EP1992412A1 - Rührwerksmühle - Google Patents

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EP1992412A1
EP1992412A1 EP08013806A EP08013806A EP1992412A1 EP 1992412 A1 EP1992412 A1 EP 1992412A1 EP 08013806 A EP08013806 A EP 08013806A EP 08013806 A EP08013806 A EP 08013806A EP 1992412 A1 EP1992412 A1 EP 1992412A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grinding
rotor
agitator mill
mill according
diameter
Prior art date
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Application number
EP08013806A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1992412B1 (de
Inventor
Norbert Stehr
Philipp Schmitt
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Buehler AG
Original Assignee
Buehler AG
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Publication date
Application filed by Buehler AG filed Critical Buehler AG
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Publication of EP1992412B1 publication Critical patent/EP1992412B1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00Disintegrating 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
    • B02C17/16Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • B02C17/166Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge of the annular gap type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00Disintegrating 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
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    • B02C17/16Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • B02C17/161Arrangements for separating milling media and ground material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00Disintegrating 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
    • B02C17/16Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • B02C17/163Stirring means

Definitions

  • the invention relates to a stirred mill according to the preamble of claim 1.
  • Such a stirring mill is from the EP 0 370 022 B1 (Corr. US 5,062,577 ) known.
  • the auxiliary grinding bodies are centrifuged out of the millbase Mahlos emotions flow through the Mahlos emotions-return channels before they reach the protective sieve.
  • the protective screen assumes the function of worn grinding aid bodies that are too light to be thrown off directly through the grinding aid return channels and to serve as a throttling point for establishing a backpressure counteracting the grinding stock flow.
  • the agitator is provided with stirring tools projecting into the outer grinding chamber.
  • an agitating mill which has a rotor which is occupied on its outside with paddle-shaped tools. Within the rotor, a protective sieve is arranged. The rotor consists of axially parallel rods to which the paddle-shaped tools are attached. The material to be ground is fed radially. In this agitator mill is achieved by the paddle-like configuration of the stirring tools, although that the Mahlosterrorism be concentrated in the container wall; a defined grinding, in particular by means of extremely small auxiliary grinding bodies and a reliable separation of Mahlosêt without risk of malfunction is also not possible hereby.
  • Mahlosenia packing is flowed through radially from the millbase, ie the millbase is exposed to a milling process only over a very short path. In the case of a passage of the millbase through the agitator mill only once, only a small grinding progress is achieved.
  • an agitating mill of the general type is known in which the protective sieve is attached to the cup-shaped rotor and is sealed from the inner stator by means of a mechanical seal.
  • the protective sieve thus rotates with the rotor, as a result of which grinding auxiliary bodies reaching it are additionally thrown off.
  • the invention has for its object to design a stirred mill of the generic type so that especially when using Mahlos stresses extremely small diameter grinding and dispersion with narrow particle distribution even with only one Mahlgut facilitator is achieved by the Rrockwerksmühle without the risk of malfunction , in particular by impact of Mahlos stressesn on the protective sieve occurs.
  • the essence of the invention is that grinding auxiliary bodies are located only in the grinding space between the rotor and the container wall, which are concentrated in this grinding space.
  • the development according to claim 10 is particularly advantageous since in particular temperature-sensitive ground material in the grinding material discharge channel is cooled particularly intense without further energy input, ie only during the actual grinding process in the grinding chamber high energy input is suspended.
  • agitator mill has in the usual way a stand 1, on which a cylindrical grinding container 2 can be attached.
  • a stand 1 on which a cylindrical grinding container 2 can be attached.
  • an electric drive motor 3 is housed, which is provided with a V-belt pulley 4, of which via V-belt 5 with a drive shaft 6 rotatably connected V-belt pulley 7 is rotationally driven.
  • the grinding container 2 a cylindrical, a grinding chamber 8 surrounding container wall 9, which is surrounded by a substantially cylindrical cooling jacket 10, on.
  • the container wall 9 and the cooling jacket 10 define a cooling space 11 between them.
  • the lower end of the grinding chamber 8 is formed by an annular bottom plate 12, which is fastened to the grinding container 2 by means of screws 13.
  • the grinding container 2 has an upper annular flange 14, by means of which it is attached to the underside of a support housing 15 by means of screws 16 which is mounted on the stator 1 of the agitator mill.
  • the grinding chamber 8 is closed by means of a lid 17.
  • the support housing 15 has a middle bearing and seal housing 18 which is arranged coaxially to the central longitudinal axis 19 of the grinding container 2. This bearing and seal housing 18 is penetrated by the likewise coaxial to the axis 19 extending drive shaft 6, to which a stirrer 20 is mounted. In the grinding chamber 8 adjacent region of the bearing and seal housing 18 opens a regrind supply line 21 a.
  • a projecting into the grinding container 2 approximately pot-shaped, cylindrical inner stator 22 is arranged coaxially to the axis 19 an outer wall 23 and within this outer wall 23 has a cylindrical inner shell 24.
  • the outer wall 23 and the inner shell 24 define between them a cooling space 25 of the inner stator 22.
  • the cooling space 25 is supplied with cooling water via a cooling water supply port 26, which is discharged via a cooling water discharge port 27.
  • the cooling space 11 of the grinding container 2 is supplied with cooling water via a cooling water supply pipe 28, which is discharged via a cooling water discharge pipe 29.
  • a protective screen 30 is arranged, which is connected to a regrind discharge line 31.
  • the drain line 31 is provided in the region of the bottom plate 12 with a retaining bracket 32 which is releasably connected by means of screws 33 with the bottom plate 12.
  • the protective sieve 30 is sealed against the inner stator 22 by means of a seal 34 and can be pulled out after loosening the screws 33 together with the drain line 31 down from the inner stator.
  • the agitator 20 is cup-shaped in its basic structure, d. H. it has a substantially annular cylindrical rotor 35. At its upper end, the agitator 20 has a lid-like end part 36 of the rotor 35. In the agitator 20, in the transition region between the cover-like end portion 36 and the annular cylindrical, ie tubular rotor 35, a Mahlwhis stresses recirculation device 37 is arranged.
  • a (D9 - D35) / 2
  • D9 is the diameter of the container wall 9, that is, the outer diameter of the grinding chamber 8
  • D35 denotes the outer diameter of the rotor 35, ie the inner diameter of the grinding chamber
  • the inside of the container wall 9 is cylindrical smooth, so has no projecting into the annular grinding chamber 8 tools.
  • projecting pin-shaped tools 38 are mounted on the likewise cylindrical outer side of the rotor 35 radially to the central longitudinal axis 19 in the grinding chamber 8 . They extend close to the container wall 9, to which they release only a structurally predetermined gap 39 with a gap width b. As Fig. 3 can be removed, the tools 38 are mounted helically on the rotor surface.
