WO2007042059A1

WO2007042059A1 - Rührwerksmühle

Info

Publication number: WO2007042059A1
Application number: PCT/EP2005/010910
Authority: WO
Inventors: Norbert Stehr; Philipp Schmitt
Original assignee: Bühler AG
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2007-04-19
Also published as: CN101287554B; KR101128541B1; DE502005008983D1; US7931222B2; KR20080069979A; US20090179099A1; JP2009511255A; CN101287554A; US20100282884A1; KR20100077017A; EP1943022A1; EP1992412B1; DE502005009341D1; EP1943022B1; KR101230133B1; EP1992412A1

Abstract

Eine Rührwerksmühle zum Behandeln von fliessfähigen 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 ringzylidnrischer 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

Rührwerksmühle

Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Rührwerksmühle ist aus der EP 0 370 022 Bl (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 vor- ragenden 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 kön- nen, 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 B l 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 Al (entspr. US 5,011,089) ist eine Rührwerksmühle bekannt, die einen Rotor aufweist, der an seiner Außenseite mit paddeiförmigen Werkzeugen besetzt ist. Innerhalb des Rotors ist ein Schutz-Sieb angeordnet. Der Rotor besteht aus achsparallel verlaufenden Stäben, an denen die paddeiförmigen 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 zuver- lässige 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 Al (entspr. US 5,894,998) ist eine Rührwerksmühle der allgemeinen Gattung bekannt, bei der das Schutz-Sieb am topfförmi- gen 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. 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 Disper- gierung mit enger Partikel- Verteilung auch bei nur einem Mahlgutdurch- lauf durch die Rührwerksmühle erreicht wird, ohne dass die Gefahr von Betriebsstörungen, insbesondere durch Aufprall von Mahlhilfskörpern auf das Schutz- Sieb, auftritt.

Diese Aufgabe wird erfϊndungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeich- nungsteil 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 Auf- konzentration von Mahlhilfskörpern im ringförmigen äußeren Mahlraum hinaus sind Einrichtungen vorgesehen sind, 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 we- nige Mahlhilfskörper. Die eingangs geschilderten Nachteile werden also wirksam unterbunden.

Die Maßnahmen nach den Ansprüchen 2 bis 4 begünstigen eine Aufkonzentration der Mahlhilfskörper im Mahlraum. Durch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 5 bis 7 wird weiterhin unterstützt, dass die Mahlhilfskörper gar nicht erst in den Umlenk-Kanal gelangen.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 8 wird erreicht, dass die wenigen Mahlhilfskörper, die noch in den Mahlgut-Abfuhr-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 9 wird hierbei erreicht, dass die Mahlhilfskörper noch in Richtung zu den Mahlhilfsköφer-Rückführ-Kanälen beschleunigt werden.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 10 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 8 bis 10 ist die Weiterbildung nach Anspruch 11 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 12 wird erreicht, dass im Mahl- gut-Abführ-Kanal vorhandene Mahlhilfskörper direkt wieder in den Mahlraum nach außen abgeschleudert werden können. Dies wird durch die Weiterbildung nach Anspruch 13 noch begünstigt. Zweckmäßige Durchmesserbereiche für extrem kleine Mahlhilfskörper ergeben sich aus Anspruch 14.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach- folgenden 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 Ausfuhrungsbeispiel 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 In- nen-Stators 22. Dem Kühlraum 25 wird Kühlwasser über einen Kühlwas- ser-Zuführanschluss 26 zugeführt, das über einen Kühlwasser-

Abführanschluss 27 abgeführt wird. Dem Kühlraum 11 des Mahlbehälters 2 wird Kühlwasser über einen Kühlwasser-Zufuhrstutzen 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 rohr- fόrmigen 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 < D35/D9 < 0,95 und bevorzugt 0,7 < D35/D9 < 0,85.

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 stiftfόrmige Werkzeu- ge 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 schraubenli- nienförmig 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 Mahlhilfs- körper 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 Durch- Strömrichtung 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 Behäl- terwand 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 ≤ lOO μm.

