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Rührwerksmühle Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle mit in einem
aufrecht stehenden Mahlbehälter umlaufendem Rührwerk, das zur Bewegung von Mahlhilfskörpern
dient.
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Es sind bereits Rührwerksmühlen dieser Art bekannt. So gibt es diskontinuierlich
arbeitende Mühlen, in denen in einem stehenden, oben offenen Trog homogene oder
gemischte Kugeln mit Durchmessern zwischen 4 und 12 mm eingegeben sind. Das Mahlgut
befindet sich zwischen diesen Kugeln. Die Kugeln selbst werden durch ein Rührwerk
mit einer jeweils angepaßten Geschwindigkeit in Bewegung gesetzt.
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Zur Erzwingung einer gleichmäßigen Beanspruchung des gesamten Mahlgutes
wird in bestimmten Fällen bei größeren Mühlen noch eine Umpumpeinrichtung benutzt.
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So ist eine kontinuierlich arbeitende Kugelmühle zur Pulverisierung
von Kohle bekannt, auf deren Antriebswelle im unteren Teil des Mahlbehälters eine
Wurfscheibe fest angeordnet ist, die an ihrem oberen Ende Rippen zum Abschleudern
Wider Kohlestücke in die Mahlzone aufweist. Die Antriebswelle ist außerdem von einem
zylindrischen Körper umgeben, der in seinem unteren Teil als Flügelrad ausgebildet
ist und zur Bewegung des Mahlgutes und der Mahlhilfskörper dient. Hierzu weist der
zylindrische Körper, der durch Stege über eine Nabe fest mit der Antriebswelle verbunden
ist, an seinem unteren Ende radial nach außen zum Mahltrog gerichtete, gleichförmige
Flügel auf. Der gemahlene Kohlenstaub wird mittels eines Luftstromes aus dem Mahltrog
geleitet. Diese bekannte Einrichtung ist nur für einen bestimmten Mahlvorgang geeignet.
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Es sind weiterhin kontinuierlich arbeitende Rührwerksmühlen bekannt,
bei denen als Mahlhilfskörper Sand verwendet wird. In einem oben offenen Topf wird
etwa zu 500/0 des Volumens Sand eingeleitet.
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In diesen Topf ragt senkrecht eine Rührwerkswelle hinein, die mit
zwei oder mehr Scheiben versehen ist und damit fdie Mahlhilfskörper und das von
unten kontinuierlich zugepumpte Mahlgut in Bewegung hält. Bei seinem Durchgang durch
den Topf durch läuft das Mahlgut die verschiedensten Wirbelzonen, die bereits an
der Peripherie der Scheiben Scherkräfte erzeugen, die für Mahlungen vieler Zwecke
ausreichend sind. Oberhalb des Topfes muß dann ein Sieb vorgesehen werden, um Idas
Mitreißen von Sandkörnern zu unterbinden.
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Der Nachteil der erstgenannten Rührwerksmühlen besteht darin, daß
die Energie zur Bewegung der gesamten Kugelmasse durch einzelne meist runde Rührwerksarme
übertragen wird, die deshalb die gesamte
Antriebsenergie auf sehr begrenztem Raum
übertragen müssen. Es läßt sich nicht vermeiden, daß an diesen Stellen Überpressungen
auftreten, während an anderen Stellen sowohl der Druck als auch die notwendige Bewegung
zur Erzeugung genügend hoher Scherkräfte zu gering sind.
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Die Rührwerksmühlen mit Sand haben den Nachteil, daß die Energie
ausschließlich durch die Wirkung von Adhäsion und Kohäsion des Mahlgutes übertragen
wird. Beiden Ausführungsarten ist der Nachteil gemeinsam, daß die umlaufenden Mahlhilfskörper,
bezogen auf die Achse des Rührwerkes, keine Winkelgeschwindigkeiten erreichen können,
die größer sind als die Winkelgeschwindigkeit des Rührwerke selbst. Weiterhin ist
beiden Rührwerksmühlenarten bei kontinuierlicher Betriebsweise der Nachteil gemeinsam,
daß sie einen relativ starken Materialwechsel in Achsrichtung zur Folge haben.
