DE1291607B

DE1291607B - Agitator mill

Info

Publication number: DE1291607B
Application number: DED49133A
Authority: DE
Inventors: Goeser Paul A
Original assignee: Draiswerke GmbH
Current assignee: Draiswerke GmbH
Priority date: 1966-01-13
Filing date: 1966-01-13
Publication date: 1969-03-27

Description

Es ist bereits eine Rührwerksmühle in Vorschlag gebracht worden, die aus einem Mahlbehälter mit einem darin umlaufenden Rührwerk besteht, das durch eine Rührwerkswelle mit Rührwerkselementen gebildet ist, wobei das Mahlgut den Mahlbehälter in Anwesenheit von Mahlkörpern, wie Sand, Perlen od. dgl., zum Zwecke der Mahlung bzw. Dispergierung von Festkörpern vorwiegend in Flüssigkeiten durchströmt und die Trennung zwischen Mahlkörpern und Mahlgut in einem Ringspalt vorgenommen wird, der zwischen einem mit :der Rührwerkswelle umlaufenden Scheibenelement und einer am Mahlbehälter befindlichen Gegenringfläche sich befindet.An agitator mill has already been proposed that consists of a grinding container with a rotating agitator in it, which by a Agitator shaft is formed with agitator elements, the grist being the grinding container in the presence of grinding media such as sand, pearls or the like, for the purpose of grinding or dispersion of solids predominantly in liquids flows through and the Separation between grinding media and grist is made in an annular gap, the between a disk element rotating with: the agitator shaft and one on the Milling container located mating ring surface is located.

Die Einstellung der Mühle hinsichtlich der zwischen den Mahlkörpern untereinander und der zwischen Mahlkörper und Rührwerk bzw. Mahlbehältermantel auftretenden Scher- und Zerkleinerungskräfte soll so vorgenommen werden, daß sie der mittleren Beanspruchung des zu verarbeitenden Gutes angepaßt ist. Beim Betrieb derartiger Rührwerksmühlen ergibt sich, daß etwa 98 % der Mahlgüter mit leichter oder mittlerer Mahlbeanspruchung verarbeitbar sind, während der übrige geringe Prozentsatz zum Erreichen eines zufriedenstellenden Mahlergebnisses eine höhere Mahlbeanspruchung benötigt. Wird die Mühle in ihrer Mahlbeanspruchung innerhalb der einzelnen Mahlzonen auf diesen kleineren überharten Anteil eingestellt, so muß damit eine bedeutende Erhöhung des Verschleißes der Mühle und der Mahlkörper in Kauf genommen werden. Es wäre theoretisch möglich, die überharten, nicht genügend zerkleinerten Mahlgutkörner durch nachgeschaltete Separiervorgänge vom Feingut zu trennen. Dies würde jedoch einen beträchtlichen Aufwand bedeuten und wäre in manchen Fällen auch nicht durchführbar.The setting of the mill in terms of the between the grinding media between each other and between the grinding media and agitator or grinding container shell Shear and crushing forces should be made so that they are of the middle Stress of the goods to be processed is adapted. When operating such Agitator mills show that about 98% of the grist with light or medium Milling stress are processable, while the rest of the small percentage to A higher grinding stress is required to achieve a satisfactory grinding result needed. Is the mill in its grinding stress within the individual grinding zones adjusted to this smaller, over-hard part, it must be a significant one Increased wear on the mill and the grinding media must be accepted. Theoretically, it would be possible to use the over-hard, insufficiently comminuted grist separated from the fine material by subsequent separation processes. However, this would require considerable effort and in some cases would not be feasible.

