DE1607480A1

DE1607480A1 - Mahlverfahren fuer Ruehrwerksmuehlen sowie zugehoerige Muehle

Info

Publication number: DE1607480A1
Application number: DE19681607480
Authority: DE
Inventors: Kaspar Engels
Original assignee: Draiswerke GmbH
Current assignee: Draiswerke GmbH
Priority date: 1968-01-08
Filing date: 1968-01-08
Publication date: 1969-10-16
Also published as: DE1607480B2; DE1607480C3

Description

"Mahlverfahren für Rührwerksmühlen sowie zugehörige Mühle" Die Erfindung betrifft ein Mahlverfahren für Rührwerksmühlen, bei dem das in einer Flüssigkeit suspendierte-Mahlgut einem Mahlbehälter durch eine Pumpe zugeführt und dort zusammermit Mahlkörpern durch Rührwerke bewegt wird, sowie eine Mühle zur Durchführung dieses Verfahrens.
Für das erfindungsgemäße Verfahren sind Rührwerksmühen zum Homogenisieren, Dispergieren und Zerkleinern von Feststoffen in Flüssigkeiten, bestehend aus einem aufrecht-stehenden Mahlbehälter mit einem darin hochtourig umlaufenden Rührwerk, ge= bildet durch eine Rührwerkswelle mit Rührelementen:geeignet. Das Mahlgut durchströmt den Mahlbehälter in Anwesenheit von Mahlkörpern, wie Sand, kleine Kügelchen, Perlen od. dg1., die eine Größe von etwa o,2 bis 6 mm-Durchmesser aufweisen können. Das Mahlgut wird dem Mahlbehälter bodenseitig zugepumpt und verläßt die Rührwerksmühle durch ein auf den Behälter aufgesetztes Sieb oder eine andere Trenneinrichtung zur Separierung der@Mahlkörper vom Mahlgut. Rührwerksmühlen dieser ,Art sind bekannt. So kennt man senkrecht stehende Mahlbehälter, die mit Sand als Mahlkörper gefüllt sind, der durch ein Rührscheibenmischwerk in Bewegung gehalten und bei dem das Mahlgut von u#ten zugepumpt wird, um die Mühle am oberen Ende durch ein Zylindersieb zu verlassen. In ähnlicher Weise 4.rbeiten auch andere bekannte Mühlen. Allen diesen bekannten Mühlen ist gemeinsam, daß kleine Mahlkörper Verwendung finden, die durch das von unten nach oben strömende Mahlgut mitgerissen werden, -- so daB Trenneinrichtungen erforderlich sind. Als Trenneinrichtungen sind -bisher Zylindersiebe, Flachsiebe, Absetzräume oder auch sogenannte Reibspalte bekannt geworden. Üblicherweise sind diese Mühlen oberhalb der Trenneinrichtung offen bzw. nicht gasdicht verschlossen.
Es sind auch Mühlen bekannt, die oberhalb der Trenneinrichtung dicht abgeschlossen sind und mit einem gewissen Überdruck gefahren werden sollen, damit eine Schaumbildung vermieden, Abgasung unterbunden und die Ausnutzung des Mahlraumes vergrößert wird. Einen Nachteil dieser Ausführung stellt die Belastung der - Wellenabdichtung durch das immer verschleißend wirkende, aus Festkörpern und Flüssigkeiten gebildete Mahlgut-Mahlkörper-Gemisch dar. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren eine zugehörige zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Mühle anzugeben, die die Nachteile der bekannten Arbeitsweisen in Rührwerksmühlen vermeiden und die geeigneisind zur Durchführung des für das jeweilige Produkt günstigsten Bearbeitungsvorganges und eine regelbare Einstellung des absoluten inneren Druckes sowie des Füllungsgrades des Mahl-

Behälters gestattenr ;len üede..-alle- :zig H.clc._`.@ ,zu,. La-

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Demgemäß besteht die-Erfindung-darin, bei Rührwerksmühlen der ,eingangs erläuterten Art den zeiteinheitlichen Materialmengendurchsatz durch eine Regelungseinrichtung am Materialzüflußende und eine weitere Regelungseinrichtung am Materialaustrittsende

zu steuern und/-. .-.am oberen Ende der Rühr-werksmühle eine.

