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Es ist bereits eine Rührwerksmühle in Vorschlag gebracht worden, die
aus einem Mahlbehälter mit einem darin umlaufenden Rührwerk besteht, das durch eine
Rührwerkswelle mit Rührwerkselementen gebildet ist, wobei das Mahlgut den Mahlbehälter
in Anwesenheit von Mahlkörpern, wie Sand, Perlen od. dgl., zum Zwecke der Mahlung
bzw. Dispergierung von Festkörpern vorwiegend in Flüssigkeiten durchströmt und die
Trennung zwischen Mahlkörpern und Mahlgut in einem Ringspalt vorgenommen wird, der
zwischen einem mit :der Rührwerkswelle umlaufenden Scheibenelement und einer am
Mahlbehälter befindlichen Gegenringfläche sich befindet.
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Die Einstellung der Mühle hinsichtlich der zwischen den Mahlkörpern
untereinander und der zwischen Mahlkörper und Rührwerk bzw. Mahlbehältermantel auftretenden
Scher- und Zerkleinerungskräfte soll so vorgenommen werden, daß sie der mittleren
Beanspruchung des zu verarbeitenden Gutes angepaßt ist. Beim Betrieb derartiger
Rührwerksmühlen ergibt sich, daß etwa 98 % der Mahlgüter mit leichter oder mittlerer
Mahlbeanspruchung verarbeitbar sind, während der übrige geringe Prozentsatz zum
Erreichen eines zufriedenstellenden Mahlergebnisses eine höhere Mahlbeanspruchung
benötigt. Wird die Mühle in ihrer Mahlbeanspruchung innerhalb der einzelnen Mahlzonen
auf diesen kleineren überharten Anteil eingestellt, so muß damit eine bedeutende
Erhöhung des Verschleißes der Mühle und der Mahlkörper in Kauf genommen werden.
Es wäre theoretisch möglich, die überharten, nicht genügend zerkleinerten Mahlgutkörner
durch nachgeschaltete Separiervorgänge vom Feingut zu trennen. Dies würde jedoch
einen beträchtlichen Aufwand bedeuten und wäre in manchen Fällen auch nicht durchführbar.
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Die Erfindung strebt nun eine Lösung zur Verarbeitung der überharten
Mahlgutbestandteile an, ohne die Mahlbeanspruchung innerhalb der Mahlzone selbst
zu erhöhen und dabei gleichzeitig eine Trennung der Mahlkörper vom Mahlgut zu ermöglichen.
Ferner soll verhindert werden, daß für den Mahlgutdurchsatz hohe Drücke angewendet
werden müssen oder der Durchsatz der Mühle verschlechtert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Rührwerksmühle
der eingangs umrissenen Gattung im Bereich des Ringspaltes eine Reibkammer vorgesehen
ist, die als konzentrischer Ringhohlraum ausgebildet und mit Mahlkörpern von bestimmter
Form, Größe und Anzahl versehen ist.
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Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Querschnitt
des Ringhohlraumes der Mahlkörperform angepaßt sein. Der Ringhohlraum zwischen dem
umlaufenden Scheibenelement und der am Mahlbehälter befindlichen Gegenringfläche
kann dabei kreisförmigen, vier- bzw. mehreckigen oder kegelförmigen Querschnitt
,aufweisen. Angetrieben durch das umlaufende Scheibenelement rollen die Mahlkörper
mit erheblichen Mahlscherkräften auf dem stehenden Gegenring ab. Die auf das Mahlgut
wirkende Beanspruchung ist dabei so hoch, daß die im eigentlichen Mahlraum von den
kleinen Mahlkörpern im Mahlstrom nicht zerkleinerten überharten Bestandteile des
Mahlgutes in der erfindungsgemäßen Ringreibkammer genügend nachzerkleinert werden.
