DE3629421C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Zufuehren von Mahlkoerpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dosier­ ten Zuführen von Mahlkörpern (z.B. Mahlkugeln) in eine Rührwerksmühle, wobei dem Vorratsbehälter je­ weils ein Teil seiner Füllmenge entnommen wird, der anschließend nach dem Durchlaufen einer abdichtbaren Zwischenkammer in den Mahlraum gelangt.

Vor allem beim Feinmahlen von Ferriten und ähnli­ chen abrasiven Stoffen unterliegen die Mahlkörper er­ höhtem Verschleiß. Der Verschleiß äußert sich durch Anderung des Feinheitsgrades am Produktausgang. Um den Endproduktfeinheitsgrad konstant zu halten und eine kontinuierliche Arbeitsweise der Rührwerksmühle zu erreichen, müssen zwangsweise auch während des Betriebs Mahlkörper in den Mahlbehälter zugeführt werden können. Die Zuführung der Mahlkörper kann sich auf Grund des leichten Überdrucks, der in geschlos­ senen Rührwerksmühlen herrscht, erschweren. Ebenso die Abdichtung des Mahlraums gegenüber dem Mahl­ körper-Vorratsbehälter, um ein Eindringen von Mahl­ gut in diesen zu verhindern. Mahlgut im Vorratsbehälter erzeugt Mahlkörperzusammenschlüsse und verhindert damit den störungsfreien Nachfluß der Mahlkörper.

Zum kontinuierlichen Zuführen ist eine Vorrichtung mit einem zwischen Vorratsbehälter und Mahlraum an­ geordneten Gehäuse und einem darin angeordneten an­ treibbaren Förderglied aus der DE-22 42 174 A 1 be­ kannt. Bei dieser Vorrichtung hat das Gehäuse eine in den Mahlraum mündende zylindrische Bohrung, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der Mahlkörper­ durchmesser. Die Wand der Bohrung ist elastisch, so daß die Mahlkörper nacheinander durch die Bohrung hindurchgedrückt werden können, wobei jeweils minde­ stens ein Mahlkörper die Bohrung dicht verschließt. Als Forderglied ist in einem vom Mahlraum abgewandten Abschnitt der Bohrung ein Kolben angeordnet, der von einem Kurbeltrieb hin- und herbewegbar ist, so daß er hubweise jeweils auf den hintersten Mahlkörper eine Kraft ausübt, die über mehrere hintereinander in der Bohrung liegende Mahlkörper übertragen wird, so daß jeweils der vorderste Mahlkörper in den Mahlraum ge­ stoßen wird. Bei jedem Rückhub gibt der Kolben die Mündung einer Leitung frei, durch die jeweils ein fri­ scher Mahlkörper aus dem Vorratsbehälter in die Boh­ rung fällt.

Es hat sich gezeigt, daß diese bekannte Vorrichtung nur dann zuverlässig arbeitet, wenn die Mahlkörper alle gleich groß sind und eine einigermaßen genaue Kugel­ form aufweisen. Diese Bedingungen werden nur von neuen und gut sortierten Mahlkugeln erfüllt; gebrauch­ te Mahlkörper lassen sich mit der bekannten Vorrich­ tung nicht erneut in den Mahlraum einführen.

Eine Vorrichtung zum Zuführen bzw. Wiederverwen­ den gebrauchter Mahlkörper geht aus der EP-OS 00 95 149 hervor. Hierbei ist in einem rohrförmigen Verbindungsstück zwischen Mahlbehälter und Mahl­ körper-Vorratsbehälter ein Förderglied in Form einer drehantreibbaren Schnecke angeordnet. Trotz der Maßnahmen, daß sich der Innenquerschnitt des Verbin­ dungsstücks in Richtung Mahlraum erweitert oder der Schneckenkern in gleicher Richtung konisch ausgebil­ det ist und damit die Mahlkörper entgegen der Einlaß­ richtung sperrt, übt die Schnecke keinesfalls die Funk­ tion einer Dichtung zwischen Mahlbehälter und Mahl­ körper-Vorratsbehälter aus, so daß beim Bearbeiten be­ stimmter Materialien (z.B. Kalziumkarbonat) Mahlgut- Mahlkörperzusammenschlüsse im Vorratsbehälter auf­ treten und den kontinuierlichen Zulauf von Mahlkor­ pern stören.

