Rührwerksmühle

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle zum kontinuierlichen Mahlen und Dispergieren von Feststoffen und Flüssigkeiten, wobei das flüssige Mahlgut dem Mahlbehälter 18 von unten zugeführt und am oberen Ende des Mahlbehälters abgeführt wird, bestehend aus einem zylindrischen Mahlbehälter 18 dessen Mahlraum 38 ein Rührwerk aufweist und einem zylindrischen koaxialen um die Rührwelle 14 des Rührwerks angeordneten Einsatz 36 zur Zufuhr von Mahlhilfsmitteln 32. Eine entsprechende vertikale Rührwerksmühle zum kontinuierlichen Mahlen geht auch aus der US 3,226,044 hervor. Hier weist die Rührwerksmühle einen Mahlbehälter auf, in dem ein Schraubenrührwerk angeordnet ist. Die Mahlhilfsmittel, in diesem Fall beispielsweise Metallkugeln oder anderes, sinken während des Mahlprogramms in der Rühwerksmühle in den Bodenbereich des Mahlbehälters ab und werden von hier zusammen mit dem Mahlgut über eine Pumpe zu dem oben offenen Mahlbehälter gefördert. Hier gelangen die Mahlhilfsmittel über einen trichterförmigen Einsatz in den direkten Auslaßbereich. Durch die axiale Verstellung des Trichters wird die Mahlfeinheit des Endproduktes geregelt. Eine Vorrichtung, die das Einbringen der Mahlhilfsmittel in das Mahlgut verbessert, ist hierbei nicht vorgesehen.

[0002] Eine vertikale Rührwerksmühle gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist aus der GB 1 104 547 A bekannt.

[0003] Eine Rührwerksmühle mit einer Vorrichtung zum Zuführen von Mahlkörpern ist auch aus der DE 37 27 863 C1 bekannt. Wie aus den entsprechenden Ausführungsbeispielen hervorgeht, bezieht sich diese Vorrichtung auf den Einsatz von liegenden Rührwerksmühlen mit sogenannten fliegend gelagerten Rührwellen, die an ihrem freien Ende einen Hohlraum aufweisen, in den der mit oder ohne Trenneinrichtung versehene Mahlkugeleinlaß eingeschoben wird. Die Zugabe von Mahlhilfsmitteln während der Mahlphase mit gleichzeitig im Mahlraum erzeugter Mahlhilfsmittel/Mahlgutvermischung wird hier nicht aufgezeigt.

[0004] Die Aufgabe der Erfindung bezieht sich auf eine schnellere und effektivere Einbringung von Mahlhilfsmitteln aller Größenordnungen in Rührwerksmühlen.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0006] Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.

[0007] Entsprechend aller vorteilhaften Ausführungen der Erfindung ist im Bereich des Eintritts der Mahlhilfskörper in den Mahlraum eine Kombination aus Misch- und Zirkulationseinrichtung angeordnet. Von der Größe und dem Material der Mahlhilfsmittel abhängig, erfolgt eine mehr oder weniger notwendige intensive Eintragung der Mahlhilfsmittel.

[0008] In den bevorzugten Ausführungen der Erfindung werden die Mahlhilfsmittel der vertikalen Rührwerksmühle zugegeben und dynamisch in das Mahlgut eingebracht, wobei ein zylindrischer koaxialer Einsatz mindestens über einen Teil seiner Oberfläche Öffnungen aufweist. Durch die radial oder in Richtung zum Mahlraum geneigten Öffnungen strömt Mahlgut in einen ringzylindrischen Raum zwischen der Rührwelle und dem Einsatz und fördert die aufgegebenen Mahlhilfsmittel in den Mahlraum.

