DE2554389A1

DE2554389A1 - Geraet zum mahlen mittels sand

Info

Publication number: DE2554389A1
Application number: DE19752554389
Authority: DE
Inventors: Edward J Szkaradek
Original assignee: Morehouse Industries Inc
Current assignee: Morehouse Industries Inc
Priority date: 1974-12-04
Filing date: 1975-12-03
Publication date: 1976-07-08
Also published as: US3960331A; FR2293247A1; DE2554389B2; CA1078353A; BE836164A; GB1533562A; BR7508023A; JPS5182449A; FR2293247B1

Description

ΡΑΊ ENTANWA'Th

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.

Morehouse Industries, Inc. kn-mi-13

28.11.1975 Se/P

Gerät zum Mahlen mittels Sand

Die Erfindung betrifft ein Misch- oder Mahlgerät von der Art der Geräte zum Mahlen mittels Sand, die Teilchen in Flüssigkeiten zu einem hohen Grad der Feinheit zermahlen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte Anordnung für die Halterung und die Benutzung solcher Geräte zum Mahlen mittels Sand.

Das Mahlen mittels Sand ist ein bewährtes, praktisches, billiges, kontinuierliches und leistungsfähiges Herstellungsverfahren zu?feinen Verteilung von Teilchen in Flüssigkeiten, um glatte, gleichmäßig fein zerteilte Erzeugnisse herzustellen. Ein gutes Beispiel dafür ist die feine Zerteilung von Pigmentzusammenballungen in filmbildenden Stoffen. Das Verfahren ist für die Herstellung praktisch aller Arten von Oberflächenschichten mit schwierig einzuhaltenden Eigenschaften geeignet, einschließlich der Anstrichfarben für Autos, industrielle und architektonische Zwecke sowie für Häuser, desgleichen für eine Vielzahl von Tinten, Farbstoffen, Papierbeschichtungen, Chemikalien, Beschichtungen von Magnetbändern, Insektenvertilgungsmitteln und anderen Stoffen, bei denen das Mahlen bis zu einem hohen Grad der Feinheit erforderlich ist. Kurz, das Sandmahlen ist ein eingeführtes weit verbreitetes Verfahren zum Verarbeiten einer großen Vielfalt von Flüssigkeiten. ·

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Im typischen Arbeitsablauf beim Mahlen mittels Sand wird der zu bearbeitende Stoff oder Schlamm am Boden einer Arbeitskammer eingeführt und nach, oben durch ein zahlendes Medium hindurchgepumpt, das oft als Sand bezeichnet wird, obwohl es normalerweise eher ein in kleiner Körnung hergestellter Gries als Sand ist. In dem die Arbeitskammer bildenden Behälter befinden sieb Rotoren mim iiahlen des Scnlatsfiies während des Durchpumpens durch das Medium.

Gewöhnlich wurden Geräte zum Mahlen mittels Sand so hergestellt, daß ein einzelner Mahlbehälter an einer tragenden Säule befestigt wurde, die der Benutzer dann in seiner Produktiessstät^e am gewünschten Platz aufstellt· Ein Hersteller oder Vorarbeiter, der ein Gerät zum Mahlen mit Sand benützt, wird oft mehr als nur eine Sorte Schlamm haben, die er mit dem Gerät za bearbeiten wünscht. Z„B. könnte ein Hersteller von Anstrichfarben das Gerät dazu benützen wollen, Anstrichstoffe in verschiedenen Giimdfarisen zu verarbeiten. Ziemlich oft allerdings kolinen solche Produktionsabläufe nicht sehr lange fortgesetzt weräen«BIe Kosten für ein Gerät zura Mahlen mittels Sand sind so, daß es normalerweise nicht praktisch Ist, einfach ein weiteres Gerät für jede unterschiedliche Sorte von Schlamm zu kaufen, die der Benutzer vielleicht verarbeiten soohte. Stattdessen wird der Benutzer gewöhnlich den Behälter und die Pumpe sowie die Verbindungsleitungen, durch 4Ie der Stoff hindurchgeht, reinigen, bevor er die nächste Substanz verarbeitet. Die Beinigung nimmt beträchtliche Zeit in. Anspruch, etwa einen halben Tag oder mehr, und verursacht so ziexnliche Kosten für die Arlbeitskraft unä verlorene Herstellungszelt,