Die Erfindung strebt nun eine Lösung zur Verarbeitung der überharten Mahlgutbestandteile an, ohne die Mahlbeanspruchung innerhalb der Mahlzone selbst zu erhöhen und dabei gleichzeitig eine Trennung der Mahlkörper vom Mahlgut zu ermöglichen. Ferner soll verhindert werden, daß für den Mahlgutdurchsatz hohe Drücke angewendet werden müssen oder der Durchsatz der Mühle verschlechtert wird.The invention now seeks a solution for processing the over-hard Regrind components without the grinding stress within the grinding zone itself to increase and at the same time enable a separation of the grinding media from the grinding stock. Furthermore, it should be prevented that high pressures are used for the grinding stock throughput or the throughput of the mill is deteriorated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Rührwerksmühle der eingangs umrissenen Gattung im Bereich des Ringspaltes eine Reibkammer vorgesehen ist, die als konzentrischer Ringhohlraum ausgebildet und mit Mahlkörpern von bestimmter Form, Größe und Anzahl versehen ist.This object is achieved according to the invention in that in an agitator mill of the type outlined at the beginning, a friction chamber is provided in the area of the annular gap is designed as a concentric annular cavity and with grinding media of certain Shape, size and number is provided.

Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Querschnitt des Ringhohlraumes der Mahlkörperform angepaßt sein. Der Ringhohlraum zwischen dem umlaufenden Scheibenelement und der am Mahlbehälter befindlichen Gegenringfläche kann dabei kreisförmigen, vier- bzw. mehreckigen oder kegelförmigen Querschnitt ,aufweisen. Angetrieben durch das umlaufende Scheibenelement rollen die Mahlkörper mit erheblichen Mahlscherkräften auf dem stehenden Gegenring ab. Die auf das Mahlgut wirkende Beanspruchung ist dabei so hoch, daß die im eigentlichen Mahlraum von den kleinen Mahlkörpern im Mahlstrom nicht zerkleinerten überharten Bestandteile des Mahlgutes in der erfindungsgemäßen Ringreibkammer genügend nachzerkleinert werden. Besonders vorteilhaft ist diese Nachzerkleinerung beispielsweise bei der Mahlung von Kakaokernbruch zu Kakaomasse anwendbar. Die Größe der Mahlkörper im Mahlbehälter, wie sie bisher im allgemeinen Verwendung gefunden haben, liegt in einem Bereich von 0,4 bis 0,8 mm oder auch in einem Bereich von 0,2 bis 3 mm. Die konzentrische Ringreibkammer gemäß der Erfindung "vird normalerweise zur Hälfte im laufenden Scheibenelement und zur Hälfte im feststehenden Gegenring vorgesehen. Der Ringraum, der vorzugsweise mit kreisförmigen Querschnitt ausgebildet ist, kann dabei einerseits mit den Ringquerschnitt ausfüllenden Mahlkörpern, vorzugsweise Kugeln, gefüllt werden: Es ist jedoch auch möglich, den Ringraum mit einer: großen Anzahl kleiner Kugeln oder mit Mahlkörpern gemischter Größe zu füllen. Der Durchmesser der dabei zum Einsatz kommenden kleinsten Kugeln entspricht dabei etwa der dreifachen Größe der größten im Mahlbehälter befindlichen Mahlkörper. An Stelle der Mahlkugeln kann auch ein den Ringhohlraum mehr oder weniger ausfüllender Ringkörper in Form eines Reifens vorgesehen sein.According to a first embodiment of the invention, the cross section of the ring cavity to be adapted to the shape of the grinding media. The ring cavity between the circumferential disc element and the mating ring surface located on the grinding container can be circular, square, polygonal or conical cross-section ,exhibit. The grinding media roll driven by the rotating disc element with considerable grinding shear forces on the stationary counter ring. The one on the grist acting stress is so high that the in the actual grinding chamber of the small grinding media in the maelstrom are not crushed over-hard components of the Grist is sufficiently comminuted in the annular friction chamber according to the invention. This subsequent comminution is particularly advantageous, for example, during grinding applicable from broken cocoa nibs to cocoa mass. The size of the grinding media in the grinding container, as they have heretofore found common use is in one area from 0.4 to 0.8 mm or in a range from 0.2 to 3 mm. The concentric one Ring friction chamber according to the invention "is normally halfway in the running disk element and half of it is provided in the stationary counter ring. The annulus, which is preferably is designed with a circular cross-section, can on the one hand with the ring cross-section filling grinding media, preferably balls, are filled: however, it is also possible, the annulus with a: large number of small balls or with grinding media mixed size fill. The diameter of the smallest used The balls are roughly three times the size of the largest in the grinding container Grinding media. Instead of the grinding balls, a more or less ring cavity can also be used filling ring body may be provided in the form of a tire.

