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"Verfahren und Vorrichtung zum Feinmahlen und Dispergieren" Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Beihmahlen
und Dispergieren von insbesondere abrasivem Mahlgut in einer Rührwerksmühle.
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Während des Betriebes einer Rührwerksmühle erleiden die Mahlkugeln
einen Verschleiß, so daß ihre Gesamtmasse allmählich verringert wird. Beim Verarbeiten
der meisten Stoffe ist der Verschleiß so gering, daß keine besonderen Maßnahmen
erforderlich sind.
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Beim Feinmahlen von Ferriten und ähnlich abrasiven Stoffen ist der
Verschleiß der Mahlkugeln jedoch ungewöhnlich groß, so daß unter Umständen an jedem
Produktionstage eine gewisse Menge Mahlkugeln in die Rührwerksmu'hle nachgefüllt
werden muße Beispielsweise kann ein täglicher Verlust von mehreren Kilogramm Mahlkugeln
auftretens Im Sinne dieser Beschreibung soll der Begriff "Mahlkugeln" nicht auf
Mahlkörper mit Kugelgestalt beschränkt sein, sondern auch abweichende Formen umfassen.
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Bei geschlossenen, kontinuierlich arbeitenden Rührwerksmühlen steht
der Mahlraum unter etwas höherem Druck. Der Ersatz verschlissener, mit dem mahlgut
abgeführter Mahlkugeln durch frische IMlahll.uSeln kann daher nur nach einem Stillsetzen
der Mühle und Freilegen einer entsprechenden Öffnung erfolgen. Da sich ein besonderes
Stillsetzen während der normalen Produktionszeit meist nicht verantworten läßt,
erfolgt das liachfüllen von Mahlkugeln nach Produktionsscnluß oder vor Produktionsbeginn,
also beispielsweise einmal am Tage. ~~~~~~~~~~
Es hat sich gezeigt,
daß bei dieser Arbeitsweise die Feinheit des an einem Tage gegen Feierabend gemahlenen
Materials von der Feinheit des morgens gemahlenen Materials abweicht.
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Der Erfindung liegt die aufgabe zugrunde, diese hachteile zu vermeiden,
eine gleichbleibende Mahlfeinheit des tbiahlgutes zu erreichen und besondere Stillstandszeiten
der Rührwerksmühle überflüssig zu machen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der erfindung dadurch gelöst, daß der Rührwerksmühle
während des betriebes laufend eine solche Menge an frischen Mahlkugeln zugeführt
wird, wie durch Verschleiß von Mahlkugeln mit dem entnomnienen Mahlgut abgeführt
wird. Dabei wird die Zufuhr frischer Mahlkugeln vorzugsweise in Abhängigkeit von
der Stromaufnahme des Antriebsmotors der Bührwerksmühle selbsttätig geregelt.
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Zur Durchführung dieses Verfahrens kann eine Vorrichtung benutzt werden,
bei der in der Wand des Mahlbehälters der Rtinrwerksmühle zur Zufuhr von Mahlkugeln
in den Mahlraum eine Abschlußbohrung vorgesehen ist, deren kreisrunder Querschnitt
von einer Mahlsugel dicht ausgefüllt werden kann. Die bsohlußbohrung wird vorteilhafterweise
als gerade zylindrische Bohrtirig eines in die Wand des Mahlbehälters eingesetzten
Stückes aus elastischem Werkstoff ausgebildet, wobei der Durchmesser der Abschlußbohrung
vorzugsweise etwas kleiner als der Durchmesser einer Mahlkugel ist und vorzugsweise
mehrere Mahlkugeln in der Bohrung einzeln hintereinander liegen Die laufend zuzuführenden
Mahlkugeln dienen also selbst Jeweils als Verschluß der Ùffnung des Mahlbehälters,
die als Arschlußbohrung bezeichnet ist. Selbst wenn eine Kugel fehlerhaft sein sollte,
wird ein dichter Abschluß des Mahlbehälters sicher gestellt, da mehrere Kugeln in
dem elastischen Stück einzeln hintereinander liegen. Auf diese Weise wird auch beim
laufenden Zuführen frischer Nlahlkugeln in den unter Druck stehenden Mahlbehälter
ein austreten von mahlgut zuverlässig verhindertg
Die erwähnte in
dem elastischen Stück liegende AbschlußzW bohrung schließt sich vorzugsweise an
eine gleichachsige Speicherbohrung etwas größeren Durchmessers an, in der mehrere
Mahlkugeln lose hintereinander liegen. Zum Verschieben der islahlkugeln kann ein
Schubkolben angeordnet sein, der an der anderen Seite der Speicherbohrung in diese
hineinragt und durch einen Kurbeltrieb oder dgl.
