DE1607615A1 - Device for dispersing suspensions of solid particles to colloidal fineness - Google Patents

Device for dispersing suspensions of solid particles to colloidal fineness

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DE1607615A1 DE19671607615 DE1607615A DE1607615A1 DE 1607615 A1 DE1607615 A1 DE 1607615A1 DE 19671607615 DE19671607615 DE 19671607615 DE 1607615 A DE1607615 A DE 1607615A DE 1607615 A1 DE1607615 A1 DE 1607615A1
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Description

Dipl. Phys. Dr. Waither 3uniusDipl. Phys. Dr. Waither 3unius Hannover, Abbear. 20 5 vtzemhev Λ g67 Hanover, Abbear. 20 5 v tzemhev Λ g67

Dr.J/Ha.Dr.J / Ha.

Meine Akte: 1381My file: 1381

Vyzkumny ustav organickych syntlz, Pardubice-RybitviVyzkumny ustav organickych syntlz, Pardubice-Rybitvi

Vorrichtung zur Dispergierung von Suspensionen fester Teilchen auf kolloidale Feinheit.Device for dispersing suspensions of solid particles to colloidal fineness.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dispergierung von Suspensionen fester Teilchen bis auf kolloidale Feinheit durch intensives Rühren einer Mischung von einer Suspension mit Mahlkörpern, die kleiner als 3 mm sind, bestehend aus einem zylindrischem Gefäß mit Deckeln und einem schnellaufenden Rührer mit einer durch eine Stopfbüchse abgedichteten Welle und Rührscheiben, deren Durchmesser 50 - 95$ des inneren Durchmessers des Gefäßes beträgt und die sich mit einer minimalen Umfangsgeschwindigkeit von 8 m/sec. bewegen, wobei die Achse de· Gefäßes waagerecht oder unter einem Winkel bis sii 45° geneigt ist und das Gefäß mit einem Stützen für eine kontinuierlich® Zufuhr der Suspension und einer Einrichtung für die Separation der Mahlkörper versehen ißt«The present invention relates to an apparatus for dispersing suspensions of solid particles up to colloidal fineness by vigorously stirring a mixture of a suspension with grinding media smaller than 3 mm, consisting of a cylindrical vessel with lids and a high-speed stirrer with a shaft sealed by a stuffing box and stirrer disks, the diameter of which 50-95 $ of the inner diameter of the vessel and which move at a minimum peripheral speed of 8 m / sec. move, with the axis of the vessel horizontal or is inclined at an angle of up to 45 ° and the vessel with a support for a continuous supply of the suspension and a device for separating the grinding media "

Die Siepergierung. -won Suspensionen fester Teilchen bis aufThe sieve dispersion. -won suspensions of solid particles up to

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kolloidale Feinheit wird in einem zylindrischen Gefäß durch intensives Eühren der Mischung von Suspension und Mahlkörpern mittels eines schneilaufenden Rührer» durchgeführt. Der Rührer ist auf einer Welle Defestigt und besteht aus einem oder aus mehreren scheibenförmigen Rührelementen, wobei deren Durchmesser 50 - 959» des inneren Durchmessers dee Gefäßes beträgt. Die Rührscheiben bewegen sich mit einer minimalen Umfangsgeschwindigkeit von 8 m/seco Die Dimensionen der Mahlkörper sind kleiner als 3 mm, vorzugsweise 0,25 - 1 mm. Die Mahlkörper umfassen 40-60jt des Inhaltes des Gefäßes und bewegen sich unter der Wirkung des Rührens, mit der Suspension in Richtung der Stromlinien.colloidal fineness is obtained in a cylindrical vessel by vigorously stirring the mixture of suspension and Grinding media by means of a high-speed stirrer »carried out. The stirrer is fixed on a shaft and consists of one or more disc-shaped ones Stirring elements, the diameter of which is 50-959 »the inner diameter of the vessel. The stirring discs move with a minimum peripheral speed of 8 m / seco. The dimensions of the grinding media are smaller than 3 mm, preferably 0.25-1 mm. The grinding media include 40-60jt of the contents of the jar and move under the Effect of stirring, with the suspension in the direction of the streamlines.

