälter 2, die Leitung 38 zum Behälter 3 und die Leitung 39 zum Behälter 4.

Die Vorrichtung 36 kann beispielsweise in Form eines Dreiwegehahns ausgebildet sein, so daß die geforderte Steuerung des Mahlgutes erreicht werden kann. Diese Steuerung kann jedoch auch mittels Ventilen 40,41,42 vorgenommen werden, die in den Leitungen 37,38 und 39 liegen.

Die Steuerung der verschiedenen Ventile erfolgt automatisch durch elektrische Kontakte. Vorzugsweise werden dazu Membranventile verwendet, die mit Druckluft betätigt und durch elektrische Relais gesteuert werden. Die zeitliche Steuerung der Ventile geschieht mittels einer Programmeinrichtung, wobei die Auslösung und die Kontrolle der Arbeitsgänge von einem zentralen Schaltpult aus erfolgen kann.

Der Arbeitszyklus und die Mahlgutumläufe werden durch elektrische Füllhöhenanzeiger in den Behältern 2,3 und 21 gesteuert. Der Behälter 2 ist mit zwei Füllhöhenanzeigern 44 und 45 versehen, von denen einer in der Nähe des Behälterbodens und der andere oberhalb des Rührniveaus angebracht ist. Der Behälter 3 besitzt einen Füllhöhenanzeiger 46, der in der Nähe des Bodens angeordnet ist. Der Behälter 21 weist zwei Füllhöhenanzeiger 47 und 48 auf, von denen einer sich in der Nähe des Bodens und der andere im oberen Teil des Behälters befindet. Die Füllhöhenanzeiger 47 und 48 haben die Aufgabe, ständig eine gewisse Menge an Mahlgut in dem Behälter 21 zu halten, damit nicht die Pumpe 25 Luft in die Leitungen saugt. Um zu gewährleisten, daß die Pumpe 25 nicht leerläuft, erfolgt ein Anhalten dieser Pumpe, wenn die Füllhöhe in den Behälter 21 unter den Anzeiger 47 sinkt. Der Anzeiger 48 schaltet die Pumpe wieder ein, wenn das Niveau in dem Behälter 21 seine Höhe erreicht. Das Ausschalten der Pumpe kann dabei durch Auslösung einer an der Pumpe vorgesehenen elektromagnetischen Kupplung bewirkt werden. Es sind ferner Sicherungen vorgesehen, um die gesamte Anlage im Fall von Störungen anzuhalten.

Nach F i g. 2, die den Vormischbehälter 2 im Querschnitt zeigt, ist dieser Behälter mit einem Mantel 14 umgeben, der eine Kühlwasserzirkulation ermöglicht. Der Kühlwassereintritt erfolgt dabei bei 15, und die Auslaßöffnung ist bei 16 vorgesehen. In der Nähe des gewölbt ausgebildeten Bodens 17 sind ein Absaugstutzen 18, an den die Verbindungsleitung zur Umwälzpumpe angeschlossen ist, sowie ein Stutzen 19 für ein Spülventil vorgesehen. Die Füllstutzenmündung ist bei 20 angegeben. Die übrigen Behälter sind im wesentlichen in gleicherweise ausgebildet.

Nach F i g. 3 besteht eine Steuervorrichtung aus einem Motor 49 und Kurvenscheiben 50,51,52 und 53, die auf der Welle des Motors angebracht sind. An jeder Kurvenscheibe liegt ein Stößel 54 eines Kon-

taktes 55 auf. Der Kontakt an der Kurvenscheibe 50 ist in Öffnungsstellung dargestellt. Die einzelnen Kontakte betätigen jeweils Relais, welche ihrerseits die Ventile steuern.

Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.

Eine zur Zerkleinerung bestimmte Suspension von Feststoffen, beispielsweise Pigmenten, wird in den Behälter 2 gefüllt und aufgerührt, indem der Rührer 8 mit großer Geschwindigkeit angetrieben wird. Nach einer vorbestimmten Zeit schaltet eine Schaltuhr den Rührer auf kleine Geschwindigkeit um und hält ihn dann an, bis der Schaum zergangen ist.

Wenn die Entflockung beendet ist, wird die Pumpe 24 in Gang gesetzt und das Ventil 30 automatisch geöffnet. Die Pumpe saugt die Suspension an und fördert sie in die Zerkleinerungsmaschine 1.