Luft- bzw: Gaszutritts- bzwAbsaugeinrichtung vorzusehen,-derart,-daß am oberen Ende der Rührwerksmühle im Bereich--der-Rührwerkswelle eine Trombenbildung in einer einregulierbaren Größe sich einstellt. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es von Vorteil, wenn der Rührvorgang der Mühle gleich zum Begasen und/oder Entgasen dient: Aüf diese Weise kann bei-der Materialzufuhr an der Eingangsseite der Mühle Gas oder Luft zugegeben werden. An der Ausgangsseite der Mühle kann über die Trombe entgast werden. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, bei Einregulierung einer großen Trombe über dieser ein Gaspol ter aufzubauen und dort Gas in das Materialgut einzuarbeiten. Durch die R.egulierbarkeit der. Trombengr&ße ist es beispielsweise zum Zwecke einer guten Entgasung oder Begasung möglich; die Trombe groß zu wählen, ferner kann zum Zwecke einer vollen Ausnützung des Mahlbehälters die Trombe lediglich im Bereich der Stopfbuchse der Welle aufrechterhalten werden. T.n jedem Falle wird-die Stopfbuchse vor Zerstörung geschützt.
Eine vorteilhafte Rührwerksmühle zur Durchführung_des.vörgenannten Verfahrens besteht gemäß der Erfindung darin;;. da ß als Regelungseinrichtung am Materialzuflußende eine einstellbare Förderpumpe utrd a:1-iaterialauslaufende.ebenfalls eine einstellbare Förderpumpe vorgesehen ist. Durch Abstimmen der Fördermengen der Pumpen kann die Mühle sowohl mit Überdruck, normaleniAtmosphärendruck oder mit Unterdruck arbeiten. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rührwerksmühle ergibt sich, wenn in die Ablaufleitung eine Abtransportpumpe eingeschaltet wird, deren Förderleistung regelbar mit der Pumpe für das Zudrücken des Mahlgutes derart abstimmbar ist, daß innerhalb der Mühle beliebige Füllungsgrade bzw. Freiraumbildungen am oberen Ende bei einstellbarem Druck möglich sind. Nach einer weiteren Ausführung kann eine ein Gefälle aufweisende gasdichte Auslaufsaugleitung im Bodenbereich des Siebraumes einer Mühle angeordnet sein. und mittels ihrer Materialfüllung einen Unterdruck auf den Siebraum erzeugen. Als Regelungseinrichtung am Materialzuflußende dient eine Förderpumpe und in der Ablaufleitung ist als Druckerzeugungseinrichtung ein Ventil vorgesehen. Je nach Ventilstellung und Gefälle der Absaugleitung kann die Wirkung der Regelungseinrichtung am Materialauslaufende eingestellt und gegebenenfalls durch eine elastische Ablaufleitung variiert werden. Mit-Mühlen gemäß der Erfindung ist es möglich, die Abdichtung oberhalb der Trenneinrichtung völlig vom Mahlgut freizuhalten und trotzdem die Möglichkeit der schaumfreien Verarbeitung oder auch der effektvollen Evakuierung mit relativ kleiner Vakuumanlage wahrzunehmen. Weitestgehend gefüllt kann die Mühle gefahren werden, wenn lediglich Luftzutritt bzw. Schaumbildung vermieden werden soll. Mit relativ großem Freiraum am oberen Ende der Mühle und bewußt hervorgerufener Mahlguttrombe wird die Mühle betrieben, wenn effektvoll begast oder entgast werden soll. Wird die Mühle mit Überdruck oder Unterdruck betrieben, so erstrecken sich diese Drücke lediglich auf den Mahlbehälter. Es brauchen also keine zusätzlichen großvolumigen Vorratsgefäße gesondert abgedichtet bzw. evakuiert werden. In der Zd_chnung sind Ausführungsbeispiele der Rührwerksmühle gemäß der Erfindung dargestellt. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand dieser Ausführungsformen im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch eine Rühr,#werksmühle mit Absaugleitung, Fig. 2 eine Vorrichtung zur Veränderung der Saughöhe einer Absaugleitung nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch eine Rührwerksmühle mit Absaugleitung :d angeschlossener Pumpe, und Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Rührwerksmühle mit Trennspalt, Absaugleitung und Pumpe, die mit der Materialzufuhrpumpe gekoppelt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist als Regelungseinrichtung am Materialzuflußende der Mühle eine Förderpumpe und in der Auslaufleitung als Druckerzeugungseinrichtung ein Ventil vorgesehen. Dabei weist der Mahlbehälter 1 einen Doppelmantel 2 auf. Der Behälter 1 ist im oberen Bereich mit einem zylinderischen Sieb 3 versehen und der Siebraum der Mühle wird mit einem Deckel 4 und einer Stopfbuchse 5 gegenüber der Welle 6 abgedichtet, auf der sich die Rührelemente 7 befinden. Im unteren Bereich des Siebraumes 8 ist erfindungsgemäß eine Absaug- bzw. Gefälleleitung 9 angeordnet, die in ein Ablaufgefäß 1o mündet. Das Ablaufgefäß 1o ist in seiner Höhe gemäß Pfeil a verstellbar. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist im oberen Mahlbehälterdeckel 4 nahe der Stopfbuchse 5 der Rührwerkswelle 6 eine Luft- bzw. Gaszutritts- bzw. Absaugeinrichtung angeordnet und als verschließbare Anschlußleitung 11, 12 zum Absaugen oder Zudrücken eines Mediums ausgebildet. Das Material wird der Mühle durch die Pumpe 14 über die Leitung 13 zugeführt. Beim Mahlbeginn wird die Mülkle zuerst aufgefüllt, wobei das in der Gefälleleitung 9 befindliche Ventil 15 vorerst geschlossen bleibt. Das Ventil 15 kann im Betriebszustand je nach Wunsch geöffnet werden. Beim Auffüllen wird die Verschlußeinrichtung x2 geöffnet. Nach Erreichen des gewünschten Füllungsgrades, z. B. erreicht ist, wenn nur noch eine kleine Trombe in der Mühle offenbleib@ deren Begrenzung durch die Linie b angedeutet ist, wird der Verschluß 12 geschlossen und das Ventil 15 geöffnet. Auf diese Weise läßt sich ein Unterdruck in der Mühle erzielen, der durch die Saughöhe h definiert ist.
Die mit b angedeutete Füllhöhe ist die optimale Grenze für eine gute Reibeffektausnutzung der Mühle unter gleichzeitiger Schonung der Stopfbuchse 5. Sollte sich durch Schaumneigung des Produktes der freie Raum 16 zwischen Materialtrombe und Deckel 4 vermindern, so daß das Material trotzdem bis zur Stopfbuchse 5 gelangt, so ist die Stopfbuchse immer noch keinem Überdruck ausgesetzt, wird also auch dann noch weitgehend geschont. Erfindungsgemäß kann aber auch, sofern eine geringe Gaseinarbeitung in das Mahlgut nicht stört - in manchen Fällen kann eine Gaseinarbeitung in das Mahlgut-sogar erwünscht sein - über das Ventil 12 durc:_ Gaszufuhr, sei es aus der Atmosphäre oder mit anderen Gasen,

