EP0740953A1 - Vorrichtung zum Mahlen und Mischen von Massen - Google Patents

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EP0740953A1
EP0740953A1 EP96102069A EP96102069A EP0740953A1 EP 0740953 A1 EP0740953 A1 EP 0740953A1 EP 96102069 A EP96102069 A EP 96102069A EP 96102069 A EP96102069 A EP 96102069A EP 0740953 A1 EP0740953 A1 EP 0740953A1
Authority
EP
European Patent Office
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rotor
webs
container
stator
ring
Prior art date
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EP96102069A
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English (en)
French (fr)
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EP0740953B1 (de
Inventor
Eberhard Lipp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lipp Mischtechnik GmbH
Original Assignee
Lipp Mischtechnik GmbH
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Publication date
Application filed by Lipp Mischtechnik GmbH filed Critical Lipp Mischtechnik GmbH
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/70—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with paddles, blades or arms

Definitions

  • the invention relates to a device for grinding and mixing masses with a container and a pin mill, which has a drive arranged outside the container and a rotor drivably connected to it, located inside the container, which is at least partially concentric and essentially by a stator parallel to the rotor axis next to each other and with spaced pins is surrounded, the rotor having essentially radial, axially parallel and with their free ends with the parallel pins webs forming a grinding gap.
  • Devices of this type are used to grind and mix solids and / or pasty masses and / or liquids, for example in the pharmaceutical, cosmetic, chemical, plastics and food industries and related areas, it being important for the masses to be of a high degree to achieve homogeneity and / or fine grain.
  • the mass or the grinding and mixing material must be fed as intensively as possible to the high-speed pin mill, so that it is always fully utilized and no dead zones form next to it.
  • the rotor and stator are arranged at a distance from the inside of the container wall and mixing tools circulate in the container, which tools can at least partially move through the space between the rotor and stator on the one hand and the container wall on the other To supply the pin mill with the ground and mixed material.
  • the relatively slow rotating mixing tools of the pin mill cannot always offer the grinding and mixing material to a sufficient extent, so that dead spaces can at least intermittently form due to the strong radial conveying action of the pin mill and the pin mill cannot develop its full performance.
  • the device according to the invention thus contains, in addition to the radial conveyor component defined by the rotor of the pin mill, also defined active axial conveyor components for the mass in the direction of the rotor of the pin mill, that is to say a forced feed for the latter, as a result of which the rotor is not only always fully supplied but its performance is still considerably increased .
  • active axial conveyor components for the mass in the direction of the rotor of the pin mill, that is to say a forced feed for the latter, as a result of which the rotor is not only always fully supplied but its performance is still considerably increased .
  • the grinding gap is formed by edges of the webs which shear with edges of the pins, the plane of the webs being able to contain the rotor axis, that is to say the webs extend radially from the rotor axis. It can also be provided that the radially outer ends of the webs are designed to be leading or trailing in relation to the direction of rotation of the rotor in order to improve the radial conveying effect of the rotor.
  • the arrangement can advantageously be such that the radial edges of the pump blades facing the rotor are arranged in the region between the radial edges of the webs adjacent to them.
  • the pump vanes promote the mass between webs lying next to one another in the circumferential direction, for which purpose it is advantageously provided that the number of pump vanes of each impeller is equal to or less than the number of webs of the rotor.
  • the rotor has a circular disk which carries the webs at least along their circumference, the disk being able to be arranged axially centrally between them in the case of impellers arranged on both sides of the rotor.
  • the deflection of the mass flow from the axial direction into the radial direction is additionally ensured and the mutual influence of their pumping action is eliminated in the case of impellers arranged on both sides of the rotor.
  • these can be guided - optionally on both sides of the disk - to the hub of the rotor.
  • the diameter of the impeller essentially corresponds to that of the rotor, that a ring connected to the stator engages between the radially outer regions of the webs and the pump vane and that the ring with distributed over its scope, in is provided substantially axially extending recesses, which recesses can be bores of the ring.
  • additional grinding gaps are formed between pump vanes and recesses, through which, during the axial conveyance of the mass in the direction of the rotor, it can be comminuted and mixed additionally or in a stage upstream of the rotor.
  • stator and ring are supported by common support means at a distance from the container wall.
  • stator and the ring are detachably fastened in a common, essentially hollow cylindrical, axially open stator housing which is provided with a circumferential opening in the plane of the stator, and that the stator housing is carried by the support means.
