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" Mühle " Die Erfindung betrifft eine Mühle, mit aus Scheiben bestehendem
Mahlwerk, die das Mahlgut durch einen in der Weite einstellbaren Reibspalt zwischen
den Scheiben passiert.
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Es sind bereits Tricntermühlen bekannt, deren Mahlwerk aus einer unteren,
horizontal angeordnet und über Keilriemen oder Getriebemotor niedrigtourig angetriebenen
Nahischeibe und einem im abklappbaren Maseninenoberteil mit Trichter feststehend
angeordneten Mahlscheibenring besteht. Die untere Mahlscheibe ist zur Reibspaltregulierung
verstellbar. Diese Trtchtermühlen sind in Laboratorien, für Kleinproduktionen und
als Zusatzmaschine neben Walzenstühlen im Einsatz und werden zum Homogenisieren,
Feinreiben, Benetzen und Sieben kleiner Ansätze dünnflüssiger bis mittelzäher Viskosität
verwerldet. Um genügend Scherkräfte in dem mehr oder weniger in horlzontaler Ebene
liegenden Spalt zwischen den Mahlsohelben und um den Naterialeinzug zu ermöglichen,
sind die Mahlscheiben mit vom Schelbenzentrum bis zur Scheibenperipherie verlaurende
lt i ffe lungen versehen. Diese Trichtermühlen taben
für Naßmahlung
bei ausreichender Feinheitsleistung eine, abgesehen vom Laborbetrieb, unzureichende
Mengenleistung.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, Mühlen dieser Art in
der Feinvermahlang und Beindispergierung,insbesondere auch in der Durchsatzleistung,
zu verbeSsern.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe damit gelöst, daß die spaltbildenden
zugewandten Scheiben im Spaltbereich voneinander unabhängige lochartige Vertiefungen
aufweisen und eine hochtourig beschriebene Drehscheibe zu einer Festscheibe oder
hochtourig mit Differenzdrehzahl betriebene Drehscheiben zueinander angeordnet sind.
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Mit der Erfindung wird neben einer Schneid- und Quetschwirkung eine
zusätzlich. auftretende Zerkleinerung durch hydraulische Reibung bzw. Luftturbulenzmahlung
erreicht. Die einzelnen lochartigen Vertiefungen bewirken Sog- und Druckkräfte auf
das durch den Spalt durchtretende Mahlgut. Die Sog- und Druckkräfte werden durch
eine zusätzliche, im wesentlichen quer zur Mahlgutaustrittsrichtung im Spalt innerhalb
der Vertiefungen entstehende
Rotationsströmung gebildet.
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Die Vertiefungen der Scheiben können dabei im allgemeinen spiegelbildlich
zueinander arbeiten. Durch die Differenzdrehzahl der Scheiben verschieben sich dabei
in schneller Folge die Vertiefungsoberflächen gegeneinander. Es wird nach der Erfindung
nicht nur die Verweilzeit des Mahlgutes in der eigentlichen Zerkleinerungszone erhöht,
sondern es treten auch in hohem Umfang zusätzlich Scherströmungen auf. Bei entsprechender
Differenzdrehzahl, Anzahl und Anordnung der Vertiefungen kann die Frequenz der Sog-
und Druckkräfte selbst bis in den Ultraschallbereich gesteigert werden.
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Die lochartigen Vertiefungen können im Prinzip jede Form, vorzugsweise
die Form von Kugelabschnitten, Kugelzonenß Kegel, Kegelstümpfen, Pyramiden oder
Pyramidenstümpfen aufweisen. Es können jedoch auch länglich-halbrundfdrmige Vertiefungen
mit der Krümmung des Scheiben-Anordnungsdurchmessers vorgesehen sein.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nehmen die Vertiefungen
der Scheiben in Richtung des Mahlgutdurchganges durch den Reibspalt in ihrer Größe
ab. Ferner besteht nach der Erfindung die MUglichkeit, das Mahlwerk der Mühle aus
mehreren jeweils in Reibspalten zusammenarbeitenden Drehscheiben oder aus mehreren
jeweils in Reibspalten zusammenarbeitenden Dreh- und Festscheiben auszubilden.