Trombe wieder einreguliert werden. Andererseits ist es in

Fällen, bei denen der durch die Saughöhe h erzeugte Unterdruck eine Entgasung des Mahlgutes bewirkt, wonach sich der Freiraum 16 vergrößern und somit der Füllungsgradenegativ verändern würde, möglich, über das Ventil 12 Gas abzusaugen. Die Kontrolle des Füllungsgrades kann in beliebiger Weise durch Schaufenster, Drehmomentmeßgeräte, Fühlerstutzen oder dergleichen erfolgen. Fig. 2 zeigt eine Einrichtung, die es gestattet, die Saughöhe h in gewissen Grenzen zu variieren. Die Absaugleitung 9 mit dem für das Erstauffüllen bestimmten und die Materialauslaßmengen-regelung bestimmten Ventil 15 ist durch einen elastischen Teil 17 verlängert. Dieser elastische Teil 17 mündet in ein Luftsperrgefäß 18, welches mit einem Überlaufrohr 19 versehen-ist. Das Luftsperrgefäß 18 kann in der Höhe gemäß dem Pfeil at verstellt werden, so daß sich eine Saughöhe h` ergibt. An dem Überlauf 19 ist der Schlauch 2o angeschlossen, der in das Vorratsgefäß 21, welches nunmehr tiefer ortsfest aufgestellt ist, mündet. Die Ausführungsformen nach den Fig. Lund 2 sind vorwiegend den Verarbeitungsfällen mit hohem Füllungsgrad des Mühlenbehälters vorbehalten unter weitestgehender Vermeidung einer Schaumbildung. Der Unterdruck bleibt gering, obwohl theoretisch die Möglichkeit bestünde, bei genügend hohen Räumen auch durch Vergrößerung der Saughöhe einen höheren Unterdruck zu erzeugen. Durch Einregulierung des Ventiles 15 gegenüber der Förderleistung der Pumpe 14 kann auch mit Überdruck im Mahlbehälter gearbeitet werden. Durch den Anschluß 11, 12 kann ein Gaspolster vor die Stopfbuchse 5 der Welle 6 gelegt werden. In Fig. 3 sind wieder gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Die Materialzufuhrpumpe 14 wird durch den Regeltrieb 22 vom Motor 23 angetrieben. Das mit Material gefüllte Ablaufrohr 91 ist mit einer Materialabsaugpumpe 24 verbunden, die über den Regeltrieb 25 vom Motor 26 angetrieben wird. Am Deckel 4 befinden sich die Verbindungsleitung 11 mit Ventil 12. Über die Verbindungsleitung 11, kannentsprechend der Vorrichtung nach Fig. 1 sowohl Gas zugeführt als auch abgesaugt werden. Die Förderleistungen der Pumpen 14 und 24 können so aufeinander abgestimmt werden, daß sich ein gewünschter Druck und Füllungsgrad innerhalb der Mühle einstellt und aufrechterhalten läßt. In der Zeichnung sind zwei Beispiele für den Füllungsgrad dargestellt, dabei entspricht b etwa dem Füllungsgrad wie bereits in Fig. 1 angezeigt, b' zeigt etwa die untere Grenze des Füllungsgrades an. Zwischen den Grenzen b und bt soll die normale Füllung der Mühle liegen. Erfindungsgemäß ist der Pumpenantrieb automatisch in Abhängigkeit von der sich einstellenden Trombengröße, beispielsweise mittels Mitnehmerfühler oder Tastspitzen 34, 35 nach Fig. 4,steuerbar. Gegebenenfalls kann der in der Zeichnung durch die Trombe b begrenzte freie Raum 16 auch noch weiter verkleinert werden, um eine völlige Ausnützung der Mühle in Bezug auf Reibleistung, unter Ausschaltung von Luft- oder Gaszutritt, zu erhalten. Soll das Mahlgut be- oder entgast werden, empfiehlt sich ein Füllungsgrad im Bereich der Linie bl. Die sich bei letztgenannter Behälterfüllung einstellende Trombe, deren Oberfläche durch Mahlkörper und Rührelemente ungleichförmig verläuft, gestattet eine günstige Gaseinarbeitung bzw. begünstigt das Freiwerden von abzuführenden Gasanteilen des Mahlgutes. Zwischenfüllungsgrade können den Bedürfnissen entsprechend eingeregelt und eingehalten werden. Zur Messung des Füllungsgrades dienen, in der Zeichnung nicht gesondert dargestellte, Sicht- bzw. Meßeinrichtungen. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß z. B. beim Entgasen wiederum kein unnützer großräumiger Vorratsraum zu entlüften ist. Es genügt der geringe Freiraum der Rührwerksmühle und somit der Abzug der freiwerdenden Gasmenge. Weiterhin kann die Förderleistung der Materialabsaugpumpe 24 gleichzeitig -zum weiteren Transport des fertigen Mahlgutes dienen. In Fig. 4 ist eine RührwerksmUhle mit Reibspalt dargestellt. Gleiche Teile dieser Rührwerksmühle zu den vorbesehriebenen Mühlen sind wieder mit gleichen Bezugsziffern versehen. Der Mahlbehälter 1 weist anstelle eines Siebes eine spaltbildende Trenneinrichtung 27, 28 auf. Die beiden Teile 27, 28 bilden einen Ringspalt 29, durch den das Mahlgut unter Separierung von den Mahlkörpern durchtreten kann: Die Materialzufuhrpumpe 14 und die Materialabsaugpumpe 24 sind erfindungsgemäß über eine Welle 3o gekoppelt. Um die Förderleistungen der beiden Pumpen an die gewünschten Füllungsgrade des Mahlbehälters anpassen zu können, ist .zwischen dem Pumpenantrieb 14-, 22 und der Pumpe 24 ein Regelgetriebe 31 zwischengeschaltet. Ferner kann in die Koppelung 3o der Pumpen 14, 24 ein Getriebe 33 eingeschaltet werden.
Der oberhalb der Trenneinrichtung 27, 2$ befindliche freie Raum 32 ist bei der Mühle gemäß Fig. 4 lediglich durch Mahlgut mehr oder weniger ausgefüllt. Es sind in der Zeichnung zwei Füllungskurven b2 und b" dargestellt. Die Pumpen 14 und 24 können so aufeinander abgestimmt werden, daß der Raum über der Trenneinrichtung nahezu völlig mit Materialgut gefüllt ist, jedoch noch kein Überdruck auf die Stopfbuchse 5 ausgeübt wird. Falls das Materialgut mit Gasen in Berührung kommen kann, so läßt sich über die Leitung 11 ein Gaspolster vor die Stopfbuchse 5 legen.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist die Erfindung auch anwendbar für Rührwerksmühlen mit Plansieb.