Nach einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann ein konzentrischer Ringhohlraum mit mehreckigem Querschnitt verwendet werden, in welchem zylinderrollen-, tonnen-, kegel- oder doppelkegelförmige Mahlkörper angeordnet sind.According to a modified embodiment of the invention, a concentric Ring cavity with a polygonal cross-section can be used in which cylindrical roller, barrel, cone or double cone-shaped grinding media are arranged.

Da die Größe des Spaltes vom Mahlbehälter zum Ringraum gleich oder kleiner auszubilden ist als etwa der halbe Durchmesser der im Mahlbehälter befindlichen kleinsten Mahlkörper und der Austrittsspalt des Ringhohlraumes ebenfalls eine Verengung gegenüber der Ringreibkammer darstellt, sind bei der Ringraumanordnung innerhalb des Ringspaltes Maßnahmen zum Einlegen der Mahlkörper in die Ringreibkammer bzw. Intensiv-Mahlzone notwendig. Die Erfindung schlägt deshalb vor, daß zum Einbringen der Mahlkörper in den Ringhohlraum wenigstens eines der den Ringspalt bildenden Elemente geteilt ausgebildet ist. Theoretisch wäre es auch möglich, eine Ausgestaltung wie bei Ringrollenlagern zu treffen.Since the size of the gap from the grinding container to the annulus is the same or is to be made smaller than about half the diameter of that in the grinding container smallest grinding media and the exit gap of the annular cavity also have a constriction represents opposite the annular friction chamber, are within the annular space arrangement of the annular gap Measures for inserting the grinding media into the annular friction chamber or Intensive grinding zone necessary. The invention therefore proposes that for introduction the grinding media in the annular cavity of at least one of the annular gap forming Elements is formed divided. Theoretically, it would also be possible to have a refinement as to be met with ring roller bearings.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn oberhalb der den Ringspalt bildenden Elemente zusätzlich ein Deckring vorgesehen ist, der zumindest teilweise den Ringhohlraum bildet und der außerdem höhenverstellbar ist sowie gleichzeitig eine Einstellvorrichtung für den Austrittsspalt des Ringhohlraumes aufweist. Durch die Anordnung dieses Deckringes oberhalb des Spaltes zwischen dem umlaufenden Scheibenelement und der feststehenden Gegenringfläche läßt sich der Austrittsspalt in einfacher Weise einstellen, was den Vorteil mit sich bringt, daß insbesondere bei niedrig viskosen Produkten durch die Drosselung des Austrittsquerschnittes sich innerhalb der Mühle keine Hohlräume bilden können.According to a further feature of the invention, it is particularly advantageous if a cover ring is also provided above the elements forming the annular gap is, which at least partially forms the annular cavity and which is also adjustable in height is as well as an adjustment device for the exit gap of the annular cavity having. By arranging this cover ring above the gap between the circumferential disk element and the stationary mating ring surface can be the Set the exit gap in a simple manner, which has the advantage that especially with low-viscosity products due to the throttling of the outlet cross-section no cavities can form inside the mill.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert, die Ausführungsbeispiele für Ringhohlraumausbildungen zur Weiterverarbeitung des Mahlgutes unter gleichzeitiger Trennung von den Mahlkörpern darstellt.Further details and advantages of the invention are based on the Drawing explained in more detail, the embodiments for ring cavity formations for further processing of the ground material with simultaneous separation from the grinding media represents.

