EP1206971B1

EP1206971B1 - Agitator mill

Info

Publication number: EP1206971B1
Application number: EP01126828A
Authority: EP
Inventors: Udo Enderle
Original assignee: Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
Current assignee: Erich Netzsch GmbH and Co Holding KG
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2001-11-10
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2021-11-10
Also published as: ATE366140T1; DE10057278C2; EP1206971A1; DE10057278A1; DE50112682D1

Abstract

The agitating mill has an insert (36) co-axial with the agitating shaft (14). Over at least part of its surface, the insert has apertures (42), which connect the grinding cavity to the inner cavity (40) within the inserts. There is also a feed device which withdraws the grinding balls from the inner cavity and passes ground product into this cavity at the same time.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle zum kontinuierlichen Mahlen und Dispergieren von Feststoffen und Flüssigkeiten, wobei das flüssige Mahlgut dem Mahlbehälter 18 von unten zugeführt und am oberen Ende des Mahlbehälters abgeführt wird, bestehend aus einem zylindrischen Mahlbehälter 18 dessen Mahlraum 38 ein Rührwerk aufweist und einem zylindrischen koaxialen um die Rührwelle 14 des Rührwerks angeordneten Einsatz 36 zur Zufuhr von Mahlhilfsmitteln 32. Eine entsprechende vertikale Rührwerksmühle zum kontinuierlichen Mahlen geht auch aus der US 3,226,044 hervor. Hier weist die Rührwerksmühle einen Mahlbehälter auf, in dem ein Schraubenrührwerk angeordnet ist. Die Mahlhilfsmittel, in diesem Fall beispielsweise Metallkugeln oder anderes, sinken während des Mahlprogramms in der Rühwerksmühle in den Bodenbereich des Mahlbehälters ab und werden von hier zusammen mit dem Mahlgut über eine Pumpe zu dem oben offenen Mahlbehälter gefördert. Hier gelangen die Mahlhilfsmittel über einen trichterförmigen Einsatz in den direkten Auslaßbereich. Durch die axiale Verstellung des Trichters wird die Mahlfeinheit des Endproduktes geregelt. Eine Vorrichtung, die das Einbringen der Mahlhilfsmittel in das Mahlgut verbessert, ist hierbei nicht vorgesehen.The invention relates to a stirred mill for the continuous grinding and dispersing of solids and liquids, wherein the liquid millbase fed to the grinding container 18 from below and discharged at the upper end of the grinding container, consisting of a cylindrical grinding container 18 whose grinding chamber 38 has an agitator and a cylindrical coaxial Insert arranged around the stirrer shaft 14 of the agitator 36 for the supply of grinding aids 32. A corresponding vertical agitator mill for continuous grinding is also from the US 3,226,044 out. Here, the agitator mill on a grinding container, in which a screw agitator is arranged. The grinding aids, in this case, for example, metal balls or other, sink during the grinding program in the agitator mill in the bottom region of the grinding container and are promoted from here together with the ground material via a pump to the open-topped grinding container. Here, the grinding aids reach via a funnel-shaped insert in the direct outlet area. The axial adjustment of the hopper controls the fineness of the final product. A device which improves the introduction of the grinding aids in the millbase is not provided here.

Eine vertikale Rührwerksmühle gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist aus der GB 1 104 547 A bekannt.A vertical agitator mill according to the preamble of claim 1 is known from GB 1 104 547 A known.

