DE2811899C2 - Spalt-Kugelmühle - Google Patents

Description

Doppelkegelfläche kontinuierlich gesteigert werden. Dabei wichst durch das größere Spaltvolumen die Anzahl der Kugeln pro Mahlgutvolumen und damit die Anzahl der Feststoffteilchen. Durch den längeren Weg der Kugeln um den Ringvorsprung des Verdrängungskörpers wird die Einwirkung auf das Mahlgut intensiviert und dadurch der Zerkleinerungsgrad gesteigert Es werden ferner die maximal zwischen Mahlkugeln wirkenden Gewichtskräfte vermindert und die Kugelrückfuhrung erleichtert, da Einlaß und Auslaß des Mahlgutes dicht beieinander liegen.

Dabei ist die Kugelrückführung verhältnismäßig einfach, wenn in einer den drehbaren doppelkegelförmigcn Verdrängungskörper tragenden Ringscheibe schräg nach außen gerichtete Rückführkanäle für die Mahlkugeln angebracht sind. Zur Rückführung der Kugeln werden dann Fliehkräfte herangezogen, wobei nur darauf geachtet werden muß, daß diese stärker sind als der entgegenwirkende Zuführdruck der Mahlgutsuspension.

Wenn nach einem anderen Erfindungsvorschlag Mahlgutbehälter und Mitnahmekörper in Axialrichtung gegeneinander einstellbar sind, so läßt sich durch axiale Verstellung der eigentliche Mahlspalt stufenlos einregeln, so daß unter Berücksichtigung von Viskosität, Durchsatz und Mahlkörperdimension eine optimale Mahlwirkung erreicht werden kann.

Da der Verdrängungskörper größeren Durchmesser hat und damit den Bereich der Mühlenachse weitgehend freihalten kann, läßt sich die Kugelmühle auf einfache Weise einlaßseitig mit einer aus Rotor und Stator gebildeten Mahlvorrichtung wie einer Zahnkolloidmühle versehen. Hierzu sind nicht einmal besondere Bauteile notwendig, da man lediglich zusammenwirkende Flächen von Rotor und Stator entsprechend auszubilden braucht

Wenigstens eine den Mahlraum begrenzende Wandung läßt sich rückseitig an einen von Wärmetauschermedium durchströmten Raum anschließen, grundsätzlich können Wandungen des Rotors und des Stators gekühlt werden. Auf diese Weise lassen sich alle mit dem Mahlgut und den Mahlkugeln in Berührung kommenden Teile optimal kühlen.

Abweichend von der üblichen Ausbildung mit feststehendem Mahlgutbehälter kann dieser auch um die Mühlenachse rotierbar angetrieben werden, also die Funktion des bzw. eines Rotors übernehmen. Es können auch Kühlgutbehälter und Verdrängungskörper in entgegengesetzter Drehrichtung rotieren.

Die den Mahlraum begrenzenden Flächen, lassen sich mit Aufrauhungen bzw. Erhebungen oder Vertiefungen wie Rippen, Rillen oder Stiften und dgl. verschen. Vorteilhaft sind die Wandungen aus einem verjchleißfesten Material,wie z. B. Hartmetall, Hartmangan ctc.,gefer· tigL Es können auch zwei Mahlgutbehältcr in Tandemanordnung gegenüberliegend vorgesehen sein. Zu- und Ableitung können dann entweder an einem mittleren Gehäuseteil vorgesehen sein oder durch die Drehachse erfolgen, die Mahlkapazität kann auf diese Weise verdoppelt werden.

