DE2446341B2

DE2446341B2 - Trennvorrichtung zum trennen von mahlkoerpern und gemahlener suspension in einer ruehrwerksmuehle

Info

Publication number: DE2446341B2
Application number: DE19742446341
Authority: DE
Inventors: Vladislav Dipl.-Ing. Birsfelden; Kaspar Jan Dipl.-Ing. Muttenz; Bicik (Schweiz)
Original assignee: Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
Current assignee: Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
Priority date: 1973-09-28
Filing date: 1974-09-27
Publication date: 1976-02-12
Also published as: DE2446341C3; DE2446341A1; JPS5595873U; FR2245414A1; US3904133A; IT1022264B; NL7412344A; BE820471A; GB1486793A; FR2245414B1; BR7408051D0; JPS5064854A; CH564373A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung zun Trennen von Mahlkörpern und gemahlener Suspensior in einer Rührwerksmühle mit an den Innenraum dei Rührwerksmühle angrenzenden Trenngliedern, zwi sehen denen Spalte Tiit Abmessungen ausgebildet sind die den Durchtritt der Mahlkörper sperren.

Die Erfindung bezieht sich vor allem auf eim Trennvorrichtung für eine schneliaufende Rührwerks mühle, deren Mahlbehälter mit freien Mahlkörpen beschickt ist und auf einer Seite einen Stutzen für die kontinuierliche Mahlgutzufuhr aufweist, wobei die Trennvorrichtung zur Trennung der Mahlkörper von verarbeiteten Mahlgut auf einer anderen Seite de« Mahlbehälters angeordnet ist.

Es sind bereits verschiedene Ausführungen vor Trennvorrichtungen bekannt, die am Auslaß odei zwischen einzelnen Kammern einer Rührwerksmühle angeordnet sein können. Meistens wird ein Sieb oder eir Schlitzblech als Trennglied verwendet, bei dem die Löcher oder die Schlitze kleiner als die Mahlkörper sine (DT-PS 11 09 988, DT-PS 12 50 246).

Ein solches Trennglied ist zwar in seinem Aufbau seht einfach, neigt aber im Betrieb zum Verstopfen. Beiir Verarbeiten von mittel- und hochviskosen, nichtnewtonischen pseudoplastischen Suspensionen besteht an der Trennvorrichtung ein hoher Druckabfall und herrschen im Mahlbehälter entsprechend höhere Drucke.

Eine andere bekannte Trennvorrichtung (DT-PS 14 82 391) besteht aus einem stehenden und aus einem auf der Rührwelle befestigten rotierenden Ring, die zwischen sich einen Spalt freilassen. Der Spalt ist für kleinere Mahlkörper nur schwer genügend genau einstellbar, denn die Einstellgenauigkeit ist durch Lagerspiel und Schwingungen der Rühr welle begrenzt.

Das Mahlgut stellt fast immer eine nichtnewtonisehe pseudoplastische, thixotrope Flüssigkeit dar, deren Zähigkeit stark vom Schergradienten und der Rührzeit abhängig ist. Im Mahlbehälter is! die gemahlene Suspension durch eine intensive Rührwirkung verflüssigt. In der Nähe der Trennvorrichtung dagegen und besonders an der Oberfläche der Suspension können Zonen entstehen, in denen die Suspension nicht umgerührt wird und deswegen erstarrt. Im Gemisch mit den Mahlkörpern entsteht eine relativ feste Masse, die an der Trennvorrichtung stark haftet und einen hohen Durchströmungswiderstand aufweist. Ähnliche Bedingungen können sich auch im Inneren der Trennvorrichtung einstellen. In diesem Raum wird die Suspension nicht umgerührt und hat die Strömungsgeschwindigkeit geringe Werte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trennvorrichtung zu schaffen, die auch bei nicht newtonischen, pseudoplastischen, thixotropen Flüssigkeiten ohne überhöhten Strömungswiderstand eine Trennung der gemahlenen Suspension von den Mahlkörpern ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe ausgehend von einer

Trennvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch, daß die Trennvorrichtung einen Vibrator aufweist, mit dem wenigstens ein Trennglied in Vibrationsbewegung versetzbar isL

Durch die Vibrationsbewegung entsieht im Spalt oder in den Spalten zwischen den vibrierenden Trennglie-,jern und dem Gemisch Suspension-Mahlkörper im Inneren der Rührwerksmühle ein hoher Scher^radient Die Viskosität des Mahlgutes wird dadurch erniedrigt jo daß die Trennvorrichtung insgesamt einen kleinen Durchströmungswiderstand für die Suspension aufweist. Der Spalt bzw. die Spalte neigen nicht zum Verstopfen und können sehr eng sein, so daß auch kleine Mahlkörper von beispielsweise 0,1 bis 02, mm sicher abgetrennt werden. ,₅

Vorteilhafterweise ist zwischen zwei feststehenden Trennglifdern ein in Vibrationsbewegung versetzbares Trennglied angeordnet. Dadurch werden für hohe Durchflüsse der Suspension mehrere Spalte gebildet, die insgesamt einen vergrößerten Durchlaßquerschnitt und tinen kleineren Durchströmungsv/iderstand ergeben.

