EP0353576B1

EP0353576B1 - Schlagmühle

Info

Publication number: EP0353576B1
Application number: EP89113525A
Authority: EP
Inventors: Edgar Hönges; Thomas Liesemeier; Walter Lohmüller
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1988-07-30
Filing date: 1989-07-22
Publication date: 1993-03-03
Anticipated expiration: 2009-07-22
Also published as: ES2040939T3; EP0353576A3; TR24776A; DK367089A; DE3826039C2; DK367089D0; DE3826039A1; ATE86145T1; EP0353576A2; DE58903639D1

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Schlagmühle mit im Mühlengehäuse auf einer horizontalen Achse gelagertem Schlägerrad, welches am Umfang eine Vielzahl etwa radial nach innen ausgerichtete Schläger und symmetrisch am Umfang verteilt einige radial nach außen verlängerte Ausräumschläger aufweist, die mit Abstand vor dem Mühlengehäuse enden und mit einer axialen Produktzuführung in einer Mühlengehäuseseitenwand.
Bei der Herstellung von Waschmitteln im Sprühtrocknungsverfahren entsteht ein Turmpulver mit breitem Kornspektrum. Zusätzlich finden sich Agglomerate und Bruchstücke aus Wandansätzen im Austrag des Trockners. Zum Erreichen eines qualitätsgerechten Kornspektrums werden die Grobanteile des Turmpulvers als Überschlag abgesiebt. Da die chemische Zusammensetzung des Grobanteils derjenigen des normalen Pulvers entspricht, liegt es nahe, das Kornspektrum des Grobanteils demjenigen des Gutstroms durch Zerkleinerung anzugleichen.
In bisher üblichen Mahlsystemen führte die Neigung des frischen, warmen Überschlags, bei der Zerkleinerung zu verkleben und Anbackungen zu bilden, meist schon nach kurzer Zeit, das heißt nach einigen Betriebsstunden, durch Anwachsen von Ansätzen zu Verstopfungen des Systems und bei der Verwendung von Schlagmühlen zu Blockagen des Schlägerrades. Der hohe Wartungsaufwand dieser Anlagen mit zum Teil täglicher Reinigung machte die Zerkleinerung unwirtschaftlich. Der abgesiebte Überschlag wird daher bisher in den Slurryansatz zurückgeführt, er muß also den Zerstäubungsprozeß erneut durchlaufen. Die mögliche Leistung des Trockners verringert sich auf diese Weise um die Überschlagmenge. Es besteht daher ein erheblicher Bedarf an einer Mühle, die in der Lage ist, auch stark anbackendes, verklebendes Produkt definiert zu zerkleinern.
Es wurden Versuche mit einer Schlagmühle bzw. Prallmühle ausgeführt. Diese Mühle, die als sogenannte Prallsiebmühle im Handel ist, besteht an sich aus einem Schlägerrad mit mehreren Schlägern bzw. Pralltellern sowie einem dieses Rad umschließenden Siebkorb, wobei Schlägerrad und Siebkorb bei Betrieb gegensinnig rotieren können.
Eine Mühle mit Siebkorb und rotierendem Schlägerrad ist auch aus der GB-A-2184042 bekannt.
Der Mahlprozeß dieser Mühlen findet in erster Linie im Bereich zwischen Mahlbahn und peripheren Kanten des Schlägerrades statt, wobei die Mahlbahn im wesentlichen knapp unterhalb der Innenoberfläche innerhalb des Siebkorbes liegt.
Um die Beweglichkeit des Schlägerrades zu gewährleisten, soll der Abstand der peripheren Schlägerkanten zur Mahlbahn einen gewissen Mindestbetrag, z.B. 5 bis 15 mm, nicht unterschreiten. Insbesondere dürfen die peripheren Schlägerkanten die Mahlbahn natürlich nicht berühren, weil dann - wegen der erhöhten Reibung - sogar mit einem Blockieren des Schlägerrades zu rechnen wäre.
