DE1607493B - Feinstmuhle fur fließfähige Produkte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feinstmühle zum Zerkleinem, Homogenisieren und Dispergieren fließfähiger Produkte mit einem topfförmigen Gehäuse, mit einer aus diesem herausnehmbaren Stator- und Rotormahlscheibe und einem Gehäusedeckel, der eine Vorrichtung zum Abstützen und axialen Einstellen der ringförmigen Statormahlscheibe trägt.

Bei einer bekannten Feinstmühle dieser Art ist die Statorscheibe fest an einem Tubus angebracht, der einen Nachfülltrichter trägt und mittels eines Schnekkengetriebes in Axialrichtung verstellbar ist. Das Mahlgut gelangt dabei durch den Tubus direkt zwischen die beiden Mahlscheiben, so daß der Zuführdruck lediglich im Mahlspalt eine axiale Kraftkomponente auf die Statorscheibe ausüben kann. Die Verstellagerung muß daher die Summe der Reaktionskräfte aus Mahldruck und Zuführdruck aufnehmen. Dies erfordert einmal eine außerordentlich kräftige Gestaltung der Abstützung und der Verstellvorrichtung, was an sich schon eine Feinregelung erschwert. Zum andern läßt sich eine elastische Verformung des Deckels bzw. der Statorabstützung nicht ganz vermeiden. Steigt der Zuführdruck, so werden die Mahlscheiben durch die größeren Reaktionskräfte weiter auseinandergedrückt, die Durchsatzgeschwindigkeit steigt überproportional, und der auf das Korn wirkende Mahldruck sinkt — damit auch der Zerkleinerungseffekt. Änderungen des Mahldrukkes, die sich nie ganz vermeiden lassen, haben somit Schwankungen des erzielten Feinheitsgrades zur Folge, so daß sich ein Mahlgut mit gleichmäßiger Beschaffenheit nicht herstellen läßt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorerwähnte Mühlenbauart so weiterzubilden, daß Abstützung und Einstellung vereinfacht und entlastet werden und dadurch bei veränderlichem Zuführdruck gleichmäßige Korngüte erzielbar ist.

Dies wird erfindungsgemäß vor allem dadurch erreicht, daß die Statormahlscheibe mit axialem Abstand gegenüber dem Gehäusedeckel angeordnet und an der Innenwand des Gehäusetopfes axial gleitend und dicht abschließend gelagert ist und daß der Einlaufstutzen in den dadurch gebildeten Zwischenraum einmündet.

Hier wirkt der Zuführdruck voll auf die Rückseite der Statorscheibe bzw. deren Träger entgegen den vom Mahlspalt her auf die Statorscheibe ausgeübten Reaktionskräften. Die dem Mahldruck und dem Zuführdruck ausgesetzten Flächen können dabei so aufeinander abgestimmt werden, daß nahezu vollständiger Druckausgleich erreicht oder aber eine bestimmte und weitgehend gleichbleibende Vorbelastung erzielt wird. Die Abstützkräfte und damit auch die Einstellkräfte bleiben dabei in sehr engen Grenzen, und der Mahlspalt kann auch während des Betriebes recht exakt eingestellt werden, zumal keine Verformungen des Deckels und Auslenkungen des Statorelementes bei schwankendem Zuführdruck zu befürchten sind. Wenn hier nämlich der Zuführdruck steigt, so werden auch die Mahlscheiben stärker gegeneinandergepreßt. Dieser »Selbstreguliereffekt« des Mahlspaltes verhindert daher, daß das Mahlgut mit schwankendem Zuführdruck schneller als sonst durch die Mahlzone hindurchgedrückt wird. Bei steigendem Druck wird durch Verengung des Mahlspaltes die Durchlaufgeschwindigkeit praktisch konstant gehalten.

Die erfindungsgemäße Mühlenkonstruktion ermöglicht zudem eine freizügige Gestaltung der Abstützung und Einstellung der Statorscheibe und der Zu- und Abführung des Gutes. So können Ein- und Auslaufrohrstutzen zum Einflanschen in eine Förderleitung seitlich am Gehäusetopf angeordnet sein, wo-

bei deren Achsen in einer zur Gehäuseachse um 60 bis 90° geneigten Ebene liegen, vorzugsweise identisch sind. Man kann also die Mühle in eine durchlaufende Rohrleitung einflanschen bzw. als Eckenoder Umlenkarmatur praktisch in der gleichen Weise wie ein Ventil verwenden.

