EP2683487A2 - Rührwerkskugelmühle - Google Patents

Rührwerkskugelmühle

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Publication number
EP2683487A2
EP2683487A2 EP12707769.1A EP12707769A EP2683487A2 EP 2683487 A2 EP2683487 A2 EP 2683487A2 EP 12707769 A EP12707769 A EP 12707769A EP 2683487 A2 EP2683487 A2 EP 2683487A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grinding
grinding chamber
ball mill
agitator
chamber
Prior art date
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Granted
Application number
EP12707769.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2683487B1 (de
Inventor
Pascal HUG
Frank Ronald LANG
Berndt JOOST
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.)
Willy A Bachofen AG
Original Assignee
Willy A Bachofen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Willy A Bachofen AG filed Critical Willy A Bachofen AG
Priority to EP12707769.1A priority Critical patent/EP2683487B1/de
Publication of EP2683487A2 publication Critical patent/EP2683487A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2683487B1 publication Critical patent/EP2683487B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
    • B02C17/161—Arrangements for separating milling media and ground material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/18—Details
    • B02C17/183—Feeding or discharging devices

Definitions

  • the present invention relates to a stirred ⁇ ball mill according to the preamble of independent claim 1, a process unit with such a stirred ⁇ ball mill and a method for fine grinding or dispersing ren of a millbase using such a stirred ball mill.
  • Such agitated ball mills are used, for example, for fine grinding or dispersing solids in a liquid.
  • Agitator ball mills have for this purpose a grinding chamber, introduced into the grinding media, for example in the form of grinding beads made of steel, glass or wear-resistant ceramic material, to a desired degree of filling who ⁇ .
  • the fill level is determined inter alia by the size of the grinding bodies or the consistency of the material to be ground, where it is aimed at as uniform as possible distribution of the milling media ⁇ movement.
  • a stirring ⁇ plant is arranged, which in the simplest case comprises a shaft with a stirring member arranged thereon, which are rotatably driven to move the grinding media.
  • a mill base is introduced into the chamber, the grinding chamber flows through depending ge ⁇ wünschtem freeness as often as necessary.
  • EP 1 992 412 discloses an agitating ⁇ ball mill having a vertically arranged container with a cup-shaped inner stator arranged therein.
  • the agitator protrudes into this inner stator and has a ring-cylindrical rotor, the Werk ⁇ includes witness that extend in the radial direction to close to the container wall zoom.
  • the grinding chamber is formed between the rotor and the container wall and is also formed annular cylindrical.
  • a deflection channel is arranged, which leads to a formed between the inner wall of the annular cylindrical rotor and the inner stator narrow, annular gap-shaped discharge channel for the ground material.
  • this drainage channel is centrally located
  • a likewise centrally arranged regrind discharge line is arranged in the flow direction behind the sieve.
  • the agitator ball mill described above is disadvantageous because it requires a complex disassembly and disassembly of various components of the mill, as described above, to perform a residue-free cleaning can. After cleaning, re-assembly must then be carried out before the agitator ball mill is ready for use again and the next millbase can be ground.
  • the inventive stirred ball mill for fine grinding or dispersing a material to be ground comprises a container whose inner wall defines a cylindrical or conical, vertically angeord ⁇ designated grinding chamber. Furthermore, it comprises a regrind inlet for feeding the millbase into the grinding chamber. Furthermore ⁇ it includes a Mahlianueinlass for introducing Mahl stressesn in the grinding chamber, and a Mahlgutauslass for discharging the ground or dispersed Mahlguts from the grinding chamber. In the axial direction, a rotating drivable agitator extends with at least one stirring element in the grinding chamber.
  • the agitator moves during the rotation of the Agitator in a first direction of rotation, the grinding media in the grinding chamber and thereby promotes the material to be ground from Mahlgutein- let to Mahlgutauslass.
  • a separating device is arranged in the grinding chamber immediately before the Mahlgutauslass, which retains the grinding media in the grinding chamber, but allows discharge of the ground or dispersed Mahlguts from the grinding chamber through the Mahlgutaus ⁇ let.
  • a tangen ⁇ tial is extending to the inner wall of the container, arranged in the grinding chamber escaping MahlSystemuskanal.
  • the agitator ball mill according to the invention allows a complete and residue-free cleaning, without the agitator ball mill or components of the mill de ⁇ assembled or disassembled. Instead, a residue-free cleaning can be done with the mill completely closed.
  • a flow through the grinding chamber to the lower end preferably with rotation of the agitator in the opposite direction, an overall downward, running along the container wall flow is generated, which causes the grinding media at the location of the MahlSystemauslasskanals together with the liquid through the MahlSystemauslasskanal be rinsed out of the grinding chamber, since this is arranged tangentially to the inner wall of the container.
  • the millbase inlet is arranged at the lower end of the grinding chamber and the Mahlgutauslass at the upper end of the grinding chamber.
  • Mahlguteinlass and Mahlgutauslass are not mandatory, so it is advantageous because the entire grinding chamber for the grinding process is available, and thus the existing space is effectively used.
  • the structural design and spatial planning of Anord ⁇ Mahlguteinlasses is basically possible in various ways.
  • the grinding stock inlet for introducing the material to be ground is formed as a tangent to the inner wall of the cylindrical container extending, entering into the grinding chamber ⁇ grinding stock inlet channel.
  • the grinding stock flows in the grinding operation along the circular circumference, whereby a vortex ⁇ lower flow in the direction of the chamber axis is formed.
  • the grinding media inlet is designed as a grinding body opening which is separate at the upper end of the grinding chamber and which can be closed.
  • MahlSystemes at the upper end of the grinding chamber allows easy filling of the grinding chamber by means of gravity (ie without movement of the agitator), while the closeability of MahlSystemeinlasses serves to prevent leakage of the millbase in grinding operation.
  • a nozzle with an extendable plug is conceivable.
  • the agitator comprises a
  • the number of stirring elements and their configuration is adapted to the respective purpose, whereby they generally have to generate the directed flow from the grinding material inlet to the grinding material outlet. Otherwise, however, they can serve the purpose be adjusted.
  • the stirring element or the stirring elements can be designed as an accelerator, as a stirring disk, as a screw conveyor, as a conveying thread, as a paddle wheel, as a pump impeller or as an angled disk, or as combinations thereof.
  • the separating device is arranged centrally in the region of the upper end of the grinding chamber, and extends from an upper end wall of the grinding chamber into it.
  • This allows the grinding stock is also centrally located in the upper end wall grinding stock Anlagenord ⁇ NEN, which is structurally simple.
  • This also has the advantage that the grinding media, which are forced to the outside due to their large mass, not clog the separator, such as a sieve.
  • the separating device at the upper end of the cylindrical container wall, where in this case the Mahlgutauslass is then arranged.
  • Mahlgutauslass is then arranged.
  • Basically come as a separation devices both static separation devices, such as screens, as well as dynamic separation devices, such as rotating separation column, into consideration.
  • the separating device is formed as a hollow cylindrical slotted screen with a bottom closed at the bottom. It is a structurally simple static separator, which can also be easily arranged in the grinding chamber.
  • the stirring element at least partially surrounds in the axial direction, the hollow cylindrical slotted screen.
  • the container is arranged on a guide and can be moved along the guide from a first position to a second position. In the second position, the container can be tilted out of its vertical position. In this way, a simple inspec ⁇ tion of the container can take place.
  • the agitator ball mill comprises means for controlling the temperature in the grinding chamber. This can be advantageous with respect to the material to be ground inasmuch as the grinding of the material to be ground can be effected particularly effectively at a certain temperature.
  • the Mahlköpereinlass and / or the Mahlgutauslass is madebil ⁇ det, that a cleaning nozzle to the Mahl stresseseinlass and / or the Mahlgutauslass is connected to direct a flushing medium through the cleaning nozzle into the grinding chamber.
