DE3440993C2

DE3440993C2 - Rührwerksmühle, insbesondere Rührwerkskugelmühle

Info

Publication number: DE3440993C2
Application number: DE3440993A
Authority: DE
Inventors: Ulrich 7908 Niederstotzingen Barthelmeß
Original assignee: Omya GmbH
Current assignee: Omya GmbH
Priority date: 1984-11-09
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 1987-02-26
Also published as: FI88267B; PT81438B; DK155692C; DE3575874D1; CN85107966B; NO162182C; KR900005825B1; AU570613B2; EP0180976B1; US4673134A; JPH0338904B2; DE3440993A1; ZA858624B; CA1275993C; ATE50160T1; AU4905785A; PT81438A; NO162182B; EP0180976A2; NO854372L

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle, insbesondere Rührwerkskugelmühle, mit einem Gehäuse mit Einlässen für Mahlgut und Luft bzw. einem Mahlgut-Luft-Einlaß und einem Feingut-Luft-Auslaß und wenigstens einer mit Rühr- bzw. Mahlorganen bestückten, horizontalen Welle (Rührwerkswelle). Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mühle dieser Art zu schaffen, die bei kleiner, kompakter Bauweise eine relativ große Durchsatzleistung bei guter Kornverteilung im Auslaß aufweist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Feingut-Luft-Auslaß 13 großflächig in der oberen Wandung 5 bzw. in dem oberen Teil der Wandung des Gehäuses 1 vorgesehen ist. Der Feingut-Luft-Auslaß 13 erstreckt sich vorteilhaft über die gesamte Länge und Breite der oberen Gehäusewandung 5. Vorteilhaft sind mehrere Rührwerkswellen 8 nebeneinander und/oder übereinander vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle, insbesondere Rührwerkskugelmühle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Mühle ist bereits aus der DE-OS 17 57 942 bekannt.
Bei den bisher bekannten Mühlen dieser Art befindet sich der Einlaß in bzw. nahe der einen Stirnseite des im wesentlichen zylindrischen Gehäuses bzw. Mahlbehälters und der Auslaß in bzw. nahe der gegenüberliegenden Stirnwand. Als Einlaß und Auslaß sind Rohrstutzen vorgesehen.
Erwünscht ist bei Mühlen ganz allgemein eine große Durchsatzleistung bei guter Kornverteilung, d. h. im Auslaß soll möglichst wenig Grobkorn vorhanden sein.
Mit zunehmender Durchsatzleistung steigt die in den Prozeß einzubringende Energie, die zum größten Teil in Wärme umgesetzt wird. Durch die entsprechende Temperaturerhöhung wird die Durchsatzleistung begrenzt. Wird das Mahlgut zusammen mit Luft in die Mühle eingegeben, und dementsprechend das Feingut mit Luft ausgetragen, so ist mit diesem Luftstrom zwar eine Kühlwirkung verbunden. Diese Kühlwirkung - und damit die Durchsatzleistung bleibt aber weiterhin begrenzt. Als nachteilig wurde vor allem erkannt, daß der Auslaß relativ klein ist - trotz begrenzter Durchsatzleistung stellt sich damit eine relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit im Auslaß ein, so daß relativ viel Grobkorn von der Strömung mitgerissen wird. Durch einen nachgeschalteten Sichter kann das Grobkorn zwar ausgeschieden werden - jedoch ist entsprechend hoher Aufwand erforderlich. Man hat daher auch bereits gekühlte Luft als Trägermedium verwendet. Auch wurden bei anderen Mühlen bereits Brocken gefrorenen Kohlendioxyds in die Mühle eingegeben. Jeweils sind entsprechend hohe Kosten aufzuwenden.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei kleiner, kompakter Bauweise eine relativ große Durchsatzleistung bei guter Kornverteilung im Auslaß aufweist. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegeben. Der Auslaß ist also in der oberen Gehäusewand vorgesehen. Hier steht ein relativ großer Raum zur Verfügung. Zweckmäßig erstreckt sich der Auslaß über im wesentlichen die gesamte Länge und Breite der oberen Gehäusewandung. Durch den großen Auslaß hindurch kann ein großer Luftstrom bei relativ kleiner Geschwindigkeit hindurchgeführt werden, so daß eine entsprechend große Kühlung der Mühle und des Mahlgutes erreicht wird. Dank der relativ kleinen, gleichmäßigen Strömung in dem großflächigen Auslaß erhält man ein relativ gleichmäßiges Feingut, mit einheitlicher Kornverteilung. Diese Sichterwirkung in dem Auslaß kann gesteigert werden durch ein im Auslaß vorgesehenes Abweisgitter aus schräggestellten Lamellen, welche sehr grobes Grobkorn ( sogenanntes "Spritzkorn") und vor allem die Mahlkörper zurückhalten.
