EP0376001A1 - Rührwerksmühle mit Trennvorrichtung in einem rotierenden Käfig - Google Patents

Rührwerksmühle mit Trennvorrichtung in einem rotierenden Käfig Download PDF

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EP0376001A1
EP0376001A1 EP89122340A EP89122340A EP0376001A1 EP 0376001 A1 EP0376001 A1 EP 0376001A1 EP 89122340 A EP89122340 A EP 89122340A EP 89122340 A EP89122340 A EP 89122340A EP 0376001 A1 EP0376001 A1 EP 0376001A1
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EP
European Patent Office
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agitator
zone
grinding
inlet
cage
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EP89122340A
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English (en)
French (fr)
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EP0376001B1 (de
Inventor
Erwin Weber
Giacomo Dr. Canepa
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Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
Original Assignee
Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • B02C17/161—Arrangements for separating milling media and ground material

Definitions

  • the invention relates to an agitator mill with a grinding container and a rotatably arranged stirring shaft, which jointly delimit a grinding chamber, a grist inlet, a cage which rotates as part of the stirring shaft and is open at one end, and a separating device which in the Cage is arranged, holds back unprocessed regrind and any auxiliary grinding media contained in the grinding chamber, but allows processed regrind to flow out to a regrind outlet, the grinding chamber being divided into an inlet zone which adjoins the regrind inlet and at least for a substantial part of its length from the agitator shaft is axially penetrated, and a separation zone which adjoins the inlet zone in the axial direction and is arranged around the cage.
  • the separation zone extends over a maximum of 25% of the total length of the grinding chamber; at least 75% of this total length is taken up by the inlet zone.
  • the separating device has an effective surface, the size of which is generally between 5% and 10% of the size of the inner surface of the grinding container which delimits the grinding chamber. Info Meanwhile, the separator significantly inhibits the discharge of the ground material from the grinding chamber. The speed component of the regrind flow in the axial direction of the grinding container is therefore relatively low, and there is a high probability that each individual particle of the regrind is crushed to the desired size on the long way between the regrind inlet and the separating device.
  • the throughput per unit of time is not too great for a given size of the known mill. This is particularly evident in cases in which a single pass of the millbase through the grinding chamber of an agitator mill is not sufficient to achieve the desired size reduction, and it is therefore necessary to either pump the millbase several times through the grinding chamber or to pump it several times pump back and forth between a storage container and the grinding chamber.
  • the invention is based on the object of substantially increasing the size reduction per unit time in an agitator mill and thereby achieving a particularly uniform size reduction of the ground material.
  • the object is achieved, based on an agitator mill of the type described in the introduction, in that the separation zone extends over 40% to 80% of the total length of the grinding chamber and the separation device has an effective area, the size of which is at least 20% of the inner surface of the grinding container delimiting the grinding chamber is.
  • the effective area of the separating device is to be understood as that surface of the separating device which is provided with sieve meshes or with annular gaps located between separating rings.
  • An agitator mill according to the invention is flowed through relatively quickly because of the relatively long length of the separating zone and the relatively large effective area of the separating device, so that the likelihood of being adequately comminuted in a single pass through the grinding chamber is low for each individual ground material particle. Therefore, the individual particles of the material to be ground have to be conveyed through the grinding chamber much more frequently than in known generic agitator mills before they have undergone the desired comminution. Surprisingly, it has been found that the agitator mill according to the invention can nevertheless achieve a significantly higher comminution performance than in known generic agitator mills. The uniformity of the shredding is further increased. Because of the short average residence time of the individual regrind particles in the agitator mill, the risk that the regrind will be damaged by overheating is fundamentally lower than in the prior art.
  • Each of the agitator mills shown has an essentially cylindrical grinding container 10, in which a stirring shaft 12 is mounted coaxially, as well as a grinding material inlet 14 and a separating device 16, to which a grinding material outlet 18 connects.
  • a grinding chamber 20 is formed between the grinding container 10 and the stirring shaft 12 each of the agitator mills shown includes an inlet zone 22 and a separation zone 24.
  • the inlet zone 22 contains the regrind inlet 14 (FIGS. 1 and 7 to 11) or it adjoins this in the axial direction (FIGS. 2 to 6).
  • the separation zone 24 follows the inlet zone 22 in the axial direction and is arranged around a cage 25 which is formed on the agitator shaft 12, is at least approximately cylindrical, surrounds the separation device 16 and is open at one end at the end.
  • the length of the separation zone 24 is the same as the length of the cage 25.
  • the separating device 16 can be formed by individual separating rings or a mesh screen, is at least approximately cylindrical in all the examples shown and has an effective length which corresponds at least approximately to the length of the cage 25 and thus also to the length of the separating zone 24.
  • the length of the separating device 16, measured in the axial direction of the agitator shaft 12, is approximately half (FIGS. 1 to 8, 10 and 11) to two thirds (FIG. 9) of the total length of the grinding chamber 20. That for the throughput relevant active lateral surface of the separating device 16 has an outer diameter which is only slightly smaller than the inner diameter of the cage 25.
  • the product length by diameter of the active outer surface of the separating device 16 is approximately 20% to 25% of the product length by diameter of the inner outer surface of the grinding container 10.
