DE19538476A1 - Vorrichtung zur Erzeugung pastöser Suspensionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung pastöser Suspensionen aus pulverförmigen Feststoffen und Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Pastöse, hochviskose Suspensionen sind z. B. Druckfarben und Lackfarbenkonzentrate. Generell wird heute angestrebt, Suspen­ sionen mit möglichst hohem Feststoffanteil herzustellen bzw. zu verarbeiten, da auf diese Weise die Größe der Produktionsanla­ gen aufgrund des geringeren zu behandelnden Volumens kleiner sein kann und da das verfahrenstechnische Behandeln (Mischen, Mahlen, Walzen etc.) solcher feststoffkonzentrierter Suspensio­ nen energetisch günstiger ist. Die Herstellung solcher Suspen­ sionen läßt sich in die folgenden Hauptverfahrensschritte un­ terteilen: Vormischen eines pulverförmigen Feststoffes mit einer Flüssigkeit, die im Bereich der Farbenherstellung bei­ spielsweise ein Öl, ein Firniß oder ein organisches Lösemittel ist; Feinstvermahlung der durch das Vormischen erhaltenen Sus­ pension zur Homogenisierung und Partikelverkleinerung Entlüf­ ten der Suspension und Rollwalken der Suspension zur Verbesse­ rung ihrer rheologischen Eigenschaften. Die Entlüftung und Rollwalkung von zur Farbenherstellung verwendeten Suspensionen findet heutzutage üblicherweise auf einem sog. Dreiwalzwerk statt, auf welches die erzeugte Suspension aufgebracht wird. Nach Durchlaufen der zwei Walzenspalte des Dreiwalzwerks wird die nunmehr entlüftete und gewalkte Suspension von der Haupt­ walze abgenommen und kann abgefüllt werden.

Der Einsatz eines Dreiwalzwerks wirft jedoch mehrere Probleme auf: Zum einen geht eine erhebliche Menge des Lösemittels auf­ grund der großen Oberfläche des erzeugten dünnen Films und auf­ grund der in den Walzenspalten durch die mechanische Scherung erzeugten Temperaturerhöhung in die Abluft, so daß aufwendige und dadurch kostspielige Abluftreinigungsanlagen vorhanden sein müssen, um geltende Schadstoffgrenzwerte einzuhalten. Zum ande­ ren führt der aus der Suspension verdunstende Flüssigkeitsan­ teil zu einer Änderung des zuvor sorgfältig eingestellten Fest­ stoff-Flüssigkeitsverhältnisses. Aufgrund der nie ganz konstant zu haltenden Umgebungsbedingungen bei der Produktion läßt sich das Maß dieser Änderung auch nicht genau vorhersagen, weshalb hierdurch unkontrollierbare Qualitätsschwankungen hervorgerufen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vor­ richtung zum Erzeugen pastöser Suspensionen aus pulverförmigen Feststoffen und Flüssigkeiten bereitzustellen, die zum einen eine qualitativ gleichmäßigere Erzeugung dieser Suspensionen erlaubt und die zum anderen die bei der Suspensionsherstellung auftretende Abluftverunreinigung deutlich verringert.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Durch das in den Mischbehälter integrierte Walzwerk können erfindungsge­ mäß die Verfahrensschritte Vormischen, Entlüftung und Rollwal­ kung in dem geschlossenen Mischbehälter selbst durchgeführt werden, wodurch eine Emission von Lösemitteldämpfen und die da­ mit einhergehende Verschlechterung der Suspension vermieden ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor­ richtung rollt die zumindest eine Walze des Walzwerks auf der Innenseite eines vertikal verlaufenden Bereichs der Mischbehäl­ terwandung ab. Die Drehachse der Walze ist dabei parallel zu dem vertikal verlaufenden Bereich der Mischbehälterwandung an­ geordnet. Auf diese Weise kann die durch das Vormischen gebil­ dete Suspension dem Walzwerk von oben zugeführt werden und läuft von alleine durch das Walzwerk wieder in den unteren Teil des Mischbehälters zurück. Selbstverständlich kann das Walzwerk mehrere Walzen umfassen, die alle auf der Innenseite der Misch­ behälterwandung abrollen.