Auf diese Weise wird der Behälter 2 kontinuierlich entleert. Wenn die Füllhöhe des Behälters den Anzeiger 45 erreicht, so bewirkt dieser das Anhalten des Rührers 8. Dann erreicht das Niveau der Suspension den Anzeiger 44, wodurch die den Kreislauf umkehrende Programmeinrichtung in Tätigkeit gesetzt wird.

Während der Entleerung des Behälters 2 passiert das von der Pumpe 24 geförderte Mahlgut die Zerkleinerungsmaschine 1 und gelangt in den Zwischenbehälter 21. von wo es durch die Pumpe 25 abgesaugt und über die Leitungen 35 und 38 bei geöffnetem Ventil 41 in den Behälter 3 gefördert wird.

Durch das von dem Anzeiger 44 ausgelöste Signal werden die Ventile paarweise umgesteuert. Dabei werden die Ventile 30 und 41 geschlossen, und die Ventile 31 und 40 werden geöffnet. Diese öffnung wird durch eine halbe Drehung der Kurvenscheiben 50 bis 53 bewirkt, welche die Kontakte 55 betätigen.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die sich nunmehr in dem Behälter 3 befindende Mahlgutsuspension unmittelbar im Anschluß an den die Zerkleinerungsmaschine gerade durchlaufenden Chargenrest der Zerkleinerungsmaschine wieder zugeführt wird. Der Inhalt des Behälters 3 wird dabei über die Leitungen 29 und 27 von der Pumpe 24 angesaugt und in die Zerkleinerungsmaschine 1 gefördert. Das in den Zwischenbehälter 21 gelangende Mahlgut wird wieder von der Pumpe 25 abgesaugt und in diesem Fall über die Leitungen 35 und 37 in den Behälter 2 gefördert. Wenn das Niveau in dem Behälter 3 den Anzeiger 46 erreicht, so bewirkt dieser wieder die Auslösung des umgekehrten, durch die Kurvenscheiben 50 bis 53 vorgegebenen Vorganges.

Diese Umsteuerung zwischen den Behältern 2 und 3 wird so lange fortgesetzt, bis die gewünschte Feinheit erzielt ist. Dabei ist die Feinheit eine Funktion der Anzahl der auf Grund der Umsteuerung genau definierten Durchläufe des Mahlgutes durch die Zerkleinerungsmaschine. Nach Erreichen der vorgegebenen Anzahl von Durchläufen wird das Ventil 42 geöffnet, und gleichzeitig werden die Ventile 40 und 41 geschlossen. Das zerkleinerte Mahlgut wird dann über die Leitung 39 in den Endproduktbehälter 4 geführt.

ίο Das öffnen des Ventils 42 wird dabei durch ein einstellbares Zählwerk bedingt, das die aufeinanderfolgenden Durchläufe zählt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum diskontinuierlichen Zerkleinern von in Flüssigkeit suspendierten Teilchen, insbesondere Pigmenten, bei dem die Mahlgutcharge kontinuierlich durch eine Zerkleinerungs-

ao maschine im Kreislauf geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederzuführung der Charge zur Zerkleinerungsmaschine unmittelbar im Anschluß an den die Zerkleinerungsmaschine gerade durchlaufenden Chargenrest erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungsmaschine (1) in einem zumindest zwei parallelgeschaltete Behälter (2,3) und Pumpen (24,25) aufweisenden Mahlgutkreislauf angeordnet ist und daß in die jeweiligen Zuführ- und Abführleitungen (37,38; 28,29) der Behälter Ventile (40, 41; 30, 31) eingeschaltet sind, deren öffnen und Schließen von Niveaukontrolleinrichtungen (44. 46) der Behälter paarweise konjugiert gesteuert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Mahlgutkreislauf über ein steuerbares Ventil (42) ein Absetzbehälter (4) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Mahlgutkreislauf hinter der Zerkleinerungsmaschine (1) ein Zwischenbehälter (21) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter (21) eine die Pumpen (24,25) steuernde Niveaukontrolleinrichtung (47, 48) aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 664 915;
USA.-Patentschrift Nr. 2 850 246.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 689/255 11.67 Q Bundesdruckerei Berlin