DE1507671B - Rührwerksmühle zum Feinstmahlen und Dispergieren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rührwerksmühle zum Feinstmahlen und Dispergieren von Feststoffteilchen in einer Mahlgutsuspension, bestehend aus einem mit losen Mahlhilfskörpern, wie Sand oder Perlen gefüllten zylindrischen Behälter, in dem eine Rührwelle mit hierauf befestigten Kührscheiben umläuft. Bei derartigen Mühlen wird die Flüssigkeit mit den zu mahlenden Feststoffteilchen unter Druck von unten in den aufrechtstehenden Mahlbehälter eingeführt und steigt zwischen den sich ständig in Bewegung befindlichen, Mahlhilfskörpern nach oben, wobei die Feststoffteilchen zerrieben und zerschlagen werden und sich gleichmäßig in der Flüssigkeit verteilen.

Es sind Rührwerksmühlen bekannt, bei denen die übereinander auf der Rührwelle sitzenden Rührelemente als glatte Vollscheiben oder gelochte Scheiben ausgebildet sind. Bei diesen Mühlen werden die Mahlhilfskörper während der Drehbewegung der Rührwelle infolge der Fliehkraft im Bereich der Rührscheiben radial nach außen bis zur Behälterinnenwand bewegt, während die Feststoffteilchen mit der kleineren Masse dazu neigen, im mittleren Bereich der Rührscheiben zu verweilen und sich in stärkeren Schichten an der Rührwerkswelle abzusetzen. Dadurch wird das vertikale Aufströmen des Mahlgutes behindert und der Mahlvorgang ungünstig beeinflußt. Nachteilig ist auch, daß die losen, radial nach außen bewegten Mahlhilfskörper durch den Flüssigkeitsdruck bestrebt sind, über den Ringspalt zwischen Mahlbehälter und den Rührscheiben nach oben zu wandern, so daß das Austrittssieb für die Mahlgutsuspension von den Mahlhilfskörpern verstopft wird. Es ist ferner bei diesen Rührwerksmühlen bekannt, die glatten Vollscheiben oder die gelochten Scheiben schräg zur Rührwellenachse auf der Rührwelle zu befestigen. Die vorgenannten Nachteile werden dadurch jedoch nur unwesentlich verringert.

Es sind auch schon Rührwerksmühlen bekanntgeworden, bei denen die Rührglieder als Ringscheiben mit schräg nach unten gerichteten und an einer Nabe befestigten Speichen ausgebildet sind. Bei diesen Ringscheiben wird zwar ein Durchtreten der Mahlhilfskörper und der Mahlgutteilchen mit der Flüssigkeit auch im mittleren Bereich des Mahlbehälters zwischen Ring und Nabe ermöglicht, jedoch haben diese Ringscheiben auf Grund der schmalen Ringfläche eine verminderte Aktivierung der Mahlhilfskörper in radialer Richtung und damit eine verminderte Mahlleistung zur Folge.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Rührscheiben so auszubilden, daß eine starke Relativbewegung aller Mahlhilfskörper zueinander und damit eine hohe Mahlleistung gewährleistet ist, wobei gleichzeitig das Aufströmen der Flüssigkeit mit dem Mahlgut möglichst über den ganzen Behälterquerschnitt erfolgen soll.

Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung darin gesehen, daß die Rührscheiben aus zwei in gleicher Höhe liegenden, miteinander verbundenen und gleichstark entgegengesetzt geneigten Scheibenhälften bestehen, die zwischen ihren erhöhten und ihren darunterliegenden Stoßkanten Durchtrittsöffnungen für das Mahlgut aufweisen.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Rührscheiben als entgegengesetzt geneigte Scheibenhälften mit Durchtrittsöffnungen an den beiden Scheibenhälften-Stoßstellen werden die Mahlhilfskörper sowie die Mahlgutteilchen mit der Flüssigkeit einer fortlaufenden Wechselwirkung in der Weise unterworfen, daß sie zunächst durch die gewundenen Keilflächen der Rührscheibenhälften kurzzeitig nach unten gedrückt und verdichtet und anschließend am Ende der Keilflächen am Sprung zur zweiten Scheibenhälfte sofort wieder entlastet werden. Bei der plötzlichen Entlastung tritt die leichtere Mahlgut-Suspension infolge des auftretenden Soges zuerst nach oben und kann durch die Öffnungen zwischen den Scheibenhälften abströmen, während die schwereren Mahlhilfskörper länger verweilen und dadurch von der nachfolgenden Keilfläche erfaßt, wieder nach unten verdrängt und somit unten gehalten werden, so daß ein Verstopfen des Austrittssiebes vermieden wird.