  • a mixing drive which can be driven in rotation is arranged in the container, for which purpose the container is expediently cylindrical and the mixing mechanism rotates about an axis which substantially coincides with the container axis. If the pin mill is then arranged in the container casing, it can be ensured that the mixing tools of the mixing mechanism between the container casing on the one hand and the rotor, impeller, stator and ring on the other hand can be at least partially moved through.
  • Figure 1 shows a perspective view of a mixer 1 with a cylindrical container 2, which is closed on both sides with end walls 3, 4.
  • a shaft 5 coaxially on which a plurality of mixing elements 6 are arranged radially projecting.
  • the shaft 5 with the mixing elements 6 can be driven in rotation via a motor 7 and transmission means 8, which means that Containing mass is mixed.
  • a device 9 for grinding and mixing the mass in the container 2 is preferably arranged in the lower region of the container 2, the independent drive, which is not visible, is located outside the wall of the container 2.
  • the device 9 for grinding and mixing is shown in FIG. 2 in an enlarged sectional view.
  • the wall of the container 2 is penetrated by the shaft 10 of the drive, not shown.
  • the shaft 10 carries, in addition to a spacer sleeve 11 pushed onto it in front of a protective sleeve 11a, first an impeller with pump vanes 12 and a hub 13, then a rotor with webs 14, a hub 15 and a circular disk 16 and finally an impeller with pump vanes 17 and a hub 18.
  • This arrangement of spacer sleeve, impellers and rotor is fixed on the shaft 10 by means of a final clamping nut 19. The webs and pump blades directed towards the viewer are not shown.
  • the pump blades 12, 17 are surrounded radially on the outside by rings 20, 21, while the rotor or its webs 14 are surrounded on the outside by a stator ring 22.
  • the rings mentioned have the same outside diameter and sit directly next to one another in a non-illustrated, releasably fastened manner in a stator housing 23, which is releasably fastened to the wall of the container 2 by means of support means 24 and opposite this at a distance.
  • stator housing 23 is a hollow cylindrical one Component with height corresponding to the webs 14 of the rotor distributed over the circumference circumferential openings 25.
  • housing extensions 26 On the underside facing the container 2 according to FIG. 2 there are two housing extensions 26 with threaded bores 27 for attaching the support means 24.
  • an axially parallel longitudinal groove 28 is in the Housing 23 is provided in order to fix the rings 20 to 22 non-rotatably thereon by means of a feather key relative to the housing 23.
  • FIGS. 5 and 6, in conjunction with FIG. 2, show the ring 20 and 21 in a top view from the side of the rotor 14 to 16 and in a sectional view VI-VI.
  • the ring 20, 21 also has an axially parallel longitudinal groove 29 for correspondence with the longitudinal groove 28 according to FIGS. 3 and 4.
  • the ring has a radially inwardly extending section 31 of a smaller height than the circumferential part 29 on the side of the pump blades 12 and 17.
  • the section 31 is provided with recesses 45 which are uniformly distributed over the circumference and which have a closed outer contour and extend parallel to the rotor axis 32.
  • the section 31 on the side facing the pump vanes 12 and 17 is funnel-shaped and runs toward the rotor axis 32.
  • the pump blades 12 and 17 and possibly also the webs 14 are provided in their outer area parallel to the axis 32 with a cross-sectional reduction 33, 34 and 35, 36 in such a way that they section 31 with little play record between them.
  • FIGS. 7 and 8 show the stator ring 22 according to FIG. 2 in an axial view and in a sectional view VIII-VIII from FIG. 7, FIG. 9 also showing a partial external view according to IX in an enlarged illustration.
  • the stator ring 22 also has an axially parallel groove 37 corresponding to the groove 28 of the stator housing 23.
  • the stator ring 22 has a series of radial openings 38 with a closed circumferential contour, which extend parallel to the axis 32 and evenly over the Circumference of the ring 22 are distributed. Pins 39 remain on the ring 22 between the openings 38.
  • the ring 22 is radially recessed on the inside along its circumference or provided with a radial extension 40 into which the webs 14 of the rotor engage with corresponding ends 41 located radially on the outside.
  • the radial openings 38 are set somewhat obliquely with respect to the exact radial direction with respect to the rotor axis 32.
  • FIGS. 10 to 12 show the upper impeller in relation to FIG. 2 in a top view from the side of the rotor 14 to 16, in a side view and in a sectional view according to the section line XII-XII in FIG. 10.
