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Rührwerksmühle für die Herstellung von Feststoffdispersionen in Flüssigkeiten
Zusatz zum Patent: 1 241 238 Das Patent 1 241 238 bezieht sich auf eine 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. Im besonderen
bezieht sich das Hauptpatent auf Rührwerksmühlen, denen das Mahlgut unter Druck
vorzugsweise von unten aufgegeben wird und in denen das Mahlgut mittels Mahlkörpern,
z. B. Sand oder Perlen von etwa 0,2 bis 3 mm Durchmesser, verarbeitet werden soll.
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Wie sich aus der Beschreibung des Hauptpatentes ergibt, sind Vorrichtungen
dieser Art bekannt. So gibt es Vorrichtungen, die aus einem senkrecht angeordneten
Mahlbehälter bestehen, in welchem Rührwerke angebracht sind. Diese Rührwerke bestehen
aus einer Rührwerkswelle mit Rührscheiben, die beispielsweise als Ringscheiben Lochscheiben
oder aber an Stelle von Scheiben mit Stäben als Rührwerkzeuge ausgebildet sein können.
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Es hat sich ergeben, daß diese bekannten Vorrichtungen einen grundsätzlichen
Nachteil aufweisen, der durch die hochtourig laufenden Mischwerke bedingt ist, derart,
daß das Mahlgut mit den Mahlkörpern vom Zentrum zur Peripherie der Scheiben ständig
steigender Umfangsgeschwindigkeit unterworfen ist.
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Jedoch muß die Umfangsgeschwindigkeit in der Peripherie dieser Scheiben
so ausgelegt werden, daß zwar der Effekt der Mahlung und Dispergierung erzielt wird,
daß aber die Mahlkörper selbst nicht oder nur unwesentlich beansprucht oder gar
zerstört werden. Durch diese notwendige Beschränkung der Drehzahl der Rührwerkswelle
ist die für den Dispergiereffekt günstige Gesamtumwälzung begrenzt.
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Ferner ist es bekannt, Reibmischkörper aus einer Ringscheibe mit
Speichen und einer Nabe auszubilden. Bei diesen Vorrichtungen entsteht eine schlagende
Wirkung, die störend an den Mahlkörpern und am Rührwerk angreift. Ferner wird durch
die Förderwirkung der Speichen im Behälterzentrum ein beschleunigt zum Austritt
gerichteter Materialstrom erzeugt, der das in diesen Bereich gelangende Gut wesentlich
schneller als das übrige Gut zum Austritt hin befördert. Daher arbeitet eine derartige
Vorrichtung ungleichmäßig.
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Aus diesen Erwägungen heraus liegt dem Hauptpatent die Aufgabe zugrunde,
scheibenförmige, an sich bekannte Rührwerkzeuge so auszubilden, daß die Gesamtumwälzung
des Mahlgutes mit den Mahlkörpern noch weiter gesteigert werden kann, ohne daß die
befürchtete Mahlkörperzerstörung auftritt.
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Diese Erfindungsaufgabe wird nach dem Hauptpatent dadurch gelöst,
daß die Durchbrüche der Rührscheiben als von der Scheibennabe zum Scheibenrand verlaufende
Schlitze ausgebildet sind.
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Weitere Versuche ergaben, daß die bisher beschrittenen und vorgeschlagenen
Wege, die Gesamtumwälzung zu steigern, eine unangenehme Nebenwirkung hervorrufen,
die darin besteht, daß insbesondere auch die Zentrifugalkräfte für die Mahlkörper
zunehmen und damit eine stärkere Außenzentrifugierung der Mahlkörper an die Behälterinnenwand
auftritt. Diese Erscheinung bringt Nachteile mit sich. Einmal werden die Mahlkörper
so eng zusammengedrückt, daß in diesem Bereich das zu zerkleinernde Gut nicht mehr
eingezogen wird. Die weitere Folge der dichten Packung der Mahlkörper unter dem
Zentrifugaldruck ist eine völlig nutzlose eigene Abriebwirkung und damit ein beschleunigter
Verschleiß der Mahlkörper. Schließlich erhöht sich auch der Verschleiß von Rührelementen
und Behälterwand durch die dichte Mahlkörperpackung.
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Darüber hinaus ist bei den stehenden Mühlen durch den Zentrifugaldruck
das Hochwandern der Perlen zusätzlich begünstigt, wodurch wiederum der Maximaldurchsatz
der Mühle begrenzt ist.
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Nach der Zusatzerfindung wird angestrebt, die Wirksamkeit des Dispergiereffektes
in Mühlen der vorliegenden Art unter Vermeidung der unerwünschten Nebenerscheinungen
weiterhin erheblich zu steigern, ohne daß der maschinelle Aufbau der Mühle verstärkt
wird.
