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"Anwendung einer Rührwerksmühle mit Zwkangszuführeinrichtung"
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(Zusatz zu P 24 32 860.* (Zusatz zu P 24 32 86o.
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Die Erfindung betrifft die Anwendung einer Rührwerksmühle gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Rührwerksmühlen bestehen im allgemeinen aus einem aufrechtstehenden
oder liegenden Mahlbehälter mit einem darin hochtourig umlaufend antreibbaren Rührwerk.
Wesentliches Kriterium derartiger Rührwerksmühlen ist eine Füllung des Mahlbehälters
zu etwa 50 bis 70% mit Mahlhilfskörpern, bei denen es sich um Sand oder - wie heute
in der Regel üblich - Stahl- oder Glasperlen o. dgl. handelt. Das in der Regel fließfähige
Mahlgut wird dem Mahlbehälter an einem Ende zugepumpt und verläßt den Mahlbehälter
am anderen Ende wieder, nachdem es einem intensiven Mahl- und Dispergierprozeß mittels
der Mahlhilfskörper unterzogen worden ist, die wiederum durch das Rührwerk immer
wieder aufs neue beschleunigt werden.
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Bei der Rührwerksmühle gemäß der Hauptanmeldung ist eine Zwangs zuführung
vorgesehen, der ein pulverförmiger Feststoff und ein flüssiges Dispersionsmittel
im richtigen Verhältnis dosiert zugeführt werden, wobei in der als Schneckenmaschine
ausgebildeten Zwangszuführeinrichtung unter dem Einfluß der unmittelbaren Schwerkrafteinwirkung
die Bildung von Sekundäragglomeraten der pulverförmigen Feststoffkomponenten vermieden
wird. Die so entstandene vorbehandelte Mischung wird dann ohne zeitliche und räumliche
Unterbrechung unmittelbar einer Rührwerksmühle zum Feindispergieren und Feinmahlen
zugeführt.
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Eine Rührwerksmühle ohne Mahlhilfskörper zu betreiben, ist noch nicht
bekannt geworden.
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Aus dem Buch "Schneckenmaschinen in der Verfahrenstechnik" von Heinz
Herrmann, Springer-Verlag 1972, Seiten 95 bis loo, ist ein Schneckenkneter bekannt,
dessen Schneckenwelle zusätzlich zur Rotation eine axial oszillierende Bewegung
ausführt. Der Schneckengang ist durch Lücken unterbrochen und so in einzelne Schneckenflügel
aufgelöst. In die Lücken zwischen den Schneckenflügeln greifen an der Innenwand
des Gehäuses angeordnete, feststehende Knetzähne ein. Das Zusammenspiel der Schneckenflügel
mit den Knetzähnen während der gleichzeitigen Rotation und Oszillation der Schneckenwelle
ergibt eine sehr intensive, auf ein Mischgut ausgeübte Misch- und Knetbewegung.
In den Innenraum des Gehäuses mündet eine aus einer Zuführschnecke bestehende Zwangszuführeinrichtung
ein,
der wiederum Dosiereinrichtungen für rieselfähige Feststoffe einerseits und flüssige
Komponenten andererseits vorgeordnet sind.
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Da bei diesem bekannten Schneckenkneter die Drehzahl und die Oszillationsbewegung
nicht beliebig gesteigert werden können, ist die Menge von zu behandelndem Gut,
die pro Zeiteinheit durchgesetzt werden kann, begrenzt.
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Spachtelmassen werden in der Regel so hergestellt, daß sie dosiert
in einen wenig intensiv arbeitenden Vormischer eingegeben werden, und daß die vorgemischte
Masse anschließend auf einem Walzenstuhl oder einem Schneckenkneter fertig dispergiert
wird. Dies ist apparativ und von der Durchsatzleistung pro Zeiteinheit her verhältnismäßig
aufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Möglichkeit
zur kontinuierlichen Herstellung von Spachtelmassen o. dgl. zu schaffen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in der Anwendung
einer Rührwerksmühle gemäß dem Patentanspruch 1.
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Besonders wesentlich und überraschend ist hierbei, daß gerade durch
das Fortlassen der ein Wesensmerkmal der Rührwerksmühle bildenden Mahlhilfskörper
mit sehr geringem spezifischem Energieaufwand kontinuierlich Spachtelmassen o. dgl.
bei extrem hoher Dispergierfeinheit hergestellt werden.können. Die Rührwerksmühle
wird also in völlig artfremder Weise als Mischer eingesetzt.
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In den Unteransprüchen ist eine Rührwerksmühle im einzelnen angegeben,
deren Einsatz sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
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Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung einer
Rührwerksmühle mit Zwangszuführeinrichtung anhand der Zeichnung und von Versuchsbeispielen.
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In der Zeichnung ist nur andeutungsweise ein Ständer 1 einer insoweit
in üblicher Weise ausgestalteten Rührwerksmühle dargestellt, an dessen Oberseite
ein vorkragender Tragarm 2 angebracht ist, an dem wiederum ein zylindrischer Mahlbehälter
3 befestigt ist. In dem Mahlbehälter 3 ist ein Rührwerk 4 konzentrisch angeordnec.