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Eine teilweise Lösung dieses Problems war die Benutzung sogenannter Austausohbehälter. Dabei wird, wenn ein bestimmter Verfahrensablauf beendet ist, der Behälter entfernt und ohne vollständige Reinigung aufbewahrt, bis die gleiche Art von Material wiederum verarbeitet wird. Dieses Vorgehen hat insofern einen Vorteil, daß&er verbleibende beträchtliche Teil des Gerätes zum Mahlen mittels Sand in dauerndem Gebrauch gehalten wird und der Benutzer nur einen Lagerbestand von Behältern halten muß · Auf diese Weise ist dieses Vorgehen vielleicht weniger aufwendig als einfach ein vollständiges neues Gerät zum Mahlen mit Sand zu kaufen. Andererseits sind mit der Entfernung eines Behälteis, mit dem Transport in den Lagerraum, und mit dem Wiedereinsetzen eines neuen Behälters doch ein ziemlicher Arbeitsaufwand sowie Kosten verbunden. Überdies ist es dann, wenn nicht das Gerät zum Pumpen des Schlammes durch den Behälter ebenso entfernt wird, was aber weitere Kosten verursachen würde, notwendig, die Pumpe und die Verbindungsleitungen zwischen Pumpe und Behälter sorgfältig zu reinigen.

Bei jeder der vorher genannten Lösungen muß genügend Bodenfläche für die bequeme Bedienung und Wartung des Gerätes einschließlich dem· Austausch von Behältern vorgesehen werden. Auch entstehen, wenn man die Behälter wechselt, zusätzliche Kosten für den zur Lagerung von nicht benutzten Behältern geeigneten Raum.

Im Hinblick auf die vorstehenden Darlegungen wurde gefunden, daß ein Bedürfnis für ein System besteht, das wirkungsvolleren Gebrauch der alles in allem für den Kauf, die Pflege und den Betrieb von Gerät zum Mahlen mittels Sand notwendigen Mittel

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macht, einschließlich der beim Betrieb auftretenden Kosten für die benötigte Bodenfläche. Entsprechend vorliegender Erfindung werden zwei oder mehr Behälter, wobei die bevorzugte Anzahl drei ist, um eine einzige tragende Säule eng herum gruppiert und mit Mitteln zum selbständigen Betrieb jedes der Geräte zum Mahlen mit Sand befestigt» Mit drei so befestigten Behältern wird die Kapazität des Gerätes verdreifacht, die Kosten jedoch nur etwa verdoppelt im Vergleich zu einem einzelnen Gerät. Ferner ist der Platzbedarf für den Betrieb der Einheit mit drei Behältern viel geringer als der für drei einzelstehende Geräte mit Behältern. Tatsächlich sind die Kosten so, daß es bei vielen Anwendungen praktisch ist, einen Behälter für eine einzelne Verarbeitungsart zu benützen, selbst dann, wenn die Verarbeitung nicht fortlaufend erfolgen kann, sondern häufig unterbrochen werden muß. Mit anderen Worten sind die Kosten für Gerät und den erforderlichen Platz so, daß es praktischer ist, einen Teil des Gerätes immer wieder einmal außer Tätigkeit zu setzen als das System gründlich zu reinigen oder einen Behälter abzunehmen und ihn irgendwo zu verstauen. Effektiv ist dies ein Gerät zum Mahlen mit Sand mit Ersatzbehältern, die, wenn sie nicht in Gebrauch sind, genau dort gelagert sind, wo sie das nächste Mal wieder gebraucht werden.

Ein anderer bedeutender Vorteil dieser engen Gruppierung bezieht sich auf die Mittel zum Antrieb der Rotoren in den Mahlbehältern. Mit einem herkömmlichen Gerät zum Mahlen mittels Sand, das einen einzigen Behälter und einen einzigen Antriebsmechanismus hat, ist es am wirtschaftlichsten, einen elektrischen Motor zu benützen, obwohl dies bei manchen zu verarbeitenden Stoffen ein komplett abgedichtetes System erfordert, um die Explosionsgefahr zu verringern, die wegen des elektrischen Motors besteht.

