DE3318312A1 - Ruehrwerksmuehle - Google Patents

Description

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

Bei einer bekannten Rührwerksmühle mit Produktzufuhr am Boden des vertikal angeordneten Stators (DE-OS 22 40 751) erstreckt sich ein Rohr durch eine Gleitöffnung des Kolbens bis dicht unter den Rotor, wo es mittels radialer Speichen am Stator befestigt sein kann. Der Kolben kann aufgrund einer Beaufschlagung durch ein Druckmittel an dem Produktzufuhrrohr auf- und abgleiten, wodurch das ManIkörpervolurneη im Mahlraum zwischen den Zylinderflächen des Stators und Rotors verändert werden kann. Nachteilig an dieser bekannten Rührwerksmühle ist, dass unterhalb der Rohrmündung ein toter Raum vorliegt, in dem sich zu vermählendes Produkt und Mahlkugeln sammeln und so nicht am Mahlprozess beteiligt werden. Auch wird das in den Mahlraum vorstehende Rohr erheblich belastet. Die Beseitigung von Verklumpungen nach einer Betriebspause ist wegen der hohen Anordnung der Rohrmündung schwierig.

Weiter ist bereits eine Rührwerksmühle bekannt (DE-PS 20 51 003) bei der an dem Boden des Stators ein Zylinder mit verringertem Durchmesser anschliesst, in dem ein vertikal bewegbarer Kolben angeordnet ist. Die Produktzufuhr befindet sich oberhalb der Mündung des Zylinders im Mahlraum. Auch bei dieser bekannten Rührwerksmühle liegt somit im Bodenbereich des Mahlbehälters ein Rotorraum vor, innerhalb dessen die Mahlkugeln im allgemeinen unbewegt bleiben. Von der Geometrie her wird bei dieser bekannten Mühle die Fliessfähigkeit des Mahlprodukt-Mahlkugel-Gemisches vorausgesetzt, so dass ein ausgetrocknetes Mahlprodukt-Mahlkugel-Paket nur schlecht aufgelöst werden kann. Die Zufuhr frischen Mahlgutes ist für diese Auflösung nicht geeignet, weil der Zylinder, wie gesagt, einen Totraum bildet.

Auch ist bereits eine Rührwerksmühle bekannt (DE-OS 28 32 903), bei der der Verdrängungskolben dadurch mit der Einlass-Trenn-

Vorrichtung kombiniert ist, dass zwischen dem Kolben und der Behälterwand ein Radialspalt vorgesehen oder der Kolben selbst als Axialsieb ausgebildet ist. Diese Trennvorrichtungen verhindern ein Austreten der Mahlkörper aus der Rührwerksmühle, sofern der Radialspalt bzw. die Oeffnungen des Axialsiebes kleiner als die Mahlkörper sind. Dies bedingt aber andererseits wieder eine erhebliche Verstopfungsgefahr im Bereich des Radialspaltes bzw. der Durchlassöffnungen des Verdrängerkolbens.

Es ist zwar nun schon bekannt (DE-OS 23 60 920) , die Trennung von Mahlgut und Mahlkörpern am Einlass durch ein von einer Bodenöffnung des Behälters abzweigendes Schwanenhalsrohr zu vollziehen; die Anwendung dieser Trennmethode bei der Rührwerksmühle nach der DE-OS 28 32 903 würde aber zum Eintreten von Mahlkörpern in den Raum unterhalb des Verdrängerkolbens führen und dessen Funktion behindern.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Rührwerksmühle der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die Vorteile des Mahlprodukteinlasses an der dem Mahlraum zugewandten Oberfläche des Verdrängerkolbens erhalten bleiben, ohne dass beim Durchgang des Mahlproduktes durch den Kolben hindurch Verstopfungsprobleme auftreten oder Mahlkörper in den Raum auf der vom Mahlraum abgewandten Seite des Kolbens eintreten können.

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

Aufgrund dieser Ausbildung tritt das Mahlprodukt ohne die Gefahr eines Eindringens von Mahlkörpern in den Zylinderraum an der vom Mahlraum abgewandten Seite des Kolbens stets an der dem Mahlraum zugewandten Oberfläche des Kolbens aus bzw. ein

Es werden somit Toträume im Einlassbereich des Mahlbehälters ebenso vermieden/wie Probleme mit dem Verklumpen von Material nach längeren Betriebspausen, ohne dass eine Verstopfungsgefahr im laufenden Betrieb hingenommen werden muss.

Dabei ist es an sich gleichgültig, wie der Kolben im einzelnen aufgebaut bzw. betätigt wird. Ueblicherweise besitzen derartige Kolben zur besseren Führung eine Kolbenstange, doch ist auch ein relativ dicker Kolben ohne eine solche Stange aufgrund seiner eigenen Länge gegebenenfalls ebenso gut geführt. Die Betätigung kann in der bekannten Weise in einer Richtung über ein Druckmittel, in der anderen Richtung über eine Rückholfeder oder auch über eine weitere Kolbenfläche erfolgen. Die den Kolben durchziehende Oeffnung braucht auch im Bereiche ihrer in den Mahlraum führenden Mündung nicht unbedingt gleichachsig mit dem Kolben sein, sondern es kann die Mündung beispielsweise auch durch Stege unterteilt sein, wobei einer Lösung der Vorzug gegeben wird, bei der der Mahlprodukt-Durchlass zentral an der dem Mahlraum zugewandten Oberfläche des Kolbens in Verlängerung der Kolbenöffnung vorgesehen ist, weil dadurch die Gefahr von Verklebungen verringert ist.

