DE3542122C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Naßzerkleinerung und betrifft eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von Suspensionen, die ein Gehäuse mit einem Eintrittsstutzen, einen Austrittsstutzen und Scheiben enthält, die im Innern des Gehäuses gleichachsig mit der Möglichkeit einer Drehung zumindest einer der Scheiben angeordnet und mit Stahlstiften versehen sind, die an den einander zugekehrten Seiten der Scheiben längs konzentrischer Kreise angeordnet sind.

Am effektivsten kann die vorliegende Erfindung zur Zerkleinerung und Dispergierung von Suspensionen von spröden Stoffen mit einer Härte von bis 4 Einheiten nach der Mohsschen Skale verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung kann ferner zur Klassierung unter gleichzeitiger Nachmahlung von Grobgutfraktionen, d. h. zu der den Gütevorschriften entsprechenden Nachaufbereitung des Produktes bis zur Erzielung von geforderten Parametern verwendet werden.

Gegenwärtig werden an das Zerkleinerungsendprodukt strenge Anforderung hinsichtlich seiner Kornzusammensetzung, insbesondere in bezug auf den Siebrückstand des Grobkornes gestellt.

Bekanntlich besitzt das in einem beliebigen Apparat zerkleinerte Produkt einen weiten Korngrößenverteilungsbereich. Zur Verminderung dieses Bereichs für die Grobteilchen sind in der Regel Klassierer eingesetzt, die in geschlossenem Kreislauf mit den Zerkleinerungsanlagen arbeiten. Dies macht ein solches Aufbauschema zu massig und wenige effektiv, weil die Klassierer neben dem Grobkorn auch Feinkorn in bestimmter Menge zum Nachmahlen zurückführen.

Bekannt ist eine Zerkleinerungsvorrichtung aus "Zerkleinerung in der chemischen Industrie" von P. M. Sidenko Verlag "Khimia", Moskau, 1968, S. 155 bis 157, die ein Gehäuse mit einem Eintritts- und einem Austrittsstutzen, eine sich drehende Scheibe und einen abklappbaren Deckel mit an diesen längs konzentrischer Kreise befestigten Stahlstäben einschließt, wobei die Reihen der Deckelstahlstäbe zwischen den Reihen der Scheibenstahlstäbe unter Belassen eines Spaltes liegen.

Bekannt ist eine weitere Vorrichtung (Desintegrator), die ein Gehäuse und zwei Scheiben einschließt, die auf gleichachsigen Wellen befestigt sind und sich in den entgegengesetzten Richtungen mit an ihnen längs konzentrischen Kreisen angebrachten Stahlstäben drehen, wobei jede Stahlstäbereihe der einen Scheibe zwischen zwei Stahlstäbereihen der anderen Scheibe unter Belassen eines kleinen Spaltes liegt.

Ein gemeinsamer Nachteil der erwähnten Vorrichtungen besteht darin, daß ihr Anwendung die Gewinnung eine gleichartigen Produktes nicht gewährleisten kann.

Der vorliegenden Erfindung am nächsten kommt nach seinem technischen Grundprinzip und dem erzielbaren Effekt eine Vorrichtung, die im Buch von P. M. Sidenko "Zerkleinerung in der chemischen Industrie" (Verlag "Khimia", Moskau, S. 243 bis 244) beschrieben worden ist und einen Rotor enthält, der eine Scheibe darstellt, die auf eine Welle aufgesetzt und mit Reihen von längs konzentrischen Kreisen liegenden Stahlstäben sowie im Mittelpunkt der Scheibe angeordneten Schlägern versehen ist. Am Deckel sind längs konzentrischer Kreise Reihen von Stahlstäben angebracht, die zwischen den Stahlstäbereihen am Rotor liegen.

Ein Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß auch diese Vorrichtung dieGewinnung eines nach seiner Kornzusammensetzung gleichartigen Materials nicht gewährleistet, und demgemäß eine Erhöhung des Energieaufwandes zum Nachmahlen des Produktes erforderlich ist.

Während des Betriebs dieser Vorrichtung gelangt das zu zerkleinernde Material in den zentralen Teil der sich drehenden Scheibe und wird von den wirkenden Fliehkräften an das Randgebiet derselben geschleudert. Bei der Bewegung des Materials vom Zentrum zur Peripherie findet eine Zerkleinerung desselben statt.

In diesem Fall wirken hohe Fliehkräfte auf die Grobteilchen ein, weshalb sie sich mit einer höheren Geschwindigkeit bewegen und ihre Verweilzeit in der Zerkleinerungszone kleiner als die der feineren Teilchen ist, obwohl zur Zerkleinerung von Grobteilchen eine längere Zeit als für die feineren erforderlich ist.