Die F i g. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Rührwerksmühle gemäß der Erfindung, während die F i g. 2 bis 4 Schnitte durch den oberen Teil einer solchen Rührwerksmühle darstellen.The F i g. 1 shows schematically a longitudinal section through an agitator mill according to the invention, while FIG. 2 to 4 cuts through the top of one represent such an agitator mill.

In den Zeichnungen ist der stehende Mahlbehälter 1 mit einem Doppelmantel 2 für die Heizung oder Kühlung versehen. Im Mahlbehälter 1, dem das Mahlgut an seinem Behälterboden 3 durch einen Einlaß 4 unter Druck dosierend zugepumpt wird, läuft ein aus Rührwerkswelle 5 und Rührscheiben 6 bestehendes Rührwerk um. Der Mahlbehälter 1 ist zu 40 bis 70 Rio mit Mahlkörpern, vorzugsweise im Größenbereich 0,2 bis 3 mm gefüllt, und das zu mahlende Gut durchströmt den Mahlbehälter von unten nach oben. Es gelangt in Richtung der Pfeile a durch einen Ringspalt 24, der die Mahlkörper vom Mahlgut trennt, über die erfindungsgemäße Ringreibkammer 9 in die Auslaufschnauze 10 und verläßt die Mühle. Die Rührwerkswelle ist in Lagern 11 gelagert und wird über in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel angetrieben.In the drawings, the standing grinding container 1 has a double jacket 2 for heating or cooling. In the grinding container 1, which the grist at his Container bottom 3 is pumped in metering through an inlet 4 under pressure, runs a from agitator shaft 5 and agitator 6 existing agitator. The grinding container 1 is 40 to 70 rio with grinding media, preferably in the 0.2 to 3 size range mm filled, and the material to be ground flows through the grinding container from below above. It passes in the direction of the arrows a through an annular gap 24 that defines the grinding media separates from the grist, via the ring friction chamber 9 according to the invention into the outlet spout 10 and leaves the mill. The agitator shaft is supported in bearings 11 and is driven by means not shown in the drawing.

In F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Ringreibkammer im Bereich des von einer umlaufenden Scheibe 7 und einem feststehenden Gegenring 8 gebildeten Ringspaltes 24 angeordnet. Die Ringreibkammer ist in diesem Ausführungsbeispiel als Ringhohlraum 9 mit einem kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Zum Einbringen der Mahlkörper 25 in den Hohlraum 9 ist beispielsweise die obere Hälfte 26 des feststehenden Gegenringes 8 abnehmbar ausgebildet.In Fig. 1 is the ring friction chamber according to the invention in the area of annular gap formed by a rotating disc 7 and a stationary counter ring 8 24 arranged. In this exemplary embodiment, the annular friction chamber is an annular cavity 9 formed with a circular cross-section. For introducing the grinding media 25 in the cavity 9 is, for example, the upper half 26 of the stationary counter ring 8 designed to be removable.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist in vergrößertem Maßstab ein Ausschnitt der Rührwerksmühle nach F i g. 1 dargestellt. Der Ringhohlraum 9, gebildet durch die rotierende Scheibe 7 und den feststehenden Gegenring 8, 29, ist mit Kugeln 12 ausgefüllt, deren Größe nur einen Bruchteil des Ringhohlraum-Querschnittes ausmacht. Die Weite des Austrittsspaltes 27 ist jedoch merklich kleiner gehalten als der Durchmesser der kleinsten Mahlkörper im Ringraum 9. Außerdem ist in diesem Beispiel der Ringspalt 24, 27, durch den das Material in Pfeilrichtung a wandert, konisch ausgebildet. Der feststehende Gegenring ist zum Einbringen der Mahlkörper in die Ringreibkammer geteilt ausgebildet. Die umlaufende Scheibe 7 kann beispielsweise über Federmittel (in der Zeichnung nicht dargestellt) höhenverstellbar auf der Welle 5 angeordnet sein, so daß durch Verstellen der Scheibe 7 in Pfeilrichtung c die Weite des Eintrittsspaltes 24 und die Weite des Austrittsspaltes 27 verstellt werden können.In the embodiment according to FIG. 2 is on an enlarged scale a section of the agitator mill according to F i g. 1 shown. The ring cavity 9, formed by the rotating disk 7 and the stationary counter ring 8, 29 is filled with balls 12, the size of which is only a fraction of the cross-section of the annular cavity matters. The width of the exit gap 27 is, however, kept noticeably smaller than the diameter of the smallest grinding media in the annulus 9. Also in this Example of the annular gap 24, 27 through which the material migrates in the direction of arrow a, conical. The stationary counter ring is for inserting the grinding media formed divided into the ring friction chamber. The rotating disk 7 can, for example Height-adjustable on the shaft via spring means (not shown in the drawing) 5 be arranged so that by adjusting the disc 7 in the direction of arrow c the The width of the entry gap 24 and the width of the exit gap 27 can be adjusted can.