Benutzt wird für diesen Anwendungezweck zum Beispiel die Einrichtung nach der deutschen Patentanmeldung Nr. K 54-286, (= österreichisches Patent Nr. 256 052, schweizerisches Patent Nr. 413 795, französisches Patent Nr. 1 412 119, italienisches Patent Nr. 737 855) die aus einem zylindrischen Gefäß besteht, dessen Achse waagerecht oder unter einem Winkel bis zu 45° geneigt ist. Die Suspension wird durch einen Stutzen 1 am einen Ende des Gefäßes zugeführt, fließt durch das Gefäß und wird am anderen Ende über ein Sie-b 2 oder gegebenenfallt über einen anderen Typ eine« Filtereinsatzes in eine Rohrleitung 3 abgeführt« Die .Mahl· körper werden durch das Sieb, beziehungsweise durch ä*n anderen Filtereinsatz, abgefangen und mittel· intensivemFor example, the device according to German patent application No. K 54-286, (= Austrian patent No. 256 052, Swiss patent No. 413 795, French patent No. 1 412 119, Italian patent No. 737 855) is used for this purpose ) which consists of a cylindrical vessel whose axis is horizontal or inclined at an angle of up to 45 °. The suspension is fed through a nozzle 1 at one end of the vessel, flows through the vessel and is discharged at the other end via a sieve 2 or, if necessary, via another type of filter insert into a pipe 3 through the screen, or by ä * n other filter element, intercepted and medium · intensive

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Rühren von dem Sieb "bzw. dem anderen Filtereinsatz entfernt und in den Inhalt des Gefäßes zurückgemischt. Diese Vorrichtung hat beeonders bei höherer Suspensionsdurehflußmenge oder bei höherer Viskosität der Suspension Betriebenachteile, da Verstopfungen des Siebes vorkommen.Stir away from the sieve "or the other filter element and mixed back into the contents of the jar. This device works particularly well with a higher suspension flow rate or, if the suspension has a higher viscosity, operational disadvantages, since the sieve can become blocked.

In einigen bekannten Kugelmühlen, in denen Mahlkugeln von einem Durchmesser in der Größenordnung von Zentimetern mittels scheibenförmiger Rührer in Bewegung gesetzt werden, wird das Gut in einzelnen verschiedenen Zonen gemahlen, die mit Kugeln verschiedener Größe gefüllt sind. Die einzelnen Zonen sind durch die Rührscheiben voneinander getrennt, die einen solchen Durchmesser haben, daß der Raum zwischen den Scheiben und dem Gefäß kleiner ist als die kleinste Dimension der Kugeln. Hier sammeln sich aber die Kugeln erheblich vor dem spaltförmigen Durchgang für die Suspension an und behindern einerseits den Durchgang, fallen aber andererseits durch ihre ungleichmäßige Verteilung für den Mahlvorgang aus. (deutsches Patent ffr. 592 105).In some known ball mills, in which grinding balls of a diameter on the order of centimeters are set in motion by means of a disc-shaped stirrer, the material is ground in individual different zones, the are filled with balls of various sizes. The individual zones are separated from each other by the agitator disks have such a diameter that the space between the discs and the vessel is smaller than the smallest dimension of the balls. Here, however, the balls collect considerably in front of the slit-shaped passage for the suspension and on the one hand obstruct the passage, but on the other hand fail due to their uneven distribution for the grinding process. (German patent ffr. 592 105).