  • the tools 38 which are arranged in the first region 40 assigned to the closure part 36 are arranged on a first helix 41 designed in such a way that they rotate on the agitator 20 and thus of the rotor 35 in the direction of rotation 42 on the auxiliary grinding bodies 43 with a diameter located in the grinding chamber 8 c a in the flow direction 44 of the material to be ground down, ie to the bottom plate 12 out, directed conveying action on the auxiliary grinding body 43 exercise.
  • This first area 40 with the arrangement of the tools 38 on the first helix 41 extends approximately to the lower side of the return device 37, such as Fig. 3 is removable.
  • the tools 38 are arranged on a second, oppositely directed helical line 46 so that they exert a pulse directed counter to the flow direction 44 of the millbase in the direction of rotation 42 on the grinding aid bodies 43 when the agitator 20 is driven ,
  • Fig. 3 results in the circumferential direction of the rotor 35 adjacent tools 38 on both the first helical line 41 and on the second helix 46 in the direction of the central longitudinal axis 19 are arranged overlapping each other, so that upon rotation of the rotor 35, the container wall 9 completely from the Tools 38 is swept over.
  • a ring-cylindrical Mahlgut-Ablite channel 47 is formed between the rotor 35 and the outer wall 23 of the inner stator 22 .
  • pin-shaped stripping tools 48 attached on the outer wall 23 of the inner stator 22 .
  • adjacent stripping tools 48 in the direction of the central longitudinal axis 19 are arranged overlapping each other, so that in one revolution of the rotor 35 whose wall is completely swept by these tools 48.
  • the stripping tools 48 have opposite the inner stator 22 to a gap 49, whose gap width e is only as large as it is structurally necessary.
  • the auxiliary grinding body 43 applies in relation to the diameter c: 4c ⁇ b ⁇ 6c, with the use of particularly small auxiliary grinding bodies 43 as the minimum boundary condition: 1.0 mm ⁇ b ⁇ 2.0 mm.
  • the auxiliary grinding body 43 is: 4c ⁇ e ⁇ 6c, whereby the following also applies here for extremely small auxiliary grinding bodies 43: 1.0 mm ⁇ e ⁇ 2.0 mm.
  • the tools 38 constantly swirl the grinding aid body packing in the grinding chamber 8. The scraper tools scrape due to the small gap width e the rotor 35 while driving it as it were. If Mahlös stresses 43 extremely small diameter c, so micro-Mahlos emotions be used, then applies to their diameter c: 20 microns ⁇ c ⁇ 100 microns.
  • the grinding chamber 8 is connected to the discharge channel 47 by means of a deflection channel 50 whose width - as out Fig. 2 shows that corresponds approximately to the discharge channel 47. This deflection channel 50 thus surrounds the rotor 35 at its free lower end.
  • the grinding chamber 8 is adjacent to the deflection channel 50 substantially closed by means of a radially extending to the axis 19 bottom surface 51, in the immediate vicinity of the lowest, so next adjacent tool 38 rotates, the distance g to the bottom surface 51 about the gap widths b and e corresponds. This ensures that also in this area, ie immediately before the entry into the deflection channel 50, Mahlös stresses 43rd be accelerated radially outward, so be promoted by the deflection channel 50 away.
  • the cylindrical protective sieve 30 consists of a stack of annular discs 52, between each of which a separating gap 53 is released, whose width is smaller than the diameter c of the smallest grinding auxiliary body 43 used.
  • the stack of annular discs 52 is the front side, so on the shaft 6 facing side, closed by a closure plate 54.
  • the protective screen 30 is disposed inside the return device 37.
  • grinding aid return channels 55 are formed in the return device 37.
  • Their respective inlet opening 56 is located immediately adjacent to the return channel 47 and the protective screen 30.
  • Their respective outlet opening 57 opens into the in the initial region of the grinding chamber 8, in the first region 40 of the helical arrangement of the tools 38th Wie Fig. 3 can be removed, the respective outlet openings 57 are - in relation to the direction of rotation 42 - immediately before one or more tools 38, so received back through a discharge channel 47 Mahltos stresses 43 immediately after their exit from the outlet opening 57 a delivery pulse in the flow direction 44.
  • the ground material flows through the grinding chamber 8 corresponding to the flow direction 44 coming from the grinding material supply line 21 through a Mahlgut feed space 58 between the end portion 36 of the agitator 20 and the lid 17, the first portion 40 and the second portion 45 of the grinding chamber 8 down through the deflection channel 50 radially inwardly and from there through the grinding stock discharge channel 47 up to a formed between the end portion 36 and the inner stator 22, directed substantially radially inward to the protective sieve 30 directed AbströmKanal 59. Then it enters through the protective sieve 30 in the grinding stock discharge line 31 and through this from the agitator mill.
  • the material to be ground is ground in rotationally driven agitator 20 in cooperation with the auxiliary grinding bodies 43.
  • the auxiliary grinding bodies 43 receive tangential pulses which convey them in the direction of the container wall 9.
  • a compression of the auxiliary grinding bodies 43 occurs in the radially outer region of the grinding chamber 8, as indicated in the drawing. Due to the small width b of the gap 39 between the tools 38 and the container wall 9 no deposits of grinding auxiliary bodies 43 occur on the container wall 9; also Mahltos stresses 43 thrown there are repeatedly activated and taken away.
  • Mahlosharm 43 get into the regrind discharge channel 47, they are promoted there by the stripping tools 48 with the ground material through the entire stripping channel 47. They are thrown off again by the return device 37 into the first region 40 of the grinding chamber 8.
  • the embodiment according to Fig. 5 is different from the after Fig. 2 only in that in the rotor 35 'distributed over the axial length and over its circumference distributed through holes formed additional small Mahltos emotions return transport channels 60 are formed with a diameter h of 5.0 to 30.0 mm.
  • the small Mahltos emotions return transport channels 60 are arranged on helical lines, wherein circumferentially adjacent channels 60 overlap each other, so that nevertheless arrived in the Mahlgut-discharge channel 47 and centrifuged on the rotor 35 Mahlosharm 43 mandatory on at least one such Pass channel 60, through which they can be thrown back into the outer grinding chamber 9.
  • the embodiment according to Fig. 7 is different from the after Fig. 2 only in that the protective screen 30 'in a conventional manner has a connected to the inner stator 22 supporting body 61 which is provided with slot-shaped openings 62.
  • a very thin sheet or a film 63 is arranged, which is provided with very fine separation slots 64, whose width is not shown in the drawing in any case smaller than the diameter c of the smallest Mahltos stresses 43rd
  • the agitator mill after Fig. 8 is different from the after Fig. 2 in that the rotor 35 'is the Mahltosterrorism return transport channels 60 according to the embodiment in Fig. 5 and the protective screen 30 'according to the embodiment according to Fig. 7 having.
  • the design after Fig. 9 basically corresponds to the after Fig. 5 and 7 that is, the rotor 35 'is provided with the auxiliary grinding body return transport channels 60.
  • the protective screen 30 is in this case not attached to the inner stator 22, but in the end part 36 of the rotor 35 ', in which a generally all protective screens 30, 30', 30" enclosing or receiving cylindrical recess 65 is formed .
