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Fliehkraftmühle zum Mahlen und/oder Verreiben von in einer Flüssigkeit
suspendiertem Mahlgut Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftmühle zum Mahlen und/oder
Verreiben von in einer Flüssigkeit suspendiertem Mahlgut mit mehreren übereinander
zu einer Mahlgefäßsäule angeordneten, Mahlkörper enthaltenden, durch mit Öffnungen
versehene Zwischenböden voneinander getrennten Mahlkammern, die um ihre eigene Achse
(Mahlgefäßachse) und um eine zweite, gegenüber der Mahlgefäßachse vorzugsweise leicht
geneigte Achse (Exzenterachse) umlaufen, wobei der Abstand der beiden Achsen zumindest
im Bereich der Zuführung für das Mahlgut kleiner ist als der Innenradius der Mahlkammerwände.
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Derartige Mühlen sind bekannt. Dabei sind die Drehzahlen der beiden
Achsen so gewählt, daß die das Mahlgut enthaltende Flüssigkeit in den einzelnen
Mahlkammern je einen umlaufenden Ring bildet, wobei durch die zentrifugenartige
Wirkung die gröberen Körner gegen die Innenwand der Mahlkammern gedrängt werden,
wo sie der Mahlwirkung von in den Mahlkammern enthaltenen Mahlkörpern unterworfen
sind.
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Diese Mühlen sind vor allem in der Lage, das Mahlgut äußerst fein
zu vermahlen. Gewisse Schwierigkeiten bestehen jedoch dann, wenn Mahlgut unterschiedlicher
Mahlbarkeit zu einer gewünschten Korngröße gemahlen werden soll, ohne die Drehzahlen
der Mühle - und damit auch die Mahlleistung -herabzusetzen. Dieses Problem ist allein
mit mechanisch wirkenden, siebartigen Zwischenböden zwischen den Mahlkammern, die
den Durchfluß des Mahlgutes ermöglichen und gleichzeitig die Mahlkörper zurückhalten,
bei einer Mahlgutsuspension nicht zu lösen.
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Die Erfindung hat daher zur Aufgabe, eine Mühle der eingangs genannten
Bauart durch einfache konstruktive Maßnahmen so zu verbessern, daß Mahlgut beliebiger
Härte und Zusammensetzung zu einer vorgegebenen Korngröße bei jeweils maximaler
Mahlleistung und kontinuierlichem Betrieb gemahlen werden kann. Dabei soll die Mahlgutsuspension
im einfachen Durchgang, z. B. bei einer aufrecht stehenden Mahlgefäßsäule, die einzelnen
Mahlkammern nacheinander von oben nach unten durchlaufen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der kleinste
Abstand der Durchlaßöffnungen in den Zwischenböden von der Mahlfläche der Mahlkammern
in Richtung auf den Austrag des Mahlgutes hin zunimmt. Dabei können die Durchlaßöffnungen
z. B. aus je einer zur Mahlgefäßachse konzentrischen Bohrung oder aus mehreren kleineren
Bohrungen bestehen, deren Mittelpunkte auf je einem gemeinsamen, zur Mahlgefäßachse
konzentrischen Kreis liegen, wobei im ersteren Fall der Durchmesser der konzentrischen
Bohrung und im zweiten Fall der Durchmesser des gemeinsamen, konzentrischen Kreises
von einem Zwischenboden zum nächsten in Richtung auf den Austrag des Mahlgutes hin
abnimmt.
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Durch die auf das Mahlgut wirkenden Kräfte tritt innerhalb der Mahlkammern
eine Korngrößentrennung ein, durch die - wie bereits eingangs erwähnt - die gröberen
Körner an die Mahlflächen der Mahlkammern gedrängt werden, während sich zugleich
feinere Körner von einer bestimmten Korngröße ab auf Bahnen bewegen, die von der
Mahlfläche denselben oder einen größeren Abstand haben als der kleinste Abstand
Mahlfläche-Durchlaßöffnung, so daß nur diese Körner die betreffende Mahlkammer verlassen
können, um in die folgende Mahlkammer zu gelangen.
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Der wesentliche, mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht nun
darin, daß durch die Größe und Abstufungen der Durchlaßöffnungen Veiweilzeit und
Korngrößenbereich des Mahlgutes in jeder einzelnen Mahlkammer beeinflußbar sind.