Beim Verarbeiten von klebendem Produkt bilden sich am Siebkorb bevorzugt und zuerst Anbackungen. Wegen der dadurch progressiv zunehmenden Reibung zwischen Mahlbahn, Siebkorb und Schlägerrad wird schließlich, häufig schon nach einigen Stunden Betriebsdauer, jede Bewegung von Siebkorb und/oder Schlägerrad blockiert. Zum Erhöhen der Standzeit der Mühle beim Vermahlen klebriger Produkte könnte man daher versuchen, den Siebkorb ganz wegzulassen, um den Abstand zwischen Schlägerradperipherie und Mahlbahn zu vergrößern. Entsprechende von der Anmelderin durchgeführte Versuche ergaben zwar eine geringfügig erhöhte Standzeit der Mühle, nach spätestens drei Tagen waren jedoch die Anbackungen an der Innenfläche der Mahlbahn des Mühlengehäuses soweit angewachsen, daß das Schlägerrad blockierte und die Mühle zum Reinigen geöffnet werden mußte.
Das Schlägerrad der Schlag- bzw. Prallmühle ist prinzipiell dem Läufer eines Ventilators gleichzusetzen. Es fördert daher große Luftmengen.
Um die großen Luftmengen zu verringern, wurde die Mühle mit einem bei unverändertem Gehäuse relativ kleineren Schlägerrad ausgerüstet. Hierbei wäre an sich zu erwarten gewesen, daß die Standzeit betreffend das Verkleben und Verbacken des Mahlraums bis zum Blockieren des Schlägerrades deutlich vergrößert würde. In der Praxis ergab sich aber keine nennenswert längere Standzeit als bei einem Schlägerrad größeren Durchmessers.
Ein weiteres Problem bei dem Vermahlen des vorgenannten Pulverüberschlags tritt am Einlauf einer herkömmlichen Prallmühle bzw. Schlagmühle auf. Das klebrige und zum Anbacken neigende Produkt verstopft nämlich allmählich den von einer in der Mühlenseitenwand ausgebildeten Mühlentür aus axial in das Schlägerrad hineingerichteten Mühleinlauf.
Im Wesentlichen gelten die vorstehend beschriebenen Nachteile auch für die aus der US-A-4,093,127 bekannte Mühle, bei der anstelle eines Siebkorbes ein Ring aus federnd gelagerten Prallplatten um das Schlägerrad herum im Mühlengehäuse angeordnet ist.
Eine Mühle der eingangs bezeichneten Art, welche bereits ohne Siebkorb ausgebildet ist, ist aus der CH-A-568794 bekannt. Bei dieser Mühle handelt es sich um ein Schrotgebläse, bei welchem innerhalb eines Gehäuses mindestens zwei ineinander angeordnete Schlagräder, vorzugsweise gegenläufig rotierend, auf einer horizontalen Achse gelagert sind. Neben der Mahlung von stückigem Gut, insbesondere Körnern, wie zum Beispiels Maiskörnern, soll dieses Gebläse auch zum Transport beziehungsweise Weiterfördern des Gutes dienen.
Eine weitere gattungsgemäße Mühle ist aus der US-A-2,999,652 bekannt. Auch diese Mühle ist ohne Siebkorb. In ihr wird dem Schlägerrad achszentral zugeführtes Erz zu Pulver vermahlen.
Eine weitere Mühle ist aus der DE-C-739463 bekannt. Hierbei sind auf einem Schlägerrad L-förmige Profileisen aufgebracht. Diese Mühle weist eine radial senkrecht von oben in das Mühlengehäuse eintretende Produktzuführung auf.
Diese bekannten Mühlen sind auf die Mahlung von relativ hartem oder faserigem und stückigem Gut, wie Maiskörner, Heu, Erbsenstroh, Roggenstroh oder Erz, ausgelegt. Für die Verwendung bei der Mahlung von relativ weichem und zur Verklebung neigendem Überschlagspulver, das bei der Sprühtrocknung in der Waschmittelpulverherstellung anfällt, sind diese Mühlen nicht geeignet. Es stellen sich dabei die vorstehend aufgeführten Schwierigkeiten bezüglich des Anwachsens von Mahlgut am Mühlengehäuse und das daraus resultierende Blockieren des Schlägerrades ein.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, die es ermöglicht, den beim Sprühtrocknungsprozeß von Waschmittelpulver bei der Absiebung anfallenden und stark zum Anbacken und Verkleben neigenden Überschlag in einer Mühle störungsfrei über eine Betriebszeit von mindestens etwa einem Monat vermahlen zu können.