In der Zeichnung, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wiedergibt, ist mit 1 ein winkelförmiger Mühlenständer bezeichnet, der mit Abstand über seinem waagerechten Fußteil 2 mittels eines Tragearmes 3 ein Deckelgehäuse 4 trägt, an dessen Deckelplatte 5 mittels nicht weiter gezeigter Schrauben über einen austauschbaren Distanzriirg 6 verschiedener Dicke ein Mahlgutbehälter 7 aufgehängt ist. Dieser Mahlgutbe

hälter hat die Form eines doppelwandigen Topfes, dessen Innenwandung 8 mit der Deckelplatte 5 einen Mahlraum 9 in der Form eines Doppelkegelringes bildet Zwischen der Innenwandung 8.. der Außenwandung 10 s Utid einem mittleren Nabenteil 11 ist dadurch ein War-· metauscherraum 12 gebildet durch welchen hindurch in bekannter Weise Kühl- oder Heizflüssigkeit geleitet werden kann.

Im Deckelgehäuse 4 sitzt abgedichtet eine Lagernabe ίο 13, die mittels zweier Wälzlager und durch eine Wellendichtung 15 abgesichert die Welle 14 des Rotors 20 hält der durch einen Riemenantrieb 16 von der regelbaren Antriebseinheit 17 antreibbar ist die beispielsweise aus einem Drehstrommotor 18 und einem Regelgetriebe 19 is oder auch aus einem regelbaren Gleichstrommotor und einem Untersetzungsgetriebe bestehen kann. Der Rotor greift somit zwischen dem Deckelgehäuse 4 und dem Mahlgutbehälter 7 ein. Von seinem Nabenteil ragt nach oben ein Ringflansch 21, nach außen eine Ringscheibe 22 mit einem ringförmigen Verdrängungskörper 23, der etwa gleichbleibende Abstände zur Wandung des Mahlraumes 9 hält und ebenfalls einen ringförmigen Hohlraum 24 bildet, durch welchen ein Wärmetauschermedium hindurchgeführt werden kann.

Der Nabenteil 11 bildet mit einem Nabenvorsprung 25 des Mahlgutbehälters zudem eine Kolloidmühle 26, der das Mahlgut über die Zuführleitung 271 und das Nabenteil 11 zugeführt wird.

Der Mahlraum 9 ist mit einem Volumenanteil von ca. 60 bis 90% von Mahlkugeln 27 angefüllt Er erweitert sich aus der Kolloidmühle 26 heraus zunächst im Einlaßbereich 28 und behält dann, etwa gleichbleibende lichte Weite, während sich sein Durchmesser ständig vergrößert Das Mahlgut strömt dabei durch diesen Raum hindurch bis zu einer Trennvorrichtung 29, wo es in den vom Lagergehäuse 4 umschlossenen Raum 30 eintritt und dort in die Auslaßleitung 31 gelangt

Auch die Mahlkugeln 27 nehmen den gleichen Weg, werden aber von der Trennvorrichtung 29 abgewiesen und gelangen dann in einen von mehreren Rückführkanälen 32, die schräg nach außen gerichtet in der Ringscheibe 22 angebracht sind. Die Rückführkanäle sind so angeordnet, daß die dort auf die Kugeln wirkenden Fliehkräfte größer sind als der vom Eingangsbereich 28 wirkende Zuführdruck.

Bei der gezeigten Ausführung kann der Mahlspalt stufenlos durch Verstellen des Mahlgehäuses 7 gegenüber dem Gehäusedeckel 5 verändert werden. Grundsätzlich möglich ist auch die umgekehrte Anordnung, so daß man den Verdrängungskörper 23 gegenüber dem Mahlgutbehälter verstellt.

Ebenso können die Funktionen von Rotor und Stator vertauscht werden, daß also der Verdrängungskörper Bestandteil des Stators ist und das Mahlgehäuse um die Pumpenachsc umläuft.

Die Mahlkugeln führen in erster Linie eine Abrollbewegung an den den Mahlraum begrenzenden kegelförmigen Flächen aus, wobei die Umlaufbewegung durch eine Axial- oder Verschubbewegung überlagert wird. M) Speziell für hochviskose Produkte kann e > jedoch angebracht sein, die den Mahlraum begrenzenden Flächen mit einem bestimmten Rauhigkeitsgrad zu versehen, z. B. mit eingegossenen Rippen, Rillen oder Stiften oder auch Mitnehmererhebungen, damit unabhängig von der Beschaffenheit des Mahlgutes eine zwangsläufige Mitnahme der Mahlkörper erreicht wird.