Es besteht aus einer hohl ausgebildeten, mit radial abstehenden, als Hohlscheiben
ausgebildeten Scheiben 5 versehenen Rührwerkswelle 6, wobei
an den
Scheiben 5 wiederum radial abstehende Rührstäbe 7 angebracht sind. Von der Innenseite
der Behälterwandung 8 erstrecken sich Gegenstäbe 9 radial nach innen, die axial
so angeordnet sind, daß sie immer zwischen zwei axial benachbarten Rührstäben 7
liegen. Sie überlappen sich radial gesehen auf jeden Fall mit den Rührstäben 7 und
können sich auch mit den Scheiben 5 überlappen. Diese Rührwerksmühle ist hinsichtlich
der Ausgestaltung des Rührwerks, des Mahlbehälters und des Ständers einschließlich
des Antriebs des Rührwerks 4 so ausgebildet, wie es im einzelnen in der DE-OS 26
29 251 (entsprechend US- Ser. No.811 184) dargestellt und beschrieben ist, worauf
verwiesen wird.
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Unterschiedlich gegenüber der erwähnten bekannten Ausgestaltung ist
bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Art der Materialzufuhr in den
Mahlbehälter 3 und aus diesem heraus.
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Da - wie weiter unten noch näher erläutert wird - in der dargestellten
und beschriebenen Anlage in fertigem Zustand hochviskose, pasteuse Spachtelmassen
für Automobile o. dgl.
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hergestellt werden, ist oberhalb des den Innenraum 10 des Mahlbehälters
3 abschließenden Deckels 11, der von der Rührwerkswelle 6 durchdrungen wird, auf
letzterer ein Auswerfer 12 drehfest angebracht, der aus sternförmig an der Rührwerkswelle
6 angebrachten Auswurfschaufeln besteht, so daß die Spachtelmasse o. dgl. radial
nach außen in einen sich tangential aus einem den Auswerfer 12 umgebenden Austragsraum
13
ausmündenden Austragsschacht 14 gedrückt wird.
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Die Zuführung der zur Herstellung der Spachtelmassen dienenden pulverförmigen
Füllstoffe und der flüssigen Harze, beispielsweise Styrolharz, erfolgt über eine
Zwangszuführeinrichtung 15 mit vorgeschalteten Dosiereinrichtungen 16, 17, wie sie
im einzelnen in der DE-OS 23 40 726 und der DE-OS 24 32 860 (entsprechend US- PS
3 957 210 ) dargestellt und beschrieben sind, worauf ausdrücklich verwiesen wird.
Die Zwangszuführeinrichtung 15 besteht aus einer Schneckenmaschine, in deren zylindrischen
Gehäuse 18 eine Schnecke 19 auf einer Welle 20 angeordnet ist, die von einem Getriebemotor
21 angetrieben wird, der auf einem wegfahrbaren Abstützgestell 22 angeordnet ist.
Das Gehäuse 18 der Schneckenmaschine ist am austrittsseitigen Ende direkt an den
Mahlbehälter 3 angeflanscht, so daß der Innenraum 23 des Gehäuses 18 direkt in den
Innenraum 10 des Mahlbehälters 3 einmündet. An dem dem Mahlbehälter 3 entgegengesetzten
Zuführende der Schneckenmaschine ist ein in den Innenraum 23 einmündender Eingabetrichter
24 auf der Oberseite des Gehäuses 18 befestigt, in den die als Dosierschnecke ausgebildete
Dosiereinrichtung 16 einmündet, die die staubförmigen und rieselfähigen Füllstoffe
aus einem Vorratsbehälter 25 in einem vorgegebenen Mengenstrom pro Zeiteinheit dem
Eingabetrichter 24 und damit der Zwangszuführeinrichtung 15 zuführt. Als Dosiereinrichtung
17 für die flüssige Komponente, nämlich flüssiges Styrolharz, dient ein Ovalradzähler,
dem eine Förderpumpe vorgeschaltet ist, so daß hier in üblicher und bekannter Weise
ein vorgegebener Volumenstrom pro Zeiteinheit gefördert werden kann. Dieses so dosierte
flüssige Harz wird einer im oberen Bereich des
Eingabetrichters
24 und im Bereich von dessen Innenwand angeordneten Ringleitung 26 zugeführt, die
mit zahlreichen Öffnungen versehen ist, die das flüssige Harz auf die Innenwand
des Eingabetrichters 24 geben, wo es in einem innen Film in die Schneckenmaschine
herabfließt, so daß die Füllstoffe keine Brücken im Eingabetrichter bilden können.
Die Ausgestaltung einer solchen Ringleitung und ihr Zweck ist im einzelnen in der
DE-OS 26 31 622 dargestellt und beschrieben, worauf ausdrücklich verwiesen wird.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel wiedergegeben.
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Die eingesetzte Anlage entsprach der in der Zeichnung dargestellten.
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Volumen des Mahlbehälters = 251 Drehzahl des Rührwerks = 380 U/min
Leistungsaufnahme der Rührwerksmühle = 1o kW Drehzahl der Schnecke der Zwangszuführeinrichtung
= 750 U/min Leistungsaufnahme der Zwangszuführung = 2,5 kW Mengendurchsatz = 530
kg/h Verhältnis Feststoff : Harz = 63% : 37% Das Harz bestand zu 67% aus Polyesterharz
und 33% Styrol als Lösungsmittel.
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Der Feststoff setzte sich wie folgt zusammen: Schwerspat 23% Talkum
53% Kreide 16% Titandioxid 8%
Die Rührwerksmühle wurde intensiv
im Mantel und in der Hohlwelle und den Hohlscheiben gekühlt.
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Die erzeugte Spachtelmasse zeichnete sich durch außerordentlich hohe
Feinheit der Dispersion aus.