Ein solcher Einbau ist zwar grundsätzlich auch bei einer bekannten Konstruktion möglich. Dabei ist das Statorelement jedoch lediglich als einstückiger hohler Gehäuseteil ausgeführt, der wiederum mit Abstand zwischen einem Flansch und einem Deckel des Lagergehäuses angebracht ist und mit zwei dazwischen angeordneten Rotorscheiben zusammenwirkt, die fest auf einer gemeinsamen Welle angebracht sind. Da keinerlei Nachstellmöglichkeit besteht, läßt sich dort auch keine bestimmte Korngröße erzielen, und ein Auswechseln von Mahlscheiben erfordert praktisch eine vollständige Demontage.

Bei einer anderen bekannten Mühlenkonstruktion sind die beiden Rohrstutzen senkrecht zur Rotorachse mit axialem Abstand in einer gemeinsamen Ebene vorgesehen. Ein Einbau in eine vorgegebene Leitungsführung ist bei dieser sperrigen Ausführung nicht möglich. Zudem ist dort der kegelförmige Rotor verstellbar und dem vollen Zuführdruck ausgesetzt. Die Einstellvorrichtung muß dabei die aus der Beaufschlagung und aus dem Mahldruck herrührenden Reaktionskräfte überwinden, was ein zuverlässiges Nachstellen während des Betriebes praktisch ausschließt.

Gegenüber den bekannten Konstruktionen ermöglicht die Erfindung bei äußerst freizügiger Rohrleitungsinstallation ein bequemes Einschalten und Herausnehmen, einen Betrieb unter Luftabschluß und unter Druck, wie dies sowohl für Rohstoffe, Halbiertigfabrikate und Fertigerzeugnisse in der chemischen, Farben-, Textil-, pharmazeutischen, kosmetischen, Genußmittel- und Nahrungsmittelindustrie erforderlich ist. Wartung und Reparatur sind außerordentlich vereinfacht, da die Mahlaggregate lediglieh durch Lösen des Deckels und ohne Demontieren der Rohranschluß-Stutzen zugängig gemacht und ausgetauscht werden können. Dies ist besonders wichtig, wenn auf der Mühle stark ätzende Produkte verarbeitet werden sollen. Die gleichen Mahlaggregate können auch in Gehäusetypen mit verschiedenartig angeordneten Rohrstutzen angebracht werden. Wegen der Entlastung der Verstellvorrichtung kann diese verhältnismäßig einfach gestaltet werden und ermöglicht trotzdem auch bei großen Zufuhrdrücken exakte Verstellungen während des Betriebes.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist die Statormahlscheibe in einer Ringfassung befestigt, die an der Innenwand des Gehäusetopfes axial gleitend und dicht abschließend gelagert ist, durch Bolzen in axialer Richtung am Gehäusedeckel geführt wird und durch einen Rippenstern mit der Abstütz- und Einstellvorrichtung im Deckel verbunden ist. Da die Ringfassung die Statormahlscheibe radial überragt und in diesem Bereich auf der einen Seite durch den Zuführdruck und auf der anderen Seite durch den Auslaßdruck belastet ist, lassen sich bei gegebenem Mahlaggregat durch den Außendurchmesser der Ringfassung die im Normalbetrieb erwünschten Kräfteverhältnisse bzw. der angestrebte Entlastungsgrad festlegen.

Wenn ferner der Rippenstern über ein in begrenztem Maße flexibles Lagerelement mit einer im Dekkel geführten Gewindespindel verbunden ist, so kann zudem das Statormahlelement in engen Grenzen den geringfügigen Relativbewegungen des Rotormahlelementes folgen und dadurch sich der Mahlfläche anpassen. Bevorzugt wird hierzu ein scheibenförmiges Lagerelement aus gleitfähigem und verschleißfestem elastischem Kunststoff, z. B. Teflon, verwendet, das innen und außen zwischen Ringflächen der Spindel und des Rippensternes gehalten ist.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sitzt der das Rotormahlelement tragende Steinteller mit seiner Nabe von der Deckelseite her lösbar und herausnehmbar auf einer Antriebswelle und wird durch eine Gleitringdichtung gegenüber einer Gehäusenabe abgedichtet, wobei die Gleitringdichtung leicht mit dem Steinteller montierbar ist. Die Feinstmühle wird zweckmäßig als geschlossenes Bauaggregat mit angeflanschtem Antriebsmotor ausgeführt

