DE1507505A1

DE1507505A1 - Agitator mill

Info

Publication number: DE1507505A1
Application number: DE19661507505
Authority: DE
Inventors: Kaspar Engels
Original assignee: Draiswerke GmbH
Current assignee: Draiswerke GmbH
Priority date: 1966-07-16
Filing date: 1966-07-16
Publication date: 1969-04-03

Description

"Rührwerksmühle" Die Erfindung bezieht sich auf eine Rührwerksmühle zum Mahlen bzw."Agitator Mill" The invention relates to an agitator mill for grinding or

Dispergieren von Festkörpern in Flüssigkeiten, die aus einem Mahlbehälter mit einem darin umlaufenden Rührwerk besteht. Das Mahlgut durchströmt den Mahlbehälter in Anwesenheit von Mahlhilfskrpern, wie Sand, Perlen oder dergleichen, wobei der Mahlbehälter z.B. zur Hälfte mit Mahlhilfskörpern gefüllt sein kann. Da Rührwerk ;aibd mehr oder weniger hochtaurig laufend in Bewegung gehalten, während das Mahlgut an einer Stirnwand Uem Mahlbehälter zugepumpt wird, um itm an der anderen Stirnwand gegebenenfalls durch ein Sieb zu verlassen.Dispersing solids in liquids coming from a grinding vessel with a rotating agitator. The ground material flows through the grinding container in the presence of grinding aids, such as sand, pearls or the like, the The grinding container can, for example, be half filled with grinding aids. There agitator ; aibd kept moving more or less dewy while the grist was being ground on one end wall Uem grinding container is pumped in to itm on the other end wall if necessary to leave through a sieve.

Rührwerksmühlen dieser Art sind bekannt. So kennt man senkrecht stehende Mahlbehälter, die entsprechend mit Sand als Mahlhilfskörper gefüllt sind, der durch ein Rührscheiben-Mischwerk in Bewegung gehalten wird und bei denen das Mahlgut von unten zugepumpt wird, um es am oberen Ende durch ein Zylindersieb zu verlassen. Es gibt auch eine andere Rührwerksmühlenausführung dieser Gattung, bei der Mahlhilfstörper z.B. Keramikperlen oder kleine Kieselsteine, durch Rührarmmischwerke in Bewegung gehalten werden. Bei Mühlen dieser Art ist es praktisch unvermeidbar, daß insbesondere bei kleinen Mahlhilfskörpern die Mahlkörper durch das strömende Mahlgut mit zum Auslaß der Rührwerksmühle gefördert werden.Agitator mills of this type are known. So you know standing upright Grinding containers, which are filled with sand as a grinding aid, which is carried out by a stirring disc mixer is kept in motion and in which the grist is from is pumped in at the bottom in order to leave it at the upper end through a cylinder sieve. There is also another type of agitator mill of this type, the auxiliary grinding body E.g. ceramic beads or small pebbles, by stirring arm mixers in motion being held. With mills of this type it is practically inevitable that especially with small auxiliary grinding bodies, the grinding bodies through the flowing Grist can also be conveyed to the outlet of the agitator mill.

Theoretisch könnte man das Mahlgut und die Mahlhilfskörper gemeinsam auslaufen lassen, um sie anschliessend getrennt zu separieren, wobei dann die Hahlhilfskörper dem frisch zugepumpten Material wieder zugegeben werden. Praktisch arbeiten diese Rührwerksmühlen aber derart, daß am Auslaß ein Sieb vorgesehen ist, das die MahlhilSskörper zurückhält nnd nur das Mahlgut durchtreten läßt. Üblicherweise arbeiten Rührwerksmühlen dieser Art im Siebbereich derart, daß die Anschazemmkräfte durch die Eräanziehung ausgeglichen werden. Dieser Ausgleich ist gin Kriterium nur die maximale Durchsatzleistung der Mühle. Übersteigt die Anschwemmleistung, sei es bedingt durch sehr kleine Nahlhilfskörper, durch die Höhe der durchgepumpten Mahlgut menge oder durch eine entsprechende Erhöhung der Viskosität des Mahlgutes, die Erdanziehungskräfte, so laufen diese Rührwerksmühlen über.Theoretically, the ground material and the auxiliary grinding bodies could be used together let out in order to then separate them separately, then the auxiliary hollow body be added back to the freshly pumped in material. In practice, these work Agitator mills, however, in such a way that a sieve is provided at the outlet, which the auxiliary grinding bodies holds back and only allows the grist to pass through. Agitator mills usually work of this type in the sieve area in such a way that the caulking forces are exerted by the attraction be balanced. This compensation is only the maximum throughput as a criterion the mill. If the precoat performance exceeds, be it due to very small auxiliary bodies, by the amount of regrind pumped through or by a corresponding increase the viscosity of the material to be ground, the forces of gravity, this is how these agitator mills run above.