  • the protective screen 30 has a supporting body 66, which is connected to the terminal part 36 of the rotor 35 'by means of a screw 67.
  • the supporting body 66 is provided with slot-shaped openings 62 and on its cylindrical outer periphery with a foil or a sheet metal 63 is enclosed in the support body 66.
  • the ground material discharge line 31' extends in a sealed manner through the otherwise closed one upper end wall 70 of the inner stator 22 ', until shortly before the facing end wall 71 of the protective screen 30 ".
  • a narrow gap 72 is formed between the regrind discharge line 31 'and this closing wall 71.
  • This gap 72 usually has a width i which is smaller than the smallest diameter c of the auxiliary grinding bodies 43 Width i of the gap 72 must be so small that a sufficiently large pressure loss occurs here at the outflow of the ground material to be ground, so that the material to be ground flows through the protective sieve 30 ".
  • the end wall 71 of this protective sieve 30 "opens frustoconically towards the end wall 70 and delimits at its radially outer region to the end wall 70 an annular gap 73 through which practically no auxiliary grinding bodies 43 can penetrate during operation of the agitator mill Grinding aid bodies 43 are thrown outwards again through the annular gap 73 and enter the grinding aid return channels 55.
  • the protective sieve 30 "with its foil or its metal sheet 63 is completely in axial overlap with the grinding aid body return channels 55. Should any grinding aid bodies 43 reach the area of the protective sieve 30", then They are also thrown from their film-forming their cylindrical circumference film or sheet 63 in the return channels 55.
  • the millbase has a very low viscosity in the range of 1 to 100 mPas.

Abstract

Eine Rührwerksmühle zum Behandeln von fließfähigem Mahlgut weist einen Mahlbehälter (2) und einen hierin angeordneten Innen-Stator (22) auf. Zwischen dem Innen-Stator (22) und der Behälterwand (9) ist ein drehantreibbarer ringzylindrischer Rotor (35) angeordnet, zwischen dem und der Behälterwand (9) ein Mahlraum (8) begrenzt ist. Zwischen dem Rotor (35) und dem Innen-Stator (22) ist ein Mahlgut-Abführ-Kanal (47) ausgebildet, der mit dem Mahlraum (8) mittels eines Umlenk-Kanals (50) verbunden ist. Es sind Einrichtungen zur Behinderung des Überströmens von Mahlhilfskörpern (43) aus dem Mahlraum (8) in den Mahlgut-Abführ-Kanal (47) vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Eine derartige Rührwerksmühle ist aus der EP 0 370 022 B1 (entspr. US 5,062,577 ) bekannt. Bei dieser Rührwerksmühle werden die Mahlhilfskörper aus der Mahlgut-Mahlhilfskörper-Strömung durch die Mahlhilfskörper-Rückführ-Kanäle abzentrifugiert, bevor sie das Schutz-Sieb erreicht. Dem Schutz-Sieb kommt hierbei grundsätzlich die Funktion zu, verschlissene Mahlhilfskörper, die zu leicht sind, um direkt durch die Mahlhilfskörper-Rückführ-Kanäle abgeschleudert zu werden, aufzufangen, und als Drosselstelle zum Aufbau eines der Mahlgut-Strömung entgegenwirkenden Gegendruckes zu dienen. Das Rührwerk ist mit in den äußeren Mahlraum vorragenden Rührwerkzeugen versehen. Bei Einsatz extrem kleiner Mahlhilfskörper ist nicht sichergestellt, dass die Mahlhilfskörper nicht doch zum Schutz-Sieb gelangen und dieses mit der Zeit zusetzen. Insbesondere bei Einsatz extrem kleiner Mahlhilfskörper müssen entsprechend feine Schutz-Siebe verwendet werden, die wiederum sehr leicht beschädigt werden können, wenn doch Mahlhilfskörper aufprallen. Wenn wiederum bei Einsatz von Mahlhilfskörpern üblicher Größe verhältnismäßig viskose Mahlgüter zu behandeln sind, dann findet bei einem teilweisen Zusetzen des Schutz-Siebes ein erheblicher Druckaufbau in der Rückwerksmühle statt, der ebenfalls zu einer Störung des Mahlprozesses führt.
  • Aus der EP 0 504 836 B1 ist eine Rührwerksmühle bekannt, bei der in einem zylindrischen Gehäuse ein topfförmiger Rotor angeordnet ist, der über seine Länge mit Durchtrittsschlitzen versehen ist. Innerhalb des Rotors ist ein Innen-Stator mit einem Schutz-Sieb angeordnet. Im äußeren Mahlraum sind sowohl am Rotor als auch an der den Mahlraum begrenzenden Wand Werkzeuge angebracht. Für den Einsatz extrem feiner Mahlhilfskörper ist diese Rührwerksmühle nicht geeignet. Im Übrigen treten auch hier die vorstehend bereits erläuterten Probleme auf.
  • Aus der DE 34 37 866 A1 (entspr. US 5,011,089 ) ist eine Rührwerksmühle bekannt, die einen Rotor aufweist, der an seiner Außenseite mit paddelförmigen Werkzeugen besetzt ist. Innerhalb des Rotors ist ein Schutz-Sieb angeordnet. Der Rotor besteht aus achsparallel verlaufenden Stäben, an denen die paddelförmigen Werkzeuge angebracht sind. Das Mahlgut wird radial zugeführt. In dieser Rührwerksmühle wird durch die paddelartige Ausgestaltung der Rührwerkzeuge zwar erreicht, dass die Mahlhilfskörper im Bereich der Behälterwand aufkonzentriert werden; eine definierte Mahlung, insbesondere mittels extrem kleiner Mahlhilfskörper und eine zuverlässige Abtrennung der Mahlhilfskörper ohne Gefahr von Betriebsstörungen ist hiermit ebenfalls nicht möglich. Die Mahlhilfskörper-Packung wird radial vom Mahlgut durchströmt, d. h. das Mahlgut wird nur über einen sehr kurzen Weg einem Mahlprozess ausgesetzt. Bei einem nur einmaligen Durchgang des Mahlguts durch die Rührwerksmühle wird daher nur ein geringer Mahlfortschritt erreicht.
  • Aus der DE 196 38 354 A1 (entspr. US 5,894,998 ) ist eine Rührwerksmühle der allgemeinen Gattung bekannt, bei der das Schutz-Sieb am topfförmigen Rotor angebracht ist und gegenüber dem Innen-Stator mittels einer Gleitringdichtung abgedichtet ist. Das Schutz-Sieb rotiert also mit dem Rotor, wodurch zu ihr gelangende Mahlhilfskörper zusätzlich abgeschleudert werden.
