DE4240779C1 - Rührwerksmühle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer Rührwerksmühle dieser Gattung EP 146 852 ist die Trenneinrichtung, die bearbeitetes Mahlgut durchläßt und Mahlkörper zurückhält, zur Verschleißminderung in den hohlen Endabschnitt der Rührwelle eingesetzt. Hervorgerufen durch die Förderleistung der Pumpe gelangt die Mahl­ körper/Mahlgutsuspension mit einer überwiegend axialen Strö­ mungskomponente vom axial äußeren Mahlraum in den Hohlraum der Rührwelle bis zur Trenneinrichtung. Um einem Mahlkörperstau im Auslaßbereich entgegenzuwirken, setzt man hier eine Rührwelle ein, die mindestens über einen Teilbereich Aussparungen zur Rückführung bzw. Abführung der Mahlkörper in axial äußere Mahlzonen hat.

Aus der DE 41 09 332 geht eine weitere gattungsgemäße Rührwerksmühle hervor, die selbst bei schwierigen Druck- und Viskositätsbedingungen das un­ mittelbare Umfeld der Trennvorrichtung von Mahlkörperanhäufungen weitge­ hend frei hält. Dazu weist die Rührwerksmühle eine entsprechend der EP 146 852 gestaltete Rührwellen-Trennvorrichtungskonstruktion auf, die um einen zu­ sätzlichen, drehantreibbaren Zwischenkäfig ergänzt ist, der den Hohlraum inner­ halb der Rührwelle in eine Innen- und eine Außenzone unterteilt.

Aufgabe der Erfindung ist es, gattungsgemäße Rührwerksmühlen hinsichtlich ihrer Energieausnutzung zu verbessern und kritische Mahlkörperver­ dichtungszonen zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird demnach zwischen Rührwelle und der Trennvorrichtung jeweils ein ringzylindrisches Statorelement angeordnet, das zur Rückführung der Mahlkörper vom Endbereich einer radial inneren Mahlkammer in den Anfangsbereich einer radial äußeren Mahlkammer Rückführkanäle aufweist. Durch diese zusätzliche, auch als parzielle Zirkulation von Mahlkörpern bezeich­ nete Mahlkörperrückführung verbessert sich der Mahlkörperfluß allgemein. Mahlkörper, die in ihrer Bewegungsfreiheit gehemmt sind, wie dies in Staubereichen vor der Trenneinrichtung und in Bereichen der Strömungsumlenkung möglich ist, nehmen nicht oder nur mit verminderter Leistung am Mahlprozeß teil. Die Mahlkörper sollten sich deshalb ständig in Bewegung befinden.

Erfindungsgemäß werden die Mahlkörper demnach außer über die Aussparungen der Käfige bzw. der Rührwelle zusätzlich durch Rückführungskanäle im Statorelement in Bewegung gehalten. Diese zusätzliche parzielle Zirkulation wird durch Förderelemente an der rotierenden Trennvorrichtung oder des/der Zwischenkäfige verstärkt. Dazu sind schaufel­ förmige oder gleichwirkende Elemente vorgesehen, die den Fluß der Mahlkörper in die erfindungsgemäßen Rührführkanäle der Statorelemente verbessern.

Je nach Betriebsart der Rührwerksmühle und entsprechend dem zu bearbeiten­ den Mahlgut kann das Förderelement in der Form angepaßt z. B. als konisch ringförmige Erweiterung geformt sein. Auch die Gestaltung und der Verlauf der Rückführkanäle ist den Mahlkörpern anpaßbar, die aus unterschiedlichen Materialien (Metall, Glas, Keramik) oder unterschiedlichen Formen (Kugel, Zylinder, Polygon) bestehen können. So ist die Kanalform bevorzugt in zylindri­ scher oder schlitzförmiger Ausführung mit einer Neigung in Strömungsrichtung der vorhergehenden Mahlkammer vorgesehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt einer schematischen Darstellung des Mahlbehälters mit Rührwerk,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt einer schematischen Darstellung des Mahlbehälters mit einer weiteren Rührwerksgestaltung.