Die Beschränkung auf einen ausgewogenen Zustand bedingt, daß das Mahlgut gut fließfähig sein muß um überhaupt aus den Sieben austreten zu können. Viskositätsernöhungen, Verdunstung und Thixotropie können die Wirkung dieser Mühlen am Sieb in Frage stellen.The restriction to a balanced state requires that the grist must be able to flow well in order to be able to escape from the sieve at all. Viscosity increases, Evaporation and thixotropy can question the effectiveness of these mills on the sieve.

Zwar hat man schon auf verschiedene Art und Weise durch die Gestaltung der Rührwerke versucht, derriHochwandern der Mahlkörper, beispielsweise von Sand, Perlen oder dergleichen, entgegenzutreten. So wurden Ringscheiben mit entgegen den Förderstrom wirkenden rückpumpenden Speichen verwendet. Auch wurden Versuche mit verschiedenen Schneckenausführungen unternommen. So kennt man Schneckenscheiben, die praktiscuh jeweils aus einer Vollwindung bestehen. Man kennt ferner Schneckenscheiben, die im Bereich des Siebes die Mahlkörper zurückhalten sollen Schliesslich wurden Schneckenanordnungen zwischen Ringscheibe und Welle vorgeschlagen.True, you've been through the design in different ways the agitator tries to prevent the grinding media, e.g. sand, Pearls or the like. So were ring disks with against the Flow acting back pumping spokes used. There have also been attempts with different screw designs undertaken. This is how we know worm disks, which practically each consist of a full turn. We also know worm disks, the the grinding media should hold back in the area of the sieve. Finally, screw arrangements were implemented Proposed between the washer and the shaft.

Allen Ausführungen haften jedoch grundsätzliche Mängel an. Bei Mühlen mit Vollsclmeckenscheiben wird zwar das Anschwemmen von Mahlkörpern in den Siebbereich eingedämmt, Jedoch haben diese Mühlen den Nachteil, da sich im Mahltrog eine zu starke, annähernd laminare Strömung im Trogzentrum gegen den Forderstrom einstellt. Das in diesem Bereich mehr als notwendig in Richtung zum Einlaß beförderte Gesch von Mahlkörpern und Mahlgut bewirkt eine verstärkte äussere Vertikalströmung, in der ein Mitreissen noch nicht genügend vermahlener Produkte unvermeidlich ist. Die Folge ist ein breit gestreutes Verweilzeitspektrum des Mahlgutes und ein Versagen dieser Lösung bei Produkten, die einer höheren Mahlbeanspruchung bedürfen, .wofür etwa gleichlange Verweilzeiten der Teilchen und ein zwangsläufiger Durchgang durch die maximale Beanspruchungszone der Mühle notwendig ist. Die Anordnung einer Flachschneckenscheibe im Siebbereich und/oder die Anordnung von Schnecken innerhalb von Ringscheiben können die Aufgabe des Zurücldhaltens der Mahlkörper nur unvollkommen erfüllen.However, there are fundamental defects in all of the designs. At mills with Vollsklmeckenscheiben it is true that grinding media is deposited in the sieve area Contained, however, these mills have the disadvantage that there is a too high in the grinding trough strong, almost laminar flow in the center of the trough sets against the conveying flow. The business in this area more than necessary in the direction of the entrance of grinding media and grist causes an increased external vertical flow, in which is inevitable that products that have not yet been sufficiently ground will be carried away. the The result is a wide range of residence times for the ground material and failure this solution for products that require a higher grinding load, for what approximately the same length of residence time of the particles and an inevitable passage through the maximum stress zone of the mill is necessary. The arrangement of a flat worm disk in the sieve area and / or the arrangement of screws within ring disks fulfill the task of holding back the grinding media only imperfectly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührwerksmühle zu schaf fen, deren Durchsatzleistung gegenüber bekannten Mühlen erheblich verbessert ist, ohne daß eine untragbare Anhäufung der t.1ahlhilfskörper in Siebbereicn erfolgt oder eine starke Verweilzeitstreuung auftritt.The invention is based on the object of creating an agitator mill furnaces, the throughput of which is considerably improved compared to known mills, without an intolerable accumulation of the auxiliary grinding bodies in sieve areas or a strong variation in residence time occurs.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Rührwerk eine sich über den gesamten blahlbereich erstreckende endlose Schraubenfeder vorgesehen ist.This object is achieved according to the invention in that as an agitator an endless helical spring extending over the entire blahlbereich is provided is.

