DE4421478C2 - Propellermühle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Propellermühle zum Mischen, Dis­ pergieren und Mahlen von Stoffen und Stoffgemischen mit einem Siebkorb, einer drehantreibbaren Welle, die sich in den Sieb­ korb hineinerstreckt, einem Rührwerk, das innerhalb des Sieb­ korbes angeordnet und zu gemeinsamer Drehung mit der Welle an dieser befestigt ist, zwei Propellern, die auf je einer Seite des Rührwerks angeordnet und ebenfalls zu gemeinsamer Drehung mit der Welle an dieser befestigt sind, und Mahlhilfskörpern im Siebkorb.

Eine solche Propellermühle ist aus der EP 0 546 715 A1 bekannt. Dort erstreckt sich die Welle, an der das Rührwerk und die bei den Propeller befestigt sind, senkrecht durch einen oberhalb des Siebkorbes an senkrechten Stangen befestigten rohrförmigen Einlaßstutzen, in dem einer der Propeller angeordnet ist, dann durch den Siebkorb hindurch, in dem nur das Rührwerk angeordnet ist, in einen an dessen Unterseite befestigten rohrförmigen Auslaßstutzen, in dem der zweite Propeller angeordnet ist. Im Betrieb dieser Propellermühle dreht sich die Welle derart, daß beide Propeller nach unten fördern. Das im Behälter enthaltene Stoffgemisch, in das der Siebkorb und beide Propeller eintau­ chen, wird somit vom oberen Propeller axial in den Siebkorb hineingedrückt und vom unteren Propeller ebenfalls axial aus diesem herausgesaugt, so daß sich außerhalb des Siebkorbes, in einem ringförmigen Zwischenraum zwischen diesem und der ihn umgebenden Wand des Behälters, eine aufwärtsgerichtete Strömung ergibt. Der vom Rührwerk und der Welle freigelassene Raum inner­ halb des Siebkorbes ist zu etwa 80% mit Mahlhilfskörpern gefüllt.

Diese werden bei Drehung der Welle vom Rührwerk nach außen ge­ schleudert und von dem Stoffgemisch, das den Siebkorb durch­ strömt, nach unten mitgerissen. Deshalb haben die Mahlhilfs­ körper die Tendenz, den Siebkorb vorallem in seinem radial äußeren und unteren Bereich zu verstopfen. Infolgedessen ist die Leistungsfähigkeit der bekannten Propellermühle je nach Viskosität des zu behandelnden Stoffes oder Stoffgemisches mehr oder weniger eng begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Propellermühle derart zu gestalten, daß die Gefahr von Verstopfungen des Sieb­ korbes vermindert wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß ausgehend von einer Propeller­ mühle der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß die beiden Propeller innerhalb des Siebkorbes angeordnet sind und einander entgegengesetzte Förderrichtungen aufweisen.

Damit wird erreicht, daß im Siebkorb zwei getrennte Zirkular­ stömungen des Stoffes oder Stoffgemisches entstehen, nämlich - bei senkrechter Anordnung der Welle - eine obere Zirkularströ­ mung, die durch die Oberseite des Siebkorbes hindurch im we­ sentlichen axial nach oben, dann oberhalb des Siebkorbes radial nach außen, entlang der Innenwand des Behälters axial nach un­ ten und dann radial in den Siebkorb zurück gerichtet ist, und eine untere Zirkularströmung, die durch die untere Wand des Siebkorbes nach unten, dann unterhalb des Siebkorbes radial nach außen, entlang der Innenwand des Behälters axial nach oben und schließlich radial in den Siebkorb zurück gerichtet ist. Die Radialströmungen innerhalb des Siebkorbes wirken der Schleu­ derwirkung des Rührwerks entgegen und verhindern dadurch weit­ gehend, daß sich Mahlhilfskörper an der Innenwand des Siebkor­ bes anlagern und sie verstopfen.

Die Förderrichtungen beider Propeller sind bei normaler Betriebsdrehrichtung der Welle vorzugsweise axial von dem Rührwerk weggerichtet.