  • the agitator mills shown in FIGS. 1 to 5 and in FIGS. 7 to 11 are arranged horizontally, that is to say with a horizontal agitator shaft 12; 6, on the other hand, a standing agitator mill is shown.
  • the regrind inlet 14 is formed by bores in the agitator shaft 12.
  • the agitator shaft 12 is slim; its outside diameter is about a quarter to a third of the inside diameter of the grinding container 10. Towards the end of the inlet zone 22, the outside diameter of the stirring shaft 12 increases steadily to approximately two thirds of the inside diameter of the grinding container 10; the agitator shaft 12 maintains this large diameter in the separation zone 24.
  • the part of the agitator shaft 12 arranged in the inlet zone 22 carries agitator elements 26; these are formed according to FIG. 1 by long radial pins which extend up to close to the cylindrical inner wall of the grinding container 10.
  • the cage 25 of the agitator shaft 12 arranged in the separation zone 24 likewise carries agitator elements 28 which, however, are formed by short radial pins.
  • the grinding chamber 20 is, as indicated in FIG. 1, partially filled with regrind 30 and auxiliary grinding bodies 32.
  • the cage 25 has slots 34 which are parallel to the axis and is open on its end face facing the regrind outlet 18.
  • the separating device 16 is formed by a cylindrical sieve which is arranged coaxially with the stirring shaft 12 and is fastened to the grinding container 10.
  • a packing 36 is arranged coaxially with it, which leaves a relatively narrow annular space 38, which widens towards the grinding material outlet 18, between itself and the separating device 16.
  • Processing of the grinding stock 30 takes place predominantly in the inlet zone 22, in which the auxiliary grinding bodies 32 are strongly activated by the long stirring elements 26.
  • the regrind inlet 14 is not endangered because of its relatively protected arrangement, move quickly th grinding auxiliary bodies 32 hit in significant numbers and thereby quickly to be worn out.
  • the short stirring elements 28 in the separation zone 24 essentially only have the task of avoiding or loosening up aggregates of auxiliary grinding bodies 32.
  • the ground material 30 mixed with auxiliary grinding bodies 32 flows from the inlet zone 22 through the separation zone 24 and passes through the open end face of the agitator shaft 12 into its cage 25. From there, the processed ground material 30 flows through the separating device 16 and the annular space 38 to the ground material outlet 18.
  • the auxiliary grinding bodies 32 are thrown outwards through the slots 34 and then repeat their cycle.
  • the agitator mill according to FIG. 2 differs from that shown in FIG. 1 essentially in that the ground material inlet 14 is arranged on the end of the grinding container 10 and opens directly into the grinding chamber 20. Furthermore, counter elements 40 in the form of radial pins are attached to the cylindrical inner wall of the grinding container 10 in the inlet zone 22 and extend between the stirring elements 26 to close to the stirring shaft 12.
  • the agitator shaft 12 contains an axial coolant channel 42; this extends from the drive-side end of the agitator shaft 12 on the left in the drawings into the filler body 36 which, according to FIG. 2, is formed in one piece with the agitator shaft 12 or is fastened to it.
  • the separating device 16 is again a cylindrical sieve according to FIG. 2, but, in contrast to FIG. 1, is not fastened to the grinding container 10 but to the stirring shaft 12, so that the separating device 16 rotates together with the stirring shaft 12.
  • 22 stirring elements 26 are attached to the agitator shaft 12 in the inlet zone, which are circular or else non-circular discs are formed.
  • the separating device 16 is, to the extent that it corresponds to FIG. 1, attached to the grinding container 10, but is formed according to FIG. 3 by a ring arrangement with radial gaps arranged between the individual rings.
  • the stirring shaft 12 is not provided with stirring elements; the cage 25 arranged around the separating device 16, however, because of its slots 34, ensures sufficient movement of the grinding material 30 and grinding auxiliary bodies 32 in the separation zone 24 for different types of grinding material.
  • the embodiment according to FIG. 4 differs from that shown in FIG. 3 primarily in that in the inlet zone 22 on the grinding container 10 between the disk-shaped stirring elements 26 are fixed counter-elements 40 which, as in FIG. 2, are formed by radial rods. 4, the stirrer shaft 12 has a solid shaft core 44, on which the disk-shaped stirrer elements 26, a spacer sleeve 46 arranged between them and a hollow shaft part 48 supporting the cage 25 are attached.
  • the outer contours of the agitator shaft 12 are the same as in FIG. 4 as in FIG. 3; the left-hand disc-shaped stirring element 26 in FIG.
  • the agitator mills shown in FIGS. 1 to 4 and the ones in FIGS. 6 to 11 are intended to be operated with auxiliary grinding bodies 32
  • the agitator mill shown in FIG. 5 has stirring elements 26 in the form toothed dispersing disks, which enable operation without auxiliary grinding bodies.
  • the separating device 16 is designed as in FIGS. 3 and 4, but according to FIG. 5 it only has the task of retaining coarse regrind particles and only allowing processed regrind to reach the regrind outlet 18.
  • the agitator shaft 12 is overhung in all the examples shown; A bearing 52 and shaft seal 54 is therefore only, as indicated, arranged at one end of the grinding container 10. At this end or in the vicinity thereof, a drive of a conventional type is coupled or can be coupled to the agitator shaft 12.
