DE1632424B2 - Mit stirnseitenprofilen versehene ruehrscheibe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit Stirnseitenprofilen versehene Rührscheibe für eine aus einem zylindrischen Gefäß mit einer im wesentlichen waagerechten Achse und Rührscheiben bestehende schnellaufende Vorrichtung zur Dispergierung von Suspensionen fester Teilchen auf kolloidale Feinheit.

Die Dispergierung von Suspensionen fester Teilchen bis auf kolloidale Feinheit wird in einem zylindrischen Gefäß durch intensives Rühren der Mischung von Suspension und Mahlkörpern mittels eines Rührers durchgeführt. Es gibt Vorrichtungen, welche mit einem liegenden Gefäß arbeiten und Vorrichtungen, welche ein stehendes Gefäß mit vertikaler Achse aufweisen.

Bei den Vorrichtungen mit liegendem zylindrischem Gefäß und horizontaler Achse werden dann besonders gute Dispergierungsergebnisse erzielt, wenn die Mahlkörper das zylindrische Gefäß gleichzeitig erfüllen, wenn also die Dichte der Mahlkörper überall gleich ist. Dieses läßt sich nur dann erreichen, wenn die Schwerkräfte, die auf die Mahlkörper wirken, überwunden werden. Der Rührer ist auf der Welle befestigt und besteht aus einem oder aus mehreren scheibenförmigen Rührelementen, deren Durchmesser 50 bis 95 % des inneren Durchmessers des Gefäßes beträgt. Die Rührscheiben bewegen sich mit einer minimalen Umfangsgeschwindigkeit von 8 m/sec. Die Dimension der Mahlkörper ist kleiner als 3 mm, vorzugsweise 0,25 bis 1 mm. Die Mahlkörper füllen 40 bis 60% des Inhaltes des Gefäßes aus und bewegen sich unter der Wirkung des Rührens mit der Suspension in Richtung der Stromlinien.

Die Achse in dem zylindrischen Gefäß ist hier waagerecht gelagert oder unter einem Winkel bis zu 45° geneigt. Die Gesamtumwälzung der gemahlenen Suspension und der Mahlhilfskörper kann bei der Anwendung von glatten Scheiben nur geringfügig beeinflußt werden, und zwar durch Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit. Die maximal verwendbare Umfangsgeschwindigkeit ist aber von der Viskosität der Suspension abhängig und bei ihrer Übertretung

ίο kommt es zu einem Gleiten der Scheiben und dadurch auch zu einer Dispergiergeschwindigkeitsverminderung. Das bedeutet, daß bei der Anwendung von glatten scheibenförmigen Rührelementen die Dispergiergeschwindigkeit und damit auch der Dispergierwirkungsgrad der Vorrichtung begrenzt ist.

Bei Maschinen mit vertikaler Achse sind Rührscheiben bekanntgeworden, welche Stirnseitenprofile in Form von Erhebungen oder in Form von Schlitzen aufweisen. Hierdurch läßt sich die Dispergiergeschwindigkeit und der Dispergierwirkungsgrad günstig beeinflussen, bei höheren Geschwindigkeiten tritt aber der Nachteil auf, daß die Mahlkörper teilweise zerstört werden und daß die Mahlkörper auch die Rührscheiben stärker zerstören. Bekanntgeworden sind Schlitze mit geraden Wänden. Diese Schlitze erstrecken sich vom Rand der Scheibe in Richtung auf die Scheibenmitte. Bekanntgeworden sind auch Erhebungen an den Stirnseiten in Bogenform, welche sich — in der Mitte beginnend — in Richtung auf den Rand zu erstrecken, aber ein wesentliches Stück vor dem Rande aufhören. Derartige Rührscheiben eignen sich jedoch nicht für schnellaufende Maschinen mit horizontaler Achse, da bei diesen Maschinen die Scheiben und die Mahlkörper zu schnell zerstört werden.

Gegenstand eines älteren Rechtes (deutsches Patent 1 248 442) ist eine Rührwerksmühle für die Herstellung von Feststoffdispersionen in Flüssigkeiten, welche aus einem mit Mahlhilfskörpern beschickten Mahlbehälter besteht, in dem mit Durchbrüchen versehene Rührscheiben hochtourig umlaufen, bei denen die Durchbrüche als von der Scheibennabe zum Scheibenrand verlaufende Schlitze ausgebildet sind und zusätzlich die nachlaufenden Seitenflächen der Schlitze strömungstechnisch profiliert sind. Hierbei verlaufen die vorlaufenden Seitenflächen der Schlitzkante etwa senkrecht zur Scheibenoberfläche. Diese Rührscheibenausbildung eignet sich für Rührwerksmühlen, bei denen die Achse vertikal angeordnet ist. Würde man derartige Rührscheiben bei hochtourig laufenden Rührwerksmühlen mit liegender Achse verwenden, so würde das zu einer Zerstörung der Mahlkörper nach kurzer Zeit führen. Denn beim Auftreffen der Mahlkörper auf die Schlitzkanten würden diese mit einem sehr hohen Stoß belastet, ohne ausweichen zu können. Daran würde auch die strömungstechnische Profilierung der Schlitze nichts ändern. Diese könnte die Stöße nur unerheblich mindern.