  • Aus der EP 0 546 320 A2 (entsprechend US 5 346 145 ) ist eine Rührwerksmühle bekannt, auf deren Rotor Werkzeuge mit Förderflächen angebracht sind, die auf das Mahlgut und die Mahlhilfskörper einen Impuls in Richtung vom Mahlguteinlass zum Mahlgutauslass ausüben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührwerksmühle der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, dass insbesondere bei Einsatz von Mahlhilfskörpern extrem kleinen Durchmessers eine Mahlung und Dispergierung mit enger Partikel-Verteilung auch bei nur einem Mahlgutdurchlauf durch die Rührwerksmühle erreicht wird, ohne dass die Gefahr von Betriebsstörungen, insbesondere durch Aufprall von Mahlhilfskörpern auf das Schutz-Sieb, auftritt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass sich nur in dem Mahlraum zwischen dem Rotor und der Behälterwand Mahlhilfskörper befinden, die in diesem Mahlraum aufkonzentriert werden. Durch die Aufkonzentration der Mahlhilfskörper in diesem Mahlraum wird bereits erreicht, dass diese nicht in den Mahlgut-Abführ-Kanal gelangen. Die Mahlhilfskörper werden durch die am Rotor angebrachten, sich bis in die Nähe der Behälterwand erstreckenden Werkzeuge nach außen beschleunigt und aufkonzentriert. Das Mahlgut durchströmt diese dichte Mahlhilfskörper-Packung in axialer Richtung, wodurch eine gleichmäßige Mahlung und Dispergierung erreicht wird. Über die Maßnahmen zur Aufkonzentration von Mahlhilfskörpern im ringförmigen äußeren Mahlraum hinaus sind Einrichtungen vorgesehen, die ein Durchströmen der Mahlhilfskörper zum Schutz-Sieb wirksam unterbinden. Im Mahlgut-Abführ-Kanal, der sich innerhalb des Rotors befindet und durch den Rotor und den Innen-Stator begrenzt wird, befinden sich keine oder nur sehr wenige Mahlhilfskörper. Die eingangs geschilderten Nachteile werden also wirksam unterbunden.
  • Die Maßnahmen nach den Ansprüchen 2 und 3 begünstigen eine Aufkonzentration der Mahlhilfskörper im Mahlraum. Durch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 4 bis 6 wird weiterhin unterstützt, dass die Mahlhilfskörper gar nicht erst in den Umlenk-Kanal gelangen.
  • Durch die Weiterbildung nach Anspruch 7 wird erreicht, dass die wenigen Mahlhilfskörper, die noch in den Mahlgut-Abführ-Kanal gelangen, sich nicht absetzen können und demzufolge in der Strömung in Richtung zu den Mahlhilfskörper-Rückführ-Kanälen verbleiben und dort in den Anfang des Mahlraums zurückgeführt werden. Durch die Maßnahmen nach Anspruch 8 wird hierbei erreicht, dass die Mahlhilfskörper noch in Richtung zu den Mahlhilfskörper-Rückführ-Kanälen beschleunigt werden.
  • Durch die Weiterbildung nach Anspruch 9 wird hierbei erreicht, dass an der Innenseite des Rotors keine Mahlgut-Mahlhilfskörper-Schicht gebildet wird, die nicht mehr am Prozess beteiligt ist.
  • Im Zusammenhang mit den Maßnahmen nach den Ansprüchen 7 bis 9 ist die Weiterbildung nach Anspruch 10 besonders vorteilhaft, da hierdurch insbesondere temperaturempfindliches Mahlgut im Mahlgut-Abführ-Kanal ohne weitere Energieeinleitung besonders intensiv gekühlt wird, also nur während des eigentlichen Mahlprozesses im Mahlraum einer hohen Energieeinleitung ausgesetzt wird.
  • Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 11 wird erreicht, dass im Mahlgut-Abführ-Kanal vorhandene Mahlhilfskörper direkt wieder in den Mahlraum nach außen abgeschleudert werden können. Dies wird durch die Weiterbildung nach Anspruch 12 noch begünstigt.
  • Zweckmäßige Durchmesserbereiche für extrem kleine Mahlhilfskörper ergeben sich aus Anspruch 13.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigt
  • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Rührwerksmühle in einer Seitenansicht,
    Fig. 2
    einen vertikalen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Rührwerksmühle,
    Fig. 3
    eine Abwicklung der Außenseite des Rotors der Rührwerksmühle nach Fig. 2,
    Fig. 4
    eine Seitenansicht des Innen-Stators der Rührwerksmühle nach Fig. 2 und 3,
    Fig. 5
    einen vertikalen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Rührwerksmühle,
    Fig. 6
    eine Abwicklung der Innenseite des Rotors der Rührwerksmühle nach Fig. 5,
    Fig. 7
    einen vertikalen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel der Rührwerksmühle,
    Fig. 8
    einen vertikalen Längsschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel der Rührwerksmühle und
    Fig. 9
    einen Längsschnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel der Rührwerksmühle.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Rührwerksmühle weist in üblicher Weise einen Ständer 1 auf, an dem ein zylindrischer Mahlbehälter 2 anbringbar ist. In dem Ständer 1 ist ein elektrischer Antriebsmotor 3 untergebracht, der mit einer Keilriemenscheibe 4 versehen ist, von der über Keilriemen 5 eine mit einer Antriebs-Welle 6 drehfest verbundene Keilriemenscheibe 7 drehend antreibbar ist.
  • Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, weist der Mahlbehälter 2 eine zylindrische, einen Mahlraum 8 umgebende Behälterwand 9, die von einem im Wesentlichen zylindrischen Kühlmantel 10 umgeben ist, auf. Die Behälterwand 9 und der Kühlmantel 10 begrenzen zwischen sich einen Kühlraum 11. Der untere Abschluss des Mahlraumes 8 ist durch eine kreisringförmige Bodenplatte 12 gebildet, die am Mahlbehälter 2 mittels Schrauben 13 befestigt ist.
  • Der Mahlbehälter 2 weist einen oberen Ringflansch 14 auf, mittels dessen er an der Unterseite eines Traggehäuses 15 mittels Schrauben 16 befestigt ist, das am Ständer 1 der Rührwerksmühle angebracht ist. Der Mahlraum 8 ist mittels eines Deckels 17 verschlossen. Das Traggehäuse 15 weist ein mittleres Lager- und Dichtungsgehäuse 18 auf, das koaxial zur Mittel-Längs-Achse 19 des Mahlbehälters 2 angeordnet ist. Dieses Lager- und Dichtungsgehäuse 18 wird von der ebenfalls koaxial zur Achse 19 verlaufenden Antriebs-Welle 6 durchsetzt, an der ein Rührwerk 20 angebracht ist. In den dem Mahlraum 8 benachbarten Bereich des Lager- und Dichtungsgehäuses 18 mündet eine Mahlgut-Zuführleitung 21 ein.
  • An der Bodenplatte 12 ist ein in den Mahlbehälter 2 hineinragender, etwa topfförmig ausgebildeter, zylindrischer Innen-Stator 22 angeordnet, der koaxial zur Achse 19 eine Außenwand 23 und innerhalb dieser Außenwand 23 einen zylindrischen Innenmantel 24 aufweist. Die Außenwand 23 und der Innenmantel 24 begrenzen zwischen sich einen Kühlraum 25 des Innen-Stators 22. Dem Kühlraum 25 wird Kühlwasser über einen Kühlwasser-Zuführanschluss 26 zugeführt, das über einen Kühlwasser-Abführanschluss 27 abgeführt wird. Dem Kühlraum 11 des Mahlbehälters 2 wird Kühlwasser über einen Kühlwasser-Zuführstutzen 28 zugeführt, das über einen Kühlwasser-Abführstutzen 29 abgeführt wird.