  • a cleaning nozzle to the Mahl stresses and / or the Mahlgutauslass is connected to direct a flushing medium through the cleaning nozzle into the grinding chamber.
  • Another object of the invention is a process unit with a stirred ball mill, as described above in various configurations, as well as with a stirrer drive, a pump, a drive for moving the container, a Mahlianureservoir, a Mahlianusammel capableer, a Mahlgutreservoir and a Mahlgutsammel actuallyer.
  • the process unit further comprises a closed cabinet having a first compartment and a second compartment, wherein in the first compartment, the agitator drive and the drive for moving the container along the guide, and the Mahl stressessammel capableer are arranged, and wherein in the second compartment, the agitator ball mill Pump, the Mahl manipulatereservoir, the Mahlgutreservoir and the Mahlgutsammel disposer are arranged.
  • the first compartment forms an upper compartment and the second compartment forms a lower compartment.
  • This division is advantageous in that the motors, drives and bearings of the agitator ball mill are arranged in the lower compartment, which may be completed in particular, while the relevant for the actual milling process components are arranged accessible in the upper compartment, which is preferably open or even completely absent can, so that a kind of table is formed, whose arranged under the table top body is closed.
  • Other components for cleaning and / or sterilization of the container and the agitator can also be attached, for example, on the side of the cabinet or on the table.
  • the cabinet has means for moving the process unit, in particular rollers, wheels or rail elements, so that the process unit is mobile and thus the location of use of the process unit is flexible.
  • Another object of the invention is a method for finely grinding or dispersing a millbase with the aid of a stirred ball mill according to the invention.
  • the method according to the invention comprises the following steps: a) introduction of grinding bodies into the grinding chamber through the grinding element inlet (preferably without agitator movement); b) feeding the ground material into the grinding chamber through the grinding stock inlet; c) fine grinding or dispersion of the ground material in the
  • Fig. 2 is a horizontal section through the
  • FIG. 4 shows a further embodiment of an agitator ball mill according to the invention with a special stirring element variant; the exemplary embodiment of the agitator ball mill according to the invention from FIG. 1 is connected to further components in the case of the grinding media inlet;
  • Fig. 6 shows the embodiment of the inventive
  • Fig. 7 shows the embodiment of the inventive
  • Fig. 8 shows the embodiment of the inventive
  • Fig. 10 shows an embodiment of a erfindungsge- MAESSEN process unit with the erfindungsge ⁇ MAESSEN stirred ball mill.
  • the embodiment of the agitator ball mill 1 according to the invention shown in FIG. 1 comprises a container 2 whose inner wall delimits a circular-cylindrical, vertically arranged grinding chamber 21, in which grinding bodies are located according to FIG.
  • a tangent to the inner wall of the container 2 extending, emerging from the grinding chamber channel 9 is arranged as a common channel 9 - as will be explained - both as Mahlguteinlasskanal 3 (see FIG. 2) as well as a meal - compassionauslasskanal 8 (see Fig. 3) is used.
  • a grinding Good outlet 4 for discharging the ground or dispersed ground material from the grinding chamber 21 is arranged.
  • the grinding chamber 21 extends in the axial direction by means of a stirrer drive 53 rotatably driven agitator 5.
  • the agitator 5 has a shaft 52 with a plurality of arranged on this shaft 52 stirrers 51, which during rotation of the agitator 5 in a first rotational direction 2) in the grinding chamber 21, thereby conveying the material to be ground from the grinding material inlet 9 to the grinding material outlet 4.
  • a separating device in the form of a static cylindrical sieve screen 6 is centrally arranged in the conveying direction of the material to be ground immediately before Mahlgutauslass 6 with a downwardly closed bottom 61.
  • the slotted screen 6 extends from the upper end wall 22 into the grinding chamber
  • the top of the shaft 52 disposed on the impeller surrounds the slotted screen 6 at least partially in the axial direction to generate during rotation a flow with a significant flow component along the slot sieve 6, which prevents clogging of the slotted screen 6.
  • a MahlSystemeinlass 7 is further provided for introducing Mahl stressesn in the grinding chamber 21, which is closable.
  • the grinding chamber 21 is flowed through the grinding chamber 21 to the lower end, wherein preferably the agitator 5 is driven with the stirring members arranged thereon in a second direction of rotation, which is opposite to the first direction of rotation
  • the temperature in the grinding chamber can be controlled.
  • the grinding chamber 21 enclosing chamber is shown in FIG. 1 10 pre ⁇ see which can be flowed through by a heating medium or a cooling medium and thus constitutes a means for controlling the temperature in the grinding chamber.
  • the stirring element 51 of the agitator 5 is designed as an accelerator.
  • the tangentially to the inner ⁇ wall of the container 2 is arranged channel 9 (Fig. 1) in meal ⁇ operation as Mahlguteinlasskanal 3, so that the material to be ground flows in the direction of the rotating Accelerators tangentially into the grinding chamber 21st
  • the start-up of the agitator ball mill loaded with the grinding bodies is facilitated because the grinding agent package sitting at the bottom of the grinding chamber 21 can be moved more easily by the tangential inflow of the ground material into the grinding chamber 21 ("inlet booster").
  • Velocity component leave the grinding chamber 21 in the direction of tangentially to the inner wall of the container 2 arranged MahlSystemauslasskanals 8.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a stirred ball mill of fundamentally similar design as in FIG. 1.
  • an agitator 5 with a shaft 52 which can be driven by a stirrer drive 53 is arranged in the grinding chamber 21.
  • individual stirring elements 51 are formed with respect to the shaft 52 as slices arranged obliquely.
  • FIGS. 5 to 9 the exemplary embodiment of the agitator ball mill from FIG. 1 is shown in FIGS. 5 to 9 is connected with other components.
  • the filled arrows on the respective reusable valves indicate which valves are open.
  • a grinding media reservoir 13 is connected to the grinding body inlet 7 (FIG. 5) and the grinding media fall under gravity into the grinding chamber 21 until a desired degree of filling of the grinding chamber 21 is reached.
  • the filling of the grinding chamber 21 is preferably carried out without movement of the agitator (ie at standstill of the agitator), but can also be done with rotation of the agitator. After filling the grinding chamber 21 with grinding media is the
  • agitator ball mill is shown during the grinding operation.
  • the material to be ground is pumped from a Mahlgutreservoir 15 via the common channel 9, which is tangent to the inner wall of the container 2, with a pump 11 into the grinding chamber 21.
  • ge ⁇ uses which facilitates the setting in motion of the remote 21 after filling the grinding chamber at the bottom of the grinding chamber MahlSystempaktes.
  • a vortex flow is produced in the grinding chamber 21, whereby after the fluidization of the grinding bodies has taken place, a homogeneous distribution of the grinding bodies over the length and circumference of the grinding chamber 21 results.
  • the resulting flow is directed in total from the grinding material inlet channel, which is formed by the channel 9, to the grinding stock outlet 4.
  • the grinding media essentially transmit impact, shear and frictional forces to the millbase, whereby the millbase is ground.
  • feed material to be ground he ⁇ neut for grinding the grinding chamber 21st For this purpose is guided in the present embodiment, the Rfordtechnikskugel ⁇ mill, the grinding chamber 21 discharged by the grinding stock outlet 4 regrind back into the Mahlgutreservoir 15 back to again through the common channel 9 of the
  • Milling chamber 21 to be supplied (circulation mode). As soon as the desired degree of grinding has been achieved, the grinding material emptying takes place and the material to be ground is removed through the grinding material outlet 4, as shown in FIG. The regrind reservoir is successively emptied and the millbase is pumped out of the grinding chamber 21, but now no longer returns to the millbase reservoir 15, but rather, for example, into a millbase reservoir 16 (see FIG. 10).
  • FIG. 8 shows how the cleaning of the stirred ball mill takes place, wherein a flushing medium is now introduced into the grinding stock reservoir 15.