  • the separating device 16 is arranged in each of the agitator mills shown in FIGS. 1 to 5 and in FIGS. 7 to 11 in the half of the grinding container 10 remote from the drive and bearing 52.
  • the separating device 16 is arranged in the drive-side half of the grinding container 10 and connected to the grinding material outlet 18 via a discharge chamber 56 which adjoins the shaft seal 54.
  • the stirring elements 26 are accordingly attached to or in the vicinity of the free end of the stirring shaft 12.
  • the agitator shaft 12 is slim only in the area of the bearing 52 and shaft seal 54 up to the beginning of the inlet zone 22; here it has a diameter of the order of a quarter to a third of the inside diameter of the grinding container 10.
  • a cone 58 belonging to the agitator shaft 12 begins, which has a complementarily conical inner end wall 60 of the grinding container 10 conical friction gap 62 limited.
  • the conical friction gap 62 is followed by a cylindrical friction gap 64 of approximately the same width, which extends to the end of the inlet zone 22.
  • the ground material 30 is activated in the friction gaps 62 and 64 by friction between the walls of the grinding container 10 and the agitator shaft 12 that delimit these friction gaps.
  • the agitator shaft 12 In the separation zone 24, around the separation device 16, the agitator shaft 12 has an outer diameter that is slightly smaller than the largest diameter of the cone 58.
  • Fig. 8 agrees with Fig. 7 in that the outer diameter of the agitator shaft 12 increases axially within the shaft seal 54 at a short distance.
  • the stirring shaft 12 has an outer diameter which is approximately two thirds of the inner diameter of the grinding container 10.
  • the stirring shaft 12 carries stirring elements 26 in the form of relatively short radial pins.
  • Counter-elements 40 also in the form of short radial pins, but attached to the inner wall of the grinding container 10, are only present in the inlet zone 22; the entire separation zone 24 around the separation device 16 is free of such counter-elements 40.
  • the agitator mill according to FIG. 9 corresponds to that shown in FIG. 7 in the design of the cone 58 and the inner end wall 60 of the grinding container 10; thus a conical friction gap 62 and a cylindrical friction gap 64 are also present here.
  • the cylindrical friction gap 64 is, however, much shorter since the cone 58 ends with a collar 66 which is narrow in the axial direction and the cage 25 begins immediately behind it, to the right of this in accordance with FIG. 9. the outer diameter of which is considerably smaller than that of the collar 66.
  • the length of the cage 25, and thus the separation zone 24, is approximately three quarters of the length of the grinding chamber 20.
  • the cage 25 is equipped with pin-shaped stirring elements 28, between which are attached to the grinding container 10, pin-shaped counter-elements 40 also project radially inwards.
  • pin-shaped stirring elements 28 between which are attached to the grinding container 10, pin-shaped counter-elements 40 also project radially inwards.
  • the cage 25, starting from its open free end, is divided into three areas which adjoin one another in the axial direction, namely an area 66 starting near the open end of the cage and provided with axially parallel, radially continuous slots 34 is a closed central region 68 which is completely free of such slots and a region 70 which is distant from the open end of the cage and in which radially continuous axially parallel slots 34 are again provided.
  • the closed central region 68 of the cage 25 is approximately half as long as the separation zone 24.
  • the cage 25 is completely closed not only in its central region 68 but also in its region adjacent to the open end of the cage; Radially continuous, axially parallel slots 34 or other openings through which auxiliary grinding bodies 32 can emerge from the cage 25 are only arranged in the region 70 which is distant from the open end of the cage and extends around the end region 72 of the separating device 16.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

Ein Mahlbehälter (10) und eine in diesem angeordnete Rührwelle (12) begrenzen gemeinsam einen Mahlraum (20). Dieser ist unterteilt in eine Einlaßzone (22), die sich an einen Mahlguteinlaß (14) anschließt und mindestens auf einem wesentlichen Teil ihrer Länge von der Rührwelle (12) axial durchsetzt ist, und eine Trennzone (24), die sich in axialer Richtung an die Einlaßzone (22) anschließt und rings um einen Käfig (25) angeordnet ist, der als Bestandteil der Rührwelle (12) mit dieser rotiert und an einem Ende offen ist. In dem Käfig (25) ist eine Trennvorrichtung (16) angeordnet, die unbearbeitetes Mahlgut (30) und gegebenenfalls im Mahlraum (20) enthaltene Mahlhilfskörper (32) zurückhält, bearbeitetes Mahlgut (30) jedoch zu einem Mahlgutauslaß (18) abströmen läßt. Die Durchsatzleitung wir dadurch gesteigert, daß die Trennzone (24) sich über 40% bis 80% der Gesamtlänge des Mahlraums (20) erstreckt und die Trennvorrichtung (16) eine wirksame Fläche hat, deren Größe mindestens 20% der den Mahlraum (20) begrenzenden Innenfläche des Mahlbehälters (10) beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle mit einem Mahl­behälter und einer in diesem drehbar angeordneten Rührwel­le, die gemeinsam einen Mahlraum begrenzen, einem Mahlgut­einlaß, einem Käfig, der als Bestandteil der Rührwelle mit dieser rotiert und an einem Ende offen ist, und einer Trennvorrichtung, die in dem Käfig angeordnet ist, unbear­beitetes Mahlgut und ggf. im Mahlraum enthaltene Mahl­hilfskörper zurückhält, bearbeitetes Mahlgut jedoch zu einem Mahlgutauslaß abströmen läßt, wobei der Mahlraum unterteilt ist in eine Einlaßzone, die sich an den Mahl­guteinlaß anschließt und mindestens auf einem wesentlichen Teil ihrer Länge von der Rührwelle axial durchsetzt ist, und eine Trennzone, die sich in axialer Richtung an die Einlaßzone anschließt und rings um den Käfig angeordnet ist.