  • An dem in der Zeichnung oberen Ende des Innen-Stators 22 ist ein Schutz-Sieb 30 angeordnet, das mit einer Mahlgut-Ablaufleitung 31 verbunden ist. Die Ablaufleitung 31 ist im Bereich der Bodenplatte 12 mit einem Haltebügel 32 versehen, der mittels Schrauben 33 mit der Bodenplatte 12 lösbar verbunden ist.
  • Das Schutz-Sieb 30 ist gegenüber dem Innen-Stator 22 mittels einer Dichtung 34 abgedichtet und kann nach Lösen der Schrauben 33 zusammen mit der Ablaufleitung 31 nach unten aus dem Innen-Stator herausgezogen werden.
  • Das Rührwerk 20 ist in seinem Grundaufbau topfförmig ausgebildet, d. h. es weist einen im Wesentlichen ringzylindrischen Rotor 35 auf. An seinem oberen Ende weist das Rührwerk 20 ein deckelartiges Abschlussteil 36 des Rotors 35 auf. Im Rührwerk 20, und zwar im Übergangsbereich zwischen dem deckelartigen Abschlussteil 36 und dem ringzylindrischen, also rohrförmigen Rotor 35, ist eine Mahlhilfskörper-Rückführeinrichtung 37 angeordnet.
  • Für die radiale Weite a des Mahlraumes 8 gilt: a = (D9 - D35)/2, wobei D9 der Durchmesser der Behälterwand 9, also der Außendurchmesser des Mahlraums 8 ist und wobei D35 den Außendurchmesser des Rotors 35, also den Innendurchmesser des Mahlraums bezeichnet. Es gilt: 0 , 6 D 35 / D 9 0 , 95 und bevorzugt 0 , 7 D 35 / D 9 0 , 85.
    Figure imgb0001
  • Die Innenseite der Behälterwand 9 ist zylindrisch glatt, weist also keine in den ringförmigen Mahlraum 8 ragenden Werkzeuge auf. Demgegenüber sind an der ebenfalls zylindrischen Außenseite des Rotors 35 radial zur Mittel-Längs-Achse 19 in den Mahlraum 8 ragende stiftförmige Werkzeuge 38 angebracht. Sie erstrecken sich bis nahe an die Behälterwand 9, zu der sie nur einen konstruktiv vorgegebenen Spalt 39 mit einer Spaltweite b freilassen. Wie Fig. 3 entnehmbar ist, sind die Werkzeuge 38 schraubenlinienförmig auf der Rotorfläche angebracht. Die in dem dem Abschlussteil 36 zugeordneten ersten Bereich 40 angeordneten Werkzeuge 38 sind dabei auf einer derart ausgebildeten ersten Schraubenlinie 41 angeordnet, dass sie bei einer Drehung des Rührwerks 20 und damit des Rotors 35 in Drehrichtung 42 auf im Mahlraum 8 befindliche Mahlhilfskörper 43 mit einem Durchmesser c eine in Durchströmrichtung 44 des Mahlguts nach unten, also zur Bodenplatte 12 hin, gerichtete Förderwirkung auf die Mahlhilfskörper 43 ausüben. Dieser erste Bereich 40 mit der Anordnung der Werkzeuge 38 auf der ersten Schraubenlinie 41 erstreckt sich etwa bis zur unteren Seite der Rückführeinrichtung 37, wie Fig. 3 entnehmbar ist.
  • In einem unterhalb des ersten Bereichs 40 liegenden zweiten Bereich 45 sind die Werkzeuge 38 auf einer zweiten, entgegengesetzt gerichteten Schraubenlinie 46 angeordnet, sodass sie bei Antrieb des Rührwerks 20 in der Drehrichtung 42 auf die Mahlhilfskörper 43 einen entgegen der Durchströmrichtung 44 des Mahlguts gerichteten Impuls ausüben. Wie sich aus Fig. 3 ergibt, sind in Umfangsrichtung des Rotors 35 benachbarte Werkzeuge 38 sowohl auf der ersten Schraubenlinie 41 als auch auf der zweiten Schraubenlinie 46 in Richtung der Mittel-Längs-Achse 19 einander überlappend angeordnet, sodass bei einer Umdrehung des Rotors 35 die Behälterwand 9 vollständig von den Werkzeugen 38 überstrichen wird.
  • Zwischen dem Rotor 35 und der Außenwand 23 des Innen-Stators 22 ist ein ringzylindrischer Mahlgut-Abführ-Kanal 47 ausgebildet. An der Außenwand 23 des Innen-Stators 22 sind radial nach außen in den Abführ-Kanal 47 ragende, stiftförmige Abstreif-Werkzeuge 48 angebracht. Wie sich aus Fig. 4 ergibt, sind in Umfangsrichtung des Innen-Stators 22 benachbarte Abstreif-Werkzeuge 48 in Richtung der Mittel-Längs-Achse 19 einander überlappend angeordnet, sodass bei einer Umdrehung des Rotors 35 dessen Wand vollständig von diesen Werkzeugen 48 überstrichen wird. Sie sind auf einer Schraubenlinie angebracht, die derart verläuft, dass sie bei Antrieb des Rotors 35 in Drehrichtung 42 einen in der Durchströmrichtung 44 gerichteten Impuls auf eventuell in den Abführ-Kanal 47 gelangte Mahlhilfskörper 41 ausüben. Die Abstreif Werkzeuge 48 weisen gegenüber dem Innen-Stator 22 einen Spalt 49 auf, dessen Spaltweite e nur so groß ist, wie es konstruktiv notwendig ist.
  • Für die Spaltweite b des Spalts 39 gilt im Verhältnis zum Durchmesser c der Mahlhilfskörper 43: 4c ≤b ≤6c, wobei bei Einsatz besonders kleiner Mahlhilfskörper 43 als Mindest-Randbedingung gilt:
    1,0 mm ≤b ≤2,0 mm. Entsprechend gilt für die Spaltweite e des Spalts 49 im Verhältnis zum Durchmesser c der Mahlhilfskörper 43: 4c ≤e ≤6c, wobei auch hier für extrem kleine Mahlhilfskörper 43 als Mindest-Randbedingung gilt: 1,0 mm ≤e ≤2,0 mm. Aufgrund dieser Ausgestaltung verwirbeln die Werkzeuge 38 die Mahlhilfskörper-Packung im Mahlraum 8 ständig. Die Abstreif-Werkzeuge 48 schaben aufgrund der geringen Spaltweite e den Rotor 35 bei dessen Antrieb gleichsam ab. Wenn Mahlhilfskörper 43 extrem kleinen Durchmessers c, also Mikro-Mahlhilfskörper, eingesetzt werden, dann gilt für deren Durchmesser c: 20 µm ≤c ≤100 µm.
