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1 Rü'hrwerksmühle mit Vorbehandlungsraum" Die Erfindung bezieht sich
auf eine Rührwerksmühle mit an einer Rüiirwerkswelle angeordneten, in einem Mahlraum
umlaufenden Rührmitteln und mit einem der Eintrittsdffnung für das Mahlgut vorgeschalteten,
außerhalb der Wandung des Mahlraums lösbar angeordneten Gehäuse, das einen mahlkörperfreien
Raum mit einem Vorbehandlungswerkzeug enthält.
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Eine ähnliche RUhrwerksmühle ist aus der deutschen Patentschrift 1
226 406 (Draiswerke) bekannt; diase bezieht sich jedoch ausschließlich auf die Verarbeitung
von Kakaobohnen.
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Die vorbekannte Rührwerksmühle weist unter anderem ein unten am Mahlbehälter
lösbar angeordnetes Gehäuse auf, in dem eine Dosierzufuhrschneckeneinrichtung angeordnet
ist, die auf die Förderung von unzerkleinertem Kakaobohnenkernbruch abgestellt ist.
Nach Figur 3 der vorveröffentlichten Patentschrift kann sich am oberen Ende der
Zufuhrschnecke ein umlaufendes Messerkreuz befinden, das in der Nachbarschaft einer
mitumlaufenden Lochscheibe rotiert. Dadurch soll der Kakaobohnenkernbruch etwas
vorzerkleinert' werden, es findet also eine gewisse Vorbenandlung des Mahlgutes
vor dem Eintritt in den Mahlbehälter statt. Die vorbekannte Zufuhrschnecke wird
deshalb verwendet, weil sich Kakaobohnenkernbruch nicht pumpen läßt, während RWhrwerksmühlen
im allgemeinen pumpfähiges Mahlgut, insbesondere wässerige Suspensionen von Mahlgut
verarbeiten, die mit einer Förderschnecke nicht gefördert werden können.
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Pumpfähiges Mahlgut liegt jedoch manchmal in einer Form vor, die eine
unmittelbare Verwendung einer Rührwerksmühle nicht zuläßt. Wenn im Mahlgut größere
Agglomerate und dgl.
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enthalten sind, so muß der Rührwerksmühle bisher eine besondere Maschine
mit besonderem Antrieb vorgeschaltet werden. Außer einem entsprechenden Bauaufwand
ttitt dadurch auch eine erhebliche Erschwerung der Betriebsweise auf.
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Der ebenfalls vorbekannten deutschen Patentschrift 1 227 767 (Draiswerke)
lag die Aufgabe zu Grunde, in den an sich kontinuierlich möglichen Prozeß bekannter
Rührwerksmühlen eine kontinuierliche Anmischung unmittelbar einzubauen.
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Dazu wurde vorgeschlagen, daß der Behälter in einen die Mahlkörper
aufnehmenden Mahl raum und einen darunterliegenden Xahlkörperfreien Dispergierraum
unterteilt ist, in dessen Boden eine Zufuhreinrichtung für das in einer Flüssigkeit
dispergierte Mahlgut vorgesehen ist. Im mahlkörperfreien Dispergierraum soll eine
aus gezahnten Scheiben oder dgl.
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bestehende Dispergiervorrichtung umlaufen, die mit der Rührwerkswelle
unmittelbar verbunden ist. Der Dispergierraum ist dabei mit zusätzlichen Zufuhreinrichtungen
für weitere Mahlgutbestandteile verstehen, z. B. mit Dosierschnecken zur Zufuhr
pulveriger Komponenten. Diese sollen in dem Dispergierraum mit flüssigen Bestandteilen
intensiv gemischt werden, die durch eine Dosierpumpe von unten her zugeführt werden.
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Dispergierraum und Mahlraum sind bei dieser vorbekannten Einrichtung
durch ein Sieb voneinander getrennt das ganz unzugänglich innerhalb des Behälters
liegt. Die Rührwerkswelle ist aus dem Mahlraum durch das feststehende Sieb Ring
durch nach unten in den Dispergierraum hinein verlängert und trägt Dispergierscheiben.
Die Durchführung der fliegend gelagerten Rührwerkswelle durch das Sieb an unzugänglicher
Stelle im Behälter bringt erhebliche bauliche und betriebhohe Schwierigkeiten. Die
Verlängerung der Rührwerkswelle bedingt eine Vergrößerung der Bauhöhe der Rührwerksmühle
und eine Verstärkung von Schwingungsaussohlägen der Rührwerkswelle.
