[0001] Die Erfindung betrifft eine Schlagmühle mit einem in einem Mühlengehäuse auf einer
horizontalen Achse gelagerten Schlägerrad, wobei der Umfang des Schlägerrades mit
einer Vielzahl etwa radial ausgerichteter Schläger bestückt ist und den Schlägern
am Innenumfang des Mühlengehäuses eine vom Produkt gebildete Mahlbahn gegenübersteht
und wobei das Mühlengehäuse eine etwa senkrecht zu der horizontalen Achse stehende
Mühlentür besitzt.
[0002] Bei der Herstellung von Waschmitteln im Sprühtrocknungsverfahren entsteht ein Turmpulver
mit breitem Kornspektrum. Zusätzlich finden sich Agglomerate und Bruchstücke aus Wandansätzen
im Austrag des Trockners. Zum Erreichen eines qualitätsgerechten Kornspektrums werden
die Grobanteile des Turmpulvers als Überschlag abgesiebt. Da die chemische Zusammensetzung
des Grobanteils derjenigen des normalen Pulvers entspricht, liegt es nahe, das Kornspektrum
des Grobanteils demjenigen des Gutstroms durch Zerkleinerung anzugleichen.
[0003] In bisher üblichen Mahlsystemen führte die Neigung des frischen, warmen Überschlags,
bei der Zerkleinerung zu verkleben und Anbackungen zu bilden, meist schon nach kurzer
Zeit, das heißt nach einigen Betriebsstunden, durch Anwachsen von Ansätzen zu Verstopfungen
des Systems und bei der Verwendung von Schlagmühlen zu Blockagen des Schlägerrades.
Der hohe Wartungsaufwand dieser Anlagen mit zum Teil täglicher Reinigung machte die
Zerkleinerung unwirtschaftlich. Der abgesiebte Überschlag wird daher bisher in den
Slurryansatz zurückgeführt, er muß also den Zerstäubungsprozeß erneut durchlaufen.
Die mögliche Leistung des Trockners verringert sich auf diese Weise um die Überschlagmenge.
Es besteht daher ein erheblicher Bedarf an einer Mühle, die in der Lage ist, auch
stark anbackendes, verklebendes Produkt definiert zu zerkleinern.
[0004] Versuche wurden mit der eingangs genannten Schlagmühle bzw. Prallmühle ausgeführt.
Diese Mühle, die als sogenannte Prallsiebmühle im Handel ist, besteht an sich aus
einem Schlägerrad mit mehreren Schlägern bzw. Pralltellern sowie einem dieses Rad
umschließenden Siebkorb, wobei Schlägerrad und Siebkorb bei Betrieb gegensinnig rotieren
können.
[0005] Der Mahlprozeß dieser Mühlen findet in erster Linie im Bereich zwischen Mahlbahn
und peripheren Kanten des Schlägerrades statt, wobei die Mahlbahn im wesentlichen
knapp unterhalb der Innenoberfläche innerhalb des Siebkorbes liegt.
[0006] Um die Beweglichkeit des Schlägerrades zu gewährleisten, soll der Abstand der peripheren
Schlägerkanten zur Mahlbahn einen gewissen Mindestbetrag, z. B. 5 bis 15 mm, nicht
unterschreiten. Insbesondere dürfen die peripheren Schlägerkanten die Mahlbahn natürlich
nicht berühren, weil dann - wegen der erhöhten Reibung - sogar mit einem Blockieren
des Schlägerrads zu rechnen wäre.
[0007] Beim Verarbeiten von klebendem Produkt bilden sich am Siebkorb bevorzugt und zuerst
Anbackungen. Wegen der dadurch progressiv zunehmenden Reibung zwischen Mahlbahn, Siebkorb
und Schlägerrad wird schließlich, häufig schon nach einigen Stunden Betriebsdauer,
jede Bewegung von Siebkorb und/oder Schlägerrad blokkiert. Zum Erhöhen der Standzeit
der Mühle beim Vermahlen klebriger Produkte könnte man daher versuchen, den Siebkorb
ganz wegzulassen, um den Abstand zwischen Schlägerradperipherie und Mahlbahn zu vergrößern.