  • Der Abführ-Kanal 47 weist eine radiale Weite f auf, für die gilt:
    f = (d35 - d23)/2, wobei d35 den Innendurchmesser des Rotors 35, also den Außendurchmesser des Abführ-Kanals 47 und d23 den Außendurchmesser des Innen-Stators 22, also den Innendurchmesser des Abführ-Kanals 47 bezeichnen. Es gilt: 0,8 ≤d23/d35 ≤0, 98 und bevorzugt 0,9 ≤d23/d35 ≤ 0,98. Der Mahlraum 8 ist mit dem Abführ-Kanal 47 mittels eines Umlenk-Kanals 50 verbunden, dessen Weite - wie aus Fig. 2 hervorgeht - etwa der des Abführ-Kanals 47 entspricht. Dieser Umlenk-Kanal 50 umgibt also den Rotor 35 an seinem freien unteren Ende. Der Mahlraum 8 ist benachbart zum Umlenk-Kanal 50 im Wesentlichen mittels einer sich radial zur Achse 19 erstreckenden Bodenfläche 51 abgeschlossen, in deren unmittelbarer Nähe das unterste, also nächst benachbarte Werkzeug 38 umläuft, dessen Abstand g zur Bodenfläche 51 etwa dem der Spaltweiten b und e entspricht. Hierdurch wird erreicht, dass auch in diesem Bereich, also unmittelbar vor dem Eintritt in den Umlenk-Kanal 50, Mahlhilfskörper 43 radial nach außen beschleunigt werden, also vom Umlenk-Kanal 50 weg gefördert werden.
  • Wie in Fig. 2 angedeutet ist, besteht das zylindrische Schutz-Sieb 30 aus einem Stapel von Ringscheiben 52, zwischen denen jeweils ein Trennspalt 53 freigelassen ist, dessen Weite kleiner ist als der Durchmesser c der kleinsten verwendeten Mahlhilfskörper 43. Der Stapel von Ringscheiben 52 ist stirnseitig, also an der der Welle 6 zugewandten Seite, durch eine Verschlussplatte 54 abgeschlossen. Das Schutz-Sieb 30 ist innerhalb der Rückführeinrichtung 37 angeordnet.
  • Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, sind in der Rückführeinrichtung 37 Mahlhilfskörper-Rückführ-Kanäle 55 ausgebildet. Deren jeweilige Eintrittsöffnung 56 befindet sich unmittelbar benachbart zum Rückführ-Kanal 47 und zum Schutz-Sieb 30. Ihre jeweilige Austrittsöffnung 57 mündet in den in den Anfangsbereich des Mahlraums 8, und zwar im ersten Bereich 40 der schraubenlinienförmigen Anordnung der Werkzeuge 38. Wie Fig. 3 entnehmbar ist, befinden sich die jeweiligen Austrittsöffnungen 57 - bezogen auf die Drehrichtung 42 - unmittelbar vor einem oder mehreren Werkzeugen 38, sodass durch einen Abführ-Kanal 47 zurückgeförderte Mahlhilfskörper 43 sofort nach ihrem Austritt aus der Austrittsöffnung 57 einen Förderimpuls in Durchströmrichtung 44 erhalten.
  • Das Mahlgut durchströmt den Mahlraum 8 entsprechend der Durchströmrichtung 44 von der Mahlgut-Zuführleitung 21 kommend durch einen Mahlgut-Zuführraum 58 zwischen dem Abschlussteil 36 des Rührwerks 20 und dem Deckel 17, den ersten Bereich 40 und den zweiten Bereich 45 des Mahlraums 8 nach unten, durch den Umlenk-Kanal 50 radial nach innen und von dort durch den Mahlgut-Abführ-Kanal 47 nach oben bis zu einem zwischen dem Abschlussteil 36 und dem Innen-Stator 22 ausgebildeten, im Wesentlichen radial nach innen zum Schutz-Sieb 30 gerichteten AbströmKanal 59. Dann tritt es durch das Schutz-Sieb 30 in die Mahlgut-Ablaufleitung 31 ein und durch diese aus der Rührwerksmühle aus.
  • Auf dem Weg durch den Mahlraum 8 wird das Mahlgut bei drehend angetriebenem Rührwerk 20 im Zusammenwirken mit den Mahlhilfskörpern 43 gemahlen. Durch die Werkzeuge 38 erhalten die Mahlhilfskörper 43 Tangentialimpulse, die sie in Richtung zur Behälterwand 9 befördern. Es tritt also eine Verdichtung der Mahlhilfskörper 43 im radial äußeren Bereich des Mahlraums 8 ein, wie in der Zeichnung angedeutet ist. Durch die geringe Weite b des Spaltes 39 zwischen den Werkzeugen 38 und der Behälterwand 9 treten keine Ablagerungen von Mahlhilfskörpern 43 an der Behälterwand 9 auf; auch dorthin geschleuderte Mahlhilfskörper 43 werden immer wieder aktiviert und mitgenommen. Durch die bereits geschilderte Anordnung der Werkzeuge 38 auf den beiden Schraubenlinien 41 bzw. 46 wird sichergestellt, dass einerseits im oberen ersten Bereich 40 die Mahlhilfskörper 43 nicht durch den Mahlgut-Zuführraum 58 in die Mahlgut-Zuführleitung 21 zurückströmen. Durch die Anordnung der Rührwerkzeuge im zweiten Bereich 45 wird erreicht, dass keine Mahlhilfskörper 43, oder jedenfalls nicht in nennenswertem Umfang Mahlhilfskörper 43 durch den Umlenk-Kanal 50 in den Abführ-Kanal 47 gelangen. Im Mahlraum 8 stellt sich eine turbulente Strömung ein, d. h. das Mahlgut durchströmt den Mahlraum 8 nicht geradlinig, sondern stark verwirbelt. Dadurch strömen die einzelnen Mahlgutpartikel immer abwechselnd zum Rotor 35 und dann wieder in Richtung zur Behälterwand 9 und dann wieder in Richtung zum Rotor 35 etc. Diese in radialer Richtung hin und her gehende Strömung wird überlagert durch den Durchsatz der Rührwerksmühle in Durchströmrichtung 44, wobei die Größe der Geschwindigkeitskomponente in Durchströmrichtung 44 sich aus dem Volumen-Durchsatz an Mahlgut pro Zeiteinheit und dem freien Querschnitt des Mahlraums 8, also dem Querschnitt des Mahlraums 8 abzüglich des Querschnitts der vorhandenen Mahlhilfskörper 43, ergibt.
  • Soweit trotz der geschilderten Maßnahmen Mahlhilfskörper 43 in den Mahlgut-Abführ-Kanal 47 gelangen, werden sie dort durch die Abstreif-Werkzeuge 48 mit dem Mahlgut durch den gesamten Abstreif Kanal 47 gefördert. Sie werden durch die Rückführ-Einrichtung 37 wieder in den ersten Bereich 40 des Mahlraums 8 abgeschleudert.
