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Reibmühle Gegenstand der Erfindung ist eine Reibmühle zum Zerkleinern
von Feststoffen in Teig- oder Pastenform und zum Emulgieren von flüssigen Stoffen,
bei der als Mahlkörper zylindrische, kugelförmige oder scheibenförmige Drehkörper
dienen, auf denen in elastische, wärmebeständige, gummiähnliche Massen Mahlsegmente
aus hartem Werkstoff eingebettet sind, die gegen einen Mahlring oder eine Mahlscheibe
gedrückt werden. Die gummiartigen Massen bestehen vorzugsweise aus natürlichem oder
künstlichem Kautschuk, in den die Hartmetallsegmente einvulkanisiert sind; doch
kommen auch andere elastische Kunststoffe in Frage, wenn ihre Wärmebeständigkeit
für die beim Betrieb- der Mühle auftretenden Wärmegrade genügt.
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Als harter Werkstoff kommen vorzugsweise Hartstahl in Betracht, doch
sind auch die sogenannten Hartmetallegierungen (z. B. aus Wolframcarbid mit Kobalt,
Nickel, Chrom, Vanadin, Molybdän bestehend) oder auch Hartporzellan, Glas usw. für
besondere Fälle geeignet. Bei den bisher bekannten Fliehkraftwalzenmühlen, die im
folgenden entsprechend der Durchlaufrichtung des Mahlgutes als Axialmühlen bezeichnet
werden sollen, benutzt man mehrere umlaufende Walzen als Mahlorgane, die durch die
Fliehkraft gegen einen Mahlring gedrückt werden. Der Nachteil dieser Vorrichtungen
besteht darin, daß Mahlgut in axialer Richtung durch die Walzenzwischenräume hindurch
unzerkleinert die Mühle verlassen kann. Bei den Scheibenmühlen, die im folgenden
entsprechend der Strömungsrichtung des Mahlgutes Radialmühlen genannt werden sollen,
ist beispielsweise gegenüber einer feststehenden eine sich drehende Scheibe angeordnet,
die mit bestimmtem Druck gegen die feststehende Scheibe gedrückt wird. Das Mahlgut
bewegt sich in einer solchen Mühle von den Scheibenmittelpunkten in radialer Richtung
durch den Spalt zwischen den Scheiben und tritt am Scheibenumfang zerkleinert aus.
Da sich nun während des Zerkleinerungsvorganges beträchtliche Wärmemengen entwickeln,
verziehen sich die Scheiben infolge
der Temperaturerhöhung, so
daß der Spalt zwischen beiden Scheiben nicht überall gleichmäßig groß ist und infolgedessen
Mahlgütreilchen unzerkleinert zwischen den Scheiben durchschlüpfen können.
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Diese Nachteile werden nun durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
dadurch vermieden, daß statt der sich abtvälzenden Mahlwalzen oder sich aneinander
vorbeidrehenden Scheiben in eine elastische Zwischenschicht eingebettete harte lIalrlsegineiite
versendet werden, die sich entweder infolge der Fliehkraft innen an den Mahlring
oder die Mahlscheibe anlegen, oder durch eine besondere Spannvorrichtung angedrückt
werden. E s ist sogar iriöglich, auch den Mahlring oder die Gegenscheibe in gleicher
Weise zti unterteilcii: doch ist dies im allgemeinen nicht zweckmäßig, weil dadurch
die Gefahr des Festfressens besteht, wenn etwa einmal zwei gegenüberliegende Segmentl:anten
aneinander hängenbleiben. Sollen deshalb in Sonderfällen sowohl der -Mahlkörper
als auch sein Gegenlager aus elastisch hinterlegten Einzelklötzchen bestehen, so
werden zweckmäßig ihre quer zur gegenseitigen Bewegungsrichtung liegenden Kanten
abgerundet. Auch kann es zweckmäßig sein, diese Kanten und die durch sie gebildeten
Fugen nicht quer zur Bewegungsrichtung verlaufen zu lassen, sondern schräg.
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. In der Zeichnung stellen die ebb. i bis 4 zwei Ausführungsformen
von Axialseginentmühlen dar und Abb. 5 und 6 eine Radialsegmentmühle, und zwar Abb.
1, 3 und 6 im Schnitt quer zur Drehachse und Abb.2, 4 und 5 im Schnitt entlang dieser
Drehachse. Abb. 7 und 8 zeigen einige abgeänderte Ausfiihrungsforinen der bei den
vorerwähnten Reibmühlen verwendeten Drehkörper.