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgeführte Feinmühle,

F i g. 2 eine Ansicht dieser Mühle von rechts in

Fig. 3 eine Ansicht dieser Mühle von vorn bzw. oben in F ig. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 allgemein das Gehäuse einer Feinstmühle bezeichnet, das einen topfartigen Mittelteil 2 besitzt, von welchem zur Seite hin ein Zuführflanschstutzen 3 und ein Auslaßflanschstutzen 4 wegragen und an dessen unterem Fußflansch 5 mittels Schrauben 4 ein Flanschmotor 6 befestigt ist, dessen Motorwellenstumpf 7 in eine Gehäusenabe 8 hineinragt Auf der Motorwelle 7 sitzt mittels Feder 9 die Nabe 16 des Steintellers 39, auf dem das Rotormahlelement 35 befestigt ist. Dieses und ein darüber angebrachtes Zuführelement 33 sind mittels einer Schraube 34 auf der Motorwelle befestigt. In einer Ausdrehung des Steintellers sitzt eine Dichtscheibe 37, die gegenüber diesem Teller und der Schraube durch O-Ring-Dichtungen 35, 36 abgedichtet ist. Im Ringraum zwischen den Teilen 16 und 8 ist ferner eine allgemein mit 19 bezeichnete Gleitringdichtung angebracht, der Sperr- und Kühlflüssigkeit durch eine Druckleitung 40 zugeführt wird.

Das Statorelement 13 ist mittels eines Halteringes 10 und Innensechskantschrauben 11 an einem Ringflansch 14 befestigt, der gegenüber der inneren Zylinderfläche des Gehäuses 2 durch eine O-Ringdichtung 12 abgedichtet ist und durch Zylinderstifte 15 parallel zur Rotorachse verschiebbar am Deckel 21 geführt ist, der durch Schrauben 17 am Gehäuse befestigt und diesem gegenüber durch einen O-Ring 12 abgedichtet ist Mit 28 a und 286 sind wahlweise vorzusehende Doppelmäntel für Deckel und Gehäuse bezeichnet, die nach Bedarf ein Heizen oder Kühlen des Gehäuses ermöglichen. Der Flanschring 14 ist einstückig mit sternförmig angeordneten Rippen 25 und einem Kopfstück 31 ausgeführt In diesem Kopfstück ist durch einen Haltering 29 und Schrauben 30 der Außenrand einer Lagerscheibe 32 aus Teflon fest eingespannt Innen wird diese Lagerscheibe durch eine Flanschschraube 42 unter geeigneter Sicherung so am unteren Ende einer Verstellspindel 20 gehalten, daß diese gegen leichten Drehwiderstand relativ zur Scheibe 32 gedreht werden kann.

Die Spindel 20 sitzt in einer Gewindebüchse 24, die fest in einer zentrischen Nabe 26 des Deckels angebracht ist Mit 27 und 23 sind O-Ringe bezeichnet. Die Spindel 20 kann durch ein Mikrohandrad 22 gedreht und durch einen Hebel 18, dessen Nabenteil als Kontermutter wirkt, festgestellt werden.

Bei der Darstellung nach Fig. 1 liegen die Rohrstutzen 3 und 4 in der gleichen Achse, welche z.B. die Rotorachse in einem rechten Winkel schneidet. Diese Achse kann auch gegenüber der Rotorachse geneigt sein. Das Gehäuse ist in nicht näher gezeigter Weise in eine Rohrleitung eingeflanscht, wobei das zu verarbeitende Gut gemäß Pfeil 45 eintritt und nach Pfeil 46 zwischen den Rippen 25 hindurch auf die ganze Oberfläche des Flanschringes 14 gelangt und mittels des Zuführaggregates 33 und mittels des Zuführdrucks in die Mahlzone gelangt, von wo es über einen Ringraum 49 und den Stutzen 4 in Richtung des Pfeiles 50 austritt Das Gut wird daher stets nur geringförmig umgelenkt

Der im Mahlspalt wirkenden Druckkraft zwischen den beiden Mahlelementen wirkt hier von der Rückseite bzw. Oberseite des Statorelementes und dessen Ringflansch in Fig. 1 eine Entlastungskraft entgegen. Da der Ringflansch radial über den Mahlspalt nach außen ragt, ist die oben verfügbare Angriffsfläche größer als die Ringfläche des Mahlspaltes. Durch Abstimmen dieser Flächengrößen auf die mittleren Zuführdrücke kann daher ein völliger Ausgleich der Druckkräfte im Bereich des Statormahlelementes erreicht werden oder sogar eine positive Vorspannung. Die Spindel 20. braucht daher nur noch geringe Differenzkräfte aufzubringen und ermöglicht eine sehr feine Regulierung auch unter hohen Drücken.

