[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 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.
[0003] Die Aufgabe der Erfindung bezieht sich auf eine schnellere und effektivere Einbringung
von Mahlhilfsmitteln aller Größenordnungen in Rührwerksmühlen.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0005] Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.
[0006] 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.
[0007] 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.
[0008] 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
[0009] 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.
[0010] Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen zu entnehmen.
[0011] 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
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
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.