Die gezeigte Kugelmühle kann räumlich nahezu beliebig, also mit lotrechter, waagerechter oder schräger

Achse angeordnet werden. Eine weitere Variationsmöglichkeit besteht auch darin, daB man zwei Mahlgutbehälter in Tandemanordnung gegenüberliegend anbringt,
den mittleren Rotor also beispielsweise mit zwei entgegengesetzt angeordneten Verdrängungskörpern 23 ver- 5 sieht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Spalt-Kugelmühle zum kontinuierlichen Fcinstzerldeinern und Dispergieren von Feststoffen in Flüssigkeit, mit einem Mahlbchältcr. dessen Innenfläche einen Mahlraum begrenzt, in den ein kegelförmiger Verdrängungskörper eintaucht, wobei im Mahlraum befindliche Mahlkugeln durch eine Relativdrehung von Verdrängungskörper und Mahlbchälter abwälzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auslaß (31) des Mahlgutes aus dem Mahlbehältcr (7) eine Trennvorrichtung (29) zum Absondern der Mahlkugeln vorgeschaltet und dieser eine zum Einlaßbereich (28) des Mahlgutes erstreckte Rückführung (32) für die Mahlkugeln nachgeordnet ist.

2. Kugelmühle nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Innenflache des Mahlgutbehälters (7) als auch der Verdrängungskörper (23) als ringförmige Doppelkegel ausgebildet sind.

3. Kugelmühle nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß in einer den drehbaren, doppelkegelförmigen Verdrängungskörper (23) tragenden Ringscheibe (22) schräg nach außen gerichtete Rückführkanäle für die Mahlkugeln (27) angebracht sind.

4. Kugelmühle nach Anspruch 1,2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß Mahlgutbehälter (7) und Verdrängungskörper (23) in Axialrichtung gegeneinander einstellbar sind.

5. Kugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie cinlaßscitig ein durch Rotor und Stator gebildetes Vormahlaggregal wie eine Zahnkolloidmühle (26) aufweist.

6. Kugelmühle nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine den Mahlraum (9) begrenzende Wandung rückseitig an einen von Wärmetauschermedium durchströmten Raum (12,24) anschließt.

7. Kugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahlgutbehälter (7) um die Mühlenachse rotierbar angetrieben ist.

8. Kugelmühle nach einem der Ansprüche I bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die den Mahlraum begrenzenden Flächen mit Aufrauhungen bzw. Erhebungen oder Vertiefungen wie Rippen. Rillen, Stiften u. dgl. versehen sind.

9. Kugelmühle nach einem der Ansprüche I bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen des Mahlraumes aus hochvcrschleißfeslcm Werkstoff wie Hartmetall, Harimangan o. dgl. gebildet sind.

10. Kugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Mahlgutbehältcr in Tandemanordnung gegenüberliegend vorgesehen sind.

Die Erfindung betrifft eine Spalt-Kugelmühle zum kontinuierlichen Fcinstzerkleinern und Dispergieren von Feststoffen in Flüssigkeit, mit einem Mahlbchältcr, dessen Innenfläche einen Mahlraum begrenzt, in den ein kegelförmiger Verdrängungskörper eintaucht, wobei im Mahlraum befindliche Mahlkugeln durch eine Relalivdrehung von Verdrängungskörper und Mahlbchiiltcr abwälzbar sind.