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Dies bedeutet, daß die auf die einzelnen Mahlgutbestandteile ausgeübte
Mahiwirkung sehr unterschiedlich ist und die Verweilzeit Ides Mahlgutes so groß
bemessen werden muß, daß auch Idie ungemahlenen Partikeln mit den stärksten Impulsen
in Durchflußrichtung noch mit Sicherheit fein gemahlen werden. Die Folge dieser
Notwendigkeit ist ein an sich unnütz langes Mahlen und eine zum Teil unerwünschte
Erwärmung.
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Man kennt außerdem Rührwerksmühlen mit einem liegenden umlaufenden
Mahlbehälter mit umlaufenden Kammern. In den Kammern sind die Mahlkörper eingelagert,
Idie als Stäbe ausgebildet sein können, wobei die Manteiwandung dieser Kammern mit
den Kammern und mit der Mahlkörperfüllung umläuft.
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Diese Anordnung hat inden Nachteil, daß sich hier keine Differenzgeschwindigkeit
zwischen der umlaufenden Trogwand und den Mahlhilfskörpern ergibt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührwerksmühle zu
schaffen, die die Nachteile der bekannten Mühlen vermeidet und einen besonders hohen
Wirkungsgrad des Mahlvorganges gewährleistet.
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Demgemäß wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß in einer Rü'hrwerksmühle
der eingangs beschriebenen Art das Rührwerk aus einer zylindrischen, den Mahlbehälter
nahezu füllenden Walze besteht, die mehrere axial durchlaufende, nach außen offene,
mehr oder weniger zylindrische Kammern aufweist.
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Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung des Rührwerks wird bewirkt,
daß die vom Rührwerk unmittelbar mitgenommenen Mahlhilfskörper und Mahigutbestandteile
Umwälzbewegungen vollführen, bei denen ein erheblicher Teil Winkelgeschwindigkeiten
annimmt, die größer sind als die Winkelgeschwindigkeit des Rührwerkes selbst.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform besteht dieses Rührwerk aus einer
Rührwerkswalze, in der an der Peripherie mehr oder weniger große, ihrer Rundung
angepaßte Ausnehmungen bzw. Kammern parallel oder schräg zur Achse derart angebracht
sind, daß diese Kammern die Peripherie des Zylinders überschneiden und dadurchseine
freie Verbindung zwischen diesen Kammern und dem die Rührwerkswalze umgebenden Raum
gegeben ist.
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Zweckmäßigerweise wird der Du rchmess er der Rührrkcwalze mit der
Größe der verwendeten Mahlhilfskörper abgestimmt. Wenden Kugeln oder Mahlstäbe mit
relativ großen Abmessungen verwendet, z. B. mit Durchmessern von 5 mm und mehr,
so wird vorteilhafterweise die Rührwerkswalze so ausgeführt, daß sie von der Behälterwand
nur einen geringen Abstand aufweiset, so daß die Mahlhilfskörper gezwungen werden,
mehr oder weniger ausgesprochene Kreisbahnen in den Kammern der Rührwerkswalze zu
vollführen. Im Falle der Verwendung von Mahlhilfskörpern mit wesentlich kleinerem
Durchmesser, z. B. bei der Verwendung von Sand-oder Perlkugeln, wird der Durchmesser
der Rührwerkswalze im Verhältnis zum Trommeidurchmesser derart verkleinert, daß
der radiale Abstand von der Trommelwand miT>destens dem 4 bis 10flachen Maximaldurchmesser
der Mahlhilfskörper entspricht.
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In diesem Falle ergibt sich dann eine kombinierte Bewegung der Mahlkörper,
nämlich eine reine Schleppmahlsfrömung außerhalb der Rührwerkswalze zwischen Rührwerkswalze
und Trommelwand und die gewünschte überlagerte, mehr oder weniger einer Kreisbewegung
angepaßte Abwälzung innerhalb der Kammern der Rührwerkswalze.
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Theoretisch könnte die Rührwerkswalze auch in einzelne Scheiben aufgeteilt
werden. Dann würde jedoch die erzwungene zusätzliche innere Abwälzbewegung z.B.
gegenüber einem reinen Scheibenrührer minimal sein. Es liegt deshalb im Sinn der
Erfindung, daß die Rührwerkswalze mehr oder weniger die gesamte Mahltroghöhe durchgehend
ausfüllt. Allerdings kann sie in mehrere Abschnitte unterteilt werden. Zwischen
den einzelnen Abschnitten soll jedoch kein oder kein nennenswerter Abstand verbleiben.