Entsprechende von den Erfindern durchgeführte Versuche ergaben zwar eine geringfügig
erhöhte Standzeit der Mühle, nach spätestens drei Tagen waren jedoch die Anbackungen
an der Innenfläche der Mahlbahn des Mühlengehäuses so angewachsen, daß das Schlägerrad
blockierte und die Mühle zum Reinigen geöffnet werden mußte.
[0008] Das Schlägerrad der Schlag- bzw. Prallmühle ist prinzipiell dem Läufer eines Ventilators
gleichzusetzen. Es fördert daher große Luftmengen.
[0009] Um die großen Luftmengen zu verringern, wurde die Mühle mit einem bei unverändertem
Gehäuse relativ kleineren Schlägerrad ausgerüstet. Hierbei wäre an sich zu erwarten
gewesen, daß die Standzeit betreffend das Verkleben und Verbacken des Mahlraums bis
zum Blockieren des Schlägerrades deutlich vergrößert würde. In der Praxis ergab sich
aber keine nennenswert längere Standzeit als bei einem Schlägerrad größeren Durchmessers.
[0010] Ein weiteres Problem bei dem Vermahlen des vorgenannten Pulverüberschlags tritt
am Einlauf einer herkömmlichen Prallmühle bzw. Schlagmühle auf. Das klebrige und zum
Anbacken neigende Produkt verstopft nämlich allmählich den von der Mühlentür aus
axial in das Schlägerrad hineingerichteten Mühleneinlauf. Dieses Verstopfungsproblem
wird um so aktueller, je besser es gelingt, die Standzeit der Mühle betreffend das
Blockieren des Schlägerrads im Mahlraum zu vergrößern.
[0011] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeit, das heißt die störungsfreie
Betriebszeit, einer Schlagmühle eingangs genannter Art beim Vermahlen von stark anbackenden
bzw. verklebenden Produkten, wie abgesiebtem Waschmittelüberschlag, - vorzugsweise
auf mindestens etwa einen Monat - zu erhöhen.
[0012] Bei einer Schlagmühle der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der
Erfindung dadurch gelöst, daß den Schlägern direkt die vom Produkt gebildete Mahlbahn
gegenübersteht und mindestens ein Schläger in der Funktion als Ausräumschläger radial
weiter nach außen vorspringt als der Rest der Schläger.
[0013] Durch die Erfindung wird erreicht, daß das Schlägerrad seine Mahlbahn mit Hilfe des
Ausräumschlägers selbst bildet und dadurch einen definierten Bereich im Mahlraum freihält.
Auf diese Weise und durch das Fehlen eines Siebkorbes, der durch Verstopfung mit
klebendem Produkt einen Weiterbetrieb verhindern würde, werden ein Zuwachsen des Mahlraums
und ein dadurch bedingtes Blockieren des Schlägerrades verhindert. Allein durch Anbringen
eines Ausräumschlägers und Weglassen des Siebkorbes kann also die Standzeit der Mühle
ganz erheblich, insbesondere auf einen Monat und mehr, erhöht werden, ohne daß Blockaden
aufträten, eine Zwischenreinigung erforderlich würde oder Qualitätseinbußen in Kauf
zu nehmen wären. Da ferner nur ein oder zwei oder jedenfalls nur (relativ zur Gesamtzahl
der Schläger) wenige Ausräumschläger vorgesehen werden, ist für die Masse der Schläger
der für einen ausreichenden Produktdurchsatz erforderliche Abstand Schlägerperipherie/Mahlbahn
gewahrt.
