Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle.
Aus der EP 0 058 886 A2 (entsprechend US-PS 4 496 106) ist eine Rührwerksmühle bekannt, die eine Mahlhilfskörper-Rückführ-Leitung aufweist, die vor einer Mahlhilfskörper-Trenneinrichtung aus dem Mahlbehälter ausmündet und die am anderen Ende des Mahlbehälters wieder in den Mahlraum einmündet. Unmittelbar vor dieser Einmündung mündet eine Mahlgutzuführleitung in die Mahlhilfskörper-Rückführ-Leitung. Die Mahlhilfskörper und auch noch nicht ausreichend zerkleinertes Mahlgut sollen aufgrund der vom Rührwerk erzeugten Zentrifugalwirkung durch die Mahlhilfskörper-Auslaßöffnung ausgeschleudert werden und durch die Mahlkörper-Rückführ-Leitung zurückgeführt werden. Durch die Einmündung der Mahlhilfskörper-Rücklaufleitung in die Mahlgut-Zuführleitung soll eine Saugwirkung erzeugt werden, die die Zentrifugierwirkung noch unterstützt. Außerdem soll eine gute Vormischung von Mahlgut und Mahlhilfskörpern in der Mahlgut-Zuführleitung entstehen. Es hat sich gezeigt, daß durch die Ausgestaltung der bekannten Rührwerksmühle ein zuverlässiger Mahlhilfskörper-Umlauf nicht erreichbar ist. Die Mahlhilfskörper setzen sich in der Mahlhilfskörper-Rückführ-Leitung fest und verbleiben dort. Obwohl derartige Rührwerksmühlen von der Grundkonzeption her erhebliche Vorteile aufweisen, wenn mit hohem Mahlgut-Durchsatz gearbeitet werden soll, bei dem also ein ausgeprägter Transport der Mahlhilfskörper im Mahlraum zur Trenneinrichtung erfolgt, hat sich diese Art von Rührwerksmühlen in der Praxis nicht durchsetzen können, da der Mahlhilfskörper-Umlauf nicht zufriedenstellend arbeitet.
Aus der EP 0 370 022 B1 (entsprechend US-PS 5 062 577) ist eine Rührwerksmühle bekannt, die einen zylindrischen Mahlraum mit einem ebenfalls zylindrischen Innen-Stator aufweist. In den Ringraum zwischen der Wand und dem Innen-Stator taucht ein topfförmiger Rotor ein, der einen ringförmigen Außenmahlraum und einen ringförmigen Innenmahlraum begrenzt, die im Bereich des freien Endes des Rotors durch einen Umlenkraum miteinander verbunden sind. Im Bereich des Rotorbodens sind Überströmkanäle ausgebildet. Diesem Bereich ist auch ein Mahlguteinlaßbereich zugeordnet. Außerdem ist dem Bereich dieser Überströmkanäle eine Mahlhilfskörper-Rückhalteeinrichtung in Strömungsrichtung nachgeordnet. Durch den Mahlguteinlaßbereich wird Mahlgut zugegeben, das zusammen mit Mahlhilfskörpern durch den Außenmahlraum, den Umlenkraum und den Innenmahlraum strömt, wobei es aufgrund der Rotation des Rotors im Zusammenwirken mit den Mahlhilfskörpern gemahlen und dispergiert wird. Die Mahlhilfskörper werden vor Erreichen der Mahlhilfskörper-Rückhalteeinrichtung durch die Überströmkanäle zurück in den Mahlguteinlaßbereich geschleudert. Das Mahlgut tritt durch die Rückhalteeinrichtung aus. Durch diese Ausgestaltung wird eine außerordentlich gleichbleibende Mahlgutfeinheit bei gleichzeitiger weitestgehender Verschleißfreiheit der Rückhalteeinrichtung erreicht, wodurch außerdem Betriebsstörungen ausgeschlossen werden.