Besonders vorteilhaft ist diese Nachzerkleinerung beispielsweise bei der Mahlung
von Kakaokernbruch zu Kakaomasse anwendbar. Die Größe der Mahlkörper im Mahlbehälter,
wie sie bisher im allgemeinen Verwendung gefunden haben, liegt in einem Bereich
von 0,4 bis 0,8 mm oder auch in einem Bereich von 0,2 bis 3 mm. Die konzentrische
Ringreibkammer gemäß der Erfindung "vird normalerweise zur Hälfte im laufenden Scheibenelement
und zur Hälfte im feststehenden Gegenring vorgesehen. Der Ringraum, der vorzugsweise
mit kreisförmigen Querschnitt ausgebildet ist, kann dabei einerseits mit den Ringquerschnitt
ausfüllenden Mahlkörpern, vorzugsweise Kugeln, gefüllt werden: Es ist jedoch auch
möglich, den Ringraum mit einer: großen Anzahl kleiner Kugeln oder mit Mahlkörpern
gemischter Größe zu füllen. Der Durchmesser der dabei zum Einsatz kommenden kleinsten
Kugeln entspricht dabei etwa der dreifachen Größe der größten im Mahlbehälter befindlichen
Mahlkörper. An Stelle der Mahlkugeln kann auch ein den Ringhohlraum mehr oder weniger
ausfüllender Ringkörper in Form eines Reifens vorgesehen sein.
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Nach einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann ein konzentrischer
Ringhohlraum mit mehreckigem Querschnitt verwendet werden, in welchem zylinderrollen-,
tonnen-, kegel- oder doppelkegelförmige Mahlkörper angeordnet sind.
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Da die Größe des Spaltes vom Mahlbehälter zum Ringraum gleich oder
kleiner auszubilden ist als etwa der halbe Durchmesser der im Mahlbehälter befindlichen
kleinsten Mahlkörper und der Austrittsspalt des Ringhohlraumes ebenfalls eine Verengung
gegenüber der Ringreibkammer darstellt, sind bei der Ringraumanordnung innerhalb
des Ringspaltes Maßnahmen zum Einlegen der Mahlkörper in die Ringreibkammer bzw.
Intensiv-Mahlzone notwendig. Die Erfindung schlägt deshalb vor, daß zum Einbringen
der Mahlkörper in den Ringhohlraum wenigstens eines der den Ringspalt bildenden
Elemente geteilt ausgebildet ist. Theoretisch wäre es auch möglich, eine Ausgestaltung
wie bei Ringrollenlagern zu treffen.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es besonders vorteilhaft,
wenn oberhalb der den Ringspalt bildenden Elemente zusätzlich ein Deckring vorgesehen
ist, der zumindest teilweise den Ringhohlraum bildet und der außerdem höhenverstellbar
ist sowie gleichzeitig eine Einstellvorrichtung für den Austrittsspalt des Ringhohlraumes
aufweist. Durch die Anordnung dieses Deckringes oberhalb des Spaltes zwischen dem
umlaufenden Scheibenelement und der feststehenden Gegenringfläche läßt sich der
Austrittsspalt in einfacher Weise einstellen, was den Vorteil mit sich bringt, daß
insbesondere bei niedrig viskosen Produkten durch die Drosselung des Austrittsquerschnittes
sich innerhalb der Mühle keine Hohlräume bilden können.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Hand der
Zeichnung näher erläutert, die Ausführungsbeispiele für Ringhohlraumausbildungen
zur Weiterverarbeitung des Mahlgutes unter gleichzeitiger Trennung von den Mahlkörpern
darstellt.
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Die F i g. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Rührwerksmühle
gemäß der Erfindung, während die F i g. 2 bis 4 Schnitte durch den oberen Teil einer
solchen Rührwerksmühle darstellen.
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In den Zeichnungen ist der stehende Mahlbehälter 1 mit einem Doppelmantel
2 für die Heizung oder Kühlung versehen. Im Mahlbehälter 1, dem das Mahlgut an seinem
Behälterboden 3 durch einen Einlaß 4 unter Druck dosierend zugepumpt wird, läuft
ein
aus Rührwerkswelle 5 und Rührscheiben 6 bestehendes Rührwerk um. Der Mahlbehälter
1 ist zu 40 bis 70 Rio mit Mahlkörpern, vorzugsweise im Größenbereich 0,2 bis 3
mm gefüllt, und das zu mahlende Gut durchströmt den Mahlbehälter von unten nach
oben. Es gelangt in Richtung der Pfeile a durch einen Ringspalt 24, der die Mahlkörper
vom Mahlgut trennt, über die erfindungsgemäße Ringreibkammer 9 in die Auslaufschnauze
10 und verläßt die Mühle. Die Rührwerkswelle ist in Lagern 11 gelagert und wird
über in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel angetrieben.