Weitere Einzelheiten ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemässen Rührwerksmühle mit vertikaler Drehachsenanordnung; die

Fig. 2 entsprechende Teilschnitte durch weitere Ausführungsformen mit horizontaler oder vertikaler Drehachsenanordnung, wobei

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Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 ist; und

Fig. 6A ein Schnitt durch die Kolbenstange nach Fig. 6

In einem vertikal stehenden zylindrischen Stator 17 ist konzentrisch ein zylindrischer Rotor 20 angeordnet, welcher mit seiner oberen Stirnfläche in einem Drehlager 29 fliegend gelagert ist. Obwohl diese Art der Lagerung bevorzugt ist, einerseits weil sie nicht so sehr die Verklumpung fördert und anderseits weil dadurch die Anordnung von Werkzeugen 21', 22' an den einander zugekehrten Stirnflächen 14, 19 eines Kolbens 12 bzw. des Rotors 20 erleichtert wird (die ihrerseits nicht nur der Vermahlung sondern auch dazu dienen, der Verklumpung entgegenzuwirken) - ist es ohne weiteres möglich, ein weiteres Lager etwa in der Art vorzusehen, wie es in der DE-OS 28 32 903 beschrieben ist.

An einer Antriebswelle 30 ist eine Antriebsscheibe 31 befestigt, welche beispielsweise mittels Keilriemen, Über einen hier nicht dargestellten Motor, zu einer Drehbewegung antreibbar ist.

Zwischen dem Stator 17 und dem Rotor 20 befindet sich ein Mahlraum 11, welcher oben durch einen Siebtrennring 32 mit Schlitzen 33 abgeschlossen ist, durch die hindurch das verarbeitete Mahlgut/ nicht aber die im Mahlraum 11 befindlichen Mahlkugeln 34 austreten können. Oberhalb des Siebtrennringes 32 befindet sich ein Ringraum 35, von dem ein Produktauslass 36 abzweigt.

An der zylindrischen Aussenfläche des Rotors 20 sind Rührwerkzeuge 22 befestigt, welche sich in den Mahlraum 11 hinein erstrecken. Von der zylindrischen Trennwand des Stators 17 erstrecken sich, vorzugsweise axial versetzt gegenüber den Rührwerkzeugen 22 des Rotors 20, weitere Rührwerkzeuge 21.

In seinem unteren Bereich ist der Stator 17 als Zylinder 17' ausgebildet, in dem ein abgedichteter Kolben 12 mit vertikaler Achse höhenverstellbar angeordnet ist. Die Unterseite des Kolbens 12 ist eben, während die Oberfläche 14 vorzugsweise zur Seite hin etwas ansteigend ausgebildet ist. Bevorzugt stellt der Zylinder 17' eine besondere Baueinheit dar, welche über Flansche 37 mit dem eigentlichen Stator 17 fest verbunden ist.

Die untere Stirnfläche 19 des Rotors 20 ist zweckmässig nach Art eines flachen Kegels ausgebildet und trägt Rührwerkzeuge 22'. Auch an der Oberfläche 14 des Kolbens 12 sind vorzugsweise in den radial äusseren Bereichen Rührwerkzeuge 21* angebracht.

In der Mitte weist der Kolben 12 die Mündung einer Produkteinlassöffnung 13 auf, welche vorzugsweise bündig mit der Oberfläche 14 und fluchtend mit dem übrigen Rohröffnungsdurchmesser ist.

Die Oeffnung 13 befindet sich in einem Rohr 15, welches in einer entsprechenden Bohrung 38 des Kolbens 12 fest angebracht ist und sich auf der Achse 39 der Mühle vom Rotor 20 wegerstreckt.

Das Rohr 15 erstreckt sich gleitend und dicht durch den Boden 16 des Zylinders 17' und mündet aussen an einem Hilfkolben 24, der in einem weiteren, an dem Boden 16 befestigten Zylinder 23 geführt ist. Der Kolben 12, das Rohr 15 und der weitere Hilfskolben 24 bilden eine bauliche Einheit. Unten ist an die Mündung des Rohres 15 eine Trenneinrichtung in Form eines Schwanenhalsrohres 26 angebracht, welches

ausserhalb des Zylinders 23 einen U-förmig nach oben gekrümmten Bereich 26' aufweist, sich dann parallel zur Achse 39 seitlich vom Stator 17 vertikal nach oben erstreckt und Schliesslich über einen weiteren U-förmig nach unten gekrümmten Bereich 26" nach unten geführt ist. Am Ende 26"' des Schwanenhalsrohres 26 ist ein flexibler Schlauch 28 befestigt, der die Bewegung des Kolbens 12, 24 ausgleicht, sofern· das Schwanenhalsrohr 26 starr ausgeführt ist und bei der Kolbenbewegung auf und ab gleitet. Alternativ kann das Schwanenhalsrohr 26, wenigstens in seinem Abschnitt 26■, flexibel ausgebildet sein. Bei starrer Ausbildung des Schwanenhalsrohres 26 ist vorzugsweise zwischen einem vertikalen Teil 26"" und dem am Stator befestigten Zylinder 17' ein elektrischer Kolbenhubmesser 27 angeordnet. Dieser Kolbenhubmesser 27 kann gegebenenfalls Bestandteil einer Regeleinrichtung sein, wie dies in der DE-OS 29 32 783 an Hand der Einrichtung 50 bis 52 beschrieben ist.