Aus der EP 0 146 852 B1 ist eine Rührwerksmühle bekannt, die einen Mahlbehälter mit einer zylindrischen Innenwand und ein zylindrisches Rührwerk aufweist, wobei zwischen dem Rührwerk und der Innenwand des Mahlbehälters ein ringzylindrischer Mahlraum gebildet wird. Das Rührwerk weist an seinem freien Ende einen Hohlraum auf, in den eine Trenneinrichtung hineinragt. In diesem Bereich ist das Rührwerk rings um die Trenneinrichtung herum mit Ausnehmungen versehen, die die von der Stirnseite des freien Wellenendes in den Hohlraum gelangenden Mahlhilfskörper radial wieder in den benachbarten Mahlraum austreten lassen. Es besteht die Gefahr, daß im Bereich des freien Wellenendes, also um den Hohlraum herum, eine Verpressung von Mahlhilfskörpern eintritt.
Aus der SU-PS 737 004 ist eine Rührwerksmühle mit vertikalem Rührwerk bekannt. Das Mahlgut wird im Bereich des Bodens des Mahlbehälters zugeführt und unterhalb des Deckels des Mahlbehälters durch ein Zylindersieb abgezogen. Die Rührwerkswelle ist hohl ausgebildet und zu ihrem freien, dem Boden benachbarten Ende hin offen. Über die Höhe der Rührwerkswelle sind mehrere Öffnungen angebracht. Durch diese Ausgestaltung soll erreicht werden, daß Mahlhilfskörper, die sich am Boden absetzen, durch die Rührwelle hochsteigen und über die Höhe des Mahlraumes verteilt in den Mahlraum abgeschleudert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührwerksmühle zu schaffen, bei der eine Verpressung von Mahlhilfskörpern vermieden wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Rührwerksmühle mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Mahlgut-Zuführöffnung und Mahlgut-Auslaß befinden sich am selben Ende des Mahlraums. Die aus dem käfigartigen Abschnitt ausgeschleuderten Mahlhilfskörper gelangen in den Mahlgut-Einlaßraum, von wo aus sie mit der Mahlgutströmung in den eigentlichen Mahlraum gebracht werden, wo der Mahlprozeß stattfindet. Die Mahlhilfskörper-Rückhaltevorrichtung wird gleichermaßen, wie diejenige nach der EP 0 370 022 B1 (entsprechend US-PS 5 062 577) nicht in einem irgendwie relevanten Maße mit Mahlhilfskörpern beaufschlagt, unterliegt also keinem wesentlichen Verschleiß. Andererseits ist im eigentlichen Mahlraum eine weitestgehend gleichmäßige Mahlhilfskörperverteilung gewährleistet, was zu einer Optimierung des Mahlergebnisses beiträgt und zu einem störungsfreien Betrieb bei hohen Durchsätzen beiträgt, da im Gesamtsystem keine Mahlhilfskörper-Verpressungen auftreten. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können bei Rührwerksmühlen mit vertikalem Rührwerk, horizontalem Rührwerk oder gegenüber der Horizontalen bzw. Vertikalen geneigtem Rührwerk angewendet werden.
Weitere vorteilhafte und zum Teil erfinderische Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich im übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt:
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine liegende Rührwerksmühle. Diese weist in üblicher Weise einen Ständer 1 auf, der auf dem Boden 2 abgestützt ist. An der Vorderseite 3 des Ständers 1 ist ein Tragarm 4 angebracht.
Im Ständer 1 ist ein gegebenenfalls drehzahlregelbarer Antriebsmotor 5 untergebracht, der mit einer Keilriemenscheibe 6 versehen ist, von der über Keilriemen 7 und eine weitere Keilriemenscheibe 8 eine Antriebswelle 9 drehantreibbar ist. Die Antriebswelle 9 ist im Ständer 1 mittels mehrerer Lager 10 drehbar gelagert.