Die Abstufungen können dabei individuell für jedes Mahlgut so vorgenommen werden,
daß die Kapazität jeder einzelnen Mahlkammer optimal ausgenutzt wird, d. h., daß
mit dieser Mühle jedes Mahlgut zu einer gewünschten Korngröße bei jeweils größtmöglichem
Durchsatz gemahlen werden kann.
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Die günstigste Abstufung der aufeinanderfolgenden Durchlaßöffnungen
im Sinne einer gleichen Verweilzeit in den Mahlkammern kann dabei sehr einfach ermittelt
werden, da einerseits die Leistungskapazität der einzelnen Mahlkammern mit ihren
zugehörigen Mahlkörpern bei vorgegebenen Tlrehzahlen festliegt, andererseits die
aufzuwendende Zerkleinerungsenergie für die meisten in Frage kommenden Mahlgutsuspensionen
bekannt ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand eines
Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt eine Fliehkraftmühle im Längsschnitt mit zugehörigem
Antriebsaggregat; F i g. 2 und 3 zeigen je eine Ansicht einer Mahlkammer der Fliehkraftmühle
nach F i g. 1.
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Die Mahlgefäßsäule 1 besteht im wesentlichen aus mehreren übereinander
ängeordnetenMahlkammern 2, die eine zur Mahlgefäßachse 8 zylindrische Mahlfläche
aufweisen. In den oberen Mahlkammern befindet sich je ein zylinderförmiger Mahlkörper
3 und in den unteren Mahlkammern sind je zwei zylinderförmige Mahlkörper 4 untergebracht.
Zwischen den Mahlringen sind Zwischenböden 5 mit Durchlaßöffnungen6 angeordnet.
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Zur Zuführung des Mahlgutes ist ein Zuführungskanal 7, der als eine
sieh nach der Mahlgefäßsäule 1 zu erweiternde konische Bohrung ausgebildet ist,
wobei der Winkel, den die Achse des Zuführungskanals, die mit der Mittelachse 8
zusammenfällt, mit der Konuswand 9 bildet, mindestens so groß wie der Achsenwinkel,
d. h. der Winkel zwischen der Mittelachse 8 und der Exzenterachse 10, vorzugsweise
jedoch größer als dieser ist. Dadurch wird vermieden, daß das Mahlgut entlang der
Wand des Zuführungskanals wieder nach @außen zurückfließen kann. In den Zuführungskanal
? ragt ein feststehendes, bis in den Innenbereich des anschließenden Mahlringes
führendes, dort offenes Zuführungsrohr 11 hinein, welches an seiner außerhalb der
Mahlgefäßsäule liegenden Öffnung 12 trichterförmig erweitert ist.
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Der Antrieb der Mahlgefäßsäule 1 zu deren Drehung um die Mittelachse
8 erfolgt im Bereich des Schnittpunktes 13 der Mittelachse 8 mit der Exzenterachse
10 über einen von außen angetriebenen Zahnkranz 14, in den ein konzentrisch zur
Mahlgefäßsäule angeordnetes und fest mit dieser verbundenes Zahnrad 15 als Ritzel
eingreift. Die Mahlgefäßsäule 1 ist in einer um die Exzenterachse 10 umlaufende
Erzentertrommel 16 durch Kugellager 17 und 18 drehbar gelagert. Die. Exzentertrommel
16 ist in dem feststehenden Mühlengehäuse 19 durch Kugellager 20, 21 und 22 gelagert,
wobei eines dieser Lager, nämlich das obereLager22,im Bereich des Zuführungskanals?
angeordnet ist. Am unteren Ende ist die Achse der Exzentertromme116, welche mit
der Exzenterachse 10 identisch ist, durch ein Verjüngungsteil 23, das sich über
den Bereich des mit dem Austragkanal 24 versehenenEndes derMahlgefäßsäule hinaus
erstreckt, zu einem Zapfen 25 verlängert, in dessen Bereich die beiden anderen verhältnismäßig
kleinen Exzentertrommellager 20, 21 angeordnet sind.