Vorteilhaft ist in dem Bereich der Mischbehälterwandung, auf dem die zumindest eine Walze abrollt, ein verschleißfester Ein­ satz vorhanden, der die Mischbehälterwandung vor zu großem Ab­ rieb schützt. Der Einsatz kann beispielsweise aus einem harten Stahl oder auch aus einem keramischen Werkstoff bestehen.

Das Mischwerk der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung pastöser Suspensionen umfaßt bevorzugt ein langsamlaufendes Mischorgan und ein schnellaufendes Mischorgan. Das langsamlau­ fende Mischorgan kann beispielsweise ein sog. Ankermischer sein, der zusätzlich mit Abstreiflippen versehen ist, die ein Festsetzen von Suspension an der Behälterinnenwandung verhin­ dern. Das schnellaufende Mischorgan kann beispielsweise eine Feinzahnscheibe sein.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jede Walze des Walzwerks zum einen über eine Kette mit einem feststehenden Zahnkranz verbunden und zum anderen mit dem lang­ samlaufenden Mischorgan gekoppelt. Auf diese Weise ist sicher­ gestellt, daß sich jede Walze dreht, wenn das langsamlaufende Mischorgan von seinem Antrieb in Drehung versetzt wird. Jede Walze des Walzwerks weist demnach bei dieser Ausführungsform einen Zwangsdrehantrieb auf, der verhindert, daß die Walze auf der Behälterinnenseite entlangrutscht, was zu erhöhtem Ver­ schleiß führen würde.

Bei einem anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor­ richtung ist jede Walze des Walzwerks mit dem langsamlaufenden Mischorgan gekoppelt und durch einen Hydromotor drehangetrie­ ben. Auf diese Weise kann ebenfalls verhindert werden, daß die Walze in verschleißträchtiger Weise auf der Behälterinnenseite entlangrutscht. Durch den direkten Antrieb jeder Walze mittels eines Hydromotors braucht das langsamlaufende Mischorgan selbst keinen Antrieb mehr aufzuweisen, da die zumindest eine drehan­ getriebene Walze aufgrund der Kopplung mit dem langsamlaufenden Mischorgan letzteres ebenfalls drehantreibt.

Jede Walze des Walzwerks ist bevorzugt mittels Federkraft und/ oder hydraulisch bzw. pneumatisch gegen die Behälterinnenseite vorgespannt, so daß sich eine definierte Andruckkraft an der Behälterinnenwand ergibt.

Gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung ist im Mischbehälter oberhalb des Flüssig­ keitsspiegels und vorzugsweise auch oberhalb des Walzwerks eine zusätzliche, separate Suspensions-Entlüftungseinrichtung ange­ ordnet. Dies ermöglicht eine noch bessere Entlüftung der herge­ stellten Suspension. Bevorzugt ist die zusätzliche Suspensions- Entlüftungseinrichtung durch einen Dünnschicht-Entlüfter gebil­ det, der eine Schleuderscheibe und eine in geringem axialem Ab­ stand zu dieser angebrachte Eintragsplatte aufweist, durch wel­ che die Suspension der Entlüftungseinrichtung zugeführt wird.

Das schnellaufende Mischorgan der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist bevorzugt vertikal heb- und senkbar ausgeführt, beispiels­ weise durch eine drehangetriebene, in Axialrichtung vorzugswei­ se hydraulisch heb- und senkbare Welle. Das schnellaufende Mischorgan kann auf diese Weise den Mischbehälterinhalt gleich­ mäßiger durchmischen.

Die Wellendurchführung der das schnellaufende Mischorgan an­ treibenden Welle in den Mischbehälter ist bevorzugt mittels einer Gleitringdichtung abgedichtet. Die Schleuderscheibe der zusätzlichen Suspensions-Entlüftungseinrichtung kann dann mit dem Innenrotor der Gleitringdichtung verbunden sein, wobei der Innenrotor separat drehangetrieben ist, um einen zu Verschleiß führenden Schlupf zwischen ihm und der Welle zu verhindern. Der Innenrotor kann mit einem Teil der Schleuderscheibe einstückig ausgebildet sein. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird also die Schleuderscheibe der zusätzlichen Entlüftungseinrich­ tung über den Innenrotor drehangetrieben.

