DE2627294A1

DE2627294A1 - High output colloid grinder unit - has rotor or stator as plain disc with complementary part fitted with teeth

Info

Publication number: DE2627294A1
Application number: DE19762627294
Authority: DE
Inventors: Bertold Ing Grad Grieser
Original assignee: Probst & Class & Co GmbH
Current assignee: Grieser Berthold Ing(grad) 6840 Lampertheim
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1976-06-18
Publication date: 1977-12-29
Also published as: DE2627294C2

Abstract

The shaft (12) is vertical and operates in housing (11). The shaft carries rotor (13) rotating at some distance from stator (14). The shaft carries also centrifugal impeller (15). Between stator inside dia. and shaft outside dia. ring-shaped feed inlet (16) is provided continuing radially outwards in the shape of a gap (17) of decreasing size. During the operation the raw material is fed directly or suspended in a fluid into the inlet hopper (34). Impeller (15) conveys the material under pressure into the ring shaped gap (16) and further towards the gap (17), where the solid particles are ground up and leave the grinder through outlet gap (18).

Description

Mahlsatz für Kolloidmühlen etc. Grinding set for colloid mills etc.

Die Erfindung betrifft einen Mahlsatz für Kolloidmühlen etcO, bei dem ein in Form einer Scheibe ausgebildeter Rotor in geringem Abstand vor einem als Teil des Mühlengehäuses feststehenden bzw.The invention relates to a grinding set for colloid mills, etc. a rotor designed in the form of a disk at a small distance in front of a fixed resp. as part of the mill housing

entgegengesetzt laufenden Stator dreht und etwa quer oder tangential zur Drehrichtung Verzahnungen auf den einander zugekehrten Flächen von Rotor und Stator angeordnet sind.oppositely running stator rotates and roughly transversely or tangentially To the direction of rotation, gears on the facing surfaces of the rotor and Stator are arranged.

Bei den bekannten Kolloidmühlen ist der Rotor im allgemeinen als ein sich nach oben verjüngender Kegel ausgebildet, welcher in einem entsprechend geformten Stator sich meist mit vertikaler Achse dreht. Das Mahlgut wird meist von oben zugeführt und durch die Zentrifugalkraft in den Spalt zwischen Rotor und Stator gepresst und dort dem sich verengenden Arbeitsspalt zugeführt.In the known colloid mills, the rotor is generally as a upwardly tapering cone formed, which in a correspondingly shaped The stator usually rotates with a vertical axis. The regrind is usually fed in from above and pressed by centrifugal force into the gap between rotor and stator and there fed to the narrowing working gap.

Dieser Arbeitsspalt hat im allgemeinen eine Dicke von etwa 500 Zur Verbesserung des Durchsatzes und der Mahlwirkung sind die einander zugekehrten Flächen von Rotor und Stator mit einer Verzahnung versehen, für die komplizierte Anordnungen, beispielsweise eine Schrägverzahnung, eine Kreuzverzahnung etc., entwickelt wurden. Die Herstellung dieser Verzahnungen ist sehr aufwendig und bringt trotzdem nur einen relativ geringen Durchsatz. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnungen besteht darin, das£ wegen der relativ geringen Geschwindigkeit im Mahlspalt oder Arbeitsspalt vom Einlauf zum Auslauf die Temperatur des Mahlgutes relativ stark ansteigt, was in vielen Fällen zu einer beeinträchtigung des Mahlgutes führt. Ausserdem hat es sich herausgestellt, dass in vielen Fällen der Austrag aus der Mühle nicht einwandfrei funktioniert, weil sich das Mahgut am Auslauftrichter festhängt und dort den weiteren Ablauf des nachfolgenden Mahlguts behindert.This working gap generally has a thickness of about 500 μm The surfaces facing each other improve the throughput and the grinding effect of rotor and stator provided with a toothing, for the complicated arrangements, for example, helical gearing, cross gearing, etc., have been developed. The production of these gears is very complex and still only brings one relatively low throughput. There is another disadvantage of these known arrangements therein, the £ because of the relatively low speed in the grinding gap or working gap from the inlet to the outlet the temperature of the grist increases relatively sharply, which in many cases leads to an impairment of the grist. It also has it turned out that in many cases the discharge from the mill does not work properly because the material to be ground is stuck to the discharge funnel and there hinders the further flow of the subsequent grist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Mühlen zu vermeiden und darüberhinaus den Durchsatz bei den Kolloidmühlen zu erhöhen, aber gleichzeitig die Mahlung zu verbessern.The present invention is therefore based on the problem of the disadvantages of the known mills and, moreover, the throughput of the colloid mills to increase, but at the same time to improve the grind.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass ein Teil -Rotor oder Stator- eine glatte Scheibe ist und der andre Teil als Mahlscheibe eine Verzahnung trägt, dass der Abstand zwischen der glatten Scheibe und der Mahlscheibe bzw0 dem Nutengrund der Verzahnung auf der Mahlscheibe in radialer Richtung nach aussen abnimmt, ohne dass sich die beiden Scheiben berühren, und dass am Auslauf eine Feinverzahnung der Normalverzahnung nachgeschaltet ist.The solution to the problem is that a part - rotor or stator - is a smooth disk and the other part has a toothing as a grinding disk, that the distance between the smooth disc and the grinding disc or the bottom of the groove the toothing on the grinding disk decreases outward in the radial direction without that the two discs touch each other and that there is a fine toothing at the outlet the normal toothing is connected downstream.

Vorteilhaft trägt der Rotor die Verzahnungen und dreht sich mit einer Drehzahl von etwa 700 - 5000 U/min.The rotor advantageously carries the teeth and rotates with one Speed of about 700 - 5000 rpm.

Zweckmässig wird die Feinverzahnung von einer Ringfläche definnierter Rauhtiefe gebildet.The fine toothing is expediently more defined by an annular surface Surface roughness formed.

Der Vorteil dieser Ausbildung eines Mahlsatzes besteht vor allem darin, dass der Durchsatz wesentlich erhöht wird, obwohl die Korngrösse des gemahlenen Gutes nicht darunter leidet, sondern gleichbleibend ist. Infolge des erhöhten Durchsatzes erwärmt sich das Mahlgut im Arbeitsspalt nicht so hoch, was zu einer Schonung des Mahlgutes führt. Ausserdem lässt sich ein solcher erfindungsgemässer Mahlsatz erheblich einfacher herstellen, da die Rauhtiefe einer glatten Scheibe recht einfach herzustellen ist und die Mahlscheibe keine besonders komplizierte Verzahnungen benötigt, sondern mit an sich bekannten einfachen Verzahnungen ausgerüstet sein kann. Trotzdem ergibt sich, dass mit einer Mühle mit dem erfindungsgemässen Mahlsatz ein wesentlich höherer Durchsatz erreicht werden kann, was einen erheblichen technischen Fortschritt darstellt.The main advantage of this design of a grinding set is that that the throughput is significantly increased, although the grain size of the ground Good does not suffer from it, but remains the same. As a result of the increased throughput the grist does not heat up as much in the working gap, which saves the Grist leads. In addition, such a grinding set according to the invention can be considerably reduced Easier to manufacture, since the surface roughness of a smooth disk is quite easy to manufacture is and the grinding disc does not require any particularly complicated teeth, but can be equipped with simple toothing known per se. Still results that with a mill with the grinding set according to the invention a significantly higher Throughput can be achieved, which represents a significant technical advance.

In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und zwar zeigt : Figur 1 einen Querschnitt durch die Hälfte einer Mühle, Figur 2 eine Draufsicht auf einen Rotor mit Verzahnung, Figur 3 einen vergrösserten Schnitt durch einen Rotor und Stator Figur 4 einen Schnitt durch einen Rotor und Stator mit anderer Ausbildung der Verzahnung.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings shown and that shows: Figure 1 shows a cross section through the Half of a mill, Figure 2 is a plan view of a rotor with teeth, Figure 3 shows an enlarged section through a rotor and stator; FIG. 4 shows a section by a rotor and stator with a different design of the toothing.

Nach Figur 1 ist im Gehäuse 11 der Mühle mit einer vertikalen Welle 12 ein Rotor 13 drehbar mit der Welle 12 gelagert. Ein mit dem Mühlengehäuse verbundener Stator 14 ist oberhalb des Rotors 13 befestigt. Auf der Welle 12 ist ausserdem noch ein Kreiselrad 15 befestigt, welches sich mit der Welle 12 dreht. Der Stator 14 lässt zwischen sich und der Welle 12 einen Einlauftrichter 16 frei, welcher sich in den zwischen Rotor und Stator gebildeten Spalt 17 fortsetzt. Am äusseren Ende dieses Spaltes ist der Auslauf 18.According to Figure 1 is in the housing 11 of the mill with a vertical shaft 12 a rotor 13 rotatably mounted with the shaft 12. One connected to the mill housing Stator 14 is fastened above rotor 13. There is also still on shaft 12 an impeller 15 is attached, which rotates with the shaft 12. The stator 14 can free an inlet funnel 16 between itself and the shaft 12, which in the gap 17 formed between the rotor and stator. At the outer end of this gap is the outlet 18.

Nach Figur 2 ist der Rotor 13 eine Scheibe, welche auf der dem Stator zugewandten Seite eine aus tangential zur Drehrichtung angeordneten Nuten 19 bestehende Verzahnung trägt.-Die Nuten 19 enden nach aussen in einer Ringfläche einer Feinverzahnung 20.According to Figure 2, the rotor 13 is a disk which is on the stator facing side consisting of grooves 19 arranged tangentially to the direction of rotation Toothing carries.-The grooves 19 end outwardly in an annular surface of a fine toothing 20th

Zur Befestigung auf der (nicht dargestellten) Welle ist eine Mittelbohrung 21 mit einem Keilverschluss 22 angebracht.A central hole is provided for attachment to the shaft (not shown) 21 attached with a wedge lock 22.

Nach Figur 3 ist die die Verzahnung tragende Fläche 23 leicht nach aussen abfallend ausgebildet, wobei die entsprechende glatte Fläche 24 des Stators 14 ebenfalls geneigt ist, aber einen Winkel besitzt, der sich um wenige Grade vom Winkel der Fläche 23 des Rotors unterscheidet, sodass ein sich nach aussen in Richtung auf den Auslauf 18 verjüngender Spalt 17 entsteht. Am äusseren Ende dieses Spaltes 17 etwa im Bereich der Feinverzahnung 20 besitzen Rotor 13 und Stator 14 einen Abstand von etwa 500 Die Verzahnung wird von den Nuten 19 gebildet, welche etwa in der Feinverzahnung28nden. Die Konstruktion der Mühle ist so gewählt, dass sich die Flächen 23 und 24 an keiner Stelle berühren.According to FIG. 3, the surface 23 bearing the toothing is slightly behind formed sloping on the outside, the corresponding smooth surface 24 of the stator 14 is also inclined, but has an angle which is a few degrees from Angle of the surface 23 of the rotor differs, so that one moves outwards in the direction on the outlet 18 tapering gap 17 is formed. At the outer end of this gap 17 approximately in the area of the fine toothing 20, the rotor 13 and the stator 14 are spaced apart of about 500 The toothing is formed by the grooves 19, which are roughly in the fine toothing. The construction of the mill is chosen so that the surfaces 23 and 24 are not on any Touch the spot.

Die glatte Fläche 24 besitzt dabei eine Rauhtiefe von etwa 2 - iooo,i. Im Bereich der Nuten 19 (siehe Figur 2) ist eine konzentrisch liegende Nut 25 angeordnet, lit der die Qualität der Mahlung verbessert werden kann, da sich in dieser konzentrischen Ringnut aus dem dynamischen ein statischer Druck (Hochdruck) bildet, der sich für den nachfolgenden Durchsatz im feinverzahnten Bereich leistungssteigernd auswirkt.The smooth surface 24 has a surface roughness of about 2 - iooo, i. In the area of the grooves 19 (see Figure 2) a concentrically located groove 25 is arranged, lit which the quality of the grind can be improved, since in this concentric Ring groove a static pressure (high pressure) forms from the dynamic pressure, which is used for the following Throughput in the fine-toothed area increases performance.

In Figur 4 ist eine andere Ausbildung des Spaltes zwischen Rotor 26 und stator 27 dargestellt. Die beiden Flächen 28 und 29 liegen in dieser Ausführungsform parallel einander gegenüber mit einem Abstand von weniger als 400 . Die Verzahnungsnuten 30, deren Form, Lage und Anzahl etwa der Verzahnung nach Figur 2 gleicht, sind dabei so ausgebildet, dass sie von innen nach aussen zum Auslauf 31 ansteigen, sodass jede Nut 30 mit der Fläche 29 des Stators 27 einen sich nach aussen zum Auslauf verengenden Spalt bildet. Im Bereich der Feinverzahnung 32 liegen die Flächenteile des Rotors 26 und des Stators 27 im wesentlichen parallel einander gegenüber mit einem Abstand von weniger als 400 ». In diesem Falle liegen die beiden Flächen 29 und 3o etwa waagerecht zur Drehachse 33 des Rotors. Die Fläche 29 des Stators 27 ist hierbei glatt mit definierter Rauhtiefe. Diese Scheibe kann beispielsweise durch ein lufgespritztes Metall, Metalloxid oder auch mit einem Sintermetallbelag oder einem anderen verschleiss festen Auftrag oder Belag versehen sein. Diese Fläche 29 trägt aber in keinem Falle eine Verzahnung, wenn auch zur Strömungsstörung einzelne Radialnuten geringer Tiefe vorgesehen sein können.FIG. 4 shows a different design of the gap between the rotor 26 and stator 27 shown. The two surfaces 28 and 29 are in this embodiment parallel to each other with a distance of less than 400. The serration grooves 30, the shape, position and number of which is roughly the same as the toothing according to FIG. 2, are included designed so that they rise from the inside to the outside to the outlet 31, so that each groove 30 with the surface 29 of the stator 27 opens outwards to the outlet narrowing gap forms. The surface parts lie in the area of the fine toothing 32 of the rotor 26 and the stator 27 are substantially parallel to each other with opposite a distance of less than 400 ». In this case, the two surfaces 29 are located and 3o approximately horizontal to the axis of rotation 33 of the rotor. The surface 29 of the stator 27 is smooth with a defined surface roughness. This disc can for example by an air-sprayed metal, metal oxide or with a sintered metal coating or another wear-resistant coating or coating. This area However, in no case does 29 have a toothing, albeit individual ones to disrupt the flow Radial grooves of small depth can be provided.

Bei der Benutzung einer solchen Mühle wird das ungemahlene Gut direkt oder in einer Flüssigkeit suspendiert in den Einführtrichter 34 (Figur 1) eingefüllt, vom Kreiselrad 15 in den Spalt 16 zwischen Stator 14 und Welle 12 gedrückt und fliesst von da aus in den Spalt 17, wo die festen Körner oder der feste Anteil der Suspension zerkleinert wird. Der Rotor 13 dreht sich dabei mit etwa 3 ooo U/min. Am Austritt 18 fliesst dann das gemahlene Gut ab, in dem die Körner auf die gewünschte Grösse gebracht sind0 Mit dieser Mühle wird der Durchsatz erheblich verbessert, obwohl die Qualität der Mahlung gleich geblieben ist.When using such a mill, the unground material becomes direct or, suspended in a liquid, filled into the insertion funnel 34 (FIG. 1), pressed by the impeller 15 into the gap 16 between the stator 14 and shaft 12 and flows from there into the gap 17, where the solid grains or the solid part of the suspension is crushed. The rotor 13 rotates at about 3,000 rpm. At the exit The ground material then flows off in which the grains are reduced to the desired size 0 With this mill, throughput is vastly improved, though the quality of the grind has remained the same.

Es sind selbstverständlich relativ viele Möglichkeiten der Andere ungen denkbar. So kann z.B. die Verzahnung am feststehenden Stator angeordnet werden und der Rotor kann als glatte Scheibe mit definierter Rauhtiefe ausgebildet sein. Wird aber eine Verzahnung auf dem Rotor angeordnet, so kann die Feinverzahnung ebenfalls als Ringfläche mit definierter Rauhtiefe ausgebildet werden, was eine erhebliche Verbesserung der Qualität der Mahlung ergibt.There are, of course, a relatively large number of possibilities for the other conceivable. For example, the toothing can be arranged on the stationary stator and the rotor can be used as a smooth disk defined surface roughness be trained. But if a toothing is arranged on the rotor, the Fine toothing can also be designed as a ring surface with a defined surface roughness, which results in a considerable improvement in the quality of the grind.

Wie bisher kann ein solcher Mahlsatz nicht nur stehend verwendet werden, sondern auch jede andere Lage einnehmen und sogar liegend angeordnet sein.As before, such a grinding set can not only be used standing, but also take any other position and even be arranged lying down.

Wenn es auch normal ist, dass der Einlauf in der Mitte des Stators angeordnet ist, so ist es jedoch auch möglich, einen Motor mit Hohlwelle zu verwenden, auf deren Verlängerung dann der Rotor angeordnet ist, wobei das Mahlgut durch diese Hohlwelle in den Rotor gefuhrt wird, von wo es durch den Mahlspalt zum Auslauf fliesst und dabei zermahlen wird.If it is also normal that the inlet is in the middle of the stator is arranged, however, it is also possible to use a motor with a hollow shaft, on the extension of which the rotor is then arranged, with the grinding stock through this Hollow shaft is guided into the rotor, from where it flows through the grinding gap to the outlet and is ground in the process.

Die Drehzahl des Rotors ist nicht kritisch und kann frei gewählt und den Verhältnissen angepasst werden. Im allgemeinen liegt diese Drehzahl zwischen 700 und 5 ooo U/min.The speed of the rotor is not critical and can be freely selected and be adapted to the circumstances. In general, this speed is between 700 and 5,000 rpm.

Wenn auch im allgemeinen eine konzentrische Nut im Verzahnungsbereich genügt, so ist es jedoch ohne weiteres möglch, auch zwei oder drei derart konzentrische Nuten vorzusehen.Albeit generally a concentric groove in the toothed area is sufficient, however, it is easily possible, even two or three such concentric ones Provide grooves.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims) grinding set for colloid mills, etc., in which a in the form a disc formed rotor at a small distance in front of a part of the mill housing stationary or oppositely running stator rotates and roughly transversely or tangentially To the direction of rotation, gears on the facing surfaces of the rotor and Stator are arranged, characterized in that a part rotor (13,26) or Stator (14,27) - is a smooth disk and the other part is a grinding disk Toothing (19) ensures that the distance between the smooth disc and grinding disc or the groove base of the toothing on the grinding disk in the radial direction decreases on the outside, without touching the two discs, and that at the outlet (18,31) a fine toothing (2o, 32) is connected downstream of the normal toothing.

2.) grinding set according to claim 1, characterized in that the rotor (13,26) carries the teeth and in a known manner at 700-5,000 rpm turns.

3.) grinding set according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between the mutually facing surfaces (23,24) and (28,29) of the rotor and stator at the outlet (18,31) at the outer circumference is at most 500> i.

4.) grinding set according to one of claims 1 - 3, characterized in that that in the stator and / or rotor at least one concentrically located groove (25) in the Area of the toothing (19) is arranged.

5.) grinding set according to one of claims 1 - 4, characterized in that that the fine toothing (20, 32) is formed by an annular surface of defined surface roughness will.

6.) grinding set according to one of claims 1 - 5, characterized in that that roughly in the area of the outer edge of the grinding set as a continuation of the toothing an annular surface (32) is provided, in which the distance between the rotor or the Groove base of the toothing and stator is the same seen in the radial direction, approximately for example 500 P 7.) grinding set according to one of claims 1 - 6, characterized in that that a centrifugal wheel (15) is arranged at the inlet (34) to increase the throughput is.

8.) grinding set according to one of claims 1 - 7, characterized in that that the smooth disc is sprayed onto the surface facing the rotor Metal, metal oxide or even sintered metal coating or a wear-resistant application or covering.