Die vorliegende Erfindung vermeidet die genannten Nachteile und schafft eine höchst wirksame dynamische Separationsvorrichtung, welche nicht nur eine besonders wirksame Abtrennung der Mahlkörper ohne eine Verstopfung des Auslaufes und ohne Beschädigung der Mahlkörper erreicht, sondern die auch gleichzeitig Mahlkörperansammlungen wirksam verhindert und eine gleichmäßige Mahlkörperverteilung erreicht»The present invention avoids the disadvantages mentioned and creates a highly effective dynamic separation device which is not only a particularly effective separation the grinding media without clogging the outlet and without Damage to the grinding media is achieved, but also at the same time effectively preventing grinding media accumulation and a even grinding media distribution achieved »

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Die Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung für die Separation aus einer rotierenden kreisförmigen und einer festen ringförmigen Platte besteht, wobei die feste ringförmige Platte an der Wand d«s Gefäßes und die rotierende kreisförmige Platte an einer Welle befestigt ist, daß der Durchmesser der rotierenden Platte größer als der innere Durchmesser der festen ringförmigen Platte ist und daß die rotierende kreisförmige Platte gegenüber der festen ringförmigen Platte auf derselben Seite wie die Mischung fön Mahlkörper und Suspension des gemahlenen Guteβ angeordnet ist und die äussere Umfangefläche der rotierenden kreisförmigen Platte als Walzenfläche geformt ist, wobei deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Bührscheiben oder ihm gleich ist«The invention consists in that the device for the separation of a rotating circular and consists of a solid annular plate, the solid ring-shaped plate is attached to the wall of the vessel and the rotating circular plate is attached to a shaft, that the diameter of the rotating plate is larger than the inner diameter of the fixed annular plate and that the rotating circular plate is opposite to the fixed annular plate on the same side as the Mixing of grinding media and suspension of the ground Guteβ is arranged and the outer peripheral surface of the rotating circular plate is shaped as a roller surface, the diameter of which is smaller than the diameter equal to or equal to the charge disks "

Dieser dynamische Separator für die Mahlkörper wird also durch zwei Platten gebildet. Eine der Platten, die die Form eines vollen Kreises hat, ist rotierend auf einer Well· befestigt, die andere Platte, deren Fläche kreisringförmlg ist, ist unbeweglich im Gefäß angeordnet und gegen die Wand abgedichtet. Der ausβere Durchmesser der kreisförmigen rotierenden Platte ist größer als der innere Durchmesser der ringförmigen festen Platte und ebenso groß oder kleiner als der Durchmesser der Rührscheiben. Zwischen der kreisförmigen rotierenden Platte und der ringföraigen festen Platte befindet sich ein Raum, deee«a Dicke 50 - 1Oi der Dimension des kleinsten Mahlkörper« beträgt.This dynamic separator for the grinding media is thus formed by two plates. One of the plates, which is in the shape of a full circle, is rotatably mounted on a corrugation, the other plate, the surface of which is circular, is arranged immovably in the vessel and sealed against the wall. The outer diameter of the circular rotating plate is larger than the inner diameter of the annular fixed plate and the same size or smaller than the diameter of the agitator disks. Between the circular rotating plate and the ring-shaped solid plate there is a space whose thickness is 50-110 of the dimension of the smallest grinding body.

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Die kreisförmige rotierende Platte ist gegenüber i®r ringförmigen festen Platte auf &ew Seite der l&felMrper und Suepension des gemahlenen totes "befestigt· Bi@ Äfangafläehe der rotierenden kreisförmiges Platt© a,st als Walaenfläshe geformt, an der ein teilweises Abtarofinen der Mahlkörper von der Smof ens ion ^mstoaeGlsoEsat. Bis zum eigentlichen Zwischenraum swisehea des* Platten kommt so nur eine Miaehung, die von den MaTh!körpern schon weitgehend befreit wurde· So ist die Gesamtwirkungskraft diese» dynamischen Separators größer als wenn sie nur von der funktion des eigentlichen Zwischenraumes abhängen würde· Die teilweise Abtrennung der Mehlkörper im Baume der Walzenfläche der rotierenden Platte beeinflusst auch Sie Geschwindigkeit der Zurückmischung der Mahlkörper in die Suspension günstig· The circular rotating plate is opposite i®r annular fixed plate on & ew side of the l & felMrper and Suepension the ground dead "attached · Bi @ Äfangafläehe the rotating circular Platt © a st, shaped as Walaenfläshe, at a partial Abtarofinen the grinding media from the SMOF ens ion ^ mstoaeGlsoEsat. Up to the actual interspace swisehea des * plates there is only one mowing, which has already been largely freed from the MaTh! The partial separation of the endosperm in the tree of the roller surface of the rotating plate also has a favorable influence on the speed of the back-mixing of the grinding media into the suspension.