Um einen durch unterschiedliche Antriebsdrehzahlen oder auch durch unterschiedliche Drehwiderstände hervorgerufenen Schlupf zwischen der das schnellaufende Mischorgan antreibenden Welle und dem die Schleuderscheibe antreibenden Innenrotor sicher zu verhindern, sind bei einem besonders bevorzugten Ausführungs­ beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Antriebsdrehzah­ len der Welle und des Innenrotors zwangssynchronisiert, bei­ spielsweise mittels eines elektronischen Reglers, der die An­ triebsdrehzahlen der genannten Bauteile immer auf übereinstim­ menden Werten hält.

Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die im Mischbehälter enthaltene Suspension in eine Rühr­ werksmühle eingespeist und aus dieser wieder in den Mischbehäl­ ter zurückgeführt. Bevorzugt ist die Rührwerksmühle für einen Betrieb unterhalb des Atmosphärendrucks ausgelegt und für den Kreislaufbetrieb mit Suspensionen hoher Viskosität geeignet. Gut geeignete Rührwerksmühlen dieser Art sind beispielsweise in der EP-0 376 001 A1 und in der DE 35 67 584 A1 beschrieben. Enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung pastöser Suspensionen die zusätzliche Suspensions-Entlüftungseinrich­ tung, dann erfolgt die Suspensionsrückführung aus der Rühr­ werksmühle bevorzugt in die Eintragsplatte der Entlüftungsein­ richtung. In der Rührwerksmühle findet die Feinstvermahlung der im Mischbehälter erzeugten Suspension statt.

Vorteilhaft ist der Rührwerksmühle eine Beschickungspumpe vor­ geschaltet und eine Kreislaufpumpe nachgeschaltet, wobei die Beschickungspumpe und die Kreislaufpumpe bezüglich ihres För­ derstroms miteinander synchronisiert sind, d. h. die Kreislauf­ pumpe fördert nur soviel aus der Rührwerksmühle heraus, wie die Beschickungspumpe in die Rührwerksmühle einspeist. Mittels einer solchen Anordnung wird verhindert, daß die Rührwerksmühle leer läuft oder überfüllt wird und es kann immer ein Zustand in der Rührwerksmühle aufrechterhalten werden, in dem das Mahlgut im Mahlraum der Rührwerksmühle so verdichtet wird, wie es die Art der eingesetzten, schnell drehenden Rührorgane zur Erzie­ lung eines hohen Wirkungsgrades erfordert. Die Rührwerksmühle selbst muß also keine Pumparbeit mehr leisten. Die Qualität der hergestellten Suspension wird so besser und gleichmäßiger.

Besonders bevorzugt ist der Mischbehälter der erfindungsgemäßen Vorrichtung gasdicht ausgeführt, so daß auch ein Betrieb bei Unterdruck ermöglicht ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist bevorzugt einen Prozes­ sor auf, der den Energieeintrag in die Suspension unabhängig vom gewählten Betriebsdruck konstant hält. Je nach Ausstattung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Prozessor hierzu mit dem Antrieb des schnellaufenden Mischorgans, dem Antrieb der Schleuderscheibe und dem Antrieb der Rührwerksmühle verbunden und stellt die Drehzahlen dieser Antriebe so ein, daß unabhän­ gig vom Betriebsdruck ein gleichbleibender Energieeintrag in die Suspension erreicht wird.

Die Feststoffzuführung zum Mischbehälter kann durch eine Öff­ nung in dessen Deckel erfolgen, bevorzugt erfolgt sie jedoch im Wege des sog. Unterspiegelverfahrens, d. h. der Feststoff wird unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Mischbehälter einge­ bracht.