Wie sich aus dem nachstehenden Versuch eindeutig ergibt, ist das erfindungsgemäße Rührwerk besonders geeignet die Mahlkörper im Trog bzw. Mahlbereich zu halten. Dabei wird das Schraubenfeder- Rührwerk gemäß der Erfindung so in Drehung versetzt, daß es auf die Mahlgut-Mahlkörper-Mischung einen gegen den Mahlgutstrom gerichteten Förderimpuls ausübt.As can be clearly seen from the experiment below, this is according to the invention Agitator is particularly suitable for holding the grinding media in the trough or grinding area. Included the helical spring agitator according to the invention is set in rotation that it is directed against the grist flow on the grist-grinding media mixture Promotes stimulus.

Für ein gegebenes Mahlgut konnte zum Beispiel festgestellt werden, daß anstelle eines maximal möglichen Durchsatzes Init bekannten Scheiben von ca. 480 kg/h mit dem erfindungsgemäßen Schraubenfeder-Rührwerk ein Durchsatz von 940 kg/H möglich war. Es stellte sich zusätzlich als äußerst vorteilhaft heraus, daß die bei Vollschneckenscheiben beobachtete starke Verweilzeitstreuung nicht auftritt. Kontrollen mit Farbstoffimpfungen zeigten, daß sich das bei kontinuierlichen Prozessen zwangsläufig ergebende Verweilzeitspektrum bei der Rührwerksmühle nach der Erfindung wesentlich enger verhielt. Da auch die Maximalbeanspruchungszone, , die sich praktisch über die Gesamtlänge der Federschnecke- erstreckt, zwangsläufig vom Mahlgut durchlaufen wird, war auch in Bezug auf die Echtmahlung trotzt des erhöhten Durchsatzes kaum ein Nachlassen des Mahleffektes feststellbar. Es ist anzunehmen, daß diese hervorragende Wirkung in Bezug auf Durchsatz und Mahlleistunr durch eine zusätzliche Turbulenz bewirkt wird sowie durch eine Vielzahl von intensiven Verwirbelungen, die sich vorwiegend um den Federkörper mit einer vorteilhaften geringen Ausdehnung in Durchflußrichtung herausbilden.For a given regrind it could be determined, for example, that instead of a maximum possible throughput Init known slices of approx. 480 kg / h with the helical spring agitator according to the invention, a throughput of 940 kg / H was possible. In addition, it turned out to be extremely advantageous that the strong dwell time scatter observed with full screw disks does not occur. Controls with dye inoculations showed that this was the case with continuous processes Inevitably resulting residence time spectrum in the agitator mill according to the invention behaved much more closely. Since also the maximum stress zone, which is practical Extends over the entire length of the spring worm, inevitably traversed by the grist was, despite the increased throughput, hardly was in relation to the real grinding a decrease in the grinding effect can be determined. It can be assumed that this is excellent Effect in terms of throughput and grinding capacity through additional turbulence is caused as well as by a multitude of intense eddies, which are predominantly around the spring body with an advantageous small expansion in the direction of flow develop.

