Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nassmahlen von Feststoffpartikeln in Flüssigkeiten mittels einer Rührwerksmühle bestehend aus mindestens einer Mahlkörper enthaltenden Mahlkammer, mindestens einem Rotor, wobei die Mahlkammer und der Rotor mittels mindestens eines Antriebs unabhängig voneinander in Rotation versetzbar sind und das Mahlgut über eine Hohlwelle in die Mahlkammer oder via Mahlkammer von aussen in die Mahlkammer einleitbar ist.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung ist aus der DE-AS 12 23 236 bekannt. Es handelt sich hierbei um eine Rührwerkskugelmühle, in der die Trennung des Mahlgutes vom Grobgut allein durch die Wirkung der Zentrifugalkräfte möglich ist. Das Mahlgut tritt unter Abscheidung des Grobgutes in eine Beruhigungskammer ein und danach durch eine Fantgasse aus. Statt der vorgesehenen Zentrifugalscheidung können auch oberhalb der Rührscheiben in einem Rührwerktrog zylindrische, axial verlaufende oder konisch gestaltete Trennsiebe verwendet werden. Bei dieser Anordnung wird das Mahlgut an mehreren Ebenen innerhalb des Rührwerktrogs aus diesem ausgeschieden. Demzufolge wird das Mahlgut, welches durch Siebe, die oberhalb der höchsten Rührscheiben, in Richtung des Pfeiles a nach oben gesehen, angeordnet sind, feiner vermahlt als das Mahlgut, welches durch die Siebe, die in der untersten Ebene vorgesehen sind, aus der Mahlkammer austritt.

Ein weiteres Verfahren und eine weitere Vorrichtung der erfindungsgemässen Gattung ist in der DE 39 43 765 C2 beschrieben. Die Rührwerksmühle weist einen Mahlbehälter und einen Rührwerksrotor mit vertikaler Rotorachse, zwischen denen sich ein Mahlbehälter enthaltender, rotationssymetrischer Mahlraum befindet, auf. Das Mahlgut wird in den Mahlraum durch die Einlassöffnungen eingeführt und in einem Pumpenabschnitt, der oberhalb des Rührwerksrotors angeordnet ist, radial nach aussen bewegt. Danach läuft das Mahlgut um den Aussenumfang des scheibenförmigen Rührwerksrotors herum durch und wird anschliessend allgemein wieder radial nach innen zu einem Umlaufabschnitt geführt. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist der lange Weg des Mahlguts, von der Einlassöffnung durch die Pumpenabschnitte oberhalb des Rotors, die Beruhigungsabschnitte unterhalb des Rotors bis entweder zu einem Sieb, der unterhalb der Beruhigungsabschnitte angeordnet ist, oder zu dem oben erwähnten Umlaufabschnitt. Das unterhalb der Verfahrenszone angeordnete Sieb kann durch die schweren, aus dem Schüttgutstrom ausgeschiedenen Grobteilchen verstopft werden.

In der DE 196 14 295, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, wird das Mahlgut nach Durchströmen der Mahlkörperschicht über Auslassöffnungen aus der Mahlkammer weggeschleudert und gelangt anschliessend in einen Auffangbehälter. An der Aussenseite der Mahlkammer sind über den Auslassöffnungen abschirmende, zu der Behälterwand geöffnete Abdeckungen angebracht, die bis zum Umfang der Mahlkammer reichen, so dass das Mahlgut infolge der Zentrifugalkräfte nach aussen spritzen kann. Als nachteilig hat sich erwiesen, dass infolge der starken Zentrifugalkräfte innerhalb der Mahlkammer zu grosser Verschleiss eintritt.

In der DE 44 19 919 ist eine Rührwerksmühle mit einer äusseren Trennvorrichtung in einem Wandbereich der Mahlkammer und einer weiteren inneren Trennvorrichtung im Bereich einer zentralen Öffnung im unteren Bereich der Mahlkammer beschrieben. Als nachteilig hat sich erwiesen, der grosse konstruktive Aufwand, sowie eine Verkleinerung des effektiven Zentrifugalfeldes.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin die Nachteile des Standes der Technik zu verringern, d.h. Vereinfachung der Prozessführung, Vermeidung der teuren Kühlvorrichtungen in der eigentlichen Mahlvorrichtung und die Anwendbarkeit auf ein möglichst breites Spektrum des zu verarbeitenden Mahlgutes.