Die vorliegende Erfindung schafft nun eine Rührscheibe, welche für Maschinen mit waagerechter Achse und hoher Drahzahl geeignet ist, den Dispergierwirkungsgrad ohne Zerstörung von Mahlkörpern erheblich zu steigern.

Die Erfindung besteht darin, daß die Profile kreisförmig sind, einen Bogenhalbmesser von 50 bis 100% des Scheibenhalbmessers aufweisen und vom Scheibenrand beginnend der Profilanströmwinkel um

30 bis 5O°/o in Richtung zur Scheibenmitte größer wird als der Ausströmwinkel bei einer glatten Rührscheibe.

Hierdurch wird die Dispergiergeschwindigkeit und der Dispergierwirkungsgrad ohne Zerstörung von Mahlkörpern erheblich gesteigert. Auch die Rührscheibe weist eine hohe Lebensdauer auf.

Es können zwei bis zehn Profile zweckmäßigerweise auf einer Stirnseite vorgesehen sein. Die Profile können in Form von flachen, schmalen Schlitzen, Nuten, Durchbrüchen oder Vorsprüngen gestaltet sein. Die Profilbreite beträgt 5 bis 15 % des Scheibendurchmessers.

Das Wesen der Erfindung ist an Hand einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Gesamtanordnung der Vorrichtung,

F i g. 2 eine Scheibe mit Durchbrüchen (Schlitzen), die mittels Durchfräsen einer glatten Scheibe hergestellt sind,

F i g. 3 eine mit flachen Nuten versehene Scheibe, F i g. 4 eine Scheibe mit Vorsprüngen.

In F i g. 1 ist schematisch eine Grundanordnung der bekannten Vorrichtung zur Dispergierung von Suspensionen fester Teilchen dargestellt. Diese Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen Gefäß 1, dessen Achse waagerecht oder unter einem Winkel bis zu 45° geneigt ist. Die Suspension wird durch einen Stutzen 4 am einen Ende des Gefäßes zugeführt, fließt durch das Gefäß und wird am anderen Ende über ein Sieb oder gegebenenfalls über einen anderen Typ eines Filtereinsatzes in eine Rohrleitung abgeführt. Die Mahlkörper werden durch das Sieb

ίο bzw. durch den anderen Filtereinsatz abgefangen und mittels intensivem Rühren von dem Sieb bzw. dem anderen Filtereinsatz entfernt und in den Inhalt des Gefäßes zurückgemischt. Die Mischung der Mahlkörper und des gemahlenen Gutes wird im Gefäß 1 mittels intensivem Rühren von dem Sieb bzw. dem stigt sind, durchgeführt.

In den F i g. 2 bis 4 sind nun einige Ausführungsformen der Rührscheiben dargestellt.

Bezugszeichen 2 in den F i g. 2 bis 4 bezeichnet

zo den glatten Scheibenteil.

Die Scheiben können aus verschiedenem Material, aus Stahl, verschleißfestem Gummi, Keramik und aus anderem entsprechendem Material hergestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Mit Stirnseitenprofilen versehene Rührscheibe für eine aus einem zylindrischen Gefäß mit einer im wesentlichen waagerechten Achse und Rührscheiben bestehende schnellaufende Vorrichtung zur Dispergierung von Suspensionen fester Teilchen auf kolloidale Feinheit dadurch gekennzeichnet, daß die Profile kreisförmig sind, einen Bogenhalbmesser von 50 bis 100 °/o des Scheibenhalbmessers aufweisen und vom Scheibenrand beginnend der Profilanströmwinkel um 30 bis 50% in Richtung zur Scheibenmitte größer wird als der Anströmwinkel bei einer glatten Rührscheibe.

2. Rührscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei bis zehn Profile an einer Stirnseite der Scheibe vorgesehen sind.

3. Rührscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilbreite 5 bis 15 % des Scheibendurchmessers beträgt.

4. Rührscheibe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile durch Durchbrüche (6) oder Schlitze gebildet sind.

5. Rührscheibe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile durch flache Nuten (7) gebildet sind.

6. Rührscheibe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile durch Vorsprünge (8) gebildet sind.