In einer Ausführungsform sind mehrere Vibratoren vorgesehen, mit denen alle Trennglicder in Vibrationskewegung versetzbar sind. Nebeneinander angeordnete Trennglieder weisen vorzugsweise unterschiedliche Vibrationsfrequenz und/oder Vibralionsrichiung und/ oder Vibrationsamplitude auf. Die Amplitude liegt vorteilhaft zwischen 0,1 und 5 mm, die Frequenz twischen 50 und 20 000 Hz. Beide werden zweckmäßig nach Größe und spezifischem Gewicht der Mahlkörper towie nach der durchströmenden Menge und der Viskosität der Suspension gewählt.

Bevorzugt sind die Trennglieder flach und weisen Stirnseiten auf, zwischen denen die Spalte ausgebildet Sind.

In einer solchen Ausführungsform sind die Trennglietler als ein Stapel übereinander angeordneter ringförmiger Platten ausgebildet, deren unterste, am weitesten in die Rührwerksmühle einragende eine geschlossene Fläche aufweist, und sind die Platten mit Befestigungsgliedern abwechselnd an einer mit dem Vibrator verbundenen Stange und an einem starren, an der Rührwerksmühle befestigten Rahmenteil der Trennvorrichtung befestigt, wobei die im Inneren der Trennvorrichtung angeordneten Befestigungsglicder Durchlässe in axialer Richtung des Stapels aufweisen. Zusätzliche Vorteile dieser Ausführungsform sind ihre einfache Konstruktion, ihre lange Lebensdauer und die einfache Einstellbarkeit der Spaltweite, beispielsweise durch Zwischenlegen von Scheiben zwischen die Befestigungen der nicht beweglichen Trennglieder.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Tr«?nnglieder als in einer Ebene angeordnete Platten ausgebildet, deren innere und äußere Umfangsflächen die Spalte begrenzen.

Bei einer Ausführungsform ist ein Trennglied als Lochplatte ausgebildet und sind in den Löchern entsprechend geformte, weitere plattenförmige Trennglieder angeordnet.

Die Trennglieder können auch als ein Satz konzentrischer ringförmiger Platten ausgebildet sein.

Vorteilhafterweise sind die Platten insgesamt kreisförmig, oval oder viereckig.

Auf den vibrierenden Trenngliedern sind vorteilhafterweise zum Innern der Trennvorrichtung gerichtete Rühransätze angebracht. Damit wird eine sichere Verflüssigung der Suspension sowie die Reinigung exponierter Innenräume der Trennvorrichtung erreicht Bei allen geschilderten Ausführungsformen bewirken die Vibrationsbewegungen der Trennglieder zusätzlich eine Erhöhung der Leistung der Rührwerksmühle. Das Rührwerk bewirkt die primären Zusammenstöße der Mahlkörper, die sich im ganzen Innenraum der Rührwerksmühle bewegen. Durch die Vibration der Trennglieder entstehen sekundäre Zusammenstöße. Die sich bewegenden Mahlkörper stoßen durch diese Vibrationen verstärkt zusammen; es vermehrt sich die Stoßzahl zwischen den Mahlkörpern, die Mahlleistung steigt

Die Trennvorrichtung kann in der Rührwerksmühle außerhalb der eigentlichen Rührzone angeordnet sein. wodurch die Abnutzung der Trennvorrichtung vermindert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 verschiedene Anordnungen einer Trennvorrichtung an einer Rührwerksmühle,

Fig. 4 bis 6 Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen der Trennvorrichtung.

Fig. 7 eine Aufsicht auf Trennglieder einer weiteren Ausführungsform einer Trennvorrichtung,

Fig.8 einen Querschnitt gemäß der Linie 8-8 in H ig. 7,

Fig.9 eine Aufsicht auf Trennglieder einer anderen Ausführungsform der Trennvorrichtung,

Fig. 10 einen Querschnitt gemäß der Linie 10 in F ig. 9,

Fig. 11 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Trennvorrichtung,

Fig. 12 einen Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform der Trennvorrichtung,

Fig. 13 einen waagerechten Schnitt längs der Linie 13-13in Fig. 12,

Fig. 14 einen Querschnitt durch eine nochmals abgeänderte Ausführungsform der Trennvorrichtung,

Fig. 15 einen waagerechten Schnitt durch die Trennvorrichtung längs der Linie 15-15 in F i g. 14.