Bei einer Schlagmühle der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ausräumschläger an ihrer peripheren Kante verzahnt sind, wobei die Zähne der Verzahnung derart gegeneinander versetzt sind, daß bei jeweils zwei diametral gegenüberstehenden Ausräumschlägern jeder Zahn des einen Ausräumschlägers in eine Lücke des anderen Ausräumschlägers fällt.
Durch die erfindungsgemäßen Ausbildung der Ausräumschläger wird die am Innenumfang des Mühlengehäuses vorgesehene Mahlbahn geformt und zugleich der Mahlraum zwischen dem Umfang des Schlägerrades und der Mahlbahn freigehalten. Besonders wirksam in Hinsicht auf den für die Ausräumer benötigten Kraftbedarf wird der Mahlraum dadurch freigehalten, daß die Ausräumschläger an ihrer peripheren Kante verzahnt sind und die Zähne der Verzahnung der Ausräumschläger gegeneinander versetzt sind. Bei zwei diametral gegenüberstehenden Ausräumschlägern fällt jeder Zahn des einen Ausräumschläger in eine Lücke des anderen Ausräumschlägers, so daß der Kraftaufwand zum Freihalten des Mahlraums besonders gering ist und Blockaden nicht auftreten können.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß das Schlägerrad seine Mahlbahn mit Hilfe der Ausräumschläger selbst bildet und dadurch einen definierten Bereich im Mahlraum freihält. Auf diese Weise und durch das Fehlen eines Siebkorbes, der durch Verstopfung mit klebendem Produkt einen Weiterbetrieb verhindern würde, werden ein Zuwachsen des Mahlraums und ein dadurch bedingtes Blockieren des Schlägerrades verhindert. Allein durch Anbringen der Ausräumschläger und Weglassen des Siebkorbes kann also die Standzeit der Mühle ganz erheblich, insbesondere auf einen Monat und mehr, erhöht werden, ohne daß Blockaden aufträten, eine Zwischenreinigung erforderlich würde oder Qualitätseinbußen in Kauf zu nehmen wären. Da ferner nur (relativ zur Gesamtzahl der Schläger) wenige Ausräumschläger vorgesehen werden, ist für die Masse der Schläger der für einen ausreichenden Produktdurchsatz erforderliche Abstand Schlägerperipherie/Mahlbahn gewahrt.
Ein Auswuchten des Schlägerrades ist nicht notwendig bei diametral gegenüberliegenden Ausräumschlägern. Es können zwei oder mehr Ausräumschläger symmetrisch am Umfang des Schlägerrades verteilt angeordnet werden.
Gemäß weiterer Erfindung wird als Produktzuführung zum Schlägerrad ein in eine Mühlentür integrierter Konus vorgesehen. Der sich in Richtung auf das Schlägerrad öffnende Konus soll an der dem Schlägerrad zugewandten Seite geringfügig kleiner als der Durchmesser des Schlägerrades sein, um zu vermeiden, daß aus dem am Umfang des Schlägerrades vorgesehenen Mahlraum bereits vermahltes, aber nach wie vor zum Verbacken neigendes Produkt in den Einführkonus zurückgedrückt wird. Aus demselben Grunde soll der Abstand zwischen Konus und Schlägerrad so gering wie ohne gegenseitige Reibung möglich gehalten werden.