Eine weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, daß sich der Einlaß parallel zu der (wenigstens einen) Rührwelle, im wesentlichen über die ganze Länge der Rührwelle erstreckt (Anspruch 5). Dem großen Einlaß entspricht eine große Durchsatzleistung, da der Einlaß sich über die ganze Länge der Mühle erstreckt, wird das gesamte Volumen gleichmäßig ausgenutzt. Zweckmäßig wird dabei das Mahlgut mit Luft in die Mühle eingegeben (eingeblasen), der Einlaß ist also als Mahlgut-Luft-Einlaß ausgebildet. Gleichzeitig mit dem Mahlgut wird also auch die Luft gleichmäßig über die gesamte Länge der Mühle verteilt, die somit gleichmäßig gekühlt wird; örtliche Überhitzungen werden vermieden.
In weiterer Ausgestaltung kann die Rührwerkswelle hohl sein (Anspruch 7), so daß durch die hohle Welle Luft von außen angesaugt und in die Mühle eingelassen wird, zwecks gleichmäßiger Kühlung. Zu diesem Zweck können insbesondere auch die an der Rührwelle sitzenden Rührorgane hohl sein und mit wenigstens einem Auslaß für Luft versehen sein ( Anspruch 8). Hierdurch wird die Luft besonders gleichmäßig über das ganze Mahlbett verteilt - entsprechend gleichmäßig ist die Kühlung und insbesondere werden automatisch die feineren Partikel des Mahlgutes sogleich zum Auslaß ausgetragen. Damit wird die durchschnittliche Verweilzeit herabgesetzt; der Energieaufwand, die Belastung durch Temperaturerhöhung, werden vermindert, die Durchsatzleistung vergrößert.
Da somit das Problem der Erhitzung, d. h. der Kühlung gelöst ist, werden in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mehrere Rührwerkswellen nebeneinander vorgesehen, vorzugsweise zwei Reihen zu je drei Rührwerkswellen (Ansprüche 5 und 6). Dementsprechend wird die Durchsatzleistung - bei sehr kompakter Bauweise bzw. kleinem Raumbedarf - vergrößert. Die in die Mühle eingeführte Luft kann auch gekühlt bzw. konditioniert sein; statt Luft kann auch ein anderes Gas verwendet werden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt gemäß Linie I-I in Fig. 2, quer zu den Rührwerkswellen, wobei auf die Mühle ein Sichter aufgesetzt ist;
Fig. 2 einen axialen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 zeigt die Mühle nach Fig. 1 und 2 in Perspektive;
Fig. 4 zeigt eine Einzelheit gemäß Linie IV in Fig. 2, nämlich einen Rührarm;
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung, ebenfalls im vertikalen Querschnitt.