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Der Vorteil dieser Rührwerksausbildung besteht unter anderem darin,
daß besonders große Abrollgeschwindigkeiten für Mahlhilfskörper mit größerem Durchmesser
erzielt werden und besonders ausgedehnte Diflerenzgeschwindigkeitsfelder im Falle
der
Verwendung von Kleinstmahlhilfskörpern entstehen.
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Die Mahlintensität kann in bekannter Weise durch Abstimmung der Größe,
der Drehzahl und der Art der Mahlhilfskörper, z.B. durch Verwendung von Kugeln oder
Stangen, und schließlich noch durch einen zusätzlichen Antrieb des Mahltroges beeinflußt
werden.
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Es ist auch möglich, im Rahmen der Erfindung mehrere Walzen in einem
Mahltrog unterzubringen, die getrennt oder gemeinsam angetrieben werden und deren
Achsen um eine reelle oder gedachte Achse im Rührwerkstrog rotieren.
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Die besonders intensive, in ihren Einzelwirkungen jedoch leicht ahstimmbare
Abwälzbewegung, speziell bei Mahlhilfskörpern größerer Abmessungen, erlaubt es darüber
hinaus, eine kontinuierliche Mühle ohne Einsatz von Sieben zu betreiben. Die Abrollbewegungen
garantieren trotz hoher Energieübertragung in kleinsten Bereichen dafür, daß der
Verschleiß äußerst gering ist. Der gleichmäßige Durchsatz erlaubt kurze Verweilzeiten,
so daß trotz hoher Energieübertragungen die Temperatursteigerung in tragbaren Grenzen
bleibt. Im übrigen kann, wie bekannt, eine Kühlung der Trommel und/oder der Rührwerkswalze
in einfacher Weise durchgeführt werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Hand der
Zeichnung erläutert, die schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellt. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Senkrechtschnitt parallel zur Antriebsachse der Rührwerksmühle, Fig.
2 einen Schnitt nach der Linie A-B in Fig. 1.
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In einem Mahltopf oder Mahltrog 1, der mit einem Kühlmantel 2 versehen
ist, läuft eine Rührwerkswelle3, auf der eine Rührwerkswalze 4 angebracht ist. Die
Rührwerkswalze 4 ist mit vier Ausnehmungen bzw. Kammern 5 versehen, in denen Mahlstäbe
6 frei beweglich angeordnet sind.
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Wird das Rührwerk, beispielsweise in Richtung des eingezeichneten
Pfeiles, in Bewegung gesetzt, dann legen sich die Mahlstäbe 6, bedingt durch die
Zentrifugalkraft, an der Wand des Rührgefäßes 1 an, werden dort abgebremst und zu
einer Drehung veranlaßt, so daß insgesamtldie in leine Ausnehmung bzw. Kammer 5
befindlichen Rührstäbe 6 sich umwälzen. Die in der Nähe der Rührwerksachse sich
befindlichen Stäbe erreichen dabei, bezogen auf die Rührwerksachse, Winkelgeschwindigkeiten,
die größer sind als die des Rührwerkes selbst. Das Mahlgut wird durch eine Öffnung
7 von unten in den Mahltrog 1 hineingepumpt und läuft oben durch eine Überlaufschnauze
8 ab. Der Mahltopf 1 kann selbstverständlich auch oben mit einem - nicht gezeichneten
- Deckel abgedeckt werden.
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Die Erzeugenden der Ausnehmungen 5 können, abweichend vom dargestellten
Ausführungsbeispiel, auch schräg gegenüber der Rührwerksachse 3 verlaufen. Diese
Ausführungsform empfiehlt sich, wenn als Mahlhilfskörper Kugeln oder Sand verwendet
werden.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt. So ist es ohne weiteres auch möglich, an Stelle der vier gezeichneten
Ausnehmungen 5, weniger, beispielsweise zwei oder drei, oder in anderen Fällen mehr,
beispielsweise fünf oder sechs Ausnehmungen vorzusehen. Auch die Art der Anbringung
der Ausnehmungen kann an jeweils zu erfüllende Betriebsbedingungen angepaßt werden.
Die Mittelpunkte der
gezeichneten kreisförmigen Ausnehmungen können
beispielsweise auf der Walzenumhüllenden liegen oder auch mehr oder weniger weit
in Richtung zur Rührwerksachse 3 verschoben sein. Abhängig davon ändert sich dann
die dem Rührtrog zugewendete Öffnung der Ausnehmungen.