  • the flushing medium is pumped by means of the pump 11 through the channel 9 in the grinding chamber 21, similar to previously in the grinding operation, the millbase.
  • the agitator 5 is operated via the agitator drive 53 in the first direction of rotation. After flowing through the grinding chamber 21, we pumped out the flushing medium from the Mahlgutauslass 4 and removed.
  • the agitator 5 is rotated by means of the agitator drive 53 in a second direction opposite to the first direction of rotation.
  • the stirring elements 51 also rotate in the opposite direction as in the grinding operation or during the previously beschrie ⁇ surrounded cleaning, wherein the grinding medium placed in the grinding chamber 21 in rotation and are transported generally in the downward direction.
  • the grinding media reach the lower end of the grinding chamber, they are replaced by the common channel tangent to the inner wall of the grinding chamber 21 9 carried away.
  • a flushing medium is introduced into the grinding chamber 21 in thisconsbei ⁇ game through the Mahlgutauslass 4, which facilitates the removal of the grinding media and causes additional cleaning.
  • the Mahlgutauslass 4 is formed so that a nozzle can be connected.
  • ⁇ course of Mahl stresseseinlass 7 may be formed such that a nozzle can be connected so that the flushing medium can be introduced through the Mahlianueinlass 7 in the grinding chamber 21st
  • FIG. 10 shows an exemplary embodiment of a process unit according to the invention.
  • the illustrated process unit is mobile.
  • the process unit comprises an agitator ball mill 1 according to the invention, an agitator drive 53, a pump 11, a drive for moving the container 121, a grinding body reservoir 13, a grinding body collecting container 14, a grinding stock reservoir 15 and a grinding stock collecting container 16, which are provided in a cabinet 17 with a first (lower) compartment 171 and a second (upper) compartment 172 are arranged.
  • a first (lower) compartment 171 of the agitator 53 and the drive for moving the container along the guide 121 and the Mahl stresses ⁇ collecting container 14 are arranged.
  • the agitator ball mill 1, the pump 11, the MahlSystemre- reservoir 13, the Mahlgutreservoir 15 and the Mahlgutsammel ⁇ container 16 are arranged. Furthermore, theificatein ⁇ integral comprises a control unit 19.
  • the mobile processing unit which has to process rollers 18 so that they easily moved to a desired location and can be locked there, for example, can be configured such that the second (upper) compartment 172 is easily accessible, while the first (lower) compartment is normally closed.
  • the process unit may also be formed as a kind of "table” on the “table top” the above-mentioned components of the second (upper) compartment are arranged, while arranged in a “carcass" below the table top, the components of the first (lower) compartment are.

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Abstract

Eine Rührwerkskugelmühle umfasst einen Behälter (2), dessen Innenwand eine zylindrische oder konische, vertikal angeordnete Mahlkammer (21) begrenzt. Sie umfasst ferner einen Mahlguteinlass (3), einen Mahlkörpereinlass (7) sowie einen Mahlgutauslass (4). Ferner umfasst sie ein sich in der Mahlkammer (21) in axialer Richtung erstreckendes Rührwerk (5) mit mindestens einem Rührorgan (51), welches bei der Rotation des Rührwerks (5) in einer ersten Rotationsrichtung das Mahlgut vom Mahlguteinlass (3) zum Mahlgutauslass (4) fördert. In Förderrichtung ist unmittelbar vor dem Mahlgutauslass in der Mahlkammer (21) eine Trenneinrichtung (6) angeordnet, welche die Mahlkörper in der Mahlkammer (21) zurückhält, aber ein Abführen des Mahlguts durch den Mahlgutauslass (4) erlaubt. Am unteren Ende der Mahlkammer (21) ist ein tangential zur Innenwand des Behälters (2) verlaufender, aus der Mahlkammer (21) austretender Mahlkörperauslasskanal (8) angeordnet, durch den ein Abfördern der Mahlkörper aus der Mahlkammer (21) erfolgt mittels einer Durchströmung der Mahlkammer (21) zu deren unterem Ende hin.

Description

Rührwerkskugelmühle
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rührwerks¬ kugelmühle gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1, eine Prozesseinheit mit einer solchen Rührwerks¬ kugelmühle sowie ein Verfahren zum Feinmahlen oder Dispergie- ren eines Mahlguts mit Hilfe einer solchen Rührwerkskugelmühle .
Derartige Rührwerkskugelmühlen werden beispielsweise zum Feinmahlen oder Dispergieren von Feststoffen in einer Flüssigkeit verwendet. Rührwerkskugelmühlen weisen dazu eine Mahlkammer auf, in die Mahlkörper, zum Beispiel in Form von Mahlperlen aus Stahl, Glas oder verschleissfesten keramischen Material, bis zu einem gewünschten Füllgrad eingebracht wer¬ den. Der Füllgrad wird dabei unter anderem durch die Grösse der Mahlkörper oder die Konsistenz des Mahlguts bestimmt, wo¬ bei eine möglichst gleichmässige Bewegungsverteilung der Mahlkörper angestrebt wird. In der Mahlkammer ist ein Rühr¬ werk angeordnet, welches im einfachsten Fall eine Welle mit einem darauf angeordneten Rührorgan umfasst, die rotatorisch antreibbar sind, um die Mahlkörper zu bewegen. Zum Mahlen wird ein Mahlgut in die Kammer eingebracht, was je nach ge¬ wünschtem Mahlgrad die Mahlkammer so oft wie erforderlich durchströmt .
Solche Rührwerksmühlen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Die EP 1 992 412 offenbart eine Rührwerks¬ kugelmühle, die einen vertikal angeordneten Behälter mit einem darin angeordneten, topfförmig ausgebildeten Innen- Stator aufweist. Das Rührwerk ragt in diesen Innen-Stator hinein und weist einen ringzylindrischen Rotor auf, der Werk¬ zeuge umfasst, die sich in radialer Richtung bis nahe an die Behälterwand heran erstrecken. Die Mahlkammer wird zwischen dem Rotor und der Behälterwand gebildet und ist ebenfalls ringzylindrisch ausgebildet. Am unteren Ende der Mahlkammer, die dort im Wesentlichen abgeschlossen ist, ist ein Umlenkkanal angeordnet, der zu einem zwischen der Innenwand des ringzylindrischen Rotors und dem Innen-Stator gebildeten schmalen, ringspaltförmigen Abfuhr-Kanal für das Mahlgut führt. Am oberen Ende dieses Abführ-Kanals ist zentral ein
Sieb zum Zurückhalten der Mahlkörper angeordnet, welches aber durchlässig für das Mahlgut ist, wenn es den geforderten Mahlgrad erreicht hat. Ferner sind am oberen Ende des Abführ- Kanals in radialer Richtung nach aussen führende Rückführ- kanäle vorgesehen, die dazu dienen, einzelne Mahlkörper, die in den Abführ-Kanal gelangt sind, wieder zurück in die
Mahlkammer zu leiten. Eine ebenfalls zentral angeordnete Mahlgut-Ablaufleitung ist in Flussrichtung hinter dem Sieb angeordnet . Zum vollständigen Reinigen der Mühle, insbesondere des
Behälters, des Rotors und des Siebs, wie dies regelmässig bei einem Wechsel von einem Mahlgut zu einem anderen erfolgen muss, wird bei der Rührwerkskugelmühle gemäss der EP 1 992 412 nach einem Lösen der entsprechenden Schrauben das Sieb zusammen mit der Mahlgut- Ablaufleitung nach unten herausgezogen. Der Behälter muss ebenfalls aufgeschraubt und zerlegt werden, damit man die Ringspalte zwischen Rotor und Be¬ hälterwand bzw. Innen-Stator zuverlässig und ohne Rückstände reinigen kann. Ganz besonders wichtig ist eine solche absolut rückstandsfreie Reinigung für Anwendungen im Bereich der
Pharmazie (aber nicht nur in diesem Bereich) , da die Kontami- nation eines Produkts etwa durch Rückstände des zuvor mit de Rührwerkskugelmühle gemahlenen Produkts unbedingt vermieden werden muss. Diesbezüglich ist die vorstehend beschriebene Rührwerkskugelmühle nachteilig, weil sie eine aufwändige Demontage und Zerlegung verschiedener Komponenten der Mühle erfordert, wie dies oben beschrieben ist, um eine rückstands freie Reinigung durchführen zu können. Im Anschluss an die Reinigung muss dann die erneute Montage erfolgen, bevor die Rührwerkskugelmühle wieder einsatzbereit ist und das nächste Mahlgut gemahlen werden kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Rührwerksku¬ gelmühle der genannten Artvorzuschlagen, bei der eine deut¬ lich weniger aufwändige, gleichzeitig aber zuverlässige rück standsfreie Reinigung möglich ist. Diese Aufgabe wird erfin- dungsgemäss durch eine Rührwerkskugelmühle gelöst, wie sie durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs charak¬ terisiert ist. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfin- dungsgemässen Rührwerkskugelmühle sind Gegenstand der
abhängigen Patentansprüche.