Die Wandung des Mischbehälters der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung ist vorteilhaft so ausgestaltet, daß sie im Bereich des Walzwerks kühlbar und im Bereich des langsamlaufenden Mischor­ gans beheizbar ist. Auf diese Weise kann einerseits die durch die Scherung des Walzwerks erzeugte Wärme abgeführt werden und andererseits der Mischbehälter vor dem Anlaufen des Walzwerks beheizt werden, um einen zu hohen Drehwiderstand zu vermeiden, wie er durch bei niedrigen Temperaturen sehr zähe Suspensionen hervorgerufen wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung pastöser Suspen­ sionen eignet sich hervorragend zur Integration in ein System, wie es in der DE 41 35 648 C1 beschrieben ist, auf deren Offen­ barungsgehalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung pastöser Suspen­ sionen in ein solches System integriert, entsteht eine voll­ ständig geschlossene und damit emissionsfreie Anlage, in der angefangen von der Bereitstellung der Ausgangsmaterialien alle zur Suspensionsherstellung notwendigen Schritte enthalten sind. Die gesamte Anlage kann ohne weiteres bei abgesenktem Druck, beispielsweise bei 200 mbar Absolutdruck, betrieben werden. Die zum Vakuumaufbau aus dem Mischbehälter abgezogenen Gase werden in einem Kondensator zwischengespeichert und erst während und/ oder nach der Entleerung des Mischbehälters in diesen rückex­ pandiert.

Eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung weist zwei Mischbehälter auf, zwischen die eine sog. Ein­ passagen-Rührwerksmühle geschaltet ist. Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung kann also auf eine zum Kreislaufbetrieb ge­ eignete Hochstrom-Rührwerksmühle verzichtet werden, es müssen dann allerdings zwei Mischbehälter vorgesehen werden.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung pastöser Suspensionen und dessen Integration in eine Gesamtanlage werden im folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung zur Erzeugung pastöser Suspensionen mit einem Mischbehälter, in dem ein Walzwerk und eine Entlüftungseinrichtung angeordnet sind, sowie mit einer im Kreislauf betriebenen, außerhalb des Misch­ behälters angeordneten Rührwerksmühle,

Fig. 2 die Durchführung der schnellaufenden Antriebswelle des Mischwerks durch den Deckel des Mischbehälters aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, und

Fig. 3 die Vorrichtung aus Fig. 1 integriert in eine Gesamt­ anlage zur Suspensionsherstellung.

In Fig. 1 ist eine allgemein mit 10 bezeichnete Vorrichtung zum Erzeugen pastöser Suspensionen dargestellt. Die Vorrichtung 10 umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen, mit einem Deckel 12 verschlossenen Mischbehälter 14, dessen Durchmesser sich im un­ teren Abschnitt verjüngt. In dem Mischbehälter 14 sind ein Mischwerk, das ein langsamlaufendes Mischorgan 16 und ein schnellaufendes Mischorgan 18 aufweist, ein Walzwerk 20 und eine Suspensions-Entlüftungseinrichtung 22 angeordnet.

Das langsamlaufende Mischorgan 16 ist im gezeigten Ausführungs­ beispiel ein sog. Ankermischer, dessen Mischarme 24 sich pa­ rallel zum Boden und zur Umfangswandung des Mischbehälters 14 mit geringem Abstand vom Boden und der Umfangswandung er­ strecken und bis zu etwa 2/3 der Höhe des Mischbehälters 14 reichen. An den Mischarmen 24 sind Abstreifblätter oder -lippen 26 befestigt, die den Abstand zwischen den Mischarmen 24 und der Mischbehälterinnenseite überbrücken und im Betrieb des Mischwerks die Bildung einer festen Schicht auf der Behälter­ innenseite verhindern.

Das schnellaufende Mischorgan 18 des Mischwerks ist im gezeig­ ten Beispiel durch eine Feinzahnscheibe 28 und eine diese dreh­ antreibende Welle 30 gebildet, welche ihrerseits von einem Elektromotor 32 in Drehung versetzt wird. Die Welle 30 ist durch den Deckel 12 des Mischbehälters 14 geführt und, wie durch den Doppelpfeil D angedeutet, in Richtung ihrer Drehachse A verfahrbar, so daß die Feinzahnscheibe 28 im Mischbehälter 14 heb- und senkbar ist. Die Durchführung der Welle 30 durch den Deckel 12 ist mittels einer Gleitringdichtung 34 abgedichtet, deren Aufbau genauer aus Fig. 2 hervorgeht und auf die später noch detaillierter eingegangen werden wird.

