DE10048176C2 - Schrotmühle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schrotmühle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Schrotmühlen, insbesondere Nass-Schrotmühlen, z. B. für die Herstellung von Biermaische, bereitet das Abpumpen der Mischung des geschroteten Guts und der Flüssigkeit (der Maische) häufig Probleme. Es kommt zu Verstopfungen der Pumpe oder zur sogenannten Brückenbildung in der Gosse, die den Zulauf zur Pumpe dar­ stellt. Solche Probleme treten besonders dann auf, wenn eine Maische mit sehr zäh­ flüssiger Konsistenz hergestellt wird. Es ist in der Praxis durch gesteuerte bzw. ge­ lenkte Flüssigkeitszufuhr zum geschroteten Gut auch im Bereich der Behältergosse versucht worden, das Einströmen der Maische in die Pumpe zu verbessern, oder langsam bzw. schnell laufende Rührwerke in der Behältergosse anzuordnen. Schnelle Rührwerke haben einen negativen Nebeneffekt, indem sie die Einströmung in die Pumpe durch quer gerichtete Komponenten beeinträchtigen, das geschrotete Gut mechanisch unerwünscht stark belasten, und auch Schaum mit sehr kleinen und des­ halb unerwünscht reaktiven Luftbläschen bilden. Selbst wenn anstelle einer kosten­ günstigen und funktionssicheren Kreiselpumpe eine teure und verschleißanfälligere Verdrängerpumpe oder eine Exzenterschneckenpumpe verwendet wird, lassen sich die vorerwähnten Probleme speziell bei zähflüssiger Konsistenz der Mischung nicht zufriedenstellend lösen.

Bekannt ist aus dem Dokument FR 25 06 324 ein Container mit einem konischen Sumpf, der mittels einer Pumpe abgesaugt werden kann. Oberhalb des Sumpfes ist ein Rührwerkpropeller angebracht, der separat angetrieben wird. Hierbei handelt es sich um ein normales Rührwerk.

Die Offenlegungsschrift DE-OS 18 05 708 beschreibt einen Staubehälter, in dem aufge­ stautes Quetschgut-Wassergemisch vor dem Überpumpen durch eine intensive Rührwirkung homogenisiert wird. Dabei kann ein Propeller in dem Staubehälter auf einer verlängerten Welle der Pumpe angeordnet sein. Der Propeller homogenisiert das Gemisch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schrotmühle der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der selbst bei zähflüssiger Konsistenz der Mischung hohe För­ derleistungen störungsfrei und vor allem für das geschrotete Gut schonend und mit minimierten Nebeneffekten erreichbar sind.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Vorsatzläufer (Inducer) der Kreiselpumpe zieht die Mischung aus der Behälter­ gosse sehr gleichförmig und ohne nennenswerten Aufschäumeffekt in die Kreisel­ pumpe, so dass Verstopfungen vermieden werden. Dabei ist der Vorsatzläufer im An­ saugeinlass der Kreiselpumpe angeordnet. In diesem, für den Zulauf der Mischung zur Kreiselpumpe besonders kritischen Bereich kann der Vorsatzläufer seine Wirkung im Hinblick auf das störungsfreie Abpumpen der Mischung aus dem Sammelbehälter der Schrotmühle zuverlässig entfalten. Er fördert sozusagen eine kontinuierliche Säule der Mischung in die Kreiselpumpe, begünstigt das zügige Nachlaufen der Mi­ schung und vermeidet unzweckmäßigen Schaum. Der Vorsatzläufer führt sozusagen eine Zwangszuführung der Mischung aus dem hinsichtlich des Einströmens in die Kreiselpumpe kritischen Bereich der Behältergosse durch. Dabei erzeugt der Vor­ satzläufer keine nennenswerten und das Nachfließen der Mischung behindernden Querströmungskomponenten auf, wird das Aufschäumen der Mischung minimiert, und wird vor allem das geschrotete Gut überraschend schonend in und durch die Kreisel­ pumpe gebracht, was beispielsweise bei Biermaische wichtig für die Qualität des Endprodukts ist.