  • four of the hub 18 go evenly Pump blades 17 distributed over the circumference, which are inclined with respect to the direction of rotation 42 to the direction of the rotor axis 32 such that they develop their pumping action in the direction of the rotor 14 to 16.
  • the hub 18 also has a recess 43 on the side facing away from the rotor, into which a clamping disk between the shaft 10 and the clamping nut 19 according to FIG. 2 can be inserted.
  • FIGS. 13 to 15 show the rotor 14 to 16 according to FIG. 2 in a top view, in a side view and in a sectional view according to the section line XV-XV in FIG. 13.
  • four webs 14 extend from the hub 15 evenly distributed over the circumference Radial direction, the webs extending parallel to the rotor axis 32 and radially outside form the ends 41 already mentioned. In the direction of rotation 44 at the front, the webs 14 are also chamfered radially inwards.
  • the space between the webs 14 is largely closed by a circular disk 16, which, seen in the direction of the axis 32, sits on the center of the rotor and extends radially outwards as far as between the rings 20, 21, as can be seen from FIG.
  • FIGS. 16 to 18 corresponding to the representation in FIGS. 13 to 15 merely show that the webs 14 are chamfered at the rear in the direction of rotation.
  • the vanes 12 and 17 pump the mass located in the container 2 in the direction of the webs 14 or the disk 16, thus conveying the mass in the axial direction to the rotor down, the mass in the area of the rings 20, 21 or at the openings 45 is subjected to strong shearing and mixing.
  • the mass has reached the rotor or the region of the webs 14 and the circular disk 16 in this way, it is deflected and accelerated in the radial direction of the rotor, in order finally to reach the openings 38 of the stator ring 22 and the openings 25 of the stator housing 23 to get to the outside, again being subjected to strong shearing and mixing at the edges of the openings 38 between these and the outer edges of the webs 14.
  • edges of the pump vanes 12, 17 or the webs 14 assigned to the recesses 45 of the rings 20, 21 and the recesses 38 of the stator ring 22 sweep over these recesses or openings with the smallest possible distance.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Mahlen und Mischen von Massen mit einer Stiftmühle angegeben, die einen innerhalb eines Behälters befindlichen Rotor aufweist, der zumindest teilweise von einem Stator mit im wesentlichen parallel zur Rotorachse parallelen Stiften umgeben ist, wobei zwischen den Stiften des Stators und Stegen des Rotors ein Mahlspalt gebildet ist. Dabei ist vorgesehen, daß auf mindestens einer Seite axial neben dem Rotor ein mit diesem umlaufendes Flügelrad mit sich im wesentlichen radial erstreckenden Pumpflügeln sitzt, und daß die Pumpflügel derart gegenüber der sie jeweils betreffenden, die Achse des Rotors enthaltenden Radialebene schräggestellt sind, daß durch sie die Masse axial in Richtung auf den Rotor förderbar ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mahlen und Mischen von Massen mit einem Behälter und einer Stiftmühle, die einen außerhalb des Behälters angeordneten Antrieb und einen drehantreibbar mit diesem verbundenen, innerhalb des Behälters befindlichen Rotor aufweist, der zumindest teilweise von einem Stator mit konzentrisch und im wesentlichen parallel zur Rotorachse nebeneinander und mit gegenseitigem Abstand angeordneten Stiften umgeben ist, wobei der Rotor im wesentlichen radiale, achsparallele und mit ihren freien Enden mit den dazu parallelen Stiften einen Mahlspalt bildende Stege aufweist.
  • Vorrichtungen dieser Art dienen dem Mahlen und Mischen von Feststoffen und/oder pastösen Massen und/oder Flüssigkeiten beispielsweise in der Pharmazie-, Kosmetik-, Chemie-, Kunststoff- und Nahrungsmittelindustrie sowie artverwandten Bereichen, wobei es darauf ankommt, für die Massen einen hohen Grad an Homogenität und/oder Feinkörnigkeit zu erreichen. Dazu ist es für einen Mahl- und Mischvorgang möglichst kurzer Zeitdauer erforderlich, die Masse bzw. das Mahl- und Mischgut der hochtourig laufenden Stiftmühle möglichst intensiv zuzuführen, damit diese stets voll ausgelastet ist und sich neben ihr keine Totzonen bilden.
