DE2832903C2 - Rührwerksmühle - Lager - Google Patents

Description

to Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Rührwerksmühle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Rührwerksmühlen dieser Art (DE-PS 20 51 003) wird der Verdrängerkolben vor Beendigung des Betriebs zurückgezogen, um zumindest einen größeren Teil der Mahlkörper aus dem Mahlraum zu entfernen, damit es bei einer Wiederaufnahme des Betriebes nicht zu einem Blockieren des Rührwerks durch eine zu große Anzahl von im Mahlraum vorhandenen, zusammengebackenen Mahlkörpern kommt. Nach der Wiederaufnahme des Mühlenbetriebs wird der Verdrängerkolben stetig nach oben bewegt, wobei die Mahlkörper nach oben in den Mahlraum befördert werden. Da bei der bekannten Rührwerksmühle das Rührwerk fliegend gelagert ist, befinden sich zwischen dem Verdrängerkolben und der Unterseite des Rührwerks keine Hindernisse, die das Hochdrücken der Mahlkörper behindern oder durch die nach oben gestoßenen Mahlkörper beschädigt werden könnten. Bei der bekannten Rührwerksmühle kann es jedoch insbesondere beim Hochdrücken der Mahlkörper zu gefährlichen Schwingungen der Rührwerkswelle kommen.

Die gleiche Gefahr besteht bei einer weiteren Rührwerksmühle (DE-AS 22 40 751), wo oberhalb des Verdrängerkolbens das durch ihn gleitend hindurchgeführte Mahlgut-Zuführrohr an vom Mahlbehälter gehaltenen Speichen mündet und dort mit einer am unteren Ende der fliegend gelagerten Rührwerkswelle befestigten Scheibe den Trennspalt bildet Bei dieser bekannten Rührwerksmühle würde sich bei Schwingungen der Rührwerkswelle der Trennspalt ständig verändern, und es besteh·, die Gefahr, daß die gegenüberliegenden Wände des Trennspaltes miteinander in Berührung kommen, was erhöhten Verschleiß an dieser empfindlichen Stelle zur Folge hätte.

Zur Vermeidung von Schwingungen des Rührwerks ist es nun schon bekanntgeworden (DE-PS 12 72 689), am Boden des nicht mit einem Verdrängerkolben versehenen Mahlbehälters ein unteres Lager vorzusehen. Die im unmittelbaren Bereich des Lagers angeordneten Mahlkörper befinden sich aber stets weitgehend in Ruhe, so daß sie keine Beschädigungen am Lager hervorrufen können. Zum gleichen Zweck ist bei einer weiteren bekannten Rührwerkskugelmühle (CH-PS 4 59 724) das untere Lager des Rührwerks unterhalb der unteren Trenneinrichtung vorgesehen, so daß dort die Mahlkörper überhaupt nicht mit dem Lager in Kontakt stehen.

Das Ziel der Erfindung besteht nun darin, eine Rührwerksmühle der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der gefährliche Schwingungen der Rührwerkswelle sowohl beim Beginn des Betriebs während des Hochfahrens des Verdrängerkolbens als auch im weiteren Verlauf des Betriebs auf baulich problemlos zu verwirklichende Weise wirksam vermieden werden.

b5 Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen befindet sich erfindungsgemäß das untere Lager in einem

Bereich des Mahlraums, wo es sowohl beim Hochfahren des Verdrängerkolbens am Beginn des Betriebs ab auch während des Mahlens von den hochgedrückten bzw. umhergewjrbelten Mahlkörpern umgeben und den von diesen ausgehenden Krafteinwirkungen ausgesetzt ist. Es ist überraschend, daß eine solche Anordnung des Lagers zu einer robusten Rührwerksmühle mit hoher Lebensdauer führt, obwohl das untere Lager schon beim Hochfahren durch die aufsteigenden Mahlkörper beansprucht wird.

Besonders vorteilhaft sind die Ausführungen nach den Ansprüchen 4 bis 6, weil hierdurch der Verdrängerkolben eine Doppelfunktion als Antriebsmittel für die Mahlkörper und als Eintrittstrennvorrichtung erhält

Die Ausführungsform nach den Ansprüchen 7 und 8 hat den Vorteil, daß das Mahlgut gleichzeitig als Schmiermittel für das untere Lager herangezogen werden kann.