Da die radialen Durchtrittsöffnungen zwischen den Rührscheibenhälften bei der Drehung der Rührwelle über den Behälterquerschnitt wandern, kann die Mahlgutsuspension nicht nur durch den Ringspalt zwischen den Rührscheiben und dem Behälter, sondern nahezu über den ganzen Behälterquerschnitt durch die Durchtrittsöffnungen nach oben treten, wodurch alle in die Mühle eingeführten Mahlgutteilchen unabhängig von ihrer Lage im Behälter annähernd gleich lange einem Mahlprozeß unterworfen werden, d. h. mit gleicher Feinheit die Mühle verlassen können.

Eine intensive Feinstmahlung wird dadurch gewährleistet, daß die Mahlhilfskörper von den Keilflächen der erfindungsgemäßen Rührscheibenhälften periodisch nach unten gedrängt und verdichtet werden, so daß sie sich ständig relativ zueinander bewegen und eng aneinanderliegen. Die zwischen den Mahlhilfskörpern zusammen mit der Flüssigkeit hindurchtretenden Mahlgutteilchen werden dadurch fortlaufend zerschlagen und zerrieben. Da die ständig umlaufenden Keilflächen der Rührscheiben bis an die Welle reichen, erstreckt sich die Beunruhigung der Mahlhilfskörper über den ganzen Behälterquerschnitt, so daß alle Mahlhilfskörper der Behälterfüllung durch die auftretenden Druckwellen in axialer Richtung ständig relativ zueinander bewegt werden.

In Verbindung mit der starken Fliehkraftwirkung in radialer Richtung, verursacht durch die mögliche hohe Drehzahl und die große Fläche der beiden Ringscheibenhälften, wird eine außerordentlich starke Bewegung aller Mahlhilfskörper zueinander erzielt,

die eine hohe Mahlleistung und eine weitgehend gleiche Mahlfeinheit aller Mahlgutteilchen zur Folge hat.

Dadurch, daß die dem Verhältnis von Höhe des Sprunges zum Scheibendurchmesser entsprechende

Neigung der Scheibenhälften geringer ist als 1 : 5, erfolgt die Beunruhigung der Mahlhilfskörper allein durch die schnell wechselnden Druckwellen und nicht durch eine laufende Förderung der Mahlhilfskörper nach unten, wie dies bei einer bekannten Rührwerksmühle mit auf der Rührwelle aufgebrachten Schnekkenflügeln der Fall ist.

Bei dieser bekannten Rührwerksmühle mit Schnekkenflügelrührwerk, die mit geringerer Drehzahl arbeiten muß, wird eine laufende Förderung der Mahlhilfskörper nach unten bewirkt, so daß die bewegte Menge über den Ringspalt zwischen Schneckenflügel und Behälterwand wieder nach oben abströmen muß. Die von unten aufgegebenen Mahl-

gutteilchen werden daher zum Teil von dem aufsteigenden Mahlkörperstrom erfaßt und so schnell durch den Mahlbehälter getragen, daß sie unzureichend fein gemahlen die Mühle verlassen.

Die geringe Neigung der erfindungsgemäßen Rührscheibenhälften erlaubt dagegen eine hohe Umlaufdrehzahl der Rührwelle und damit eine hohe Druckwellenfrequenz in axialer Richtung, die eine große Durchsatzgeschwindigkeit des Mahlgutes ermöglicht.

In Weiterentwicklung der Erfindung wird vorgeschlagen, die beiden entgegengesetzt geneigten Rührscheibenhälften auf einer gemeinsamen Nabe zu befestigen, deren Länge dem Abstand der Rührscheiben voneinander entspricht. Dadurch ergibt sich eine einfache Verbindung der beiden Rührscheibenhälften, und die Naben können lückenlos übereinander auf die Rührwelle aufgeschoben werden und fixieren sich selbst. Besondere Befestigungsschrauben und tote Räume zwischen den Naben und der Welle werden somit vermieden. Ordnet man die mit dem Nabenmantel verbundenen Rührscheibenhälften im mittleren Bereich der Nabe an, so ergibt sich ein stabiler und symmetrischer Aufbau, und die Rührscheiben können bei einseitigem Verschleiß um 180° gedreht in die Mühle eingebaut und wieder verwendet werden. Der symmetrische Aufbau gewährleistet ferner einen ruhigen Lauf der Rührwelle, so daß ein dynamisches Auswuchten entfallen kann.

Weiterhin empfiehlt es sich, die vorlaufenden Stoßkanten der Rührscheibenhälften derart abzurunden oder zuzuspitzen, daß sie Ablenkflächen für die Mahlhilfskörper bilden. Dadurch wird der Widerstand der Stoßkanten beim Eindringen in die Mahlkörperfüllung wesentlich verringert.