Die Anordnung beider Propeller innerhalb des Siebkorbes ermög­ licht ferner eine Gestaltung, bei der die Welle innerhalb des Siebkorbes endet. Dadurch läßt sich die Gestaltung und Montage des unteren Teils des Siebkorbes wesentlich vereinfachen.

Diese Vereinfachung kann in der Weise zusätzlich genutzt wer­ den, daß der Siebkorb, beispielsweise in einer radialen Ebene, in zwei Siebkorbteile unterteilt ist, die axial auseinander­ nehmbar sind. Der untere Siebkorbteil braucht in diesem Fall nur noch von dem oberen Siebkorbteil gelöst zu werden, um dann - ohne jede Behinderung durch den unteren Propeller - nach un­ ten abgenommen zu werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den An­ sprüchen 5 bis 10.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten beschrie­ ben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Propellermühle,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1,

Fig. 2a den gleichen Ausschnitt jedoch mit eingezeichneten Zirkularströmmungen bei normaler Betriebsdrehrichtung,

Fig. 2b den gleichen Ausschnitt, jedoch mit eingezeichneten Zirkularströmungen bei entgegengesetzter Drehrichtung, und

Fig. 3 den Querschnitt III-III in Fig. 2.

Die dargestellte Propellermühle hat einen im wesentlichen kreis­ zylindrischen Behälter 10 mit einem Behälteroberteil 12, an dem ein zentraler Tragring 14 befestigt ist, und einem Behälterunter­ teil 16, der Füße 18 zum Abstellen auf einem nicht dargestellten Unterbau oder zur Befestigung an einem Fahrgestell aufweist. Die Achse A des Behälters 10 ist im dargestellten Beispiel senkrecht. Längs dieser Achse A erstreckt sich eine Welle 20, die mit einem oberen Lager 22 im Behälteroberteil 12, und mit einem unteren Lager 24 in einem Rohrkörper 26 gelagert ist. Der Rohrkörper 26 hat oben einen Flansch 28, der am Tragring 14 befestigt ist.

Am unteren Ende des Rohrkörpers 26 ist ein Siebkorb 30 befes­ tigt, der ebenfalls im wesentlichen kreiszylindrisch gestaltet und in einer zur Achse A normalen Ebene B unterteilt ist in einen oberen Siebkorbteil 32 und einen unteren Siebkorbteil 34. Beide Siebkorbteile 32 und 34 sind im Betrieb durch einen schnell lösbaren Verschluß 36 fest miteinander verbunden. Der Siebkorb 30 hat an seiner oberen und seiner unteren Stirnseite sowie an seinem Mantel Schlitze 38, die von einem zu behandelnden Stoff oder Stoffgemisch durchströmbar, aber doch so eng sind, daß sie Mahlhilfskörper, mit denen der Siebkorb im Betrieb weitgehend gefüllt ist, nicht austreten lassen.

Innerhalb des Siebkorbes 30 ist an der Welle 20 ein Rührwerk 40 befestigt, das eine in bezug auf die Ebene B symmetrisch gestal­ tete Umlenkscheibe ist. Im dargestellten Beispiel ist das Rühr­ werk 40 zusammengesetzt aus zwei kegelstumpfförmigen Körpern 42, die einander zugewandte große Basisflächen 44 und voneinan­ der abgewandte kleine Basisflächen 46 aufweisen. Über den gesam­ ten Bereich zwischen den beiden Basisflächen 44 und 46 jedes der beiden kegelstumpfförmigen Körper 42 erstrecken sich Stege oder Rippen 48, deren Höhe mit zunehmenden Abstand von der Ach­ se A linear abnimmt. Zwischen den beiden großen Basisflächen 44 ist eine Scheibe 50 angeordnet, die einen sich radial nach außen verdickenden Randbereich 52 aufweist.