Der hermetisch nach aussen abgeschlossene Raum 18 unterhalb des Kolbens 12 ist mit einem hydraulischen Drucköl gefüllt, welches von einem Versorgungsbehälter 40 geliefert wird, in dem sich bis zu einer bestimmten Höhe Drucköl befindet. Die Drucköloberflache kann über eine Druckluftleitung 41 mit Druckluft beaufschlagt werden, die mittels eines Ventils 42 wahlweise an den Behälter 40 anschliessbar ist. Der Versorgungsbehälter 40 kann gleichfalls in der in der DE-OS 28 32 beschriebenen Weise ausgebildet und geschaltet sein.

Im oberen Bereich des vertikalen Teils 26^M" des Schwanenhalsrohres 26 befindet sich eine Führung 43, die am Stator 17 befestigt ist und die Vertikalbewegung des Schwanenhalsrohres gewährleistet.

Aufgrund der erfindungsgemässen Produktzufuhr durch die Bodenöffnung 13 und die Anordnung von weiteren Rührwerkzeugen 21'

und 22' wird unterhalb der Kegelfläche 19 des Rotors 20 ein weiterer Teilmahlraum II¹ gebildet.

Zwischen dem Boden 16 und dem Kolben 24 befindet sich ein Druckraum 25, der über eine Leitung 44 und ein Ventil 45 ebenfalls an eine Druckluftquelle anschliessbar ist.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Rührwerksmühle ist wie folgt:

Nach Beendigung des Mühlenbetriebes wird das Ventil 45 geöffnet und der Raum 25 unter Druck gesetzt, Hierdurch wird der den eigentlichen Boden des Mahlraumes 11, II¹ bildende Kolben 12 abgesenkt. Falls erforderlich, kann hierbei über ein weiteres Ventil 46 der Behälter 40 entlüftet werden. Sobald sich der Kolben 12 in seiner untersten Stellung befindet, ist das Mahlkörpervolumen im Teilmahlraum 11 minimal. Dies ist für das erneute Anfahren der Mühle vorteilhaft.

Das Anfahren der Mühle erfolgt bei der tiefsten Stellung des Kolbens 12. Hierdurch wird das Anfahren wesentlich erleichtert. Nach dem Anfahren wird der Kolben 12 durch öeffnen des Ventils 42 und gegebenenfalls Entlüften des Druckraumes 25 nach oben bewegt. Hierbei wird ein etwa zusammengetrocknetes Mahlprodukt-Mahlkugel-Paket durch die Rührwerkzeuge 22' bzw. 21' im Bodenbereich des Stators 17 aufgelöst. Der Kolben 12 kann durch geeignete Steuerung des Ventils 42 bis zu einer gewünschten Höhe hochgefahren werden.

Im Dauerbetrieb der Mühle kann ein etwaiger Mahlkörperverlust, insbesondere aufgrund des Abriebes, durch stetiges Nachstellen des Kolbens 12 nach oben ausgeglichen werden. An einer am Schwanenhalsrohr 26 angeordneten Skala 47, welche sich vorzugsweise im Bereich der Führung 43 befindet, kann die jeweilige Höhenlage des Kolbens 12 leicht abgelesen werden.

Da die Krümmung 26" des Schwanenhalsrohres 26 genügend oberhalb des Siebtrennringes 33 liegt, können die Mahlkugeln 34 auch bei hochgefahrenem Kolben 12 nicht in den Produktschlauch 28 zurückgelangen. Andererseits kann auch ein über den Produktschlauch 28 zugeführtes Granulat 4 8 ohne weiteres in den Mahlraum 11, 11* gelangen, weil durch die Anordnung des Schwanenhalses 26 ein Eintrittsspalt bzw. ein Rückschlagventil vermieden wird.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform mit horizontaler Drehachsenanordnung und Handverstellung des Mahlkörpervolumens. Die nicht dargestellten Bereiche insbesondere am Mahlgutauslass sind ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ausgebildet.

Nach Fig. 2 ist in dem horizontal liegenden zylindrischen Stator 117 konzentrisch ein zylindrischer Rotor 120 angeordnet, welcher analog zur ersten Ausführungsform an dem nicht dargestellten Ende fliegend gelagert ist.

An der zylindrischen Aussenfläche des Rotors 120 sind Rührwerkzeuge 122 befestigt, welche sich in den Mahlraum 111 hinein erstrecken. Von der zylindrischen Innenwand des Stators 117 erstrecken sich, vorzugsweise axial versetzt gegenüber den Rührwerkzeugen 122 des Rotors 120, weitere Rührwerzeuge 121.