Auf dem Tragarm 4 ist in entsprechenden Aufnahmen 11 ein im wesentlichen zylindrischer Mahlbehälter 12 abgestützt. Der Mahlbehälter 12 weist eine zylindrische Wand 13 auf und ist an einem, dem Ständer 1 zugewandten Ende mittels eines Deckels 14 und am gegenüberliegenden Ende mittels eines Bodens 15 verschlossen. Er umschließt einen Mahlraum 16.
Konzentrisch zur gemeinsamen Mittel-Längs-Achse 17 von Mahlbehälter 12 und Antriebswelle 9 ist im Mahlraum 16 eine Rührwerks-Welle 18 angeordnet, die den Deckel 14 durchsetzt. Der Mahlraum 16 ist mittels Dichtungen 19 zwischen dem Deckel 14 und der Welle 18 abgedichtet. Die Welle 18 ist fliegend, also im Bereich des Bodens nicht mehr gelagert. Sie ist über ihre Länge im Mahlraum 16 mit Rührwerkzeugen 20 versehen, bei denen es sich im vorliegenden Fall um Rührscheiben 21 handelt. In den Rührscheiben 21 können in üblicher Weise Öffnungen 22 ausgebildet sein. Im Boden 15 und zwar benachbart zur Wand 13, ist ein Mahlgut-Zuführstutzen 23 angebracht, der in den Mahlraum 16 mündet. Wie Fig. 2 entnehmbar ist, hat die in den Mahlraum 16 mündende Mahlgut-Zuführöffnung 24 des Zulaufstutzens 23 die Form eines Kreisringabschnitts.
Die Rührwerkswelle 18 ist hohl ausgebildet, d.h. sie weist einen sich über ihre Länge erstreckenden inneren Mahlgut-Mahlhilfskörper-Rückführkanal 25 auf, der als Mahlgut-Mahlhilfskörper-Rückführraum dient und benachbart zum Deckel 14 des Mahlbehälters 12 mittels Einlaßkanälen 26 mit dem Mahlraum verbunden ist. Diese Einlaßkanäle 26 sind vom Mahlraum 16 zum Mahlgut-Mahlhilfskörper-Rückführkanal 25 in Richtung zum Boden 15 hin geneigt, wie Fig. 1 anschaulich entnehmbar ist. Am freien Ende der Rührwerkswelle 18, also benachbart zum Boden 15, ist ein käfigartiger Abschnitt 27 angebracht, der einen Innenraum 28 begrenzt. Der käfigartige Abschnitt 27 wird durch eine an der Rührwerkswelle 18 angebrachte Ringscheibe 29 und einen sich von dieser bis zum Boden 15 erstreckenden Zylinder 30 gebildet, in dem sich parallel zur Mittel-Längs-Achse 17 erstreckende Durchtrittskanäle 31 befinden. Der mit Durchtrittskanälen 31 versehene käfigartige Abschnitt 27 begrenzt zur Wand 13 einen ringförmigen Mahlgut-Einlaßraum, in den die Mahlgut-Zuführöffnung 24 einmündet, die sich über die volle radiale Breite des Einlaßraums 32 erstreckt. Der Zylinder 30 erstreckt sich sehr nah bis an den Boden 15, so daß sich zwischen dem am offenen Ende des Käfigs 27 durch einen Ring 33 abgeschlossenen Zylinder 30 und dem Boden 15 nur ein Spalt 34 sehr geringer Breite a befindet, die im Bereich von weniger als 1 mm bis wenige Millimeter, beispielsweise 3 mm, beträgt. Im Innenraum 28 des Käfigs 27 ist eine Mahlhilfskörper-Rückhalteeinrichtung 35 angeordnet, bei der es sich um ein zylindrisches Spaltsieb 36 handelt. Hieran schließt sich ein den Boden 15 durchsetzender Mahlgut-Auslaß 37 an.
