[0001] Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührwerksmühle zu schaffen, bei der
eine Verpressung von Mahlhilfskörpern vermieden wird.
[0007] 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.
[0008] Weitere vorteilhafte und zum Teil erfinderische Ausgestaltungen ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
[0009] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich im übrigen
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Rührwerksmühle in schematischer Ansicht im vertikalen Längsschnitt,
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch die Rührwerksmühle gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1
und
- Fig. 3
- eine Einrichtung zum Reinigen der Hohlwelle der Rührwerksmühle.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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.
[0021] 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.
[0022] 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.
[0023] 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.
[0024] 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.
1. Rührwerksmühle,
mit einem mit einer zylindrischen Wand (13) und einer ersten Stirnwand (Deckel 14)
und einer zweiten Stirnwand (Boden 15) einen Mahlraum (16) begrenzenden Mahlbehälter
(12),
mit einem in dem Mahlbehälter (12) angeordneten Rührwerk, das eine außerhalb des Mahlraums
(16) fliegend gelagerte, im Mahlraum (16) mit einem freien Ende endende Rührwerkswelle
(18) und an dieser angebrachte Rührwerkzeuge (20) aufweist,
mit einem Antriebsmotor (5) zum hochtourigen Antrieb des Rührwerks, mit einem an dem
freien Ende der Rührwerkswelle (18) benachbart zur zweiten Stirnwand (15) angebrachten,
einen Innenraum (28) begrenzenden käfigartigen Abschnitt (27),
mit einem ringzylindrischen Mahlgut-Einlaßraum (32) zwischen dem einen Innenraum (28)
begrenzenden käfigartigen Abschnitt (27) und der Wand (13) des Mahlbehälters (12),
mit einer zumindest benachbart zur zweiten Stirnwand (15) des Mahlbehälters (12) angeordneten,
in den ringzylindrischen Mahlgut-Einlaßraum (32) einmündenden Mahlgut-Zuführöffnung
(24),
mit einer im Innenraum (28) des käfigartigen Abschnitts (27) angeordneten Mahlhilfskörper-Rückhalteeinrichtung
(35),
mit einem sich an die Mahlhilfskörper-Rückhalteeinrichtung (35) anschließenden, die
zweite Stirnwand (15) durchsetzenden Mahlgut-Auslaß (37),
mit einem in der Rührwerkswelle (18) ausgebildeten, benachbart zu der ersten Stirnwand
(14) des Mahlbehälters (12) mit dem Mahlraum (16) über mindestens einen Einlaßkanal
(26) in der Rührwerkswelle (18) verbundenen und mit einer Einmündung (38) in den Innenraum
(28) des käfigartigen Abschnitts (27) einmündenden Mahlgut-Mahlhilfskörper-Rückführraum
(25),
mit im käfigartigen Abschnitt (27) ausgebildeten, den Innenraum (28) mit dem Mahlgut-Einlaßraum
(32) verbindenden Durchtrittskanälen (31).
2. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, wobei die Mahlhilfskörper-Rückhalteeinrichtung (35)
als in den Innenraum (28) ragendes Zylinder-Sieb (36) ausgebildet ist.
3. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, wobei zwischen der Einmündung (38) des Rückführraums
(25) in den Innenraum (28) und der Mahlhilfskörper-Rückhalteeinrichtung (35) eine
Umlenkeinrichtung (Umlenkscheibe 39) am käfigartigen Abschnitt (27) angebracht ist.
4. Rührwerksmühle nach Anspruch 3, wobei die Umlenkeinrichtung als Umlenkscheibe (39)
ausgebildet ist.
5. Rührwerksmühle nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Umlenkeinrichtung (Umlenkscheibe
39) die Mahlhilfskörper-Rückhalteeinrichtung (35) überdeckt.
6. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, wobei der käfigartige Abschnitt (27) sich bis dicht
an eine Stirnwand (Boden 15) des Mahlbehälters (12) erstreckt.
7. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, wobei die Rührwerkswelle (18) mit einer Einrichtung
(46) zum Reinigen des Rückführraums (25) versehen ist.
8. Rührwerksmühle nach Anspruch 7, wobei die Einrichtung (46) eine außerhalb des Mahlbehälters
(12) angeordnete Rohrkupplung (48) aufweist.
9. Rührwerksmühle nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Einrichtung (46) einen im Rückführraum
(25) angeordneten Verschlußkolben (53) aufweist, der zwischen einer den mindestens
einen Einlaßkanal (26) freigebenden Endlage und einer letzteren verschließenden Endlage
verschiebbar ist.
10. Rührwerksmühle nach Anspruch 9, wobei der Verschlußkolben (53) an einem Ende einer
Schiebehülse (47) angebracht ist, an deren anderem Ende die Rohrkupplung (48) befestigt
ist.