Die in Fig. 1 dargestellte Rührwerkmühle enthält einen zylindrischen Mahlbehälter 2, der an beiden Seiten von Abdeckplatten 4, 6 begrenzt ist. Die Abdeckplatte 4 weist oberhalb der Drehachse A der Rührwelle 8 den Anschluß 10 für die Mahlgutzufuhr auf. Im kreiszylindrischen Mahlraum 12 rotiert wäh­ rend des Mahlvorganges die Rührwelle 8, die über die Antriebswelle 14 mit ei­ nem nicht dargestellten Antrieb bzw. einem Getriebe verbunden ist. Das Mahlgut wird von einer ebenfalls nicht dargestellten Pumpe durch den Anschluß 10 in den Mahlraum 12 gefördert. Aufgrund der Einwirkung der Rührwelle 8 bil­ det sich eine aus Mahlgut 16 und Mahlkörper 18 bestehende Suspension, die zum Mahlgutauslaß 20 strömt. Die Mahlwirkung in den Mahlkammern 22, 24, 26 entsteht durch die am Mahlprozeß beteiligten, stehenden Mahlbehälter- und rotierenden Rührwerkteile, die Differenzgeschwindigkeiten auf die Mahlkörper 18 (bis zu 0,3 mm ⌀) übertragen.

Die Suspension durchläuft die äußere Mahlkammer 22 mit der rotierenden Rührwelle und evtl. daran angebrachten Hilfsmitteln wie Stiften o. ä. Von der Abdeckplatte 6 um ca. 180° umgeleitet fließt die Suspension zwischen dem Statorelement 28 und der Rührwelle 8 in die Mahlkammer 24, die sich zusam­ men mit der Mahlkammer 26 den Hohlraum 29 der Rührwelle 8 teilt. Über die Aussparungen 30 in der Rührwelle 8 wird ein erster Mahlkörperkreislauf zwi­ schen den Mahlkammern 24 und 22 erzeugt. Dazu sind die Aussparungen 30, bezogen auf die Drehrichtung der Rührwelle, rückwärts geneigt. Der vom Flansch 32 ausgehende Bund 34 liegt annähernd achsparallel zur Rührwelleninnenfläche und verjüngt sich im Anfangsbereich der Mahlkammer 22. Damit gelangt zumindest ein Teil der Mahlkörper 18 in die von den Aussparungen 30 erzeugte radiale Strömung, die sie in die Mahlkammer 22 zurückführt.

Durch den Druck der Pumpe strömt die von einem Teil der Mahlkörper 18 entla­ stete Suspension zum inneren Ende der Rührwelle 8, das strömungsfördernd durch gerundete Flächen an der Rührwelle und am Statorelement 28 ausgebildet ist. Weitere strömungsfördernde Mittel sind axialwirkende Förderelemente 35 im Bereich der Mahlkammer 26. Die Erfindung geht von geringen Mahlkammerspaltweiten aus. Deshalb sind in Fig. 1 keine Mahlhilfsmittel an den Flächen des Statorelementes 28 und der Rührwelleninnenseite dargestellt; bei vergrößerten Spaltweiten wäre eine Bestückung jedoch möglich.

Die Mahlkammer 26, die zugleich auch den Trennbereich darstellt, ist vom Statorelement 28 und der rotierenden Mahlkörper/Mahlgut-Trennvorrichtung 38, einem Sieb, begrenzt. Bearbeitetes Mahlgut fließt über das Sieb zum Mahlgutauslaß 20. Die vom Sieb (Reibspalt o. ä.) zurückgehaltenen Mahlkörper 18 fließen den Rückführkanälen 40 zu, die einen zweiten Kreislauf der Mahlkörper 18 zwischen den Mahlkammern 26 und 24 zuläßt. Förderelemente 36 im Einlaßbereich der Rückführkanäle 40 unterstützen das radiale Abströmen der Mahlkörper 18. Die Förderelemente 36 sind zweckmäßigerweise schaufel­ artig ausgebildet und mit der rotierenden Trenneinrichtung 38, dem Sieb, verbun­ den. Von produktspezifischen Gegebenheiten abhängig können die Förderelemente jedoch ebenso durch gleichwirkende Elemente wie einer koni­ schen Erweiterung an der rotierenden Trennvorrichtung 38 oder strömungsbe­ günstigende Führungen am Statorelement 28 ersetzt werden. Die Rückführkanäle 40 der Fig. 1 sind in die in der Mahlkammer 24 herrschende Strömungsrichtung geneigt, wobei deren Querschnitt in Richtung Mahlkammer 24 abnimmt.