für die Anox&iiwag und den Antrieb des dynamischen Separators gibt es zwei bevorzugte Ausführungsformen* Sie eine besteht darin, daß die rotierende Platte auf einer selbständiger». Well· und die feste ringförmig® Platte in einem Aasats argeordaet ist, wobei der Angatz am @@fä£ befestigt ist? die &n&«£>® besteht darin, daS die rotierende Platte auf d@r Welle de» Hührers und die feste ringförsig« Platte am Sefäg ist.There are two preferred embodiments for the Anox & iiwag and the drive of the dynamic separator * One is that the rotating plate is on an independent ». Well · and the solid ring-shaped® plate is argeordaet in an aasats, with the approach attached to the @@ fä £? the & n &«£> ® consists in the fact that the rotating plate is on the shaft of the Hührer and the fixed ring-shaped plate is on the saw.

Die bearbeitete Suepenelon, die durch den Separator gegangen ist, wird stete durch Hührtn in Bewegung und fluesigan gustadThe worked Suepenelon, which by the Separator is gone, is steady through Hührn in motion and fluesigan gustad

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— ο —- ο -

Da· Wesen der Erfindung ist an einer Gegenüberstellung einer bekannten Vorrichtung für die Dispergierung gegenüber zwei Torrichtungen nach der Erfindung näher erläutert« Es zeigen:The essence of the invention is a comparison a known device for dispersing opposite two gate directions according to the invention explained in more detail « Show it:

Fig. 1 die bekannte Dispergiervorrichtung. Fig. 2 eine Bispergiervorrichtung mit einem gesondertFig. 1 shows the known dispersing device. 2 shows a dispersing device with a separate one angetriebenen Separator» der im Auslaestutzen angeordnet ist·driven separator »which is arranged in the discharge nozzle ·

fig· 3 eine Pispergiervorriehtung mit einem von der Rührerwelle angetrieben®», Stparator.fig · 3 a dispersing device with one driven by the stirrer shaft® », Stparator.

In Fig. 1 ist schematise!!, c4ae bekannte Anordnung der Einrichtung für den kontinuierlichen Setrieb dargestellt. Die Suspension wt^ü $i2f@h eines Stutsen 1 tue einen Sude des Gefäße» sugefüayt, flieit durch das Gefäß und wird am anderen aride über ein Sieb 2 oder gegebenenfalls über einen anderen Τξψ ei«·· filtereinsatz·· in eine Rohrleitung 3 abgeführt* Die Mahlkörper werden durch das Sieb, besiehungswelse durch den anderen Filtereinsats, abgefangen und mittels inteasiTe« fiühren voä des Si··, bsw. dem andere» Filtereineats entfernt und in den Inhalt dee Gefäße· zurückgemiicht.In Fig. 1 is shown schematically !!, c4ae known arrangement of the device for continuous operation. The suspension wt ^ ü $ i2f @ h of a Stutsen 1 makes a brew of the vessel »sugefüayt, flows through the vessel and is arid on the other through a sieve 2 or, if necessary, through another « egg «·· filter insert ·· into a pipeline 3 carried away * The grinding media are caught by the sieve and the catfish are caught by the other filter insert, and by means of inteasiTe «fiführung vä des Si ··, bsw. the other filter is removed and mixed back into the contents of the vessels.