Es sind zwar Kreiselpumpen mit einem Vorsatzläufer bekannt. Jedoch hat der Vor­ satzläufer dabei nur die Aufgabe, den Kennwert für die quantitative Kavitationsnei­ gung der Kreiselpumpe wesentlich zu verringern.

Besonders zweckmäßig ist der Vorsatzläufer vom Ansaugeinlass bis in die Behälter­ gosse verlängert, so dass dieser verlängerte Abschnitt des Vorsatzläufers als Rüh­ relement für das Gemisch des geschroteten Guts und der Flüssigkeit dient. Der Vor­ satzläufer verhindert die im unteren Teil der Behältergosse leicht auftretende Brückenbildung aus verklebendem oder anhaftendem Gut, ohne nennenswerte Querströ­ mungskomponenten in der Mischung zu erzeugen, die dem zügigen Abfluss der Mi­ schung abträglich wären. Dabei ist es vorteilhaft, mit dem Vorsatzläufer, der bis in die Behältergosse reicht, flankierend ein Spülprinzip für die mit dem geschroteten Gut zu mischende Flüssigkeit einzusetzen, bei dem die Innenwand der Behältergosse per­ manent benetzt oder gespült wird, so dass das geschrotete Gut nicht anhaften kann. Mit der Kreiselpumpe und dem Vorsatzläufer, der bis in die Behältergosse reicht, und ggfs. dem Spülsystem, das die Behältergossenwand permanent spült, lassen sich auch große Förderleistungen der Kreiselpumpe störungsfrei erreichen, und zwar so­ wohl bei Langzeitbetrieb als auch bei intermittierendem Betrieb. Dazu kommt als wün­ schenswerter Gewinn ein sehr guter Gesamtwirkungsgrad der Kreiselpumpe, da durch die gleichmäßige und zwangsweise und schonende Zufuhr der Mischung, auch bei zähflüssiger Konsistenz, Leistungsverluste im Zulauf zur Kreiselpumpe und am Laufrad der Kreiselpumpe minimiert werden.

Baulich einfach wird der Vorsatzläufer am Laufrad oder an der Pumpenwelle der Krei­ selpumpe angeordnet. Der Antrieb der Kreiselpumpe fungiert so auch als Antrieb des Vorsatzläufers. Zweckmäßigerweise ist der Vorsatzläufer austauschbar angebracht, damit sich bei Verschleiß oder einem Schaden am Vorsatzläufer die Kreiselpumpe weiter verwenden lässt.

Herstellungstechnisch einfach weist der Vorsatzläufer an einem zur Laufradwelle koa­ xialen Träger wenigstens eine Schneckenwindung auf. Die Schneckenwindung bietet den Vorteil, das geschrotete Gut mit relativ geringer spezifischer Flächenbelastung an der Schneckenwindung, dem Träger und dem Ansaugeinlass in das Laufrad der Krei­ selpumpe zu fördern. Dies soll nicht ausschließen, den Vorsatzläufer alternativ mit gewölbten Schaufeln oder Schaufeln mit S-Schlag auszustatten.

Um die Förderwirkung des Vorsatzläufers auf die speziellen Anforderungen der Schrotmühle abzustimmen, könnte die Steigung und/oder die radiale Höhe der Schneckenwindungen über die Länge des Vorsatzläufers variieren.

Herstellungstechnisch einfach ist der Träger ein Metallrohr, auf welches die Schnec­ kenwindung in Form eines vorzugsweise kontinuierlichen Metallschneckenprofils aufgeschweißt ist.

Um schädliche Wirbel oder Ablenkkräfte im zum Vorsatzläufer strebenden Gut zu vermeiden, sollte das freie Ende des Trägers einen strömungsgünstigen Abschluss, aufweisen.

Der Vorsatzläufer lässt sich einfach austauschen, wenn er über die Gewindebohrung gegen den Laufradboden gespannt ist.