Die erfindungsgemässe Rührwerkskugelmühle zum Feinmahlen oder Dispergieren eines Mahlguts umfasst einen Behälter, dessen Innenwand eine zylindrische oder konische, vertikal angeord¬ nete Mahlkammer begrenzt. Ferner umfasst sie einen Mahlgut- einlass zum Zuführen des Mahlguts in die Mahlkammer. Weiter¬ hin umfasst sie einen Mahlkörpereinlass zum Einbringen von Mahlkörpern in die Mahlkammer, sowie einen Mahlgutauslass zum Abführen des gemahlenen oder dispergierten Mahlguts aus der Mahlkammer. In axialer Richtung erstreckt sich ein rotierend antreibbares Rührwerk mit mindestens einem Rührorgan in der Mahlkammer. Dabei bewegt das Rührorgan bei der Rotation des Rührwerks in einer ersten Rotationsrichtung die Mahlkörper in der Mahlkammer und fördert dabei das Mahlgut vom Mahlgutein- lass zum Mahlgutauslass . In Förderrichtung des Mahlguts ist unmittelbar vor dem Mahlgutauslass eine Trenneinrichtung in der Mahlkammer angeordnet, welche die Mahlkörper in der Mahlkammer zurückhält, aber ein Abführen des gemahlenen oder dis- pergierten Mahlguts aus der Mahlkammer durch den Mahlgutaus¬ lass erlaubt. Am unteren Ende der Mahlkammer ist ein tangen¬ tial zur Innenwand des Behälters verlaufender, aus der Mahl- kammer austretender Mahlkörperauslasskanal angeordnet. Ein Abfördern der Mahlkörper aus der Mahlkammer durch den Mahl¬ körperauslasskanal hindurch erfolgt mittels einer Durchströ¬ mung der Mahlkammer zu deren unterem Ende hin, bevorzugt unter Rotation des Rührwerks in einer zweiten, der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzten Rotationsrichtung.
Die erfindungsgemässe Rührwerkskugelmühle ermöglicht eine vollständige und rückstandsfreie Reinigung, ohne dass dazu die Rührwerkskugelmühle oder Komponenten der Mühle de¬ montiert oder zerlegt werden müssen. Stattdessen kann eine rückstandsfreie Reinigung bei vollständig geschlossener Mühle erfolgen. Mittels einer Durchströmung der Mahlkammer zu deren unterem Ende hin, bevorzugt unter Rotation des Rührwerks in entgegengesetzter Richtung, wird eine insgesamt abwärts gerichtete, entlang der Behälterwand verlaufende Strömung erzeugt, welche dazu führt, dass die Mahlkörper am Ort des Mahlkörperauslasskanals zusammen mit der Flüssigkeit durch den Mahlkörperauslasskanal aus der Mahlkammer herausgespült werden, da dieser tangential zur Innenwand des Behälters angeordnet ist. Dies gilt in gleicher Weise für eventuell noch in der Mahlkammer vorhandene Reste von Mahlgut und/oder für sonstige Verunreinigungen. Auf diese Weise kann eine wenig aufwändige, aber gleichwohl zuverlässige rückstandsfreie Reinigung bei geschlossener Mühle erfolgen.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Mahlguteinlass am unteren Ende der Mahlkammer und der Mahl- gutauslass am oberen Ende der Mahlkammer angeordnet. Wenngleich diese Anordnung von Mahlguteinlass und Mahlgutauslass nicht zwingend ist, so ist sie doch von Vorteil, weil die gesamte Mahlkammer für den Mahlprozess zur Verfügung steht, und somit der vorhandene Raum effektiv genutzt wird. Das heisst andererseits, dass bei der Rotation des Rührwerks in der ersten Richtung (im Mahlbetrieb) mit Hilfe des Rührorgans oder der Rührorgane eine Strömung erzeugt wird, mit der das Mahlgut vom unteren Ende der Mahlkammer zum oberen Ende der Mahlkammer gefördert wird. Die konstruktive Ausführung und die räumliche Anord¬ nung des Mahlguteinlasses ist grundsätzlich auf verschiedene Art und Weise möglich. Gemäss einem weiteren Aspekt der Er¬ findung ist der Mahlguteinlass zum Einbringen des Mahlguts als ein tangential zur Innenwand des zylindrischen Behälters verlaufender, in die Mahlkammer eintretender Mahlguteinlass¬ kanal ausgebildet. Dadurch strömt im Mahlbetrieb das Mahlgut entlang des kreisförmigen Umfangs ein, wodurch eine Wirbel¬ senkenströmung in Richtung der Kammerachse entsteht. Dies erleichtert beim Anfahren der Rührwerkskugelmühle das Bewegen des Mahlkörperpakets, welches sich nach dem Befüllen der Mahlkammer aufgrund der Schwerkraft am unteren Ende der
Mahlkammer ansammelt ("inlet booster"). Um diese Wirkung zu verstärken, können auch mehrere solcher tangential in die Mahlkammer eintretende Mahlguteinlasskanäle vorhanden sein. Bei einer Weiterbildung dieses Aspekts sind der Mahlguteinlasskanal und der Mahlkörperauslasskanal als gemeinsamer Kanal ausgebildet. Das ist konstruktiv besonders wenig aufwändig insofern, als nur ein einziger solcher tan- gential angeordneter Kanal vorgesehen sein muss. Dieser wird im Mahlbetrieb als Mahlguteinlass genutzt (mit der bereits beschriebenen "inlet booster" -Funktion) , während der gleiche Kanal im Reinigungsbetrieb als Mahlkörper- auslass genutzt wird, durch den hindurch die Mahlkörper sowie allfällige Reste von Mahlgut und/oder sonstige Verunreinigungen aus der Mahlkammer herausgespült werden.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Mahlkörpereinlass als eine am oberen Ende der Mahlkammer separate Mahlkörperöffnung ausgebildet, die verschliessbar ist. Die Anordnung des Mahlkörpereinlasses am oberen Ende der Mahlkammer erlaubt eine einfache Befüllung der Mahlkammer mit Hilfe der Schwerkraft (also ohne Bewegung des Rührwerks) , während die Verschliessbarkeit des Mahlkörpereinlasses dazu dient, ein Austreten des Mahlguts im Mahlbe- trieb zu verhindern. Als konkrete Ausführungsform ist beispielsweise ein Stutzen mit einem ausfahrbaren Stopfen denkbar .