Ein fester Zusammenhalt der Rührscheibenhälften ergibt sich, wenn die zwischen den erhöhten und den darunterliegenden Stoßkanten der Rührscheibenhälften vorgesehenen Durchtrittsöffnungen in radialer Richtung nach innen durch die Nabe und nach außen durch einen die Scheibenhälften miteinander verbindenden Randsteg begrenzt werden. Sind die Stoßkanten der Rührscheibenhälften nicht nur in Achsrichtung der Rührwelle, sondern auch in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet, so ergeben sich schrägliegende Durchtrittsöffnungen mit großem Querschnitt, die vor allem ein leichteres Abströmen der Mahlgutteilchen mit der Flüssigkeit nach oben ermöglichen.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung werden an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, welches die Zeichnung erkennen läßt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Rührwerksmühle mit den vorgeschlagenen Rührscheiben im Querschnitt,

F i g. 2 eine erfindungsgemäße Rührscheibe vergrößert in Seitenansicht und

F i g. 3 die Rührscheibe nach F i g. 2 in Draufsicht.

In einen aufrechtstehenden Mahlbehälter 1 ragt eine Rührwerkswelle 2, auf der Naben 3 mit Rührscheiben 4 aufgeschoben sind. Die Rührwelle 2 ist fliegend gelagert und trägt an ihrem unteren Ende eine Stabilisierungsscheibe 5. Eine Antriebswelle 6 ist über eine Kupplung 7 mit der Rührwelle 2 verbunden. Am Boden des Mahlbehälters 1 ist ein Zuführungsstutzen 8 für die Mahlgutsuspension vorgesehen, der tangential in den Behälter einmündet. Der Mahlbehälter 1 ist bis zur gewünschten Höhe mit Mahlhilfskörpern, vorzugsweise mit Sand oder mit Perlen aus Glas oder Kunststoff gefüllt, die der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Die Mahlgutsuspension wird durch eine Pumpe 9 über eine Leitung 10 und den Zuführungsstutzen 8 tangential im Drehsinne der Rührwelle 2 am Boden des Behälters 1 eingeführt und durch den Förderdruck der Pumpe nach oben geführt. Über ein Austrittssieb 11 fließen die feinstzerriebenen Mahlgutteilchen mit der Flüssigkeit in eine Abflußrinne 12, von wo sie der weiteren Verwendung zugeleitet werden.

Zur Kühlung des Mahlbehälters 1 ist dieser mit einem Außenmantel 13 versehen, dem das Kühlmittel über einen Eintrittsstutzen 14 zufließt. Der Abfluß des Kühlmittels erfolgt durch einen Austrittsstutzen 15. Am oberen Ende der Rührwerksmühle ist eine abnehmbare Haube 16 vorgesehen. Nach Abnehmen der Haube 16 und Lösen der Kupplung 7 kann der Mahlbehälter 1 mit der Rührwelle 2 transportiert werden.

Wie insbesondere die F i g. 2 und 3 zeigen, bestehen die Rührscheiben 4 aus zwei entgegengesetzt geneigten Scheibenhälften 17 und 18, die auf der gemeinsamen Nabe 3 sitzen. Die Neigung der beiden Scheibenhälften ist gleichstark und geringer als das Verhältnis 1:5. Zwischen den erhöhten Stoßkanten 19 und den darunterliegenden Stoßkanten 20 der Scheibenhälften 17,18 sind Durchtrittsöffnungen 21 vorgesehen, die sich in radialer Richtung nach innen bis zur Nabe 3 und nach außen bis zu einem Randsteg 22 erstrecken, der die beiden Scheibenhälften 17,18 in der Randzone fest miteinander verbindet. Dieser Randsteg 22 versteift die Rührscheibe und vermindert den Verschleiß im äußeren Bereich der Stoßkanten 19 und 20. Die Durchtrittsöffnungen 21 liegen schräg, da die Stoßkanten 19,20 nicht nur durch den Sprung in Achsrichtung der Rührwelle 2 versetzt, sondern auch in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind. Die Stoßkanten 19, 20 sind zur Bildung von Ablenkflächen für die Mahlhilfskörper abgerundet oder zugespitzt.