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Abb. i zeigt einen Querschnitt und Abb. 2 einen Längsschnitt durch
eine Axialsegineritmühle. Bei der Mühle nach Abb. i und 2 legen sich auf einem Drehkörper
-1, der aus einem synthetischen Kautschuk besteht, einvulkanisierte Mahlsegmente
6 infolge der Fliehkraft bei der Drehung des Drehkörpers an den 'Mahlring 1.2 an.
Solange sich kein Mahlgut in der 'Mühle befindet. schleifen dabei die Segmente 6
auf den Mahlring 12. Bei dieser Miihle ist keine besondere Lagerung für den Drehkörper
vorgesehen, da das Geliäuse init dein 1Ialrlriiig selbst eine Art Gleitlager für
ihn darstellt. Sobald teilt- oder pastenförmiges Mahlgut in die Mühle gelangt, bildet
sich eine Art Schinierfilin zwischen den Mahlsegmenten und dein Mahlring aus, in
dem darin die Festteilchen zerkleinert werden. Der Drehkörper 4 ist auf einer Büchse
5, die auf der Welle 3 aufgekeilt ist, aufvulkanisiert. Die Drehzahl des Drelikörpers
beträgt iooo bis 3000 U;iniir und der Spalt zwischen den Segmenten 6 und
dem Mahlring 12 bei nichtlaufender Mühle o,i bis 0,05 min. Der 1'Iahlring
12 besteht wie die Mahlsegmente 6 aus Hartstahl und ist in das Mühlengehäuse i,
das auf der einen .Seite durch den Deckel 2 verschlossen wird, eingepaßt. Die Durchführung
der Welle 3 durch den Deckel 2 wird mit einer Stbpfbüchse 9 abgedichtet. Im Mahlgehäuse
sind Kühlkanäle vorgesehen, in die Kühlwasser bei io ein- und bei i i ausfließt.
Das teig-oder pastenförmige Mahlgut tritt bei 7 in den Mahlraum ein, durchwandert
als Film den Spalt zwischen 6 und 12 in axialer Richtung auf einer Schraubenlinie
und verläßt bei b zerkleinert den Mahlraum. Infolge der Elastizität des Drehkörpers
paßt sich der Spalt zwischen Segmenten und Mahlring jeweils der Korngröße des Mahlgutes
atomatisch an, wobei gleichzeitig der Verschleiß von Segmenten und Mahlring ausgeglichen
wird.
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Werden Stoffe zerkleinert, die einen großen 'Verschleiß von Segmenten
und Mahlring verursachen, so wird zweckmäßig die Vorrichtung nach Abb. 3 und 4 gewählt,
die sich von der oben beschriebenen nur durch dieAtisbildungdesDrehkörpers unterscheidet.
Der Drehkörper besteht in diesem Falle aus mehreren keilförmigen Ringen 17 aus Kautschuk
u. dgl., in die die Hartstahlsegmente i8 einvulkanisiert sind.
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Zwischen den einzelnen Kautschukringen befinden sich Abstandsscheiben
15 und an den Enden keilförmige Scheiben 16 aus Eisen, die alle in axialer Richtung
beweglich sind, dagegen in der Umfangsrichtung von der Welle 14 des Rotors mitgenommen
werden. Die Ringe 17 haften auf den Scheiben 15 und 16 ähnlich wie Keilriemen auf
Keilriemenscheiben und sitzen durch die Haftreibung fest auf. Es ist hierfür nötig,
daß die Vorspannung der Ringe 17 so bemessen wird, daß die volle Antriebsleistung
durch die keilriemenartige Verbindung übertragen wird. Gegebenenfalls können die
Scheiben 15 und 16 sowie auch die Ringe 17 auch noch mit radialer Riffelung versehen
sein, damit ein Gleiten der Ringe auf den Scheiben mit Sicherheit vermieden wird.
Wenn nun bei der Drehung der auf der Achse 14 verkeilten Scheiben 15 und 16 die
Ringe 17 mitgenommen werden, wird das zwischen den Segmen ten 18 und dem Mahlring
2o befindliche Mahlgut zerkleinert.