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Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde,
unter Vermeidung der genannten Nachteile ohne größeren Bauaufwand und besondere
Antriebe eine unmittelbare Verarbeitung pumpfähigen, aber schwierigen Mahlgutes
in einer Rührwerksmühle zu ermöglichen. Dabei soll die Einrichtung gut zugänglich,
leicht überwachbar und austauschbar sein.
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Ausgehend von einer dem Gattungsbegriff entsprechenden Rührwerksmühle
mit einem der Eintrittsöffnung für das Mahlgut vorgeschalteten, außerhalb der Wandung
des Mahlraums lösbar angeordneten, einen mahlkörperfreien Raum mit einem Vorbehandlungswerkzeug
enthaltenden Gehäuse wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Vorbehandlungs werkzeug
ein verhältnismäßig schnell rotierendes, von der Rührwerkswelle aus antreibbares
Schneid-, Scher- und Dispergierwerkzeug ist.
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Bei dieser Vorbehandlung handelt es sich weder - wie bei einer Förderschnecke
- darum, die Zufuhr zu bewerkstelligen, noch um eine Mischaufgabe, sondern in erster
Linie um die Auflösung von Agglomeraten im Mahlgut. Mit dem vorgeschlagenen Werkzeug
ist es möglich, Agglomerate des Mahlgutes in der Größenordnung von zO B. a mm, 5
mm oder auch 8 mm zu zerschlagen, aufzulösen und zu dispergieren, z. 3. bei einer
Calciumstearat-Dispersion. Diese Vorbehandlung erfordert keine gesonderte Maschine,
so daß die Verarbeitung mit der Rührwerkstnühle nun unmittelbar in einen kontinuierlichen
Produktionsprozeß eingegliedert werden kann. Für die Einrichtung ist kein besonderer
Antrieb nötig, und sie ermöglicht eine gute Überwachung.
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Vorzugsweise wird das Werkzeug gleichachsig mit der Rührwerkswelle
angeordnet und mit ihr durch eine Kupplung verbunden, die einen Mittenversatz der
rotierenden Teile zuläßt. Dadurch wird ein störungsfreier Antrieb der Vorbehandlungseinrichtung
erinöglicht, auch wenn bei der fliegend gelagerten Rührwerkswelle ein Schlag auftritt.
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In weiterer Ausgestaltung der Brfindung wird das Gehäuse des mahlkörperfreien
Raums mit einem quer zur Drehachse des Werkzeugs liegenden seitlichen Xintrittsstutsen
für das Mahlgut versehen. Ein Einlaufkrümmer unterhalb des Bodens des Behälters
wird dadurch vermieden. Bisher konnten in einem solchen Krümmer Schwierigkeiten
durch Absetzen von Mahlgut eintreten, z.B. bei der Verarbeitung von Bariumferrit.
Die Pumpe kann jetzt verhältnismäßig nahe am Eintritt in den Vorbehandiungsraum
angeordnet werden, und durch das Vorbehandlungswerkzeug werden etwaige Ansammlungen
von Mahlgutteilchen aufgewirbelt und in-der Schwebe gehalten.
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Zur Trennung des mahlkörperfreien Vorbehandlungsraumes vom Mahlraum
wird vorzugsweise kein Sieb, sondern eine Trennscheibe vorgesehen, die zusammen
mit dem Werkzeug um dessen Mittelachse rotiert, wobei zwischen dem Außenring der
Trennscheibe und einem angrenzenden feststehenden Ring wenig größeren Durchmessers
ein Ringspalt für den Durchtritt des vorbehandelten Mahlgutes aus dem mahlkörperfreien
Raum in den Mahlraum freibleibt.
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Besonders vorteilhaft ist es, als Kupplung zwischen der Rührwerkswelle
und dem Vorbehandlungswerkzeug einerseits Mitnehmerstifte oder dgl. und andererseits
An-'ichiäge, z.B in Form einer Leiste vorzusehen. Dabei werden die Mitnehmerstifte
vorzugsweise am freien Ende der Rührwerkswelle angeordnet und die Leiste an der
Oberseite der 'l!rennscheibe1. Man erhält dadurch eine sehr ein--fache, betriebssichere,>
leicht herstellbare und leicht
zu montierende Kupplung, die dem
freien Ende der Rührwerkswelle Winkelausschläge erlaubt.
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Läßt man die beiden Enden der erwähnten Leiste an der Oberseite der
Trennscheibe über den Außenring der Trennscheibe nach außen überragen und gibt ihnen
einen sehr geringen Abstand vom feststehenden Ring, der den Ringspalt außen begrenzt,
so gewinnt man einen Abstreifer, der die Umgebung des Ringspalts laufend sauber
hält.