Die Gefahr einer Beschädigung des unteren Lagers bzw. der Zentrierstege durch die Mahlkörper wird durch die Maßnahmen der Ansprüche 9 und 11 weiter herabgesetzt

Durch die Merkmale des Anspruchs 10 werden den Zentrierstegen ein oder mehrere weitere Funktionen zugewiesen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt einer Rührwerksmühle,

F i g. 2 einen vergrößerten Teil-Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform,

F i g. 3 eine Variante für die Ausbildung des Verdräügerkolbens nach F i g. 1,

Fig.4 einen vergrößerten Teil-Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Rührwerksmühle und die

F i g. 5 bis 9 verschiedene Ausführungsvarianten des unteren Lagers einer Rührwerksmühle.

Fig.l zeigt einen Mahlbehälter 1 mit Kühlmantel und ein Rührwerk 2 mit Rührorganen 3 bzw. 4.

Das Rührwerk 2 wird oben über ein nicht gezeigtes Motor-Getriebeaggregat in Rotation versetzt und ist zusätzlich zur Lagerung im Antrieb in einem unteren Lager 6 gelagert, das durch Zentrierstege 5 am Mahlbehälter 1 zentriert ist Das Lager besteht aus einem harten Werkstoff, beispielsweise Hartmetall. An der unteren Endfläche 7 des Rührwerks 2 ist ein zentraler zylindrischer Zapfen 8 angeordnet, der andererseits in dem unteren Lager 6 gleitet und ebenfalls aus einem sehr harten Werkstoff hergestellt ist, oder dessen Oberfläche durch eine besondere Behandlung eine große Härte erteilt wurde.

Unterhalb der Zentrierstege 5 ist ein Verdrängerkolben 9 angeordnet, der über die Kolbenstange 10 durch ein Hydraulikaggregat 11 oder durch eine mechanische Vorrichtung bewegt wird. Bei Abwärtsbewegung wird ein Teil der Mahlkörperfüllung dem Mahlraum entzogen, während bei Aufwärtsbewegung die Mahlkörperfüllung im Mahlraum erhöht wird, um die Mahlinlensität zu steigern.

Bei 12 tritt das Mahlgut unter Pumpendruck in die Rührwerksmühle ein, passiert die mit dem Verdrängerkolben 9 kombinierte Trennvorrichtung in Form eines Radialspaltes 13. oder in Form des in Fig. 3 gezeigten Axialsiebes 14. Diese Trennvorrichtungen verhindern ein Austreten der Mahlkörper aus der Rührwerksmühle.

Das Mahlgut durchläuft nun den Mahlraum von unten nach oben unJ wird gleichzeitig durch die vom rotierenden Rührwerk 2 in Bewegung versetzte Mahlkörperfüllung durch Reib- und Scherkräfte einem Zerkleinerungseffekt ausgesetzt Vor Austritt aus dem Mahlraum passiert das Mahlgut eine weitere Trennvorrichtung 15, die als Axialsieb ausgebildet ist, und verläßt die Rührwerksmühle durch die Überlauföffnung 16.

Eine andere Art der Lagerausbildung ist in Fig.2 gezeigt Die mit den gleichen Bezugszahlen wie in F i g. 1 bezeichneten Teile werden nicht mehr besonders beschrieben. Die Zentrierstege 24 tragen zur Bildung des unteren Lagers einen drehbaren Gewindezapfen 25, der mittels Gewinde und Innensechskant in seiner Längslage einstellbar ist und mit der Gegenmutter 26 fixiert wird. Im Gewindezapfen 25 ist mit zylindrischem oder konischem Sitz ein Lagerzapfen 27 drehfest eingelassen, der aus sehr hartem Werkstoff hergestellt ist, z. B. Hartmetall.

In die untere Endfläche des Rührwerks 2 ist eine Lagerbüchse 28 eingebettet die mit konischem Sitz auf dem ebenfalls konischen Teil des Lagerzapfens 27 gleitet. Auch die Lagerbüchse 28 besteht aus einem sehr harten Werkstoff.

Wegen der Längsverstellbarkeit des Lagerzapfens 27 und des konischen Lagersitzes in der Lagerbüchse 28 läßt sich der Lagerspalt 29 einstellen. Man kann also sowohl Mahlgut als auch Schmiermittel in den Lagerspalt eintreten lassen, aber andererseits den Spalt auch so eng wählen, daß keine Mahlkörper eindringen.

Bruchstücke von Mahlkörpern können dem Lager keinen Schaden zufügen, da Zapfen und Büchse härtere Oberflächen besitzen als die Mahlkörper.

