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Fliehkraft-Reibkolloidmühle Die Erfindung .betrifft eine Fliehkraft-Reibkolloidmühle
mit gegen den Gehäusemantel arbeitenden Fliehkraftreibwalzen.
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Es hat sich bei allen bisherigen Ausführungen von Fliehkraft-Reibkolloidmühlen
gezeigt, daß die Lager der mit hoher Tourenzahl umlaufenden Reibwalzen stets einem
großen Verschleiß unterwörfen sind: Die Mühlen werden daher nach verhältnismäßig
kurzer Betriebszeit unbrauchbar.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind bei der Fliehkraft-Reibkolloidmühle
gemäß der Erfindung an den Enden der Fliehkraftwalzen mit Zahnung versehene Zahnräder
angeordnet, die mit Zahnrädern .der umlaufenden Mittelwelle in Eingriff stehen,
wodurch die Fliehkraftreibwalzen zwangsläufig sich um ihre Achse drehen. Es werden
daher für die Lagerung der Walzen überhaupt keine gleitenden Lagerflächen an Zapfen-
und Jochausfräsungen, wie das bei bekannten Ausführungsformen der Fall war; verwendet,
sondern es bewegen. sich die Reibwalzen planetenartig um die Hauptwelle und die
hierbei auftretende Antriebsreibung an den Zahnwandungen .ist sehr gering, da es
sich um einen wälzenden Vorgang handelt.
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Ein weiterer Vorteil der Zahnradübertragung liegt darin, daß beim
Ineinandergreifen der Zähne ebenfalls noch eine Zerkleinerung des Mahlgutes durch
Zermalmung und nicht durch reine Reibung bewirkt wird; der letztere Vorgang spielt
sich in den Lagern der Reibwalzen der bekannten Fliehkraft-Reibkolloi-dwühlen ab,
wodurch die rasche Abnutzung der Lager bedingt war,
An und für sich
ist eine Mahl- und Feinreibvorrichtung .bekannt, bei der mit einer in einem Gehäuse
liegenden ringförmigen Mahlscheibe die Stirnflächen mehrerer planetarisch angetriebener
Mahlscheiben zusammenarbeiten; die Ausführung dieser bekannten Einrichtung schließt
aber die Entstehung einer Fliehkraftwirkung, auf die es bei der vorliegenden Fliehkraft-Reibkolloidmühle
ausschlaggebend ankommt, aus.
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Durch die beiden Schnittzeichnungen (Abb. i und 2) sind alle Einzelheiten
der neuen Fliehkraft-Reibkollöidmühle mit Zahnräderausführung wiedergegeben.
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In einem zylindrischen, mit Kühlmantel versehenen Gehäuse i bewegen
sich neun Reibwalzen 2 um eine umlaufende Welle 3 derart, daß die an jeder Reibwalze-
beidseitig befestigten kleinen Zahnräder 4 sich planetenförmig auf den beiden großen,
mit Welle 3 verschraubten Zahnrädern 5 abwälzen. Die Zahnräder 4 und 5 sind derart
schräg verzahnt, daß die in den Zahngetrieben auf beiden Seiten auftretenden horizontalen
Schubkomponenten sich entgegenwirken und in ihrer Wirkung aufheben, so däß eine
Hinundherbewegung der Reibwalzen in axialer Richtung mehr oder weniger verhindert-wird.
:, Die Reibwalzen werden bei Stillstand der Maschine .an einer Veränderung ihrer
gleichmäßigen Abstände voneinander dadurch gehindert, daß sie sich auf beiden :Seiten
in einem Kugellager 6 um die Jochstifte 7 drehen, die an den beiden Scheiben 8 angebracht
sind. Die Scheiben 8 werden käfigförmig durch neun Stangen 9; die zwischen je zwei
Reibwalzen entlang führen; biegungs- und verdrehungsfrei zusammengehalten. DieKugellager
6 haben etwas Spiel in radialer Rich-_ tüng, damit sich die Reibwalzen durch die
Zentrifugalwirkung auch fest gegen den Reibring io pressen, der .aus rostfreiem
Stahl oder Hartbronze in das zylindrische Gehäuse i eingepaßt ist. Durch die hierbei
auftretende Reibung wälzen sich die Reibwalzen ohne Schlupf am Reibring io ab, wodurch
eine Mahlung durch Zermalmen und teils auch durch Zerreiben bewirkt wird.
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Die Lagerung der, Hauptwelle 3 erfolgt durch die beiden Kegelrollenlager
i i ohne Spiel in axialer Richtung. Die Abdichtung wird durch den in die Dichtungsschraubmuffe
i2 eingeschliffenen Teil der Hauptwelle 3 erreicht, in den mehrgängige Spiralnuten
13 mit halbkreisförmigem Querschnitt eingefräst sind.
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Zur Aufnahme der Reinigungsflüssigkeit für die Dichtungen dienen die
Gefäße 14 mit Hähnen 15. Durch langsames Durchdrehen der Hauptwelle in der
entgegengesetzten Richtung zum Arbeitsdrehsinn durchläuft die Flüssigkeit die Dichtungen
und gelangt, die Achsennuten reinigend, in ,die nach außen abgeschlossenen ringförmigen
Rinnen 16, von _ wo sie durch .die Hähne i7 abgelassen werden 'kann. Ein auf die
Welle aufgeschrumpfter Ring i8 verhindert durch seine Abspritzwirkung.das .allzu
rasche Eindringen der Flüssigkeit in das Kegelrollenlager i i, das durch die Filzringe
i9 -noch besondere Abdichtung erfährt.