In der F i g. 3 der Zeichnung ist in abgewandelter Form eine Ringreibkammer von rechteckigem Querschnitt gezeigt, die mit Walzenkörpern 15 arbeitet. Die umlaufende Scheibe 7 umfaßt mit ihren Zungen 13 und 14 die Walzenkörper 15. Der feststehende Ring 8 weist lediglich eine Zunge 16 auf, damit das Einbringen der Walzenkörper erleichtert wird. Der feststehende Ring 8 kann wiederum ein abnehmbares Oberteil 26 aufweisen, das beispielsweise mittels Schrauben 28 am feststehenden Unterteil befestigbar ist. Selbstverständlich können auch andere konstruktive Maßnahmen zum Einbringen der Mahlkörper in den Ringraum angewendet werden. So ist es beispielsweise bei der Ausbildung mit der Zunge 13 möglich, lediglich eine Aussparung am Umfang des umlaufenden Scheibenelementes zum Einschieben der Mahlkörper vorzusehen, die dann durch eine aufsetzbare Lasche während des Mahlvorganges abgedeckt wird.In FIG. 3 of the drawing shows, in a modified form, an annular friction chamber of rectangular cross-section, which works with roller bodies 15. The revolving disk 7 with its tongues 13 and 14 includes the roller bodies 15. The stationary ring 8 has only one tongue 16, so that the introduction of the roller bodies is facilitated. The fixed ring 8 can in turn have a removable upper part 26 which can be fastened to the fixed lower part by means of screws 28, for example. Of course, other constructive measures for introducing the grinding media into the annular space can also be used. For example, in the design with the tongue 13, it is possible to provide only a recess on the circumference of the circumferential disk element for inserting the grinding media, which is then covered by an attachable tab during the grinding process.

An Stelle der in den F i g. 1, 2 und 3 dargestellten, den Ringraum ausfüllenden Kugeln 25, den Ringraum nur teilweise füllenden Kugeln 12 und der den Ringraum füllenden sich abwälzenden Walzenkörper 15 kann auch ein den Ringraum mit definierter Toleranz ausfüllender geschlossener Ringkörper bzw. Reifen (in der Zeichnung nicht gezeigt) Verwendung finden. Die F i g. 4 zeigt ein weiteres, besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, bei dem der Ringraum oberhalb der spaltbildenden Elemente 7, 8 angeordnet ist und von den Elementen 7, 8 und einem Deckring 17 gebildet wird. Die Zeichnung zeigt eine Kugel 18, die den Ringraumquerschnitt nahezu ausfüllt und in der zu einer Hälfte von den Elementen 7, 8 und zur anderen Hälfte vom Führungsring 17 gebildeten Ringreibkammer umläuft. Bei dieser Ausführungsform erübrigt sich eine Teilung der den Auslaßspalt bildenden Elemente 7, B.Instead of the in FIGS. 1, 2 and 3 shown, the annulus filling balls 25, the annulus only partially filling balls 12 and the The rolling body 15 which fills the annular space can also join the annular space Closed ring bodies or tires that fill a defined tolerance (in the drawing not shown). The F i g. 4 shows another, particularly advantageous Embodiment in which the annular space above the gap-forming elements 7, 8 is arranged and is formed by the elements 7, 8 and a cover ring 17. The drawing shows a ball 18 which almost fills the cross section of the annular space and in one half of the elements 7, 8 and the other half of the guide ring 17 formed ring friction chamber rotates. In this embodiment, one is unnecessary Division of the elements 7, B.