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hin und ner bewegt werden kann.
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Als Schutz gegen eine Rückbewegung bereits vorgeschobener Mahlkugeln
kann an der Stelle größter Eindringtiefe des Schubkolbens in die Speicherbohrung
ein mit einer Schneide seitlich in die Speicherbohrung hineinragender, durch eine
Feder abgestützter Sicherungsstift vorgesehen sein. Der Hub des erwähnten Schubkolbens
wird dann etwas größer als der Durcamesser einer lLshlkugel und so bemessen, daß
eine der Speicherbohrung neu zugeführte Mahlkugel beim Hub des Schubkolbens in dieser
bohrung bis hinter die Schneide des erwännten Sicherunbsstiftes bedrückt- wird.
Bei der Rückbewegung des sonuhkolbens wird also in der Speicher bohrung ein Raum
reigebeben, dessen Ausdennung etwas gröber als der Durchmesser einer lulahlkugel
ist.
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bei einet bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung schließt
sich bei waagerecht liegender Speicherbohrung an den vom Schubkolben beim Rückhub
jeweils freigegebenen Bereich oben eine Speiseröhre für Mahlkugeln an, in der mehrere
Liahlkugeln einzeln übereinander liegen. Am oberen Ende dieser Speiseröhre kann
ein elastischer Speiseschlaucn angeschlossen sein, der seinerseits von einem vorzugsweise
periodisch bewegbaren Vorratsbehälter für frische Mahlkugeln ausgeht.
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In diesem Vorratsbehälter werden die Nachlkugeln durch besondere maßnahmen
dauernd in Bewegung gehalten, damit eine Brückenbildung vermieden wird, die das
loachspeisen von .Elahlkugeln gefährden würde. Vorzugsweise wird der Vorratsbehälter
um eine waagerechte SchwenKachse so aui und ab geschwenkt, daß die Anschlußstelle
des Speiseschlauchs am Behälterboden nur von einer einfachen
Schicht
von lvahlkugeln überrollt wird.
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Dann fallen die ilahlkugeln zwanglos einzeln in den weise schlauch,
von da in die Speiseröhre und durch diese jeweils beim Rückgang des Schubkolbens
in den freigegebenen Raum der Speicheroohrung. beim nächsten Vorwärtshub des Schubkolbens
wird die letzte Mahlkugel ois hinter die Schneide des Sicherungsstiftes gedrückt,
wodurch gleichzeitig die erste Kugel der Kugelreihe in den kahlbehälter hineingeschoben
wird.
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Die Ertindung wird im folgenden an and eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert, welches in der Zeichnung dargestellt ist. L'S zeigen Figur 1 Hauptteile
der Vorrichtung teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt, Figur 2 eine Einzelheit
in größerem Maßstabe.
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Der lWahlbehälter einer Rührwerksmühle ist doppelwandig ausgeführt,
um eine Kühlung des Mahlraums zu ermöglichen. In die vom Kühlmittel durchströmte
Wand 1 ist eine Platte 2 und in diese ein einsatz 3 eingesetzt, der vorzugsweise
aus rostfreiem 3tahl besteht. oer einsatz 3 ist mit einem Anschlußstück 4 zusalilmengeflanscht,
das'eine Speiseröhre 5 und eine Speicherbohrung 6 aufweist. In das Anschlußstück
4 sind Führungen 7 eingesetzt, die die Aufgabe eines Kreuzkopfs erfüllen. Sie führen
den Hauptkolben 8 oder Hauptteil eines Stufenkolbens 8,9, dessen Schubkolben 9 wesentlich
kleineren Durchmesser hat und frei in die Speicherbohrung 6 hineinragt.