Die Art des Rührwerks und dessen Betriebsweise kann grundsätzlich vielfältig ausgestaltet werden. Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Rührwerk eine
Welle, auf der mindestens ein Rührorgan angeordnet ist. Die Anzahl der Rührorgane sowie deren Ausgestaltung wird dem jeweiligen Zweck angepasst, wobei sie generell die gerichtete Strömung vom Mahlguteinlass zum Mahlgutauslass erzeu- gen müssen. Ansonsten können sie aber dem jeweiligen Zweck angepasst werden. Beispielsweise kann das Rührorgan bzw. können die Rührorgane als Accelerator, als Rührscheibe, als Förderschnecke, als Fördergewinde, als Schaufelrad, als Pumpenlaufrad oder als abgewinkelte Scheibe ausgebildet sein, oder als Kombinationen davon.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Trenneinrichtung im Bereich des oberen Endes der Mahlkammer zentral angeordnet, und erstreckt sich ausgehend von einer oberen Abschlusswand der Mahlkammer in diese hinein. Dies erlaubt es, den Mahlgutauslass ebenfalls zentral in der oberen Abschlusswand angeordneten Mahlgutauslass anzuord¬ nen, was konstruktiv einfach ist. Das hat auch den Vorteil, dass die Mahlkörper, die aufgrund ihrer grossen Masse nach aussen gedrängt werden, die Trenneinrichtung, z.B. ein Sieb, nicht verstopfen. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, die Trenneinrichtung am oberen Ende der zylindrischen Behälterwand anzuordnen, wo in diesem Fall dann auch der Mahlgutauslass angeordnet ist. Grundsätzlich kommen als Trenneinrichtungen sowohl statische Trenneinrichtungen, wie z.B. Siebe, als auch dynamische Trenneinrichtungen, wie z.B. rotierende Trennspalte, in Betracht.
Gemäss einer Weiterbildung des vorstehend genannten Aspekts der Erfindung ist die Trenneinrichtung als hohlzylindrisches Schlitzsieb mit einem nach unten abgeschlossenen Bo- den ausgebildet. Dabei handelt es sich um eine konstruktiv einfache statische Trenneinrichtung, welche auch einfach in der Mahlkammer angeordnet werden kann.
Bei einer Weiterbildung des vorstehend genannten Aspekts der Erfindung umgibt das Rührorgan mindestens teilweise in axialer Richtung das hohlzylindrische Schlitzsieb. Das führt dazu, dass im Bereich des Schlitzsiebs eine Strömung mit einer nicht unerheblichen axialen Komponente im Bereich des Siebs erzeugt wird, welche ein Zusetzen der Schlitze des Siebs verhindert und so quasi das Sieb gereinigt wird.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Behälter an einer Führung angeordnet und entlang der Führung aus einer ersten Position in eine zweite Position verfahrbar. In der zweiten Position ist der Behälter aus seiner vertika- len Lage kippbar. Auf diese Weise kann eine einfache Inspek¬ tion des Behälters erfolgen.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Rührwerkskugelmühle Mittel zu Steuerung der Temperatur in der Mahlkammer. Dies kann vorteilhaft in Bezug auf das zu mahlen- de Gut sein insofern, als die Mahlung des Mahlguts bei einer bestimmten Temperatur besonders effektiv erfolgen kann.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Mahlköpereinlass und/oder der Mahlgutauslass derart ausgebil¬ det, dass eine Reinigungsdüse an den Mahlkörpereinlass und/oder den Mahlgutauslass anschliessbar ist, um ein Spülmedium durch die Reinigungsdüse in die Mahlkammer zu leiten. Durch Anschliessen einer solchen Reinigungsdüse kann der Behälter und das Rührwerk am Ort gereinigt werden, ohne dass sie dazu an einen anderen Ort verfahren werden müssen bzw. ohne dass der Behälter geöffnet werden muss ("cleaning in place") . Falls erwünscht, kann auf diese Weise zusätzlich zu der Reinigung auch noch eine Sterilisierung vor Ort erfolgen ( "sterilizing in place), indem entsprechende Medien, z.B. Wasserstoffperoxid in die Mahlkammer geleitet werden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Prozesseinheit mit einer Rührwerkskugelmühle, wie sie vorstehend in verschiedensten Ausbildungen erläutert ist, sowie mit einem Rührwerksantrieb, einer Pumpe, einem Antrieb zum Verfahren des Behälters, einem Mahlkörperreservoir, einem Mahlkörpersammelbehälter, einem Mahlgutreservoir und einem Mahlgutsammelbehälter. Die Prozesseinheit umfasst ferner einen geschlossenen Schrank mit einem ersten Fach und einem zweiten Fach, wobei in dem ersten Fach der Rührwerksantrieb und der Antrieb zum Verfahren des Behälters entlang der Führung, sowie der Mahlkörpersammelbehälter angeordnet sind, und wobei in dem zweiten Fach die Rührwerkskugelmühle, die Pumpe, das Mahlkörperreservoir, das Mahlgutreservoir und der Mahlgutsammelbehälter angeordnet sind. Vorzugsweise bildet das erste Fach ein oberes Fach und das zweite Fach ein unteres Fach. Diese Aufteilung ist insofern vorteilhaft, als die Motoren, Antriebe und Lagerungen der Rührwerkskugelmühle im unteren Fach angeordnet sind, welches insbesondere abgeschlossen sein kann, während die für den eigentlichen Mahlprozess relevanten Komponenten im oberen Fach zugänglich angeordnet sind, welches vorzugweise offen ist oder sogar gänzlich fehlen kann, sodass eine Art Tisch gebildet wird, dessen unter der Tischplatte angeordneter Korpus geschlossen ist. Weitere Komponenten zur Reinigung und/oder zur Sterilisierung des Behälters sowie des Rührwerks können zusätzlich angebracht werden, z.B. seitlich am Schrank bzw. am Tisch.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Schrank Mittel zum Verfahren der Prozesseinheit auf, insbesondere Rollen, Räder oder Schienenelemente, so dass die Prozesseinheit mobil und somit der Einsatzort der Prozesseinheit flexibel ist. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Feinmahlen oder Dispergieren eines Mahlguts mit Hilfe einer Rührwerkskugelmühle gemäss der Erfindung. Das erfin- dungsgemässe Verfahren weist die folgenden Schritte auf: a) Einbringen von Mahlkörpern in die Mahlkammer durch den Mahlkörpereinlass (und zwar bevorzugt ohne Bewegung des Rührwerks) ; b) Zuführen des Mahlguts in die Mahlkammer durch den Mahlguteinlass ; c) Feinmahlen oder Dispergieren des Mahlguts in der
Mahlkammer durch Rotation des Rührwerks mit dem mindestens einen Rührorgan; d) Abführen des gemahlenen oder dispergierten Mahlguts aus der Mahlkammer durch den Mahlgutauslass; e) Reinigen der Mahlkammer von Mahlgut durch Zuführen eines Spülmediums in die Mahlkammer durch den Mahlguteinlass und Abführen des Spülmediums durch den Mahlgutauslass; f) Entleerung der Mahlkammer mittels Durchströmen der Mahlkammer mit Spülmedium zu deren unterem Ende hin, wodurch die Mahlkörper durch den am unteren Ende der Mahlkammer tangential zur Innenwand des Behälters verlaufenden Mahlkörper- auslasskanal aus der Mahlkammer abgefördert werden, bevorzugt unter Rotation des Rührwerks in die zweite, der ersten Rota¬ tionsrichtung entgegengesetzte Rotationsrichtung; wobei sämtliche Verfahrensschritte a) bis f) bei geschlosse- ner Rührwerkskugelmühle durchgeführt werden, ohne dass die Rührwerkskugelmühle geöffnet werden muss.
Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbe spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Es zeigen in schematischer Darstellung: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemässen Rührwerkskugelmühle in einem
Längsschnitt ; Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch das
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle aus Fig. 1 im Mahlbetrieb; den horizontalen Schnitt aus Fig. 2, jedoch mit der Rührwerkskugelmühle bei der Mahlkör perentleerung;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemässen Rührwerkskugelmühle mit einer speziellen Rührorganvariante; das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle aus Fig. 1 mit weiteren Komponenten beschaltet, beim Mahlkörperein- lass ;
Fig. 6 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen
Rührwerkskugelmühle aus Fig. 1 mit den Kompo- nenten aus Fig. 5 beschaltet, beim Mahlvorgang;
Fig. 7 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen
Rührwerkskugelmühle aus Fig. 1 mit den Kompo- nenten aus Fig. 5 beschaltet, bei der Mahlgut¬ entleerung;
Fig. 8 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen
Rührwerkskugelmühle aus Fig. 1 mit den Kompo¬ nenten aus Fig. 5 beschaltet, im Spülbetrieb; Fig. 9 das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen
Rührwerkskugelmühle aus Fig. 1 mit den Kompo¬ nenten aus Fig. 5 beschaltet, bei der Mahlkörperentleerung; und
Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsge- mässen Prozesseinheit mit der erfindungsge¬ mässen Rührwerkskugelmühle.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfin- dungsgemässen Rührwerkskugelmühle 1 umfasst einen Behälter 2, dessen Innenwand eine kreiszylindrische, vertikal angeordnete Mahlkammer 21 begrenzt, in welcher sich gemäss Fig. 1 Mahlkörper befinden. Am unteren Ende der Mahlkammer 21 ist ein tangential zur Innenwand des Behälters 2 verlaufender, aus der Mahlkammer austretender Kanal 9 angeordnet, der als gemeinsamer Kanal 9 - wie noch erläutert werden wird - sowohl als Mahlguteinlasskanal 3 (siehe Fig. 2) wie auch als Mahl- körperauslasskanal 8 (siehe Fig. 3) dient. Am oberen Ende der Mahlkammer 21 ist in einer oberen Abschlusswand 22 ein Mahl- gutauslass 4 zum Abführen des gemahlenen oder dispergierten Mahlguts aus der Mahlkammer 21 angeordnet. In der Mahlkammer 21 erstreckt sich in axialer Richtung ein mittels eines Rührwerkantriebs 53 rotierend antreibbares Rührwerk 5. Das Rühr- werk 5 weist eine Welle 52 mit mehreren auf dieser Welle 52 angeordneten Rührorganen 51 auf, die bei der Rotation des Rührwerks 5 in einer ersten Rotationsrichtung (siehe Richtung des Pfeils in Fig. 2) in der Mahlkammer 21 rotieren und dabei das Mahlgut vom Mahlguteinlass 9 zum Mahlgutauslass 4 för- dern. Im Bereich des oberen Endes der Mahlkammer 21 ist in Förderrichtung des Mahlguts unmittelbar vor dem Mahlgutauslass 4 eine Trenneinrichtung in Form eines statischen zylindrischen Schlitzsiebes 6 mit einem nach unten geschlossenen Boden 61 zentral angeordnet. Das Schlitzsieb 6erstreckt sich ausgehend von der oberen Abschlusswand 22 in die Mahlkammer
21hinein. Das zuoberst auf der Welle 52 angeordnete Rührorgan umgibt das Schlitzsieb 6 mindestens teilweise in axialer Richtung, um während des Rotierens eine Strömung mit einer nicht unerheblichen Strömungskomponente entlang des Schlitz- siebs 6 zu erzeugen, die ein Verstopfen des Schlitzsiebs 6 verhindert. In der oberen Abschlusswand 22 ist ferner ein Mahlkörpereinlass 7 zum Einbringen von Mahlkörpern in die Mahlkammer 21 vorgesehen, der verschliessbar ist.
Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, dient der gemeinsame Kanal 9, der am unteren Ende der Mahlkammer 21 tangential zur Innenwand des Behälters 2 verläuft, auch als Mahlkörperauslass- kanal 8 beim Abfördern der Mahlkörper aus der Mahlkammer 21. Beim Abfördern der Mahlkörper aus der Mahlkammer 21 wird die Mahlkammer 21 zu deren unterem Ende hin durchströmt, wobei bevorzugt das Rührwerk 5 mit den darauf angeordneten Rührorganen in einer zweiten Rotationsrichtung angetrieben wird, welche der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzt ist
(siehe Richtung des Pfeils in Fig. 3) .
Wie weiterhin aus Fig. 1 zu erkennen ist, kann die Temperatur in der Mahlkammer gesteuert werden. Zu diesem Zweck ist in Fig. 1 eine die Mahlkammer 21 umschliessende Kammer 10 vorge¬ sehen, welche von einem Heizmedium oder einem Kühlmedium durchströmt werden kann und so ein Mittel zur Steuerung der Temperatur in der Mahlkammer darstellt.
In der in Fig. 2 und Fig. 3 jeweils dargestellten horizontalen Schnittansicht der Rührwerkskugelmühle ist das Rührorgan 51 des Rührwerks 5 als Accelerator ausgebildet. Wie oben bereits erwähnt, dient der tangential zur Innen¬ wand des Behälters 2 angeordnete Kanal 9 (Fig. 1) im Mahl¬ betrieb als Mahlguteinlasskanal 3, so dass das Mahlgut in Richtung des sich drehenden Accelerators tangential in die Mahlkammer 21 einströmt. Dadurch wird das Anfahren der mit den Mahlkörpern beladenen Rührwerkskugelmühle erleichtert, weil durch das tangentiale Einströmen des Mahlguts in die Mahlkammer 21 das am Boden der Mahlkammer 21 sitzende Mahl- köperpaket leichter bewegt werden kann ("inlet booster").
Ausserdem wird dadurch die Förderwirkung des Accelerators verstärkt. In der Mahlkammer 21 wird auf diese Weise eine Wirbelsenkenströmung erzeugt, wodurch auch ohne schmale Spalte das Mahlkörperpaket in der vertikal angeordneten Mahlkammer 21 vollständig und praktisch homogen fluidisiert werden. Wie bereits erwähnt können auch mehrere solche tangential angeordnete Mahlguteinlasskanäle vorgesehen sein .
Aus Fig. 3 wird ersichtlich, dass der tangential zur Innenwand des Behälters 2 angeordnete Kanal 9 (Fig. l)beim Abfördern der Mahlkörper aus der Mahlkammer 21 als Mahlgutauslasskanal 8 dient. Zum Abfördern der Mahlkörper aus der Mahlkammer 21 wird das Rührorgan 51 in der zweiten Rota- tionsrichtung rotiert. Dies führt zu einer insgesamt ab¬ wärts gerichteten strudelartigen Strömung. Die tangentiale Anordnung des Mahlkörperauslasskanals 8 ermöglicht dabei die vollständige Entleerung der Mahlkammer 21, da die im Kreis bewegten Mahlkörper aufgrund ihrer tangentialen
Geschwindigkeitskomponente die Mahlkammer 21 in Richtung des tangential zur Innenwand des Behälters 2 angeordneten Mahlkörperauslasskanals 8 verlassen.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Rührwerkskugelmühle von grundsätzlich ähnlicher Bauart wie in Fig. 1. Erneut ist in der Mahlkammer 21 ein Rührwerk 5 mit einer durch einen Rührwerksantrieb 53 antreibbare Welle 52 angeordnet. Allerdings sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 einzelne Rührorgane 51 in Bezug zur Welle 52 als schräg angeordnete Scheiben ausgebildet. Nachfolgend wird der Betrieb des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Rührwerkskugelmühle gemäss Fig. 1 erläutert, und zwar mit Hilfe von Fig. 5 - Fig. 9. Dazu ist in Fig. 5 - Fig. 9 jeweils das Ausführungsbeispiel der Rührwerkskugelmühle aus Fig. 1 dargestellt, welches mit weiteren Komponenten beschaltet ist. Die ausgefüllten Pfeile bei den jeweiligen Mehrweg-Ventilen zeigen an, welche Ventile jeweils geöffnet sind.