Die Ausstattung des Schlägerrades mit mehreren radial vorstehenden Ausräumschlägern ist unabhängig von der Durchmesserdifferenz von Schlägerrad und Innenumfang des Mühlengehäuses vorteilhaft. Auch wenn, beispielsweise zum Vermindern der durch die Mühle geförderten Luftmenge, ein relativ kleines Schlägerrad vorgesehen wird, ist es für eine wirtschaftlich befriedigende Standzeit wesentlich, dieses Schlägerrad mit in radialer Richtung überstehenden, erfindungsgemäß ausgebildeten Ausräumschläger auszustatten. Diese halten die dem Schlägerrad zugeordnete Mahlbahn, die sich auf dem an dem Innenumfang des Mühlengehäuses anbackenden Produkt selbst bildet, und den Mahlraum dauerhaft frei. Nach einer relativ kurzen Betriebszeit arbeitet eine solche Mühle so, als sei das Mühlengehäuse im Durchmesser vermindert. Dem verkleinerten Schlägerrad müssen die Abmessungen der Produktzuführung angepaßt werden.
Mit einer in vorstehender Weise ausgerüsteten und aufgebauten Mühle können die zum Verkleben und Anbacken neigenden, abgesiebten Grobanteile von frisch getrocknetem Waschpuler störungsfrei ohne Verstopfung des Zu- und Auslaufes sowie ohne Blockaden des Schlägerrades vermahlen werden. Eine solche Mühle eignet sich auch zum Vermahlen weniger klebender Produkte, ihr besonderer Vorteil tritt aber bei Verarbeitung von stark zum Anbacken und Verkleben neigenden Produkten besonders hervor.
Gemäß Weiterbildung der Erfindung ist daher schließlich vorgesehen, daß die Schlagmühle in einen Waschmittelaufbereitungsprozeß integriert im Anschluß an eine Waschmittelsprühtrocknung angeordnet ist und ihr als Überschlag abgesiebter Grobanteil des Turmausgangspulvers zugeführt wird.
Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen Schnitt eines Schlägerrades senkrecht zur Drehachse der Mühle;
Fig. 2: einen Schnitt einer Mühle parallel zur Achse des Schlägerrades;
Fig. 3: einen Schnitt senkrecht zur Achse der Mühle nach Fig. 2; und
Fig. 4: den schematischen Aufbau einer Überschlagsvermahlung von Waschpulver.

In Fig. 1 wird ein innerhalb der am Innenumfang eines Mühlengehäuses vorgesehenen Mahlbahn 1 um eine horizontale Achse 2 drehbar gelagertes Schlägerrad 3 einer Schlagmühle im Prinzip dargestellt. Das Schlägerrad 3 besitzt eine Vielzahl von Schlägern 4, die den bei Rotation definierten Umfang 6 des Schlägerrades 3 mit ihrer peripheren Kante beschreiben.
Um einen Mahlraum 8 zwischen Mahlbahn 1 und Umfang 6 freizuhalten, werden im Ausführungsbeispiel zwei Schläger in der Funktion als Ausräumschläger 9 in radialer Richtung so weit vergrößert, daß sie bis an die (vorgesehene) Mahlbahn 1 heranreichen. Wenn also die Mahlbahn 1 nicht unmittelbar durch das Material des Mühlengehäuses sondern durch anbackendes Produkt gebildet wird, bestimmen die peripheren Kanten 10 der Ausräumschläger 9 die Mahlbahn 1.
Ein Ausführungsbeispiel einer Schlagmühle wird anhand der Fig. 2 und 3 erläutert. Die Mühle besitzt ein Mühlengehäuse 11, innerhalb dessen ein Schlägerrad 3 rotierbar um eine Achse 2 gelagert wird. Das Schlägerrad 3 wird über ein Welle 12 von außerhalb angetrieben. Es besitzt eine Vielzahl von Schlägern 4 und diametral zwei über seinen Umfang 6 überstehende Ausräumschläger 9, die den Mahlraum 8 und damit die Mahlbahn 1 freihalten oder bzw. definieren.
Die im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Ausräumschläger 9 besitzen nach Fig. 2 eine Verzahnung 13, deren Zähne 14 und Lücken 15 so gegeneinander versetzt sind, daß in Umfangsrichtung immer ein Zahn 14 und eine Lücke 15 zusammentreffen.