Eine weitere Vorrichtung zum Einführen von Mahl­ körpern, hier insbesondere in eine Rohrmühle, die unter erhöhtem Druck steht, geht aus der DE 34 37 299 her­ vor. Als Absperrglieder zwischen Mahlraum und Aufga­ bebehälter sind im Fallrohr ein gasdicht abschließender Absperrschieber und oberhalb davon ein quer ver­ schiebbarer Kolben angeordnet. Durch die beiden Ab­ sperrglieder ist es zwar möglich, Mahlkörper in den Aufgabebehälter einzufüllen, ohne daß sich der Über­ bzw. Unterdruck dabei störend bemerkbar macht. Wäh­ rend der Füllphase steht jedoch auch hier der Aufgabe­ behälter mit der Rohrmühle in direkter Verbindung. Ei­ ne automatische Betriebsweise kann demnach mit die­ ser Vorrichtung nicht erreicht werden, da nach jeder Nachfüllung der Aufgabebehälter zum Auffüllen mit Kugeln geöffnet werden muß, was bei großen Mühlen, die im Nonstop-Betrieb gefahren werden, häufig auftre­ ten wird und damit hindert.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierlich betriebene Rührwerksmühle so aus­ zustatten, daß eine störungsfreie Zuführung von Mahl­ körpern jeglicher Form aus einem Vorratsbehälter möglich ist, ohne daß Mahlgut in den Vorratsbehälter eindringen kann.

Die Aufgabe ist bei einer Mühle der eingangs be­ schriebenen Gattung dadurch gelöst, daß die Mahlkör­ per nach dem Vorratsbehälter mindestens in eine Zwi­ schenkammer gelangen, bei der immer der Ein- und/ oder Auslaß gegenüber dem Mahlraum abgedichtet ist.

Gemäß der Erfindung werden also die Mahlkörper aus einem Vorratsbehälter entnommen, in eine gegen­ über dem Mahlraum abgedichtete Kammer gebracht und von dieser wiederum gelangen sie, nachdem die Kammer zum Vorratsbehälter hin abgedichtet ist, durch den Produkteinlaß in den Mahlraum.

ln einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung fallen die Mahlkörper nicht einfach durch ihre eigene Schwerkraft aus dem Vorratsbehälter in die Zwischen­ kammer und von da aus nach Öffnung der entsprechen­ den Ventile in den Produkteinlaß. In dieser Ausführung kann ein kolbenartiger Körper die Mahlkörper, nach Öffnung des auslaßseitigen Zwischenkammer-Ventils, in den Produkteinlaß drücken.

Eine weiterbildende, von der Anmelderin vorzugs­ weise für die Praxis vorgesehene Ausführung ist dar­ über hinaus so gestaltet, daß der kolbenartige Körper eine zylindrische Form hat und einen Hohlraum auf­ weist. Dieser Hohlraum ist auslaßseitig durch ein Ventil begrenzt, so daß Mahlkörper, die aus dem Vorratsbe­ hälter durch die Öffnung an der Einlaßseite einfließen, zurückgehalten werden. Abhängig von der Zeit, wäh­ rend der die stets freien Öffnungen des Kolben-Hohl­ raums den Öffnungen des Vorratsbehälters gegenüber­ stehen, ist die Mahlkörpermenge, die in die Dosierkam­ mer fällt. Durch Regeln der Zeit kann demnach die Mahlkörpermenge dosiert werden.

Bei einer erfindungsgemäßen weitergebildeten Ver­ fahrensweise fährt der Kolben in Füllstellung, wobei sein Auslaßventil geschlossen ist. Die Mahlkörper fallen in die Dosierkammer, bis eine vorbestimmte Menge er­ reicht ist. Dann zieht eine Druckeinheit den Kolben nach oben. Das Auslaßventil der Zwischenkammer ist geschlossen, wogegen das Kolbenauslaßventil während der Hubbewegung öffnet. Befinden sich die Mahlkörper in der Zwischenkammer, schließt das Kolben-Auslaß­ ventil und das Ventil zum Produkteinlaß öffnet. jetzt beginnt ein erneuter Füllvorgang, bei dem die Kolben­ stirnseite in der Abwärtsbewegung die Mahlkörper aus der Zwischenkammer in den Produkteinlaß drückt.

Als zweckmäßig hat sich auch erwiesen, das im Kol­ ben dosierte Mahlkörpervolumen nicht größer als 3/4 des Volumens der Zwischenkammer zu halten, um das Einfließen der Mahlkörper nicht zu stören.

