DE2458841A1 - Ruehrwerksmuehle - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
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Description
DIPL.-INQ. H. STEHMANN SS^strasss ,..
DIPL.-PHYS. DR. K. SOHWEINZER telefon= 0911/203727
DlPL-INQ. DR. M. RAU
K Λ O. N 0 R M B E. O
BLZ 7i070012 KONTO NR. 341144
POSTSCHECKKONTO: NÜRNBERG 67081
o/ coo/ ι Nürnberg, den 11.12.74
Draiswerke GmbH, 68oo Mannheim-Waldhof, Speckweg
"Rührwerksmühle"
Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle, bestehend
aus einem teilweise mit Mahlkörpern gefüllten, mit einem Mahlguteinlaß und einem Mahlgutauslaß und einem
äußeren von Kühlmittel durchströmten Kühlmantel versehenem Mahlbehälter und aus einem im Mahlbehälter angeordneten,
drehend antreibbaren,kühlbaren Rührwerk.
Derartige Rührwerksmühlen sind bekannt. Allen ist gemeinsam, daß der überwiegende Anteil der Antriebsenergie
für das Rührwerk in Wärme umgesetzt wird. In den allermeisten Anwendungsfällen ist diese Wärme störend. In
vielen Anwendungsfällen ist sie sogar die Ursache dafür, daß bestimmte Mahlgüter wegen Überhitzungsgefahr in
solchen Rührwerksmühlen nicht verarbeitet werden können. Andererseits ist es in vielen derartigen Fällen zur
Erreichung eines guten Mahleffektes notwendig, eine hohe Mahlenergie in das Mahlgut-Mahlkörper-Gemisch einzuleiten.
Aus der DT-PS 1 211 9o6 ist es bereits bekannt, bei einer
Rührwerksmühle an der Rührwerkswelle als Rührelemente wirkende Ringscheiben außermittig zu befestigen, die
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schraubenflächenförmlg ausgebildet sind. Hierdurch soll
eine Verdichtung der Mahlkörper bewirkt werden, d. h. es soll zur Verbesserung des Mahleffektes verhindert
werden, daß die Mahlkörper ausschließlich in einen Schwebezustand in der Mahlgut-Mahlkörper-Strömung übergehen.
Aus der DT-PS 1 214 5l6 ist eine Rührwerksmühle bekannt, bei der in der Mitte des Mahlbehälters ein sich über
die gesamte Behälterlänge erstreckender geschlossener Zylinder angeordnet ist und die Rührwerke in dem von der
Außenwand des Zylinders und der Innenwand des Mahlbehälters gebildeten Ringraum vorgesehen sind. Hierdurch
soll erreicht werden, daß die Mahlkörper aufgrund ihres weitgehend gleichen Abstandes zur Rührwerksachse etwa
gleiche Geschwindigkeit haben,so daß ihre Zerkleinerungswirkung im wesentlichen gleich ist. Hierdurch sollen
große Unterschiede in der Feinheit des bearbeiteten Mahlgutes vermieden werden. Gemäß der DT-AS 1 233 237 können
bei dieser bekannten Rührwerksmühle an der Innenwand des Mahlbehälters auswechselbare Einsatzringe, Leisten
oder Zylinder befestigt sein, an denen Stäbe so angeordnet sind, daß sie sich zwis-chen den als Rührwerkzeuge
dienenden Stäben des umlaufenden Zylinders befinden. Hierdurch soll verhindert werden, daß die Mahlkörper
zusammen mit dem Mahlgut in Umlauf versetzt werden, wodurch die Mahlkörper die von den Rührwerkzeugen
empfangenen Impulse nicht mehr untereinander weitergeben, was ein Abfallen der Mahlleistung zur Folge hätte. Die
Auswechselbarkeit der Stäbe dient dazu, eine schnelle Reinigung zu ermöglichen.