  • Bei bekannten Rührwerksmühlen dieser Gattung (EP 0146852 B1) erstreckt sich die Trennzone über höchstens 25% der Gesamtlänge des Mahlraums; mindestens 75% dieser Gesamt­länge werden von der Einlaßzone eingenommen. Die Trenn­vorrichtung hat eine wirksame Fläche, deren Größe im all­gemeinen zwischen 5% und 10% der Größe der den Mahlraum begrenzenden Innenfläche des Mahlbehälters beträgt. Infol­ gedessen hemmt die Trennvorrichtung den Abfluß des Mahl­gutes aus dem Mahlraum erheblich. Die Geschwindigkeits­komponente der Mahlgutströmung in Achsrichtung des Mahl­behälters ist deshalb verhältnismäßig gering, und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß jedes einzelne Partikel des Mahlgutes auf dem langen Weg zwischen Mahl­guteinlaß und Trennvorrichtung auf die gewünschte Größe zerkleinert wird. Der Durchsatz je Zeiteinheit ist jedoch bei gegebener Baugröße der bekannten Mühle nicht allzu groß. Dies zeigt sich vor allem in Fällen, in denen ein einziger Durchgang des Mahlgutes durch den Mahlraum einer Rührwerksmühle nicht ausreicht, um die gewünschte Zerklei­nerung zu erreichen, und es deshalb nötig ist, das Mahlgut entweder im Kreislauf mehrere Male durch den Mahlraum hindurchzupumpen oder es mehrfach zwischen einem Vorrats­behälter und dem Mahlraum hin- und herzupumpen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Rühr­werksmühle die Zerkleinerungsleistung je Zeiteinheit wesentlich zu steigern und dabei eine besonders gleich­mäßige Zerkleinerung des Mahlgutes zu erreichen.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß ausgehend von einer Rühr­werksmühle der eingangs beschriebenen Gattung dadurch ge­löst, daß die Trennzone sich über 40% bis 80% der Gesamt­länge des Mahlraums erstreckt und die Trennvorrichtung eine wirksame Fläche hat, deren Größe mindestens 20% der den Mahlraum begrenzenden Innenfläche des Mahlbehälters beträgt.
  • Unter wirksamer Fläche der Trennvorrichtung ist im Sinne dieser Erfindung diejenige Oberfläche der Trennvorrichtung zu verstehen, die mit Siebmaschen oder mit zwischen Trenn­ringen liegenden Ringspalten versehen ist.
  • Eine erfindungsgemäße Rührwerksmühle wird wegen der ver­hältnismäßig großen Länge der Trennzone und der verhält­nismäßig großen wirksamen Fläche der Trennvorrichtung verhältnismäßig schnell durchströmt, so daß für jedes einzelne Mahlgutpartikel die Wahrscheinlichkeit, bei einem einzigen Durchgang durch den Mahlraum ausreichend zerklei­nert zu werden, gering ist. Deshalb müssen die einzelnen Partikel des Mahlgutes im statistischen Mittel sehr viel häufiger als bei bekannten gattungsgemäßen Rührwerksmühlen durch den Mahlraum hindurchgefördert werden, ehe sie die gewünschte Zerkleinerung erfahren haben. Überraschender­weise hat sich herausgestellt, daß mit der erfindungsge­mäßen Rührwerksmühle dennoch eine wesentlich höhere Zer­kleinerungsleistung erreichbar ist als bei bekannten gat­tungsgemäßen Rührwerksmühlen. Dabei wird die Gleichmäßig­keit der Zerkleinerung noch gesteigert. Wegen der im Durchschnitt kurzen Verweilzeit der einzelnen Mahlgutpar­tikel in der Rührwerksmühle ist die Gefahr, daß das Mahlgut durch Überhitzung geschädigt wird, grundsätzlich geringer als beim vorausgesetzten Stand der Technik.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. In Fig. 1 bis 11 ist je eine Rührwerksmühle in einem axialen Längsschnitt dargestellt.