  • Bei einer bekannten Stiftmühle der eingangs genannten Art sind Rotor und Stator im Abstand von der Innenseite der Behälterwand angeordnet und es laufen im Behälter Mischwerkzeuge um, die sich zumindest auch teilweise durch den zwischen Rotor und Stator einerseits und Behälterwand andererseits befindlichen Raum bewegen können, um die Stiftmühle mit dem Mahl- und Mischgut zu versorgen. Dabei können jedoch die verhältnismäßig langsam umlaufenden Mischwerkzeuge der Stiftmühle nicht immer in ausreichendem Maße das Mahl- und Mischgut anbieten, so daß sich durch die starke Radialförderwirkung der Stiftmühle zumindest intermittierend Toträume bilden können und die Stiftmühle ihre volle Leistung nicht entfalten kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahin weiter auszubilden, daß stets eine zwangsweise vollständige Beschickung der Stiftmühle entsprechend der von ihr entfalteten Leistungsfähigkeit gewährleistet ist, wobei die Verwirklichung durch verhältnismäßig einfache und keinen nennenswerten apparativen Aufwand erfordernde Mittel erfolgen soll.
  • Diese Aufgabe ist ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf mindestens einer Seite axial neben dem Rotor ein mit diesem umlaufendes Flügelrad mit sich im wesentlichen radial erstreckenden Pumpflügeln sitzt, und daß die Pumpflügel derart gegenüber der sie jeweils betreffenden, die Achse des Rotors enthaltenden Radialebene schräggestellt sind, daß durch sie die Masse axial in Richtung auf den Rotor förderbar ist.
  • Diese Maßnahmen, die zweckmäßigerweise ein solches Flügelrad auf beiden Seiten des Rotors vorsehen, haben die Wirkung, daß nunmehr dem Rotor der Stiftmühle die Masse in Axialrichtung unter Druck zugeführt wird, wobei die Leistung dieser Zufuhr der Leistung der Stiftmühle entspricht, da das Flügelrad bzw. die Flügelräder mit dem Rotor der Stiftmühle hochtourig umlaufen. Dadurch ist die Stiftmühle bezüglich des Ansaugens der Masse nicht mehr allein auf die sich aus ihrer Radialförderwirkung ergebende Sogwirkung angewiesen, so daß auch infolge einer solchen Sogwirkung sich mangels nachgeführter Masse bildende Toträume vermieden sind.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält also neben der durch den Rotor der Stiftmühle definierten Radialförderkomponente auch definierte aktive Axialförderkomponenten für die Masse in Richtung auf den Rotor der Stiftmühle, also eine Zwangsbeschickung für diesen, wodurch der Rotor nicht nur stets vollständig versorgt sondern seine Leistungsfähigkeit noch erheblich erhöht ist. Dabei kann sich durch die nunmehr gegebene klare Aufteilung von Axial- und Radialförderung der Masse dafür jeweils eine bestmögliche Wirkung entfalten.
  • Für die Ausbildung und Wirksamkeit der Stiftmühle ist es zweckmäßig, daß der Mahlspalt durch mit Kanten der Stifte scherende Kanten der Stege gebildet ist, wobei die Ebene der Stege die Rotorachse enthalten kann, die Stege also radial von der Rotorachse ausgehen. Dabei kann auch vorgesehen sein, daß die radial äußeren Enden der Stege bezogen auf die Drehrichtung des Rotors vorlaufend oder nachlaufend ausgebildet sind, um die Radialförderwirkung des Rotors zu verbessern.
  • Vorteilhafterweise kann die Anordnung so getroffen sein, daß die dem Rotor zugewandten Radialkanten der Pumpflügel im Bereich zwischen den ihnen benachbarten Radialkanten der Stege angeordnet sind. Auf diese Weise fördern die Pumpflügel die Masse zwischen in Umfangsrichtung nebeneinander liegende Stege, wozu vorteilhafterweise vorgesehen ist, daß die Zahl der Pumpflügel jedes Flügelrades gleich oder kleiner als die Zahl der Stege des Rotors ist.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Rotor eine kreisförmige Scheibe aufweist, die die Stege wenigstens entlang ihrem Umfang trägt, wobei bei beidseits des Rotors angeordneten Flügelrädern die Scheibe axial mittig zwischen diesen angeordnet sein kann. Auf diese Weise ist zusätzlich für die Umlenkung des Massestromes aus der Axialrichtung in die Radialrichtung gesorgt und es ist bei beidseits des Rotors angeordneten Flügelrädern die gegenseitige Beeinflussung deren Pumpwirkung ausgeschaltet. Was bei Verwendung der genannten kreisförmigen Scheibe die Ausbildung der Stege betrifft, so können diese - gegebenenfalls beidseits der Scheibe - bis zur Nabe des Rotors geführt sein.