Kugelmühlen dieser Art sind in verschiedener Ausrührung bekannt Meist hat dabei der Mahlraum die Form eines Zylinders und wird mit einem zylindrischen oder auch kegelförmigen Rotor kombiniert Auch wenn sich der Mahlspalt dabei ändert, ist doch die Einwirkung auf das Mahlgut für viele Zwecke ungeeignet zumal der Weg des Mahlgutes verhältnismäßig kurz ist

Bekannt ist auch durch die DE-PS 8 14 374 eine Kugelmühle für Lackfarben mit einem nach oben erwcitcr-■0 ten kegelförmigen Mahlbehälter, in den ein ebenfalls kegelförmiger Verdrängungskörper eintaucht, der auf einer rotierbaren Antriebswelle sitzt Dort ist im Mahlspalt nur eine Lage Kugeln angebracht, die den Fliehkräften unterworfen sind. Sie sind daher bestrebt, zum größeren Auslaßdurchmesser hinzuwandern, wo sie durch einen übergreifenden Rand gehalten werden. Die Mahlkugeln laufen dann wie die Kugeln eines Ringkugellagers mit nur geringen Austauschvorgängen stets auf dem gleichen Durchmesser um. Sie sind aber unter Fliehkraftwirkung gegeneinander gedrückt und daher erheblichem Verschleiß unterworfen. Daher läßt sich mit dieser Vorrichtung weder eine intensive Mahlwirkung, noch eine Gleichförmigkeit des Mahlgutes erzielen.

Die Erfindung geht aus von der eingangs definierten Spalt-Kugelmühle und dient der Aufgabe, diese'Mühle derart weiterzubilden, daß bei begrenzten Abmessungen möglichst vielfältige Einwirkungsmöglichkeiten auf das Mahlgut erreicht werden und in kürzerer Zeil eine to gründlichere und gleichmäßigere Feinstzerkleinerung und Dispcrgicrung des Mahlgutes erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dem Auslaß des Mahlgutes aus dem Mahlbehältcr eine Trennvorrichtung zum Absondern der Mahlkugeln vor-J5 geschähet und dieser eine zum Einlaßbereich des Mahlgutes erstreckte Rückführung für die Mahlkugeln nachgeordnet.

Durch die hier vorgesehene Absonderung der Mahlkugeln vor dem Auslaß für das Mahlgut und die anschließende Rückführung in den Einlaßbereich des Mahlbehälters wird zunächst die stationäre Halterung der Kugeln verhindert. Die Kugeln laufen innerhalb des Mahlbehälters ständig um. Sie behalten dadurch gleiche Betriebstemperatur und werden auch weitgehend gleichförmig abgenutzt, da sie in allen Bereichen des Mahlraumes zur Einwirkung kommen. Die Umlaufgeschwindigkeit der Kugeln ist nur begrenzt abhängig von der Umlaufgeschwindigkeit des Mahlgutes. Auch dort, wo einzelne Kugeln aneinander zur Anlage kommen, ist so wegen ihrer Umlaufgeschwindigkeit die relative Anlagekraft begrenzt und damit der Verschleiß herabgemindert. Da zudem die Kugeln nie gleichzeitig an Mahlgehäuse und Verdrängungskörper zur Anlage kommen, wechseln ständig kleine Mahl- und Entlastungszonen, wodurch das Mahlgut außergewöhnlich vielfältigen Einwirkungen ausgesetzt und seine Behandlung vergleichmäßigt und intensiviert wird.

Gemäß einem weiteren Erfindungsvorschlag werden sowohl die Innenfläche des Mahlgutbehälters als auch der Verdrängungskörper als ringförmige Doppelkegel ausgebildet, d. h. als Ringkörper mit wenigstens dreieckförmigcm bzw. keilförmigem Querschnitt. Auf diese Weise kann das Mahlgut den Mahlspalt in optimaler Weise entlang zweier Keilflächen von innen nach außen (i5 und auf der Rückseite des Verdringungskörpers durchströmen. Es unterliegt dann zunächst einer niedrigen Prall- und Mahlwirkung, wobei die groben Teile zcrkleincrt wurden, und diese Mahlbcwcgung kann entlang der