Die erfindungsgemäße Mühle gemäß dem Ausführungsbeispiel weist ein im wesentlichen kistenförmiges, rhomboederförmiges Gehäuse 1 mit zwei vertikalen Stirnwänden 2, 3, der unteren Wand 4, der oberen Wand 5 und zwei geneigten Seitenwänden 6, 7 auf. Die Kanten zwischen den geneigten Seitenwänden und unterer bzw. oberer Wand sind abgerundet. In diesem im Querschnitt (Fig. 1) rhombischen Gehäuse sind sechs Rührwerkswellen 8 mit Rührorganen 9 angeordnet, und zwar zu zwei Reihen mit je drei Wellen nebeneinander. Die Umlaufbahnen der Rührarme überschneiden einander; axial sind die Rührarme entsprechend versetzt (vgl. Fig. 1 und 2). Die obere Reihe von Rührwerkswellen ist gegenüber der unteren um den halben Achsabstand versetzt. Die Neigung der Seitenwände 6, 7 entspricht dieser axialen Versetzung. Die Abrundung der Längskanten des Gehäuses entspricht den Umlaufbahnen der Rührarme. Der Mahlguteinlaß 10 ist an der geneigten Längswand 7 der Mühle vorgesehen. Dieser Einlaß 10 ist als Schacht ausgebildet, der sich im wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Mühle erstreckt (vgl. Fig. 1 und 2). Dieser Einlaß ist an der schräg geneigten Seitenwand 7 vorgesehen, welche im Mühleninneren mit der Bodenwand 4 einen Winkel größer als 90 Grad einschließt. Parallel zu der geneigten inneren Seitenwand 7 ist die äußere Wand 11 des Schachtes vorgesehen, die mit einer Krümmung 12 in die Bodenwand 4 übergeht. Die innere Seitenwand 7 endet mit Abstand über der Bodenwand 4 .
Der Auslaß 13 ist in der oberen Wand 5 des Gehäuses 1 vorgesehen und erstreckt sich im wesentlichen über die ganze Länge und Breite der oberen Gehäusewand, bis an die gewölbten Bereiche heran; die Breite des Auslasses 13 entspricht somit etwa dem Achsabstand der äußeren Rührwerkswellen 8. In diese großflächige Auslaßöffnung ist ein Gitter aus schräggestellten Stäben oder Lamellen 14 eingesetzt. Über diesem Gitter von schrägen Abweiserlamellen ist ein Sichtergehäuse 15 aufgesetzt, in welchem das Laufrad 15 a eines Zentrifugalkraftsichters rotiert. Ein Zwischenstück 15 b leitet über von der rechteckigen Auslaßöffnung 13 zu dem zylindrischen Sichtergehäuse 15. Das Feingut gelangt in Richtung der Strömungspfeile in das Innere des Sichter-Laufrades 15 a und wird mittels eines anschließenden Filters wie üblich von der Sichtluft getrennt. Das Grobgut fällt zurück in das Innere der Mühle und wird dort weiter zerkleinert.
Bei der Ausführung nach Fig. 5 dagegen gelangt das Grobgut über einen an das Sichtergehäuse unten angesetzten Trichter 32 und ein schräges Rohr 33 bzw. eine Rutsche zurück in den Mahlguteinlaß 10. Der Sichter ist hierbei entsprechend hoch über der Mühle angeordnet und mittels eines Rohrstückes 34 mit dem Auslaß 13 bzw. dem Zwischenstück 15 b verbunden.
Die Wellen 8 sind als Hohlwellen (Rohre) ausgebildet und im Inneren der Mühle mit radialen Bohrungen 16 versehen. Die Rührarme 9 sind ebenfalls hohl bzw. rohrförmig und über eine radiale Bohrung mit dem Inneren der Rührwerkswelle 8 verbunden. Die Rührarme 9 haben seitliche Öffnungen 17 und/oder eine Öffnung 18 an ihrem äußeren Ende. Somit steht das Innere der Mühle mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung.