An dem Stator 117 ist rechts ein Zylinder 117' befestigt, in dem ein abgedichteter Kolben 112 axial verstellbar angeordnet ist. In der Mitte weist der Kolben 112 eine Produkteinlassöffnung 113 auf, welche vorzugsweise bündig mit der Oberfläche 114 des Kolbens 112 ist, die dem Rotor 120 zugewandt ist. Am Kolben 112 ist ein Rohr 115 angebracht, welches sich vom Rotor 120 weg erstreckt und dessen Bohrung 151 mit der Oeffnung 113 kommuniziert. Das Rohr 115 ist mit einem Aussengewinde 152 versehen, und tritt durch die Abschlussstirnwand

des Zylinders 117' hindurch, in welcher es geführt ist. Beim Aussengewinde 152 handelt es sich[vorzugsweise um ein Trapezgewinde, dessen Aussenseite durch die Abschlussstirnwand 116 geführt ist.

An der Abschlussstirnwand 116 ist zentral eine Haltebüchse befestigt, die zur axialen Fixierung einer Gewindebüchse däent, deren Innengewinde mit dem Aussengewinde 152 des Rohres 115 in Eingriff steht. An der Gewindebüchse 156 sind Handgriffe 157 befestigt, die es erlauben, die Gewindebüchse 156 in der Haltebüchse 155 zu drehen, und somit das Rohr mit dem Kolben 112 axial zu verstellen. Ein Mitdrehen des Kolbens 112 und des Rohres 115 wird durch eine parallel zur Maschinenachse 139 angeordneten Säule 161 verhindert, die am Kolben 112 befestigt ist und axial verschiebbar in einer Führungsbohrung 158 der Abschlussstirnwand geführt ist.

Die eingestellte axiale Lage des Kolbens 112 wird durch Anziehen einer mit Handgriffen 163 versehenen Kontermutter auf dem Aussengewinde 152 gegen die Gewindebüchse 156 gesichert.

An der vom Rotor 120 abgewandten Seite des Rohres 115 ist wieder das Schwanenhalsrohr 126 durch eine Mutter 165 befestigt. Die Krümmung 126" liegt oberhalb des Mahlraumes 111.

Eine Handverstellung des Kolbens kann bei einer Kolbenregelvorrichtung, ähnlich wie sie zur Rotorverstellung in der DE-OS 30 38.794 beschrieben ist, durch einen über einen Einstellknopf eingegebenen elektrischen Stellwert erfolgen, der der automatischen Regelung überlagert wird. Es kann aber auch eine Kombination von elektrischer Regelung und mechanischer Verstellung in der Weise erzielt werden, dass die Länge der Kolbenstange 15 (vgl. Fig. 1) durch ein Gewinde verstellbar ist, während die elektrische Regelung

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unverändert bleibt, was den Vorteil haben mag, dass die Arbeits- und Schaltpunkte der elektrischen Regelung gleich bleiben.

Die Fig. 3 bis 5 veranschaulichen in zwei Varianten zwei weitere Ausführungsbeispiele mit einer Fliehkraft-Trennvorrichtung 226 bzw. 326. Zwar ist es bereits vorgeschlagen worden, eine Fliehkraft-Trenneinrichtung mit einer den Mahlkörperdurchmesser übersteigenden Oeffnung zu verwenden, doch war dabei diese Oeffnung nur einseitig von Flächen des Rotationskörpers begrenzt, was dazu führte, dass die Mahlkörper unter Umgehung dieses Rotationskörpers entlang der Wandung des Mahlbehälters doch in den Produktauslauf gelangen konnten. Dadurch aber, dass die Oeffnung 144 des Zellenrades 226 (Fig.3) bzw. 326 (Fig. 5) ausschliesslich von Wandungen dieses Zellenrades begrenzt wird, ist es den Mahlkörpern 34 unmöglich, der Wirkung der Fliehkraft zu entgehen, und es kann das Produkt vorzugsweise über die hohle Antriebswelle 145 für das Zellenrad getrennt von den Mahlkörpern 34 abgeführt werden. Obwohl es sich in allen dargestellten Fällen um die Auslass-Trenneinrichtung handelt, kann die Anordnung auch umgekehrt als Einlass-Trenneinrichtung verwendet werden.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Zellenräder 226 bzw. 326 im Bereich einer an sich bekannten, das Volumen des Mahlraumes verändernden Druckvorrichtung mit einem Kolben! 212, angeordnet ist, weil im Falle grösserer Kompaktheit der Masse der Mahlkörper 34 der Fliehkraft zu hohe Bremskräfte entgegenstehen, was durch die Druckvorrichtung 212, 224 bzw. 312, 324 bis zu einem gewissen Grade beeinflusst werden kann. Diese Druckvorrichtung ist im Prinzip ähnlich aufgebaut, wie dies anhand der Fig. 1 und 2 gezeigt ist, weshalb die gleichen

Bezugszeichen, jedoch mit einem Zusatz versehen, verwendet wurden. Eine Beschreibung dieser Einrichtung im einzelnen ist daher entbehrlich. Es sei lediglich erwähnt, dass in einem möglichen Regelkreis zur Steuerung der Mahlraumvolumen die Effizienz der Trennung als Regelgrösse mit berücksichtigt werden kann.