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Aus der DT-AS 1 276 985 ist eine als Friktionsmühle arbeitende
Rührwerksmühle, also eine Rührwerksmühle mit einer dichten Packung von Mahlkörpern bekannt, bei der"das Rührwerk
aus einem zylindrischen Walzenkörper besteht, der mit mindestens einem Ringwulst größeren Durchmessers
versehen ist. Diese Maßnahme dient speziell bei Friktionsmühlen dazu,· eine genügend große Reibfläche zwischen
Rührwerk und den nicht frei im Mahlgut bewegbaren Mahlkörpern herzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührwerksmühle der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten,
daß einerseits örtlich hohe Mahlenergie in das Mahlgut-Mahlkörper-Gemisch eingeleitet wird und andererseits insbesondere
an diesen Stellen eine gute Wärmeabfuhr erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Innenwand des Mahlbehälters und/oder das Rührwerk mit mindestens einem in Richtung der Längsachse, steigenden,
wärmeableitenden Wulst versehen ist. Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß pulsierend
Mahlenergie in das Mahlgut-Mahlkörper-Gemisch eingebracht
wird. Andererseits wird an den Stellen besonders hoher Energieeinbringung, nämlich den Wülsten besonders gut
Wärme abgeleitet. Durch die unmittelbare Wärmeabfuhr im Bereich der Wülste ist es möglich, die Mahlenergie
im Bereich der Wülste erheblich zu steigern, und zwar je nach Gestaltung der Wülste durch entsprechend hohe Drehzahlen
des Rührwerks bei niedrigviskosem Mahlgut und kleinen Mahlkörpern oder durch niedrigere Drehzahlen beim
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Mahlgut höherer Viskosität und größeren Mahlkörpern. Zum Mahlen niedrigviskosen Mahlguts mit relativ kleinen Mahlkörpern
ist es zweckmäßig, dem oder den Wülsten verhältnismäßig kleine Steigungen in Längsrichtung zu geben,
während für das Hauptanwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Rührwerksmühle, nämlich das Mahlen verhältnismäßig
hochviskosen Mahlguts mit entsprechend größeren Mahlkörpern bei niedrigeren Drehzahlen verhältnismäßig große Steigungen
der Wülste in Längsrichtung gewählt werden, wobei dann immer mehrere Wülste am Rührwerk und/oder am Mahlbehälter
vorgesehen werden. Im Grenzfall können gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung die Wülste
parallel zur Längsachse der Rührwerksmühle verlaufen. Um Laufunruhe einerseits zu vermeiden und um andererseits
die Mahlgut- und Mahlkörperbewegungen beeinflussen zu können, ist es gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal
der Erfindung von Vorteil, wenn der oder die Wülste schraubenlinienförmig verlaufen, wobei gemäß einem weiteren
vorteilhaften Merkmal der Erfindung die Wülste eine Steigung von 75 bis 85° zu einer Querschnittsebene der Rührwerksmühle
haben. Die Höhe des oder der Wülste am Rührwerk ist vorteilhafterweise gleich dem 1 bis lo-fachen
Durchmesser der größten verwendeten Mahlkörper. Der Mahlkörperdurchmesser liegt je nach Viskosität des Mahlgutes
und Drehzahl des Rührwerks zwischen o,2 und j5 mm
bei niedrigviskosem Mahlgut und bis zu 6 mm und in Grenzfällen sogar 8 mm bei Mahlgut hoher Viskosität. Wenn
die Höhe der Wülste sich in dem angegebenen Bereich bewegt, ist sichergestellt, daß einerseits durch die Wülste
eine hohe Mahlenergie in das Mahlgut eingebracht wird,
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ohne daß andererseits Toträume zwischen zwei benachbarten Wülsten am Rührwerk bzw. am Mahltrog entstehen. Weiterhin
ist dadurch, daß die Wülste verhältnismäßig- flach sind, sichergestellt, daß trotz pulsierender'und auch
bei niedrigen Drehzahlen sehr häufiger Belastung und Entlastung von Mahlkörpern und Mahlgut eine zwar intensive
pulsierende Mahlgutbeanspruchung erreicht wird, ohne daß extreme Spitzenbelastungen auftreten. Letzteres
wird noch erheblich dadurch unterstützt, wenn gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung der oder
die Wülste in ihrem Querschnittsverlauf keine Knickstellen aufweisen und wenn insbesondere der oder die Wülste
keine radial zum Rührwerk verlaufenden Flächenbereiche aufweisen, auf die Mahlkörper in der Richtung der Normalen
zu diesem Flächenbereich aufprallen könnten, was zu einer lokal hohen Wärmeentwicklung führen würde. Insbesondere
ist es von Vorteil, wenn alle Normalen auf die Wülste spitzwinklig zu den zugeordneten Radien des
Rührwerks verlaufen, da hierdurch sichergestellt ist, daß die Aufprallrichtung der Mahlkörper auf die Wülste
immer einen Winkel zur Normalen bildet, der deutlich größer als Null ist. Die Kühlung kann noch verbessert
werden, wenn der oder die Wülste auf ihrer dem Innenraum des Mahlbehälters abgewandten Seite hohl ausgebildet
sind, so daß die Wülste jeweils auf ihrer Innenseite durch das Kühlmittel beaufschlagt werden. Dieser Kühleffekt
kann noch weiter verbessert werden, wenn gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung das
Kühlmittel in die Wülste führende Einbauten vorgesehen sind. In der Regel wird es zweckmäßig sein, wenn die
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Zahl der Wülste am Mahlbehälter und die Zahl der Wülste
am Rührwerk voneinander verschieden sind, wobei es besonders zweckmäßig ist, wenn die Zahl der Wülste am Mahlbehälter
größer ist als die Zahl der Wülste am Rührwerk. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist eine erfindungsgemäße Rührwerksmühle gekennzeichnet durch einen entgegengesetzte axiale Impulse
auf das Mahlgut-Mahlkörper-Gemisch ausübenden Verlauf der Wülste am Rührwerk bzw. am Mahlbehälter. Durch diese
Maßnahmen kann der Flotationseffekt der Mahlkörper beeinflußt werden. Bei einer üblichen Rührwerksmühle
mit sich drehendem Rührwerk und stehendem Mahlbehälter verlaufen hierzu die Wülste am Rührwerk und die Wülste
am Mahlbehälter im gleichen Drehsinn, wobei sie aber keinesfalls zwingend auch die gleiche Steigung haben
müssen.