Für eine gleichmäßige und intensive Zuförderwirkung des Vorsatzläufers ist es zweckmäßig, den Ansaugeinlass zur Kreiselpumpe im wesentlichen zylindrisch aus­ zubilden. Dabei sollte die axiale Länge des Ansaugeinlasses zumindest gleich dem Durchmesser des Vorsatzläufers sein, oder sogar größer. Wie weit sich der Vorsatz­ läufer mit seinem Schneckengang in die Behältergosse hinein erstreckt, und ob gege­ benenfalls der Schneckengang in seiner Höhe und/oder Steigung in der Behältergos­ se abnehmend gestaltet wird, ist unter anderem in Abstimmung auf die Neigung der sich nach unten verjüngenden Behältergosse und auch im Hinblick auf die Konsistenz oder Zusammensetzung der Mischung festzulegen. Im Bereich des Zulaufs zur Pum­ pe wirkt der Inducer als vorgeschaltetes Axialförderorgan.

Um die Brückenbildung bzw. das Anhaften bzw. Verklumpen des Guts in der Behäl­ tergosse zuverlässig zu vermeiden, sollte sich der Vorsatzläufer zumindest seinem Durchmesser entsprechend weit in die Behältergosse hineinerstrecken, oder sogar noch weiter.

Mit einer konkreten Ausführungsform, bei der sich die Schneckenwindung über ca. 720° und über eine axiale Länge entsprechend dem annähernd zweifachen Außen­ durchmesser erstreckt und der Trägerdurchmesser ca. 25% des Außendurchmessers beträgt, lässt sich auch eine sehr zähflüssige Mischung, z. B. Biermaische, störungs­ frei abpumpen. Durch die Verwendung eines solchen Vorsatzläufers lässt sich der Leistungsbedarf der Kreiselpumpe für eine gegebene Förderleistung um bis zu 50% oder gegebenenfalls mehr vermindern.

Das Laufrad der Kreiselpumpe kann ein Kanallaufrad oder ein offenes Laufrad sein. Einem Kanallaufrad ist der Vorzug zu geben, weil nicht nur die Verlustleistung durch teilweises Rückströmen vermieden wird, sondern auch die dadurch bedingte mecha­ nische Mehrbelastung für die Mischung beim Abpumpen unterbleibt, so dass das Ka­ nallaufrad und der Vorsatzläufer die Mischung sehr schonend und mit gutem Wir­ kungsgrad fördern.

Es ist ein wichtiger Gesichtspunkt, dass die Kreiselpumpe mit dem Vorsatzläufer als Baueinheit zur Nachrüstung oder Erstausrüstung solcher Schrotmühlen bereitgestellt werden kann.

Anhand der Zeichnung wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes er­ läutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalteilschnitt einer Schrotmühle, und

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Details aus Fig. 1, in vergrößertem Maßstab. Eine Schrotmühle M, in Fig. 1 insbesondere eine Nass-Schrotmühle zur Herstellung von Biermaische, weist auf einem trichter- oder pyramidenförmigen Sammelbehälter 1 ein Walzwerk W und eine Zufuhr 2 für Mahlgut sowie Zuführungen 3 für eine mit dem geschroteten Gut zu mischende Flüssigkeit, z. B. Wasser oder Brauwasser, auf. Der Sammelbehälter 1 verjüngt sich nach unten über eine Behältergosse 4 bis zu einem kragenartigen Übergang 5 zu einem im wesentlichen zylindrischen Ansaugeinlass 6 mit einem Innendurchmesser d2. Am unten liegenden Ende des Ansaugeinlasses 6 ist eine Kreiselpumpe P mit vertikaler Pumpenachse vorgesehen, die von einem Motor E, gegebenenfalls über ein Getriebe G, angetrieben wird. Die Kreiselpumpe P weist ein Gehäuse 7 mit einem Auslass 13 auf. Im Gehäuse 7 ist wenigstens ein Laufrad 8 an einer Laufradwelle 10 angeordnet, im gezeigten Ausführungsbeispiel ein sogenanntes Kanallaufrad mit Schaufeln 9, oberen Abdeckungen 11 und einem zentralen axialen Einlass 12, der dem Ansaugeinlass 6 zugewandt ist. Anstelle eines Kanallaufrades, wie gezeigt, könnte auch ein offenes Laufrad verwendet werden.