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Auf dem an der Wand 1 des Mahlbehälters befestigten Podest 10 ist
ein Lager 11 angeordnet, welches einen Exzenter 12 und eine Kurbel 13 drehbar abstützt.
Der Exzenter 12 ist üoer ein nicht näher dargestelltes Gabelgelenkstück 14 und ein
Illit Federn 15 ausgestattetes Zwischenstück 15 ntit dem erwähnten Hauptkolben 8
des Stufenkolbens 8,9 verbunden. Bei einer Drehung des Sxzenters 12 um die Mittelachse
des Lagers 11 vollführt der Stufenkolben 8,9 demnach einen tiub von der doppelten
Größe der Xxzentrizität des Sxzenters 12. Der iiub ist so bemessen, daß er etwas
großer
ist als der Durchmesser einer Mahlkugel 17.
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Auf dem Podest 10 ist außerdem mittels einer Halterung 18 ein Vorratsbehälter
19 für Mahlkugeln abgestützt, der um die waagerechte Schwenkachse 20 gekippt werden
kann. Zu einer derartigen periodisenen Bewegung des Vorratsbehälters 19 ist ein
am freien Ende angebrachtes Ansatzstück 21 gelenkig durch eine Koppelstange 22 mit
der bereits erwähnten Kurbel 13 verbunden. Bei Drehung der Kurbel 13 um die ltdittelachse
des Lagers 11 schwenkt der Vorratsbehälter 19 um die Dchwenkachse 20 auf undfab
und durchläuft dabei u. a. auch die gestrichelt eingezeichnete Kippstellung 19'o
An passender Stelle ist am boden 23 des Vorratsbehälters 19 ein Speiseschlaucn 24
angeschlossen, der andererseits mit der Speiseröhre 5 verbunden ist. Die Speiseröhre
5 mündet an der Stelle von oben kommend in die Speicherbohrung 6 ein, die jeweils
beim Sückhub des Schubkolbens 9 freigegeben wird.
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Die Grenze dieses freien Bereichs ist durch die Schneide eines Sicherungestiftes
25 bestimmt, die in die Speicherbohrung 6 hineinragt, wobei der Sicherungsstift
25 durch eine Blattfeder 26 federnd abgestütst ist.
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Gleichae-hsig mit der Speicherbohrung 6 erstreckt sich die Abschluß
bohrung 27 eines stückes 28 aus elastischem Werkstoff, welches zentrisch in den
Einsatz 3 eingesetzt ist. Der Durchmesser der Abschlußbohrung 27 ist etwas kleiner
als der Durchmesser einer ivlahltugel 17, so daß eine in der Abschlußbohrung 27
befindliche ivlahlkugel einen dichten Abschluß des Mahlraumes bildet.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Durch
Drehung des Exzenters 12 bewegt sich der Schubkolben 9 zusammen mit dem Hauptkolben
8 aus der in Figur 2 gezeichneten Lage nach rechts und gibt dabei etwas mehr Raum
in der Speicherbohrung 6 frei, als dem Platzbedarf einer Mahlkugel 17 entspricht.
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Aus der Speiseröhre 5 fällt daher die unterste Mahlkugel in die
Speicherbohrung
6, und die darüber liegenden iianlkugeln rücken nach. Ihre Bewegung kann egebenenfalls
durch Krummen und Strecken oes bpeisescillauens 24 beeinilußt werden.