Besonders gute Kühlverhältnisse werden erreicht, wenn der oder die Wülste aus der Mahlbehälterwand bzw. der Rührwerkswand
ausgeformt sind, da hierbei die Wärmeleitung zum Kühlmittel ohne zusätzliche Wärmeübergangswiderstände
erfolgt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine vertikale, kontinuierlich betreibbare Rührwerksmühle
im Mittel-Längs-Schnitt und
Fig. 2 eine Rührwerksmühle gemäß der Erfindung im Querschnitt.
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Eine erfindungsgemäße Rührwerksmühle weist einen aufrechtstehenden, oben weitgehend geschlossenen Mahlbehälter 1
auf, der über den größten Teil seines sich etwa axial erstreckenden Außenumfangs von einem zylindrischen Kühlmantel
2 umgeben ist, dem Kühlflüssigkeit durch einen (unteren) Kühlmittelanschluß 3 zugeführt wird, das durch
einen (oberen) Kühlmittelansohluß 4 abgezogen wird.
Dem unten durch eine Bodenplatte 5 abgeschlossenen Mahlbehälter
1 wird durch einen in dieser Bodenplatte angebrachten Mahlguteinlaß 6 Mahlgut zugeführt, das den
Mahlbehälter nach dem Mahlvorgang durch einen Mahlgutauslaß 7 verläßt, dem eine die Mahlkörper zurückhaltende
Trenneinrichtung vorgeschaltet ist. Diese Trenneinrichtung wird durch einen Ringspalt 8 gebildet, der zwischen
einer oberen Abschlußplatte 9 des Mahlbehälters 1 und
einer mit einem Rührwerk Io umlaufenden Scheibe 11 gebildet
ist. Auf der oberen Abschlußplatte 9 ist ein zylindrisches Rohr 12 angebracht, unterhalb von dessen
Oberkante der Mahlgutauslaß 7 angebracht ist, so daß das
durch den Ringspalt 8 hindurchtretende Mahlgut, sich in dem zylindrischen Rohr 12 sammelt und dieses über den
Mahlgutauslaß 7 verläßt. Die Weite des Ringspaltes 8■
ist auf jeden Fall kleiner als die kleinsten verwendeten Mahlkörper. Eine derartige Trenneinrichtung ist in dem
deutschen Patent 1 482 391 beschrieben, worauf ausdrücklich
Bezug genommen wird.,
Das hohl ausgebildete Rührwerk lo,dessen Längsachse 15
mit der Achse des Mahlbehälters 1 zusammenfällt, ist an
seinem oberen, oberhalb des Mahlbehälters 1 liegenden Ende
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mit einem sogenannten handelsüblichen Dichtkopf 14 versehen,
durch den ein Kühlmittel gemäß den Richtungspfeilen 15
durch einen zur Längsachse 13 konzentrischen Ringkanal ΐβ
dem Innenraum 17 des Rührwerks Io zugeführt wird. Das
Kühlmittel strömt im Bereich des unteren Endes des Rührwerks in eine konzentrisch zur Längsachse Ij5 angeordnete
Rückführleitung 18 und verläßt den Dichtkopf 14 entsprechend den Richtungspfeilen 19. Die Kühlung erfolgt also
im Gegenstrom zur Durchflußrichtung 2o des Mahlguts durch den Mahlbehälter 1.