[0014] Wenn lediglich ein Schläger als Ausräumschläger radial aus dem durch den Rest der
Schläger aufgespannten (definierten) Umfangskreis nach außen vorspringt, kann diese
Massenverschiebung auf irgendeine Weise, z. B. durch zusätzliche Massen am Schlägerrad,
ausgewuchtet werden. Das Auswuchten kann ohne zusätzliche Massen erfolgen, wenn ein
dem ersten Ausräumschläger diametral gegenüberliegender zweiter Ausräumschläger -
ebenfalls in radialer Richtung vorspringend - vorgesehen wird. Ebenso können auch
drei oder mehr Ausräumschläger symmetrisch am Umfang des Schlägerrades verteilt angeordnet
werden.
[0015] Durch den oder die erfindungsgemäßen Ausräumschläger wird die am Innenumfang des
Mühlengehäuses vorgesehene Mahlbahn geformt und zugleich der Mahlraum zwischen dem
Umfang des Schlägerrades und der Mahlbahn freigehalten. Besonders wirksam in Hinsicht
auf den für die Ausräumer benötigten Kraftbedarf läßt sich der Mahlraum freihalten,
wenn die Ausräumschläger an ihrer peripheren Kante verzahnt werden, und wenn die Zähne
der Verzahnung der Ausräumschläger gegeneinander versetzt werden. Wenn beispielsweise
bei zwei diametral gegenüberstehenden Ausräumschlägern jeder Zahn des einen Ausräumschlägers
in eine Lücke des anderen Ausräumschlägers fällt, ist der Kraftaufwand zum Freihalten
des Mahlraums besonders gering, so daß Blockaden nicht auftreten können.
[0016] Gemäß weiterer Erfindung wird als Produktzuführung zum Schlägerrad ein in die Mühlentür
integrierter Konus vorgesehen. Der sich in Richtung auf das Schlägerrad öffnende Konus
verhindert ein Zubacken des Produkteinlasses auch bei einem zum Verkleben neigenden
Produkt. Der Außendurchmesser des Konus soll an der dem Schlägerrad zugewandten Seite
geringfügig kleiner als der Durchmesser des Schlägerrades sein, um zu vermeiden, daß
aus dem am Umfang des Schlägerrades vorgesehenen Mahlraum bereits vermahltes aber
nach wie vor zum Verbacken neigendes Produkt in den Einführkonus zurückgedrückt wird.
Aus demselben Grunde soll der Abstand zwischen Konus und Schlägerrad so gering, wie
ohne gegenseitige Reibung möglich, gehalten werden.
[0017] Mit einer in vorstehender Weise ausgerüsteten und aufgebauten Mühle können Produkte,
die zum Verkleben und Anbacken neigen, also beispielsweise die abgesiebten Grobanteile
von frisch getrocknetem Waschpulver, störungsfrei ohne Verstopfung des Zu- und Auslaufes
sowie ohne Blockaden des Schlägerrades vermahlen werden. Eine solche Mühle eignet
sich auch zum Vermahlen weniger klebender Produkte, ihr besonderer Vorteil tritt aber
bei Verarbeitung von stark zum Anbacken und Verkleben neigenden Produkten besonders
hervor.
[0018] Die Ausstattung des Schlägerrades mit einem oder mehreren radial vorstehenden Ausräumschlägern
ist unabhängig von der Durchmesserdifferenz von Schlägerrad und Innenumfang des Mühlengehäuses
vorteilhaft. Auch wenn, beispielsweise zum Vermindern der durch die Mühle geförderten
Luftmenge, ein relativ kleines Schlägerrad vorgesehen wird, ist es für eine wirtschaftlich
befriedigende Standzeit wesentlich, dieses Schlägerrad erfindunsgemäß mit mindestens
einem in radialer Richtung überstehenden Ausräumschläger auszustatten, der die dem
Schlägerrad zugeordnete Mahlbahn auf dem sich an den Innenumfang des Mühlengehäuses
anbackenden Produkt selbst bildet und der den Mahlraum dauerhaft freihält. Nach einer
relativ kurzen Betriebszeit arbeitet eine solche Mühle so, als sei das Mühlengehäuse
im Durchmesser vermindert. Dem verkleinerten Schlägerrad müssen die Abmessungen der
Produktzuführung angepaßt werden.