[0009] Als strömungserzeugendes Element sind den vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausbildungen Förderelemente zu entnehmen, deren Antrieb über die Rührwelle geschieht. Ein Großteil der beispielsweise dargstellten Förderelemente befindet sich im Mahlraum. Hierbei erzeugen die Förderelemente einen Mahlgutkreislauf. An der Saugseite der Förderelemente saugt es die Mahlhilfsmittel regelrecht in den Mahlraum, wogegen an der Druckseite der Förderelemente das Mahlgut zusätzlich mit Unterstützung des Drucks der Beschickungspumpe in den Einsatz gefördert wird. Durch die dynamische Einbringung von Mahlhilfsmittel verkürzt sich die Zeit der Benetzung von kleinen und kleinsten Mahlhilfsmitteln aus mahlgutgleichem oder fremdem Material. Bei diesen Ausführungen wird die letzte Scheibe auf der Rührwelle im Bereich des Mahlhilfsmitteleinlasses zur Erzeugung einer radialen Strömung eingesetzt, wobei zusätzliche Stifte oder gleichwirkende Elemente die radiale oder axiale Strömungserzeugung unterstützen

[0010] Für besonders kleine Mahlhilfsmittel (≤ 300 µm) und bei mittel- bis hochviskosem Mahlgut kann auch eine Fördereinrichtung vor dem Mahlraum zum Einsatz kommen. Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Rührwelle hierbei z.B. in diesem Bereich ein Fördergewinde auf, das sowohl für die axiale Förderung wie auch für die Vermischung und Umwälzung der Mahlhilfsmittel mit dem Mahlgut sorgt.

[0011] Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen zu entnehmen.

[0012] Es zeigt:

Fig. 1

Ansicht einer vertikalen Rührwerksmühle

Fig. 2

vergrößerter Teilschnitt des Mahlhilfsmittel-Einlaßbereichs

Fig. 3

vergrößterter Teilschnitt des Mahlhilfsmittel-Einlaßbereichs

Fig. 4

vergrößerter Teilschnitt des Mahlhilfsmittel-Einlaßbereichs

Fig. 5

vergrößerter Teilschnitt des Mahlhilfsmittel-Einlaßbereichs

Fig. 6

vergrößerter Teilschnitt des Mahlhilfsmittel-Einlaßbereichs

[0013] Die in Fig. 1 gezeigte vertikale Rührwerksmühle besteht aus einem Ständer 10 in dem der nicht sichtbare Antrieb angeordnet ist. Dieser Antrieb ist über einen hinter der Abdeckung 12 befindlichen Riementrieb mit der Rührwelle 14 verbunden. Durch die im Gehäuse 16 befindliche Kupplung steht die Rührwelle 14 mit der Antriebswelle in Verbindung. Bei Bedarf kann die Rührwelle abgekuppelt und zusammen mit dem Mahlbehälter 18 vom Ständer 10 abgenommen werden, wobei die Halterung 20 gelöst wird. Der auf Rollen 22 stehende Mahlbehälter 18 läßt sich über die Griffe 24 von Hand bewegen. Der Mahlbehälter 18 weist einen Mahlguteinlaß 26 an der unteren Mahlbehälterseite und einen Mahlgutauslaß 28 an der oberen Mahlbehälterseite auf. Das Mahlgut kann hier, ohne vorher eine Trennvorrichtung zu passieren, aus der Rührwerksmühle entweichen. Sollte die Rührwerksmühle keine Trenneinrichtung aufweisen, so geschieht die Abtrennung des Feinguts vom Grobgut durch entsprechende Steuerung des Beschickungsdrucks, in Verbindung mit der erzeugten Kreislaufströmung zum Einbringen der Mahlhilfsmittel. Der in Fig. 1 teilweise aufgeschnittene Mahlbehälter läßt die Rohrleitung 30 für die Zufuhr der Mahlhilfsmittel 32 sowie den Einsatz 36 erkennen, der bis in den Mahlraum reicht.