Also ist sämtlichen bekannten Vorrichtungen ein gemeinsamer Nachteil eigen, durch den die Ungleichartigkeit des zerkleinerten Materials bedingt ist.

Das Klassieren und Nachmahlen von Grobkornfraktionen erfordert immer einen zusätzlichen Aufwand.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von Suspensionen zu schaffen, deren konstruktive Ausführung es ermöglicht, die Grobteilchen bis zu ihrer Zerkleinerung im Randbereich der Arbeitsmahlorgane zurückzuhalten, und gleichzeitig den zur Zerkleinerung erforderliche Energieaufwand zu senken.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß die eine der Scheiben mit einer Buchse versehen ist, die am Außendurchmesser derselben liegt und die andere Scheibe längs deren Kreisumfang unter Bildung eines Ringkanals umfaßt, wobei zumindest an einer der Wände des Ringkanals ein Gewinde ausgeführt ist, während sich der Austrittsstutzen in der Mittelpunktzone der Scheiben befindet.

Das an einer der Wände des Ringkanals vorhandene Gewinde ermöglicht es, die Suspension von dem Randgebiet der Scheiben zum Zentrum, d. h. in die Wirkungszone maximaler Fliehkräfte zuzuleiten.

Die Zuleitung des Materials in das Wirkungsfeld maximaler Fliehkräfte trägt dazu bei, daß eine Klassierung stattfindet, bei der die Feinteilchen des Materials unter der Einwirkung des Flüssigkeitsstroms zum Zentrum der Einrichtung gelangen, während die Grobteilchen von den wirkenden Fliekräften am Randgebiet der Arbeits­ mahlorgane zurückgehalten werden und je nach der Zerkleinerung, die eine Abnahme ihrer Masse bewirkt, sich langsam zum Zentrum hin bewegen. Dieser Umstand schließt ein Eindringen von Grobgutteilchen in das Endprodukt aus.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Gewinde an den beiden Wänden des Ringkanals ausgeführt, wobei die Richtung der an den Wänden vorhandenen Gewinde entgegengesetzt ist. Diese Ausfüh­ rung der Gewinde an den Kanalwänden gestattet es, den Suspensionszuführungsdruck zu erhöhen und demge­ mäß auch die Arbeitsleistung der Einrichtung zu steigern.

Zweckmäßigerweise wird das Gewinde als mehrgängiges Gewinde ausgebildet. Das Vorhandensein eines mehrgängigen Gewindes gestattet es, den von den Gewinden erzeugten Zuführungsdruck zu erhöhen, weil er in direkter proportionaler Abhängigkeit von der Zahl der Gewindegänge steht. Der erhöhte Zuführungsdruck erlaubt es, die Funktionstüchtigkeit der Einrichtung auch bei höheren Werten von Fliehkräften sicherzustellen und hierdurch eine Scheidung von feineren Teilchen des zu zerkleinernden Produktes zu gewährleisten.

Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsbeispiele derselben unter Bezugnahme auf die beiligenden Zeichnungen erläu­ tert; in den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht der Vorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.

Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1 und Scheiben 2 und 3, die im Innern des Gehäuses 1 gleichmäßig mit der Möglichkeit einer Drehung zumindest einer der Scheiben angeordnet und mit längs konzentrischer Kreise liegenden Stahlstiften 4 versehen sind, die an den einander zugekehrten Seiten der Scheiben 2, 3 angebracht sind. Eine Buchse 5 ist am Außendurchmesser der Scheibe 2 angeordnet und umfaßt die Scheibe 3 an deren Kreisumfang unter Bildung eines Ringkanals 6. An den Wänden des Ringkanals 6, d. h. an der Innenfläche der Buchse 5 und äußeren Stirnfläche der von der Buchse 5 umfaßten Scheibe 3, sind Gewinde 7 ausgeführt. Das Gewinde 7 kann aber auch nur an einer der Wände des Ringkanals 6 ausgeführt sein.

Beim Ausführen des Gewindes 7 an den beiden Wänden des Ringkanals 6 kann die Richtung des Gewindes 7 gleich bzw. entgegengesetzt sein. Das Gewinde 7 ist als mehrgängiges Gewinde ausgebildet.

Das Gehäuse 1 enthält einen Eintrittsstutzen 8 und einen Austrittsstutzen 9, von denen der letztere in der Mittelpunktzone der Scheiben 2, 3 angeordnet ist. Eine Antriebswelle 10 ist mit der Scheibe 3 starr verbunden.