Ebenfalls innerhalb des Siebkorbes 30 ist oberhalb des Rühr­ werks 40 ein oberer Propeller 54, und unterhalb des Rührwerks ein unterer Propeller 56 angeordnet. Beide Propeller 54 und 56 sind von gleichen Abmessungen; sie haben je eine Nabe 58, die an der kleinen Basisfläche 46 des oberen bzw. unteren kegel­ stumpfförmigen Körpers 42 anliegt, und eine Anzahl von der Nabe 58 radial wegragende Propellerblätter 60. Der einzige entschei­ dende Unterschied zwischen den beiden Propellern 54 und 56 be­ steht darin, daß die Propellerblätter 60 des oberen Propellers 54 einen Anstellwinkel haben, der dem Anstellwinkel der Pro­ pellerblätter 60 des unteren Propeller 56 entgegengesetzt ist. Die Gesamtheit der beiden Propeller 54 und 56 ist also ebenso wie das Rührwerk 40 symmetrisch in bezug auf die querliegende Ebene B gestaltet.

Zur Befestigung des Siebkorbes 30 am ortsfesten Rohrkörper 26 dient ein zentrales Rohrstück 62, das am oberen Siebkorbteil 32 befestigt, beispielsweise angeschweißt, ist und oben in einem kegelstumpfförmigen Flansch 64 endet. Das zentrale Rohrstück 62 bildet mit dem Rohrkörper 26, auf den es von unten her aufgescho­ ben ist, einen leichtgängigen Schiebesitz und ist im normalen Betrieb durch eine den Flansch 64 umgreifende, schnell lösbare Kupplung 66 mit dem stationären Rohrkörper 26 fest verbunden. Dabei ist eine am zentralen Rohrstück 62 ausgebildete ringförmige untere Stirnfläche 68 in einem kleinen Abstand oberhalb eines Mitnehmers 70 angeordnet, der entweder unmittelbar oder über den oberen Propeller 54 an der Welle 20 befestigt ist. Im dar­ gestellten Beispiel ist der Mitnehmer 70 eine Kreisringscheibe.

An beiden Siebkorbteilen 32 und 34 sind außen Flügel 72 befes­ tigt, die sich bogenförmig in Richtung zur Wand des Behälters 10 erstrecken ohne diese zu berühren.

Im normalen Betrieb ist der vom Rührwerk 40 und den beiden Pro­ pellern 54 und 56 innerhalb des Siebkorbes 30 freigelassene Raum zu etwa 75% bis 85% mit Mahlhilfskörpern und im übrigen mit einem zu behandelnden Stoff oder Stoffgemisch gefüllt, mit dem auch der Behälter 10 insgesamt weitgehend gefüllt ist. Die Wel­ le 20 wird so angetrieben, daß der obere Propeller 54 den ihn umgebenden Inhalt des oberen Siebkorbteils 32 im Sinne der Pfeile 74 axial nach oben fördert während der untere Propeller 56 den ihn umgebenden Inhalt des unteren Siebkorbteils 34 im Sinne der Pfeile 76 axial nach unten fördert. Die Mahlhilfskör­ per werden vom Siebkorb 30 zurückgehalten und bilden somit innerhalb des Siebkorboberteils 32 und des Siebkorbunterteils 34 je eine Zirkularströmung, wie in Fig. 2a mit durchgehenden Linien angedeutet. Der Stoff oder das Stoffgemisch strömt hin­ gegen durch den oberen Siebkorbteil 32 axial nach oben bzw. durch den unteren Siebkorbteil 34 axial nach unten und bildet Zirkularströmungen, die in Fig. 2a mit strichpunktierten Linien angedeutet sind. Die normale Betriebsdrehrichtung der Welle 20 ist in Fig. 1, 2, 2a und 3 mit einem Pfeil 78 angedeutet.