[0014] Aus der schematischen Darstellung des oberen Teilbereichs des Mahlbehälters nach Fig. 2 läßt sich der Aufbau und das Wirkungsprinzip der Mahlhilfsmitteleintragung entnehmen. Der konische Teil des Einsatzes 36 im Bereich außerhalb des Mahlbehälters 18 erleichtert die Mahlhilfsmittelzugabe. In diesem Bereich umgibt eine Schürze 34 die Rührwelle 14. Die Schürze 34 vermeidet das Ansetzen von Mahlgut und Mahlhilfsmitteln an der Rührwelle. Die Mahlhilfsmittel 32 sinken im Einsatz 36 nach unten und gelangen in den vom Mahlraum 38 abgegrenzten Raum 40 zwischen der Rührwelle 14 und dem mit Öffnungen 42 versehenen Bereich des Einsatzes 36. Hier erzeugt die Scheibe 44 und die Stifte 46 eine radial wirkende Strömung, so daß Mahlhilfsmittel und grobes Mahlgut aus dem Innenraum 40 gesogen und radial abgeleitet werden. Aufgrund des von der Scheibe 44 erzeugten und im Mahlbehälter herrschenden Förderdrucks der Beschickungspumpe fließt das Mahlgut über die Öffnungen 42 zurück in den Innenraum 40, indem der Feinanteil nach oben zum Auslaß und der Grobanteil zurück in den Mahlraum strömt, währenddessen er Mahlhilfsmittel aufnimmt.

[0015] In Abhängigkeit von der Viskosität des Mahlguts, dessen Größe und des Materials des Mahlhilfsmittels, kann, wie in Fig. 3 gezeigt, eine abgewandelte Fördervorrichtung eingesetzt werden. Sie besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einer radialen Scheibe 44 und daran befestigten kurzen Stiften 46. Die Stiftlänge endet hierbei bereits unterhalb der der Scheibe nächstliegenden Öffnungen 42 im Einsatz 36.

[0016] Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird die Zirkulationsströmung von der letzten rotierenden Scheibe 44 auf der Rührwelle 14 und dem Ringansatz 48 erzeugt. Der Ringansatz begrenzt zur Rührwelle 14 hin einen sich verengenden axialen Spalt 50 und zur Scheibe 44 einen radialen Mahl- und Förderspalt 52. Die Spaltweite legt man auch hier nach den Größen-, Viskositäts- sowie den Materialwerten des Mahlguts und des Mahlhilfsmittels aus.

[0017] In Fig. 5 ist der Einsatz 36 doppelwandig ausgeführt. Zur Verlängerung der Einmischzone des Mahlhilfsmittels in das Mahlgut erstrecken sich die Öffnungen 52 in dieser Innenwand 54 bis in ihren konischen Teilbereich. Das von den Mahlscheiben 56 bearbeitete Mahlgut fließt hierbei vom Mahlraum 38 über die Öffnungen 42 im Einsatz 36 in den ringförmigen Kanal 58 und zum Teil direkt in den Innenraum 40. Zusätzlich steigt Mahlgut in den konischen Bereich des Einsatzes und dessen Innenwand auf und tritt erst hier durch die Öffnungen 52 in den differgierenden Teilbereich des Kanals 58 ein. Hiermit wird die Strecke, auf der die Mahlhilfsmittel 32 mit dem Mahlgut intensiv benetzt und vermischt werden, um das 2- bis 5fache verlängert.

[0018] Eine besondere Ausführungsweise offenbart die Fig. 6. Bei dieser Auslegung der Mahlhilfsmittelzuführung wird eine extern radial und axial außerhalb des Einsatzes 36 im Mahlraum befindliche Fördereinrichtung wie in den vorhergehenden Beispielen eingesetzt. Bei Mikromahlhilfsmitteln aus mahlgutfremdem oder gleichartigem Material ist es vorteilhaft, auch eine zusätzliche interne Fördereinrichtung innherhalb des Einsatzes 36 einzusetzen. Für diese Fördereinrichtung in Form einer Gewindebuchse 60, die auf der Rührwelle sitzt, ist demnach kein eigener Antrieb notwendig. Die Länge und die Steigung des Fördergewindes 62 kann entsprechend der Konsistenz des Mahlgutes oder den Eigenschaften der Mahlhilfsmittel abhängig gewählt werden. Möglicherweise kann auch eine unabhängig vom Antrieb der Rührwelle 14 angetriebene interne Fördereinrichtung in Form einer Hülse mit einer Förderschnecke vorgesehen werden.