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Eine besonders leistungsfähige 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 umlaufen, wird erhalten, wenn gemäß der Ausgestaltung des
Hauptpatents die schlitzförmigen Durchbrüche von der Scheibenperipherie spiralförmig
nach innen zur Nabe hin verlaufen und die spiralförmigen Schlitze in weiterer Ausgestaltung
eine geschlossene Umfangswand aufweisen. Hierbei können in vorteilhafter Weise die
spiralförmigen Schlitze entgegen der Drehrichtung der Scheiben von außen nach innen
verlaufen. Dabei kann die nachlaufende Kante der beispielsweise als Langlöcher ausgebildeten
spiralförmigen Schlitze so profiliert sein, daß bei ausreichender Lochbreite das
mit Mahlkörpern durchsetzte Mahlgut im Langloch von einer Scheibenoberfläche zur
anderen Scheibenoberfläche der gleichen Scheibe überwechseln kann.
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Das in die Langlöcher bzw. in die schlitzförmigen Durchbrüche gelangende
Material erhält eine Impulskomponente zum Zentrum der Mühle. Dieser Bewegungsimpuls
wird durch das erfindungsgemäße Rührwerk dauernd auf die Mahlkörper-Mahlgut-Mischung
ausgeübt, wodurch die Zentrifugalkräfte zum Teil aufgehoben bzw. verringert werden.
Die Verteilung der Mahlkörper innerhalb der bewegten Masse wird, über den horizontalen
Querschnitt gesehen, gleichmäßiger. Die Folge davon ist, daß der Einzug des zu verarbeitenden
Gutes zwischen die Mahlkörper besser erfolgen kann und daß wegen der fehlenden bzw.
wesentlich kleineren Druckkomponente nach oben ein Überschäumen von Mahlkörpern
in das Sieb vermindert wird.
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Zur Erzielung dieser besonders vorteilhaften Wirkungen schlägt die
Erfindung eine Scheibe mit zwei Langlöchern bzw. Schlitzen vor, deren äußere Schlitzwände
sich entgegen der Drehrichtung spiralförmig einziehen. Daneben liegt es im Bereich
der Erfindung auch mehrere Langlöcher, beispielsweise auch in konzentrischer Anordnung
in einer Vollscheibe vorzusehen. Es ist ebenso möglich, nur jeweils ein Langloch
vorzusehen und die Scheiben nach Löchern versetzt auf der Rührwerkswelle anzuordnen.
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Eine besonders einfache Ausbildung des Langloches ergibt sich, wenn
dieses über seine gesamte Länge in gleicher Breite ausgeführt wird. Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung erstreckt sich das Langloch zum Zentrum der Scheibe
bis an deren Nabe, wodurch eine in Langsrichtung unterschiedliche Breite des Langloches
entsteht. Durch diese Lochausbildung entsteht bei der Komprimierung der Mahlkörper-Mahlgut-Mischung
zur nachlaufenden Kante hin eine zusätzliche Wirbelströmung.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
wiedergegeben. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Rührscheibe mit zwei
verschiedenen schlitzförmigen Durchbrüchen und Fig. 2 einen Grundriß der Scheibe
nach Fig. 1.
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In der Zeichnung ist mit 1 die Rührscheibe bezeichnet, die zur Befestigung
auf einer Welle mit einer Nabe 2 versehen ist. Die Nabe 2 besitzt darüber hinaus
keinerlei eigene Funktion während des Verarbeitungsvorganges. In der Rührscheibe
1 sind zwei verschiedene schlitzförmige Durchbrüche bzw. Langlochausführungen 3,
4 vorgesehen. Die äußeren Begrenzungslinien 5, 6 der geschlossenen Langlöcher sind
derart geführt, daß sie von den in Drehrichtung a vorlaufenden Kanten 7, 8 unter
ständiger Annäherung an die Scheibenmitte zu den nachlaufenden Kanten 9, 10 verlaufen.
Durch die spiralförmige Anordnung der äußeren Begrenzungen 5, 6 der Langlöcher 3
bzw. 4 wird auf die in diese Langlöcher gelangende Mahlkörper-Mahlgut-Mischung ein
nach innen gerichteter - Pfeile b - Bewegungsimpuls übertragen.
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Die Langlöcher 3 und 4 sind Beispiele für zwei unterschiedliche Lochausführungen.
Während bei dem spiralförmigen Schlitz 3 die äußere Schlitzwand 5 spiralförmig und
die innere Schlitzwand 11 längs der Scheibennabe 2 verläuft, wodurch eine in Längsrichtung
unterschiedliche Breite entsteht, ist das Langloch 4 über seine gesamte Länge in
gleicher Breite ausgeführt. Um ein Aufprallen der Mahlkörper an den nachlaufenden
Kanten 9, 10 zu vermeiden, können diese strömungsgünstig profiliert ausgebildet
werden.