Da nun das Zellenrad 226 bzw. 326 mit seinen aus Fig. 4 ersichtlichen Zellenradwänden 146 im Bereich dieser Druckeinrichtung 212, 224 bzw. 312, 324 angeordnet ist, so ergibt sich eine Schwierigkeit dann, wenn an Stelle einer in Fig. 3 angedeuteten Antriebsverbindung 51 ein gesondertes Antriebsrad 131 vorgesehen sein soll, was die Möglichkeit einer höheren Drehzahl dieses Zellenrades ergibt. In diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn das Zellenrad 226 bzw. 326 mit einer Antriebswelle 145 versehen ist, die durch den bzw. die Kolben 212, 224 bzw. 312, 324 hindurchgeführt und in diesen bzw. in der sie bindenden hohlen Kolbenstange 215 bzw. gelagert ist, wobei vorzugsweise durch Einzelfedern 147 oder eine Schraubenfeder 148 belastete Gleitringdichtungen verwendet werden und der Zwischenraum 14 9 zwischen den beiden Lagern durch eine Sperrflüssigkeit unter Druck ausgefüllt ist, die zweckmässig schmierende Eigenschaften für die beiden die Verbindung zwischen der Kolbenstange 215/315 und der Antriebswelle 145 bildenden Lager 150 aufweist. Dabei kann der Raum 149 in nicht dargestellter Weise mit einer Druckmittelquelle verbunden sein.

Für eine derartige Fliehkraft-Trenneinrichtung ist die Ausbildung als Zellenrad zwar besonders bevorzugt, jedoch nicht unbedingt erforderlich, weil der Produktauslass 10 in eine koaxiale Oeffnung im Inneren des Mahlraumes münden kann, die von den Wandungen einer Scheibe od.dgl. begrenzt ist. Es ist

ferner bei einer Lagerung der Welle 145 geraäss Fig. 3 auch nicht erforderlich, diese Welle 145 über das Rad 131 anzutreiben, vielmehr kann anstelle des Antriebsrades 131 auch die strichpunktierte angedeutete Antriebsverbindung 51 zwischen dem Rotor 220 und dem Zellenrad 226 vorgesehen sein. Da jedoch durch die Lagerung des Zellenrades 226 an der Druckvorrichtung 212, 224 eine Axialverschiebung des Zellenrades

gegenüber dem Rotor 220 möglich sein muss, ist eine Verbindung zu wählen, die eine solche Verschiebung zulässt. Es kann dies ein Faltenbalg oder auch eine formschlüssig geführte Teleskopführung sein. Auch eine hydraulische Kupplung, ähnlich der in der! DE-PS 21 12 605 beschriebenen, ist prinzipiell möglich, doch ist in Betracht zu ziehen, dass sich deren Wirkung mit zunehmendem Abstand vermindert.

Fig. 5 zeigt zusätzlich, wie Bremsstäbe 125 radial ausserhalb des Zellenrades 326 angeordnet werden können, um zu vermeiden,

vund unaebremsti dass die ausgeschleuderten Kugeln narCgegen die Wandung des Mahlbehälters 317 fallen. Gemäss der Darstellung sind die Bremsstäbe 125 radial gerichtet, doch ist es ebenso möglich, axial gerichtete Bremsstäbe 225 zu verwenden. Aehnlich wie bei der Konstruktion nach Fig. 3 ist die Trennvorrichtung mit dem Zellenrad 326 in einem Kolbenaggregat mit zwei Kolben 212, 224 gelagert. Der Vorteil einer solchen Lagerung ist insbesondere darin zu sehen, dass dadurch die Trennvorrichtung unabhängig von den Schwingungen u.dgl. ist, die auf den Rührwerksrotor wirken. Aus diesem Grunde kann die Einstellung der Trennvorrichtung wesentlich präziser sein, was unabhängig davon gilt, wie diese Trennvorrichtung ausgebildet ist. Unter anderem ergeben sich damit auch geringere Abdichtungsprobleme, weil die Dichtspalte exakter zu bestimmen sind und während des Betriebes im wesentlichen unverändert bleiben.

Eine Schwierigkeit mag sich dabei nur in Bezug auf den Antrieb dej Trennvorrichtung bzw. des Zellenrades 226 (Fig. 3) bzw. 326 (Fig. 5) ergeben. Fig. 5 zeigt, wie diese Aufgabe zu lösen ist. Da nämlich die Kolben 312, 324 durch das über Kanäle 340, 344 geführte Fluid hin- und herbewegt werden, muss für den
Antrieb des Zellenrades 326 ein entsprechender Ausgleich geschaffen werden.Dies kann prinzipiell so erfolgen, dass das Antriebsrad 131 mit der Hohlwelle 145 des Zellenrades 326
zwar axial verschiebbar, jedoch drehfest verbunden ist, so
dass sich eine Art Teleskopführung ergibt. Durch seitliche
Führungslager kann dann die Antriebsscheibe jeweils in ihrer Lage gehalten werden.