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Wenn der Hauptkolben 8 und der Schubkolben 9 durch weitere Drehung
des Exzenters 12 wieder nach links geschoben werden, so schiebt der Schubkolben
9 die erzen aus der Speiseröhre 5 herabgefallene Mahlkugel bis unter die Schneide
des Sicherungsstiftes 25, der dabei federnd ausweichen kann. Gleichzeitig wird die
ganze Reihe von hintereinanderliegenden Mahlkugeln 17 nach links verschoben, so
dak eine lvlahlkugel, cie vorher die Abschlußbohrung 27 des elastischen Stückes
28 durchwandert hat, in den mahlraum der Rührwerksmühle abgegeben wird. Der dichte
Abschluß des Mahlraumes bleibt dbei jederzeit dadurch erhalten, daß mehrere Mahlkugeln
17 hintereinander in der Abschlußbohrung 27 des elastischen Stückes 28 liegen. Beispielsweise
kann der Durchmesser einer Mahlkugel t7 mit 4 mm und der Durchmesser der Abschlußbohrung
27 mit 3,9 mm ausgeführt sein. In der Regel werden fanrikneue Mahlkugeln nachgefüllt,
die zur Vermeidung von Rostbildung leicht eingefettet sind und infolge-dessen beim
Hub des Scnubkolbens leicht verschoben werden können. Beispielsweise kann etwa jede/Sekunde
eine frische Mahlkugel in den Mahlraum der Rührwerksmühle eingeführt werden. Das
Zwischenstück 16 mit den Federn 15 dient dabei zur Sicherheit für den Fall, daß
der Schubkolben 9 durch eine zersprungene Kugel oder dgl. in seiner Bewegung behindert
wird.
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Im vorliegenden Falle erfolgt dus Auf- und Abschwenken des Vorratsbehälters
19 mittels der Kurbel 13 und der Koppelstange 22 im gleichen Takt wie die Bewegung
des Stufenkolbens 8,9. Der Boden 23 des Vorratsbehälters 19 ist hier eben ausgeführt,
und die Einrichtung ist vorzugsweise so ausgelegt daß die Ablauföffnung für die
Kugeln, an die der Speiseschlauch 24 angeschlossen ist, bei jeder Schwenkung entweder
kurzzeitig freigelegt oder auch nur von einer einfachen Schicht von Mahlkugeln überrollt
wird.
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Es ist für die gleichmäßige Nachspeisung wichtig, die Mahlkugeln in
dem Vorratsbehälter 19 immer in Beweung zu halten. In der
einen
Lage wird der Speise schlauch 24 vorzugsweise etwas gedehnt und ilmt dabei eine
oder zwei Kugeln ulehr auf als normal. Anschliefend wird der Speiseschlauch 24 entlastet,
die Dehnung wird also aufgehoben, und- der Schlauch kann sich gegebenenfalls etwas
krümmen. Durch die Verkürzung wird unten eine Kugel aus dem Schlauch herausgequetscht
und in die Speiseröhre abgegeben.
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An die Stelle oss beschriebenen Kurbeltriebes mit dem schwingenden
Vorratsbehälter kann auch eine andere Speisevorrichtung treten, beispielsweise ein
Zuteilrad, ein geschlitztes drehbares Rohr und dgl..
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In jedem Palle kann mit der beschriebenen Einrichtung der Rührwerksmühle
während ihres Betriebes trotz inneren berdruckes laufend eine solche ISenge an frischen
Mahlkugeln zugeführt werden, wie durch Verschleiß von Xahlkugeln mit dem entnommenen
Mahlgut abgeführt wird. Dadurch wird auph Üei stark abrasivem Mahlgut eine gleichbleibende
kahlfeinheit erreicht, und Stillstandszeiten werden vermieden. Bei Regelung über
die Stromaufnahme des Antriebsmotors der Rührwerksmühle kann die S-achspeisung frischer
Mahlkugeln zeitweise unterbrochen werden, wenn die Stromaufnahme einen bestimmten
insert überschreitet. liach Rückgang der Stromaufnahme auf einen niedrimeren Wert
kann die Speisevorrichtung wieder zugeschaltet werden.
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Liste der Bezugsziffern zur Anmeldung V 58 "Verfahren und Vorrichtung
zum Feinmahlen und Dispergieren 1 Wand 2 Platte 3 Einsatz 4 hnschlußstück 5 Speiseröhre
6 Speicherbohrung 7 Führungen 8 Hauptkolben (8,9 Stufenkolben) 9 Schubkolben 10
Podest 11 Lager 12 Exzenter 13 kurbel 14 Gabelgelenkstück 15 Federn 16 Zwischenstück
17 1ahlkugel 18 Halterung 19 Vorratsbehälter (19' Kippstellung) 20 Schwenkachse
21 Ansatzstück 22 Koppelstange 23 Boden 24 Speiseschlauch 25 Sicherungsstift 26
Blattfeder 27 Abschlußbohrung 28 Elastisches Stück