Das Walzwerk 20, das sich oberhalb der Mischarme 24 befindet hat zumindest eine, im gezeigten Beispiel jedoch zwei Walzen 36, die auf einem Querarm 38 drehbar angebracht sind und die mit ihrer Außenumfangsfläche auf der Mischbehälterinnenseite abrollen können. Die Drehachsen der Walzen 36 verlaufen paral­ lel zu dem Bereich der Mischbehälterwandung, auf dem die Walzen 36 abrollen können. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Drehachsen der Walzen 36 senkrecht angeordnet und parallel zur Drehachse A. Als Schutz vor übermäßigem Verschleiß weist die Mischbehälterinnenseite in dem Bereich, auf dem die Walzen 36 abrollen, einen im Querschnitt ringförmigen, verschleißfes­ ten Einsatz 40 auf, der beispielsweise aus einem harten Stahl oder aus einem keramischen Material bestehen kann. Die Walzen 36 sind, wie bei 42 schematisch dargestellt ist, federnd gegen den verschleißfesten Einsatz 40 vorgespannt, so daß eine defi­ nierte Andruckkraft der Walzen 36 gegenüber dem Einsatz 40 ein­ gestellt werden kann. Die Vorspannung der Walzen 36 kann auch oder zusätzlich hydraulisch oder pneumatisch erreicht werden. Obwohl die Axialerstreckung der Walzen 36 in Fig. 1 unterschied­ lich dargestellt ist, braucht dies nicht so zu sein, sondern alle Walzen 36 können dieselbe Axialerstreckung aufweisen.

Der Drehantrieb des langsamlaufenden Mischorgans 16 und der Walzen 36 des Walzwerks 20 kann auf unterschiedliche Arten er­ folgen, von denen in Fig. 1 zwei dargestellt sind. Die beiden gezeigten Antriebsarten verstehen sich als Alternative und sind nur der Einfachheit halber zusammen in einer Figur dargestellt. Bei der ersten dargestellten Möglichkeit treibt ein Elektromo­ tor 44 über ein Untersetzungsgetriebe 46 die Mischarme 24 des langsamlaufenden Mischorgans 16 an. Der Querarm 38, auf dem die Walzen 36 angebracht sind, ist mit dem oberen Ende jedes der Mischarme 24 verbunden, so daß die Walzen 36 bei einer Drehung des langsamlaufenden Mischorgans 16 von den Mischarmen 24 in Umfangsrichtung mitgenommen werden. Ein axial nach oben hervor­ stehender Fortsatz jeder Walze 36 ist an seinem freien Ende mit einem Kettenrad 48 versehen, welches über eine Kette 50 mit einem feststehenden Zahnkranz 52 verbunden ist. Diese Anordnung ist in Fig. 1 nur bezüglich der dort rechten Walze 36 gezeigt und stellt einen Zwangsantrieb für die Walzen 36 dar, da durch diese Anordnung jede Walze 36 sich zwangsweise um ihre eigene Achse zu drehen beginnt, sobald die Mischarme 24 vom Elektromo­ tor 44 in Drehung versetzt werden.

Die zweite Möglichkeit des Antriebs von langsamlaufendem Misch­ organ 16 und Walzwerk 20 wird nun unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 linke Walze 36 erläutert. Ein unterhalb der Walze 36 an­ geordneter, am Querarm 38 befestigter Hydromotor 53 wird durch im zugeordneten Mischarm 24 verlegte Hydraulikleitungen mit An­ triebsflüssigkeit versorgt und treibt die Walze 36 direkt an. Die Hydraulikleitungen sind mit einer geeigneten Drehdurchfüh­ rung durch den Boden des Mischbehälters 14 geführt. Die ange­ triebene und gegen die Mischbehälterinnenwandung vorgespannte Walze 36 wirkt nun nach Art einer Reibrolle und treibt so auch das langsamlaufende Mischorgan 16 über den Querarm 38 und die mit letzterem verbundenen Mischarme 24 an. Der Elektromotor 44 und das diesem nachgeschaltete Untersetzungsgetriebe 46 sind bei dieser zweiten Antriebsmöglichkeit überflüssig.