[0019] Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten
der Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt eines Schlägerrades senkrecht zur Drehachse der Mühle;
Fig. 2 einen Schnitt einer Mühle parallel zur Achse des Schlägerrades;
Fig. 3 einen Schnitt senkrecht zur Achse der Mühle nach Fig. 2; und
Fig. 4 den schematischen Aufbau einer Überschlagsvermahlung von Waschpulver.
[0020] In Fig. 1 wird ein innerhalb der am Innenumfang eines Mühlengehäuses vorgesehenen
Mahlbahn 1 um eine horizontale Achse 2 drehbar gelagertes Schlägerrad 3 einer Schlagmühle
im Prinzip dargestellt. Das Schlägerrad 3 besitzt eine Vielzahl von Schlägern 4, die
den bei Rotation definierten Umfang 6 des Schlägerrades 3 mit ihrer peripheren Kante
beschreiben.
[0021] Um einen Mahlraum 8 zwischen Mahlbahn 1 und Umfang 6 freizuhalten, werden im Ausführungsbeispiel
zwei Schläger in der Funktion als Ausräumschläger 9 in radialer Richtung so weit vergrößert,
daß sie bis an die (vorgesehene) Mahlbahn 1 heranreichen. Wenn also die Mahlbahn
1 nicht unmittelbar durch das Material des Mühlengehäuses sondern durch anbackendes
Produkt gebildet wird, bestimmen die peripheren Kanten 10 der Ausräumschläger 9 die
Mahlbahn 1.
[0022] Ein Ausführungsbeispiel einer Schlagmühle wird anhand der Fig. 2 und 3 erläutert.
Die Mühle besitzt ein Mühlengehäuse 11, innerhalb dessen ein Schlägerrad 3 rotierbar
um eine Achse 2 gelagert wird. Das Schlägerrad 3 wird über ein Welle 12 von außerhalb
angetrieben. Es besitzt eine Vielzahl von Schlägern 4 und diametral zwei über seinen
Umfang 6 überstehende Ausräumschläger 9, die den Mahlraum 8 und damit die Mahlbahn
1 freihalten oder bzw. definieren.
[0023] Die im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Ausräumschläger 9 besitzen nach Fig. 2 eine
Verzahnung 13, deren Zähne 14 und Lücken 15 so gegeneinander versetzt sind, daß in
Umfangsrichtung immer ein Zahn 14 und eine Lücke 15 zusammentreffen.
[0024] Der Schnitt von Fig. 2 zeigt auch eine insgesamt mit 16 bezeichnete Produktzuführung,
die in eine Mühlentür 17 integriert und als zum Schlägerrad 3 hin geöffneter Konus
18 ausgebildet wird. Der Außendurchmesser d des Konus 18 an seiner dem Schlägerrad
3 zugewandten Seite soll geringfügig kleiner sein als der Durchmesser D des Schlägerrades
3. Außerdem wird der Abstand a zwischen Konus 18 und Schlägerrad 3 so gering wie möglich
gehalten. Durch die Wahl der relativen Größen d/D und durch den möglichst kleinen
Abstand a wird verhindert, daß aus dem Mahlraum 8 frisches und nach wie vor zum Verbacken
neigendes Mahlgut in die Produktzuführung 16 zurückgedrückt wird und die Zuführung
verstopfen kann. Das Mahlgut soll normalerweise in radialer Richtung, beispielsweise
- wie in Fig. 2 dargestellt - durch einen an der Unterseite vorgesehenen Ausgang 19
in Pfeilrichtung abgeführt werden.