[0019] Das Fördergewinde erstreckt sich in Fig. 6 zwischen der Unterkante des Einsatzes 36 und dem Übergang der koaxial verlaufenden Innenwand 54 in dem konischen Teil. Der Abstand der Gewindegänge zur Innenseite der Innenwand liegt in einem Bereich von 5-20 mm. Die externe Fördervorrichtung besteht in diesem Beispiel aus einer Scheibe 44 mit axialen Durchlässen und daran aufgesetzten Stiften 46. Die Scheiben-Stiftkombination kann in diesem, wie auch in vorhergehenden Ausführunsbeispielen, durch käfigförmige oder lochkranzförmige Konstruktionen ersetzt werden.

Ansprüche

1. Vertikale Rührwerksmühle zum kontinuierlichen Mahlen und Dispergieren von Feststoffen in Flüssigkeiten, wobei das flüssige Mahlgut dem Mahlbehälter (18) von unten zugeführt und am oberen Ende des Mahlbehälters abgeführt wird, bestehend aus einem zylindrischen Mahlbehälter (18), dessen Mahlraum (38) ein Rührwerk aufweist und einem koaxialen um die Rührwelle (14) des Rührwerks angeordneten Einsatz (36) zur Zufuhr von Mahlhilfsmitteln (32),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einsatz (36), zumindest über einen Teil seiner Oberfläche, Öffnungen (42, 52) aufweist, die den Mahlraum (38) mit dem Innenraum (40) im Einsatz (36) verbinden und einer Fördereinrichtung, die dem Innenraum (40) des Einsatzes (36) Mahlhilfsmittel (32) entzieht und ihm gleichzeitig über Öffnungen (42) Mahlgut zuführt.

2. Vertikale Rührwerksmühle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einsatz (36) und seine mit Öffnungen (52) versehene Innenwand (54) einen Kanal (58) begrenzen.

3. Vertikale Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 2
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einsatz (36) einen trichterförmigen Teilbereich aufweist, in dem entlang der Rührwelle eine zylindrische Schürze (34) angeordnet ist.

4. Vertikale Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einsatz (36) und die Rührwelle (14) einen ringzylindrischen Raum (40) begrenzen, in dem durch die Rotation der Rührwelle (14) Mahlhilfsmittel (32) mit Mahlgut gemischt wird.

5. Vertikale Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rührwelle (14) am Ende des Einsatzes (36) eine Scheibe (44) aufweist.

6. Vertikale Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rührwelle (14) am Ende des Einsatzes (36) einen Rotor mit radial und/oder axial gerichteten Öffnungen aufweist.

7. Vertikale Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 6
dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (44) mehrere Stifte (46) aufweist, die parallel zur Rührwelle (14) verlaufen und deren Länge gleich oder kleiner dem Abstand der zur Scheibe nächstgelegenen Öffnung des Einsatzes (36)ist.

8. Vertikale Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 7
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Fördereinrichtung im Innenraum (40) zwischen dem Einsatz (36) und der Rührwelle (14) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Fördergewinde (32) im Innenraum (38) im Bereich der Öffnungen (42, 52) des Einsatzes (36) angeordnet ist.

10. Vertikale Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 8 oder 9
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fördereinrichtung aus einer mit der Rührwelle (14) verbundenen Gewindebuchse (60) besteht.

Claims

1. Vertical agitator mill for continuous grinding and dispersion of solids in liquids, wherein the liquid material to be ground is fed to the grinding container (18) from below and removed from the upper end of the grinding container, comprising a cylindrical grinding container (18), the grinding chamber (38) whereof comprises an agitator and an insert (36) for supplying grinding aids (32) arranged coaxially around the agitator shaft (14) of the agitator, characterised in that at least over a part of its surface, the insert (36) has openings (42, 52) which connect the grinding chamber (38) to the interior (40) in the insert (36) and a conveying device which withdraws grinding aids (32) from the interior (40) of the insert (36) and at the same time supplies material to be ground to said interior via openings (42).

2. The vertical agitator mill according to claim 1, characterised in that the insert (36) and its inner wall (54) provided with openings (52) define a channel (58) .

3. The vertical agitator mill according to one of claims 1 or 2, characterised in that the insert (36) has a funnel-shaped partial region in which a cylindrical skirt (34) is arranged along the agitator shaft.