Der Abfuhr-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 Abfuhr-Kanals 47 und d23 den Außendurch- messer des Innen-Stators 22, also den Innendurchmesser des Abfuhr- 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 Abfuhr-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 gefordert 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 Abfuhr-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 Abström- Kanal 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 ange- triebenem Rührwerk 20 im Zusammenwirken mit den Mahlhilfskörpern 43 gemahlen. Durch die Werkzeuge 38 erhalten die Mahlhilfskörper 43 Tan- gentialimpulse, 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 ge- ringe 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 ringzylindri- sehen Mahlgut- Abführ-Kanal 47 in den zweiten Bereich 45 des Mahlraums 8, sodass trotz der geschilderten Maßnahmen in den Mahlgut-Abfuhr- Kanal 47 gelangte Mahlhilfskörper 43 bereits vor Erreichen der oberen Rückführeinrichtung 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 Stützköφer 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 Mahlhilfsköφer-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 Mahlhilfsköφer-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 ein- setzbar 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

Patentansprüche

1. Rührwerksmühle zum Behandeln von fließfähigem Mahlgut,

- mit einem mittels einer Behälterwand (9) einen weitgehend ge- schlossenen 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 Behälter- wand (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, ringspaltförmi- ger 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- Zufuhr-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) Mahlhilfsköφer-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) verbin- den, dadurch gekennzeichnet, dass der Innen-Raum als Mahlgut-Abfuhr-Kanal (47) ausgebildet ist und dass Einrichtungen zur Behinderung des Überströmens von Mahlhilfs- körpern (43) aus dem Mahl-Raum (8) in den Mahlgut- Abfuhr-Kanal

(47) vorgesehen sind.

2. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterwand (9) frei von Werkzeugen ist und dass die am Rotor (35, 35') angebrachten Werkzeuge (38) nur einen kleinen Spalt (39) zur Behälterwand (9) freilassen.

3. Rührwerksmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (39) zwischen den Werkzeugen (38) und der Behälter- wand (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.

4. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, 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.

5. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 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.

6. Rührwerksmühle nach Anspruch 5, 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: l,0 mm < g < 2,0 mm.

7. Rührwerksmühle nach Anspruch 5 oder 6, 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.

8. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Innen-Stator (22, 22') sich zum Rotor (35, 35') hin erstre- ckende Abstreif- Werkzeuge (48) angeordnet sind und dass der Rotor (35, 35') auf seiner dem Mahlgut-Abführ-Kanal (47) begrenzenden Innenseite frei von Werkzeugen ist.

9. Rührwerksmühle nach Anspruch 8, 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.

10. Rührwerksmühle nach Anspruch 8 oder 9, 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.

11. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Innen-Stator (22, 22') mit einem Kühlraum (25) versehen ist.

12. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Rotor (35 ') den Mahlgut- Abfύhr-Kanal (47) mit dem Mahl-

Raum (8) verbindende kleine Mahlhilfskörper-Rücktransport-Kanäle (60) ausgebildet sind, für deren Durchmesser h gilt: 5,0 mm < h < 30,0 mm.

13. Rührwerksmühle nach Anspruch 12, 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.

14. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass für den Durchmesser c der Mahlhilfskörper (43) gilt: c < 0,3 mm und bevorzugt 0,02 mm < c < 0,1 mm.

15. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutz-Sieb (30") drehfest mit dem Rührwerk (20) verbunden ist und dass ein Abfluss (68) des Schutz-Siebes (30") direkt in eine gegenüber dem Mahlbehälter (2) ortsfeste Mahlgut- Ablaufleitung (31 ') einmündet.

16. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge- kennzeichnet, dass für das Verhältnis des Innendurchmesser D35 des Mahlraums (8) zum Außendurchmesser D9 des Mahlraums (8) gilt:

0,6 < D35/D9 < 0,95 und bevorzugt 0,7 < D35/D9 < 0,85.

17. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass für das Verhältnis des Innendurchmesser d23 des Abfuhr-Kanals (47) zum Außendurchmesser d35 des Abfuhr-Kanals (47) gilt: 0,8 < d23/d35 < 0,98 und bevorzugt 0,9 < d23/d35 < 0,98.