Oberhalb des Walzwerks 20 und konzentrisch zur Welle 30 befin­ det sich im Mischbehälter 14 die Entlüftungseinrichtung 22, die eine Schleuderscheibe 54 und eine mit geringem axialem Abstand darüber angeordnete Eintragsplatte 56 aufweist. In die Ein­ tragsplatte 56 mündet eine Zuleitung 58, durch die aus dem Mischbehälter 14 entnommene Suspension in den Mischbehälter 14 zurückgeführt wird, indem sie durch den Spalt 60 zwischen der Eintragsplatte 56 und der Schleuderscheibe 54 gepreßt und von der Schleuderscheibe 54, wie durch die Pfeile E angedeutet, ra­ dial nach außen in Richtung auf den oberen Teil der Mischbehäl­ terinnenwandung geschleudert und auf diese Weise dem Walzwerk 20 zugeführt wird. Die Entlüftungseinrichtung 22 läßt sich so­ mit auch als Dünnschichtverteiler bezeichnen.

Erfolgt der Antrieb des langsamlaufenden Mischorgans 16 und jeder Walze 36 gemäß der zuvor erläuterten ersten Möglichkeit, dann kann der feststehende Zahnkranz 52 wie in Fig. 1 darge­ stellt am Außenumfang der Eintragsplatte 56 ausgebildet sein.

Die Schleuderscheibe 54 der Entlüftungseinrichtung 22 ist mit dem Innenrotor 62 der bereits erwähnten Gleitringdichtung 34 verbunden und wird über diesen drehangetrieben. Hierzu wird der Innenrotor 62 von einem eigenen Elektromotor 64 in Drehung ver­ setzt. Damit zwischen der Welle 30 und dem Innenrotor 62 der Gleitringdichtung 34 kein Schlupf in Umfangsrichtung entsteht, werden die Drehzahlen der Elektromotoren 32 und 64 mittels eines Reglers 66 so synchronisiert, daß der Innenrotor 62 und die Welle 30 unabhängig von den jeweils vorherrschenden Drehwi­ derständen stets mit gleicher Drehzahl rotieren. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Innenrotor 62 so ausgeführt, daß er zugleich eine Stopfbuchspackung 68 bildet, mittels derer die Welle 30 auch bei axialem Verfahren gegenüber der Umgebung ab­ gedichtet bleibt. Diese neuartige Kombination einer Stopfbuchs­ dichtung mit einer Gleitringdichtung ermöglicht also eine gute Abdichtung von mit hoher Drehzahl rotierenden Wellen, die zu­ gleich axial verschiebbar sein müssen. Die in Fig. 2 dargestell­ te Wellenabdichtung kann unabhängig von der Vorrichtung 10 ver­ wendet werden.

