DE2122247C3 - Mühle zum NaBvermahlen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Mühlen zum Naßvermahlen, in denen die Zerkleinerung durch Mahlkörper während der Durchmischung des zu behandelnden Stoffes mittels auf einer Welle befestigter Schaufeln erfolgt.

Eine jede Schaufel wird in Gestalt einer Scheibe, eines Flachringes, einer Schnecke oder in einer anderen beliebigen schraubenförmigen Gestalt gefertigt siehe K. B. US-PS 25 81414, DT-PS 12 11905, 1109 988, 83 344. 15 07 671 und 12 96 950.

Es sind auch andere Mühlen derselben Zweckbestimmung bekannt, in denen das Rührwerk in Gestalt eines auf der Welle befestigten zylindrischen Korbes mit Blindboden ausgeführt ist, (z. B. DT-PS 11 98 176, Klasie 50c 17/20).

Aus der OE-PS 2 56 052 ist eine Einrichtung für das Dispergieren von Suspensionen bis zur kolloidalen SS Feinheit durch die Einwirkung von Stoßen einer mechanisch gerührten Mischung von Mahlkörpern und einer Suspension gemahlenen Gutes bekannt, die aus einem zylindrischen Gefäß mit Deckeln, einer Welle mit einem oder mehreren Rührern und einem Stutzen für die Zufuhr der Suspension besteht. Die Achse des Gefäßes und der Welle sollen dabei waagerecht oder unter einem Winkel bis 45° geneigt sein, wobei die Welle durch eine Stopfbüchse abgedichtet ist. Nach einem dort beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Intensität des Rührens durch den Einbau von einer oder zwei feststehenden geraden und bombierten Scheiben, die am Gefäß immer zwischen zwei rotieren

den Scheiben angeordnet sind, gesteigert werden.

Bekanntlich wird beim Betrieb der obenerwähnten Mühlen eine Mahlfeinheit erhalten, die durch eine Teilchengröße der Hauptfrakiion von 1 bis 2 um gekennzeichnet ist, wobei der Gehalt dieser Fraktion (im Gesamtertrag) nur bis 90% beträgt.

Die Erfindung bezweckt eine Erhöhung sowohl der Mahlfeinheit als auch des Hauptfraktionsgehaltes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Rühr-' werkschaufeln so auszuführen, daß eine wesentliche Erhöhung der Kraft und der Häufigkeit des Zusammenstoßes von Teilchen mit Mahlkörpern und von Teilchen miteinander erreicht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Mühle zum Naßvermahlen, in der die Zerkleinerung durch Mahlkörper während der Durchmischung des zu behandelnden Stofi'es mittels auf einer Welle befestigter Schaufeln erfolgt, erfindungsgemäß eine jede Schaufel in Gestalt einer Rinne, die rund um die Welle liegt und mit der Vertiefung zur Welle gerichtet wird, ausgeführt ist, wobei längs des ganzen Rinnenbodens ein Schlitz vorgesehen ist.

Eine solche Ausführung der Schaufeln ermöglicht es, den Teilchen eine Bewegungsgeschwindigeit, die der Schaufeldrehgeschwindigkeit nahe ist, zu verleihen sowie in der Mühle die vorteilhafteste Verwirbelung zu erzeugen, die ein starkes Anwachsen der Anzahl der Zusammenstöße von Teilchen mit den Mahlkörpern und von Teilchen miteinander begünstigt.

Zur Erhöhung der Geschwindigkeit der aus dem Schlitz auslaufenden Strömung ist es zweckmäßig, daß die Rinnenseitenwände sich, indem sie eine konvergente Ringdüse bilden, in Richtung zum Schlitz in Gestalt von kegelförmigen Oberflächen verengen.

Zwecks Trennung der Strömung innerhalb der Rinne in zwei Teile zur Erreichung eines effektiven Zusammenstoßes der Teilchen infolge Anpralls der getrennten Strömungen nach dem Auslauf aus dem Schlitz gegeneinander ist im Innern der Rinne in Schlitzhöhe eine Tennvvand eingebaut, die den Raum im Innern der Rinne in obere bzw. untere Zonen teilt.

Zur Sicherung einer größeren Strömungsturbulenz, die eine Intensivierung der Durchmischung im Innern der Mühle begünstigt, ist es zweckmäßig, Durchgangsöffnungen in den Seitenwänden der Rinne vorzusehen. Zur Erreichung einer besseren Durchmischung und Verteilung des Stoffes nach Mühlenhöhe (oder nach Mühlenlänge) ist es zweckmäßig, die Öffnungen in den Seitenwänden einer jeden Schaufel in bezug auf die Öffnungen der benachbarten Schaufel so zu versetzen, daß diese Öffnungen dem Lauf von Schraubenlinien folgen. Dadurch wird der Übergang des zu behandelnden Stoffes von einer Schaufel zur anderen gewährleistet.