Ferner liegt die Aufgabe der Erfindung insbesondere darin, die Verpressung der Mahlkörper zu optimieren und damit den Verschleiss aller sich drehenden Teile zu reduzieren. Durch Optimieren der Verpressung wird auch ein hoher Vermahlungsgrad erreicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der Ansprüche dadurch gelöst, dass die in der Mahlkammer befindlichen Mahlkörper in Richtung steigenden Radius stark komprimiert werden, wobei das Mahlgut einmalig entgegengesetzt von aussen nach innen die verbleibende Mahlkörperschicht durchströmt und lockert, und darauf über Auslassöffnungen nach aussen geschleudert wird. Die Erfinder haben aufgrund zahlreicher Untersuchungen erwiesen, dass ein optimal zermahltes, homogenes Mahlgut aus der Mahlkammer austreten wird, wenn die Zentrifugalkraft der Mahlkammer ggf. die Verpressung der Mahlkörper und die Strömung des Mahlgutes so miteinander abgestimmt sind, dass sie im Gleichgewicht stehen. Ferner hat sich als vorteilhaft erwiesen, in der Mahlkammer unterhalb der Auslassöffnungen Trennvorrichtungen anzuordnen. Die Öffnungen der Siebe werden so abgestimmt, dass nur das Mahlgut mit den vorherbestimmten Durchmesserverteilungen gefördert wird, und dass die kugeligen Mahlkörper in dem konischen Bereich der Mahlkammer verbleiben.

Diese Abstimmung wird mit den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 gelöst. Die Zentrifugalkraft der Mahlkammer ist eine Funktion der Drehzahl der Trommel und ist in Abhängigkeit des Drehmomentes der Welle geregelt. Demgegenüber ist die Strömungskraft des Mahlgutes eine Funktion von Volumenstrom und Viskosität des Mahlgutes und ist ebenfalls in Abhängigkeit des Drehmomentes der Welle geregelt.

Vorteilhaft liegt die Trennvorrichtung im Zentrifugalfeld, so dass Grobteilchen, die nicht nach aussen weggeschleudert werden, automatisch im Zentrifugalfeld verbleiben und in den Zerkleinerungsprozess miteinbezogen werden. Dieser Effekt kann mit der Siebanordnung in der DE 39 43 765 C2, die unterhalb der Verfahrenszone vorgesehen ist, nicht erreicht werden.

Zweckmässig ist die Trennvorrichtung drehend an der Mahlkammer, ggf. dem Rotor angeordnet.

Vorteilhaft ist die Rührwerksmühle direkt in einem Auffangbehälter für das Mahlgut angeordnet oder mit einer Leitungsanordnung verbunden.

Zweckmässig wird in der Mahlkammer ein Zentrifugalfeld gebildet, dessen Dimensionen derart sind, dass das Verhältnis seiner radialen Länge zur axialen Höhe im Bereich grösser als 4:1 liegt.

Vorteilhaft ist die Mahlkammer vertikal stehend oder horizontal liegend angeordnet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und ihren Kombinationen.

Zur Stützung der Ansprüche werden im folgenden einige Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

• Fig. 1 eine Schnittzeichnung einer Rührwerksmühle
• Fig. 2 ein Beispiel einer Trennvorrichtung
• Fig. 3 schematisch ein Zentrifugalfeld in einer Mahlkammer
• Fig. 4 eine Leitungsanordnung der Vorrichtung.
• Fig. 5 ein weiteres Beispiel einer Trennvorrichtung

Fig. 1 stellt eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer Rührwerksmühle dar. Die Rührwerksmühle besteht aus einer Mahlkammer 1 mit einem Rotor 2. Die Mahlkammer 1 wird über einen Antrieb 8' und eine Hohlwelle 5' angetrieben. In der Hohlwelle 5' befindet sich eine weitere Hohlwelle 5 für den Rotor 2, der über den Antrieb 8 angetrieben wird. Die Mahlkammer 1 ist mit Mahlkörpern 3 gefüllt. Das Mahlgut 4 gelangt durch die Hohlwelle 5, durch die seitlichen Öffnungen 39 der Hohlwelle 5, durch die Hohlräume 26 im Rotor 2 in die Mahlkammer 1. Das Mahlgut 4 gelangt anschliessend am Umfang des Rotors 2 durch die Mahlkörper 3 in den Innenraum der Mahlkammer 1. Am oberen Ende der Mahlkammer 1 befinden sich Öffnungen 11, die als Austrittsöffnungen für das behandelnde Mahlgut dienen. An der Aussenseite der Mahlkammer 1 sind über die Öffnungen 11 abschirmende Abdeckungen 30 angebracht, die bis zum Umfang der Mahlkammer 1 reichen, so dass das Mahlgut infolge der Zentrifugalkräfte nach aussen spritzen kann.