Die Länge der Naben 3 entspricht dem Abstand der Rührscheiben 4, so daß die Naben unmittelbar auf der Welle 2 aneinanderliegen. Die Rührscheiben 4 sind hierbei symmetrisch in der Mitte der Naben 3 angeordnet. Mittels einer Nut 23 werden die Naben 3 mit den Rührscheiben 4 auf der Rührwelle 2 gegen Verdrehen gesichert. Die übereinanderliegenden Rührscheiben 4 sind einzeln oder paarweise um 90° zueinander versetzt, so daß die Durchtrittsöffnungen 21 nicht miteinander fluchten und ein einwandfreier Rundlauf der Mühle gewährleistet ist. Die versetzte Anordnung der Rührscheiben läßt sich leicht dadurch erreichen, daß die Keilnut 23 um 90° gedreht in die Nabe eingearbeitet wird. Zur Sicherung gegen Verdrehen der Rührscheiben 4 kann eine gemeinsame, sich über die ganze Länge der Rührwelle 2 erstreckende Paßfeder in die Keilnuten 23 eingeschoben werden, während die Verspannung der Naben 3 gegeneinander beim Aufschrauben der Stabilisierungsscheibe 5 erfolgt.

Die Wirkungsweise der vorgeschlagenen Rührscheiben ist folgende:

Wird die Mahlgutsuspension kontinuierlich in den Mahlbehälter 1 eingeführt und läuft die Rührwelle 2

um, so werden bei der Rotation der Rührscheibenhälften 17,18 die Mahlhilfskörper infolge der Fliehkraft radial nach außen bewegt, während zugleich unterhalb der Rührscheiben eine druckwellenartige Verdrängung mit Verdichtung und nachfolgender Entspannung der Mahlhilfskörper mit der Mahlgutsuspension stattfindet. Bei dieser Verdrängung in axialer Richtung tritt zusätzlich eine Neigung der Mahlhilfskörper zur Radialbewegung auf. Dadurch wird eine starke Relativbewegung aller Mahlhilfe- ίο körper zueinander erreicht, und die Mahlgutteilchen werden zwischen den Mahlhilfskörpern intensiv zerschlagen und zerrieben.

Die behandelte Mahlgutsuspension tritt infolge des Pumpendruckes sowohl über den Ringspalt 24 zwisehen den Rührscheiben 4 und der Wand des Behälters 1 als auch über die Durchtrittsöffnungen 21 der Rührscheibenhälften in axialer Richtung nach oben, wobei im Bereich der Rührscheiben 4 die Aufströmbewegung der Mahlgutsuspension noch wesentlieh durch den Sog unterstützt wird, der bei der durch die Rührscheibenhälften verursachten druckwellenartigen Wechselbewegung auftritt.

Dieser Vorgang wiederholt sich beim Aufsteigen der Mahlgutsuspension von Rührscheibe zu Rührscheibe, bis die Suspension das Austrittssieb 11 erreicht hat und über die Rinne 12 abfließt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Rührwerksmühle zum Feinstmahlen und Dispergieren von Feststoffteilchen in einer Mahlgutsuspension, bestehend aus einem mit losen Mahlhilfskörpern, wie Sand oder Perlen gefüllten zylindrischen Behälter, in dem eine Rührwelle mit hierauf befestigten Rührscheiben umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührscheiben (4) aus zwei in gleicher Höhe liegenden, miteinander verbundenen und gleich stark entgegengesetzt geneigten Scheibenhälften (17, 18) bestehen, die zwischen ihren erhöhten und ihren darunterliegenden Stoßkanten Durchtrittsöffnungen (21) für das Mahlgut aufweisen.

2. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Verhältnis von Höhe des Sprunges zum Scheibendurchmesser entsprechende Neigung der Scheibenhälften (17, 18) geringer ist als 1: 5.

3. Rührwerksmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden entgegengesetzt geneigten Rührscheibenhälften (17, 18) auf einer gemeinsamen Nabe (3) befestigt sind, deren Länge dem Abstand der Rührscheiben voneinander entspricht.

4. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorlaufenden Stoßkanten (19) der Rührscheibenhälften (17, 18) derart abgerundet oder zugespitzt sind, daß sie Ablenkflächen für die Mahlhilfskörper bilden.

5. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den erhöhten und den darunterliegenden Stoßkanten (19, 20) der Rührscheibenhälften (17, 18) vorgesehenen Durchtrittsöffnungen (21) in radialer Richtung nach innen durch die Nabe (3) und nach außen durch einen die Scheibenhälften miteinander verbindenden Randsteg (22) begrenzt werden.

6. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stoßkanten (19, 20) der Rührscheibenhälften (17, 18) nicht nur in Achsrichtung der Rührwelle (2), sondern auch in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind, so daß sich schrägliegende Durchtrittsöffnungen (21) ergeben.

7. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Rührwelle (2) übereinander angeordneten Rührscheiben (4) einzeln oder paarweise um 90° zueinander versetzt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen