DE2745355C2 - Rührwerksmühle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle zum kontinuierlichen Verarbeiten fließfähigen Mahlgutes mit einem Lagergehäuse, das an einem Ständer angeordnet ist, einer Antriebswelle, die in mindestens einem Lager im Lagergehäuse drehbar gelagert ist einem Mahlbehälter, der am Lagergehäuse lösbar befestigt ist, einen Mahlguteinlaß aufweist und Mahlgut sowie Mahlkörper enthält einer Rührwerkswelle, die mit der Antriebswelle lösbar gekuppelt ist, in den Mahlbehälter hineinragt und dort mindestens ein Rührelement trägt, einer zwischen dem Mahlbehälter und dem mindestens einen Lager angeordneten Austrittskammer, und einer zwischen dem Mahlbehälter und der Austrittskammer angeordneten Trennvorrichtung, die einen mit der Rührwerkswelle umlaufenden Trennring und einen am Lagergehäuse befestigten ortsfesten Trennring aufweist, zwischen denen ein nur das verarbeitete Mahlgut hindurchlassender, die Mahlkörper jedoch zurückhaltender Trennspalt gebildet ist.

Rührwerksmühlen dieser Gattung dienen zum kontinuierlichen Feinstmahlen und/oder Suspendieren oder Desintegrieren flüssiger, pulverförmiger oder breiiger Substanzen der verschiedensten Art, beispielsweise von Nahrungsmitteln, Farben oder Bakterienkulturen. Als Mahlkörper werden Perlen aus Glas oder keramischen oder anderen harten und abriebfesten Werkstoffen verwendet; der Durchmesser der Mahlkörper richtet sich nach der angestrebten Feinheit des verarbeiteten Mahlgutes und liegt zumeist in der Größenordnung zwischen 3 mm und 0,1 mm. Je kleiner die Mahlkörper sind, desto kleiner muß die Breite des Trennspaltes der Trennvorrichtung sein; im allgemeinen rechnet man damit, daß diese Breite in der Größenordnung zwischen der Hälfte und drei Vierteln des Mahlkörperdurchmessers liegt.

Um die für kleine Mahlkörper erforderliche, sehr geringe Breite des Trennspaltes innerhalb enger Toleranzen einhalten zu können, ist es erforderlich, daß der mit der Rührwerkswelle umlaufende Trennring mit hoher Genauigkeit gleichachsig zum ortsfesten Trennring gelagert und die axiale Stellung beider Trennringe in bezug aufeinander genau festgelegt ist, wozu der umlaufende Trennring in axialer Richtung im wesentlichen spielfrei gelagert sein muß.

Ein weiteres Problem besteht bei Rührwerksmühlen der beschriebenen Gattung darin, daß sie im allgemeinen nicht ständig für Mahlgut ein und derselben Art eingesetzt werden können, sondern mehr oder weniger häufig für die Bearbeitung unterschiedlichen Mahlgutes umgerüstet werden müssen. Zu diesem Zweck kann es erforderlich sein, den Mahlbehälter und die Rührwerkswelle auszuwechseln und nicht selten muß auch an der Trennvorrichtung etwas verändert werden, sei es weil die Trennringe verschlissen sind oder weil die Breite des

Trennspaltes vergrößert oder verkleinert werden muß.

Bei einer bekannten Rührwerksmühle der beschriebenen Gattung (DE-AS 22 15 790) erstreckt sich die Rührwerkswelle axial durch die zu diesem Zweck auf ihrer gesamten Länge hohl ausgebildete Antriebswelle hindurch und stützt sich über zwei im Bereich der Trennvorrichtung und der Austrittskammer auf die Rührwerkswelle aufgesteckte Abstandskörper an dem in der Austrittskammer angeordneten Ende der Antriebswelle ab, während das vom Mahlraum entfernte Ende der Rührwerkswelle aus dem entsprechenden Ende der Antriebswelle hinausragt und mit diesem durch eine Spannmutter verspannt ist Der umlaufende Trennring ist zwischen den beiden kegelstumpfförmigen Abstandskörpern eingespannt und über diese sowie die Rührwerkswelle nur mittelbar in bezug auf die Antriebswelle zentriert Wenn der Mahlbehälter und die Rührwerkswelle ausgewechselt werden sollen, ist es erforderlich, nach dem Lösen der Spannmutte· den Mahlbehälter samt Rührwerkswelle in bezug auf das Lagergehäuse in axialer Richtung um eine Strecke zu verschieben, die größer ist als die gesamte Länge der Antriebswelle. Der hierfür erforderliche Platzbedarf ist erheblich, unabhängig davon, ob es sich um eine stehende Rührwerksmühle (mit senkrechter Achse) oder um eine liegende Rührwerksmühle (mit waagerechter Achse) handelt Die Schwierigkeiten des axialen Auseinanderziehens des Mahlbehälters samt Rührwerkswelle einerseits und des Lagergehäuses andererseits sind besonders groß, wenn das Lagergehäuse aus Gründen der konstruktiven Einfachheit an einem Ständer befestigt oder einstückig ausgebildet ist, der seinerseits auf einem Fundament ortsfest angeordnet ist.

Bei der beschriebenen bekannten Rührwerksmühle ergeben sich noch zusätzliche Schwierigkeiten dadurch, daß die Rührwerkswelle nur gemeinsam mit dem umlaufenden Trennring ausgebaut werden kann und deshalb bei ihrem erneuten Einbau mit höchster Sorgfalt in axialer Richtung justiert werden muß, damit der umlaufende Trennring seine vorgegebene axiale Stellung in bezug auf den ortsfesten Trennring genau einnimmt. Dies ist von besonderer Bedeutung bei Trennvorrichtungen mit im wesentlichen ebenem, radialem Trennspalt wie auch bei Trennvorrichtungen mit kegelstumpfförmigem Trennspalt. Bei den letztgenannten Trennvorrichtungen sowie bei solchen mit zylindrischem Trennspalt hat jegliche, beispielsweise durch Biegeschwingungen hervorgerufene Rundlaufungenauigkeit der-Rührwerkswelle in deren den umlaufenden Trennring tragenden Bereich die unerwünschte Folge, daß die Breite des ringförmigen Trennspalts sich zyklisch verändert und der umlaufende Trennring möglicherweise am ortsfesten Trennring anstreifen kann; dies gilt bei merklichen Durchbiegungen der Rührwerkswelle und großem Durchmesser des umlaufenden Trennrings auch dann, wenn es sich um eine Trennvorrichtung mit radialem Trennspalt handelt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Rührwerksmühle der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß der Mahlbehälter samt Rührwerkswelle leicht und schnell vom Lagergehäuse entfernt und nötigenfalls durch einen anderen Mahlbehälter und eine andere Rührwerkswelle ersetzt werden können ohne daß dadurch die Genauigkeit des Trennspalts beeinträchtigt oder eine umständliche Nachjustierung erforderlich wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der umlaufende Trennring unabhängig von der Rührwerkswelle an der Antriebswelle befestigt und die Rührwerkswelle im Bereich zwischen dem Mahlbehälter und dem mindestens einen im Lagergehäuse angeordneten Lager von der Antriebswelle lösbar ist

Durch die von der Rührwerkswelle unabhängige Befestigung des umlaufenden Trennrings an der Antriebswelle wird die Möglichkeit geschaffen, die Rührwerkswelle auszubauen, ohne daß die Stellung des umlaufenden Trennrings in bezug auf den ortsfesten Trennring verändert wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Trennstelle zwischen Rührwerkswelle und Antriebswelle wird ferner erreicht daß Mahlbehälter und Rührwerkswelle nur um eine geringe Strecke in axialer Richtung vom Lagergehäuse entfernt werden müssen, ehe sie in einer radialen Richtung, in der genügend Platz zur Verfugung steht genügend weit wegbewegt werden können, um beispielsweise gereinigt oder durch einen anderen Mahlbehälter und/oder eine andere Rührwerkswelle ersetzt zu werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer stehenden Rührwerksmühle,

F i g. 2 den waagerechten Schnitt 11-11 in F i g. 1,

F i g. 3 den senkrechten axialen Teilschnitt HI-HI in

F i g. 1 in erheblich größerem Maßstab,

F i g. 4 den waagerechten Querschnitt IV-IV in F i g. 3,

F i g. 5 einen der F i g. 3 entsprechenden Schnitt einer abgewandelten Rührwerksmühle und

F i g. 6 den waagerechten Querschnitt VI-VI in F i g. 5.

Die in F i g. 1 bis 4 dargestellte Rührwerksmühle weist einen kastenförmigen Ständer 10 auf, in dem eine nicht dargestellte Antriebseinheit, beispielsweise ein Getriebemotor mit an einem Handrad 12 stufenlos einstellbarem Untersetzungsverhältnis, angeordnet ist. An der Vorderseite des Ständers 10 ist ein Lagergehäuse 14 festgeschraubt, das in bezug auf eine senkrechte Achse A im wesentlichen rotationssymmetrisch gestaltet ist und einen Mahlgutauslaß 16 aufweist. An der Unterseite des Lagergehäuses 14 sind achsparallele Gewindebolzen 18 befestigt, mit denen ein am oberen Ende eines Mahlbehälters 20 angeordneter Flansch 22 dicht am Lagergehäuse 14 befestigt ist. Der Mahlbehälter 20 hat ein Fahrwerk 24, das in der gezeichneten Betriebsstellung in einem Abstand a über einer Bodenplatte 26 schwebt. Durch Lösen von Muttern auf den Gewindebolzen 18 läßt sich der Mahlbehälter 20 vom Lagergehäuse 14 trennen; zwei der Gewindebolzen 18 sind so lang, daß der Mahlbehälter 20 durch Abschrauben der zugehörigen Muttern allmählich um die Strecke a abgesenkt werden kann, bis der Flansch 22 unter den unteren Enden der übrigen, kürzeren Gewindebolzen liegt und das Fahrwerk 24 auf der Bodenplatte 26 steht. Die beiden langen Gewindebolzen 18 erstrecken sich durch je einen zum Ständer 10 hin offenen Schlitz 28 im Flansch 22, so daß der Mahlbehälter 20 nach dem Absenken ohne weiteres weggefahren werden kann, nachdem eine nicht dargestellte Rohr- oder Schlauchleitung von einem an der Unterseite des Mahlbehälters 20 vorgesehenen Mahlguteinlaß 30 abgekuppelt worden ist.

Im Lagergehäuse 14 ist eine hohle Antriebswelle 32 in einem Paar oberer Kugellager 34 axial unverschiebbar gelagert und zusätzlich im Abstand darunter in einem Rollenlager 36 gelagert; diese drei Lager sowie die Antriebswelle selbst haben eine hohe Rundlaufgenauigkeit. Die Antriebswelle 32 ist an oder in der Nähe ihres oberen Endes mit der erwähnten Antriebseinheit verbun-

den, so daß sie mit einstellbarer Geschwindigkeit drehantreibbar ist Der untere Bereich der Antriebswelle 32 erstreckt sich durch eine Wellendichtung 38 mit einem oberen Dichtungsgehäuse 40 und einem unteren Dichtungsgehäuse 42, die beide flanschartig ausgebildet und mit dem Lagergehäuse 14 verschraubt sind. Innerhalb des unteren Dichtungsgehäuses 42 stützen sich achsparallele Druckfedern 44 ab, die über einen Druckring 46 einen nichtdrehbaren Gleitring 48 nach unten gegen einen umlaufenden Gleitring 50 drücken. Beide Gleitrin- ι ο ge bestehen beispielsweise aus Hartmetall. Der umlaufende Gleitring 50 ist zwischen einer von unten her auf die Antriebswelle 32 aufgeschobenen Hülse 52 und einer auf das untere Ende der Antriebswelle aufgeschraubten Mutter 54 eingespannt.