Oberhalb der oberen Abschlußplatte 9 ist auf dem Rührwerk eine Riemenscheibe 21 angebracht, über die das Rührwerk
mittels eines Riementriebs 22 von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Ebenfalls oberhalb der oberen
Abschlußplatte 9 ist das Rührwerk Io in Lagern 23-fvLiegend
gelagert.
Der im Mahlbehälter befindliche Teil des Rührwerks Io hat
etwa die Außenform des Rotors einer Exzenterschneckenpumpe, d. h. die äußeren Mantellinien des Rührwerks Io
haben im axialen Längsschnitt den Verlauf einer Sinus-(oder Kosinus-) Kurve. Das äußere Erscheinungsbild ist
also so, als ob das Rührwerk Io schraubenlinienförmig mit konstanter Steigung um einen - gedachten - Zylinder
umlaufende Wülste 24 aufweist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das dort dargestellte Rührwerk Io mit einem
eingängigen Wulst 24 versehen. Da die Wand 25 des Rührwerks Io etwa über die volle Länge des Rührwerks gleich
stark ist, ist die Form des Innenraums 17 des Rührwerks
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etwa gleich seiner AUßenform. Auf der Rückführleitung 18
ist ein schraubenförmig verlaufendes Leitblech 2.6 befestigt,
dessen Steigung nach Richtung und Höhe gleich der Steigung
des Wulstes 24 ist, wobei der Durchmesser dieses Leitbleches so groß ist, daß es bis nahe an die Innenseite
der Wand 25 des Rührwerks Io heranreicht. Hierdurch wird erzwungen, daß das Kühlmittel dicht an der Innenseite der
Wand 25 entlang geführt wird. Zur Montage kann dieses
Leitblech 2o unter Drehung in das Rührwerk Io eingeführt werden.
Die Wand 28 des Mahlbehälters 1 ist gleichermaßen wie das Rührwerk Io ausgestaltet, d. h. sie weist schraubenlinienförmig
umlaufende Wülste 29 auf. In Fig. 1 ist die Mahlbehälterwand 29 gleichermaßen wie das Rührwerk Io mit
einem eingängigen Wulst 29 versehen; beide können aber alternativ oder kumulativ mit mehrgängigen Wulsten versehen
sein. Zweckmäßigerweise ist der Drehsinn der Steigungen
des Wulstes 24 und des Wulstes 29 derart, daß sich
die von diesen Wulsten auf das Mahlgut-Mahlkörper-Gemisch in Achsrichtung ausgeübten Impulse gegeneinander aufheben.
Daraus folgt, daß die Steigungen der Wulste am Rührwerk Io und an der Behälterwand 28 zweckmäßigerweise den gleichen
Drehsinn haben.
Die in Pig. 2 dargestellte Rührwerksmühle ist im Prinzip gleichermaßen aufgebaut, wie die in Pig* I dargestellte
und oben beschriebene, so daß insoweit auf die obige Beschreibung verwiesen werden kann. Insbesondere sind
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der
- Io τ 609825/0533
- Io -
Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Rührwerksmühle
besteht darin, daß das Rührwerk Io' mit mehreren, nämlich
sechs Wülsten 24' versehen ist, die mit einer Steigung von 75 bis 85° zur Querschnitts- (also Zeichnungs-) Ebene
schraubenlinienförmig am Rührwerk Io' angebracht sind.
An der Wand 28' des Mahlbehälters 1' sind acht Wülste 29' ebenfalls mit großer Steigung gegenüber der Querschnittsebene und im gleichen Drehsinn wie beim Rührwerk Io'
angebracht. Da die Scheitelhöhe a der Wülste 24' gegenüber
dem Wulstgrund J5o am Rührwerk Io' verhältnismäßig
gering im Verhältnis zum Umfangsabstand b der Scheitel j51 zweier benachbarter Wülste 24' ist, die Wülste 24' also
verhältnismäßig flach geschwungen sind, brauchen sie nicht hohl ausgebildet zu sein; d. h. der Innenraum des Rührwerks Io'
kann durch einen Zylinder 32 gebildet werden. Aufgrund der
guten Wärmeleitfähigkeit des Metalls, aus dem das Rührwerk Io' gebildet ist, ist eine ausreichende Wärmeabfuhr aus dem
Bereich der Wulstscheitel 31 gewährleistet. Selbstverständlich
wird die Wärmeabfuhr noch verbessert, wenn die Wülste 24' hohl ausgebildet sind, wie durch die gestrichelten Linien
angedeutet ist. Das gleiche gilt für die Wülste 29' auf der Wand 28' des Mahlbehälters l', deren Scheitelhöhe c regelmäßig
kleiner ist als die Scheitelhöhe a der Wülste 24' am Rührwerk lo'. Beim Mahlbehälter 1' kann daher dessen
äußere- Begrenzungswand 34 regelmäßig zylindrisch sein.