In F i g. 4 ist weiterhin eine Einrichtung dargestellt, die an dem Deckring 17 befestigt ist und einen zusätzlich einstellbaren Austrittsspalt 19 herzustellen gestattet. Diese Einrichtung besteht aus einem Winkelring 20, der in seiner Höhe durch Muttern 21, 22 in Verbindung mit einem Bolzen 23 einstellbar ist. Der Bolzen 23 ist an dem Deckring 17 befestigt.In Fig. 4 also shows a device which is fastened to the cover ring 17 and allows an additionally adjustable outlet gap 19 to be produced. This device consists of an angle ring 20, the height of which can be adjusted by nuts 21, 22 in conjunction with a bolt 23. The bolt 23 is fastened to the cover ring 17.

Claims

Claims: 1. Agitator mill, consisting of a grinding container with a rotating agitator in it, which is driven by an agitator shaft with agitator elements is formed, wherein the grist the grinding container in the presence of grinding media, such as sand, pearls or the like, for the purpose of grinding or dispersing solids predominantly flows through liquids and there is an annular gap between one with the agitator shaft rotating disc element and one located on the grinding container Mating ring surface is located, characterized in that in the area of the annular gap (24) a friction chamber is provided which is designed as a concentric annular cavity (9) is and provided with grinding media (25, 12, 15, 18) of a certain shape, size and number is.

2. agitator mill according to claim 1, characterized in that the cross section of the annular cavity (9) is adapted to the shape of the grinding media.

3. Agitator mill according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the elements (7, 8) forming the annular gap is constructed in two parts.

4. Agitator mill according to claim 1 or 2, characterized in that above the elements forming the annular gap (7, 8) a cover ring (17) forming the annular cavity (9) is provided, adjustable in height arranged and with an adjusting device (20 to 23) for the exit gap (19) of the annular cavity is provided.

5. Agitator mill according to one of the claims 1 to 4, characterized by an annular cavity (9) with a circular cross-section.

6. Agitator mill according to claim 5, characterized in that the annular cavity (9) is filled with grinding balls (12, 18, 25).

7. agitator mill according to claim 6, characterized in that the grinding balls (12, 18, 25) have different diameters exhibit. B.

Agitator mill according to one of Claims 5 to 7, characterized in that that the size of the grinding media (12) located in the annular cavity is at least three times Corresponds to the diameter of the grinding media used in the grinding container (1).

9. Agitator mill after one of the Proverbs 1 to 4, marked -by one Annular cavity with a polygonal cross-section (Fig. 3).

10. Agitator mill according to claim 9, characterized by cylindrical roller-shaped grinding media (15) in the annular cavity.

11. Agitator mill according to Claim 9, characterized by barrel, conical or double-conical ones Grinding media in the ring cavity.

12. Agitator mill according to one of the claims 1 to 5 and according to claim 9, characterized in that in the annular cavity as a grinding body an annular body of corresponding cross section is provided.

13. Agitator mill after one of claims 1 to 12, characterized in that the passage gaps (24, 27) in front of and behind the annular cavity (9) independently of one another in terms of their width are adjustable (Fig. 2).