  • Jede der dargestellten Rührwerksmühlen hat einen im wesentlichen zylindrischen Mahlbehälter 10, in dem eine Rührwelle 12 gleichachsig gelagert ist, sowie einen Mahl­guteinlaß 14 und eine Trennvorrichtung 16, an die sich ein Mahlgutauslaß 18 anschließt. Zwischen Mahlbehälter 10 und Rührwelle 12 ist ein Mahlraum 20 ausgebildet, der bei jeder der dargestellten Rührwerksmühlen eine Einlaßzone 22 und eine Trennzone 24 enthält. Die Einlaßzone 22 enthält den Mahlguteinlaß 14 (Fig. 1 und 7 bis 11) oder sie schließt sich in axialer Richtung an diesen an (Fig. 2 bis 6). Die Trennzone 24 folgt in axialer Richtung auf die Einlaßzone 22 und ist rings um einen Käfig 25 angeordnet, der an der Rührwelle 12 ausgebildet ist, mindestens annähernd zylindrisch ist, die Trennvorrichtung 16 um­schließt und an einem Ende stirnseitig offen ist. Die Länge der Trennzone 24 ist der Länge des Käfigs 25 gleich.
  • Die Trennvorrichtung 16 kann von einzelnen Trennringen oder einem Maschensieb gebildet sein, ist in allen dar­gestellten Beispielen mindestens annähernd zylindrisch und hat eine wirksame Länge, die mindestens annähernd mit der Länge des Käfigs 25, und somit auch mit der Länge der Trennzone 24 übereinstimmt. In allen dargestellten Aus­führungsbeispielen beträgt die Länge der Trennvorrichtung 16, in Achsrichtung der Rührwelle 12 gemessen, ungefähr die Hälfte (Fig. 1 bis 8, 10 und 11) bis zwei Drittel (Fig. 9) der Gesamtlänge des Mahlraums 20. Die für den Durchsatz maßgebliche aktive Mantelfläche der Trennvor­richtung 16 hat einen Außendurchmesser, der nur wenig kleiner als der Innendurchmesser des Käfigs 25 ist. Das Produkt Länge mal Durchmesser der aktiven Mantelfläche der Trennvorrichtung 16 beträgt ungefähr 20% bis 25% des Produkts Länge mal Durchmesser der inneren Mantelfläche des Mahlbehälters 10.
  • Die in Fig. 1 bis 5 sowie in Fig. 7 bis 11 dargestellten Rührwerksmühlen sind liegend, also mit waagerechter Rühr­welle 12, angeordnet; in Fig. 6 ist hingegen eine stehende Rührwerksmühle dargestellt.
  • Bei der in Fig. 1 dargestellten Rührwerksmühle ist der Mahlguteinlaß 14 von Bohrungen der Rührwelle 12 gebildet.
  • Vom Anfang bis gegen Ende der Einlaßzone 22 ist die Rühr­welle 12 schlank; ihr Außendurchmesser beträgt etwa ein Viertel bis ein Drittel vom Innendurchmesser des Mahl­behälters 10. Gegen Ende der Einlaßzone 22 steigt der Außendurchmesser der Rührwelle 12 stetig auf ungefähr zwei Drittel des Innendurchmessers des Mahlbehälters 10; diesen großen Durchmesser behält die Rührwelle 12 in der Trenn­zone 24 bei.
  • Der in der Einlaßzone 22 angeordnete Teil der Rührwelle 12 trägt Rührelemente 26; diese sind gemäß Fig. 1 von langen radialen Stiften gebildet, die sich bis nahe an die zylin­drische Innenwand des Mahlbehälters 10 erstrecken. Der in der Trennzone 24 angeordnete Käfig 25 der Rührwelle 12 trägt ebenfalls Rührelemente 28, die jedoch von kurzen radialen Stiften gebildet sind. Der Mahlraum 20 ist, wie in Fig. 1 angedeutet, mit Mahlgut 30 und Mahlhilfskörpern 32 teilweise gefüllt.
  • Der Käfig 25 weist gemäß Fig. 1 achsparallele Schlitze 34 auf und ist an seiner dem Mahlgutauslaß 18 zugewandten Stirnseite offen. Die Trennvorrichtung 16 ist von einem zylindrischen Sieb gebildet, das gleichachsig mit der Rührwelle 12 angeordnet und am Mahlbehälter 10 befestigt ist. Innerhalb der Trennvorrichtung 16 ist gleichachsig mit ihr ein Füllkörper 36 angeordnet, der zwischen sich und der Trennvorrichtung 16 einen verhältnismäßig schma­len, sich zum Mahlgutauslaß 18 erweiternden Ringraum 38 freiläßt.
  • Eine Bearbeitung des Mahlgutes 30 findet vorwiegend in der Einlaßzone 22 statt, in der die Mahlhilfskörper 32 von den langen Rührelementen 26 kräftig aktiviert werden. Der Mahlguteinlaß 14 ist wegen seiner verhältnismäßig geschütz­ten Anordnung dennoch nicht gefährdet, von schnell beweg­ ten Mahlhilfskörpern 32 in erheblicher Anzahl getroffen und dadurch rasch verschlissen zu werden. Die kurzen Rühr­elemente 28 in der Trennzone 24 haben im wesentlichen nur die Aufgabe, Zusammenballungen von Mahlhilfskörpern 32 zu vermeiden oder aufzulockern.