Die Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise. Die Scheibe 3 wird in Drehung versetzt, und die zu zerkleinernde Suspension wird dem Innenraum des Gehäuses 1 über den Eintrittsstutzen 8 zugeführt. Der vorhandene Ringkanal 6 mit dem an dessen Wänden vorgesehenen Gewinde 7 gewährleistet ein Druckgefälle, das zum Überwinden der Fliehkraft und Zuführen der Suspension zum Arbeiten zwischen den Scheiben 2 und 3 erforderlich ist, der von den in Bewegung gesetzten Stahlstiften 4 durchschnitten wird. Die vorstehenden Teile der Gewinde 7 reißen die Suspenion mit und erzeugen einen bestimmten Druck, der es erlaubt, die zu zerkleinernde Suspension entgegen der Fliehkraftrichtung zum Zentrum der Vorrichtung hin zu pumpen.

Die Suspension wird also zerkleinert, wobei die Teilchen der erforderlichen Größe unter der Einwirkung des Flüssigkeitsstroms zum Mittelpunkt der Scheiben 2, 3 geleitet und aus der Vorrichtung über den Austrittsstutzen 9 abgeleitet werden, während die Grobteilchen von den wirkenden Fliehkräften am Randgebiet der Scheiben 2, 3 so lange zurückgehalten werden, bis sie auf die erforderliche Größe zerkleinert worden sind, worauf sie vom Flüssigkeitsstrom zum Mittelpunkt der Scheiben 2, 3 fortgetragen werden.

Die Auswahl der Elemente der Gewinde 7 (Gewindenutprofil, Gewindesteigung, Zahl der Gewindegänge) erfolgt ausgehend von den jeweiligen konkreten Betriebsbedingungen der Einrichtung. Hierbei werden die Arbeitsleistung der Vorrichtung, die Größen der Teilchen am Ein- und Ausgang der Vorrichtung, der notwendige Scheidungsgrad in Rechnung gestellt.

Beispiel 1

Einem Dismembrator wurde aus einem Pufferspeicher mit Rührwerk vermittels einer Pumpe eine Schwefel­ suspension mit einer Teilchengröße von bis 0,5 mm zum Zerkleinern zugeführt.

Die Arbeitsleistung der Apparates betrug 200 l/h bei einem Gewichtsverhältnis "Festes/Flüssiges" von 1 : 1. Die vom Dismembrator aufgenommene Wirkleistung wurde von einer Meßanlage registriert. Es wurde eine fünffache Zirkulation der Suspension durch den Dismembrator vorgenommen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt.

Beispiel 2

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die bei gleichen Umfangsgeschwindigkeiten wie der Dismembrator funktionierte, wurde aus einem Druckbehälter eine dem Beispiel 1 ähnliche Schwefelsuspension zugeführt. Es wurde ein Produkt gewonnen, dessen Charakteristik ebenfalls in der Tabelle 1 angeführt ist.

Die Zahl und die Form der Zerkleinerungsstifte 4 war in den beiden Fällen gleich - bei einem Durchmesser von 10 mm betrug deren Zahl 68 Stück. In der Tabelle 2 ist der Energieaufwand für die bekannte und für die erfindungsgemäße Vorrichtung angegeben.

Tabelle 1

Tabelle 1 (Fortsetzung)

Tabelle 2

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Zerkleinerung von Suspensionen, die ein Gehäuse (1) mit einem Eintrittsstutzen (8), einem Austrittsstutzen (9) und Scheiben (2, 3) enthält, die im Innern des Gehäuses (1) gleichachsig mit der Möglichkeit einer Drehung zumindest einer der Scheiben angeordnet und mit Stahlstiften (4) versehen sind, die an den einander zugekehrten Seiten der Scheiben (2, 3) längs konzentrischer Kreise angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die eine (2) der Scheiben mit einer Buchse (5) versehen ist, die am Außen­ durchmesser derselben liegt und die andere Scheibe (3) längs deren Kreisumfang unter Bildung eines Ringkanals (6) umfaßt, wobei zumindest an einer der Wände des Ringkanals (6) ein Gewinde (7) ausgeführt ist, während sich der Austrittsstutzen (9) in der Mittelpunktzone der Scheiben (2, 3) befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (7) an den beiden Wänden des Ringkanals (6) ausgeführt ist, wobei die Richtung der Gewinde (7) an den Wänden des Ringkanals (6) entgegengesetzt ist.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (7) als mehrgängiges Gewinde ausgeführt ist.