4. The vertical agitator mill according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the insert (36) and the agitator shaft (14) define an annular cylindrical space (40) in which grinding aid (32) is mixed with material to be ground through the rotation of the agitator shaft (14).

5. The vertical agitator mill according to any one of claims 1 to 4, characterised in that the agitator shaft (14) has a disk (44) at the end of the insert (36).

6. The vertical agitator mill according to any one of claims 1 to 5, characterised in that the agitator shaft (14) has a rotor with radially and/or axially directed openings at the end of the insert (36).

7. The vertical agitator mill according to any one of claims 1 to 6, characterised in that the disk (44) has a plurality of pins (46) which run parallel to the agitator shaft (14) and whose spacing is the same as or smaller than the distance from the opening of the insert (36) nearest to the disk.

8. The vertical agitator mill according to any one of claims 1 to 7, characterised in that a conveying device is arranged in the interior (40) between the insert (36) and the agitator shaft (14).

9. The vertical agitator mill according to claim 8, characterised in that a conveyor screw (32) is arranged in the interior (38) in the area of the openings (42, 52) of the insert (36).

10. The vertical agitator mill according to any one of claims 8 or 9, characterised in that the conveying device consists of a threaded bushing (60) connected to the agitator shaft (14).

Revendications

1. Broyeur agitateur vertical pour le broyage en continu et la dispersion de matières solides dans des liquides, le produit broyé liquide étant amené par le bas au récipient de broyage (18) et étant évacué par l'extrémité supérieure du récipient de broyage, le broyeur se composant d'un récipient de broyage cylindrique (18), dont l'espace de broyage (38) présente un mélangeur et un insert (36) disposé coaxial autour de l'arbre du mélangeur (14) pour l'amenée d'adjuvants de broyage (32),
caractérisé en ce que,
l'insert (36), présente sur au moins une partie de sa surface des ouvertures (42, 52) qui relient l'espace de broyage (38) à l'espace intérieur (40) dans l'insert (36) et un dispositif de transport prélève des adjuvants de broyage (32) hors de l'espace intérieur (40) de l'insert (36) et lui amène en même temps le produit broyé par des ouvertures (42).

2. Broyeur agitateur vertical selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
l'insert (36) et sa paroi intérieure (54) munie d'ouvertures (52) délimitent un canal (58).

3. Broyeur agitateur vertical selon l'une des revendications 1 à 2,
caractérisé en ce que
l'insert (36) présente une zone partielle en forme d'entonnoir dans laquelle est disposé un tablier cylindrique (34) le long de l'arbre mélangeur.

4. Broyeur agitateur vertical selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
l'insert (36) et l'arbre mélangeur (14) délimitent un espace cylindrique (40) où la rotation de l'arbre mélangeur (14) mélange des adjuvants de broyage (32) au produit de broyage.

5. Broyeur agitateur vertical selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que
l'arbre mélangeur (14) présente à l'extrémité de l'insert (36) un disque (44).

6. Broyeur agitateur vertical selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que
l'arbre mélangeur (14) présente à l'extrémité de l'insert (36) un rotor avec des ouvertures orientées axialement et /ou radialement.

7. Broyeur agitateur vertical selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que
le disque (44) présente plusieurs broches (46) qui s'étendent parallèlement à l'arbre agitateur (14) et dont la longueur est inférieure ou égale à la distance de l'ouverture de l'insert (36) la plus proche du disque.

8. Broyeur agitateur vertical selon l'une des revendications 1 à 7
caractérisé en ce qu'
un dispositif de transport est disposé dans l'espace intérieur (40) entre l'insert (36) et l'arbre mélangeur (14).

9. Dispositif selon la revendication 8
caractérisé en ce que,
qu'une vis de transport sans fin (32) est disposée dans l'espace intérieur (38) dans la zone des ouvertures (42, 52) de l'insert (36).

10. Broyeur agitateur vertical selon l'une des revendications 8 ou 9,
caractérisé en ce que
le dispositif de transport se compose d'un manchon fileté (60) relié à l'arbre mélangeur (14).

Zeichnung