[0025] Fig. 4. zeigt ein Beispiel einer Anwendung der Schlagmühle nach Fig. 1 bis 3. Bei
der Herstellung von Waschmitteln im Sprühtrocknungsverfahren entsteht ein Turmpulver
mit breitem Kornspektrum und gemischt mit Agglomeraten, Bruchstücken und Wandansätzen
im Austrag des Trockners. Zum Erreichen eines qualitätsgerechten Kornspektrums werden
die Grobanteile des Turmpulvers als Überschlag abgesiebt. Sie gelangen beispielsweise
vom Sieb 20 5. G (G = Obergeschoß) eines Trockenturms in eine erfindungsgemäße Mühle
21, die sich beispielsweise im 4. G des Trockenturms befinden kann. Der Auslauf der
Mühle 21 kann im 3. G mit einer Leitung 23, die das Mahlprodukt zurück zum im 2. G
des Trockenturms befindlichen Turmaustragsband 25 führt, verbunden werden. Zusammen
mit dem in Pfeilrichtung 26 herantransportierten Turmpulver 27 wird es dann in einer
Förderanlage 28 erneut in Pfeilrichtung 29 zu den Sieben des Turms gefördert und danach
ein zweites Mal auf dem Sieb 20 abgesiebt, so daß noch zu grobe Teile erneut abgetrennt
und vermahlen werden können.
Bezugszeichenliste
[0026]
1 = Mahlbahn
2 = Achse
3 = Schlägerrad
4 = Schläger
6 = Umfang (3)
7 = periphere Kante (4)
8 = Mahlraum
9 = Ausräumschläger
10 = periphere Kante (9)
11 = Mühlengehäuse
12 = Welle
13 = Verzahnung
14 = Zahn
15 = Lücke
16 = Produktzuführung
17 = Mühlentür
18 = Konus
19 = Ausgang
20 = Sieb
21 = Mühle
23 = Leitung
25 = Turmaustragsband
26 = Pfeil
27 = Turmpulver
28 = Förderanlage
29 = Pfeil
1. Schlagmühle mit einem in einem Mühlengehäuse (11) auf einer horizontalen Achse
(2) gelagerten Schlägerrad (3), wobei der Umfang (6) des Schlägerrades (3) mit einer
Vielzahl etwa radial ausgerichteter Schläger (4) bestückt ist und den Schlägern (4)
am Innenumfang des Mühlengehäuses (11) eine vom Produkt gebildete Mahlbahn (1) gegenübersteht
und wobei das Mühlengehäuse (11) eine etwa senkrecht zu der horizontalen Achse (2)
stehende Mühlentür (17) besitzt,
dadurch gekennzeichnet, daß den Schlägern (4) direkt die vom Produkt gebildete Mahlbahn (1) gegenübersteht
und mindestens ein Schläger in der Funktion als Ausräumschläger (9) radial weiter
nach außen vorspringt als der Rest der Schläger (4).
2. Mühle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr symmetrisch am Schlägerrad (3) verteilte Schläger (4) als Ausräumschläger
(9) radial weiter nach außen vorspringen als der Rest der Schläger (4).
3. Mühle nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausräumschläger (9) an ihrer peripheren Kante (10) verzahnt sind.
4. Mühle nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (14) der Verzahnung (13) der Ausräumschläger (9) gegeneinander versetzt
sind.
5. Mühle nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei diametral gegenüberstehenden Ausräumschlägern (9) jeder Zahn (14) des
einen Ausräumschlägers (9) in eine Lücke (15) des anderen Ausräumschlägers (9) fällt.
6. Mühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß als Produktzuführung (16) zum Schlägerrad (3) ein in die Mühlentür (17) integrierter
Konus (18) vorgesehen ist.
7. Mühle nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (d) des Konus (18) an seiner dem Schlägerrad (3) zugewandten
Seite kleiner als der Durchmesser (D) des Schlägerrades (3) ist.
8. Mühle nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) zwischen Konus (18) und Schlägerrad (3) so klein wie ohne störende
Reibung gerade möglich vorgegeben ist.
9. Mühle nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mühle zum Zerkleinern von Waschpulveranteilen in den Prozeß der Waschmittelsprühtrocknung
integriert angeordnet ist.