  • Die Ausführungsform nach Fig. 5 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 nur dadurch, dass im Rotor 35' über dessen axiale Länge und über seinen Umfang verteilt durch Bohrungen gebildete zusätzliche kleine Mahlhilfskörper-Rücktransport-Kanäle 60 mit einem Durchmesser h von 5,0 bis 30,0 mm ausgebildet sind. Diese münden also unmittelbar aus dem ringzylindrischen Mahlgut-Abführ-Kanal 47 in den zweiten Bereich 45 des Mahlraums 8, sodass trotz der geschilderten Maßnahmen in den Mahlgut-Abführ-Kanal 47 gelangte Mahlhilfskörper 43 bereits vor Erreichen der oberen Rückfiihreinrichtung 37 in den Mahlraum 8 zurückgeschleudert werden.
  • Wie sich aus der Abwicklung der Innenseite des Rotors 35' gemäß Fig. 6 ergibt, sind die kleinen Mahlhilfskörper-Rücktransport-Kanäle 60 auf Schraubenlinien angeordnet, wobei in Umfangsrichtung einander benachbarte Kanäle 60 einander überlappen, so dass doch in den Mahlgut-Abführ-Kanal 47 gelangte und an den Rotor 35 abzentrifugierte Mahlhilfskörper 43 zwingend an mindestens einem derartigen Kanal 60 vorbeiströmen, durch den sie in den äußeren Mahlraum 9 zurückgeschleudert werden können. Die Ausführungsform nach Fig. 7 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 nur dadurch, dass das Schutz-Sieb 30' in an sich bekannter Weise einen mit dem Innen-Stator 22 verbundenen Stützkörper 61 aufweist, der mit schlitzförmigen Öffnungen 62 versehen ist. Auf der Außenseite dieses Stützkörpers 61 ist ein sehr dünnes Blech bzw. eine Folie 63 angeordnet, die mit sehr feinen Trennschlitzen 64 versehen ist, deren in der Zeichnung nicht darstellbare Breite auf jeden Fall kleiner ist als der Durchmesser c der kleinsten Mahlhilfskörper 43.
  • Die Rührwerksmühle nach Fig. 8 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 dadurch, dass der Rotor 35' die Mahlhilfskörper-Rücktransport-Kanäle 60 entsprechend der Ausgestaltung in Fig. 5 und das Schutz-Sieb 30' entsprechend der Ausgestaltung nach Fig. 7 aufweist.
  • Die Ausgestaltung nach Fig. 9 entspricht grundsätzlich der nach den Fig. 5 und 7, d. h. der Rotor 35' ist mit den Mahlhilfskörper-Rücktransport-Kanälen 60 versehen. Das Schutz-Sieb 30" ist hierbei allerdings nicht am Innen-Stator 22 angebracht, sondern im Abschlussteil 36 des Rotors 35', in dem eine generell alle Schutz-Siebe 30, 30', 30" umschließende bzw. aufnehmende zylindrische Ausnehmung 65 ausgebildet ist. Das Schutz-Sieb 30" weist einen Stützkörper 66 auf, der mittels einer Schraube 67 mit dem Abschlussteil 36 des Rotors 35' verbunden ist. Der Stützkörper 66 ist mit schlitzförmigen Öffnungen 62 versehen und an seinem zylindrischen Außenumfang mit einer Folie bzw. einem Blech 63 mit Trennschlitzen 64 umhüllt. Im Stützkörper 66 ist ein Abfluss 68 ausgebildet, der an der dem Innen-Stator 22' zugewandten Seite eine mit der Achse 19 konzentrische Abfluss-Öffnung 69 aufweist. Die Mahlgut-Ablaufleitung 31' erstreckt sich abgedichtet durch die ansonsten geschlossene obere Stirnwand 70 des Innen-Stators 22', und zwar bis kurz vor die zugewandte Abschluss-Wand 71 des Schutz-Siebes 30". Zwischen der Mahlgut-Ablaufleitung 31' und dieser Abschluss-Wand 71 ist ein schmaler Spalt 72 ausgebildet. Dieser Spalt 72 hat üblicherweise eine Weite i, die kleiner ist als der kleinste Durchmesser c der Mahlhilfskörper 43. Die Weite i des Spaltes 72 muss so klein sein, dass hier beim Abfluss des gemahlenen Mahlgutes ein ausreichend großer Druckverlust eintritt, so dass das Mahlgut durch das Schutz-Sieb 30" abfließt.
  • Die Abschluss-Wand 71 dieses Schutz-Siebes 30" öffnet sich zur Stirnwand 70 hin kegelstumpfförmig und begrenzt an ihrem radial äußeren Bereich zur Stirnwand 70 einen Ringspalt 73, durch den beim Betrieb der Rührwerksmühle praktisch keine Mahlhilfskörper 43 eindringen können. Im Stillstand möglicherweise in diesen Bereich gelangte Mahlhilfskörper 43 werden durch den Ringspalt 73 wieder nach außen abgeschleudert und gelangen in die Mahlhilfskörper-Rückführ-Kanäle 55.
  • Auch bei dieser Ausgestaltung befindet sich das Schutz-Sieb 30" mit ihrer Folie bzw. ihrem Blech 63 vollständig in axialer Überdeckung mit den Mahlhilfskörper-Rückführ-Kanälen 55. Sollten irgendwelche Mahlhilfskörper 43 doch in den Bereich des Schutz-Siebes 30" gelangen, so werden sie auch von deren ihren zylindrischen Umfang bildender Folie bzw. Blech 63 in die Rückführ-Kanäle 55 geschleudert.
  • Obwohl die zuvor geschilderten Ausführungsbeispiele jeweils Rührwerksmühlen mit einer vertikalen Mittel-Längs-Achse 19 zeigen, sind die geschilderten Ausführungen auch ohne weiteres in horizontaler Position einsetzbar oder in einer dazwischen liegenden Position.
  • Für den Fall, dass Mahlhilfskörper 43 extrem kleinen Durchmessers c, also Mikro-Mahlhilfskörper, eingesetzt werden, hat das Mahlgut eine sehr geringe Viskosität im Bereich von 1 bis 100 mPas.