Eine Rührwerksmühle mit einer Vorrichtung zum Zuführen von Mahlkörpern ist auch aus der DE 37 27 863 C1 bekannt. Wie aus den entsprechenden Ausführungsbeispielen hervorgeht, bezieht sich diese Vorrichtung auf den Einsatz von liegenden Rührwerksmühlen mit sogenannten fliegend gelagerten Rührwellen, die an ihrem freien Ende einen Hohlraum aufweisen, in den der mit oder ohne Trenneinrichtung versehene Mahlkugeleinlaß eingeschoben wird. Die Zugabe von Mahlhilfsmitteln während der Mahlphase mit gleichzeitig im Mahlraum erzeugter Mahlhilfsmittel/Mahlgutvermischung wird hier nicht aufgezeigt.An agitator mill with a device for feeding grinding media is also known from DE 37 27 863 C1 known. As can be seen from the corresponding embodiments, this device relates to the use of horizontal agitator mills with so-called free-standing stirrer shafts, which have at their free end a cavity into which the Mahlkugeleinlaß provided with or without separating device is inserted. The addition of grinding aids during the grinding phase with simultaneously generated in the grinding chamber Mahlhilfsmittel / Mahlgutvermischung is not shown here.

Die Aufgabe der Erfindung bezieht sich auf eine schnellere und effektivere Einbringung von Mahlhilfsmitteln aller Größenordnungen in Rührwerksmühlen.The object of the invention relates to a faster and more effective introduction of grinding aids of all sizes in stirred mills.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.Advantageous developments emerge from the features of the subclaims.

Entsprechend aller vorteilhaften Ausführungen der Erfindung ist im Bereich des Eintritts der Mahlhilfskörper in den Mahlraum eine Kombination aus Misch- und Zirkulationseinrichtung angeordnet. Von der Größe und dem Material der Mahlhilfsmittel abhängig, erfolgt eine mehr oder weniger notwendige intensive Eintragung der Mahlhilfsmittel.Corresponding to all advantageous embodiments of the invention, a combination of mixing and circulation device is arranged in the region of the entry of Mahlhilfskörper in the grinding chamber. Depending on the size and the material of the grinding aids, there is a more or less necessary intensive entry of the grinding aids.

In den bevorzugten Ausführungen der Erfindung werden die Mahlhilfsmittel der vertikalen Rührwerksmühle zugegeben und dynamisch in das Mahlgut eingebracht, wobei ein zylindrischer koaxialer Einsatz mindestens über einen Teil seiner Oberfläche Öffnungen aufweist. Durch die radial oder in Richtung zum Mahlraum geneigten Öffnungen strömt Mahlgut in einen ringzylindrischen Raum zwischen der Rührwelle und dem Einsatz und fördert die aufgegebenen Mahlhilfsmittel in den Mahlraum.In the preferred embodiments of the invention, the grinding media are added to the vertical agitator mill and dynamically introduced into the millbase, with a cylindrical coaxial insert having openings over at least part of its surface. Through the openings which are inclined radially or in the direction of the grinding chamber, the material to be ground flows into a ring-cylindrical space between the stirring shaft and the insert and conveys the abandoned grinding aids into the grinding space.

Als strömungserzeugendes Element sind den vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausbildungen Förderelemente zu entnehmen, deren Antrieb über die Rührwelle geschieht. Ein Großteil der beispielsweise dargstellten Förderelemente befindet sich im Mahlraum. Hierbei erzeugen die Förderelemente einen Mahlgutkreislauf. An der Saugseite der Förderelemente saugt es die Mahlhilfsmittel regelrecht in den Mahlraum, wogegen an der Druckseite der Förderelemente das Mahlgut zusätzlich mit Unterstützung des Drucks der Beschickungspumpe in den Einsatz gefördert wird. Durch die dynamische Einbringung von Mahlhilfsmittel verkürzt sich die Zeit der Benetzung von kleinen und kleinsten Mahlhilfsmitteln aus mahlgutgleichem oder fremdem Material. Bei diesen Ausführungen wird die letzte Scheibe auf der Rührwelle im Bereich des Mahlhilfsmitteleinlasses zur Erzeugung einer radialen Strömung eingesetzt, wobei zusätzliche Stifte oder gleichwirkende Elemente die radiale oder axiale Strömungserzeugung unterstützenAs a flow-generating element are the advantageous embodiments of the invention to remove conveying elements, the drive is done via the stirrer shaft. A large part of the illustrative conveying elements is located in the grinding chamber. In this case, the conveying elements produce a Mahlgutkreislauf. On the suction side of the conveying elements it sucks the grinding aids downright in the grinding chamber, whereas on the pressure side of the conveying elements, the material to be ground is additionally conveyed into the insert with the assistance of the pressure of the feed pump. The dynamic introduction of grinding aids shortens the time of wetting of small and smallest grinding aids from Mahlgutgleichem or foreign material. In these embodiments, the last disc on the agitator shaft is used in the region of the grinding aid inlet to produce a radial flow, with additional pins or equivalent elements supporting radial or axial flow generation