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Hydraulische Motoren vermeiden die elektrische Gefahr, jedoch ist es normalerweise nicht gut durchführbar, hydraulische Antriebskraft für ein einzelnes Gerät zum Mahlen mittels Sand zu verwenden. Dagegen ist es mit dem vorliegenden System gut möglich, einen besonderen hydraulischen Motor zum Antrieb jedes der Mahlbehälter zu verwenden, weil ein einzelner elektrischer Motor zum Antrieb einer Pumpe abseits von den brennbaren Dämpfen aufgestellt werden kann, die am Mahlgerät auftreten können. Die hydraulische Antriebskraft kann dabei an die hydraulischen. Motoren im Mahlgerät übertragen werden· Dies macht natürlich'ein abdichtendes Gehäuse am Mahlgerät überflüssig. Die Kosten für die erforderliche Antriebskraft von drei Mahlgeräten sind sehr viel geringer als die dreifachen Kosten, die bis jetzt für den Antrieb einzelner Mahlgeräte erforderlich waren. Überdies ist die Arbeitsweise sicherer.

Ein ähnlicher Vorteil ergibt sich im Zusammenhang mit den Mitteln zum Pumpen des Schlammes durch die Mahlbehälter. Geräte mit einzelnen Behältern verwenden gewöhnlich eine Schlammpumpe, die durch einen elektrischen Motor in einem abgedichteten Gehäuse angetrieben wird. ^Die Lösung mit drei Behältern kann einen hydraulischen Motor für jeden der Behälter zum Antrieb einer Schlammpumpe verwenden, wobei die unter Druck gesetzte Flüssigkeit für die hydraulischen Motor©] von einer durch einen elektrischen Motor angetriebenen Pumpe zur Verfügung gestellt wird, die abseits des Mahlgerätes aufgestellt ist. Auch dies macht ein abgedichtetes Gehäuse überflüssig.

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ORIGINAL INSPECTED

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Ein Vorteil der Anordnung mit hydraulischem Motor ist der, daß die Drehgeschwindigkeit der Mahlrotoren oder der Schlammpumpe leicht und bequem eingestellt werden kann, wogegen ein elektrischer Motor mit variabler Geschwindigkeit beträchtliche zusätzliche Kosten verursacht. Die Möglichkeit,die Rotorgeschwindigkeit und die Pumpengeschwindigkeit für einen bestimmten Verarbeitungsprozeß auf einen besten Wert zu bringen,ist sehr wünschenswert·

Ein weiterer Vorteil der engen Gruppierung ist der, daß , falls gewünscht, der zu verarbeitende Stoff bequem durch zwei oder drei der Behälter nacheinander gepumpt werden kann, in« dem der Auslaß eines Behälters mit dem Einlaß des benachbarten verbunden wird. Dies kann wirtschaftlicher erfolgen, als das Pumpen von begrenzten Mengen des Stoffes im Vorratsbehälter und das Wiederzurückleiten dieser begrenzten Mengen.

Bi den Zeichnungen ist ein Äusführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, Es zeigen

F±g* 1 eine perspektivische Ansicht eines Gerätes zum Mahlen mittels Sand,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Gerätes geoÄS Fig·!*

Fig. 5 eine schensatische Skizze zur Erläuterung des Platzbedarfes für drei der Einheiten des in Fig,l gezeigten neun Behälter zur Verfügung stenen,

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Pig, 4 eine Skizze zur Veranschaulichung des Platzbedarfes für neun Mahlbehälter

Pig. 5 eine schematische Darstellung von drei in Reihe geschalteten Behältern.

Das in Fig. 1 und 2 gezeigte Gerät zum Mahlen mittels Sand enthält eine zentrale Tragsäule oder einen Ständer 10, der an einer Grundplatte 11 befestigt ist.Der Ständer 10 hat einen rechtwinkligen Querschnitt mit linker,vorderer und rechter Seite 12, 13 und 14. Sandmahlbehälter 16, I7 und 18 sind an den Seiten 12, 13 und 14 des Ständers befestigt. Die Behälter werden dabei von jeweils zwei beabstandeten Rohrhaltern 20 unterstützt, die am Ständer angebracht sind. Die Behälter haben doppelte Wände mit einem Zwischenraum , der einen Kühlmantel für Wasser oder ein anderes geeignetes Kühlmittel bildet, das den Behälter auf einer gewünschten Temperatur hält. Innerhalb Jedes Behälters ist eine Reihe von Rotoren vorgesehen, von denen einige im Behälter 18 zu sehen sind und mit dem Bezugszeichen 22 versehen sind. Die Rotoren sind mit einer Welle 24 verbunden, die sich vertikal vom oberen Ende des Behälters erstreckt, und zwar durch ein Wellengehäuse 25 hindurch in ein Motorgehäuse 26, wo sie von einem hydraulischen Motor 28 angetrieben wird. Es ist zu beachten, daß ein besonderer hydraulischer Motor für jeden der Sandmahlbehälter vorgesehen ist· Die Motoren werden durch eine hydraulische Flüssigkeit angetrieben, die durch die Leitungen 27 und 29 von und zu einer entfernt angeordneten, schematisch gezeigten

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hydraulischen Pumpe 30 übertragen wird, die durch einen schematisch angedeuteten elektrischen Motor 3I geeigneter Größe angetrieben wird.

Jeder zylindrische Behälter ist außerdem mit einer besonderen Pumpe 32, 33 und 34 versehen, die unterhalb des Behälters angeordnet und vom zentralen Ständer getragen wird. Ebenso wie die Rotoren 22 werden die Pumpen 32, 33 und 34 durch hydraulische Motoren 35 angetrieben, die ihre Antriebskraft über hydraulischen Druck von einer entfernten Stelle beziehen, wobei die Notwendigkeit einer abgedichteten Einschließung für einen elektrischen Motor entfällt, wie sie für einzelne Behältereinheiten üblich ist. Die Motoren 35 und die Motoren 28 können bequem von derselben Kraftquelle betrieben werden.

Die Steuerungen für die hydraulischen Motoren sind nicht gezeigt, doch können sie bequem am zentralen Ständer entweder neben den Behältern oder an der Rückseite des Ständers angebracht werden. Die Rückseite des Ständers gewährt auch einen leichten Zugang zu den darin enthaltenen Bauteilen.

Für den Betrieb der Mahlgeräte wird jede Arbeitseinheit mit einem mahlenden Medium gefüllt und der zu verarbeitende Stoff mittels der Pumpen 32 bis 34 aufwärts durch den Behälter und nach außen durch das Ausflußrohr 36 am oberen Ende des Behälters gepumpt. Die Rotoren drehen sich natürlich während dieses Arbeitsablaufes, so daß die Pigmente oder andere Teilchen in dem Schlamm, der durch die Behälter gepumpt wird, fein gemahlen und verteilt werden.

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Die vielen Vorteile dieser praktischen Anordnung mit drei Behältern auf einem einzigen Ständer wurden oben bereits skizziert. Der mit diesen engen Gruppierungen von Behältern ersparte Raum im Vergleich zu der früher bekannten Anordnung mit einem Behälter pro Ständer kann besser unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 gewürdigt werden. Fig. 3 zeigt eine schematische Skizze mit drei der Strukturen der Fig. 1 und 2 , wie sie auf der Bodenfläche eines Benutzers angeordnet sein könnte. Wie ersichtlich stehen damit neun Bearbeitungsbehälter zur Verfügung. Der Platzbedarf für drei solche Einheiten mit neun Behältern gewöhnlicher Größe beträgt ungefähr 200 Quadratfuß (ca. 18,6 m ).