Da die Scheibe 32 aus einem hochfesten und steifelastischen Kunststoff wie Teflon besteht und die einzige Kupplung zwischen der Spindel 20 und dem gesamten Statorteil bildet und da zudem die Führung

ίο durch die Stifte 15 ein geringes Spiel hat, kann sich das Statorelement in begrenztem Umfang den Bewegungen des Rotorelementes anpassen. Leichte Schrägstellungen des Rotorelementes können sich daher nicht nachteilig auf das Mahlergebnis auswirken.

Wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, können der Motor und das Gehäuse wahlweise mit Füßen 51, 52 versehen werden^ die eine Befestigung an einer geeigneten ebenen Anschlußfläche zulassen. Es ist selbstverständlich auch möglich, das Mühlenaggregat zwisehen seitlichen Lagern in die Rohrleitung einzuhängen und dann an einem dritten Punkt abzustützen. Die Rohrstutzen 3,4 müssen nicht die gleiche Achse haben. So kann beispielsweise, wie dies mit Strichpunktlinien in Fig. 3 angedeutet ist, der Rohrstutzen4 bei 4' oder 4" angebracht werden. Anstatt einen Flanschmotor zum Antrieb der Mühle zu verwenden, kann auch eine gesonderte Antriebswelle vorgesehen werden,, die beispielsweise mittels Kupplungsriemen angetrieben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Feinstmühle zum Zerkleinern, Homogenisieren und Dispergieren fließfähiger Produkte mit einem topfförmigen Gehäuse, mit einer aus diesem herausnehmbaren Stator- und Rotormahlscheibe und einem Gehäusedeckel, der eine Vorrichtung zum Abstützen und axialen Einstellen der ringförmigen Statormahlscheibe trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stator-· mahlscheibe (13) mit axialem Abstand gegenüber dem Gehäusedeckel (21) angeordnet und an der Innenwand des Gehäusetopfes (2) axial gleitend und dicht abschließend gelagert ist und daß der Einlaufstutzen (3) in den dadurch gebildeten Zwischenraum einmündet.

2. Feinstmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaufstutzen (3,4) zum Einflanschen in eine Förderleitung seitlich am Gehäusetopf (2) angeordnet sind, wobei deren Achsen auf einer zur Gehäuseachse um 60 bis 90° geneigten Ebene liegen.

3. Feinstmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Ein- und Auslaufrohrstutzen (3, 4) identisch sind.

4. Feinstmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Statormahlscheibe (13) in einer Ringfassung (14) befestigt ist, die an der Innenwand des Gehäusetopfes (2) axial gleitend und dicht abschließend gelagert ist, durch Bolzen (15) in axialer Richtung am Gehäusedeckel· (21) geführt wird und durch einen Rippenstern (25) mit der Abstütz- und Einstellvorrichtung (20,22) im Deckel verbunden ist.

5. Feinstmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rippenstern (25, 31) über ein in begrenztem Maße flexibles Lagerelement (32) mit einer im Deckel geführten Gewindespindel (20) verbunden ist.

6. Feinstmühle nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein scheibenförmiges Lagerelement (32) aus gleitfähigem und verschleißfestem elastischen Kunststoff, insbesondere Teflon, das innen und außen zwischen Ringflächen der Spindel (20) und des Rippensternes (31) gehalten ist.

7. Feinstmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Rotorelement (35) tragende Steinteller (39) mit seiner Nabe von oben lösbar und herausnehmbar auf einer Antriebswelle (7) sitzt und durch eine Gleitringdichtung (19) gegenüber einem Gehäusestutzen (8) abgedichtet ist.

8. Feinstmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als geschlossenes Bauaggregat mit angeflanschtem Antriebsmotor (6) ausgeführt ist