Vor der Einmündung 38 des Hohlraums 25 der Rührwerkswelle 18 in den Innenraum 28 des Käfigs 27 ist an der Ringscheibe 29 eine Umlenkscheibe 39 angebracht, die sich bis in die Nähe des Zylinders 30 erstreckt.
Der Mahlraum 16 ist zu einem wesentlichen Teil mit Mahlhilfskörpern 40 in der Größe von 0,2 bis 3,0 mm, üblicherweise bis 2,0 mm, Durchmesser gefüllt.
Das Mahlgut wird aus einem Vorratsbehälter 41 mittels einer Pumpe 42 durch den Mahlgut-Zuführstutzen 23 in den Einlaßraum 32 eingegeben. Es durchströmt entsprechend den Strömungsrichtungpfeilen 43 zusammen mit den Mahlhilfskörpern 40 den Mahlraum 16 in Richtung zum Deckel 14, wobei Mahlgut und Mahlhilfskörper 40 von den hochtourig angetriebenen Rührwerkzeugen 20 beaufschlagt werden, wodurch in bekannter Weise ein Mahl- und Dispergier-Prozeß stattfindet. Vor dem Deckel 14 wird der Mahlgut-Mahlhilfskörper-Strom umgelenkt und durch die Einlaßkanäle 26 in den Mahlgut-Mahlhilfskörper-Rückführkanal 25 der Rührwerkswelle 18 geleitet, den dieses Gemisch bis zum Eintritt in den Innenraum 28 des Käfigs 27 durchströmt. Die Umlenkscheibe 39 sorgt dafür, daß die Mahlgut-Mahlhilfskörper-Strömung radial nach außen umgelenkt wird, wobei Mahlgut und Mahlhilfskörper 40 in dem Spalt 44 zwischen Ringscheibe 29 und Umlenkscheibe 39 in Drehrichtung 45 der Rührwerkswelle 18 beschleunigt werden. Wenn die Mahlhilfskörper 40 aus dem Spalt 44 benachbart zum Zylinder 30 in den Innenraum 28 des Käfigs 27 eintreten, werden sie radial zur Achse 17 nach außen durch die Durchtrittskanäle 31 in den Mahlgut-Einlaßraum 32 abgeschleudert. Das Mahlgut wird dagegen durch das Spaltsieb 36 und anschließend den MahlgutAuslaß 37 aus der Mühle abgeleitet. Die in den Mahlgut-Einlaßraum 32 geschleuderten Mahlhilfskörper 40 werden von dem durch den Zulaufstutzen 23 zugeführten Mahlgut erfaßt und wieder in den Mahlraum 16 transportiert.
Durch die geschilderten Maßnahmen findet also eine interne Zirkulation der Mahlhilfskörper 40 entsprechend den Strömungsrichtungspfeilen 43 über die volle Länge des Mahlraums 16 statt. Ein Kurzschluß zwischen dem Mahlgut-Zuführstutzen 23 und dem Innenraum 28 des Käfigs 27 ist ausgeschlossen.
In Fig. 3 ist eine Einrichtung 46 zum Reinigen des in der Rührwerkswelle 18 ausgebildeten Mahlgut-Mahlhilfskörper-Rückführkanals 25 von Mahlgut und Mahlhilfskörpern 40 dargestellt. Die Antriebswelle 9 ist gleichermaßen wie die Rührwerkswelle 18 als Hohlwelle ausgebildet und ist mit der Rührwerkswelle 18 drehfest verbunden. In ihr ist eine Schiebehülse 47 in Richtung der Mittel-Längs-Achse 17 verschiebbar geführt. Sie ist gegenüber der Antriebswelle 9 und damit auch gegenüber der Rührwerkswelle 18 unverdrehbar.
An dem außerhalb der Rührwerkswelle 18 und außerhalb der Antriebswelle 9 liegenden Ende der Schiebehülse 47 ist an dieser eine Rohrkupplung 48 mittels eines Lagers 49 drehbar und mittels einer Dichtung 50 abgedichtet befestigt. Diese Rohrkupplung 48 kann also stationär festgehalten werden, wenn Antriebswelle 9 und Rührwerkswelle 18 drehend angetrieben werden.