In Fig. 1 bis 3 weist eine insgesamt mit 20 bezeichnete Rührwerksmühle einen Behälter 22 auf. in den durch einen Einfüllstutzen 24 Mahlgut eingefüllt wird. Das Mahlgut wird im Behälter 22 gemahlen dispergiert, homogenisiert oder emulgk-rt. Als Mahlgui können mikrobiale, organische oder anorganische Suspensionen verwendet werden. Im Behälter 22 ist mil einem dichten und gegen Berührung mit dem Mahlgui geschützten Lager 26 ein Rührwerk 28 drehantreibbar gelagert

An dem vom Einfüllstutzen 24 abgewandten Ende weist der Behälter 22 einen weiteren Stutzen 30 auf. dei in einem Flansch 32 endet, an dem eine Grundplatte 34 einer insgesamt mit 36 bezeichneten Trennvorrichtung befestigt ist.

Die Trennvorrichtung 36 weist einen Auslaßstutzer 38 zur Abgabe der gemahlenen Suspension auf.

Bei der Ausführungsform der Rührwerksmühle gemäß Fig. 1 liegt der Rehälter 22 und ist di( Trennvorrichtung 36 senkrecht eingesetzt, bei dei Ausführungsform gemäß der Fig. 2 steht der Behältei 22 und ist die Trennvorrichtung 36 in den schräg angeordneten Stutzen 30 eingesetzt und bei de: Ausführungsform gemäß F i g. 3 schließlich liegt de Behälter 22 ebenfalls; der Stutzen 30, in den di( Trennvorrichtung 36 senkrecht eingesetzt ist, ist hie jedoch über Rohre mit dem Behälter 22 verbunden, s( daß das Mahlgut die Trennvorrichtung 36 umströmt.

Die in Fig.4 dargestellte Ausführungsform der Trennvorrichtung 36 weist insgesamt drei übereinander angeordnete Trennglieder 40,42, 44 auf, von denen die beiden oberen ringförmig sind und das unterste eine geschlossene Platte mit einem Ringwulst ist. Das Trennglied 40 ist unmittelbar an der Grundplatte 34 befestigt, das unterste Trennglied 44 ist über nicht dargestellte Befesligungsglieder, die innerhalb oder außerhalb der Trennvorrichtung angeordnet sein können, mit dem Trennglied 40 verbunden. Das mittlere Trennglied 42 ist über Verbindungsglieder 46 an einer Stange 48 befestigt. Die Verbindungsglieder 46 sind im hier dargestellten Ausführungsbeispiel innerhalb der Trennvorrichtung angeordnet und weisen axiale Durchlässe 47 für die abgetrennte Suspension auf. Die Stange 48 erstreckt sich durch einen flexiblen Balg 50 hindurch und ist an einen Vibrator 52 angeschlossen. Anstelle des Balges 50 könnte auch eine Stopfbüchse, eine Lippendichtung oder ein ähnliches Dichtungselement verwendet werden. Der Vibrator 52 ist mittels eines Trägers 54 auf der Grundplatte 34 befestigt und kann beispielsweise einen Anker, an dem die Stange 48 befestigt ist, und eine Spule enthalten, bei deren Beaufschlagung mit Wechselstrom der Anker eine oszillierende Bewegung ausführt.

Bei Inbetriebsetzung des Vibrators 52 wird die Stange 48 und damit das Trennglied 42 in vibrierende Bewegung versetzt. Zwischen den Stirnflächen der ringförmigen Trennglieder 40, 42, 44 ausgebildete Spalte 56 verändern dabei periodisch ihre Größe. In F i g. 4 ist gemäß dem Pfeil 58 die Vibrationsbewegung linear und von oben nach unten gerichtet, es könnte aber auch ein Vibrator gewählt werden, der dem Trennglied 42 eine waagerechte oder eine kreissegmentförmige Vibrationsbewegung mitteilt. Statt der Ringform können die unbeweglichen oder die vibrierenden oder alle Trennglieder eine quadratische, rechteckige oder andere Form aufweisen.