  • In anderer, gegebenenfalls zusätzlicher Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes kann insbesondere dann, wenn der Durchmesser des Flügelrades im wesentlichen dem des Rotors entspricht, vorgesehen sein, daß zwischen die radial außen liegenden Bereiche der Stege und der Pumpflügel ein mit dem Stator verbundener Ring greift und daß der Ring mit über seinen Umfang verteilten, sich im wesentlichen axial erstreckenden Ausnehmungen versehen ist, wobei die Ausnehmungen Bohrungen des Ringes sein können. Auf diese Weise werden zwischen Pumpflügeln und Ausnehmungen zusätzliche Mahlspalte gebildet, durch die bereits bei der Axialförderung der Masse in Richtung auf den Rotor deren Zerkleinerung und Mischung zusätzlich bzw. in einer dem Rotor vorgeschalteten Stufe erfolgen kann.
  • Zur Anordnung der Vorrichtung innerhalb des Behälters kann vorgesehen sein, daß Stator und Ring von gemeinsamen Stützmitteln mit Abstand gegenüber der Behälterwand getragen sind. Außerdem kann vorgesehen sein, daß Stator und Ring in einem gemeinsamen, im wesentlichen hohlzylindrischen, axial offenen und in der Ebene des Stators mit Umfangsöffnung versehenen Statorgehäuse lösbar befestigt sind und daß das Statorgehäuse von den Stützmitteln getragen ist.
  • Auch kann in an sich bekannter Weise vorgesehen werden, daß im Behälter ein drehantreibbares Mischwerk angeordnet ist, wozu der Behälter zweckmäßig zylindrisch ausgebildet ist und das Mischwerk um eine mit der Behälterachse im wesentlichen übereinstimmende Achse umläuft. Ist dann die Stiftmühle im Behältermantel angeordnet, so kann dafür gesorgt sein, daß die Mischwerkzeuge des Mischwerkes zwischen Behältermantel einerseits sowie Rotor, Flügelrad, Stator und Ring andererseits zumindest teilweise hindurchbewegbar sind.
  • Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform, die auf der Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht eines Mischers mit eingebauter Mahl- und Mischvorrichtung;
    Figur 2
    eine axiale Schnittansicht der Mahl- und Mischvorrichtung aus Figur 1 in vergrößertem Maßstab;
    Figur 3 und Figur 4
    das Statorgehäuse aus Figur 2 im Axialschnitt und in Draufsicht;
    Figur 5 und Figur 6
    einen Ring aus Figur 2 in Draufsicht und im Axialschnitt;
    Figur 7 und Figur 8
    den Stator aus Figur 2 in Draufsicht und im Axialschnitt;
    Figur 9
    eine ausschnittweise Einzelansicht IX aus Figur 7;
    Figur 10 bis Figur 12
    ein Flügelrad gemäß Figur 2 in Draufsicht, Seitenansicht und Schnittansicht;
    Figur 13 bis Figur 15
    den Rotor gemäß Figur 2 in Draufsicht, Seitenansicht und Schnittansicht und
    Figur 16 bis Figur 18
    eine Variante zum Gegenstand gemäß Figur 13 bis Figur 15.
  • Figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Mischer 1 mit einem zylindrischen Behälter 2, der beidseits mit Stirnwänden 3, 4 verschlossen ist. Im Behälter 2 befindet sich koaxial eine Welle 5, auf der eine Vielzahl von Mischelementen 6 radial vorstehend angeordnet ist. Die Welle 5 mit den Mischelementen 6 ist über einen Motor 7 und Getriebemittel 8 drehantreibbar, wodurch im Behälter befindliche Masse durchmischt wird. Vorzugsweise im unteren Bereich des Behälters 2 ist eine Vorrichtung 9 zum Mahlen und Mischen der im Behälter 2 befindlichen Masse angeordnet, deren nicht sichtbarer, eigenständiger Antrieb außerhalb der Wand des Behälters 2 sitzt.