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Zur das Vorbehandlungswerkzeug selbst sind zahlreiche Variationen
möglich. Beispielsweise läßt man einen rotierenden Kranz von Zinken an feststehenden
Kanten, z.B. am Rande des Eintrittsstutzens vorbeistreichen. Auch kann statt dieser
Zinken oder außer diesen Zinken eine rotierende ebene gelochte Scheibe vorgesehen
sein, die in geringem Abstande von einer feststehenden, ebenfalls mit Löchern versehenen
Gegenscheibe umläuft.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt Fig. 1 die teilweise
geschnittene Ansicht einer Rührwerksmühle, Fig. 2. Teile einer anderen Ausfhrungsform,
Fig. 3 Teile einer anderen Ausführungsform im Schnitt und in größerem Maßstab als
Fig. 1 und 2, Fig. 4 eine Draufsicht zu Teilen aus Fig. 3 im Schnitt nach der dort
angegebenen Linie IV - IV.
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Am Ständer 1 der Rührwerksmühle ist ein fahrbarer Mahlbehälter 2 befestigt,
in den eine Rührwerkswelle 11, 12 oder 13 eintaucht.
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Diese wird über eine Kupplung 3 und andere verdeckte-Antriebsteile
von einem Motor aus angetrieben, der im Ständer 1 untergebracht ist. Das Mahlgut
wird dem Mahlbehälter 2 durch eine nicht dargestellte Pumpe unten zugeführt und
nach seiner Behandlung in der Mühle oben durch ein Rohr 4 aus einer Austragskammer
oder
dgl. wieder abgeführt.
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Nach Figur 1 und Figur 9 ist eine Rührwerkswelle 11 entsprechend den
deutschen Patentschriften 1 214 516 ( GebrUder Netzsch) und 1 233 237 (Gebrüder
Netzsch) als geschlossener Zylinder verhältnismäßig großen Durchmessers ausgebildet,
der außen Rührstäbe 15 trägt, die mit feststehenden Gegenstäben 16 zusammenarbeiten.
Nach Figur 2 ist eine Rührwerkswelle 12 kleineren Durchmessers mit Rührmitteln 17
in Scheiben - oder Ringform ausgestattet.
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Die weitere Erklärung erfolgt vorzugsweise anhand von Figur 3. Am
unteren Boden 5 des Mahlbehälters 2 ist leicht lösbar ein Gehäuse 6 angeordnet,
das einen mahlkörperfreien Raum 7, 8 bzw. 9 einschließt. Der Raum 7, 8 bzw. 9 hat
einen seitlichen Einlaß-18 und einen oberen Auslaß, der gleichzeitig Eintrittsöffnung
des Mahlbehälters 2 ist und vorzugsweise--als Ringspalt 19 ausgebildet ist. Der
mahlkörperfreie Raum 7,8 bzw. 9 ist also dem Ringspalt 19 oder einer anderen Eintrittsöffnung
des Mahlbehälters 2 vorgeschaltet, und das Gehäuse 6 des Raumes ist außerhalb d'er
Wandung des Mahlbehälters leicht lösbar an diesem befestigt.
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In den Boden 5 ist zunächst eine Büchse 20 eingesetzt, die von einem
Ring 21 gehalten wird. Die Büchse 20 hat beispielsweise vier radiale Speichen 22,
die eine Lagerbuchse 23 halten. In eine Zentrierung des-Ringes 21 ist schließlich
das Gehäuse 6 des mahlkörperfreien Raumes 7, 8 eingesetzt.
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In der Lagerbuchse 23 ist eine Welle 24 drehbar, die am oberen Ende
drehfest mit einer Trennscheibe 25 und am unteren Ende drehfest mit einem Vorbehandlungswerkzeug
verbunden ist.
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Die Trennscheibe 25 hat einen Außenring 26, dessen oberster Teil zylindrisch
ausgebildet ist. Zwischen diesem Teil und einem in die Büchse 20 eingesetzten feststehenden
Ring 27 wird ein zylindrischer Ringspalt- 19-VQn beispielsweise 0,5 mm Weite gebildet,
der einen Austritt von Mahlkörpern aus dem Mahlbehälter 2 verhindert und die Eintrittsöffnung
des Mahlbehälters
für das von unten her zugepumpte Mahlgut dar--stellt
An ihrem unteren Ende trägt die Welle 24 nach Figur 3 eine ebene Scheibe 28, die
mit Löchern 29 versehen ist.