Für besonders kleine Mahlhilfsmittel (≤ 300 µm) und bei mittel- bis hochviskosem Mahlgut kann auch eine Fördereinrichtung vor dem Mahlraum zum Einsatz kommen. Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Rührwelle hierbei z.B. in diesem Bereich ein Fördergewinde auf, das sowohl für die axiale Förderung wie auch für die Vermischung und Umwälzung der Mahlhilfsmittel mit dem Mahlgut sorgt.For particularly small grinding aids (≤ 300 μm) and medium to high-viscosity millbase, a conveying device in front of the grinding chamber can also be used. According to an advantageous embodiment of the invention, the stirring shaft in this case, for. In this area, a delivery thread, which provides both for the axial promotion as well as for the mixing and circulation of grinding aids with the material to be ground.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen zu entnehmen.Further details and features of the invention will become apparent from the following description of the embodiments and the drawings.

Es zeigt:

Fig. 1: Ansicht einer vertikalen Rührwerksmühle
Fig. 2: vergrößerter Teilschnitt des Mahlhilfsmittel-Einlaßbereichs
Fig. 3: vergrößterter Teilschnitt des Mahlhilfsmittel-Einlaßbereichs
Fig. 4: vergrößerter Teilschnitt des Mahlhilfsmittel-Einlaßbereichs
Fig. 5: vergrößerter Teilschnitt des Mahlhilfsmittel-Einlaßbereichs
Fig. 6: vergrößerter Teilschnitt des Mahlhilfsmittel-Einlaßbereichs

It shows:

Fig. 1: View of a vertical agitator mill
Fig. 2: enlarged partial section of the Mahlhilfsmittel inlet region
Fig. 3: enlarged partial section of the grinding aid inlet area
Fig. 4: enlarged partial section of the Mahlhilfsmittel inlet region
Fig. 5: enlarged partial section of the Mahlhilfsmittel inlet region
Fig. 6: enlarged partial section of the Mahlhilfsmittel inlet region

Die in Fig. 1 gezeigte vertikale Rührwerksmühle besteht aus einem Ständer 10 in dem der nicht sichtbare Antrieb angeordnet ist. Dieser Antrieb ist über einen hinter der Abdeckung 12 befindlichen Riementrieb mit der Rührwelle 14 verbunden. Durch die im Gehäuse 16 befindliche Kupplung steht die Rührwelle 14 mit der Antriebswelle in Verbindung. Bei Bedarf kann die Rührwelle abgekuppelt und zusammen mit dem Mahlbehälter 18 vom Ständer 10 abgenommen werden, wobei die Halterung 20 gelöst wird. Der auf Rollen 22 stehende Mahlbehälter 18 läßt sich über die Griffe 24 von Hand bewegen. Der Mahlbehälter 18 weist einen Mahlguteinlaß 26 an der unteren Mahlbehälterseite und einen Mahlgutauslaß 28 an der oberen Mahlbehälterseite auf. Das Mahlgut kann hier, ohne vorher eine Trennvorrichtung zu passieren, aus der Rührwerksmühle entweichen. Sollte die Rührwerksmühle keine Trenneinrichtung aufweisen, so geschieht die Abtrennung des Feinguts vom Grobgut durch entsprechende Steuerung des Beschickungsdrucks, in Verbindung mit der erzeugten Kreislaufströmung zum Einbringen der Mahlhilfsmittel. Der in Fig. 1 teilweise aufgeschnittene Mahlbehälter läßt die Rohrleitung 30 für die Zufuhr der Mahlhilfsmittel 32 sowie den Einsatz 36 erkennen, der bis in den Mahlraum reicht.The vertical agitator mill shown in Fig. 1 consists of a stator 10 in which the non-visible drive is arranged. This drive is connected via a located behind the cover 12 belt drive with the stirring shaft 14. Due to the coupling located in the housing 16, the stirring shaft 14 is in communication with the drive shaft. If necessary, the stirring shaft can be uncoupled and removed together with the grinding container 18 from the stator 10, wherein the holder 20 is released. The standing on rollers 22 grinding container 18 can be moved over the handles 24 by hand. The grinding container 18 has a Mahlguteinlaß 26 at the lower Mahlbehälterseite and a Mahlgutauslaß 28 on the upper Mahlbehälterseite. The millbase can escape from the agitator mill without passing through a separating device. If the agitator mill have no separator, the separation of the fine material from the coarse material is done by appropriate control of the feed pressure, in conjunction with the generated circulation flow for introducing the grinding aids. The partially cut open in Fig. 1 grinding container can see the pipe 30 for the supply of Mahlhilfsmittel 32 and the insert 36, which extends into the grinding chamber.