Aus dem gleichen Grund sind Ventilkegel vorgese­ hen, von deren Kegelflächen die Mahlkörper leicht ab­ gleiten. Als weiteres Hilfsmittel zur Vermeidung von Anhaftungen auf den Kegelflächen und zur sicheren Abdichtung der Ventile können die Kegelflächen und/ oder der Ventilsitz entweder mit einem entsprechenden Werkstoff (z.B. Vulkollan) beschichtet oder beide Teile ganz aus diesem Stoff geschaffen sein.

Die Zuführung von Mahlkörpern kann durch allge­ mein bekannte Steuereinrichtungen (Zeitrelais usw.) eingeleitet werden, wobei die Kolben-Zylindereinheiten entsprechende Impulse erhalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im fol­ genden an Hand schematischer Zeichnungen näher er­ läutert, Es zeigen:

Fig. 1 den Einsatz einer erfindungsgemäßen Mahlku­ gel-Zuführvorrichtung an einer liegenden Mühle.

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemä­ ßen Gegenstand während der Nachfüllphase vom Vor­ ratsbehälter in den Kolben und der Zwischenkammer in den Produkteinlaß.

Fig. 3 Längsschnitt durch den Erfindungsgegenstand während der Füllphase der Zwischenkammer.

Fig. 4 Längsschnitt durch den Erfindungsgegenstand ohne Kolben.

In Fig. 1 sind die wesentlichen Teile einer Rührwerks­ mühle mit der erfindungsgemäßen Mahlkörper-Zuführ­ vorrichtung dargestellt. Als Beispiel ist eine liegende Mühle, bestehend aus dem Ständer (15), in dem der nicht dargestellte Antrieb sitzt, gezeichnet. Der Antrieb steht mit der Rührwelle (7) mittels eines stufenlosen Getrie­ bes (1) in Verbindung. Das fertig bearbeitete Produkt gelangt durch den Produktauslaß (5) in Pfeilrichtung aus der Rührwerksmühle. Auf dem Ständer (15) ist in liegen­ der Stellung der Mahlbehälter (13) mit der darin ange­ ordneten Rührwelle (7) befestigt. Zwischen Mahlbehäl­ terinnenwand und Rührwelle (7) befinden sich die Mahl­ körper, die von der Mahlkörper-Zuführvorrichtung (9) aus durch den Produkteinlaß (11) in den Mahlraum ge­ langen.

Das Zuführen von Mahlkörpern (35) in die Leitung (45), durch die das Produkt den Mahlbehälter erreicht, zeigt Fig. 2. Dazu sitzt auf der Leitung (45) der Aufsatz (21) . In ihm gleitet der Kolben (25), der die Dosierkam­ mer (37) umschließt. Auslaßseitig begrenzt die Dosier­ kammer (37) den Ventilkegel (19), der an der Spitze der Kolbenstange (53) befestigt ist. Die zum Vorratsbehäl­ ter (33) gerichtete Seite der Dosierkammer (37) weist Durchlässe (32) auf, die in gleicher Höhe wie die Öffnun­ gen (23) liegen und durch die Mahlkörper (35) in die Dosierkammer (37) eindringen. Die Ventilkegel (19, 49) werden ebenso wie der Kolben (25) mittels Kolben-Zy­ lindereinheiten (17, 27, 29) bewegt. Bei geschlossenem Zustand liegen die Ventilkegel (19, 49) an den Ventilsit­ zen (41, 47) an. Die in Pfeilrichtung strömenden Mahl­ körper (35) in der Leitung (45) stammen aus der Zwi­ schenkammer (43). Um den Übergang der Mahlkörper (35) von der Zwischenkammer (43) aus in die Leitung (45) zu unterstützen, wird durch die Leitungsverengung (57) eine turbulente Strömung erzeugt.

Das Nachfüllen der Zwischenkammer (43) mit Mahl­ körpern (35) aus der Dosierkammer (37) zeigt Fig. 3. Der Kolben (25) befindet sich hier in der oberen Ruhela­ ge, wobei in dem engen Spalt zwischen Haube (31) und Kolbenaußenseite ein Mahlkörperrückstau entsteht, wodurch das Nachfließen von Mahlkörpern (35) durch die Öffnung (32) ebenso verhindert wird, wie durch die Lippendichtung (55). Wenn das Kegelventil (47, 49) ge­ schlossen ist, ist das Kegelventil (19, 41) geöffnet und die Mahlkörper (35) strömen aus dem Dosierraum (37) in die Zwischenkammer (43).