Im Betrieb der Rührwerksmühle 20 strömt das zerkleinerte Mahlgut in Form einer Suspension durch die Spalte 56 hindurch und verläßt die Trennvorrichtung 36 durch den Auslaßstutzen 38. Weil die Spalte 56 kleiner sind als die in der Rührwerksmühle verwendeten Mahlkörper, werden die Mahlkörper zurückgehalten und vom Mahlgut getrennt

Falls ein größerer Durchströmquerschnitt benötigt wird, kann die Trennvorrichtung gemäß Fig.5 ausgebildet sein. Diese unterscheidet sich von F i g. 4 nur dadurch, daß mehrere vibrierende Trennglieder 42 über Verbindungsglieder 46 mit dem Vibrator 52 verbunden sind und daß entsprechend mehr nichtbewegliche Trennglieder 60 vorgesehen sind. Der Vibrator 52 dieses Ausführungsbeispieles ist gegenüber Fig.4 um 90° verdreht, die Stange 48 weist einen Knick von 90° auf, so daß die vibrierenden Trennglieder 42 eine gemäß dem Pfeil 62 waagerechte Vibrationsbewegung ausführen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig.6 ist ein Spalt 56' zwischen dem direkt an der Grundplatte 34' befestigten ringförmigen Trennglied 40 und einem in einer Aussparung des Trennglieds 40 angeordneten, entsprechend plattenförmigen Trennglied 64 ausgebildet, das über die Stange 48 an den Vibrator 52 angeschlossen ist. Die Grundplatte 34' dieser Ausführungsform ist im Bereich über dem Trennglied 64 nach oben ausgehöhlt.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 7 und 8 ist. versuchen mit Fig.6. für größere Durchflußmengen geeignet, da das an der Grundplatte 34' befestigte Trennglied 66 als Lochplatte ausgebildet ist, in der den Löchern entsprechend geformte Trennglieder 68 vibrieren, die über Verbindungsglieder 46 gemeinsam an die Stange 48 des Vibrators 52 angeschlossen sind.

Bei eimer weiteren Ausführungsform der Trennvorrichtung gemäß Fig. 9 und 10 sind die ortsfesten Trennglieder 70 als konzentrische Ringe ausgebildet, die über Verbindungsglieder 46' starr miteinander verbunden sind und zwischen denen ebenfalls als konzentrische Ringe ausgebildete vibrierende Trennglieder 72 angeordnet sind, die über Verbindungsglieder 46 mit der Stange 48 des Vibrators 52 verbunden sind.

Die Trennvorrichtung gemäß F i g. 11 weist zwei vibrierende plattenförmige Trennglieder 74, 76 auf, die zwischen sich den Spalt 56 bilden. Das Trennglied 76 ist über die Stange 48 an einen Vibrator 52 angeschlossen, das Trennglied 74 ist über eine Halterung 78 an einen weiteren Vibrator 52' angeschlossen, so daß den beiden Trenngliedern 74,76 hinsichtlich der Amplitude ur.d der Frequenz unterschiedliche Vibrationsbewegungen erteilt werden können. Die Grundplatte 34' dieser Ausführungsform weist mehrere Bälge 50 zur Durchführung der Stange 48 bzw. der Halterung 78 auf. Diese Ausführungsform wird vorzugsweise hochviskose Suspensionen, wie z. B. Druckfarben verwendet.

Die in Fi g. 12 und 13 dargestellte Trennvorrichtung weist ein plattenförmiges inneres Trennglied 80 und zwei mittels Schrauben 82 miteinander verbundene äußere Trennglieder 84 und 86 auf. Das innere Trennglied 80 weist sechs Rühransätze 88 auf und ist mit einer Welle 90 fest verbunden, die in zwei Lagern 92 radial und axial festgelegt ist. Eine Büchse 94. die mit Rippen 95 auf der Grundplatte 34 befestigt ist, ermöglicht eine Drehbewegung der äußeren Trennglieder 84,86, die gegenüber der Grundplatte 34 mit einer elastischen Membran 96 und Ringen 97 abgedichtet sind. Ein Vibrator 52, der über ein Gehäuse 98 und eine damit fest verbundene Hülse 98' mit den äußeren Trenngliedern 84, 86 starr verbunden ist, erzeugt Torsionsvibrationen mit einer Frequenz von 20 bis 20 000 Hz und mit einer Umfangsamplitude von 0,1 bis 5 mm. Ein mit dem Vibrator 52 fest verbundener Vibrator 52' erzeugt Torsionsvibrationen mit einer kleinen Frequenz von 0,01 bis 100 Hz und einer großen Winkelamplitude von 5 bis 90°. Die beiden, von den Vibratoren 52 und 52' erzeugten kreisbogenförmigen Bewegungen addieren sich und die resultierende Bewegung wird von der Welle 90, die mittels einei Stopfbuchse 99 abgedichtet ist, auf das inner« Trennglied 80 übertragen. Ein elastisches Verbindungs element 100 zwischen dem Gehäuse 98 und den Ripper 95 dient zur Begrenzung der Bewegung, die de Vibrator 52 dem Gehäuse 98 und den äußerei Trenngliedern 84 und 86 erteilt.