Dagegen veranschaulicht die Anordnung der Fig.4, wie neun Einheiten mit Je einem Behälter Je Stander mit dem gleichen freien Raum zwischen den Einheiten angeordnet sind. Das bedeutet, daß ungefähr zwei Fuß (60 cm) zwischen zwei Einheiten bei beiden Anordnungen und vier Fuß (1,2 m) breite Gänge entlang den Maschinenreihen ebenfalls bei beiden Anordnungen vorgesehen sind. Der Platzbedarf für die Anordnung gemäß Fig.4 beträgt 550 Quadratfuß (ca. 51»2qm). Daraus kann man ersehen, daß der Platzbedarf für die herkömmliche Anordnung ungefähr der dreifache der neuen Anordnung ist. Umgekehrt könnte man feststellen, daß eine einzige Einheit der früher bekannten Anordnung ungefähr ebensoviel Raum benötigt wie eine Einheit mit drei Behältern gemäß Fig. 3. Der platzsparende Vorteil der vorliegenden Erfindung ist daraus unmittelbar ersichtlich.

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Manchmal ist es erforderlich, den Schlamm oder das zu verarbeitende Erzeugnis nacheinander durch zwei oder mehr Behälter zu pumpen, um eine ganz außergewöhnliche Feinheit des Erzeugnisses zu erhalten. Dies kann mit den auf einem Ständer montierten Behältern bequem durchgeführt werden· Fig. 5 veranschaulicht scheraatisch einen Schlauch 40, der das Ausflußrohr J>6 des Behälters 16 mit dem Zulauf des Behälters 17 verbindet, ebenso wie die Verbindung des Ausflusses des Behälters 17 durch einen Schlauch 42 mit dem Zufluß 18. Die Verbindungen zu den Einlassen der Behälter 17 und 18 können die Schlammpumpen 33 und 34 umgehen, da die Pumpe 32 die Pumpkraft aufbringen kann. Sollte dagegen zusätzliche Pumpkraft erforderlich sein, können die Pumpen 33 und 34 in den Zufluß eingeschaltet werden.

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Claims

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Patentansprüche

Gerät zum Mahlen mittels Sand mit Mitteln zum Verarbeiten von Material in einem Behälter, der Sand oder ein anderes Mahlmedium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler hohler Ständer und eine Mehrzahl von besonderen zylindrischen Sandmahl-Behältern (16, I7 und 18) vorgesehen sind, die alle eine innere zylindrische Wand aufweisen und getrennt abnehmbar auf mehreren Seiten (12, I3, 14) außen an dem Ständer (10) gehalten werden, wobei sie um den Ständer (10) gruppiert sind, so daß eine Seite des Ständers (10) keinen Behälter trägt und für den Zugang zu seinem hohlen Inneren verfügbar ist, und daß ein Rotor (22) in jedem der Behälter (16, I7* 18) mit einer Antriebswelle (24) verbunden ist, die sich nach auswärts aus dem Behälter (16, 17, 18) erstreckt und daß an dem Ständer (10) Mittel (28) zum unabhängigen Antrieb jeder der Wellen (24) gehalten werden·
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß auf dem Ständer (10) Mittel (32, 33, 34) befestigt sind, die unabhängig voneinander durch jeden der Behälter (16, 17, 18) Material pumpen.
3, Gerät nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Antrieb der einzelnen Hotorantriebswellen (24) einen besonderen hydraulischen Motor (28) für jede Einheit enthalten, der am oberen Teil des Ständers befestigt ist, und daß die hydraulischen Motoren (28) mit einer abseits vom Gerät gelegenen Quelle von Druckflüssigkeit verbindbar sind·

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4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ständer (10) Mittel (32, 33, 34) angebracht sind, um unabhängig durch jeden der Behälter (16, 17,18) Material zu pumpen, und daß dabei diese Mittel (32, 33,34) an die gleiche Quelle angeschlossen sind, wie die hydraulischen Motoren (28) zum Antrieb der Rotorantriebswellen (24).
5· Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennze lehnet, daß drei Sandmahl-Behälter (16, I7, 18) vorgesehen sind, deren Jeder an einer von drei Selten des Ständers (10) befestigt ist.
6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Jeder Behälter (16, I7, 18) einen Flüssigkeitseinlaß und einen Flussigkeitsauslaß aufweist, wobei der Auslaß (36) eines Behälters (16, I7) mit dem Einlaß eines benachbarten Behälters (I7, 18) verbindbar ist, so daß Material nacheinander durch die Behälter (16, I7, 18) zur Verarbeitung geleitet werden kann«

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