DE2834726C2 - Rührwerksmühle mit Mahlbehälter und Trennvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Rührwerksmühle zum kontinuierlichen Feinmahlen, Dispergieren, Homogenisieren und Emulgieren von Suspensionen fester Teilchen in Flüssigkeiten, mit einem Mahlbehälter, der teilweise mit frei beweglichen Mahlkörpern gefüllt ist, die durch ein rotierendes Rührwerk in Bewegung gesetzt werden, und mit einer Trennvorrichtung zur Trennung des Mahlgutes von den Mahlkörpern am Austritt aus der Mühle, wobei die Durchtrittsöffnungen der Trennvorrichtung kleiner sind als die kleinste Dimension der Mahlkörper.

■ Derartige Rührwerksmühlen mit Trennvorrichtungen sind in zahlreichen Variationen bekanntgeworden. Man kennt statische Zylinder- oder Plansiebe, die den Mahlbehälter oben abschließen und deren Löcher kleiner sind als der kleinste Mahlkörper. Es gibt auch Spaltsiebe, deren in radialer Richtung durchströmte Spalte sich bezüglich Spaltweite den Bedürfnissen anpassen lassen (DE-OS 18 05 387, DE-GM 73 15 932). Allen statischen Trennvorrichtungen haftet der Nachteil an, daß sie rasch verstopfen. Auch in die Ablaii/leitung eingesetzte bekannte Filterpatronen (DE-OS 21 54 713) sind in dieser Beziehung nicht besser, sie lassen sich lediglich schneller auswechseln.

Diesem Obelstand versucht man abzuhelfen durch Einführen einer Relativbewegung zwischen den Teilen d?r Trennvorrichtung, und zwar sowohl bei radial als auch bei axial durchströmten Ringspalten (DE-OS 19 01 019, DE-OS 20 47 244). Durch diese Maßnahme konnte wohl die Verstopfung vermieden werden, wurde aber durch den Nachteil hohen Mahlkörper-Verschleißes in der Nähe des Trennspaltes erkauft. Zudem wurde der Durchtrittsquerschnitt für die gesamte Mahlgutmenge in einem einzigen Ringspalt bei einer bekannten Konstruktion gegenüber großen Siebflächen so stark reduziert, daß sich hohe Strömungsgeschwindigkeiten und damit große Druckgefälle, große Reibung und örtliche Erhitzungen ergeben, die wiederum besondere Maßnahmen zur Kealung benötigen. Auch bekanntgewordene Trenneinrichtungen mit mehrfachen Ringspalten konischer Bauart mit Einstellmöglichkeit des sich durch Verschleiß erweiternden Spaltes (DE-OS 15 07 493) oder Erzeugung der Relativbewegung zwischen den Ringspaltteilen durch Vibration (DE-OS 24 46 341) vermochten angesichts der Kompliziertheit der Lösung nicht zu befriedigen.

Weiter gibt es Lösungen mit rotierenden Trennvorrichtungen in Form von Zylindersieben (CH-PS 5 70 201) oder Ringspalten (CH-PS 5 18 128) die mit der Rührwerkswelle starr gekuppelt sind und mit der gleichen Drehzahl rotieren. Die Ansicht besteht darin, das Mahlgut aus dem Mahlraum radial nach innen, entgegen der Fliehkraftwirkung zum Auslaufen gelangen zu lassen, während die Fliehkraft verhindert, daß die schwereren Mahlkörper sich auf dem Sieb öder Trennspalt anlagern und den Querschnitt versperren. Selbstverständlich ist auch diese Lösung nicht einfach und benötigt vor allem zur Reinigung und Auswechslung der Trennvorrichtung erheblichen Arbeitsaufwand.

Statt dieser nicht voll befriedigenden Lösungen will die vorliegende Erfindung eine Trennvorrichtung vorschlagen, die die aufgezeigten Nachteile, insbesondere die Verstopfungsgefahr rein statischer Siebe, den zu geringen Querschnitt von rotierenden Ringspalten, den hohen Verschleiß und die Erhitzung bei großen Druckgefällen, komplizierte Lösungen und schlechte Demontierbarkeit vermeidet.

Das erstrebte Ziel wird bei einer Rührwerksmühle der eingangs genannten Gattung dadurch erreicht, daß diese Durchtrittsöffnung von mindestens einem konzentrisch unterbrechungslos umlaufenden kreisförmigen Ringspalt gebildet ist, der auf der Eintrittsseite eine trichterförmige Ansenkung als Laufbahn für die rotierenden Mahlkugeln aufweist und nach der Austrittsseite unmittelbar in stark erweiterte Öffnungen mündet.