Die beschriebene Trennvorrichtung hat den Vortei daß bei ihr der zwischen den schnell vibrierende Trenngliedern 80,84,86 gebildete Spalt zusätzlich duFC die langsame Torsionsbewegung des inneren Trenr glieds 80 gereinigt wird. Die Rühransätze 88 Und 8 bewirken im Innenraum der Trennvorrichtung ei intensives Rühren und in den Spalten 56 hydrodynam sehe Stöße, die eine verstopfungsfreie Funktion d< Gerätes gewährleisten.

Die in Fi g. 14 und 15 dargestellte Trennvorrichtur weist ein äußeres ringförmiges Trennglied 102, e inneres plattenförmiges Trennglied 103 und e dazwischen angeordnetes, ringförmiges Trennglied H

auf, das durch drei Speichen 105 mit der Welle 90 verbunden ist. Das äußere Trenngl icd 102 ist mit einem Rineansat/ 106 und drei Rühr:*nsäi/cn 107 verschen, an denen das innere I rennglied It J befestigt ist. Ansonsten gleichen die Befestigungen und der Vibrationsaruricb dieser Ausführungsform der in 1 ig. 12 und IJ dargstellten Ausführungsform.

Beide letztgenannten Ausführungsformen können auch mit nur einem Vibrator betrieben werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trennvorrichtung zum Trennen von Mahlkörpern und gemahlener Suspension in einer Rührwerksmühle, mit an den Innenraum der Rührwerksmühle angrenzenden Trenngliedern, zwischen denen Spalte mit Abmessungen ausgebildet, sind, die den Durchtritt von Mahlkörpern sperren, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (36) einen Vibrator (52, 52') aufweist, mit dem wenigstens ein Trennglied (42; 64; 68; 72; 74, 76; 80, 84, 86; 102, 103,. 104) in Vibrationsbewegung versetzbar ist

2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei feststehenden Trennglkdem (40,44; 66; 70) je ein in Vibrationsbewegung versetzbares Trennglied (42; 64; 68; 72) ■ ngeordnet ist.

3. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vibratoren (52, 52') vorgesehen sind, mit denen alle Trennglieder (74,76; •0, 84, 86; 102, 103, 104) in Vibrationsbewegung versetzbar sind.

4. Trennvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nebeneinander angeordnete Trennglieder (74, 76; 80, 84, 86; 102, 103, 104) unterschiedliche Vibrationsfrequenz und/oder -richtung und/oder -amplitude aufweisen.

5. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 3a bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennglieder (40, 42, 44; 74, 78; 80, 84, 8S) flach sind und Stirnflächen aufweisen, zwischen denen die Spalte (56) ausgebildet sind.

6. Trennvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennglierier (40,42,44,60) •Is ein Stapel übereinander angeordneter ringförmiger Platten ausgebildet sind, deren unterste (44), am Weitesten in die Rührwerksmühle einragende eine

eschlossene Fläche aufweist, und die Platten mit efestigungsgliedern (46) abwechselnd an einer mit dem Vibrator (52) verbundenen Stange (48) und finer starren, an der Rührwerksmühle befestigten Crundplatte (34) der Trennvorrichtung (36) befestigt lind, wobei die im Inneren der Trennvorrichtung ingeordneten Befestigungsglieder (46) Durchlässe (47) in axialer Richtung des Stapels aufweisen.

7. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 |>is 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennglieder (66, 68; 70, 72; 102, 103, 104) als in einer Ebene ingeordnete Platten ausgebildet sind, deren innere lind äußere Umfangsflächen die Spalte (56') begrenzen.

8. Trennvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trennglied (66) als Lochf»latte ausgebildet ist und in den Löchern entsprechend geformte weitere plattenförmige Trennglie-4er (68) angeordnet sind.

9. Trennvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennglieder (70,72) als ein Satz konzentrischer ringförmiger Platten ausgebildet sind.

10. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennglieder insgesamt kreisförmige, ovale oder viereckige Platten sind.

1 !.Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem oder den Vibratoren (52, 52/') den Trennglieden mitgeteilte Vibrationsbewegung geradlinig und, oder kreissegmentförmig ist.

12. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß auf der vibrierenden Trenngliedern (80,84,86; 102,103,104 zum Inneren der Trennvorrichtung gerichtete Rühransätze (88,89; 107) angebracht sind.