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Parallel und mit geringem Abstand oberhalb der drehbaren Scheibe 28
erstreckt sich eine feststehende Scheibe 30, die Löcher 31 hat. Am Umfang der drehbaren
Scheibe 28 ist ein Kranz von Zinken 32 angeordnet, die mit scharfen-Kanten versehen
sein können. Bei einer Drehung der Scheibe 28 streichen diese Zinken 32 mit geringem
Abstand an dem Rande einer Öffnung 33 vorbei, die dem Einlaß 18 benachbart ist.
Durch den Kranz von Zinken 32 und/oder die Scheibe 28 mit den Löchern 29 und entsprechende
feststehende Gegenkanten ist ein Vorbehandlungswerkzeug 28 bis 33 gebildet, das
eine intensive Behandlung des Mahlgutes vor seinem Eintritt in den Mahlbehälter
ermöglicht.
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Der Vorbehandlungsraum 7 kann unten durch einen Deckel 4 abgeschlossen
sein, der eine gute Überwachung des Werkzeugs und eine Auswechslung gegen ein anderes
Werkzeug ermoglicht. Nach Abnahme des Werkzeuges kann auch das ganze Gehäuse 6 der
Binrichtung vom Ring 21 getrennt und abgenommen werden, ohne daß Mahlkörper aus
dem Mahlbehälter austreten können.
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Zur Kupplung der beschriebenen Binrichtung mit der RilhrwerKswelle
11, 12 oder 13 ist die Trennscheibe 25 an der Oberseite mit einer Leiste 35 ausgestattet.
Die Leiste 35 erstreckt sich in den Bereich von zwei Mitnehmerstiften 36, die am
unteren Ende der Rührwerkswelle angeordnet sind. Damit ist in einfachster Weise
eine-Kupplung geschaffen, die sehr geringen Bauaufwand hat-, leicht lösbar ist,
keinerlei Anforderungen an Hontagegenauigkeit stellt und auch einen Mittenversatz
und Schwingungsaussc-hläge der Rührwerkswelle zuläßt.
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Die beiden Enden der Leiste 35 können den Außenring 26 der Trennscheibe-25
nach außen überragen und sich mit sehr geringem Abstande über den Ringspalt 19 und
den feststehenden Ring 27 hinweg erstrecken. Dadurch wird die Oberseite des Ringspaltes
19 und seine Umgebung im Betrieb freigehalten.
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Anhand von Figur 3 sei noch die Arbeitsweise der Sinrichtung erläutert:
Das Mahlgut, das gegebenenfalls Agglomerate von beispielsweise 5 mm Größenordnung
enthält, wird durch eine nicht dargestellte Pumpe zugefördert und tritt am Einlaß
18 ein.
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Es gerät in den Bereich des zusammen mit der Rührwerkswelle 13 verhältnismäßig
schnell, z.B. mit 400 U/min. oder 900 U/min. rotierenden Vorbehandlungswerkzeugs,
dessen Zinken 32 mit hoher Frequenz in einem Abstand von beispielsweise 0,2 bis
0,5 mm an den Kanten der Öffnung 33 vorbeistreichen und die Agglomerate zerschlagen
bzw. auflösen.
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Bei dem darauffolgenden Durchtritt durch die bewegten Löcher 29 und
die ruhenden Löcher 31 wird das Mahlgut nochmals starken Scherbeanspruchungen ausgesetzt,
so daß es ausreichend vorbearbeitet und vordispergiert in den oberen mahlkörperfreien
Raum 8 eintritt. Von da aus tritt das Mahlgut durch den Ringspalt 19 in den Mahlbehälter
ein und wird hier in bekannter Weise zwischen Mahlkörpern weiterbehandelt, um eine
Feinstzermahlung und vollständige'Dispergierung zu erreichen.
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Nach Figur 1 ist das Vorbehandlungswerkzeug als gezahnte Scheibe 37,
nach Figur 2 als Schaufelrad 38 oder Propeller ausgebildet, wobei innen am Gehäuse
6 Vorsprünge 39, z. 13.
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aufrechte Rippen angeordnet sein können.
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In Jedem Falle wird durch die unmittelbare Vorschaltung der Vorbehandlungseinrichtung
ein einfacher Prod-uktionsablauf für die Feinmahlung,erreicht. Die Einrichtung hat
den zusätzlichen Vorteil, daß mit dem von der rotierenden Drennschesbe freigehaltenen
Ringspalt eine betriebssich,ere Eintrittsöffnung und Trennvorrichtung geschaffen
ist, die die Anordnung von schlecht justierbaren feststehenden Einlaßbüchsen und
dgl. unterhalb des unteren Endes einer Rührwerkswelle ersetzen kann.