Nach F i g. 4 ist die Lagerbüchse 6, die den Lagerzapfen 8 des Rührwerks 2 führt von einem Lagergehäuse 31 umschlossen, das zur Abschirmung des Lagers gegenüber dem mit Mahlkörpern 32 gefüllten Mahlraum 33 dient

Der Verdrängerkolben 9 unterhalb des Lagers wird durch die Kolbenstange 10 betätigt und gestattet es, den Grad der Mahlkörperfüllung zu erhöhen oder zu erniedrigen bzw. mehr oder weniger Druck auf die Mahlkörperfüllung auszuüben. Er hat hier nicht die Funktion einer Trennvorrichtung wie in F i g. 1 und 2 und kann auch mit Dichtringen 34 ausgerüstet sein, falls seine Unterseite direkt mit Druckmedium beaufschlagt wird. Der Mahlguteintritt in das Lager erfolgt bei 35 durch einen von mehreren radialen Kanälen 36, die als Zentrierstege mit dem Lagergehäuse 31 in Verbindung stehen. Im Lagergehäuse teilt sich der Mahlgutstrom in Richtung der Pfeile 37 und 38. Der letztere Teilstrom 38 durchfließt als Schmiermittel den Lagerspalt zwischen der

so Büchse 6 und dem Zapfen 8 und vereinigt sich oberhalb des Lagers mit dem Teilstrom 37 und verläßt das Lagergehäuse in Richtung des Pfeiles 39 durch den Trennspalt 40 zwischen dem Rührwerk 2 und dem Rand 41 des Lagergehäuses 31. Die Breite des Trennspaltes 40 ist so gewählt, daß die Mahlkörper 32 nicht eindringen können, aber das Mahlgut ungehindert austreten kann. Der Raum für den Teilstrom 38 ist nach unten mit dem aufgeschraubten Deckel 42 abgeschlossen.

F i g. 5 zeigt eine radial einstellbare Zapfenführung im Lagergehäuse 31 mit drei Gleitsteinen 51, die mit drei Stellschrauben 52 gegen den Lagerzapfen 8 angestellt werden können.

F ' ζ. 6 zeigt ein Wälzlager mit radialer Einstellmöglichkeit, indem Lagerkugeln 53 auf dem Außenring 54

b5 abrollen und zwischen zwei konischen Innenringen 55 und 56 festgehalten sind. Das Lagerspiel läßt sich durch Veränderung des axialen Abstandes der beiden Innenringe mittels verschiedener Dicken der durch die WeI-

lenmutter 58 fixierten Beilagscheibe 57 einstellen.

Die F i g. 7 und 8 zeigen Möglichkeiten einer axialen Einstellbarkeit von konischen Zapfen 60 oder halbkugeligen Zapfen 61 mit zentraler Zufuhr des Mahlgutes als Schmiermittel durch den Kanal 62 in die entsprechend geformte Lagerbüchse 63,64.

Es können auch normale handelsübliche radiale Kugel- oder Kegelrollenlager angewendet werden mit einbaufertig eingestelltem, nicht nachstellbarem Lagerspiel, oder mit einer Federdruckvorrichtung gemäß Fig.9, die automatisch jedes entstehende Radialspiel kompensiert. Im Rührwerk 2 ist stirnseitig ein zylindrischer Zapfen 8 in einer zylindrischen Gleitführung 70 eingelassen. Auf seinem lagerseitigcn Ende trägt er beispielsweise ein handelsübliches Kegelrollen- oder is Schrägkugellager 71, dessen Außenring 72 im Lagergehäuse 31 abgestützt ist. In einer Ausnehmung des Zapfens 8 ist eine Druckfeder 73 angeordnet, deren dauernder Axialdruck auf das Wälzlager 71 ein entstehendes Lagerspiel automatisch kompensiert.

Die Konstruktion des unteren Lagers mit einem dasselbe umschließenden Gehäuse 31 gemäß Fig.4 läßt auch vorteilhafte Lösungen bezüglich Lagerkühlung oder Kombination von Kühlung und Schmierung zu. So kann beispielsweise der Zapfen 8 als Hohlkörper ausgebildet und vom Kühlwasser aus dem gekühlten Rührwerk 2 durchflossen sein.

Beim Durchfluß eines Teilstromes 38 des Mahlproduktes durch den Lagerspalt zwecks Schmierung wird zwangsläufig die anfallende Reibungswärme vom Lager abgeführt.