Am unteren Ende der hohlen Antriebswelle 32 ist ein umlaufender Trennring 56 festgeschraubt und innen zentriert Der Trennring 56 trägt an seinem radial äußeren Rand einen ringförmigen Hartmetalleinsatz 58. Radial außerhalb des umlaufenden Trennrings 56 ist ein ortsfester Trennring 60 angeordnet, der mit der Unterseite des Lagergehäuses 14 verschraubt ist. Der ortsfeste Trennring 60 hat an seinem radial inneren Rand einen ringförmigen Hartmetalleinsatz 62, der zusammen mit dem umlaufenden ringförmigen Hartmetalleinsatz 58 einen im wesentlichen zylindrischen, sich jedoch nach oben erweiternden Trennspalt 64 begrenzt. Beide Hartmetalleinsätze 58 und 62 sind Verschleißteile und sind deshalb auswechselbar; sie bilden zusammen mit den sie tragenden Trennringen 56 und 60 eine Trennvorrichtung 66 zwischen dem Mahlbehälter 20 und einer rings um den unteren Bereich der Antriebswelle 32 innerhalb des Lagergehäuses 14 angeordneten Austrittskammer 68, an die der Mahlgutauslaß 16 angeschlossen ist.

Gleichachsig mit der Antriebswelle 32 und der Trennvorrichtung 66 ist im Mahlbehälter 20 eine Rührwerkswelle 70 angeordnet, die einen zylindrischen äußeren Mantel 72 sowie eine obere Stirnplatte 74 aufweist und auch an ihrem nicht dargestellten unteren Ende in entsprechender Weise abgeschlossen ist. In der Stirnplatte 74 stecken Bolzen 76, die gemäß F i g. 3 als Gewindebolzen ausgebildet sind, sich nach oben durch Löcher im umlaufenden Trennring 56 erstrecken und innerhalb der Austrittskammer 68 Muttern 78 tragen, die derart festgezogen sind, daß die Stirnplatte 74 starr und dicht mit dem umlaufenden Trennring 56 zusammengespannt ist.

Die Muttern 78 sind durch Öffnungen 80 im unteren Teil des Lagergehäuses 14 zugänglich, wenn Deckel 82 abgenommen sind, die diese Öffnungen im Betrieb verschließen. Der eine Deckel 82 trägt den Mahlgutauslaß 16.

In einer mittigen, gestuften Bohrung der Stirnplatte 74 steckt ein Anschlußstück 84, das mit der Stirnplatte 74 verschweißt und mit einem engen Schiebesitz in eine mittige Bohrung des umlaufenden Trennrings 56 eingeschoben ist Das Anschlußstück 84 weist Kühlmittelkanäle 86 auf, von denen einer in einem an die Unterseite des Anschlußstücks angeschweißten rohrförmigen Kern 88 der Rührwerkswelle 70 mündet während andere Kühlmittelkanäle 86 zwischen dem zylindrischen Mantel 72 und einer ebenfalls zylindrischen Zwischenwand 90 der Rührwerkswelle 70 münden. Im oberen Ende des Anschlußstücks 84 steckt ein Kühlmittelrohr 92, das innerhalb der Antriebswelle 32 gleichachsig angeordnet und an eine innerhalb des Ständers 10 angeordnete, nicht dargestellte Kühlmittelpumpe angeschlossen ist Von dieser Kühlmittelpumpe kann ein Kühlmittel, bei-SDielsweise Wasser, durch das Kühlmittelrohr 92, den axialen Kühlmittelkanal 86 im Anschlußstück 84 und den rohrförmigen Kern 88 bis zum nicht dargestellten unteren Ende der Rührwerkswelle 70 gefördert werden, um von dort außerhalb der Zwischenwand 90 unmittelbar innerhalb des zylindrischen Mantels 72 der Rührwerkswelle 70 nach oben zu strömen, und zurück durch die äußeren Kühlmittelkanäle 86 und dann innerhalb der Antriebswelle 32, jedoch außerhalb des Kühlmittelrohrs 92 in einen ebenfalls im Ständer 10 angeordneten, nicht dargestellten Kühlmittelbehälter zu gelangen.