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Da bei den großen Kugellagern die technisch zulässigen Drehzahlen
gegenüber den kleineren niedriger sind, ist es auf Grund der beschriebenen Konstruktion
möglich, die maximale Drehzahl der Exzentertrommel 16 von etwa 2000 auf 3000 Umdrehungen
pro Minute heraufzusetzen, und damit wird die an den Mahlflächen wirksame Fliehkraft
auf ungefähr das Doppelte, d. h. von etwa 200facher Erdbeschleunigung auf etwa 400fache
Erdbeschleunigung, erhöht und die Mahlleistung entsprechend gesteigert.
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Zum Antrieb der Mahlgefäßsäule 1 um die Mittelachse 8 und zum Antrieb
der Exzentertrommel 16 um die Exzenterachse 10, der über Keilriemen 29 erfolgt,
ist je eine stufenlose, zweckmäßig auf der Achse eines Antriebsmotors 26 sitzende
Spreizscheibe 27, 28 vorgesehen. Zur Änderung der Drehzahlen der Mahlgefäßsäule
1 und der Exzentertrommel 16 dient eine in den Zapfen 30, 31 schwenkbare Motorwippe.
Die Keilriemen 29 sind in ihrer Länge auf die vorbestimmte Drehzahldifferenz zwischen
MahlgefäßsäuJe 1 und Exzentertrommel 16 abgestimmt. Zur Einstellung der Drehzahldifferenz
kann aber auch für einen der Keilriemen 29 eine mitlaufende, den wirksamen Antriebsdurchmesser
der zugehörigen Spreizscheibe bestimmende Spannrolle vorgesehen sein.
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Zur Kühlung der Mahlgefäßsäule 1 ist die Exzentertrommel 16 als zylinderförmiges
die Mahlgefäßsäule 1 umfassendes Gehäuse ausgebildet und mit einem Kühllufteinlaßkanal
32 und einem Kühlluftauslaßkanal 33 versehen. Der Kühllufteinlaßkanal32 ist im Bereich
der kleineren Exzentrizität der Mahlgefäßsäule 1, und der Kühlluftauslaßkanal 33
ist im Bereich der größeren Exzentrizität der Mahlgefäßsäule angeordnet, wodurch
sich ein intensiver Kühlluftstrom ergibt.
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Für die aufrecht stehende Mahlgefäßsäule 1 sind Mittel 34, 35 zum
Schwenken der Mahlgefäßsäule in die Horizontallage vorgesehen, so daß die aus einzelnen
Ringen und den Zwischenböden 5 gebildeten Mahlkammern 2 nach Lösen eines Verschlusses
am unteren Ende der Mahlgefäßsäule 1 leicht entnehmbar sind.
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Die F i g. 2 und 3 zeigen eine Ansicht je einer zylindrischen Mahlkammer
2 in Richtung der Mittelachse, wobei die Mahlkammer in F i g. 2 einen größeren zylinderförmigen
Mahlkörper 3 und die Mahlkammer in F i g. 3 zwei kleinere zylinderförmige Mahlkörper
4 enthält, an deren Berührungslinie beim Abrollen an der Mahlfläche eine kalanderartige,
das Mahlgut verreibende Wirkung auftritt. Der Zwischenboden 5 mit den Durchlaßöffnungen
6 für das Mahlgut und die Mahlflüssigkeit ist in beiden Figuren zu sehen. Dabei
ist der Kreis, auf dem die Durchlaßöffnungen 6 liegen, in F i g. 2 größer als in
F i g. 3. Die Zylinder 3 und 4 können neben ihrer Funktion als Mahlkörper gleichzeitig
mit ihren Stirnkanten das feinkörnige Mahlgut durch die Durchlaßöffnungen in die
folgende Mahlkammer schieben.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. So können z. B. bei einer gegenüber der Exzenterachse 10 geneigten Mahlgefäßachse
8 an Stelle zylindrischer Mahlkammern auch konisch sich in Austragsrichtung verjüngende
Mahlkammern vorgesehen sein, wobei der Konuswinkel vorzugsweise dem Neigungswinkel
der beiden Achsen entspricht und die zugeordneten Mahlkörper den Mahlkammern angepaßt
sind. Dadurch bleiben innerhalb ein und derselben Mahlkammer die Exzenterkräfte
entlang der Kammerachse gleich, wodurch das erstrebte Ziel einer gleichbleibenden,
maximalen Mahlleistung weiter gefördert wird.