Die Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Rührwerksmühle mit einem zusätzlichen Zwischenkäfig 44, der den Mahlraum verlängert und einen weiteren Kreislauf einer Mahlkörper-Teilmenge über die Aussparungen 48 bewirkt. Der Zwischenkäfig 44 steht mit der drehantreibbaren Rührwelle 8 in Verbindung. Sämtliche am Mahlvorgang beteiligten rotierenden Teile der Rührwelle sind kühlbar und dazu mit dem zentralen Kühlmittel-Zuführkanal 50 in der Antriebswelle verbunden. Zu den Kühlmittelräumen im Statorelement 28 im Mahlbehälter 2 und im Mahlgutauslaß 52 führen getrennte Kanäle. Sowohl das starre Sieb 38 wie auch der Kühlkörper 56 sitzen gemeinsam am Flansch 32. Die zur Unterstützung des zwischen den Mahlkammern 26 und 24 betriebenen Kugelkreislaufes vorgesehenen Förderelemente 42 sitzen am freien Ende des Zwischenkäfigs 44. Obwohl in beiden Ausführungsbeispielen nur ein Statorelement 28 dargestellt ist, soll dies keine allgemein zahlenmäßige Beschränkung darstellen, wobei dies natürlich auch für den Zwischenkäfig 44 der Fig. 2 gilt.

Claims (7)

1. Rührwerksmühle mit einem eine Rührwelle (8) umgebenden Mahlbehälter (2), der mindestens teilweise mit Mahlkörpern (18) gefüllt ist und einer Rührwelle (2), die zur Aufnahme der Trennvorrichtung (38) einen Hohlraum (29) aufweist, der mindestens teilweise Mahlraum für das Mahlgut ist, das unter dem Druck einer Förderpumpe vom Mahlguteinlaß (10) zum Mahlgutauslaß (20) fließt, wobei die Rührwelle (8) wenigstens teilweise im Bereich des Hohlraumes (29) mit Aussparungen (30) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rührwelle (8) und der Mahlgut/Mahlkörper- Trennvorrichtung (38) ein ringzylindrisches Statorelement (28) angeordnet ist, das zur Rückführung der Mahlkörper (18) vom Endbereich einer radialen inneren Mahlkammer (26) in den Anfangsbereich einer radial äußeren Mahlkammer (24) Rückführkanäle (40, 40′) aufweist.

2. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trenneinrichtung (38) radial wirkende Förderelemente (36) im Bereich der Rückführkanäle (40) angeordnet sind.

3. Rührwerkskugelmühle mit einem eine Rührwelle (8) umgebenden Mahlbehälter (2), der mindestens teilweise mit Mahlkörpern (18) gefüllt ist und einer Rührwelle (8), die zur Aufnahme der Trennvorrichtung (38) einen Hohlraum (29) aufweist, der mindestens teilweise Mahlraum für das Mahlgut (16) ist, das unter dem Druck einer Förderpumpe vom Mahlguteinlaß (10) zum Mahlgutauslaß (52) fließt, wobei der Hohlraum (29) der Rührwelle (8) wenigstens einen Zwischenkäfig (44) hat, der ebenso wie die Rührwelle (8) im Bereich des Hohlraumes (29) mindestens teilweise mit Aussparungen (48) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rührwelle (8) und dem/den Zwischenkäfig/en jeweils ein Statorelement (28) angeordnet ist, das zur Rückführung der Mahlkörper (18) vom Endbereich einer radial inneren Mahlkammer (26) in den Anfangsbereich einer radial äußeren Mahlkammer (24) Rückführkanäle (40′) aufweist.

4. Rührwerksmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Zwischenkäfig (44) radial wirkende Förderelemente (42) im Bereich der Rückführkanäle (40′) angeordnet sind.

5. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderelemente (36, 42) schaufelförmig ausgebildet sind.

6. Rührwerksmühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderelemente konisch ringförmige Erweiterungen sind.

7. Rührwerksmühle nach einem der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführkanäle (40, 40′) in Strömungsrichtung der radial vorgeschalteten Mahlkammer geneigt sind.