  • Das mit Mahlhilfskörpern 32 durchmischte Mahlgut 30 strömt von der Einlaßzone 22 durch die Trennzone 24 und gelangt durch die offene Stirnseite der Rührwelle 12 in deren Käfig 25. Von dort aus strömt das bearbeitete Mahlgut 30 durch die Trennvorrichtung 16 und den Ringraum 38 zum Mahlgutauslaß 18. Die Mahlhilfskörper 32 werden hingegen durch die Schlitze 34 hindurch nach außen geschleudert und wiederholen dann ihren Kreislauf.
  • Die Rührwerksmühle gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten im wesentlichen dadurch, daß der Mahlguteinlaß 14 stirnseitig am Mahlbehälter 10 angeordnet ist und unmittelbar in den Mahlraum 20 mündet. Ferner sind an der zylindrischen Innenwand des Mahlbehälters 10 in der Einlaßzone 22 Gegenelemente 40 in Form radialer Stifte befestigt, die sich zwischen den Rührelementen 26 bis nahe an die Rührwelle 12 erstrecken. Außerdem enthält die Rühr­welle 12 einen axialen Kühlmittelkanal 42; dieser er­streckt sich vom antriebsseitigen, in den Zeichnungen linken Ende der Rührwelle 12 bis in den Füllkörper 36 hinein, der gemäß Fig. 2 mit der Rührwelle 12 einstückig ausgebildet oder an ihr befestigt ist. Die Trennvorrich­tung 16 ist gemäß Fig. 2 wiederum ein zylindrisches Sieb, ist aber im Gegensatz zu Fig. 1 nicht am Mahlbehälter 10, sondern an der Rührwelle 12 befestigt, so daß die Trenn­vorrichtung 16 sich zusammen mit der Rührwelle 12 dreht.
  • Gemäß Fig. 3 sind an der Rührwelle 12 in der Einlaßzone 22 Rührelemente 26 befestigt, die von kreisförmigen oder auch unrunden Scheiben gebildet sind. Die Trennvorrichtung 16 ist, insoweit übereinstimmend mit Fig. 1, am Mahlbehälter 10 befestigt, ist jedoch gemäß Fig. 3 von einer Ringanord­nung mit zwischen den einzelnen Ringen angeordneten radia­len Spalten gebildet. In der Trennzone 24 ist die Rühr­welle 12 nicht mit Rührelementen versehen; der rings um die Trennvorrichtung 16 angeordnete Käfig 25 sorgt aber wegen seiner Schlitze 34 für eine bei verschiedenen Mahlgutarten ausreichende Bewegung von Mahlgut 30 und Mahlhilfskörpern 32 in der Trennzone 24.
  • Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der in Fig. 3 dargestellten vor allem dadurch, daß in der Einlaßzone 22 am Mahlbehälter 10 zwischen den scheiben­förmigen Rührelementen 26 ortsfeste Gegenelemente 40 befestigt sind, die wie in Fig. 2 von radialen Stäben gebildet sind. Die Rührwelle 12 hat gemäß Fig. 4 einen massiven Wellenkern 44, auf den die scheibenförmigen Rührelemente 26, eine zwischen diesen angeordnete Distanz­büchse 46 sowie ein den Käfig 25 tragender hohler Wellen­teil 48 aufgesteckt sind. Die äußeren Umrisse der Rühr­welle 12 sind gemäß Fig. 4 die gleichen wie gemäß Fig. 3; das in Fig. 4 linke scheibenförmige Rührelement 26 hat jedoch radiale Schlitze 50, die in ihrer Form und Anord­nung den stiftförmigen Gegenelementen 40 entsprechen und erforderlich sind, damit sich dieses Rührelement 26 auf den Wellenkern 44 aufstecken läßt, während dieser schon in den Mahlbehälter 10 eingebaut ist oder bevor der Wellen­kern 44 gemäß Fig. 4 von rechts nach links eingeschoben wird.
  • Während die in Fig. 1 bis 4 sowie die in Fig. 6 bis 11 dargestellten Rührwerksmühlen dazu vorgesehen sind, mit Mahlhilfskörpern 32 betrieben zu werden, weist die in Fig. 5 dargestellte Rührwerksmühle Rührelemente 26 in Form gezahnter Dispergierscheiben auf, die einen Betrieb ohne Mahlhilfskörper ermöglichen. Die Trennvorrichtung 16 ist wie in Fig. 3 und 4 gestaltet, hat jedoch gemäß Fig. 5 nur die Aufgabe, grobe Mahlgutpartikel zurückzuhalten und nur bearbeitetes Mahlgut zum Mahlgutauslaß 18 gelangen zu lassen.
  • Die Rührwelle 12 ist in allen dargestellten Beispielen fliegend gelagert; eine Lagerung 52 und Wellendichtung 54 ist also nur, wie angedeutet, an einem Ende des Mahl­behälters 10 angeordnet. An diesem Ende oder in dessen Nähe ist ein Antrieb üblicher Bauart mit der Rührwelle 12 gekuppelt oder kuppelbar. Die Trennvorrichtung 16 ist bei jeder der in Fig. 1 bis 5 sowie in Fig. 7 bis 11 darge­stellten Rührwerksmühlen in der von Antrieb und Lagerung 52 entfernten Hälfte des Mahlbehälters 10 angeordnet.