Es sei ausdrücklich betont, daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei kontinuierlich und diskontinuierlich betreibbaren
Rührwerksmühlen mit vertikal, horizontal oder schräg angeordnetem Rührwerk anwendbar sind.
- Ansprüche 609825/0533
Claims (6)
- Ansprüchefli) Rührwerksmühle, bestehend aus einem teilweise mit Mahlkörpern gefüllten, mit einem Mahlguteinlaß und einem Mahlgutauslaß und einem äußeren von Kühlmittel durchströmten Kühlmantel versehenem Mahlbehälter und aus einem im Mahlbehälter angeordneten, drehend antreibbaren,kühlbaren Rührwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (28; 28') des Mahlbehälters (Ij 1') und/oder das Rührwerk (loj lo') mit mindestens einem in Richtung der Längsachse (15) steigenden wärmeableitenden Wulst (24, 29; 24', 29) versehen ist.
- 2.) Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Wülste (24, 29; 24', 29') schraubenlinienförmig verlaufen.
- 3.) Rührwerksmühle nach Anspruch 1 mit mehreren Wülsten am Rührwerk und/oder Mahlbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Wülste parallel zur Längsachse (13) verlaufen.
- 4.) Rührwerksmühle nach Anspruch 2 mit mehreren Wülsten am Rührwerk und/oder Mahlbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Wülste (24', 29') eine Steigung von 75 bis 85° zu einer Querschnittsebene der Rührwerksmühle haben.
- 5.) Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (a) des oder der Wülste (24; 24') am Rührwerk (lo; lo1) gleich dem 1 bis lo-fachen Durchmesser der größten verwendeten Mahlkörper ist.609825/05 3 3β.) Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (c) des oder der Wülste (29; 29') am Mahlbehälter (Ij 1') gleich dem 1 bis 5-fachen Durchmesser der größten verwendeten Mahlkörper ist.7.) Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Wülste (24, 29; 24', 29') in ihrem Querschnittsverlauf keine Knickstellen aufweisen.8.) Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 1J, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Wülste (24, 29; 24', 29') keine radial zum Rührwerk (lo; lo') verlaufenden Plächenbereiche aufweisen.9.) Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Normalen auf die Wülste (24, 29; 24', 29') spitzwinklig zu den zugeordneten Radien des Rührwerks (lo; lo') verlaufen.lo.) Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 9» insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis 9* mit mehreren Wülsten am Rührwerk und/oder Mahlbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Wülste (24', 29f) in der Querschnittsebene der Rührwerksmühle flach geschwungen verlaufen.11.) Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Wülste (24,29; 24', 29') auf ihrer dem Innenraum des Mahlbehälters (1; 1') abgewandten Seite hohl ausgebildet sind.- 3 609825/05 3 312.) Rührwerksmühle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel in die Wülste führende Einbauten vorgesehen sind.13.) Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit Wülsten am Mahlbehälter und am Rührwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Wülste (29') am Mahlbehälter (I1) und die Zahl der Wülste (24') am Rührwerk (lo1) voneinander verschieden sind.14.) Rührwerksmühle nach Anspruch Ij5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Wülste (29!) am Mahlbehälter (I1) größer ist als die Zahl der Wülste (24') am Rührwerk (lo').15.) Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit Wülsten am Mahlbehälter und am Rührwerk, gekennzeichnet durch einen entgegengesetzte axiale Impulse auf das Mahlgut-Mahlkörper-Gemisch ausübenden Verlauf der Wülste (24, 29; 24', 29') am Rührwerk (lo; lo') bzw. am Mahlbehälter (1; 1').l6.) Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Wülste (24, 29; 24', 291) aus der Mahlbehälterwand (28; 28') bzw. der Rührwerkswand (25; 25') ausgeformt sind.17·) Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 1β, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen den Wulstscheiteln (Jl) des oder der Wülste (24; 24') am Rührwerk (lo; lo') und den Scheiteln des oder der Wülste (29; 29') am Mahlbehälter (1; 1') gleich dem 5 bis lo-fachen Durchmesser der größten verwendeten Mahlkörper ist.
- 6 0 9 8 2 5/0533 :
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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