Zuerst wird ein Mahlkörperreservoir 13 an den Mahl- körpereinlass 7 angeschlossen (Fig. 5) und die Mahlkörper fallen unter der Schwerkraft in die Mahlkammer 21, bis ein gewünschter Füllgrad der Mahlkammer 21 erreicht ist. Das Befüllen der Mahlkammer 21 erfolgt bevorzugt ohne Bewegung des Rührwerks (also bei Stillstand des Rührwerks) , kann aber auch unter Rotation des Rührwerks erfolgen. Nach dem Befüllen der Mahlkammer 21 mit Mahlkörpern wird der
Mahlkörpereinlass 7 geschlossen.
In Fig. 6 ist die Rührwerkskugelmühle während des Mahlbetriebs dargestellt. Dabei wird das Mahlgut aus einem Mahlgutreservoir 15 über den gemeinsamen Kanal 9, der tangential zur Innenwand des Behälters 2 verläuft, mit einer Pumpe 11 in die Mahlkammer 21 gepumpt. Dabei wird beim An¬ fahren der bereits beschriebene "inlet booster" Effekt ge¬ nutzt, der das Inbewegungsetzen des nach dem Befüllen der Mahlkammer 21 am Boden der Mahlkammer abgesetzten Mahlkörperpaktes erleichtert. Es wird eine Wirbelsenkenströmung in der Mahlkammer 21 erzeugt, wobei sich nach erfolgtem Flui- disieren der Mahlkörper eine über die Länge und den Umfang der Mahlkammer 21 betrachtet homogene Verteilung der Mahl- körper ergibt. Die entstehende Strömung ist insgesamt vom Mahlguteinlasskanal, der durch den Kanal 9 gebildet wird, zum Mahlgutauslass 4 gerichtet. Die Mahlkörper übertragen im wesentlichen Prall-, Scher- und Reibekräfte auf das Mahlgut, wodurch das Mahlgut gemahlen wird. Um einen feine- ren Mahlgrad zu erzielen, ist es möglich, dass Mahlgut er¬ neut zum Mahlen der Mahlkammer 21 zuzuführen. Dazu wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Rührwerkskugel¬ mühle das die Mahlkammer 21 durch den Mahlgutauslass 4 abgeführte Mahlgut wieder in das Mahlgutreservoir 15 zurück geleitet, um erneut durch den gemeinsamen Kanal 9 der
Mahlkammer 21 zugeführt zu werden (Zirkulationsbetrieb) . Sobald der gewünschte Mahlgrad erreicht ist, findet die Mahlgutentleerung statt und das Mahlgut wird durch den Mahlgutauslass 4 abgeführt, wie in Fig.7 dargestellt. Dabei wird das Mahlgutreservoir sukzessive entleert und das Mahl- gut wird aus der Mahlkammer 21 herausgepumpt, gelangt nun jedoch nicht mehr in das Mahlgutreservoir 15 zurück, sondern beispielsweise in einen Mahlgutsammelbehälter 16 (siehe Fig . 10).
In Fig. 8 ist dargestellt, wie die Reinigung der Rühr- werkskugelmühle erfolgt, wobei in das Mahlgutreservoir 15 jetzt ein Spülmedium eingeleitet wird. Das Spülmedium wird mittels der Pumpe 11 durch den Kanal 9 in die Mahlkammer 21 gepumpt, ähnlich wie zuvor im Mahlbetrieb das Mahlgut. Das Rührwerk 5 wird dabei über den Rührwerksantrieb 53 in der ersten Rotationsrichtung betrieben. Nach dem Durchströmen der Mahlkammer 21 wir das Spülmedium aus dem Mahlgutauslass 4 heraus gepumpt und abgeführt.
Nach erfolgter Reinigung kann nun das Abfördern der Mahlkörper aus der Mahlkammer 21 (Mahlkörperentleerung) erfolgen, die in Fig. 9 dargestellt ist. Zum Abführen der Mahlkörper aus der Mahlkammer 21 wird das Rührwerk 5 mittels des Rührwerkantriebs 53 in eine zweite, der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzte Richtung rotiert. Die Rührorgane 51 drehen sich ebenfalls in entgegengesetzter Richtung wie beim Mahlbetrieb bzw. bei der zuvor beschrie¬ benen Reinigung, wobei die Mahlkörper in der Mahlkammer 21 in Rotation versetzt und insgesamt in Abwärtsrichtung transportiert werden. Erreichen die Mahlkörper das untere Ende der Mahlkammer, werden sie durch den tangential zur Innenwand der Mahlkammer 21 angeordneten gemeinsamen Kanal 9 abgefördert. Zusätzlich wird in diesem Ausführungsbei¬ spiel durch den Mahlgutauslass 4 ein Spülmedium in die Mahlkammer 21 eingebracht, was das Abfördern der Mahlkörper erleichtert und eine zusätzliche Reinigung bewirkt. Dazu ist vorzugsweise der Mahlgutauslass 4 so ausgebildet, dass eine Düse angeschlossen werden kann. Alternativ oder zu¬ sätzlich kann natürlich auch der Mahlkörpereinlass 7 derart ausgebildet sein, dass eine Düse angeschlossen werden kann, sodass das Spülmedium auch durch den Mahlkörpereinlass 7 in die Mahlkammer 21 eingebracht werden kann.
In Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemässen Prozesseinheit dargestellt. Die dargestellte Prozesseinheit ist mobil ausgebildet. Die Prozesseinheit umfasst eine erfindungsgemässe Rührwerkskugelmühle 1, einen Rührwerksantrieb 53, eine Pumpe 11, einen Antrieb zum Ver¬ fahren des Behälters 121, ein Mahlkörperreservoir 13, einen Mahlkörpersammelbehälter 14, ein Mahlgutreservoir 15 und einen Mahlgutsammelbehälter 16, die in einem Schrank 17 mit einem ersten (unteren ) Fach 171 und einem zweiten (oberen) Fach 172 angeordnet sind. Im ersten (unteren) Fach 171 sind der Rührwerksantrieb 53 und der Antrieb zum Verfahren des Behälters entlang der Führung 121 sowie der Mahlkörper¬ sammelbehälter 14 angeordnet. Im zweiten (oberen) Fach sind die Rührwerkskugelmühle 1, die Pumpe 11, das Mahlkörperre- servoir 13, das Mahlgutreservoir 15 und der Mahlgutsammel¬ behälter 16 angeordnet. Weiterhin umfasst die Prozessein¬ heit eine Steuereinheit 19. Die mobile Prozesseinheit, die zum Verfahren Rollen 18 aufweist, sodass sie auf einfache Weise zu einem gewünschten Ort bewegt und dort arretiert werden kann, kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass das zweite (obere) Fach 172 gut zugänglich ist, wäh- rend das erste (untere) Fach normalerweise verschlossen ist. Alternativ kann die Prozesseinheit auch als eine Art "Tisch" ausgebildet sein, auf dessen "Tischplatte" die oben genannten Komponenten des zweiten (oberen) Fachs angeordnet sind, während in einem "Korpus" unterhalb der Tischplatte die Komponenten des ersten (unteren) Fachs angeordnet sind.
Die Erfindung ist anhand der vorstehenden Ausführungs¬ beispiele der Rührwerkskugelmühle beschrieben worden. Die Erfindung ist jedoch nicht derart zu verstehen, dass sie auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr sind zahlreiche Änderungen und Varianten einer solchen Rührwerkskugelmühle vorstellbar, ohne dabei von der technischen Lehre abzuweichen. Nur als Beispiel soll erwähnt werden, dass die Form und der Durchmesser des Mahlguteinlass und der Mahlkör- perabführung konisch oder trichterförmig ausgebildet sind.
Der Schutzbereich wird somit durch die folgenden
Ansprüche definiert.