  • Die Vorrichtung 9 zum Mahlen und Mischen ist in Figur 2 in vergrößerter Schnittansicht dargestellt. Wie ersichtlich, wird die Wand des Behälters 2 von der Welle 10 des nicht dargestellten Antriebes durchdrungen. Die Welle 10 trägt endständig neben einer vor einer Schonhülse 11a auf sie geschobenen Distanzhülse 11 zunächst ein Flügelrad mit Pumpflügeln 12 und einer Nabe 13, dann einen Rotor mit Stegen 14, einer Nabe 15 und einer kreisförmigen Scheibe 16 und schließlich ein Flügelrad mit Pumpflügeln 17 und einer Nabe 18. Diese Anordnung von Distanzhülse, Flügelrädern und Rotor ist auf der Welle 10 mittels einer abschließenden Spannmutter 19 befestigt. Die auf den Betrachter zu gerichteten Stege und Pumpflügel sind nicht dargestellt.
  • Die Pumpflügel 12, 17 sind radial außen von Ringen 20, 21 umgeben, während der Rotor bzw. dessen Stege 14 außen von einem Statorring 22 umgeben ist. Die genannten Ringe haben gleichen Außendurchmesser und sitzen unmittelbar nebeneinander in nicht dargestellter, lösbar befestigter Weise in einem Statorgehäuse 23, das über Stützmittel 24 lösbar an der Wand des Behälters 2 und dieser gegenüber mit Abstand befestigt ist.
  • Wie deutlicher in Verbindung mit den Figuren 3 und 4 ersichtlich, ist das Statorgehäuse 23 ein hohlzylindrisches Bauteil mit in der Höhe passend zu den Stegen 14 des Rotors über den Umfang verteilten Umfangsöffnungen 25. An der gemäß Figur 2 dem Behälter 2 zugewandten Unterseite befinden sich zwei Gehäuseerweiterungen 26 mit Gewindebohrungen 27 zum Anschlagen der Stützmittel 24. Außerdem ist eine achsparallele Längsnut 28 im Gehäuse 23 vorgesehen, um die Ringe 20 bis 22 daran mittels einer Paßfeder gegenüber dem Gehäuse 23 undrehbar festzulegen.
  • Die Figuren 5 und 6 zeigen in Verbindung mit Figur 2 den Ring 20 bzw. 21 in Draufsicht von seiten des Rotors 14 bis 16 aus gesehen und in Schnittansicht VI-VI. Dabei ist ersichtlich, daß der Ring 20, 21 ebenfalls eine achsparallele Längsnut 29 zur Korrespondenz mit der Längsnut 28 gemäß Figur 3 und 4 aufweist. Außerdem hat der Ring von einem Umfangsteil 30 ausgehend einen sich nach radial innen erstreckenden Abschnitt 31 von gegenüber dem Umfangsteil 29 auf seiten der Pumpflügel 12 bzw. 17 geringerer Höhe. Der Abschnitt 31 ist mit über den Umfang gleichmäßig verteilten Ausnehmungen 45 versehen, die eine geschlossene Außenkontur haben und sich parallel zur Rotorachse 32 erstrecken. Außerdem ist der Abschnitt 31 auf der den Pumpflügeln 12 bzw. 17 zugewandten Seite trichterförmig zur Rotorachse 32 hin verlaufend ausgebildet.
  • Wie in Verbindung mit Figur 2 ersichtlich, sind die Pumpflügel 12 bzw. 17 und gegebenenfalls auch die Stege 14 in ihrem Außenbereich derart parallel zur Achse 32 mit einer Querschnittsreduzierung 33, 34 bzw. 35, 36 versehen, daß sie den Abschnitt 31 mit geringem Spiel zwischen sich aufnehmen.
  • Die Figuren 7 und 8 zeigen den Statorring 22 gemäß Figur 2 in Axialansicht und in Schnittansicht VIII-VIII aus Figur 7, wobei Figur 9 noch eine ausschnittweise Außenansicht gemäß IX in vergrößerter Abbildung darstellt.
  • Wie in Figur 7 zu erkennen, hat auch der Statorring 22 eine achsparallele Nut 37 korrespondierend zur Nut 28 des Statorgehäuses 23. Außerdem weist der Statorring 22 eine Reihe von Radialöffnungen 38 mit geschlossener Umfangskontur auf, die sich parallel zur Achse 32 erstrecken und gleichmäßig über den Umfang des Ringes 22 verteilt sind. Zwischen den Öffnungen 38 bleiben am Ring 22 Stifte 39 stehen. Der Höhe der Radialöffnungen 38 entsprechend ist der Ring 22 innen entlang seinem Umfang radial ausgenommen bzw. einer radialen Erweiterung 40 versehen, in die die Stege 14 des Rotors mit entsprechenden radial außen liegenden Enden 41 greifen.