Durch den an den aufgesetzten Sichter 15, 15 a und/oder einen nachgeschalteten Sichter angelegten Unterdruck oder Sog wird somit von außen durch die hohlen Wellen 8 und Rührarme 9 Luft durch die Mühle hindurchgesaugt. Durch die Vielzahl der Rührwellen 8 und Rührarme 9 wird die Luft fein und gleichmäßig über das gesamte Mahlbett verteilt. Auf diese Weise sind der relativ sehr große Einlaß 10 und insbesondere sehr große Auslaß 13 möglich. Durch die Rührarme 9 und die gleichzeitig in das Mahlbett einströmende Luft wird das Mahlbett aufgelockert. Hierdurch wird die Beweglichkeit der Mahlkörper 20 verbessert. Das sich bildende Feingut wird sogleich, sozusagen im status nascendi, aus dem Mahlbett ausgeblasen. Vor allem aber wird das Mahlbett und die Mühle insgesamt gekühlt, so daß sich keine Überhitzung ergibt. Durch diesen Kühleffekt ist die Anordnung mehrerer Rührwerkswellen 8 in Reihen übereinander möglich. Die Dimensionen der Mühle nach Länge, Breite und Höhe sind praktisch unbegrenzt, da die bisherige Begrenzung aufgrund der Erhitzung fortfällt. Durch die Abweiserlamellen 14 werden Mahlkörper und Grobgut zurückgehalten.
Durch die angesaugte Luft werden gleichzeitig die Lager 21 gekühlt. Jede Rührwerkswelle 8 kann einzeln durch einen gesonderten Getriebemotor 22 angetrieben sein. Der Einzelantrieb ist billiger als ein Antrieb durch einen entsprechend größeren Motor über ein Verteilergetriebe, wie in Fig. 3 schematisch angedeutet.
Bei allen Mühlen soll das Austreten von Feingut bzw. Staub aus dem Inneren der Mühle verhindert werden. Schwierig ist hierbei die Abdichtung der Wellendurchtritte durch die Gehäusewände. Durch den Unterdruck im Inneren der Mühle wird das Austreten von Feingut vermindert. Zusätzlich kann Druckluft an den Wellendurchtritten angewendet werden. Zu diesem Zweck sind bei dem Ausführungsbeispiel die Stirnwände 2, 3 doppelwandig aus je einer inneren Wandung und einer äußeren Wandung 2 a, 3 a nebst entsprechenden Umfangswandteilen ausgebildet. In die so gebildeten Luftkammern 23, 24 wird Druckluft mittels je eines Druckluftanschlusses 25 eingeleitet. Die Druckluft strömt ständig durch die Wellendurchtritte der inneren Stirnwände 2, 3 hindurch, womit ein Austreten von Feingut zusätzlich vermieden wird (Fig. 2).
Das Mahlgut kann unter Luftabschluß oder mittels zusätzlicher Förderluft in den Mahlraum oder Agitationsraum eingegeben werden.
Ferner kann Luft fein verteilt über das gesamte Gehäuse eingegeben werden. Zu diesem Zweck sind auch die Umfangswände - die geneigten Seitenwände 6, 7 und die Unterwand 4 und Oberwand 5 - doppelwandig aus einer inneren Wandung und einer im Abstand von dieser angeordneten äußeren Wandung 4 a, 5 a, 6 a, 7 a aufgebaut. Der hierdurch gebildete Hohlraum 27 ist mit einem an der Außenwand 6 a angebrachten Rohrstutzen mit Druckluft beaufschlagbar. Die inneren Wandungen weisen Öffnungen 26 zum Durchtritt von Luft auf. Diese Lufteintrittsöffnungen 26 sind vor allem in der unteren Wand 4 vorgesehen, nicht aber bzw. weniger im oberen Bereich der Mühle. Die angegebenen verschiedenen Möglichkeiten zur Einführung von Luft in das Mahlbett können jeweils einzeln oder kumulativ angewendet werden. Am wirksamsten dürfte die Einführung der Luft über hohle Rührwellen und Rührorgane sein. In weiterer Ausbildung sind in den Rührarmen Ventile eingesetzt, welche den Luftauslaß jeweils während der oberen Umlaufphase jedes Rührarmes sperren. Die aus den Rührorganen austretenden Luftströme sind also im wesentlichen nach unten und nicht nach oben gerichtet. Dies kommt der Vergleichsmäßigung der Mahlwirkung über das gesamte Volumen der Mühle zugute. Gemäß Fig. 4 sind Rückschlagventile 28 in die Rührarme 9 eingebaut.