Sind Stoffe mit erhöhter Härte, z. B. einige Pigmenttarbstoffarten, zu behandlen, für die eine Vergrößerung der Zusammenstoßkraft der zu zerkleinernden Teilchen mit den Mahlkörpern und dieser Teilchen miteinander erforderlich ist, ist es zweckmäßig, den aus den Öffnungen der Rinnenseitenwände ausfließenden Strömungen eine Richtung vorzugeben. Dazu werden in die erwähnten Öffnungen von außen Düsen eingebaut, die in Richtung auf die Wände des Mühlenmantels eingestellt sind.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 vertikalen Scnnitt einer erfindungsgemäß aus-

geführten Mühle (in der Zeichnung ist nur eine einzige Schaufel im Schnitt dargestellt),

F i g. 2 Schnitt einer rinnenförmig gestalteten mit Trennwand versehenen Schaufel, die kegelförmige Seitenwände aufweist, in deren öffnungen Düsen eingebaut sind (durch Pfeile ist der Lauf der Suspension angezeigt, die den zu vermählenden Stoff und die Mahlkörper trägt),

Fig.3 Schnitt einer anderen Abwandlung der Schaufel in Gestalt einer Rinne mit abgerundeten Sei- >o tenwänden (durch Pfeile ist der Lauf der Suspension angezeigt, die den zu vermählenden Stoff und die Mahlkörper trägt).

Die Naßmühle ist zur superfeinen Zerkleinerung sowohl von organischen als von mineralischen Hartstof- «5 fen bestimmt. Die Naßmühle enthält ein Gehäuse 1 (F i g. 1) mit einem Kühlwassermantel 2. Im Innern des Gehäuses 1 ist in Lagern 3 eine Welle 4, auf der Rührschaufeln 5 befestigt sind, montiert. Eine jede Schaufel ist als Rinne (F i g. 1 bis 3) ausgeführt, aie rund um die Welle 4 (F i g. 1) liegt und mit der Vertiefung zur selben Welle gerichtet wird. Am ganzer, Rinnenboden läuft ein Schlitz 6 (F i g. 1 bis 3). Rippenseitenwände 7 (F i g. 1 und 2) verengen sich in Richtung zum Schlitz mittels kegelförmiger Oberflächen, wobei eine konver- *5 gente Ringdüse gebildet wird.

In den Seitenwänden 7 einer jeden Schaufel sind Durchgangsöffnungen 8 vorgesehen; dabei sind die öffnungen 8a (F i g. 1) der einen Schaufel in bezug auf die Öffnungen Sb, 8c usw. der benachbarten Schaufel mit einer solchen Gesetzmäßigkeit versetzt, daß alle öffnungen dem Lauf von Schraubenlinien 9 in Längsrichtung der Welle 4 folgen. In die öffnungen 8 sind an der Außenseite der Rinne Düsen 10 eingebaut. Die Düsen sind in Richtung zu den Seitenwänden des Mühlengehäuses 1 eingestellt. Innerhalb einer jeden Rinne ist in Höhe des Schlitzes 6 eine scheibenförmige Trennwand 11 angeordnet, die den Raum zwischen Rinne und Welle 4 in eine obere bzw. untere Zone teilt. Spalte 12 und 13, die zwischen den Rinnenseitenwänden 7 und der Trennwand 11 gebildet sind, weisen eine Breite auf, welche die Größe der Mahlkörper etwas übertrifft.

Die Rinnenwände 7 sollen vorzugsweise so, wie oben beschrieben wurde, aussehen, d. h. sich in Richtung zum Schlitz verengende Wände mit kegelförmiger Oberfläehe aufweisen, man kann aber die Siitenwände Ta (F i g. 3) beispielsweise auch abgerundet ausführen.

Die Rinne kann in einer geschlossenen oder unterbrochenen Schraubenlinie angeordnet werden, wobei die Wirkung einer Schnecke mitverwendet wird.

Im Querschnitt können die Rinnen eine runde oder Vieleckgestalt aufweisen.

Die Naßmühle kann sowohl mit einem vertikalen als auch mit einem horizontalen Gehäuse ausgeführt werden.

Der zur Zerkleinerung bestimmte Stoff wird in das Innere des Mühlengehäuses 1 als Suspension von unten durch den Stutzen 14(F i g. 1), der mit dem Rückschlagventil 15 versehen ist, zugeführt.

Dank der oben beschriebenen Bauart der Rühr-Rinnen-Schaufeln 5 fließt die Suspension im Innern der Mühle in die durch Pfeile in F i g. 1 angegebene Richtungen.