Gemäss Fig. 5 ist jedoch die Antriebsscheibe 131 an der Hohlwelle 145 in nicht dargestellter Weise befestigt. In diesem Falle ist es zweckmässig, wenn der Antriebsmotor 168 für die Welle 145 auf einer sich mit den Kolben 312, 324 bewegenden Plattform 169 gelagert ist, die mit dem Kolben 324 über Säulen 170 verbunden ist. \ Die gleiche Aufgabe kann allerdings auch an der Mündung der Hohlwelle 145 auftreten, die zweckmässig innerhalb einer Spritzkammer 171 angeordnet ist und
einen Spritzflansch 172 trägt. Auch hier ist es wiederum möglich, eine Teleskopführung vorzusehen, was besonders vorteilhaft dann ist, wenn diese Teleskopführung für die Spritzkammer 171 und die Antriebsscheibe 31 gemeinsam ist. Andernfalls kann das Auslassrohr 173 dieser Spritzkammer 171 über einen Schlauch mit der jeweils ortsfesten Leitung verbunden sein.

Eine andere Lösung\ läge darin, den Motor 168 unmittelbar mit der Hohlwelle 145 zu verbinden und ihn an der - dann verkleinerten - Plattform zu haltern, wobei für das
Produkt eine Dreheinführung vorgesehen ist. Eine Dichtungs-

schürze 175 rund um den einseitig offenen Zylinder 32 3 muss nicht notwendigerweise vorgesehen sein, ist aber gegebenenfalls vorteilhaft.

Fig. 6 veranschaulicht, wie die Erfindung mit Hilfe einer üblichen Trennscheibe 426 verwirklicht werden kann, die im Kolben 412 bzw. der Kolbenstange 415 an einer Antriebswelle 145 mittels der Lager 150 gelagert ist. Die Art der Lagerung entspricht demnach im wesentlichen der in den vorigen Figuren gezeigten Weise. Dagegen bildet es ein besonderes Problem, dass die im Kolben 412 im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Oeffnung 413 einen Ringraum bildet. Nun ist es zwar prinzipiell möglich, an diesen Ringraum 413 eine die Welle 145 bzw. ihre Lager umgebenden, ebenfalls gleichachsigen Ringraum auch in der Kolbenstange 415 vorzusehen. In diesem Falle ist jedoch die Zugänglichkeit des Antriebsrades 231 erschwert bzw. müssten entsprechende zusätzliche Dichtungen vorgesehen sein.

Deshalb ist es bevorzugt, wenn die Kolbenstange 415 die aus Fig. 6A ersichtliche QuerSchnittsform besitzt und in einer mittigen Oeffnung 176 die Lageranordnung für die Antriebswelle 415 aufnimmt, wogegen in einer ausseraxialen Bohrung 177 das Mahlprodukt abgeführt wird. Selbstverständlich sind auch Lösungen möglich, bei denen mehrere solcher Bohrungen 177 angeordnet sind.

Gerade bei der aus Fig. 6 ersichtlichen Lösung ist es von Vorteil, dass der verhältnismässig heikel einzustellende Trennspalt 178 zwischen den Kolben 412 und der Trennscheibe 426 frei von jenen Erschütterungen und Biegemomenten ist, denen er bei Anbringung am Rotor der Rührwerksmühle bei den bisher bekannten Konstruktionen immer ausgesetzt war, ohne dass dabei auf den Vorteil einer Druckkolben-Konstruktion verzichtet wer-

den muss. Dabei ist es gewünschtenfalls auch möglich, der Trennscheibe 4 26 eine periodische Verschiebebewegung in Achsrichtung zu überlagern, ähnlich wie dies im Sinne einer blossen Oszillation bereits vorgeschlagen worden ist.

Während bei einer Zellenradkonstruktion gemäss den Fig. bis 5 der vom Rotor der Rührwerksmühle getrennte Antrieb den Vorteil erbringt, das Zellenrad 226 bzw. 326 mit höherer Geschwindigkeit antreiben zu können als den Rotor, wird man in der Regel die Trennscheibe 426 mit einer geringeren Geschwindigkeit antreiben. Dadurch ist der Verschleiss an den den Trennspalt 178 begrenzenden Verschleisskanten 179 bzw. geringer. Dabei kann der Antrieb für die Trennscheibe 4 26 in der gleichen Weise ausgebildet sein, wie dies oben beschrieben wurde. Nötigenfalls kann zwischen dem Antriebsmotor und dem Antriebsrad 231 ein entsprechendes Getriebe zur Untersetzung vorgesehen sein. Ferner sei erwähnt, dass gewünschtenfalls die Trennscheibe 4 26 an ihrer dem Mahlraum zugekehrten Oberfläche ebenfalls mit werkzeugartigen Rippen 21' versehen sein kann, die nicht nur eine Rührwirkung entfalten (was schon im Hinblick die Auflösung von Verklumpungen von Vorteil ist), sondern durch ihre Zentrifugalwirkung die Trennung unterstützen. In diesem Falle kann gegebenenfalls auch die Anordnung von Bremsstäben 125 bzw. 225 (vgl. Fig. 5) von Vorteil sein.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche verschiedene Varianten denkbar; beispielsweise kann auch die Trennscheibe nach Fig. über eine Verbindungseinrichtung 51 vom Rotor angetrieben sein. Ferner kann auch bei ihr die Antriebswelle zum Herausführen des Produktes hohl ausgebildet und über wenigstens eine Querbohrung mit der zylinderförmigen Oeffnung 413 verbunden sein. Statt der Bremsstäbe 125, 225 oder zusätzlich kön-