Claims

Patentansprüche
1. Rührwerkskugelmühle (1) zum Feinmahlen oder Dis- pergieren eines Mahlguts, mit einem Behälter (2), dessen Innenwand eine zylindrische oder konische, vertikal ange- ordnete Mahlkammer (21) begrenzt, mit einem Mahlguteinlass (3) zum Zuführen des Mahlguts in die Mahlkammer (21), mit einem Mahlkörpereinlass (7) zum Einbringen von Mahlkörpern in die Mahlkammer (21), mit einem Mahlgutauslass (4) zum Abführen des gemahlenen oder dispergierten Mahlguts aus der Mahl- kammer (21), sowie mit einem sich in der Mahlkammer (21) in axialer Richtung erstreckenden, rotierend antreibbaren Rührwerk (5) mit mindestens einem Rührorgan (51), welches bei der Rotation des Rührwerks (5) in einer ersten Rotationsrichtung die Mahlkörper in der Mahlkammer (21) bewegt und dabei das Mahlgut vom Mahlguteinlass (3) zum Mahlgutauslass (4) för¬ dert, wobei in Förderrichtung des Mahlguts unmittelbar vor dem Mahlgutauslass (4) in der Mahlkammer (21) eine Trenneinrichtung (6) angeordnet ist, welche die Mahlkörper in der Mahlkammer (21) zurückhält, aber ein Abführen des gemahlenen oder dispergierten Mahlguts aus der Mahlkammer (21) durch den Mahlgutauslass (4) erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende der Mahlkammer (21) ein tangential zur Innenwand des Behälters (2) verlaufender, aus der Mahlkammer (21) austretender Mahlkörperauslasskanal (8) angeordnet ist, und dass ein Abfördern der Mahlkörper aus der Mahlkammer (21) durch den Mahlkörperauslasskanal (8) hindurch erfolgt mittels einer Durchströmung der Mahlkammer (21) zu deren unterem Ende hin, bevorzugt unter Rotation des Rührwerks (5) in einer zweiten, der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzten Rotationsrich- tung.
2. Rührwerkskugelmühle nach Anspruch 1, bei welcher der Mahlguteinlass (3) am unteren Ende der Mahlkammer (21) und der Mahlgutauslass (4) am oberen Ende der Mahlkammer angeordnet ist.
3. Rührwerkskugelmühle nach einem der Ansprüche 1 oder
2, bei welcher der Mahlguteinlass zum Einbringen des Mahl¬ guts als ein tangential zur Innenwand des zylindrischen Behälters (2) verlaufender, in die Mahlkammer (21) eintretender Mahlguteinlasskanal (3) ausgebildet ist.
4. Rührwerkskugelmühle nach Anspruch 3, bei welcher der Mahlguteinlasskanal (3) und der Mahlkörperauslass- kanal (8) als gemeinsamer Kanal (9) ausgebildet sind.
5. Rührwerkskugelmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der Mahlkörpereinlass (7) als eine am oberen Ende der Mahlkammer (21) angeordnete, separate
Mahlkörpereinlassöffnung ausgebildet ist, die verschliess- bar ist.
6. Rührwerkskugelmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Rührwerk (5) eine Welle (52) um- fasst, auf der das mindestens eine Rührorgan (51) angeord¬ net ist, wobei das mindestens eine Rührorgan (51) ein Acce- lerator, eine Rührscheibe, eine Förderschnecke, ein Fördergewinde, ein Schaufelrad, ein Pumpenlaufrad oder eine abgewinkelte Scheibe ist.
7. Rührwerkskugelmühle nach einem der vorangehenden
Ansprüche, bei welcher die Trenneinrichtung (6) im Bereich des oberen Endes der Mahlkammer (21) zentral angeordnet ist und sich ausgehend von einer oberen Abschlusswand (22) der Mahlkammer (21) in diese hinein erstreckt.
8. Rührwerkskugelmühle nach Anspruch 7, bei welcher die Trenneinrichtung (6) als hohlzylindrisches Schlitzsieb mit einem nach unten abgeschlossenen Boden (61) ausgebildet ist .
9. Rührwerkskugelmühle nach Anspruch 8, bei welcher das Rührorgan (5) das hohlzylindrische Schlitzsieb (6) in axialer Richtung mindestens teilweise umgibt.
10. Rührwerkskugelmühle nach einem der vorangegangenen
Ansprüche, bei welcher der Behälter (2) an einer Führung (12) angeordnet und entlang der Führung (12) aus einer ersten Position in eine zweite Position verfahrbar ist, und wobei in der zweiten Position der Behälter (2) aus seiner vertikalen Lage kippbar ist.
11. Rührwerkskugelmühle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welche Mittel zu Steuerung der Temperatur (10) in der Mahlkammer (21) umfasst.
12. Rührwerkskugelmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der Mahlkörpereinlass (7) und/oder der Mahlgutauslass (4) derart ausgebildet ist, dass eine Reinigungsdüse an den Mahlkörpereinlass (7) und/oder den Mahlgutauslass (4) anschliessbar ist, um ein Spülmedium durch die Reinigungsdüse in die Mahlkammer (21) zu leiten.
13. Prozesseinheit zum Feinmahlen oder Dispergieren eines Mahlguts, mit einer Rührwerkskugelmühle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, sowie mit einem Rührwerksan¬ trieb (53), einer Pumpe (11), einem Antrieb (121) zum
Verfahren des Behälters (12), einem Mahlkörperreservoir (13), einem Mahlkörpersammelbehälter (14), einem Mahlgutreservoir (15) und einem Mahlgutsammelbehälter (16), bei welcher ein geschlossener Schrank (17) mit einem ersten Fach (171) und einem zweiten Fach (172) vorgesehen ist, wobei in dem ersten Fach (171) der Rührwerksantrieb (53) und der Antrieb (121) zum Verfahren des Behälters entlang der Führung (12) sowie der Mahlkörpersammelbehälter (14) angeordnet sind, und wobei in dem zweiten Fach die Rührwerkskugelmühle (1), die Pumpe (11), das Mahlkörperreservoir (13), das Mahlgutreservoir (15) und der Mahlgutsammelbehälter (16) angeordnet sind.
14. Prozesseinheit nach Anspruch 13, welche als mobile Prozesseinheit ausgebildet ist, wobei der Schrank (17) Mittel zum Verfahren der Prozesseinheit (18) aufweist, insbesondere Rollen, Räder oder Schienenelemente.
15. Verfahren zum Feinmahlen oder Dispergieren eines Mahlguts mit Hilfe einer Rührwerkskugelmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit den folgenden Schritten: a) Einbringen von Mahlkörpern in die Mahlkammer (21) durch den Mahlkörpereinlass (7); b) Zuführen des Mahlguts in die Mahlkammer (21) durch den Mahlguteinlass (3); c) Feinmahlen oder Dispergieren des Mahlguts in der
Mahlkammer (21) durch Rotation des Rührwerks (5) mit dem mindestens einen Rührorgan (51); d) Abführen des gemahlenen oder dispergierten Mahlguts aus der Mahlkammer (21) durch den Mahlgutauslass (8); e) Reinigen der Mahlkammer (21) von Mahlgut durch Zuführen eines Spülmediums in die Mahlkammer (21) durch den Mahlguteinlass (3) und Abführen des Spülmediums durch den Mahlgutauslass (4); f) Entleerung der Mahlkammer mittels Durchströmen der Mahlkammer (21) mit Spülmedium zu deren unterem Ende hin, wodurch die Mahlkörper durch den am unteren Ende der Mahlkammer (21) tangential zur Innenwand des Behälters (2) ver¬ laufenden Mahlkörperauslasskanal aus der Mahlkammer abgefördert werden, bevorzugt unter Rotation des Rührwerks (5) in die zweite, der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzte Rotationsrichtung; wobei sämtliche Verfahrensschritte a) bis f) bei geschlosse¬ ner Rührwerkskugelmühle (1) durchgeführt werden, ohne dass die Rührwerkskugelmühle (1) geöffnet werden muss.
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