Die Anordnung einer mehr oder weniger frei in Achstichtung federnden Schraubenfeder als Rührwerk in einer Mühle der eingangs beschriebenen Art hat noch den erheblichen Vorteil, daß der Wiederanlauf der Brfindungsgemäßen Rührwerksmühle auch nach längerem Stillstand ohne Schwierigkeiten erfolgen kann. Erfahrungsgemäß treten bei den bekannten Mischwerken Schwierigkeiten lauf, wenn sich die Mahlkörper durch Stillstand der Mühle zu sehr gesetzt haben, oder wenn durch irgendwelche Vorgänge die im Trog verbliebene Flüssigkeit zum Zementieren neigt.The arrangement of a more or less freely resilient in the axial direction Helical spring as an agitator in a mill of the type described above still has the considerable advantage that the restart of the inventive agitator mill even after a long period of standstill without difficulty can be done. Experience has shown that difficulties arise with the known mixers when the grinding media have settled too much due to a standstill of the mill, or if so the liquid remaining in the trough for cementing through some processes tends.

Durch das elastische Schraubenfeder-Rührwerk ist ein Wiederanlauf ohne Schwierigkeiten möglich, daß die Federwinkel in Achsrichtung und in der Torsien ausreichend sind, die abgesetzten und/oder zementierten Troginhalte aufzureissen.A restart is possible thanks to the elastic helical spring agitator It is possible without difficulty that the spring angle in the axial direction and in the torsion are sufficient to tear open the settled and / or cemented trough contents.

Gemäß der Erfindung ist es besonders vorbeilhaft, die Steigung der Schraubenfeder gleich oder kleiner als den Schraubenfederdurchmesser auszulegen. Der Aussendurchmesser der Schraubenfeder entspricht etwa dem Durchiresser bekannter Rührscheiben. Die Schraubenfeder besteht aus hochverschleißfestem Federbandstahl und hat vorzugsweise runden Querschnitt Es ist jedoch auch möglich, einen von der Kreisform abweichenden Federbandstahl zu venienden.According to the invention, it is particularly advantageous, the slope of the Design helical springs equal to or smaller than the helical spring diameter. The outside diameter of the helical spring corresponds roughly to the diameter of the known ones Stirring disks. The coil spring is made of highly wear-resistant spring band steel and preferably has a round cross-section. However, it is also possible to use one of the Circular shape deviating spring band steel to be used.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert J5abei zeigt: Fig. 1 eine Rührwerksmühle im Schnitt mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schneckenfeder-Rühwerkes, Fig. 2 eine Rührwerksmühle mit in den Mahltrog ragender Antriebsweller an deren freiem Ende die Schraubenfeder befestigt ist, und Fig. 3 eine Rührwerksmühle mit durch einzelne Arme an der Antriebswelle befestigter Schraubenfeder.Further details, features and advantages of the invention are provided at Exemplary embodiments are explained in more detail with reference to the drawing, and FIG. 1 shows an agitator mill in section with a first embodiment of the invention Helical spring agitator, Fig. 2 an agitator mill with protruding into the grinding trough Drive shaft at the free end of which the helical spring is attached, and FIG. 3 an agitator mill with a helical spring attached to the drive shaft by individual arms.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Mahltrog und mit 2 ein Doppelmantel bezeichnet. Das Mahlgut wird in den Mahlbehälter durch die Öffnung 7 eingepumpt und verläßt den Trog oben durch das Sieb 4, die Aus auf tasse 5 und die Auslaufschnauze 6. Der Doppelmantel 2 kann geheizt oder gekühlt werden und weist eine Einlaßöffnung 7 bzw. eine Auslaßöffnung 8 auf. Es ist natürlich möglich, Bin- und Auslaß für das Heiz- oder Kühlmedium zu vertauschen. Im Mahlbehälter 1 ist gemäß der Erfindung eine Schraubenfeder lo aus hochverschleißfestem Federbandstahl als Rührwerk vorgesehen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schraubenfeder in Klemmflanschen 11 und 12 gehalten, die auf einer Zwischenwelle 13 mit den Kupplungsflansch 14 befestigt sind. Das Rührwerk wird durch den Gegenflansch 15 und die in den Lagern 17 gelagerte Antriebswelle 16 angetrieben.In the drawing, 1 is a grinding trough and 2 is a double jacket designated. The ground material is pumped into the grinding container through the opening 7 and leaves the trough at the top through the sieve 4, the out of cup 5 and the outlet spout 6. The double jacket 2 can be heated or cooled and has an inlet opening 7 or an outlet opening 8. It is of course possible to have an inlet and an outlet for that To swap heating or cooling medium. In the grinding container 1 is according to the invention a coil spring lo made of highly wear-resistant spring band steel is provided as an agitator. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the helical spring held in clamping flanges 11 and 12 on an intermediate shaft 13 with the coupling flange 14 are attached. The agitator is through the counter flange 15 and in the bearings 17 supported drive shaft 16 driven.