Die Rotationsbewegung der Mahlkörper im Mahlraum, die durch das rotierende Rührwerk hervorgerufen wird, setzt sich bis unmittelbar zum Trennring fort. Die

erfindungsgemäße Ausbildung der umlaufenden kreisförmigen Ringspalte mit der trichterförmigen Ansenkung zur Mahlraumseite bietet den rotierenden Mahlkörpern eine Laufbahn, in der die Mahlkugeln abrollen und eine für die Spaltreinigung günstige Relativbewegung hervorrufen.

Die Ringfläche des Trennrir.ges, die dem rotierenden Rührwerkszylinder zugekehrt ist, wird vorteilhaft als Labyrinthdichtung mit möglichst kleiner Spaltdimension ausgebildet damit hier so wenig Mahlprodukt wie möglich durchtritt und auch Bruchstücke von Mahlkörpern kaum Chancen haben, sich einzuklemmen und Reibsparen zu verursachen.

Auf übliche Weise ist hinter der Labyrinthdichtung eine Lippendichtung zum Schutz der Lagerpartie vor eindringendem Mahlprodukt angeordnet Durch diese Ausgestaltung der Trennvorrichtung ergeben sich folgende Vorteile gegenüber bekannten Konstruktionen:

Infolge größeren Durchtrittsquerschnitts geringere Strömungsgeschwindigkeit im Ringspait;
durch Anordnung mehrerer Ringspalte symmetrische Austrittsströmung über die ganze Ringraumbreite;

geringere Gefahr von Vermählen fester Teilchen und deren Verklemmen im Ringspalt;
da keine zwangsläufige Relativbewegung im Ringspait erfolgt geringerer Verschleiß von Mahlkörpern und Trennvorrichtung.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Kopfteil einer Rührwerksmühle mit Trennvorrichtung, die

Fig.2, 3, 4 je einen Grundriß-Querschnitt einer Ausführungsvariante eines Trennringes, die dem rechten bzw. linken Teil in F i g. I entsprechen, und die

Fig.5, 6, 7 je einen halben Längsschnitt in vergrößertem Maßstab einer Ausführungsvariante eines Trennrinjes.

Nach F i g. 1 trägt der Stator 1 des Mahlbehälters einer Rührwerksmühle feststehende Werkzeuge 2 und umschließt mit seinem äußeren Zylinder 3 den Kühlmantel 4. Der Mahlraum 5 ist mit frei beweglichen Mahlkörpern 6 gefüllt, die vom rotierenden Rührwerkzylinder 7 mit daran befestigten Rührwerkzeugen 8 in Bewegung versetzt werden.

Den oberen Abschluß des Mahlraumes 5 bildet der Trennring 9, der mit dem aufgeschraubten Deckel 10 und den Dichtungen 11 aurden Mahlbehälterflansch 12 gepreßt wird. Im Deckel 10 ist die Rotorwelle 13 gelagert, die von einem nicht gezeigten Antrieb in schnelle Rotation versetzt wird. Eine Lippendichtung 14 verhindert den Durchtritt von Mahlgut aus dem Labyrinthspalt 15 in das Lager 16.

Die Funktionsweise einer dergestalt aufgebauten Rührwerksmühle ist folgende:

Im unteren, nicht gezeichneten Teil des Mahlbehälters wird das zur Aufbereitung gelangende Mahlgut unter Pumpendruck eingeführt Es steigt im Mahlraum 5 zwischen den sich in Bewegung befindlichen Mahlkör-

!0 pern 6 und den Rührwerkzeugen 2 und 8 hoch und wird durch die dabei auftretenden Reib- und Scherkräfte einer intensiven Zerkleinerungswirkung ausgesetzt Der Pumpendruck bewirkt, daß sich Mahlkörper und Mahlgut an der unteren Fläche des Trennringes 9 anstauen, was durch die Pfeile 18 angedeutet ist Das Mahlprodukt tritt durch die konzentrisch angeordneten Ringspalte 19 in erweiterte Bohrungen 20 oder nach einer anderen Ausführungsart in erweiterte Schlitze 21, 21a.