Unterhalb der Auslassöffnungen 11 sind Trennvorrichtungen (Siebe) 110 an der inneren Wand der Mahlkammer 1 angeordnet. Diese Trennvorrichtungen 110 liegen in einem Zentrifugalfeld 70, das in der Mahlkammer 1 zwischen der inneren Wand der Mahlkammer und der äusseren Wand des Rotors 2 gebildet wird. Die Öffnungen der Siebe (nicht gezeigt) sind so abgestimmt, dass nur das Mahlgut 4 mit den vorherbestimmten Durchmesserverteilungen gefördert wird, wobei die kugeligen Mahlkörper 3 und die Grobteilchen in der Mahlkörperschicht in der Mahlkammer verbleiben. Damit werden die Grobteilchen in den Zerkleinerungsprozess automatisch miteinbezogen.

Die ganze Rührwerksmühle ist direkt in einem Auffangbehälter 14 angeordnet. Dieser kann mit einer Kühlung (nicht gezeigt) versehen sein. Mittels einer Pumpe wird das Mahlgut 4 über eine Leitung aus dem Auffangbehälter 14 in einen Kreislauf durch den Prozess geführt.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Mahlgut 4 gelangt via Mahlkammer 1 durch die Einlassöffnungen 122 in die Mahlkammer und verlässt diese durch die seitlichen Öffnungen 39 an der Hohlwelle 5. Die Trennvorrichtungen 110 sind drehend an dem Rotor 2 und innerhalb der Mahlkammer angeordnet.

Fig. 3 zeigt schematisch das Zentrifugalfeld 70, das zwischen der Mahlkammer 1 und dem Rotor 2 gebildet wird. Die Zentrifugalkraft der Mahlkammer Z_M ggf. die Verpressung der Mahlkörper K_V und die Strömung des Mahlgutes K_st sind so miteinander abgestimmt, dass sie im Gleichgewicht stehen.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Rührwerksmühle, die mit einer Leitungsanordnung 121 verbunden ist. Die Auslassöffnungen 11 an der Mahlkammerwand und die Trennvorrichtungen 110 sind oberhalb und unterhalb des Rotors 2 vorgesehen. Darüber hinaus ist eine Kreisfahrweise möglich, was mit den gerichteten Pfeilen in Fig. 4 angedeutet wird. In der Verfahrenszone können Rührwerkzeuge 6 an der Mahlkammer 1 und am Rotor 2 vorhanden sein.

Fig. 5 zeigt eine Rührwerksmühle mit kombinierter Trennvorrichtung. Das Voneinandertrennen von den Mahlkörper 3 und dem Mahlgut 4 in der Mahlkammer 1 erfolgt entweder durch einen Reibspalt 111, 112 oder eine Kombination aus dem Reibspalt und drehendem Sieb (111, 112, 110).

Die Reibspaltweite ist so abgestimmt, dass nur das Mahlgut 4 mit den vorherbestimmten Durchmesserverteilungen gefördert wird, wobei die kugeligen Mahlkörper 3 und die Grobteilchen in der Mahlkörperschicht in der Mahlkammer verbleiben.

Das behandelnde Mahlgut wird infolge der Zentrifugalkraft über die Öffnung 114 am unteren Ende der Mahlkammer 1 nach aussen gespritzt.

Die Reibspaltweite kann variabel zu Null und Mahlkörperdurchmesser gewählt werden, wobei der Reibspalt axial oder radial innerhalb verlaufen kann.

1 Mahlkammer 2 Rotor 3 Mahlkörper / Mahlkörperschüttung 4 Mahlgut 5, 5' Hohlwellen 6 Rührwerkzeuge 8.8' Antriebe 11, 114 Auslassöffnungen in der Mahlkammer 14 Auffangbehälter 26 Hohlräume im Rotor 30 Abdeckungen 39 seitliche Öffnungen an der Hohlwelle 43, 43' Bremseinrichtungen 70 Zentrifugalfeld (Verfahrenszone) 110 Trennvorrichtung (Siebe) 111, 112 Reibspalt 121 Leitungsanordnung 122 Einlassöffnungen in der Mahlkammer Z_M Zentrifugalkraft der Mahlkammer K_V Verpressung der Mahlkörper K_ST Strömungskraft des Mahlgutes