EP0087040A2

EP0087040A2 - Vibrationstrennsieb an Rührwerks-Kugelmühlen

Info

Publication number: EP0087040A2
Application number: EP19830101113
Authority: EP
Inventors: Asterios Dipl.-Ing. Moutsokapas; Claus Dipl.-Ing. Gösling; Hans-Heinz Dr. Mölls; Klaus Dipl.-Ing. Schubert
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1982-02-19
Filing date: 1983-02-07
Publication date: 1983-08-31
Also published as: DE3206104A1; JPS58153545A

Abstract

Die Trennvorrichtung zum Trennen von Mahlkörpern und gemahlener Suspension an Rührwerkskugelmühlen besteht aus einem zu Schwingungen anregbaren Sieb (1) und zeichnet sich durch hohen Durchsatz bei minimalem Druckabfall aus. Sie ist universell einsetzbar und kaum störanfällig.

Description

Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung an einer Rührwerks-Kugelmühle zum Trennen von Mahlkörpern und gemahlener Suspension, wobei die Trennvorrichtung am Trogmantel oder an der Trogstirnwand der Rührwerks-Kugelmühle angebracht sein kann und als Sieb ausgebildet ist.
Bei Trennvorrichtungen schnell laufender Rührwerksmühlen, deren Mahlbehälter mit freien Mahlkörpern beschickt ist und auf einer Seite ein Stutzen für die kontinuierliche Mahlgutzufuhr aufweist, wobei die Trennvorrichtung zur Trennung der Mahlkörper vom verarbeiteten Mahlgut auf einer anderen Seite des Mahlbehälters angeordnet ist, ist bekannt, daß infolge der nicht-newtonischen, pseudoplastischen, thixotropen Eigenschaften der Flüssigkeiten ein erhöhter Strömungswiderstand auftritt. Ein überblick über die Probleme der bekannten Trenn- und Dichteinrichtungen von Perlsandmühlen findet sich beispielsweise in farbe und lack, 87. Jahrg. 1 (1981), 18/25. Danach sind Siebe und Schwingspalte als Trenneinrichtungen am Trogmantel oder der Trogstirnwand bekannt. Da Schwierigkeiten bei sehr kleinen Mahlkörpern von z.B. 0,05 bis 0,3 mm auftreten, wird empfohlen, autarke Trenneinrichtungen beispielsweise ein Vibrationssieb im offenen oder geschlossenen Kreislauf vorzusehen. Jedoch wird schon allein aus wirtschaftlichen Gründen diese Trenneinrichtung als wenig erfolgversprechend angesehen.
In der Deutschen Auslegeschrift 24 46 341 wird vorgeschlagen, eine Trennvorrichtung mit einem Vibrator zu verwenden, bei dem wenigstens ein Trennglied in Vibrationsbewegung versetzbar ist. Die Trennvorrichtung besteht dabei aus einem oder mehreren, nebeneinander oder hintereinander angeordneter Spalte. Ringspalte sind besonders bevorzugt. Diese Trennvorrichtung verringert zwar den Strömungswiderstand, sie ist jedoch relativ aufwendig und störanfällig und hat eine geringe Leistung.
Aufgabe der Erfindung ist eine wartungsfreundliche, störunanfällige, leistungsfähige Trennvorrichtung, mit der insbesondere auch kleine Mahlkörper abgetrennt werden können.
In der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Sieb von einem Rahmen gehalten wird, der Rahmen zum Trogmantel oder zur Trogstirnwand elastisch abgedichtet ist und eine Vibrationseinrichtung vorhanden ist, mit der der Rahmen zu Schwingungen angeregt werden kann.
In einer speziellen Ausführungsform ist ein ebenes Sieb im Rahmen eingespannt; in einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist die Siebfläche größer als der freie Rahmenquerschnitt. Der Rahmen kann dabei so ausgestaltet sein, daß die Siebfläche in den Trog hineinragt oder die Siebfläche innerhalb der Trogwand liegt.
In einer speziellen Ausführungsform ist die Frequenz und/oder die Amplitude der Vibrationseinrichtung veränderbar. In einer speziellen Ausführungsform werden bestimmte Schwingungsmoden am Rahmen mit dem Sieb angeregt, beispielsweise geradlinige, kreisförmige, ellipsenförmige Bewegungen. Es ist besonders vorteilhaft den Rahmen zu dreidimensionalen Schwingungen anzuregen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelingt die Abtrennung von Mahlkörpern mit Durchmessern von 1 mm bis herunter zu ca. 50pm. Mit Hilfe von Stütz- und Schutzplatten können die verschiedensten Siebflächen erzeugt werden. Es kann die Trennvorrichtung in einfacher und schneller Weise an die verschiedensten Aufgaben (Material, Lochgröße) angepaßt werden.