Die Binriehtuiig aaeh d«r Brfindun« in Fig« 2 besteht au· •in·* *ylindrJL8ch®fi GefMÄ 4, in welch·» »i» Itthrer roWi,;i der au· de? Well· 6 mit Scheiben $ b^sttht, Me Welle 1·* mitt·!· eia«r Stopfbüohs® S *l«#iiie.ti*t, Di* 8usp«neioaThe binary aaeh the Brfindun "in Fig. 2 consists of · * * ylindrJL8ch®fi GefMÄ 4, in which ·» »i» Itthrer roWi,; i der au · de? Well · 6 with washers $ b ^ sttht, Me Welle 1 · * mitt ·! · Eia «r Stopfbüohs® S * l« # iiie.ti * t, Di * 8usp «neioa

009828/04S9 ßAD 009828 / 04S9 ßAD

wird durch den Stutzen 7 zugeführt, fließt fortlaufend durch da« Gefäß 4 und wird dann Ton den Mahlkörpern mittels dee dynamischen Separator», der in einen Ansatz 15 befestigt ist, abgetrennt. Der dynamische Separator besteht aus einer rotierenden kreisförmigen Platte 1O mit Walzenfläche 12 und einer festen ringförmigen Platt· 9« Die Platte 10 ist auf der Welle 13t die mit einem Eltktromotor 14 angetrieben wird, befestigt. Die Suspension wird aus dem Ansatz 15 durch den Stutzen 11 abgeleitet.is fed through the nozzle 7, flows continuously through the «vessel 4 and is then clay the grinding media by means of the dynamic separator», which in one approach 15 is attached, separated. The dynamic separator consists of a rotating circular plate 1O with Roller surface 12 and a solid annular plate 9 " The plate 10 is attached to the shaft 13t which is driven by an electric motor 14. The suspension will derived from the approach 15 through the connecting piece 11.

Die Einstellung des dynamischen Separators in einem besonderen' Ansatz 15 ist dadurch Torteilhaft, daß man bei einer niedrigeren Umfangsgeschwindigkeit arbeiten kann als es die Umfangsgeschwindigkeit der Bührelemente ist. Diese Anordnung ermöglicht weiter eine exakte Erzeugung und eine leichte Kontrolle der gegenseitigen Stellung beider Platten.The setting of the dynamic separator in a special 'approach 15 is Torteilhaft that one at can operate at a lower peripheral speed than the peripheral speed of the Bührelemente. These Arrangement further enables an exact production and easy control of the mutual position of the two plates.

In Fig. 3 ist eine AlternatiTlösung dargestellt, bei der der dynamische -Separator im Innern des Gefäßes 4 angelegt ist. Der dynamische Separator besteht aus einer rotierenden Platte 10 alt Waisenfläche 12 und aus einer festen ringförmigen Platte 9, die direkt im Gefäß 4 befestigt ist. Die rotierende Platte ist auf der Welle des Rührer* angeordnet·In Fig. 3 an alternative solution is shown in which the dynamic separator is placed inside the vessel 4 is. The dynamic separator consists of a rotating plate 10 old orphan surface 12 and a fixed one annular plate 9 which is fastened directly in the vessel 4. The rotating plate is arranged on the shaft of the stirrer *

Die Slspsrgiereinrichtung nach dieser Erfindung, die alt einem dynamischen Separator der Mahlkörper ausgerüstet ist,The locking device according to this invention, the old the grinding media is equipped with a dynamic separator,

U 0 98 2*8 /0 459 - ft - U 0 98 2 * 8/0 459 - ft -

ermöglicht es auch, hochviekoee Suspensionen verschiedener rheologischer Eigenschaften ohne Schwierigkeiten mit der Abfuhr der bearbeiteten Suspension zu dispergieren.also allows hochviekoee suspensions of different rheological properties to disperse without difficulty with the discharge of the processed suspension.