Aus der schematischen Darstellung des oberen Teilbereichs des Mahlbehälters nach Fig. 2 läßt sich der Aufbau und das Wirkungsprinzip der Mahlhilfsmitteleintragung entnehmen. Der konische Teil des Einsatzes 36 im Bereich außerhalb des Mahlbehälters 18 erleichtert die Mahlhilfsmittelzugabe. In diesem Bereich umgibt eine Schürze 34 die Rührwelle 14. Die Schürze 34 vermeidet das Ansetzen von Mahlgut und Mahlhilfsmitteln an der Rührwelle. Die Mahlhilfsmittel 32 sinken im Einsatz 36 nach unten und gelangen in den vom Mahlraum 38 abgegrenzten Raum 40 zwischen der Rührwelle 14 und dem mit Öffnungen 42 versehenen Bereich des Einsatzes 36. Hier erzeugt die Scheibe 44 und die Stifte 46 eine radial wirkende Strömung, so daß Mahlhilfsmittel und grobes Mahlgut aus dem Innenraum 40 gesogen und radial abgeleitet werden. Aufgrund des von der Scheibe 44 erzeugten und im Mahlbehälter herrschenden Förderdrucks der Beschickungspumpe fließt das Mahlgut über die Öffnungen 42 zurück in den Innenraum 40, indem der Feinanteil nach oben zum Auslaß und der Grobanteil zurück in den Mahlraum strömt, währenddessen er Mahlhilfsmittel aufnimmt.From the schematic representation of the upper portion of the grinding container of FIG. 2, the structure and the principle of action of Mahlhilfsmitteleintragung can be found. The conical part of the insert 36 in the area outside the grinding container 18 facilitates the Mahlhilfsmittelzugabe. In this area, a skirt 34 surrounds the stirrer shaft 14. The skirt 34 avoids the application of regrind and grinding aids to the stirrer shaft. The grinding aids 32 sink in the insert 36 down and enter the demarcated from the grinding chamber 38 space 40 between the stirring shaft 14 and provided with openings 42 portion of the insert 36. Here, the disc 44 and the pins 46 generates a radially acting flow, so that Grinding aid and coarse material to be ground from the interior 40 sucked and discharged radially. Due to the generated by the disc 44 and in the grinding container prevailing discharge pressure of the feed pump, the millbase flows through the openings 42 back into the interior 40 by the fines up to the outlet and the coarse fraction flows back into the grinding chamber, during which he receives grinding aid.