Mit dem Laufrad 8 ist ein von diesem angetriebener Vorsatzläufer V verbunden, der sich bei der gezeigten Ausführungsform nicht nur über die Länge l1 des Ansaugein­ lasses 6 erstreckt, sondern nach oben bis in die Behältergosse 4 verlängert ist, so dass er über den Kragen 5 um ein Maß l2 übersteht. Der Vorsatzläufer bildet mit sei­ nem innerhalb des Ansaugeinlasses 6 liegenden Abschnitt einen Axialförderer F zum Laufrad 8 und mit seinem in der Behältergosse 4 liegenden Abschnitt ein Rührelement R. Es wäre denkbar, den Vorsatzläufer V nur mit einer Länge entsprechend der Länge l1 des Ansaugeinlasses 6 auszubilden.

Der Vorsatzläufer V weist einen wellenartigen Träger 14 mit wenigstens einer Schneckenwindung 15 auf. Der Außendurchmesser der Schneckenwindung ist mit d1 angegeben und nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser d2 des Ansaugein­ lasses 6. Die Länge l1 des Ansaugeinlasses 6 kann gleich oder größer als der Au­ ßendurchmesser d1 sein. Die Länge l2 kann ebenfalls gleich oder größer als der Au­ ßendurchmesser d1 sein. Bei bestimmten Anforderungen könnte jedoch die Länge l1 auch kleiner als der Außendurchmesser d1 sein, und könnte auch die Länge l2 kürzer als der Außendurchmesser d1 sein.

Die Schrotmühle M ist zweckmäßigerweise mit einem Spülsystem ausgestattet, das nicht näher dargestellt ist, aber im Grundzug aus DE 298 19 864 U1 bekannt ist. Ein wichtiges Merkmal dieses Spülsystems ist, dass die Innenwand der Behältergosse 4 permanent mit Flüssigkeit benetzt oder gespült wird, und dass auch im Zentralbereich beim Zulauf zum Vorsatzläufer V und oberhalb desselben in dem geschroteten Gut stets genügend Flüssigkeit fein verteilt vorhanden ist.

Gemäß Fig. 2 ist der Träger 14 des Vorsatzläufers V in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ein Metallrohr, auf dessen Außenumfang die Schneckenwindungen 15 in Form eines Metallprofilteils, vorzugsweise in kontinuierlicher Ausbildung, aufgeschweißt ist, und zwar entlang der Berührungslinie 21. Das nach oben weisende Ende 16 des Trä­ gers 14 ist mit einer strömungsgünstigen, z. B. gerundeten Hutmutter 17 abgedeckt, die bei 22 festgeschweißt sein kann. In das untere Ende 18 des Trägers 14 ist ein Befestigungseinsatz 19 eingesteckt, der festgeschweißt ist und eine Gewindebohrung 20 enthält. Unter Nutzen der Hutmutter 17 als Montagehilfe lässt sich der Vorsatzläu­ fer V auf den Boden des Laufrades 8 bzw. einen dort vorgesehenen Gewindebolzen aufschrauben. Dies ermöglicht es, wahlweise denjenigen Vorsatzläufer zu installieren, der den Arbeitsbedingungen in der Schrotmühle am besten gerecht wird bzw. einen verschlissenen oder beschädigten Vorsatzläufer rasch und bequem zu ersetzen. Es könnten alternativ zur Hutmutter, zwecks leichter Montage, bei einem Träger in Form einer Welle oder eines dickwandigen Rohres Schlüsselflächen angeformt, z. B., ange­ fräst, sein.