Bei der Rührwerksmühle nach Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Bei.dieser Ausführungsform ist eine abgewandelte Befestigungsart bzw. Anordnung der Schraubenfeder 10 getroffen. Wie die Zeichnung zeigt, wird die Schraubenfeder 10 durch Klemmflansche lla und 12a am unteren Ende einer in den Mahltrog 1 ragenden Antriebswelle 15a gehalten. Wegen der einseitigen Befestigung der Schraubenfeder 10 an der Antriebswelle kann die Schraubenfeder intensive Eigenschwingungen durchführen. Ihre Federwege in Achsrichtung und in der Torsion sind besonders groß. Natürlich ist es auch moglich, das obere Ende 10 der Schraubenfeder 10 an der Antriebswelle 13a zu befestigen.In the agitator mill according to FIG. 2, identical parts are identical Reference numerals denoted. In this embodiment there is a modified type of fastening or arrangement of the helical spring 10 taken. As the drawing shows, the Helical spring 10 through clamping flanges 11a and 12a at the lower end of one in the grinding trough 1 projecting drive shaft 15a held. Because of the one-sided fastening of the coil spring 10 on the drive shaft, the coil spring can carry out intense natural vibrations. Their spring deflections in the axial direction and in the torsion are particularly large. Naturally it is also possible to attach the upper end 10 of the coil spring 10 to the drive shaft 13a to be attached.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Schraubenfeder 10 durch Arme 18 ai einer Antriebswelle 15b gehalten wird. Die Anzahl der Verbindungsarme 18 kann zwecks Erreichung bestimmter Eigenschwingungswerte der Schraubenfeder 10 frei gewählt werden. Ferner ist es möglich, die Abstände der Verbindungsarme sowie ihre Winkelstellung zur Wellenachse an ein bestimmtes Bigens chwingungsverhalten der Schraub enf eder anzupassen.In Fig. 3, an embodiment is shown in which the helical spring 10 is held by arms 18 ai of a drive shaft 15b. the number the connecting arms 18 can for the purpose of achieving certain natural vibration values of the Coil spring 10 can be chosen freely. It is also possible to adjust the distances between the connecting arms as well as their angular position to the shaft axis to a certain Bigens oscillation behavior to adjust the screw spring.