Die Rührwerkswelle 70 weist gemäß F i g. 3 stabförmige Rührelemente 94 auf, die am Mantel 72 befestigt sind und sich von dort bis nahe an die Innenwand des Mahlbehälters 20 erstrecken. Gegen diese Rührelemente 94 in axialer Richtung versetzt sind am Mahlbehälter 20 Gegenstäbe 96 befestigt, die sich radial nach innen bis nahe an den Mantel 72 erstrecken.

Wenn der Mahlbehälter 20 in der beschriebenen Weise durch Lösen der Muttern auf den Gewindebolzen 18 um die Strecke a oder etwas mehr abgesenkt worden ist, kann die Rührwerkswelle 70 vom umlaufenden Trennring 56 gelöst werden, indem die Muttern 78 abgeschraubt werden. Beim Absenken der Rührwerkswelle 70 löst sich deren Anschlußstück 84 vom unteren Ende des Kühlmittelrohrs 92 und gleitet anschließend aus der mittigen Bohrung des umlaufenden Trennrings 56 heraus. Sobald auf diese Weise auch die Rührwerkswelle 70 mindestens um die Strecke a abgesenkt worden ist, kann der Mahlbehälter 20 zusammen mit der Rührwerkswelle weggefahren werden.

Die in F i g. 5 und 6 dargestellte Ausführungsform einer Rührwerksmühle unterscheidet sich von der in F i g. 3 und 4 dargestellten nur in einigen Einzelheiten; unveränderte oder äquivalente Bauteile sind in F i g. 5 und 6 mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in F i g. 3 und 4. Gemäß F i g. 5 sind die Bolzen 76 am umlaufenden Trennring 56 befestigt und erstrecken sich von dort aus nach unten in glatte Löcher der Stirnplatte 74; in diesem Fall haben die Bolzen 76 nur die Aufgabe, das Drehmoment der Antriebswelle 32 vom umlaufenden Trennring 56, der auch hier mit der Antriebswelle verschraubt ist, auf die Stirnplatte 74, und damit auf die Rührwerkswelle 70 zu übertragen. Die erforderliche axiaie Kraft, mit der auch hier die Stirnplatie 74 an der Unterseite des umlaufenden Trennrings 56 anliegend gehalten ist wird von einem rohrförmigen Zuganker 98 erzeugt der von oben her in das Anschlußstück 84 der Rührwerkswelle 70 eingeschraubt ist sich innerhalb der Antriebswelle 32 gleichachsig nach oben erstreckt und an seinem oberen Ende eine Spannmutter 100 trägt, die sich am oberen Ende der Antriebswelle 32 abstützt. Das Kühlmittelrohr 92 ist hier innerhalb des rohrförmigen Zugankers 98 gleichachsig angeordnet

Im übrigen ist die Rührwerkswelle 70 bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 und 6 schlanker und mit hohlen, scheibenförmigen Rührelementen 94 versehen. Wenn bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 und 6 nach dem Absenken des Mahlbehälters 20 um mindestens die Strecke a die Rührwerkswelle 70 von der Antriebswelle 32 getrennt werden soll, braucht nur die Spannmutter 100 gelockert und der Zuganker 98 samt Kühlmittelrohr 92 aus dem oberen Ende des Anschluß-Stücks 84 herausgeschraubt zu werden. Das Anschlußstück 84 läßt sich dann, wie anhand der F i g. 3 beschrieben, nach unten aus dem umlaufenden Trennring 56 herausziehen.

Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen lassen sich die ringförmigen Hartmetalleinsätze 58 und 62 oh-

ne weiteres auswechseln, wenn Mahlbehälter 20 und
Rührwerkswelle 70 in der beschriebenen Weise abgesenkt worden sind. Wenn außerdem der umlaufende
Trennring 56 sowie die Mutter 54 von der Antriebswelle
und der ortsfeste Trennring 60 vom Lagergehäuse 14 5 abgeschraubt worden ist, läßt sich auch die Wellendichtung 38 leicht ausbauen, indem das untere Dichtungsgehäuse 42 samt dem an ihm befestigten oberen Dichtungsgehäuse 40 vom Lagergehäuse 14 abgeschraubt
wird. ίο

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (9)

Patentansprüche:

1. Rührwerksmühle zum kontinuierlichen Verarbeiten fließfähigen Mahlgutes mit einem Lagergehäuse, das an einem Ständer angeordnet ist, einer Antriebswelle, die in mindestens einem Lager im Lagergehäuse drehbar gelagert ist, einem Mahlbehälter, der am Lagergehäuse lösbar befestigt ist, einen Mahlguteinlaß aufweist und Mahlgut sowie Mahlkörper enthält, einer Rührwerkswelle, die mit der Antriebswelle lösbar gekuppelt ist, in den Mahlbehälter hineinragt und dort mindestens ein Rührelement trägt, einer zwischen dem Mahlbehälter und dem mindestens einen Lager angeordneten Austrittskammer und einer zwischen dem Mahlbehälter und der Ausirittskammer angeordneten Trennvorrichtung, die einen mit der Rührwerkswelle umlaufenden Trennring und einen am Lagergehäuse befestigten ortsfesten Trennring aufweist, zwischen denen ein nur das verarbeitete Mahlgut hindurchlassender, die Mahlkörper jedoch zurückhaltender Trennspalt gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Trennring (56) unabhängig von der Rührwerkswelle (70) an der Antriebswelle (32) befestigt ist und die Rührwerkswelle (70) im Bereich zwischen dem Mahlbehälter (20) und dem mindestens einen im Lagergehäuse (14) angeordneten Lager (36) von der Antriebswelle (32) lösbar ist.

2. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, deren Antriebswelle in mehr als einem Lager im Lagergehäuse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerkswelle (70) zwischen dem der Trennvorrichtung (66) nächstgelegenen Lager (36) und dem Mahlbehälter (20) von der Antriebswelle (32) trennbar ist.

3. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, bei der die Austrittskammer von dem mindestens einen im Lagergehäuse angeordneten Lager durch eine die Antriebswelle gegen das Lagergehäuse abdichtende Wellendichtung abgegrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerkswelle (70) zwischen der Wellendichtung (38) und dem Mahlbehälter (20) von der Antriebswelle (32) trennbar ist.

4. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerkswelle (70) am umlaufenden Trennring (56) zentriert und durch diesen zu gemeinsamer Drehung mit der Antriebswelle (32) verbunden ist.

5. Rührwerksmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerkswelle (70) eine Stirnplatte (74) aufweist, die zumindest annähernd deckungsgleich mit dem umlaufenden Trennring (56) gestaltet und mit diesem durch achsparallele Bolzen (76) verbunden ist.

6. Rührwerksmühle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die a^!«parallelen Bolzen (76) in der Stirnplatte (74) befestigte Gewindebolzen sind, die sich durch Löcher im umlaufenden Trennring (56) hindurcherstrecken und mit durch die Austrittskammer (68) von außen zugänglich angeordneten Muttern (78) festgespannt sind.

7. Rührwerksmühle nach Anspruch 5, bei der die Antriebswelle auf ihrer gesamten Länge hohl ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerkswelle (70) lösbar mit einem Zuganker (98) verschraubt ist, der am vom Mahlbehälter (20) abgewandten Ende der

Antriebswelle (32) abgestützt ist

8. Rührwerksmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (98) hohl und als Bestandteil eines Kühlmittelkreislaufs zum Kühlen der Rührwerkswelle (70) ausgebildet ist

9. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Antriebswelle auf ihrer gesamten Länge hohl ist dadurch gekennzeichnet daß die Rührwerkswelle (70) lösbar mit einem in der Antriebswelle (32) gleichachsig angeordneten Kühlmittelrohr (92) verbunden ist