Die bis hier beschriebene Vorrichtung 10 hat folgende Funktion:
Nachdem ein pulverförmiger Feststoff, beispielsweise Farbstoff­ rohpigmente, und eine Flüssigkeit, beispielsweise ein Öl, ein Firniß oder ein organisches Lösemittel, im Mischbehälter 14 vorgelegt worden sind, werden Feststoff und Flüssigkeit mittels des Mischwerks 16, 18 zur Bildung einer Suspension vorgemischt. Die Füllmenge im Mischbehälter 14 wird dabei so gewählt, daß der Flüssigkeitsspiegel sich etwa auf der Höhe des Querarms 38 einstellt. Während des Mischens wird die Welle 30 mittels einer hier nicht dargestellten Hydraulik periodisch nach oben und nach unten verfahren, so daß die Feinzahnscheibe 28 den Behäl­ terinhalt gut durchmischen kann. Zur Verbesserung der erhalte­ nen Suspension wird diese im unteren Bereich des Mischbehälters 14 abgezogen und durch die Zuleitung 58 dem Mischbehälter 14 oben wieder zugegeben. Die Entlüftungseinrichtung 22 entfernt Gasblasen aus der Suspension und führt die entlüftete Suspen­ sion wie bereits beschrieben dem Walzwerk 20 zu, das die Sus­ pension zwischen den Walzen 36 und dem Einsatz 40 einer Roll­ walkung unterzieht, die die rheologischen Eigenschaften der Suspension verbessert. Um die bei der Rollwalkung entstehende Wärme abzuführen, ist der Mischbehälter 14 außen mit Kühl­ schlangen 70 versehen, durch die im Bedarfsfall ein Kühlmedium geleitet werden kann. Desweiteren sind in dem Bereich der Mischarme 24 auf der Außenseite des Mischbehälters 14 Heiz­ schlangen 72 angeordnet, um ein zu starkes Erkalten der Suspen­ sion und die damit verbundene, starke Viskositätserhöhung zu verhindern. In dem Mischbehälter 14 sind demnach die Funktionen Vormischen, Entlüften und Rollwalken integriert.

Häufig ist es erforderlich, die vorgemischte Suspension einer Feinvermahlung zu unterziehen. Hierzu ist im gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel eine für einen Kreislaufbetrieb geeignete Rühr­ werksmühle 74 vorhanden, die von einem Elektromotor 76 ange­ trieben wird. Der Rührwerksmühle 74 wird mittels einer Be­ schickungspumpe 78, die im gezeigten Ausführungsbeispiel direkt an den Mischbehälter 14 angeflanscht ist, über eine Leitung 80 die vorgemischte Suspension aus dem unteren Bereich des Misch­ behälters 14 zugeführt. Die von der Rührwerksmühle 74 feinst­ vermahlene Suspension wird durch eine am Rührwerksmühlenausgang angeordnete Kreislaufpumpe 82 über die Leitung 58 in den Misch­ behälter 14 zurückgedrückt. Die Pumpen 78 und 82 sind hinsicht­ lich ihres Förderstroms miteinander synchronisiert, so daß die Rührwerksmühle 74 von Pumparbeit entlastet ist und weder leer­ läuft noch überfüllt wird.

Die gesamte Vorrichtung 10 einschließlich der Rührwerksmühle 74 ist dafür ausgelegt, unterhalb des Atmosphärendrucks betrieben zu werden. Um unabhängig vom gewählten Betriebsdruck einen kon­ stanten Energieeintrag in die Suspension zu gewährleisten und eine Überlastung der verschiedenen Antriebe zu vermeiden, sind die verschiedenen Antriebsmotoren 32, 44 (falls vorhanden) und 76 mit einem Prozessor 84 verbunden, der den Regler 66 enthal­ ten kann und der die Drehzahl der genannten Antriebe so steuert, daß der Energieeintrag konstant gehalten wird.

Fig. 3 zeigt die beschriebene Vorrichtung 10 einschließlich der Rührwerksmühle 74 integriert in eine Gesamtanlage zur Herstel­ lung pastöser Suspensionen. Neben der Vorrichtung 10 umfaßt die in Fig. 3 dargestellte Anlage einen Feststoffvorratsbehälter 86, der gasdicht ausgeführt sein kann, und eine am Auslaß des Vor­ ratsbehälters 86 angeordnete Feststoffdosiereinrichtung 88, die den Feststoff in eine Zuführleitung 90 dosiert, die in den un­ teren Bereich des Mischbehälters 14 mündet, so daß der Fest­ stoff unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Mischbehälter 14 zugeführt wird. Vom Deckel 12 des Mischbehälters 14 führt eine Rückführleitung 92 zu einem ersten Kondensator 94, aus dessen Gasphase die Leitung 92 sich über eine Drossel 96 zu einer Pum­ pe 98 erstreckt. Von der Druckseite der Pumpe 98 führt die Lei­ tung 92 in die Flüssigphase eines zweiten Kondensators 100 und von diesem aus wieder zur Feststoffdosiereinrichtung 88. Der zweite Kondensator 100 ist über eine Leitung 102 mit einem dritten Kondensator 104 verbunden, der seinerseits über eine Leitung 106 mit der Gasphase des Mischbehälters 14 in Verbin­ dung steht.