BAD

nen auch erweiterte Räume als Beruhigungsräume für die Mahlkörper 34 vorgesehen sein. An Stelle des Motors 168 könnte ein Ueber- oder Untersetzungsgetriebe, gegebenenfalls ein Variatorgetriebe zwischen der Welle 145 und dem den Rotor 220, bzw. 4 20 treibenden Motor angeordnet werden. Ein Variatorgetriebe oder ein Motor mit verstellbarer Drehzahl sind insbesondere für den Antrieb des Zellenrades 226 bzw. 326 günstig, um dessen Geschwindigkeit bzw. Zentrifugalwirkung an die Gegebenheiten (Mahlkörpermasse, Produktzähigkeit u.dgl.) anpassen zu können, üebrigens kann statt des elektrischen Kolbenhubmessers 27 (Fig. 1) selbstverständlich auch jede andere Art einer Hubmessung bzw. -anzeige, z.B. eine einfache Skala, verwendet werden. Auch mag es vorteilhaft sein, das Zellenrad 30 mit leicht austauschbaren Zellenradwänden 146 (Fig. 4) zu versehen, da diese einem höheren Verschleiss unterworfen sind. Zweckmässig bestehen Sie deshalb aus Hartmetall.

PT/Rv/hb
3.2.1983

Claims (20)

1. Patentansprüche

   Rührwerksmühle mit einem Stator und einem darin drehbaren Rotor, welche zwischen sich einen Mahlraum einschliessen, sowie einem Mahlproduktauslass im Bereiche einer Stirnseite und ir.it einem Mahlprodukteinlass im Bereiche der anderen Stirnseite des Stators, wobei an einer Stirnseite ein sich im wesentlichen, über den gesamten Statorquerschnitt erstreckender axial verstellbarer Kolben vorgesehen ist, mittels dessen das Mahlkörpervolumen im Mahlraum zwischen Stator und Rotor veränderbar und an dessen dem Mahlraum zugewandter Oberfläche einer der beiden Mahlproduktdurchlässe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass

   der Kolben (12, 112, 212,312, 412) eine unmittelbar selbst einer ilahlproduktdurchlass bildende und vom 2-lahlprodukt durchstrümte,

   BAD ORIGINAL

   COPY

   mit ihm verschiebbare Oeffnung (13, 113, 213, 313, 413) aufweist, und dass diese verschiebbare Oeffnung (13, 113, 213, 313, 413) über eine bei ihrer Bewegung mitgeführte Verbindungsanordnung (26'; 147-150) mit einer Trennvorrichtung (26, 126, 226, 326, 4 26) verbunden ist.
2. 2. Mühle nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, dass

   die bei der Kolbenbewegung mitgeführte, mit der, insbesondere ausserhalb des Mahlraumes (11, 111) angeordneten, Trennvorrichtung (26, 126, 226, 326, 426) verbindende Verbindungsanordnung einen an die Oeffnung (13, 113, 213, 313, 413) des Kolbens (12, 112, 212, 312, 412) angeschlossenen biegsamen Schlauch, ein verschiebbares Rohr (26, 126) od.dgl. umfasst.
3. 3. Mühle nach Anspruch 2,
   dadurch gekennzeichnet, dass

   der die Kolbenöffnung (13, 113, 213, 313, 413) mit der Trennvorrichtung verbindende Rohr (26¹) andernends mit einem als Einlasstrennvorrichtung dienenden Schwanenhalsrohr (26, 126) verbunden ist, welches sich bis etwas über die Höhe des Mahlraumes (11, 111) erstreckt und dem das Mahlprodukt zuführbar ist, wobei die Kolbenöffnung (13, 113) in den Mahlprodukteinlass mündet.
4. 4. Mühle nach Anspruch 2 oder 3,
   dadurch gekennzeichnet, dass

   der Mahlproduktdurchlass zentral an der dem Mahlraum (11, II¹, 111) zugewandten Oberfläche (14, 114) des Kolbens (12, 112) in Verlängerung der Kolbenöffnung (13, 113) vorgesehen ist.

   .i. ::^{: :}..^:...^::..:j 33Ί8312
5. 5. Mühle nach Anspruch 3 oder 4,
   dadurch gekennzeichnet, dass

   an das Schwanenhalsrohr (26) ein Kolbenhubmesser (27) angeschlossen ist.
6. 6. Mühle nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, dass

   die bei der Kolbenbewegung mitgeführte, mit der Trennvorrichtung (26, 126) verbindende Verbindungsanordnung eine Lageranordnung (147-158) für einen am Kolben (212, 312, 412) drehbar gelagerten und mittels einer Antriebseinrichtung (131, 168) antreibbaren Rotationskörper (226, 326, 426) umfasst, und dass dieser Rotationskörper als Trenneinrichtung ausgebildet ist.
7. 7. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