Der Schnitt von Fig. 2 zeigt auch eine insgesamt mit 16 bezeichnete Produktzuführung, die in eine Mühlentür 17 integriert und als zum Schlägerrad 3 hin geöffneter Konus 18 ausgebildet wird. Der Außendurchmesser d des Konus 18 an seiner dem Schlägerrad 3 zugewandten Seite soll geringfügig kleiner sein als der Durchmesser D des Schlägerrades 3. Außerdem wird der Abstand a zwischen Konus 18 und Schlägerrad 3 so gering wie möglich gehalten. Durch die Wahl der relativen Größen d/D und durch den möglichst kleinen Abstand a wird verhindert, daß aus dem Mahlraum 8 frisches und nach wie vor zum Verbacken neigendes Mahlgut in die Produktzuführung 16 zurückgedrückt wird und die Zuführung verstopfen kann. Das Mahlgut soll normalerweise in radialer Richtung, beispielsweise - wie in Fig. 2 dargestellt - durch einen an der Unterseite vorgesehenen Ausgang 19 in Pfeilrichtung abgeführt werden.
Fig. 4. zeigt ein Beispiel einer Anwendung der Schlagmühle nach Fig. 1 bis 3. Bei der Herstellung von Waschmitteln im Sprühtrocknungsverfahren entsteht ein Turmpulver mit breitem Kornspektrum und gemischt mit Agglomeraten, Bruchstücken und Wandansätzen im Austrag des Trockners. Zum Erreichen eines qualitätsgerechten Kornspektrums werden die Grobanteile des Turmpulvers als Überschlag abgesiebt. Sie gelangen beispielsweise vom Sieb 20 5. G (G = Obergeschoß) eines Trockenturms in eine erfindungsgemäße Mühle 21, die sich beispielsweise im 4. G des Trockenturms befinden kann. Der Auslauf der Mühle 21 kann im 3. G mit einer Leitung 23, die das Mahlprodukt zurück zum im 2. G des Trockenturms befindlichen Turmaustragsband 25 führt, verbunden werden. Zusammen mit dem in Pfeilrichtung 26 herantransportierten Turmpulver 27 wird es dann in einer Förderanlage 28 erneut in Pfeilrichtung 29 zu den Sieben des Turms gefördert und danach ein zweites Mal auf dem Sieb 20 abgesiebt, so daß noch zu grobe Teile erneut abgetrennt und vermahlen werden können.

Claims

Schlagmühle (21) mit im Mühlengehäuse (11) auf einer horizontalen Achse (2) gelagertem Schlägerrad (3), welches am Umfang (6) eine Vielzahl etwa radial nach innen ausgerichtete Schläger (4) und symmetrisch am Umfang (6) verteilt einige radial nach außen verlängerte Ausräumschläger (9) aufweist, die mit Abstand vor dem Mühlengehäuse (11) enden und mit einer axialen Produktzuführung (16) in einer Mühlengehäuseseitenwand (17),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausräumschläger (9) an ihrer peripheren Kante (10) verzahnt sind, wobei die Zähne (14) der Verzahnung (13) derart gegeneinander versetzt sind, daß bei jeweils zwei diametral gegenüberstehenden Ausräumschlägern (9) jeder Zahn (14) des einen Ausräumschlägers (9) in eine Lücke (15) des anderen Ausräumschlägers (9) fällt.
Mühle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Produktzuführung (16) zum Schlägerrad (3) ein in eine Mühlentür (17) integrierter Konus (18) vorgesehen ist.
Mühle nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Außendurchmesser (d) des Konus (18) an seiner dem Schlägerrad (3) zugewandten Seite kleiner als der Durchmesser (D) des Schlägerrades (3) ist.
Mühle nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (a) zwischen Konus (18) und Schlägerrad (3) so klein wie ohne störende Reibung gerade möglich vorgegeben ist.
Mühle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie in einen Waschmittelaufbereitungsprozeß integriert im Anschluß an eine Waschmittelsprühtrockung angeordnet ist und ihr als Überschlag abgesiebter Grobanteil des Turmausgangspulvers (27) zugeführt wird.