Da die Ringspalte 19 nach den F i g. 5, 6 und 7 eine kleinere Breite 5 als der kleinste Durchmesser D der Mahlkörper 6 aufweisen, werden die Mahlkörper am Durchtritt durch die Ringspalte gehindert Eine Anzahl Mahlkugeln 6 können sich jedoch im konischen Eintrittskanal 22 der Ringspalte 19 anlagern und rollen aufgrund ihrer Rotationsbewegung längs dieser Führungsbahn ab und bewirken einen Reinigungseffekt der Ringspalte.
Das durchtretende Mahlgut gelangt von den erwei-

terten Öffnungen 20 oder 21 in deif ringförmigen Sammelraum 23 und tritt bei 24 aus der Mühle aus.

Die linken Seiten der Fig. 1, 4 und 6 zeigen eine Ausführungsvariante des Trennrings 9 mit besonders großer Durchtrittsfläche. Die Verbindung zwischen

j5 Außen- und Innenring 31 und 32 wird von einer Anzahl von Rippen 33 gebildet. Die kreisförmig umlaufenden Zwischenringe 34 zwischen zwei Ringspalten sind entweder mit den Rippen 33 fest verbunden, oder wie bei 35 gezeigt, lösbar, z. B. mit Schrauben 36 befestigt Die letztere Ausführungsart erlaubt einen Austausch der Zwischenringe 35. Damit ist zusätzlich die Mögl'.hkeit gegeben, durch Variation der Ringbreite B auch die Breite Sdes Ringspaltes 19 zu verändern.

F i g. 7 zeigt einen aus mehreren Teilen aufgebauten Trennring, wobei eine durchgehende kreisringförmige Abdeckplatte 37 mit dem Außenring 31, dem Innenring 32 und ebenso mit dem Zwischenring 35 durch Schrauben 36 verbunden ist. Eine Vielzahl von Bohrungen 38 in der Abdeckplatte 37 korrespondieren

in mit den erweiterten, umlaufenden Öffnungen 21 der Ringspalte 19. Insbesondere die dem Verschleiß ausgesetzten Teile 31, 32 und 35 sind einzeln auswechselbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Rührwerksmühle zum kontinuierlichen Feinmahlen und Dispergieren von in einer Flüssigkeit suspendierten festen Teilchen mit einem Mahlbehälter, der teilweise mit frei beweglichen Mahlkörpern gefüllt ist, die durch ein rotierendes Rührwerk in Bewegung gesetzt werden, und mit einer Trennvorrichtung zur Trennung des Mahlgutes von den Mahlkörpern am Austritt aus der Mühle, wobei die Durchtrittsöffnungen der Trennvorrichtung kleiner sind als die kleinste Dimension der Mahlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung des Trennringes (9) von mindestens einem konzentrisch unterbrechungslos umlaufenden, kreisförmigen Ringspalt (19) gebildet ist, der auf der Eintrittsseite eine trichterförmige Ansenkung (22) als Laufbahn für die rotierenden Mahlkugeln (6) aufweist und nach der Austrittsseite unmittelbar in stark erweiterte Öffnungen (20; 21,21 a) mündet

Z Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrischen Ringspalte (19) in eine Vielzahl von aneinander gereihten zylindrischen Bohrungen (20) ausmünden.

3. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erweiterten Öffnungen, in die die konzentrischen Ringspalte (19) ausmünden, als kreisbogenförmige erweiterte Schlitze (21a) ausgebildet und in Sektoren eingeteilt sind.

4. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erweiterten öffnungen, in die die konzentrischen Ringspalte (19) ausmünden, als kreisbogenförmige erweiterte Schlitze (21) ausgebildet sind, die unterbrechungslos umlaufen, und daß Außen- und kinenring (31, 32) des Trennringes (9) mit den kreisförmigen Zwischenringen (34) durch radiale Rippen (33) verbunden sind.

5. Rührwerksmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmigen Zwischenringe (35) lösbar mit den Rippen (33) verbunden sind und daß die Zwischenringe (35) austauschbar sind gegen solche mit anderer Breitendimension (B), damit die Breite (S) des Ringspaltes (19) variiert werden kann.

6. Rührwerksmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (20) in einer abnehmbaren Abdeckplatte (37) angeordnet sind und daß der mit der Platte (37) mechanisch verbundene Außenring (31), der Innenring (32) und der oder die Zwischenringe (35) durch ihre radialen Abstände unter sich, die Ringspalte (19), sowie die zwischen letzteren und der Platte (37) befindlichen erweiterten kreisringförmigen Schlitze (21) bilden.