   im Raum zwischen dem Kolben (12) und dem Rotor (20) werkzeugartige Vorsprünge (21', 22',125, 225) vorgesehen sind, z.B. auch an der Oberfläche (14) des Kolbens (12) und/oder an der unteren Stirnfläche (19) des Rotors (20) Rührwerkzeuge (21*, 22') angeordnet sind.
8. 8. Mühle nach den Ansprüchen 6 und 7,
   dadurch gekennzeichnet, dass

   anschliessend an den Rotationskörper (226, 326, 426) an der dem Mahlraum (11) zugewandten und/oder radial aussen liegenden Seite desselben Beruhigungs- und/oder Bremsanordnungen (125, 225) für die Mahlkörper (34) vorgesehen sind (Fig. 5).
9. 9. Mühle nach Anspruch 6, 7 oder 8,

   dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper von einer Scheibe, einem Zellenrad (226, 326) mit wenigstens einer Zelle od.dgl. gebildet ist, deren Durchgangsöffnung(144) einen den Mahlkörperdurchmesser übersteigenden Oeffnungsquerschnitt be-/sitzj:, und dass die,gegebenenfalls vom Rotor (220) selbst

   gebildete, Antriebseinrichtung (51; 131, 168) für das Zellenrad (226, 326) od.dgl. für den Antrieb desselben mit einer im Hinblick auf Mahlkörpermasse und Produktzähigkeit zum Freihalten der Durchgangsöffnung (144) von Mahlkörpern (34) ausreichender Geschwindigkeit ausgebildet ist.
10. 10. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

    der Kolben (12, 112, 212, 312, 412) mit einer rohrförmigen, in ihrem Inneren das Mahlprodukt führenden Kolbenstange (15, 115, 215, 315, 415) verbunden ist, die dicht durch eine Abschlussstirnwand (16) hindurchgeführt ist, und dass vorzugsweise in den Raum (18,213,318) zwischen dem KojLben (12,112, 212, 312, 412) und die Abschlussstirnwand (16) ein Druckmittel einführbar ist.
11. 11. Mühle nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass

    ausserhalb der Abschlussstirnwand (16) in fester Verbindung mit diesem ein weiterer Zylinder (23, 223, 323, 423) angeordnet ist, in dem ein mit der rohrförmigen Kolbenstange (15, 215, 315, 415) verbundener ebenfalls eine gleichachsige Oeffnung aufweisender Hilfskolben (24, 224, 324, 4 24)

    gleitbar angeordnet ist, und dessen der Abschlusswand (16) zugewandtem Druckraum (25) ein Druckmittel zuführbar ist.
12. 12. Mühle nach Anspruch 9, 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass

    an das Zellenrad (226, 326) eine das Mahlprodukt unmittelbar führende Hohlwelle (145) angeschlossen ist, die mit Hilfe der Lageranordnung (147-150) gelagert ist.
13. 13. Mühle nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass

    die Hohlwelle (145) in einer Spritzkammer (171) mündet (Fig. 5).

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    _ 5 —
14. 14. Mühle nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper von einer in der dem Mahlraum (11) zugewandten Kolbenstirnfläche (414) einen Trennspalt (178) begrenzenden Trennscheibe (426) gebildet ist (Fig. 6).
15. 15.«Mühle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheibe 426) eine in der Oeffnung (413) des Kolbens (412) bzw. in der rohrförmigen Kolbenstange (415) gelagerte Antriebswelle (145) besitzt, und dass vorzugsweise das Mahlprodukt durch eine ausseraxiale Bohrung (177) im Kolben (412) bzw. der Kolbenstange (415) aus der Oeffnung (413) nach aussen führbar ist.
16. 16. Mühle nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass für den Rotationskörper (226, 326, 426) eine denselben mit einer von der Rotordrehzahl abweichender Drehzahl antreibende

    •unrz ugswei se^ Antriebseinrichtung (131, 168) vorgesehen ist, und dassVein Antriebsrad (131) dieser Antriebseinrichtung (131, 168) mit der mit dem Rotationskörper (226, 326, 426) verbundenen und am Kolben (212, 312, 412) gelagerten Welle (145) zu axialer Relativverschiebung, jedoch zu gemeinsamer Drehung verbunden ist.
17. 17. Mühle nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rotationskörper (226, 326, 4 26) ein gesonderter, mit der Kolbenbewegung mitgeführter Motor (168) zugeordnet ist.

    • *

    — 6 —
18. 18. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

    an der dem Mahlraum (11, 111) abgewandten Seite das die, z,B. gleichachsige,Oeffnung (113, 313) aufweisenden Kolbens (112, 312) wenigstens eine ausseraxial angeordnete Führungssäule (161, 170) angeordnet ist (Fig. 2, 5).
19. 19. Mühle nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass

    mittels wenigstens einer Führungssäule (170) eine Trageinrichtung, z.B. eine Plattform (169), für den Motor (168), gegebenenfalls auch für ein Getriebe (131), geführt ist.
20. 20. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass

    der Kolben (112) durch eine von Hand betätigbare Verstelleinrichtung (152, 155, 156, 162, 163) , z.B. durch einen mechanischen Verstellmechanismus (152, 155, 156, 162, 163), insbesondere zusätzlich zu einer automatischen Regeleinrichtung axial, verstellbar ist (Fig. 2).

    PT/Rv/hb
    3.2.1983