Die Rohrkupplung 48 ist mit einem Schlauchanschluß 51 versehen, in den ein Schlauch einschraubbar ist, durch den zum Reinigen Druckgas oder Spülflüssigkeit unter Druck zugeführt werden kann.
Die Schiebehülse 47 erstreckt sich über die Verbindung 52 zwischen der Antriebswelle 9 und der Rührwerkswelle 18 hinaus, wobei an diesem Ende der Schiebehülse 47 ein ringförmiger Verschlußkolben 53 angebracht ist. Der Verschlußkolben 53 liegt gegen die Innenwand 54 des Rückführkanals 25 abdichtend an. Hierzu besteht er aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus PTFE oder dergleichen. Die Länge b des Verschlußkolbens 53 in Richtung der Achse 17 ist zumindest etwas größer als der Durchmesser c der Einlaßkanäle 26 bzw. deren Erstreckung in Richtung der Achse 17, so daß mit dem Verschlußkolben 53 die Einlaßkanäle 26 verschlossen werden können, wie in Fig. 3 unten dargestellt ist. Die Schiebehülse 47 ist wiederum um einen Verschiebeweg d zwischen ihren beiden in Fig. 3 oben bzw. unten dargestellten Endlagen verschiebbar, der so groß ist, daß in der einen - in Fig. 3 oben dargestellten - Endlage der Verschlußkolben 53 die Einlaßkanäle 26 nicht abdeckt. In dieser Endlage befindet sich der Verschlußkolben 53 zwischen dem benachbarten Ende der Antriebswelle 9 und den Einlaßkanälen 26. In der anderen - in Fig. 3 unten dargestellten - Endlage, in der die Schiebehülse 47 in den Rückführkanal 25 der Rührwerkswelle 18 eingeschoben ist, deckt der ringförmige Verschlußkolben 53 die Einlaßkanäle 26 ab.
Wenn in der in Fig. 3 unten dargestellten Stellung, in der die Einlaßkanäle 26 durch den Verschlußkolben 53 verschlossen sind, Druckgas oder Spülflüssigkeit unter Druck als Reinigungsmittel durch die Rohrkupplung 48 und die Schiebehülse 47 in den Rückführkanal 25 eingeführt wird, dann fließt dies ausschließlich durch den Rückführkanal 25 und reinigt diesen von Mahlhilfskörpern 40 und Mahlgut. Außerdem wird selbstverständlich auch der Innenraum 28 des käfigartigen Abschnitts 27 und die Mahlhilfskörper-Rückhalteeinrichtung 35 gereinigt. Außerdem erfolgt gegebenenfalls zum Teil eine Reinigung des Mahlgut-Einlaßraumes 32. Eine Dichtung 55 zwischen der Antriebswelle 9 und der Schiebehülse 47 verhindert, daß Druckgas oder Spülflüssigkeit unter Druck zwischen der Antriebswelle 9 und der Schiebehülse 47 nach außen austreten können.
Wenn dagegen die Schiebehülse 47 weitestmöglich aus der Antriebswelle 9 herausgezogen ist, dann befindet sich der Verschlußkolben 53 in der in Fig. 3 oben dargestellten Stellung. Wenn jetzt Druckgas oder Spülflüssigkeit unter Druck zugeführt wird, dann fließt ein Teil hiervon durch den Rückführkanal 25 und führt die bereits geschilderten Reinigungsvorgänge aus. Ein weiterer Teil dieses Reinigungsittels fließt durch die Einlaßkanäle 26 und reinigt diese und fließt dann weiter durch den gesamten Mahlraum 16, wobei dieser und die dort befindlichen Mahlhilfskörper 40 gereinigt werden. Bei beiden geschilderten Reinigungsvorgängen wird die Rührwerkswelle 18 angetrieben.