In jedem Rührarm ist ein Sitz 29 für eine Ventilkugel 30 oder dergleichen Ventilkörper vorgesehen. Der Ventilsitz ist dabei radial innen und die Ventilkugel radial außen angeordnet. Im oberen Bereich der Umlaufbahn der Rührarme 9 drückt also die Schwerkraft die Ventilkugel 30 - entgegen der Fliehkraft zuzüglich der Druckkraft des in dem Rührarm 9 höheren Luftdruckes - auf den Ventilsitz und sperrt somit den Luftaustritt. Im unteren Bereich der Umlaufbahn dagegen wirkt das Gewicht der Ventilkugel 30 in gleicher Richtung wie die Fliehkraft und Druckkraft, die Ventilkugel ist also von dem Ventilsitz entfernt und die Luftströmung nach unten bzw. in den unteren Bereich der Mühle freigegeben. Um Gewicht und Größe der Ventilkugel 30 gering zu halten und ein sicheres Schließen des Ventils 28 zu gewährleisten, ist gemäß Fig. 4 eine Druckfeder 31 vorgesehen, die auch den Ventilhub begrenzt.

Claims

1. Rührwerksmühle, insbesondere Kugelmühle, mit einem Gehäuse mit Einlässen für Mahlgut und Luft bzw. einem Mahlgut- Luft-Einlaß und einem Feingut-Luft-Auslaß und wenigstens einer mit Rühr- bzw. Mahlorganen bestückten, horizontalen Welle (Rührwerkswelle), dadurch gekennzeichnet, daß der Feingut-Luft-Auslaß (13) sich im wesentlichen über die gesamte Länge und Breite der oberen Gehäusewandung (5) erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Auslaß (13) Abweiserlamellen (14) schräg geneigt, parallel zueinander, im Abstand voneinander (Abweisgitter) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Auslaß (13) eine Trennvorrichtung, insbesondere ein Zentrifugalkraftsichter (15, 15 a) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einlaß (10) (bzw. die Einlässe) parallel zu der (wenigstens einen) Rührwerkswelle (8), im wesentlichen über die ganze Länge der Rührwerkswelle (8) erstreckt.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rührwerkswellen (8) nebeneinander und/oder übereinander vorgesehen sind, wobei sich die Umlaufbahnen der entsprechend axial versetzt angeordneten Rührorgane (9) teilweise überschneiden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reihen zu je drei Rührwerkswellen (8) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerkswelle (-wellen) (8) hohl ist (sind) und außerhalb des Gehäuses wenigstens eine Luftansaugöffnung und innerhalb des Gehäuses wenigstens eine Luftauslaßöffnung (16) aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührorgane ( 9) hohl sind und wenigstens eine Auslaßöffnung (17, 18) für Luft aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Auslaßöffnungen (17, 18) der Rührorgane (9) ein Ventil (28) mit Ventilsitz (29) und Ventilkugel (30) (bzw. Ventilkörper) vorgesehen ist, wobei die Ventilkugel (30) zwischen Ventilsitz (29) und Auslaß ( 17, 18) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse wenigstens zum Teil doppelwandig ausgebildet ist, wobei an der äußeren Wandung (2 a bis 7 a) wenigstens ein Einlaß (25, 25 a) für Luft und an der inneren Wandung eine Vielzahl von Einlässen (26) zum Mühleninneren vorgesehen sind bzw. daß die innere Wandung porös ist.