  • Bei der in Fig. 6 dargestellten stehenden Rührwerksmühle ist die Trennvorrichtung 16 hingegen in der antriebssei­tigen Hälfte des Mahlbehälters 10 angeordnet und mit dem Mahlgutauslaß 18 über eine Austragkammer 56 verbunden, die an die Wellendichtung 54 angrenzt. Die Rührelemente 26 sind dementsprechend an oder in der Nähe des freien Endes der Rührwelle 12 befestigt.
  • Bei der in Fig. 7 dargestellten Rührwerksmühle ist die Rührwelle 12 nur im Bereich der Lagerung 52 und Wellen­dichtung 54 bishin zum Anfang der Einlaßzone 22 schlank; sie hat hier einen Durchmesser in der Größenordnung von einem Viertel bis ein Drittel des Innendurchmessers des Mahlbehälters 10. In geringem Abstand axial innerhalb der Wellendichtung 54 beginnt ein zur Rührwelle 12 gehörender Konus 58, der mit einer komplementär konisch geformten inneren Stirnwand 60 des Mahlbehälters 10 einen kegel­förmigen Reibspalt 62 begrenzt. In einem radial inneren Bereich des kegelförmigen Reibspalts 64, nahe der Wellen­dichtung 54, mündet der Mahlguteinlaß 14. An den kegelför­migen Reibspalt 62 schließt sich ein zylindrischer Reib­spalt 64 von ungefähr gleicher Breite an, der sich bis zum Ende der Einlaßzone 22 erstreckt. Das Mahlgut 30 wird in den Reibspalten 62 und 64 durch Reibung der diese Reib­spalte begrenzenden Wände des Mahlbehälters 10 und der Rührwelle 12 aktiviert. In der Trennzone 24, rings um die Trennvorrichtung 16, hat die Rührwelle 12 einen Außen­durchmesser, der etwas kleiner ist als der größte Durch­messer des Konus 58.
  • Fig. 8 stimmt mit Fig. 7 darin überein, daß der Außen­durchmesser der Rührwelle 12 in geringem Abstand axial in­nerhalb der Wellendichtung 54 stark zunimmt. In einem Hauptteil der Einlaßzone 22 und in der gesamten Trennzone 24 hat die Rührwelle 12 einen Außendurchmesser, der etwa zwei Drittel des Innendurchmessers des Mahlbehälters 10 beträgt. In der Einlaßzone 22 und in der Trennzone 24 trägt die Rührwelle 12 Rührelemente 26 in Gestalt ver­hältnismäßig kurzer radialer Stifte. Gegenelemente 40, ebenfalls in Gestalt kurzer radialer, jedoch an der Innen­wand des Mahlbehälters 10 befestigter Stifte, sind nur in der Einlaßzone 22 vorhanden; die gesamte Trennzone 24 rings um die Trennvorrichtung 16 ist von solchen Gegen­elementen 40 frei.
  • Die Rührwerksmühle gemäß Fig. 9 entspricht der in Fig. 7 dargestellten in der Gestaltung des Konus 58 und der inne­ren Stirnwand 60 des Mahlbehälters 10; somit sind auch hier ein kegelförmiger Reibspalt 62 und ein zylindrischer Reibspalt 64 vorhanden. Der zylindrische Reibspalt 64 ist jedoch sehr viel kürzer, da der Konus 58 mit einem in axialer Richtung schmalen Bund 66 endet und unmittelbar dahinter, gemäß Fig. 9 rechts davon, der Käfig 25 beginnt, dessen Außendurchmesser erheblich kleiner ist als der­jenige des Bundes 66. Die Länge des Käfigs 25, und somit der Trennzone 24, beträgt annähernd drei Viertel der Länge des Mahlraums 20. Der Käfig 25 ist mit stiftförmigen Rühr­elementen 28 besetzt, zwischen die am Mahlbehälter 10 be­festigte, ebenfalls stiftförmige Gegenelemente 40 radial nach innen ragen. Infolgendessen werden Mahlgut 30 und Mahlhilfskörper 32 in der Trennzone 24 verhältnismäßig stark aktiviert; die so aktivierten Mahlhilfskörper 32 sind jedoch durch den Bund 66 mit Sicherheit daran gehin­dert, in den Bereich des Mahlguteinlasses 14 zu gelangen. Dieser ist infolgedessen gegen Verschleiß besonders gut geschützt.
  • Gemäß Fig. 10 ist der Käfig 25, ausgehend von seinem offe­nen freien Ende, in drei Bereiche unterteilt, die sich in axialer Richtung aneinander anschließen, nämlich einen in der Nähe des offenen Käfigendes beginnenden Bereich 66, der mit achsparallelen, radial durchgehenden Schlitzen 34 versehen ist, einen geschlossenen mittleren Bereich 68, der von solchen Schlitzen vollständig frei ist und einen vom offenen Käfigende entfernten Bereich 70, in dem wie­derum radial durchgehende achsparallele Schlitze 34 vor­gesehen sind. Der geschlossene mittlere Bereich 68 des Käfigs 25 ist gemäß Fig. 1 ungefähr halb so lang wie die Trennzone 24.