Wenn der Siebkorb 30 sowie das Rührwerk 40 und die beiden Pro­ peller 54 und 56 nach der Bearbeitung einer oder mehrerer Chargen eines bestimmten Stoffes oder Stoffgemisches gereinigt werden sollen, wird die Kupplung 66 gelöst. Dies hat die zwei­ fache Folge, daß das zentrale Rohrstück 62, und somit der Sieb­ korb 30, nicht mehr am Drehen gehindert ist, und daß das zen­ trale Rohrstück 62 samt dem Siebkorb 30 am Rohrkörper 26 ab­ wärts gleitet bis die untere Stirnfläche 68 auf dem Mitnehmer 70 steht, sodaß das Eigengewicht des Siebkorbes 30 über den Mitnehmer 70 auf die Welle 20 übertragen wird. Die dadurch her­ vorgerufene Reibung sorgt dafür, daß der Siebkorb 30 von der Welle 20 mitgenommen wird, sobald diese in Drehung versetzt wird. Ehe letzteres geschieht, wird der Siebkorb 30 in einen mit Lösungsmitteln gefüllten Behälter, beispielsweise den dar­ gestellten Behälter 10 selbst, getaucht. Die Flügel 72 des sich nun drehenden Siebkorbes 30 unterstützen die beiden Propeller 54 und 56 darin, das Lösungsmittel umzuwälzen, so daß der Sieb­ korb 30 sowie das Rührwerk 40 und die beiden Propeller 54 und 56 gründlich gereinigt werden.

Falls das Rührwerk 40 und/oder die Propeller 54 und 56 in­ spiziert und gegebenenfalls ausgewechselt werden müssen, können sie einfach dadurch zugänglich gemacht werden, daß der Verschluß 36 geöffnet und der untere Siebkorbteil 34 abgenommen wird.

Zum Zwecke der selbsttätigen Reinigung sowie in Sonderfällen kann die Welle 20 entgegen der normalen Betriebsdrehrichtung angetrieben werden. Dabei ergibt sich das in Fig. 2b dargestell­ te Strömungsbild.

Claims (10)

1. Propellermühle zum Mischen, Dispergieren und Mahlen von Stoffen und Stoffgemischen mit

• 1. einem Siebkorb (30),
• 2. einer drehantreibbaren Welle (20), die sich in den Sieb­ korb (30) hineinerstreckt,
• 3. einem Rührwerk (40), das innerhalb des Siebkorbes (30) angeordnet und zu gemeinsamer Drehung mit der Welle (20) an dieser befestigt ist,
• 4. zwei Propellern (54, 56), die auf je einer Seite des Rührwerks (40) angeordnet und ebenfalls zu gemeinsamer Drehung mit der Welle (20) an dieser befestigt sind, und
• 5. Mahlhilfskörpern im Siebkorb (30) dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Propeller (54, 56) innerhalb des Siebkorbes (30) angeordnet sind und einander entgegengesetzte Förderrichtungen aufweisen.

2. Propellermühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrichtungen beider Propeller (54, 56) bei normaler Betriebsdrehrichtung der Welle (20) axial von dem Rührwerk (40) weggerichtet sind.

3. Propellermühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (20) inner­ halb des Siebkorbes (30) endet.

4. Propellermühle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkorb (30) in zwei Siebkorbteile (32, 34) unterteilt ist, die axial auseinander­ nehmbar sind.

5. Propellermühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die Welle (20) innerhalb eines stationären Rohrkörpers (26) gelagert ist,
• 2. der Siebkorb (30) normalerweise durch eine schnell lösbare Kupplung (66) mit dem Rohrkörper (26) verbunden ist und
• 3. der Siebkorb (30) zu seiner Reinigung nach Lösen dieser Kupplung (66) mit der Welle (20) zu gemeinsamer Drehung kuppelbar ist.

6. Propellermühle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkorb (30) durch eine axiale Relativverschiebung in bezug auf die Welle (20) mit dieser kuppelbar ist.

7. Propellermühle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (40) zwei kegelstumpfförmige Körper (42) mit einander zugewandten großen Basisflächen (44) und voneinander abgewandten kleinen Basisflächen (46) aufweist.

8. Propellermühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (40) eine zwischen den beiden großen Basisflächen (44) der beiden kegelstumpfförmigen Körper (42) angeordnete Scheibe (50) auf­ weist, deren Außendurchmesser mindestens ebenso groß ist wie derjenige der Propeller (54, 56).

9. Propellermühle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (50) einen sich radial nach außen verdickenden äußeren Randbereich (52) aufweist.

10. Propellermühle nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Propeller (54, 56) je eine Nabe (58) aufweisen, mit der sie unmittelbar an je einer der genannten kleinen Basisflächen (46) anliegen.