Infolge Drehung der Welle 4 und der daran befestigten Schaufeln 5 werden die Teilchen des zu zerkleinernden Stoffes und die Mahlkörper durch die Flüssigkeitsströme in die zentrale verdünnlere Zone der Mühlenarbeitskammer gefördert und danach durch die Fliehkraft gegen die Rinnenwände 7 (7a) geschleudert, l.idem die Teilchen und Mahlkörper mit den Rinnen zusammen rotieren, wird ihnen eine Geschwindigkeit verliehen, die der Umlaufgeschwindigkeit der Schaufeln 5 ziemlich gleich ist.

Die Teilchen des zu zerkleinernden Stoffes werden, geführt durch die kegelförmigen Oberflächen der Wände 7, aus den Schlitzen 6 zusammen mit dem Strom der Flüssigkeit geschleudert, die als radial-kreisförmiger Strahl gegen die Wände des Gehäuses 1 gerichtet ist; dabei erfolgt das Zusammenstoßen der Teilchen mit den im Raum zwischen Schaufeln 5 und Wänden des Gehäuses 1 zirkulierenden Mahlkörpern sowie der Teilchen miteinander.

Die größte Intensivierung der Zusammenstöße wird durch die Bildung von Zusatzströmen, die in fächerartigen Strahlen aus den Düsen tO fließen, begünstigt sowie durch das Zusammenstoßen dieser Zusatzströme mit den aus den Spalten 12 und 13 fließenden Strömen. Die aus den Spalten 12 und 13 und aus den Düsen 8 geschleuderten Suspensionsströme schlagen gegen die Seitenwände des Gehäuses 1, werden von diesen reflektiert und wieder in die Zentralzone der Arbeitskammer eingesaugt. Eine derartige Zirkulation der Teilchen erfolgt ununterbrochen so lange, wie die Schaufeln rotieren.

Die schraubenförmige Anordnung der öffnungen 8 und folglich auch der Düsen 10 nach der Höhe des Mühlengehäuses 1 gewährleistet das aufeinanderfolgende Überfließen der zu zerkleinernden Teilchen von einer Schaufel 5 zur anderen von unten nach oben. Dabei ist es erforderlich, daß die Drehrichtung der Welle 4 mit der Steigungsrichtung der Schraubenlinien 9, nach der die öffnungen 8 und die Düsen 10 angeordnet sind, übereinstimmt.

Mit zunehmender Zerkleinerung wird der Stotf in den Oberteil der Mühle gebracht und durch die Abflußrinne abgeleitet. Die Vollscheiben 17 dienen zur Verhinderung eines Luftansaugens von oben.

Die Führungsscheibe 18 (Fig. 1) stabilisiert einen stetigen Lauf der Welle 4. Das im Mühlenoberteil angeordnete Sieb 19 dient zur kontinuierlichen Trennung der Mahlkörper von der Suspension des zu zerkleinernden Stoffes.

Bei derartigen Mühlen werden als Mahlkörper Sand, Glasperlen, Stahlsand und andere bekannte Mahlkörper benutzt.

Die oben beschriebene Zirkulation der Suspensionsströme, bei der eine solche intensive Turbulenz (Wirbeldiffusion) um die Schaufeln 5 im ganzen Raum der Arbeitskammer gesichert wird, bildet optimale Bedingungen für ein maximal intensives Zusammenstoßen der Teilchen des zu zerkleinernden Stoffes mit den Mahlkörpern und der Teilchen miteinander.

Durchgeführte Versuche zeigten, daß durch Vermählen in einer Mühle der erfindungsgemäßen Bauart die Teilchen in der Hauptfraktion bis auf eine Größe von 1 μίτι zerkleinert waren, wobei der Hauptfraktionsgehalt mindestens 95% betrug.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   !. Mühle zum Naßvermahlen, in der die Zerkleinerung durch Mahlkörper während der Durchmischung des zu behandelnden Stoffes mittels auf einer Welle befestigter Schaufeln erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine jede Schaufel (5) in Gestalt einer Rinne, die rund um Welle (4) liegt und mit der Vertiefung zur Welle gerichtet wird, ausgeführt ist, wobei längs des ganzen Rinnenbodens ein Schlitz (6) vorgesehen ist.
2. 2. Mühle zum Naßvermahlen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rinnenseitenwände (7) sich, indem sie eine konvergente Ringdüse bilden, in Richtung zum Schlitz in Gestalt von kegelförmigen Oberflächen verengen.
3. 3. Mühle zum Naßvermahlen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Rinne in Höhe des Schlitzes (6) eine Trennwand (11) eingebaut ist
4. 4. Mühle zum Naßvermahlen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rinnenseitenwänden (7, 7a) Durchgangsöffnungen (8) vorhanden sind.
5. 5. Mühle zum Naßvermahlen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (8a, 8b, 8c) einer jeden Schaufel in bezug auf die Öffnungen der benachbarten Schaufel so versetzt sind, daß diese Öffnungen dem Verlauf von Schraubenlinien (9) folgen
6. 6. Mühle zum Naßvermahlen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Öffnungen (8) der Rinnenseitenwände von außen Düsen (10) eingebaut sind.