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Um den Verschleiß der Segmente und des Mahlringes nach längerem Gebrauch
der Mühle auszugleichen, kann der Durchmesser des Drehkörpers durch Zusammendrücken
der Ringe 17 über die Scheiben 15 und 16 mit der Mutter 21 vergrößert werden.
Der
Mahlring 2o ist auch bei dieser Ausführung in das Mahlgehäuse 13 eingep@aßt.
Das Kühlwasser fließt bei 25 zu und bei 26 ab. Das Mahlgehäuse wird durch den Deckel
r9 verschlossen und der Eintritt der Welle 14 durch die Stopfbüchse 24 abgedichtet.
Das Mahlgut tritt bei 22 ein und verläßt die Mühle bei 23. Die Drehzahl beträgt
auch bei dieser Ausführung zooo bis 300o U/min.
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In Abb. 5 und 6 ist 33 das Lagergestell einer Radialsegmentmühle,
an das das Mahlgehäuse 27 angeflanscht ist, das seinerseits die feststehende Mahlscheibe
28 trägt. Gegenüber der feststehenden Hartstahlmahlscheibe 28 ist die mit Mahlsegmenten
29 versehene drehbare Gegenscheibe 31 angeordnet. Die Mahlsegmente 29 sind in dem
Kautschukring 3o einvulkanisiert. Der Ring 30 ist seinerseits in die Scheibe
31 einvulkanisiert, die durch einen. Keil und eine Mutter auf der in den Kugellagern
34 und 35 gelagerten Welle 32 befestigt ist. Über das Kugellager 35 kann die Welle
32 nebst den Mahlsegmenten 29 gegen die feststehende Mahlscheibe gedrückt werden.
Der Druck ist mit der Feder 36 und der Mutter 37 einstellbar.
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Dadurch, daß die einzelnen Mahlsegmente in Kautschuk o. dgl. eingelassen
sind, kommt eine gleichmäßige Auflage der einzelnen Segmente 29 auf der feststehenden
Mahlscheibe 28 zustande, so daß ein Durchschlüpfen von unzerkleinertem Mahlgut,
das bei 38 in den Mahlraum eintritt, nicht möglich ist. Das Mahlgut tritt in Form
eines dünnen Films in radialer Richtung zwischen den Scheiben 28 und 29 durch und
verläßt den Mahlraum bei 39. Zur Kühlung der feststehenden Mahlscheibe wird bei
4o Kühlwasser eingeleitet, das bei 41 das Gehäuse verläßt. ' Abb. 7 zeigt in Ansieht
einen Drehkörper 30 in der nach Abb.6 dargestellten Art. Hierbei verlaufen
die zwischen den Segmenten 29 liegenden Fugen 41 und die entsprechenden Kanten nicht
wie in Abb. 6 im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung, d. h. radial, sondern sie
schließen zu der Bewegungsrichtung einen stumpfen Winkel ein. Es ist auch möglich,
wie bei 42 gezeigt, die Fugen und die entsprechenden Kanten nicht geradlinig, sondern
gekrümmt verlaufen zu lassen.
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Abb. 8 zeigt in gleicher Weise eine Abänderung der in Abb. r und 2
dargestellten Drehkörperform. Die Segmente 6 sind hierbei in der obersten Reihe
rechtwinklig, und demgemäß schließen die zwischen ihnen liegenden Fugen 43 einen
rechten Winkel mit der Bewegungsrichtung des Drehkörpers ein. In der nächsten Reihe
haben, die Segmente nicht die Form von Rechtecken, sondern von Parallelogrammen,
und demgemäß schließen die Fugen 44 einen stumpfen Winkel mit der Bewegungsrichtung
ein. In der untersten Reihe schließlich sind die Fugen 45 nicht geradlinig, sondern
gekrümmt.
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Bei schräger oder gekrümmter Anordnung der Fugen 44 42, 44 und 45
ist es ferner möglich, je nach der Schräglage der Fugen noch eine mehr oder weniger
große Förderwirkung hervorzurufen. Außer dem bisher beschriebenen zylindrischen
oder scheibenförmigen Drehkörper können selbstverständlich auch kegelig oder anders
geformte Körper benutzt werden.
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Soll eine der beschriebenen Vorrichtungen zum Emulgieren verwendet
werden, so werden beispielsweise die beiden zu emulgierenden Flüssigkeiten miteinander
an den Eintrittstellen für das Mahlgut eingeführt und verlassen an den Austrittstellen
als fertige Emulsion die Vorrichtung.