In Abhängigkeit von der Viskosität des Mahlguts, dessen Größe und des Materials des Mahlhilfsmittels, kann, wie in Fig. 3 gezeigt, eine abgewandelte Fördervorrichtung eingesetzt werden. Sie besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einer radialen Scheibe 44 und daran befestigten kurzen Stiften 46. Die Stiftlänge endet hierbei bereits unterhalb der der Scheibe nächstliegenden Öffnungen 42 im Einsatz 36.Depending on the viscosity of the ground stock, its size and the material of the grinding aid, as shown in Fig. 3, a modified conveyor can be used. It consists in this embodiment of a radial disc 44 and attached short pins 46. The pin length ends here already below the disc closest openings 42 in the insert 36th

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird die Zirkulationsströmung von der letzten rotierenden Scheibe 44 auf der Rührwelle 14 und dem Ringansatz 48 erzeugt. Der Ringansatz begrenzt zur Rührwelle 14 hin einen sich verengenden axialen Spalt 50 und zur Scheibe 44 einen radialen Mahl- und Förderspalt 52. Die Spaltweite legt man auch hier nach den Größen-, Viskositäts- sowie den Materialwerten des Mahlguts und des Mahlhilfsmittels aus.According to the embodiment of FIG. 4, the circulation flow is generated by the last rotating disc 44 on the agitator shaft 14 and the annular shoulder 48. The annular shoulder defines a narrowing axial gap 50 towards the stirring shaft 14 and a radial grinding and conveying gap 52 with respect to the disk 44. The gap width is also defined here according to the size, viscosity and material values of the millbase and of the grinding aid.

In Fig. 5 ist der Einsatz 36 doppelwandig ausgeführt. Zur Verlängerung der Einmischzone des Mahlhilfsmittels in das Mahlgut erstrecken sich die Öffnungen 52 in dieser Innenwand 54 bis in ihren konischen Teilbereich. Das von den Mahlscheiben 56 bearbeitete Mahlgut fließt hierbei vom Mahlraum 38 über die Öffnungen 42 im Einsatz 36 in den ringförmigen Kanal 58 und zum Teil direkt in den Innenraum 40. Zusätzlich steigt Mahlgut in den konischen Bereich des Einsatzes und dessen Innenwand auf und tritt erst hier durch die Öffnungen 52 in den differgierenden Teilbereich des Kanals 58 ein. Hiermit wird die Strecke, auf der die Mahlhilfsmittel 32 mit dem Mahlgut intensiv benetzt und vermischt werden, um das 2- bis 5fache verlängert.In Fig. 5, the insert 36 is double-walled. To extend the mixing zone of the grinding aid in the ground material, the openings 52 extend in this inner wall 54 into its conical portion. The millbase processed by the grinding discs 56 in this case flows from the grinding chamber 38 via the openings 42 in the insert 36 in the annular channel 58 and partly directly into the interior 40. In addition, ground material rises in the conical region of the insert and its inner wall and occurs only here through the openings 52 in the differentiating portion of the channel 58 a. Hereby, the distance at which the grinding aids 32 are wetted and mixed intensively with the millbase is extended by 2 to 5 times.

Eine besondere Ausführungsweise offenbart die Fig. 6. Bei dieser Auslegung der Mahlhilfsmittelzuführung wird eine extern radial und axial außerhalb des Einsatzes 36 im Mahlraum befindliche Fördereinrichtung wie in den vorhergehenden Beispielen eingesetzt. Bei Mikromahlhilfsmitteln aus mahlgutfremdem oder gleichartigem Material ist es vorteilhaft, auch eine zusätzliche interne Fördereinrichtung innherhalb des Einsatzes 36 einzusetzen. Für diese Fördereinrichtung in Form einer Gewindebuchse 60, die auf der Rührwelle sitzt, ist demnach kein eigener Antrieb notwendig. Die Länge und die Steigung des Fördergewindes 62 kann entsprechend der Konsistenz des Mahlgutes oder den Eigenschaften der Mahlhilfsmittel abhängig gewählt werden. Möglicherweise kann auch eine unabhängig vom Antrieb der Rührwelle 14 angetriebene interne Fördereinrichtung in Form einer Hülse mit einer Förderschnecke vorgesehen werden.A special embodiment is disclosed in FIG. 6. In this design of the grinding aid supply, a conveying device located externally radially and axially outside the insert 36 in the grinding chamber is used as in the preceding examples. In Mikromahlhilfsmitteln from Mahlgutfremdem or similar material, it is advantageous to use an additional internal conveyor within the insert 36. For this conveyor in the form of a threaded bush 60 which sits on the stirrer shaft, no separate drive is therefore necessary. The length and the pitch of the conveying thread 62 may correspond to the consistency of the ground material or the Properties of the grinding aids are selected depending. It may also be possible to provide an internal conveyor which is driven independently of the drive of the agitator shaft 14 in the form of a sleeve with a screw conveyor.

Das Fördergewinde erstreckt sich in Fig. 6 zwischen der Unterkante des Einsatzes 36 und dem Übergang der koaxial verlaufenden Innenwand 54 in dem konischen Teil. Der Abstand der Gewindegänge zur Innenseite der Innenwand liegt in einem Bereich von 5-20 mm. Die externe Fördervorrichtung besteht in diesem Beispiel aus einer Scheibe 44 mit axialen Durchlässen und daran aufgesetzten Stiften 46. Die Scheiben-Stiftkombination kann in diesem, wie auch in vorhergehenden Ausführunsbeispielen, durch käfigförmige oder lochkranzförmige Konstruktionen ersetzt werden.The conveying thread extends in Fig. 6 between the lower edge of the insert 36 and the transition of the coaxial inner wall 54 in the conical part. The distance of the threads to the inside of the inner wall is in a range of 5-20 mm. The external conveyor in this example consists of a disc 44 with axial passages and pins 46 mounted thereon. The disc-pin combination in this, as in previous embodiments, may be replaced by cage-shaped or lancet-shaped constructions.

Claims

Vertical agitator mill for continuous grinding and dispersion of solids in liquids, wherein the liquid material to be ground is fed to the grinding container (18) from below and removed from the upper end of the grinding container, comprising a cylindrical grinding container (18), the grinding chamber (38) whereof comprises an agitator and an insert (36) for supplying grinding aids (32) arranged coaxially around the agitator shaft (14) of the agitator, characterised in that at least over a part of its surface, the insert (36) has openings (42, 52) which connect the grinding chamber (38) to the interior (40) in the insert (36) and a conveying device which withdraws grinding aids (32) from the interior (40) of the insert (36) and at the same time supplies material to be ground to said interior via openings (42).
The vertical agitator mill according to claim 1, characterised in that the insert (36) and its inner wall (54) provided with openings (52) define a channel (58) .
The vertical agitator mill according to one of claims 1 or 2, characterised in that the insert (36) has a funnel-shaped partial region in which a cylindrical skirt (34) is arranged along the agitator shaft.
The vertical agitator mill according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the insert (36) and the agitator shaft (14) define an annular cylindrical space (40) in which grinding aid (32) is mixed with material to be ground through the rotation of the agitator shaft (14).
The vertical agitator mill according to any one of claims 1 to 4, characterised in that the agitator shaft (14) has a disk (44) at the end of the insert (36).
The vertical agitator mill according to any one of claims 1 to 5, characterised in that the agitator shaft (14) has a rotor with radially and/or axially directed openings at the end of the insert (36).
The vertical agitator mill according to any one of claims 1 to 6, characterised in that the disk (44) has a plurality of pins (46) which run parallel to the agitator shaft (14) and whose spacing is the same as or smaller than the distance from the opening of the insert (36) nearest to the disk.
The vertical agitator mill according to any one of claims 1 to 7, characterised in that a conveying device is arranged in the interior (40) between the insert (36) and the agitator shaft (14).
The vertical agitator mill according to claim 8, characterised in that a conveyor screw (32) is arranged in the interior (38) in the area of the openings (42, 52) of the insert (36).
The vertical agitator mill according to any one of claims 8 or 9, characterised in that the conveying device consists of a threaded bushing (60) connected to the agitator shaft (14).