Claims (15)

  1. Rührwerksmühle zum Behandeln von fließfähigem Mahlgut,
    - mit einem mittels einer Behälterwand (9) einen weitgehend geschlossenen Mahlraum (8) begrenzenden Mahlbehälter (2) und
    - mit einem in Drehrichtung (42) drehantreibbar in dem Mahlbehälter (2) angeordneten, relativ zu einer gemeinsamen Mittel-Längs-Achse (19) topfförmig ausgebildeten Rührwerk (20) mit einem ringzylindrischen Rotor (35, 35'), der mit sich bis in die Nähe der Behälterwand (9) erstreckenden Werkzeugen (38) versehen ist, und
    - mit einem innerhalb des Rotors (35, 35') angeordneten, mit dem Mahlbehälter (2) verbundenen, eine geschlossene Außenwand (23) aufweisenden Innen-Stator (22, 22'),
    - wobei zwischen der Behälterwand (9) und dem Rotor (35, 35') der ringzylindrische, Mahlhilfskörper (43) mit einem Durchmesser c aufnehmende Mahlraum (8) und zwischen dem Rotor (35, 35') und der Außenwand (23) des Innen-Stators (22, 22') ein koaxial innerhalb des Mahlraums (8) angeordneter und mit diesem über einen Umlenk-Kanal (50) verbundener, ringzylindrischer, ringspaltförmiger Innen-Raum ausgebildet sind, und
    - wobei der Mahlraum (8) zumindest teilweise mit Mahlhilfskörpern (43) gefüllt ist, und
    - wobei ein dem Mahlraum (8) vorgeordneter und in diesen in einer Durchströmrichtung (44) des Mahlgutes einmündender Mahlgut-Zuführ-Raum (58) und ein dem Innen-Raum (8) in Durchströmrichtung (44) nachgeordnetes Schutz-Sieb (30, 30") zum Durchtritt des Mahlguts etwa auf derselben Seite des Mahlbehälters (2) angeordnet sind, und
    - wobei im Rührwerk (20) Mahlhilfskörper-Rückführ-Kanäle (55) zur Rückführung der Mahlhilfskörper (43) aus dem Bereich des Schutz-Siebes (30, 30") in den Mahlgut-Raum (8) vorgesehen sind, die das Ende des Innen-Raums mit dem Beginn des Mahlraumes (8) verbinden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Innen-Raum als Mahlgut-Abführ-Kanal (47) ausgebildet ist, wobei für das Verhältnis des Innendurchmesser d23 des Abfuhr-Kanals (47) zum Außendurchmesser d35 des Abführ-Kanals (47) gilt: 0 , 8 d 23 / d 35 0 , 98 ,
    Figure imgb0002

    dass für das Verhältnis des Innendurchmesser D35 des Mahlraums (8) zum Außendurchmesser D9 des Mahlraums (8) gilt: 0 , 6 D 35 / D 9 0 , 95 ,
    Figure imgb0003
    und
    dass Einrichtungen zur Behinderung des Überströmens von Mahlhilfskörpem (43) aus dem Mahl-Raum (8) in den Mahlgut-Abführ-Kanal (47) vorgesehen sind.
  2. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Rotor (35, 35') angebrachten Werkzeuge (38) nur einen kleinen Spalt (39) zur Behälterwand (9) freilassen,
    wobei der Spalt (39) zwischen den Werkzeugen (38) und der Behälterwand (9) eine Spaltweite b hat, für die im Verhältnis zum Durchmesser c der Mahlhilfskörper (43) gilt: 4c ≤b ≤6c, wobei als Mindest-Spaltweite b gilt: 1,0 mm ≤b ≤2,0 mm.
  3. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Werkzeuge (38) in einem zweiten Bereich (45) zwischen den Mahlhilfskörper-Rückführ-Kanälen (55) und dem Umlenk-Kanal (50) in Umfangsrichtung des Rotors (35, 35') einander überlappend auf einer zweiten Schraubenlinie (46) derart angeordnet sind, dass sie beim Drehantrieb des Rotors (35, 25') in einer Drehrichtung (42) auf die Mahlhilfskörper (43) einen der Durchströmrichtung (44) entgegengerichteten Impuls ausüben.
  4. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Mahlraum (8) vor dem Umlenk-Kanal (50) eine Bodenfläche (51) aufweist, die von dem nächstliegenden Werkzeug (38) unter Freilassung eines Abstands g überstrichen wird.
  5. Rührwerksmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
    dass für den Abstand g zwischen der Bodenfläche (51) und dem nächstliegenden Werkzeug (38) im Verhältnis zum Durchmesser c der Mahlhilfskörper (43) gilt: 4c ≤g ≤6c, wobei als Mindest-Abstand g gilt: 1,0 mm ≤g ≤2,0 mm.
  6. Rührwerksmühle nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenk-Kanal (50) unmittelbar neben dem Rotor (35, 35') aus dem Mahl-Raum (8) ausmündet und
    dass die Bodenfläche (51) radial außerhalb hiervon angeordnet ist.
  7. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
    dass am Innen-Stator (22, 22') sich zum Rotor (35, 35') hin erstreckende Abstreif-Werkzeuge (48) angeordnet sind und dass der Rotor (35, 35') auf seiner dem Mahlgut-Abführ-Kanal (47) begrenzenden Innenseite frei von Werkzeugen ist.
  8. Rührwerksmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
    dass die am Innen-Stator (22, 22') angeordneten Abstreif-Werkzeuge (48) in Richtung der Mittel-Längs-Achse (19) einander überlappen und in Umfangsrichtung des Innen-Stators (22, 22') auf einer Schraubenlinie derart angeordnet sind, dass sie beim Antrieb des Rotors (35, 35') in Drehrichtung (42) einen in Durchströmrichtung (44) gerichteten Impuls auf die Mahlhilfskörper (43) ausüben.
  9. Rührwerksmühle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abstreif-Werkzeuge (48) zum Rotor (35, 35') einen Spalt (49) freilassen, für dessen Spaltweite e im Verhältnis zum Durchmesser c der Mahlhilfskörper (43) gilt: 4c ≤e ≤6c, wobei für eine Mindest-Spaltweite e gilt: 1,0 mm ≤c ≤2,0 mm.
  10. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Innen-Stator (22, 22') mit einem Kühlraum (25) versehen ist.
  11. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
    dass im Rotor (35') den Mahlgut-Abführ-Kanal (47) mit dem MahlRaum (8) verbindende kleine Mahlhilfskörper-Rücktransport-Kanäle (60) ausgebildet sind, für deren Durchmesser h gilt: 5,0 mm ≤h ≤30,0 mm.
  12. Rührwerksmühle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mahlhilfskörper-Rücktransport-Kanäle (60) in Richtung der Mittel-Längs-Achse (19) einander überlappend und auf einer Schraubenlinie angeordnet sind, die in Drehrichtung (42) vom Umlenk-Kanal (15) in Richtung zum Schutz-Sieb (30, 30', 30") ansteigt.
  13. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
    dass für den Durchmesser c der Mahlhilfskörper (43) gilt: c 0 , 3 mm und bevorzugt 0 , 02 mm c 0 , 1 mm .
    Figure imgb0004
  14. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
    dass für das Verhältnis des Innendurchmesser D35 des Mahlraums (8) zum Außendurchmesser D9 des Mahlraums (8) gilt: 0 , 7 D 35 / D 9 0 , 85.
    Figure imgb0005
  15. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
    dass für das Verhältnis des Innendurchmesser d23 des Abführ-Kanals (47) zum Außendurchmesser d35 des Abführ-Kanals (47) gilt: 0 , 9 d 23 / d 35 0 , 98.
    Figure imgb0006
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