  • Wie aus Figur 7 ersichtlich, sind die Radialöffnungen 38 gegenüber der genauen Radialrichtung zur Rotorachse 32 etwas schräg gestellt.
  • Die Figuren 10 bis 12 zeigen das bezogen auf Figur 2 obere Flügelrad in Draufsicht von seiten des Rotors 14 bis 16 aus gesehen, in Seitenansicht und in Schnittansicht gemäß der Schnittlinie XII-XII in Figur 10. Wie ersichtlich, gehen von der Nabe 18 vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Pumpflügel 17 aus, die bezogen auf die Umlaufrichtung 42 derart zur Richtung der Rotorachse 32 schräggestellt sind, daß sie ihre Pumpwirkung in Richtung auf den Rotor 14 bis 16 entfalten.
  • Am Ende der Pumpflügel 17 ist wieder die bereits erwähnte Querschnittsreduzierung 34 ersichtlich, die zum Ring 21 bzw. dessen Abschnitt 31 paßt. Wie die Darstellungen Figur 11 und Figur 12 zeigen, hat die Nabe 18 auf der dem Rotor abgewandten Seite noch eine Eindrehung 43, in die eine Spannscheibe zwischen Welle 10 und Spannmutter 19 gemäß Figur 2 eingesetzt werden kann.
  • Das gemäß Figur 2 unten liegende Flügelrad mit Nabe 13 und Pumpflügeln 12 ist entsprechend ausgebildet, wobei allerdings eine Eindrehung 43 entfällt und die axiale Länge der Nabe 13 der axialen Breite der Pumpflügel 12 entspricht.
  • Schließlich zeigen die Figuren 13 bis 15 den Rotor 14 bis 16 gemäß Figur 2 in Draufsicht, in Seitenansicht und in Schnittansicht gemäß der Schnittlinie XV-XV in Figur 13. Auch hier gehen wieder von der Nabe 15 vier Stege 14 gleichmäßig über den Umfang verteilt in Radialrichtung aus, wobei sich die Stege parallel zur Rotorachse 32 erstrecken und radial außen die bereits erwähnten Enden 41 bilden. In Umlaufrichtung 44 vorne sind die Stege 14 außerdem nach radial innen abgeschrägt.
  • Der Raum zwischen den Stegen 14 ist weitgehend durch eine Kreisscheibe 16 verschlossen, die in Richtung der Achse 32 gesehen auf der Mitte des Rotors sitzt und sich radial außen bis zwischen die Ringe 20, 21 erstreckt, wie dies aus Figur 2 ersichtlich ist.
  • Die der Darstellung der Figur 13 bis 15 entsprechenden Figuren 16 bis 18 zeigen als Variante lediglich, daß die Stege 14 in Umlaufrichtung hinten abgeschrägt sind.
  • Läuft nun die insgesamt anhand der Figuren 2 bis 18 geschilderte Vorrichtung mit hoher Drehzahl um, so pumpen die Flügel 12 und 17 die im Behälter 2 befindliche Masse in Richtung auf die Stege 14 bzw. die Scheibe 16, fördern die Masse also in Axialrichtung zum Rotor hin, wobei die Masse im Bereich der Ringe 20, 21 bzw. an den Öffnungen 45 einer starken Scherung und Mischung unterworfen wird.
  • Ist auf diese Weise die Masse an den Rotor bzw. in den Bereich der Stege 14 und der Kreisscheibe 16 gelangt, so wird sie in Radialrichtung des Rotors umgelenkt und beschleunigt, um schließlich über die Öffnungen 38 des Statorringes 22 und die Öffnungen 25 des Statorgehäuses 23 nach außen zu gelangen, wobei sie wieder an den Kanten der Öffnungen 38 zwischen diesen und den Außenkanten der Stege 14 einer starken Scherung und Mischung unterworfen wird.
  • Im Sinne einer möglichst guten Scherwirkung versteht es sich, daß die den Ausnehmungen 45 der Ringe 20, 21 bzw. den Ausnehmungen 38 des Statorringes 22 zugeordneten Kanten der Pumpflügel 12, 17 bzw. der Stege 14 diese Ausnehmungen bzw. Öffnungen mit geringstmöglichem Abstand überstreichen.