Durch das'Sieb werden keine Mahlkörper zerstört; es kommt zu keiner Verstopfung. Bei einer Trennvorrichtung mit Ringspalten ist bekannt, daß während des Betriebs immer wieder Mahlkörper in den Spalt gelangen und dabei zerrieben werden; dabei kann auch der Spalt beschädigt werden. Bei einer vibrierenden Siebfläche tritt dagegen eine dem Suspensionsfluß überlagerte Wechselströmung. in beiden Richtungen auf, die mit ihrer nach außen gerichteten Komponente dazu beiträgt, daß sich keine Teilchen in den Siebplatten festsetzen können.
Die Siebfläche in der Trennvorrichtung kann so angeordnet werden, daß ein direktes Aufprallen von Mahlkörpern auf dem Sieb vermieden wird.
Es ist bekannt, verschiedene Schwingungsmoden anzuregen. Besonders vorteilhaft ist eine dreidimensionale Bewegung des vibrierenden Siebes, weil dabei die Mahlkörper von der Siebfläche wieder wegtransportiert und mit dem übrigen Inhalt des Mahlbehälters vermischt werden. Es kommt so nicht zu einer Konzentrierung von Mahlkörpern vor dem Sieb.
Im Hinblick auf Trennvorrichtungen nach dem Stand der Technik kommen insbesondere folgende Vorteile zum Tragen. Infolge einer größeren freien Siebfläche ist ein hoher Durchsatz bei minimalem Druckabfall möglich. Der Durchlaß, bezogen auf die Rahmengröße, ist um einen Faktor 10 oder mehr größer. So kann beispielsweise mit einem Hubseperator nach dem Stand der Technik unter einem Druck von 2,5 bar im Mahlraum ein Durchsatz von 20 1/h erreicht werden. Ein Schwingsieb entsprechender Größe schafft dagegen unter sonst gleichen Bedingungen einen Durchsatz von 130 1/h bei einem Druckabfall von 0,1 bar. In diesem Beispiel war dabei noch nicht die Leistungsgrenze der Trennvorrichtung erreicht, weil der Durchsatz von der Mahlleistung der Mühle her begrenzt wurde. Die Trennfläche der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist andererseits bedeutend kleiner als bei Siebpatronen nach dem Stand der
Technik. Wegen Verstopfens und Freispülens haben sich Siebpatronen an Rührwerksmühlen nicht bewährt.
Durch die vibrierenden Siebflächen ist ein sicherer Abtransport der Suspension gewährleistet, bei anderen Trennvorrichtungen ist bei strukturviskosen Produkten ein Rückstau und damit eine Druckerhöhung unvermeidlich. Bei Versuchen mit Dispersionen von organischen Pigmenten floß das stark thixotrope Produkt sauber aus dem Schwingsieb ab.
Die Schwingsiebe können an der Mühle so angebracht werden, daß sie immer vom Produkt umspült sind. Dadurch kann ein Antrocknen von Dispersionen im Siebbereich vermieden werden.
Um den Verschleiß des Siebes herabzusetzen, sollte das Sieb gegen den direkten Aufprall der Mahlkörper geschützt sein. Wenn die Siebplatte parallel zur Strömung liegt, ist der sogenannte Sandstrahleffekt ausgeschlossen. Bei Anordnungen des Siebes, wie es beispielhaft in der Zeichnung dargestellt ist, ist der Verschleiß durch Abrasion oder Aufprall weitgehend reduziert.
Die Trennvorrichtung ist einfach, preiswert, betriebssicher und wartungsfreundlich. Der Siebwechsel erfolgt durch Lösen weniger Schrauben.
Die Schwingungen des Rahmens können durch Unwuchtmotoren, durch druckluftbetriebene umlaufende Stahlkugeln, durch Elektromagnete oder durch Ultraschallgeneratoren angeregt werden. Frequenz und Amplitude der Schwingung wird durch die Konstruktion des Trennorgans und die Auslegung des Schwingers beeinflußt. Es ist nützlich, wenn die Frequenz und die Amplitude der Vibrationseinrichtung geregelt werden können.
Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt und im folgenden weiter beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch eine Trennvorrichtung, eingebaut im Trogmantel einer Rührwerksmühle;
Fig. 2 Schnitt durch eine Trennvorrichtung, eingebaut am Trogmantel einer Rührwerksmühle;
Fig. 3 Schnitt durch eine Trennvorrichtung mit vergrößerter Siebfläche.