Claims

Patentansprüche 1. Mahlverfahren für Rührwerksmühlen, bei dem das in einer °_"@ssigkeit suspendierte Mahlgut einem Mahlbehälter durch eine Pumpe zugeführt und dort zusammen mit Mahlkörpern durch Rührwerke bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

der zeiteinheitliche Materialmengendurchdatz durck1£rine Regelungseinrichtung am Materialzuflußende und eine weitere Regelungseinrichtung am Materialausflußende steuerbar ist und/oder am oberen Ende der Rührwerksmühle eine Luft- bzw. Gaszutritts- bzw. Absaugeinrichtung angeordnet ist, derart, daß am oberen Ende der Rührwerksmühle im Bereich der Rührwerkswelle eine Trombenbildung in einer einregulierbaren Größe sich einstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührvorgang der Rührwerksmühle mit einer Be- kombiniert ist.
3. Rührwerksmühle zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, bestehend aus einem mit Mahlkörpern von etwa o,2 bis 6 mm Durchmesser gefüllten, aufrecht stehenden Mahlbehälter, in dem ein schnellaufendes Rührwerk angeordnet ist und den das von unten zugedrückte Mahlgut über eine Trenneinrichtung verläßt, wobei der sich an den Mahlbehälter anschließende Siebraum gasdicht abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelungseinrichtung am Materialzuflußende (13) eine einstellbare Förderpumpe (14) und am Materialauslaufende ebenfalls eine einstellbare Förderpumpe (24) vorgesehen ist.
Rührwerksmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung der in die Ablaufleitung (9t) geschalteten Förderpumpe (24) auf die Förderleistung der Materialzufuhrpumpe (14) zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Druckes oder Unterdruckes oder Füllungsgrades abstimmbar ist,
5. Rührwerksmühle nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialzufuhrpumpe (14) und die Abaaugpumpe (24) gekoppelt und durch einen Motor (23) gemeinsam angetrieben sind.
6. Rührwerksmühle nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Koppelung (3o) der Pumpen (14, 24) ein stufenloses Regelgetriebe (31) eingeschaltet sowie ein Zwischengetriebe (33) vorgesehen ist.
7. Rührwerksmühle nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenantrieb automatisch in Abhängigkeit von der sich einstellenden Trombengröße, beispielsweise mittels Mitnehmerfühler, Tastspitzen (34, 35) oder dergleichen, steuerbar ist. B.
Rührwerksmühle nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet,daß als Regelungseinrichtung am Materialzuflußende (13) eine Förderpumpe (14) und in der Auslaufleitung (9) als Druckerzeugungseinrichtung ein Ventil (15) vorgesehen ist.
9. Rührwerksmühle nach Anspruch 8j dadurch gekennzeichnet, daß die ein Gefälle aufweisende gasdichte Auslaufsaugleitung im Bodenbereich des Siebraumes (8) angeordnet ist und mittels ihrer Materialfüllung einen Unterdruck auf den Siebraum erzeugt. 1o.
Rührwerksmühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufsaugleitung (8) in einen Vorratsbehälter (21) für das fertige Mahlgut mit Luftsperrgefäß (18) eintaucht.
11. Rührwerksmühle nach Anspruch 8 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufeaugleitung (9) zusammen mit dem Luftsperrgefäß (18) gegenüber dem Siebraumansehluß und dem ortsfesten Vorratsbehälter (21) höhenverstellbar ausgebildet ist.
12. Rührwerksmühle nach Anspruch 3 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet"daß die Luft- bzw. Gaazutritts-bzw. Absaugeinrichtung im oberen__Mahlbehälterdeckel (4) nahe der Stopfbuchse (5) der Rührwerkswelle angeordnet und als verschließbare Anschiußleitung (11, 12) zum Absaugen oder Zudrücken eines Mediums ausgebildet ist.