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In F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Ringreibkammer im Bereich des
von einer umlaufenden Scheibe 7 und einem feststehenden Gegenring 8 gebildeten Ringspaltes
24 angeordnet. Die Ringreibkammer ist in diesem Ausführungsbeispiel als Ringhohlraum
9 mit einem kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Zum Einbringen der Mahlkörper
25 in den Hohlraum 9 ist beispielsweise die obere Hälfte 26 des feststehenden Gegenringes
8 abnehmbar ausgebildet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist in vergrößertem Maßstab
ein Ausschnitt der Rührwerksmühle nach F i g. 1 dargestellt. Der Ringhohlraum 9,
gebildet durch die rotierende Scheibe 7 und den feststehenden Gegenring 8, 29, ist
mit Kugeln 12 ausgefüllt, deren Größe nur einen Bruchteil des Ringhohlraum-Querschnittes
ausmacht. Die Weite des Austrittsspaltes 27 ist jedoch merklich kleiner gehalten
als der Durchmesser der kleinsten Mahlkörper im Ringraum 9. Außerdem ist in diesem
Beispiel der Ringspalt 24, 27, durch den das Material in Pfeilrichtung a wandert,
konisch ausgebildet. Der feststehende Gegenring ist zum Einbringen der Mahlkörper
in die Ringreibkammer geteilt ausgebildet. Die umlaufende Scheibe 7 kann beispielsweise
über Federmittel (in der Zeichnung nicht dargestellt) höhenverstellbar auf der Welle
5 angeordnet sein, so daß durch Verstellen der Scheibe 7 in Pfeilrichtung c die
Weite des Eintrittsspaltes 24 und die Weite des Austrittsspaltes 27 verstellt werden
können.
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In der F i g. 3 der Zeichnung ist in abgewandelter Form eine Ringreibkammer
von rechteckigem Querschnitt gezeigt, die mit Walzenkörpern 15 arbeitet. Die umlaufende
Scheibe 7 umfaßt mit ihren Zungen 13 und 14 die Walzenkörper 15. Der feststehende
Ring 8 weist lediglich eine Zunge 16 auf, damit das Einbringen der Walzenkörper
erleichtert wird. Der feststehende Ring 8 kann wiederum ein abnehmbares Oberteil
26 aufweisen, das beispielsweise mittels Schrauben 28 am feststehenden Unterteil
befestigbar ist. Selbstverständlich können auch andere konstruktive Maßnahmen zum
Einbringen der Mahlkörper in den Ringraum angewendet werden. So ist es beispielsweise
bei der Ausbildung mit der Zunge 13 möglich, lediglich eine Aussparung am Umfang
des umlaufenden Scheibenelementes zum Einschieben der Mahlkörper vorzusehen, die
dann durch eine aufsetzbare Lasche während des Mahlvorganges abgedeckt wird.
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An Stelle der in den F i g. 1, 2 und 3 dargestellten, den Ringraum
ausfüllenden Kugeln 25, den Ringraum nur teilweise füllenden Kugeln 12 und der den
Ringraum füllenden sich abwälzenden Walzenkörper 15 kann auch ein den Ringraum mit
definierter Toleranz ausfüllender geschlossener Ringkörper bzw. Reifen (in der Zeichnung
nicht gezeigt) Verwendung finden. Die F i g. 4 zeigt ein weiteres, besonders vorteilhaftes
Ausführungsbeispiel, bei dem der Ringraum oberhalb der spaltbildenden Elemente 7,
8 angeordnet ist und von den Elementen 7, 8 und einem Deckring 17 gebildet wird.
Die Zeichnung zeigt eine Kugel 18, die den Ringraumquerschnitt nahezu ausfüllt und
in der zu einer Hälfte von den Elementen 7, 8 und zur anderen Hälfte vom Führungsring
17 gebildeten Ringreibkammer umläuft. Bei dieser Ausführungsform erübrigt sich eine
Teilung der den Auslaßspalt bildenden Elemente 7, B.
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In F i g. 4 ist weiterhin eine Einrichtung dargestellt, die an dem
Deckring 17 befestigt ist und einen zusätzlich einstellbaren Austrittsspalt 19 herzustellen
gestattet. Diese Einrichtung besteht aus einem Winkelring 20, der in seiner
Höhe durch Muttern 21, 22 in Verbindung mit einem Bolzen 23 einstellbar ist.
Der Bolzen 23 ist an dem Deckring 17 befestigt.