Im Betrieb der Schrotmühle M sammelt sich die Mischung aus dem geschroteten Gut und der Flüssigkeit in der Behältergosse 4. Der Vorsatzläufer V greift von unten in die Mischung ein und zieht zentral sozusagen einen Strang der Mischung zwangsweise in das Laufrad 8 der Kreiselpumpe, und zwar ohne nennenswerte Querströmungs­ komponenten nach außen gegen die Innenwand der Behältergosse 4 zu erzeugen und auch ohne Tendenz zur Schaumbildung. Die Mischung wird sehr schonend bis in den Ansaugeinlass 6 gebracht und darin zügig und nach unten gefördert, ehe sie in das Laufrad 8 eintritt und durch die Schaufeln 9 weggepumpt wird. Der Vorsatzläufer V fördert die Mischung nicht nur für das geschrotete Gut schonend, sondern auch vorwiegend zentral und ohne die Mischung nach außen gegen die Innenwand der Be­ hältergosse 4 zu drücken. Dadurch werden Verstopfungen der Pumpe vermieden und wird auch eine Brückenbildung oberhalb des Ansaugeinlasses ausgeschlossen. Auch bei sehr zähflüssiger Konsistenz der Mischung, z. B. bei einer relativ trockenen Bier­ maische, entsteht ein sehr gleichförmiger und zentraler Förderstrom in die Kreisel­ pumpe und werden Verstopfungen und eine Brückenbildung ausgeschlossen.

Claims (13)

1. Schrotmühle, insbesondere zur Herstellung von Biermaische mit zähflüssiger Kon­ sistenz, mit einem Behälter (1), in dem geschrotetes Gut mit Flüssigkeit vermischt und gesammelt wird, und mit einer mit ihrem Ansaugeinlass (6) an der nach unten verjüngten Behältergosse (4) angeordneten Kreiselpumpe (P) mit etwa vertikaler Pumpenach­ se, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreiselpumpe (P) im Ansaugeinlass (6) einen als Zwangsförderer in die Kreiselpumpe (8) ausgebildeten Vorsatzläufer (V) aufweist, der sich vom Pumpenlaufrad (8) zumindest über die Höhe des Ansaugeinlasses (6) erstreckt.

2. Schrotmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatzläufer (V) als Rührelement (R) für das Gemisch des gemahlenen Guts und der Flüssigkeit vom Ansaugeinlass (6) nach oben bis in die Behältergosse (4) verlängert ist.

3. Schrotmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatzläufer (V) am Laufrad (8) oder an der Laufradwelle (10), ange­ ordnet ist.

4. Schrotmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatzläufer (V) an einem zur Laufradwelle (10) koaxialen Träger (14) wenigstens eine Schnec­ kenwindung (15) aufweist.

5. Schrotmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung und/oder die radiale Höhe der Schneckenwindung (15) in Längsrichtung des Vorsatz­ läufers variiert(en).

6. Schrotmühle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) ein Metallrohr und die Schneckenwindung (15) ein auf das Metallrohr aufgeschweißtes, Metallschneckenprofil ist.

7. Schrotmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) mit einer Montage-Drehhilfe geformt ist, und eine am zur Behältergosse (4) weisenden freien Ende angeschweißte Hutmutter (17) oder eingeformte Schlüsselflä­ chen aufweist.

8. Schrotmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Montage auf dem Laufrad oder der Pumpenwelle in das zum Laufrad (8) weisende Ende (18) des Trägers (14) ein Befestigungseinsatz (19) mit einer Gewindebohrung (20) einge­ schweißt ist.

9. Schrotmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugeinlass (6) zylindrisch ist und eine axiale Länge (l1) ≧ dem Außendurchmesser (d1) des Vor­ satzläufers (V) aufweist.

10. Schrotmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsatzläufer (V) mindestens mit einem dem Außendurchmesser (d1) entsprechenden Maß (l2) in die Behältergosse (4) ragt.

11. Schrotmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schnec­ kenwindung (15) über ca. 720° und über eine axiale Länge (l3) ca. des zweifachen Außendurchmessers (d1) erstreckt, wobei der Trägerdurchmesser (d3) ca. 25% des Außendurchmessers (d1) beträgt.

12. Schrotmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurch­ messer (d2) des Ansaugeinlasses (6) um bis zu 10% größer ist als der Außendurch­ messer (d1).

13. Schrotmühle nach wenigstens einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (8) der Kreiselpumpe (P) ein Kanallaufrad oder ein offenes Laufrad ist.