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Die Größe der Vertiefungen ist vorzugsweise an die Viskosität des
Mahlgutes angepaßt. Für Naßmahlung wird allgemein vorgeschlagen, daß für die geringere
Viskosität kleinere Vertiefungen und eine größere Vertiefungsanzahl vorzuziehen
ist.
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Selbstverständlich üben auch die Scheiben gemäß der Erfindung auf
Mahlgutbestandteile, die größer als die Spaltweite sind, eine unmittelbare Schneid-
und Quetschzerkleinerung aus. Obzwar die Mühle nach der Erfindung auf Feinheitsleistung
ausgelegt ist, wird sie auch zur Zerkldnerung grober Bestandteile verwendbaXt3 wenn
die Vertiefungen vom Reibspaltaustritt zum Scheibenzentrum hin in der Größe zunehmend
vorgesehen sind. Nach einem weiteren Merkmal kann der Spalt zum Scheibenzentrum
auch weiter sein, um
gröbere Bestandteile einziehen zu können.
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Für Trockenmahlung gilt sinngemäß eine ähnliche Feststellung. Auch
hier ist die Größe der Vertiefungen von der Größe, dem Gewicht und der Härte des
zu zerkleinernden Feststoffes abhängig.
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Für verschiedene Mahlprodukte kann es vorteilhaft sein, die in den
beiden Scheiben gegenüber angeordneten Vertiefungen bis zu etwa dem halben Durchmesser
einer Vertiefung versetzt anzuordnen.
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Darin liegt der Vorteil, daß schwerer zu vermehlende Partikel einer
Flüssigkeits- oder Gassuspension, die durch die Rotationsströmung z.B. nicht in
eine Halbkugelvertiefung gerissen werden, durch den Strömungsimpuls einer Vertiefung
mit stärkerer kinetischer Energie in eine andere Vertiefung hineingetragen werden.
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Mühlen nach der Erfindung können bezüglich der Drehzahlverhältnisse
beliebig ausgelegt sein. So genügt es für viele Zwecke, wenn eine Scheibe als Festscheibe
steht und eine Drehscheibe hochtourig umläuft. Es können aber auch beide Scheiben
in einer Drehrichtung mit Differenzdrehzahl betrieben werden. Das hat insbesondere
bei Naßmahlungen den Vorteil, daß durch die Zentrifugalkräfte der Einzug des zu
mahlenden Gutes begünstigt wird. Die korrespondierenden Scheiben sind ferner hochtourig
gegenläufig antreibbar, wodurch sich die höchste Frequenz von Sog- und Druckkräften
ergibt.
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Im Feinmahlbereich ist u.U. die feinfühlige Abstimmung der Kräfte
und der Angriffsfrequenz an das jeweilige Mahlprodukt notwendig.
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Es wird deshalb weiterhin vorgeschlagen, mindestens eine der Scheiben
in der Drehzahl stufenlos regulierbar anzutreiben.
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Die das Mahlwerk bildenden Scheiben mit den erfindungsgemäßen lochartigen
Vertiefungen bilden gemäß einer ersten Ausführung zwischen den zugewandten Scheibenflächen
einen Planringspalt. Der Ringspalt kann nach einem zweiten Ausführungsbeispiel auch
kegelringförmig verlaufen. Der Kegelringspalt hat bei stark unterschiedlichem Korngrößenbereich
des Aufgabegutes den Vorteils daß die leicht ausschleuderbaren Grobbestandteile
jetzt in den Vertiefungen der den Kegelmantel bildenden Scheibe gefangen werden.
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Sie werden auf diese Weise gezwungen, die den Mahlprozeß begünstigende
Verwirbelung innerhalb der Vertiefungen zu passieren.
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Die Spaltweite ist in der üblichen Ausbildung des Reibspaltes über
den ganzen Spalt konstant. Es kann aber auch in Weiterbildung der Erfindung ganz
oder teilweise eine Spalterweiterung zum Scheibenzentrum vorgesehen sein. Die Spaltweite
ist in an sich bekannter Weise stufenlos einstellbar.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend
anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei
zeigt: Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch eine Mühle nach der
Erfindung mit vertikal verlaufendem Scheibenpaar, Fig, 2 einen Teilschnitt durch
ein drehendes Scheibenpaar mit verschiedenen Formen der lochartigen Vertiefungen,
Fig. 3 einen Teilschnitt durch ein Scheibenpaar, welches in einem Kegelringspalt
zusammenarbeitet.