Fig. 1 zeigt eine Trennvorrichtung an der Trogwand einer Rührwerksmühle. Das Trennelement ist ein vibrierendes ebenes Sieb 1, üblicherweise mit Sieböffnungen zwischen 50 und 1000pm. Das Sieb 1 stützt sich auf der Lochplatte 2 ab. Mit dem Spannring 3 wird das Siebblech an dem Flansch 4 befestigt. Das Siebblech 1 ragt nicht in den Produktraum 5 an der Trogwand 6 hinein. Der Rahmen 7, der durch Befestigung mit dem Flansch 4 das Sieb 1 hält, ist entsprechend auf die Größe der Öffnung am Deckel der Rührwerksmühle abgestimmt. Die Suspension tritt über das Ablaufgehäuse 8 und den Produktaustrittsstutzen 9 aus. Mit der Membran 13 ist die Trennvorrichtung an der Trogwand befestigt und durch sie wird der Produktraum abgedichtet und das Schwingen des Siebes 1 ermöglicht. Zur Erzeugung der Bewegungen des _Siebbleches 1 ist hier ein Kugelvibrator 10 (Druckluftanschluß 11, Schalldämpfer 12) eingesetzt. Ein Federstab 14 ist in Länge und Durchmesser so abgestimmt, daß der Rahmen 7 mit dem Sieb 1 vom Vibrator 10 in den gewünschten Schwingungsmodus versetzt wird.
In Fig. 2 ist eine Trennvorrichtung an der Mantelseite einer Rührwerksmühle angebaut. Teile mit gleicher Funktion tragen die selben Bezugszeichen wie in Fig. l. Der Flansch 4 hat hier die Form eines Kreiszylinders, der auf der der Innenseite der Rührwerksmühle zugewandten Seite der Innenkontur des Troges angepaßt ist.
Die Siebplatte 1 liegt im wesentlichen parallel zur Strömung im Produktraum. Es ist auch möglich, die Kammer 15 als geraden Kreiszylinder auszubilden, der am Boden mit dem Siebblech bedeckt ist. Je weniger das Sieb 1 in den Produktraum 5 hineinreicht, umso besser ist es gegen den direkten Aufprall der Mahlkörper geschützt.
Bei einer Trennvorrichtung nach Fig. 3 ist die Sieboberfläche größer als der Rahmenquerschnitt. Auch hier sind die Teile mit gleicher Funktion mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 gekennzeichnet.

Claims

1) Trennvorrichtung an einer Rührwerks-Kugelmühle zum Trennen von Mahlkörpern und gemahlener Suspension, wobei die Trennvorrichtung am Trogmantel oder an der Trogstirnwand der Rührwerks-Kugelmühle angebracht sein kann und als Sieb ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (1) von einem Rahmen (7) gehalten wird, der Rahmen (7) zum Trogmantel oder zur Trogstirnwand (6) elastisch abgedichtet ist und eine Vibrationseinrichtung (10) vorhanden ist, mit der der Rahmen (7) zu Schwingungen angeregt werden kann.

2) Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ebenes Sieb (1) im Rahmen (7) eingespannt ist.

3) Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebfläche durch beliebige räumliche Ausbildung größer als der freie Rahmenquerschnitt ist.

4) Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebfläche in den Trog hineinragt.

5) Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebfläche nicht in den Trog hineinragt.

6) Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vibrationseinrichtung (10) Frequenz und/oder Amplitude veränderbar ist.

7) Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Schwingungsmoden des Rahmens (7) mit dem Sieb (1) angeregt werden.

8) Trennvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (7) zu dreidimensionalen Schwingungen angeregt wird.