Claims (20)

  1. Vorrichtung zum Mahlen und Mischen von Massen mit einem Behälter und einer Stiftmühle, die einen außerhalb des Behälters angeordneten Antrieb und einen drehantreibbar mit diesem verbundenen, innerhalb des Behälters befindlichen Rotor aufweist, der zumindest teilweise von einem Stator mit konzentrisch und im wesentlichen parallel zur Rotorachse nebeneinander und mit gegenseitigem Abstand angeordneten Stiften umgeben ist, wobei der Rotor im wesentlichen radiale, achsparallele und mit ihren freien Enden mit den dazu parallelen Stiften einen Mahlspalt bildende Stege aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß auf mindestens einer Seite axial neben dem Rotor (14 bis 16) ein mit diesem umlaufendes Flügelrad (12, 13; 17, 18) mit sich im wesentlichen radial erstreckenden Pumpflügeln (12, 17) sitzt, und daß die Pumpflügel (12, 17) derart gegenüber der sie jeweils betreffenden, die Achse (32) des Rotors (14 bis 16) enthaltenden Radialebene schräggestellt sind, daß durch sie die Masse axial in Richtung auf den Rotor (14 bis 16) förderbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Mahlspalt durch mit Kanten der Stifte (39) scherende Kanten der Stege (14) gebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ebene der Stege (14) die Rotorachse (32) enthält.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die radial äußeren Enden der Stege bezogen auf die Drehrichtung (44) des Rotors vorlaufend oder nachlaufend ausgebildet sind.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die dem Rotor (14 bis 16) zugewandten Radialkanten der Pumpflügel (12, 17) im Bereich zwischen den ihnen benachbarten Radialkanten der Stege (14) angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zahl der Pumpflügel (12, 17) jedes Flügelrades (12, 13; 17, 18) gleich oder kleiner als die Zahl der Stege (14) des Rotors (14 bis 16) ist.
  7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Rotor (14 bis 16) eine kreisförmige Scheibe (16) aufweist, die die Stege (14) wenigstens entlang ihrem Umfang trägt.
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei beidseits des Rotors (14 bis 16) angeordneten Flügelrädern (12, 13; 17, 18) die Scheibe (16) axial mittig zwischen diesen angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stege (14) - gegebenenfalls beidseits der Scheibe (16) - bis zur Nabe (15) des Rotors (14 bis 16) geführt sind.
  10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Durchmesser des Flügelrades (12, 13; 17, 18) im wesentlichen dem des Rotors (14 bis 16) entspricht.
  11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen die radial außen liegenden Bereiche der Stege (14) und der Pumpflügel (12, 17) ein mit dem Stator (22) verbundener Ring (20, 21) greift und daß der Ring (20, 21) mit über seinen Umfang verteilten, sich im wesentlichen axial erstreckenden Ausnehmungen (45) versehen ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ausnehmungen (45) Bohrungen des Ringes (20, 21) sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die den Pumpflügeln (12, 17) zugewandte Oberfläche des Ringes (20, 21) zur Achse (32) des Rotors (14 bis 16) hin trichterförmig geneigt ist.
  14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die einander zugeordneten Kanten von Pumpflügeln (12, 17) und Ausnehmungen (45) einen Mahlspalt bilden.
  15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß Stator (22) und Ring (20, 21) von gemeinsamen Stützmitteln (24) mit Abstand gegenüber der Behälterwand (2) getragen sind.
  16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß Stator (22) und Ring (20, 21) in einem gemeinsamen, im wesentlichen hohlzylindrischen, axial offenen und in der Ebene des Stators (22) mit Umfangsöffnungen (25) versehenen Statorgehäuse (23) lösbar befestigt sind, und daß das Statorgehäuse (23) von den Stützmitteln (24) getragen ist.
  17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Behälter (2) ein drehantreibbares Mischwerk (5, 6) angeordnet ist.
  18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Behälter (2) zylindrisch ausgebildet ist und das Mischwerk (5, 6) um eine mit der Behälterachse im wesentlichen übereinstimmende Achse umläuft.
  19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stiftmühle im Behältermantel (2) angeordnet ist.
  20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Mischwerkzeuge (6) des Mischwerkes (5, 6) zwischen Behältermantel (2) einerseits sowie Rotor (14 bis 16), Flügelrad (12, 13; 17, 18), Stator (22) und Ring (20, 21) andererseits zumindest teilweise hindurchbewegbar sind.
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