Eine solche Anlage, die bis auf die Vorrichtung 10 und die Rührwerksmühle 74 in der DE 41 35 648 C1 beschrieben ist und deshalb hier nicht näher erläutert wird, ermöglicht das emis­ sionsfreie Herstellen qualitativ hochwertiger, pastöser Suspen­ sionen, wie sie beispielsweise in der Druck- und Lackfarbenher­ stellung, aber auch bei der Magnetbandherstellung eingesetzt werden.

Claims (18)

1. Vorrichtung (10) zur Erzeugung pastöser Suspensionen aus pulverförmigen Feststoffen und Flüssigkeiten, mit einem Misch­ behälter (14), in dem mindestens ein Mischwerk (16, 18) zum Vormischen des in den Mischbehälter gegebenen Feststoffes und der Flüssigkeit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Mischbehälter (14) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ein Walzwerk (20) vorhanden ist, das zumindest eine auf der Mischbehälterinnenseite abrollende Walze (36) aufweist und dem die durch das Vormischen gebildete Sus­ pension zugeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischbehälterinnenseite, auf der die zumindest eine Walze (36) abrollt, vertikal verläuft und die Drehachse der Walze (36) parallel zu der Mischbehälterinnenseite ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Bereich der Mischbehälterinnenseite, auf dem die zumindest eine Walze (36) abrollt, mit einem verschleißfesten Einsatz (40) versehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Mischwerk (16, 18) ein langsamlaufendes Mischorgan (16) und ein schnellaufendes Mischorgan (18) umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Walze (36) zum einen über eine Kette (50) mit einem fest­ stehenden Zahnkranz (52) verbunden ist und zum anderen mit dem langsamlaufenden Mischorgan (16) gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Walze (36) mit dem langsamlaufenden Mischorgan (16) ge­ koppelt ist und durch einen Hydromotor (53) drehangetrieben ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß im Mischbehälter (14) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und vorzugsweise oberhalb des Walzwerks (20) eine Suspensions-Entlüftungseinrichtung (22) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspensions-Entlüftungseinrichtung (22) eine Schleuder­ scheibe (54) und eine in geringem axialen Abstand zu dieser an­ gebrachte Eintragsplatte (56) aufweist, durch welche die Sus­ pension der Entlüftungseinrichtung (22) zugeführt wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das schnellaufende Mischorgan (18) durch eine vorzugsweise hydraulisch axial heb- und senkbare Welle (30) drehangetrieben ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellendurchführung der Welle (30) in den Mischbehälter (14) mittels einer Gleitringdichtung (34) abgedichtet ist, de­ ren Innenrotor (62) separat drehangetrieben und mit der Schleu­ derscheibe (54) gekoppelt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsdrehzahlen der Welle (30) und des Innenrotors (62) zwangssynchronisiert sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die im Mischbehälter (14) enthaltene Suspension in eine Rührwerksmühle (74) eingespeist und aus die­ ser wieder in den Mischbehälter (14) zurückgeführt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Suspensionsrückführung in die Eintragsplatte (56) der Entlüftungseinrichtung (22) erfolgt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Rührwerksmühle (74) eine Beschickungspumpe (78) vorgeschaltet und eine Kreislaufpumpe (82) nachgeschaltet ist, die bezüglich ihres Förderstroms miteinander synchronisiert sind.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter (14) gasdicht aus­ geführt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prozessor (84) den Energieeintrag in die Suspension unab­ hängig vom gewählten Betriebsdruck konstant hält.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Feststoffzuführung in den Misch­ behälter (14) im Unterspiegelverfahren erfolgt.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mischbehälterwandung im Bereich des Walzwerks (20) kühlbar und im Bereich des langsamlaufenden Mischorgans (16) beheizbar ausgebildet ist.