Die aus hochverschleißfestem Federbandstahl bestehende Schraubenfeder, deren Steigung vorzugsweise gleich oder kleiner dem halben Aussendurchmesser der Schraubenfeder ist; ist zwangsläufig federelastisch. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Schraubenfeder sich innerhalb des rotierenden Systems selbst zentriert. Unter normalen Voraussetzungen brauchen deshalb keinerlei weitere Stabilisierungssysteme vorgesehen werden. Lediglich bei synchron auftretenden Rotationsabweichungen des Mahlgutes mit der Eigenschwingungszahl sind gegebenenfalls Verbindungsarme 18 gemäß Fig. 5 erforderlich. Anstelle der in der Zeichnung dargestellten Rundprofile für den Federbandstahl können selbstverständlich auch Viereck-> Rechteck- oder Mehreckprofile Verwendung finden, wenn eventuell auch die eingangs erwähnten Rotationsströmungen um diese Profile herum dann in ihrer Form anders beeinflußt sind.The coil spring made of highly wear-resistant spring band steel, whose slope is preferably equal to or less than half the outer diameter of the Coil spring is; is inevitably resilient. This has the advantage of that the coil spring centers itself within the rotating system. Therefore, under normal conditions, no further stabilization systems are required are provided. Only in the case of synchronous rotational deviations of the Ground material with the natural frequency is possibly connecting arms 18 according to FIG Fig. 5 required. Instead of the round profiles for The spring band steel can of course also be square> rectangular or polygonal profiles Are used, if possibly also the rotational currents mentioned at the beginning around these profiles are then influenced differently in their shape.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen und dargestellten Merkmale beschränkt. So kann beispielsweise die Länge der Schraubenfeder so gewählt werden daß sie den Trog und Siebbereich der Mühle bestreicht. Ferner ist es auch möglich, die Verbindungselemente zwischen Schraubenfeder und Antriebswelle weiter abzuwandeln oder auch die Schraubenfeder an ihrem bodenseitigen Ende anzutreiben. Die Erfindung umfasst auch alle Kombinationen und Unterkombinationen der beschriebenen und dargestellten Merkmale.The invention is not limited to that described and illustrated above Features limited. For example, the length of the helical spring can be selected in this way that they brush the trough and sieve area of the mill. Furthermore it is too possible to continue the connecting elements between the helical spring and the drive shaft to modify or to drive the coil spring at its bottom end. The invention also includes all combinations and sub-combinations of those described and features shown.

- Ansprüche - - Expectations -

Claims

Claims 1. Agitator mill for grinding or dispersing Solids in liquids, consisting of a grinding container with a circulating in it Agitator, whereby the ground material the grinding container in the presence of the auxiliary grinding bodies, such as sand, pearls or the like flows through and leaves through a sieve, thereby characterized in that the agitator extends over the entire grinding area endless coil spring (10t is provided.

2. agitator mill according to claim 1, characterized in that the The pitch of the helical spring is equal to smaller than the helical spring diameter.

5. agitator mill according to claim 1 and 2, characterized in that the outer diameter of the helical spring (10) is approximately the same as the diameter of known stirring disks is equivalent to.

4. agitator mill according to claim 1 to 3, characterized in that the helical spring (10) made of highly wear-resistant spring band steel from rundemloder there is also a cross-section deviating from the circular shape.

5. agitator mill according to claim 1 to 4, characterized in that one end of the helical spring (10) on a mounted drive shaft (1)) is attached and protrudes freely into the grinding container (1) (Fig. 1).

6. agitator mill according to claim 5, characterized in that the clamping (11, 12) and coupling flanges (14, 15) as well as an intermediate shaft (1)) for connection the coil spring (10) and the drive shaft (16) are provided.

7. agitator mill according to claim 1 to 6, characterized in that the aging of the helical spring (10) at the level of the separating joints between container (1) and sieve (4) is arranged.

8. agitator mill according to claim 1 to 4, characterized in that the helical spring (10) at one or both ends by means of clamping devices (11a, 12a) is attached to a drive shaft (17a) protruding into the grinding trough (1) (Fig. 2).

9. agitator mill according to claim 1 to 4, characterized in that the helical spring (10) by arms (18) with a protruding into the grinding container (1) Drive shaft (15b) is connected (Fig. 5).

10. agitator mill according to claim 9, characterized in that the number and distances between the connecting arms (18) and their angular position to the shaft axis can be adapted to a specific natural oscillation behavior of the helical spring (10).