Claims (1)

PatentanspruchesClaim 1. Vorrichtung zur Dispergierung von Suspensionen fester Teilchen bis auf kolloidale Feinheit durch intensives Rühren einer Mischung von einer Suspension mit Mahlkörpern, die kleiner ale 3 mm sind, bestehend aus einem zylindrischen Gefäß mit Deckeln und einem schnelllaufenden Rührer mit einer durch eine Stopfbüchse abgedichteten Welle und Rührscheiben, deren Durchmesser 50 - 95^6 des inneren Durchmesser des Gefäßes beträgt und die sich mit einer minimalen Umfangsgeschwindigkeit von 8 m/eec. bewegen, wobei die Achse des Gefäßes waagerecht oder unter einem Winkel bis zu 45° geneigt ist und das Gefäß mit einem Stutzen für eine kontinuierliche Zufuhr der Suspension und einer Einrichtung für die Separation der Mahlkörper versehen ist, dadurch gekennzeichnet,1. Device for dispersing suspensions of solid particles down to colloidal fineness by intensive Stirring a mixture from a suspension with grinding media smaller than 3 mm, consisting of a cylindrical vessel with lids and a high-speed stirrer with a stuffing box sealed shaft and agitator disks, the diameter of which is 50-95 ^ 6 of the inner diameter of the vessel and with a minimum peripheral speed of 8 m / eec. move with the axis of the vessel horizontal or inclined at an angle of up to 45 ° and the vessel with a nozzle for continuous Supply of the suspension and a device for separating the grinding media is provided, characterized, daß die Vorrichtung für die Separation aus einer rotierenden kreisförmigen und einer festen ringförmigen Platte besteht, wobei die feste ringförmige Blatte an der Wand dee Gefäiee tand die rotierend kreisförsige Platte an einer feile befestigt Ist, daß 'der 0@r der rotiereik©äa.PX&tte größer al§ .dep innert Eeeseräer fegten ringförmigen Platte ist taad ä&B die rotierende kreisförmige Platt* gegenüber der festen ring£8r»ige& Platt* mt derselben Seite wie die Mi so hungthat the device for the separation consists of a rotating circular plate and a fixed ring-shaped plate, the fixed ring-shaped plate being attached to the wall of the vessel and the rotating plate being attached to a file greater al§ .dep within Eeeseräer swept annular plate is Taad ä & B, the rotating circular * Platt respect to the fixed ring £ 8r 'strength & Platt * mt same side as the Mi hung so 0 98 28/0459 - 10 -0 98 28/0459 - 10 - von Mahlkörpern und Suspension dee gemahlenen Gute« angeordnet ist und die ausβere Umfangefläche der rotierenden kreisförmigen Platte ala Walzenfläche geformt ist, wobei deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Rührsoheiben oder ihm gleich ist.of grinding media and suspension dee ground good " is arranged and the outer peripheral surface of the rotating circular plate ala roller surface is shaped, the diameter of which is smaller than that The diameter of the stirring discs or is the same. 2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2 device according to claim 1, characterized, daß die rotierende Platte(10) auf einer selbständigen Welle (13) und die feste ringförmige Platte (9) in einem Ansatz (15) angeordnet ist, wobei der Ansatz (15) am Gefäß (4) befestigt ist.that the rotating plate (10) on an independent Shaft (13) and the fixed annular plate (9) is arranged in an extension (15), the extension (15) on the Vessel (4) is attached. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,3 device according to claim 1, characterized, daß die rotierende Platte (10) auf der Welle des Rührer· (6) und die feste ringförmige Platte (9) am Gefäß (4-) befestigt ist.that the rotating plate (10) on the shaft of the stirrer (6) and the fixed annular plate (9) is attached to the vessel (4-). 009828/0459009828/0459 L e e r s e i t eL e r s e i t e
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Legal Events

Date Code Title Description
SH Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971