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Durch den Fülltrichter 2,o mit Deckel 21 gelangt das: Mahlgut über
den Absperrhahn 22 in den Reibwälzenraum. Der Stator (feststehender Teil der Mahlfläche)
ist an der Einfuhrstelle mit schräg liegenden Schlitzen 23 versehen, damit die umlaufenden
Reibwalzen ohne Schleudern über diese Stelle gleiten; diese Schlitze verlaufen bei
der Darstellung nach Abb. 2 gerade -in Drehrichtung. Inder Praxis werden sie zweckmäßigerweise
in einen Winkel zur Drehrichtung der Mühle gestellt, wodurch sowohl ein unerwünschter
Verschleiß der Oberfläche der Walzen 2 als auch der zwischen den Schlitzen vorhandenen
Stege vermieden oder wenigstens wesentlich herabgesetzt wird.
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Das flüssige Mahlgut wird nach dem Verreiben an der Stelle
24 (Abb. i), die gleichfalls finit Durchlaßschlitzen versehen ist, aus der
Reibkolloidmühle abgeführt und über Leitung 25 infolge des in der Reibkolloidmühle
selbst erzeugten Überdruckes in den Fülltrichter 2o zurückgepumpt und kann, wenn
erforderlich, mehrere Male durch die Reibkolloidmühle bearbeitet werden, bis das
gewünschte Ergebnis erzielt ist. Die Rückleitung 25 und der Trichter 2o sind mit
Kühlmantel 26, 27 versehen. Über Leitung 28, Hahn 29 kann :das Mahlgut aus der Mühle
abgeführt werden. Es kann auch das Umpumpen wie das Abführen -des Mahlgutes durch
eine besondere Pumpe erfolgen.
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Die Gewindelöcher 30 dienen zum Einbringen und Abführen der
Kühlflüssigkeit. An der Stelle 31 wird die Hauptwelle unmittelbar mit einem Elektromotor
.gekuppelt.
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Die schrägverzahnten Stirnzahnräder sollen so bemessen sein, daß @bei
innigem Ineinandergreifen des Antriebszahnrades 5 mit den Planetenrädern 4 die Reibwalzen
mit der Mantelfläche der Hauptwelle 3 einen Spalt von etwa 1/1o mm Breite bilden.
Die Zahnhöhe soll ferner so groß sein, däß, wenn sich bei dem Umlauf während des
Betriebes die Reibwalzen infolge der Fliehkraft an die Innenwand des Reibringes
io pressen, die an den beiden Enden der Reibwalzen sitzenden Planetenräder q. immer
noch in sicherem Eingriff mit den Antriebsrädert, 5 stehen. -Der beim Stillstand
- der Maschine auftretendepUmstand, daß. .die Reibwalzen. infolge.
ihrer
Schwerkraft auf den Antriebsrädern seitlich herunterlaufen würden, sgfern sie nicht
durch eigenes Sichfestklemmen daran gehindert werden, würde beim Wiederanlassen
der Maschine infolge ungleichmäßiger Verteilung der umlaufenden Massen zu unzulässigen
Beanspruchungen von Hauptwelle und -läger führen, bevor sich erst nach einer gewissen
Zeit von selbst wieder der ausgewuchtete 'Zustand einstellen könnte. Es ist -daher
erforderlich, die Reibwalzen einzeln durch Kugellager 6 mit etwas Spiel in radialer
Richtung auf an einem Joch befestigten Stiften zu lagern. Wichtig ist jedoch die
Tatsache, daß diese Lager während des Betriebes überhaupt keine in Betracht kommenden
Kräfte auf die Lagerstifte auszuüben brauchen, weil das umlaufende Walzensystem
durch Zahnräder gebunden und in sich stabil ist; die Abnutzung dieser Lager braucht
daher nicht in Betracht gezogen zu werden.
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Auch das Problem der Hauptwellenabdichtung ist bei dieser Kolloidmühle
anders als bei den -bekannten Mühlen gelöst worden. Es hat sich gezeigt, daß Stopfbuchsen
wie auch Labyrinthdichtungen durch Abnutzung mit der Zeit unbrauchbar wurden. Die
bei der vorliegenden Kolloidmühle verwendete Dichtung ist eine Feinpaßdichtung und
beruht auf der die Flüssigkeit zurücktreibenden Wirkung umlaufender Spiralnuten.
Die Dichtung hat ferner den großen Vorteil, keine Dichtungsmaterialien, wie Asbest,
Korkstein, Leder o. dgl., zu benötigen. Die Spiralnuten sind nach je i1/2 Windungen
auf ein kurzes Stück unterbrochen, damit die Mahlflüssigkeit, die beim Betrieb unter
Wirkung des nach innen zu verlaufenden Drehsinns der Spiralnuten steht und nach
innen zurückgeführt wird, nicht bei dem Stillstand der Maschine sich durch die Spiralnuten
hindurch ungehindert den Weg ins Freie sucht.
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Der . Elektromotor läuft mit goo bis iooo Umdrehungen in der Minute.
Für die praktische Auswertung und Ausnutzung der Kolloidmühle wird zweckmäßig ,die
Anwendung einer Vorrichtung zur Drehzahlreglung vorgesehen oder' die Verwendung
eines mehrfach polumschaltbaren Elektro-Motors. Es ist ;hei manchen Reibgutarten
zu empfehlen, die Mahlung anfangs mit niedrigeren Drehzahlen wie 25o bis 5oo zu
beginnen und erst nach der Vormahlung auf höhere Drehzahlen umzuschalten.