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Die im Querschnitt in Fig. 1 gezeigte Mühle gemäß der Erfindung weist
einen Zulauftrichter 1, eine feststehend angeordnete Scheibe 2 und eine hochtourig
umlaufende Drehscheibe 3 auf. Die vertikal arbeitende Drehscheibe 3 wird über eine
Welle 4, die in Lagern 5 gelagert ist, über eine Keilriemenscheibe 6 oder durch
einen nicht dargestellten Getriebemotor angetrieljen. In den Scheiben 2 und 3 sind
erfindungsgemäß Vertiefungen 7 bzw. 7' in den zueinander gerichteten S(heibenflEchen
angeordnet. Ein Gehäusemantel 8 umschließt das aus den Scheiben 2 und 3 bestehende
Mahlwerk und dient zum Auffangen des verarbeiteten Mahlgutes.
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Der Gehäusemantel 8 besitzt unten einen Anschluߣlansch 9. Die mit
ihren Vertlefungen 7 bzw. 7t zueinander gewandte Festscheibe 2 und Drehscheibe 3
bilden einen Flanringspalt 10. Dieser Planringspalt 10 hat nach der Aus£hrungsSorm
gemäß Fig. 1 eine vom Scheibenzentrum zur Scheibenperipherie hin gleichbleibende
Weite, Die in den Scheiben 2>3 angeordneten Vertiefungen 7,7t sind als haibkugelfarmige
Vertiefungen gleicher Größe ausge-^
bildet und so angeordnet, daß
sie im Spalt 10 spiegelbildlich gegenüberliegen.
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Der Teilschnitt zweier sich in gleicher Richtung mit Differenzdrehzahl
oder entgegengesetzt drehender Scheiben 2'und 3t gemäß Fig. 2 zeigt beispielsweise
die Anordnung verschieden geformter Vertiefungen in den Scheiben. Die Drehscheiben
2' und 3' bilden zwischen ihren zugewandten Arbeitsflächen einen Planringspalt lOt
von konstanter Weite, der sich zum Zentrum Z der Scheiben hin in einen konusförmigen
Spalt 11 erweitert. Als Beispiel sind mit 12, 12t halbkreis- und/oder halbkugelförmige
Vertiefungen spiegelbildlich in den Scheiben 2t, 3t vorgesehen. Bei den halbkugelförmigen
Vertiefungen 13,13' liegt das Besondere daran, daß der Anordnungsradius r13 des
Mittelpunktes der Vertiefung 13 um etwa den halben Durchmesser d der Vertiefungen
13 bzw. 13 gegenüber dem Anordnungsradius r13w der Vertiefung 13' versetzE angeordnet
ist.
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Mit 14,141 sind dreieck- bzw. trichterförmige oder pyramidenförmige
Vertiefungen bezeichnet. 15, 15t sind zylindrische Vertiefungen mit trichterförmigen
Böden. 16,16t und 17,17' sind verschieden große, miteinander korrespondierende Vertiefungen.
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Die Ausführung nach Fig. 3 zeigt ein Mahlwerk aus den Scheiben 18,
18'>die in einem konusförmigen Ringspalt 19 zusammenarbeiten. Im Ringspalt 19
sind drei Reihen korrespondierender Vertiefungen 21 bzw. 21 vorgesehen. Die Weile
20 demonstrieren die bevorzugte Rotation innerhalb der Vertiefungen der den Kegelmantel
bildenden Scheibe 18'. Mit 22 ist eine Aussparung der Scheiben 18,18' im Scheibenzentrum
für die Materialzufuhr bezeichnet. Die Pfeile a geben die Materialdurchtrittsrichtung
des Mahlgutes durch den Reibspalt 19 an. Die Größe der Vertiefungen 21, 211 nimmt
nach der Ausführungsform gemäß Fig. 3 voM SoheibenzentFum nach außen zur Scheibenperipherie
hin ab, Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und/oder beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. So anfaßt die Erfindung auch
Ausführungsformen deren
Mahlwerk aus waagrecht angeordneten Scheiben oder aus mehreren aneinander gereihten
Dreh- und/oder Festscheiben besteht.
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- Ansprüche -