Daran anschließend schließt der Zylinder (29) das Ke­ gelventil (19, 41), worauf der Zylinder (27) den Kolben (25) abwärts fährt und der Kolben und der Boden des Ventilkegels (19) die Mahlkörper (35) in die Leitung (45) drücken, in der Produkt geführt wird. Hat der Kolben (25) die Zwischenkammer (43) entleert, so schließt das Ventil (47, 49) und erst dann beginnt sich der Kolben (25) nach oben zu bewegen.

Eine vereinfachte Nachfüllvorrichtung zeigt Fig. 4, in der die Mahlkörper (35) allein durch ihre Schwerkraft und die Produktströmung aus der Zwischenkammer (43) in die Leitung (45) gelangen können. Ebenso durch ihre Schwerkraft mit zusätzlicher Unterstützung von Vibra­ tion oder Flüssigkeitsdruck können die Mahlkörper bei dieser Ausführung vom Vorratsbehälter (33) durch schräge nach unten geneigte Kanäle (48) in die Zwi­ schenkammer (43) gelangen.

Auch die Abgabe der Mahlkörper (35) aus der Zwi­ schenkammer (43) in die Leitung (45) kann unter Zuhil­ fenahme von Flüssigkeitsdruck z.B. durch Zuführung von Lösungsmittel erfolgen, entsprechend dem Erfin­ dungsgedanken natürlich nur bei geschlossenem Ventil­ kegel (19).

Claims (15)

1. Verfahren zum Zuführen von Mahlkörpern aus einem Vorratsbehälter in eine Mühle, wobei die Mahlkörper eine Zwischenkammer durchlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß von den zwei an ei­ ner Zwischenkammer ein- und auslaßseitig ange­ ordneten Absperrmitteln das auslaßseitige beim Zuführen von Mahlkörpern aus dem Vorratsbehäl­ ter und das einlaßseitige beim Abgeben der Mahl­ körper in Richtung Mahlraum geschlossen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Zeit des Zuführens von Mahl­ kugeln aus der Zwischenkammer in Richtung Mahlraum Mahlkugeln aus dem Vorratsbehälter in eine Dosierkammer vor der Zwischenkammer ge­ langen, wobei sie mengenmäßig vordosiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventil zwischen der Dosierkam­ mer und der Zwischenkammer erst dann geöffnet wird, wenn das Ventil am Auslaß der Zwischen­ kammer geschlossen ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Mahlkörper in der Dosierkammer unter dem Volumen in der Zwischenkammer liegt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlkörper nach dem Verlassen der Zwischenkammer dem Produktein­ laß zugeführt werden und durch den Förderstrom, mit dem das Produkt der Mühle zugeführt wird, in den Mahlbehälter gelangen.

6. Vorrichtung zum Zuführen von Mahlkörpern aus einem Vorratsbehälter (33) in eine Mühle mit einer zwischen dem Vorratsbehälter (33) und dem Mahl­ raum angeordneten mit Mahlkörpern (35) gefüllten Zwischenkammer (43), dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- und der Auslaß der Zwischenkammer (43) mit Absperrmitteln (19, 49) versehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Absperrmittel (19) am Einlaß der Zwischenkammer (43) an der Stirnseite eines Kol­ bens (25) sitzt und dieser in die Zwischenkammer (43) ein- und ausfährt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Absperrmittel (19) an der Kolben­ stirnseite (39) außer dem Einlaß der Zwischenkam­ mer (43) auch den Auslaß einer im Kolben (25) befindlichen Dosierkammer (37) abdichtet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dosierkammer (37) im Kolben (25) Öffnungen (32) aufweist, die mit dem Vorrats­ behälter (33) in Verbindung stehen.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Absperrmittel (19, 49) am Ein- und Auslaß der Zwischenkammer (43) jeweils aus einem Ventilkegel (19, 49) und einem konischen Ventilsitz (41, 47) bestehen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das auslaßseitige Absperrventil (49) der Zwischenkammer (43) in Richtung der Leitung (45) für die Produktzufuhr geöffnet wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorratsbehälter (33) fest mit der Zwischenkammer verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (33) aus einer konischen ringförmigen Wanne besteht, in deren Zentrum der Kolben (25) auf- und abgleitet und die im Kolben befindlichen Öffnungen (32) beim Füllen der Dosierkammer (37) direkt den Öff­ nungen (23) des Vorratsbehälters (33) gegenüber­ liegen.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kolbenstange (51), die den Kolben (25) bewegt, der Zylinder (29) für die Kolbenstange (53) des Ab­ sperrmittels (19) sitzt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Querschnitt der Zwischenkam­ mer größer ist als der Mahlkörperdurchmesser.