  • Gemäß Fig. 11 ist der Käfig 25 nicht nur in seinem mitt­leren Bereich 68, sondern auch in seinem dem offenen Käfigende benachbarten Bereich vollständig geschlossen; radial durchgehende, achsparallele Schlitze 34 oder andere Öffnungen, durch die Mahlhilfskörper 32 aus dem Käfig 25 austreten können, sind nur in dem vom offenen Käfigende entfernten Bereich 70 angeordnet, der sich rings um den Endbereich 72 der Trennvorrichtung 16 erstreckt.
  • Mit den in Fig. 10 und 11 dargestellten Ausgestaltungen des Käfigs 25 gelingt es, die Gleichmäßigkeit der Umströ­mung der verhältnismäßig langen und großflächigen Trenn­vorrichtung 16 zu verbessern und dadurch die Zerkleine­rungsleistung je Zeiteinheit noch weiter zu steigern. Mahlgut 30 und Mahlhilfskörper 32 sind gehindert, den Käfig 25 in seinem mittleren Bereich radial zu durchströ­men. Dort kann somit nur eine von radialen Komponenten im wesentlichen freie Strömung stattfinden. Es hat sich her­ausgestellt, daß gerade dadurch Verstopfungen im Ringraum 38 zwischen der Trennvorrichtung 16 und der Innenwand des Käfigs 25 vermieden werden und die Leistungsfähigkeit der Trennvorrichtung auf deren gesamter Länge unter allen üblichen Betriebsbedingungen weitestgehend ausgenützt wird.

Claims (13)

1. Rührwerksmühle mit einem Mahlbehälter (10) und einer in diesem drehbar angeordneten Rührwelle (12), die gemeinsam einen Mahlraum (20) begrenzen, einem Mahlguteinlaß (14), einem Käfig (25), der als Bestandteil der Rührwelle (12) mit dieser rotiert und an einem Ende offen ist, und einer Trennvorrichtung (16), die in dem Käfig (25) angeordnet ist, unbearbeitetes Mahlgut (30) und gegebenenfalls im Mahlraum (20) enthaltene Mahlhilfskörper (32) zurückhält, bearbeitetes Mahlgut (30) jedoch zu einem Mahlgutauslaß (18) abströmen läßt, wobei der Mahlraum (20) unterteilt ist in eine Einlaßzone (22), die sich an den Mahlguteinlaß (14) anschließt und mindestens auf einem wesentlichen Teil ihrer Länge von der Rührwelle (12) axial durchsetzt ist, und eine Trennzone (24), die sich in axialer Richtung an die Einlaßzone (22) anschließt und rings um den Käfig (25) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennzone (24) sich über 40% bis 80% der Gesamtlänge des Mahlraums (20) erstreckt und die Trennvorrichtung (16) eine wirksame Fläche hat, deren Größe mindestens 20 % der den Mahlraum (20) begrenzenden Innenfläche des Mahlbehälters (10) beträgt.
2. Rührwerksmühle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvor­richtung (16) eine wirksame Fläche hat, deren Größe 25% bis 50% der den Mahlraum (20) begrenzenden Innenfläche des Mahlbehälters (10) beträgt.
3. Rührwerksmühle nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mahl­behälter (10) und die Rührwelle (12) derart gestaltet sind, daß innerhalb der Einlaßzone (22) mindestens 90%, und innerhalb der Trennzone (24) höchstens 10% der gesam­ten Antriebsleistung der Rührwelle (12) in das Mahlgut (30) eingetragen wird.
4. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, deren Rührwelle (12) Rührelemente (26) trägt, denen am Mahlbe­hälter (10) befestigte Gegenelemente (40) zugeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenele­mente (40) ausschließlich in der Einlaßzone (22) ange­ordnet sind.
5. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, deren Rührwelle (12) Rührelemente (26) trägt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rührele­mente (26) ausschließlich in der Einlaßzone (22) ange­ordnet sind.
6. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmes­ser der Rührwelle (12) in der Einlaßzone (22) nahe dem Mahlguteinlaß (14) erheblich kleiner als in der Trennzone (24) ist.
7. Rührwerksmühle nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durch­messer der Rührwelle (12) über mindestens einen Teil der Länge der Einlaßzone (22) in Richtung zur Trennzone (24) hin stetig auf mindestens das Doppelte des geringsten Durchmessers steigt, den die Rührwelle (12) in der Ein­laßzone (22) hat.
8. Rührwerksmühle nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwelle (12) in der Einlaßzone (22) einen glatten Konus (58) auf­weist.
9. Rührwerksmühle nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Konus (58) dem Mahlguteinlaß (14) unmittelbar benachbart ist.
10. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwelle (12) in einem der Trennzone (24) nahen Endbereich der Ein­laßzone (22) einen Bund (66) aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Käfigs (25).
11. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (25) in einem mittleren Bereich (68), der sich über mindestens ein Viertel der Gesamtlänge der Trennzone (24) erstreckt, geschlossen ist.
12. Rührwerksmühle nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der geschlos­sene Bereich (68) des Käfigs (25) sich über ein Drittel bis zwei Drittel der Gesamtlänge der Trennzone (24) er­streckt.
13. Rührwerksmühle nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (25) nur rings um einen Endbereich (72) der Trennvorrich­tung (16), der vom offenen Ende des Käfigs (25) entfernt ist, radial nach außen offen ist.
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