In einer etwas abgewandelten Form der Produktzufuhr 35 durch den Zentriersteg 36 ist es denkbar, das Mahlprodukt nur als Teilstrom 37 direkt in den Trennspalt austreten zu lassen, unter Absperrung des Teilstromes 38 zur Lagerschmierung.

Die Lagerschmierung und Kühlung wird dann unabhängig vom Zentriersteg 36 als Schmierölquerstrom durch zwei zusätzliche Radialkanäle mit der Funktion je eines Eintritts- bzw. Austrittskanals des Lagergehäuses 31 gelöst. In Fällen, wo eine Lagerkühlung nicht notwendig erscheint, kann auch ein Wälzlager mit der üblichen Fettschmierung im Lagergehäuse 31 eingesetzt werden.

In F i g. 4 sind die Zentrierstege 36 für die Halterung des Lagergehäuses 31 zugleich als Kanal für die Zufuhr von Mahlgut oder die Zu- und Abfuhr von Lagerschmier- und Kühlmittel, oder wie bei 43 gezeigt, als Einfüllkanal für den Nachschub von Mahlkugeln, der durch den Deckel 44 verschlossen ist, ausgebildet Die Zer.tnerstege 36 haben auf der Seite des Mahlraumes 33 die gleiche Funktion wie die feststehenden Stator-Rührwerkzeuge 3 und werden deshalb zweckmäßig aus verschleißfestem Material mit kreisförmigem Querschnitt hergestellt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (11)

Patentansprüche:

1. Kontinuierlich arbeitende Rührwerksmühle, bestehend aus einem im wesentlichen senkrecht stehenden, mit Mahlkörpern und Mahlgut gefüllten Mahlbehälter, einem darin rotierenden Rührwerk zum Feinmahlen bzw. Dispergieren von Festbestandteilen im flüssigen, von unten nach oben durch den Mahlbehälter strömenden Mahlgut, einer unten am Mahlbehälter angeordneten, einen den Mahlraum unten abschließenden Verdrängerkolben aufweisenden Druckvorrichtung zum Verändern des Mahlkörperfüllungsgrades und einer oberen Lagerung für das Rührwerk, dadurch gekennzeichnet, daß für das Rührwerk (2) ein innerhalb des mit Mahlgut und Mahlkörpern (32) angeiüllten ,Maiilraumes (33) befindliches unteres Lager (6, 25 bis 28,51,53 bis 56,63.64,71,81) vorgesehen ist, das oberhalb des Verdrängerkolbens (S) der Druckvorrichtung (9 bis II) angeordnet ist und über eine Mehrzahl von Zentrierstegen (5, 24, 36) mit der Wand des Mahlbehälters (1) verbunden ist

2. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Lager (6) zylindrische Gleitflächen aufweist

3. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Lager (25 bis 28) konische Gleitflächen aufweist, und sich der konische Lagerspalt (29) durch Axialversteilbarkeit eines Lagerteiles (27) einstellen läßt.

4. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Eintrittstrennvorrichtung (13, 14) in Strömungsrichtung des Mahlgutes, vor dem unteren Lager befindet und mit dem Verdrängerkolben (9) der Druckvorrichtung (9 bis 11) kombiniert ist.

5. Rührwerksmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittstrennvorrichtung (13) als Radialspalt an der Peripherie des Verdrängerkolbens (9) der Druckvorrichtung (9 bis 11) ausgebildet ist.

6. Rührwerksmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittstrennvorrichtung (14) durch siebförmige Durchtrittsöffnungen im Kolbenboden (9) der Druckvorrichtung (9 bis 11) gebildet ist.

7. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mahlgut vor Eintritt in den Mahlraum (33) dem Lagergehäuse (31) zugeführt wird und dieses durch eine Trennvorrichtung (40) verläßt.

8. Rührwerksmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Mahlgutstrom innerhalb des Lagergehäuses (31) in zwei Teilströme (37, 38) aufteilt, wovon der eine (38) den Lagerspalt durchfließt.

9. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Lager (6,51,53 bis 56,63,64, 71) von einem Lagergehäuse ■(31) umschlossen ist, das eine direkte Berührung zwischen Mahlkörpern (32) und Lagerteilen verhindert.

10. Rührwerksmühle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle in den Zentrierstegen (36) der Zufuhr von Mahlgut und/oder Zu- und Abfuhr von Lager-Schmier- und Kühlmitteln und/oder dem Nachschub von Mahlkörpern (32) zum Mahlraum (33) dienen.

11. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Zentrierstege (36) für das Lagergehäuse (31) aus verschleißfestem Material von kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind.