DE1561648C3

DE1561648C3 - Doppelscheibenmühle

Info

Publication number: DE1561648C3
Application number: DE1561648A
Authority: DE
Inventors: Vincent William Pittsfield Mass. Cancilla (V.St.A.)
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1966-08-15
Filing date: 1967-07-25
Publication date: 1980-10-09
Also published as: FI44326B; GB1189215A; FI44326C; US3438586A; DE1561648A1; ES343695A1; SE315792B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Doppelscheibenmühlen mit einer Mahlscheibe, die an einer Welle fliegend gelagert ist und beidseitig Refinerflächen aufweist, die jeweils mit der gegenüberstehenden Gehäusefläche auf beiden Mahlscheibenseiten Refinerräume begrenzen, und die mindestens einen die beiden Mahlscheibenseiten verbindenden, die Mahlscheibe durchdringenden Strömungskanal aufweist, ferner mit einem Einlaßkanal für das zu verfeinernde Material, welcher in den auf der Seite der Welle gelegenen Refinerraum einmündet, mit einem Auslaßkanal und mit einer Einrichtung zur Herstellung eines Druckverhältnisses in den beiden Refinerräumen, das eine auf beiden Seiten der Mahlscheibe wirkende gleich große Kraft gewährleistet. Bei einer bekannten Doppelscheibenmühle hat die

ίο Einrichtung zur Herstellung des einen Belastungsausgleich ergebenden Druckverhältnisses die Form einer Umgebungsleitung, durch welche zu verfeinerndes Material vom Mahlscheibenumfang derart zum Einlaß zurückgeleitet wird, daß auf der dem Ansatzpunkt der

-15 Welle gegenüberliegenden Mahlscheibenseite ein geringerer Flüssigkeitsdruck ansteht, so daß auf die nicht durch den Wellenquerschnitt verkleinerte Mahlscheibenseite bei geringerem Flüssigkeitsdruck etwa dieselbe Kraft wirkt wie auf der mit dem höheren Einlaßdruck beaufschlagten, um den Wellenquerschnitt verkleinerten Mahlscheibenseite (US-Patentschrift 29 82 482).

Die zusätzliche Umgehungsleitung macht jedoch den Aufbau der Doppelscheibenmühle komplizierter und erschwert Wartungs- und Reparaturarbeiten an der Mahlscheibe, da zusätzliche Anschlüsse am Gehäuse vorgesehen sind, welche abgetrennt oder abmontiert werden müssen.

Aus der französischen Patentschrift 13 70 244 ist es fernerhin bekannt, einen Ausgleich der auf den beiden Mahlscheibenseiten wirksamen Kräfte dadurch herbeizuführen, daß die Welle der fließend gelagerten Mahlscheibe axial verschieblich ausgebildet ist, so daß die Mahlscheibe zwischen den feststehenden Refinerflächen eine Lage aufsuchen kann, in der die um den Wellenquerschnitt unterschiedlich großen Mahlscheibenflächen von jeweils unterschiedlichen Drücken so beaufschlagt sind, daß sich der angestrebte Kräfteausgleich ergibt.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Konstruktion, daß in der sich selbst einstellenden Axiallage der Mahlscheibe die Mahlspalte beiderseits der Mahlscheibe unterschiedlich groß sind, so daß das zu verfeinernde Material in den Refinerräumen eine jeweils unterschiedliche Behandlung erfährt. Außerdem bedingt die axiale Verschieblichkeit der Mahlscheibe einen komplizierten Aufbau und macht besondere Vorkehrungen erforderlich, um eine Berührung zwischen feststehenden und umlaufenden Refinerflächen sicher zu vermieden.
Durch die Erfindung soll demgegenüber die Aufgabe gelöst werden, bei einer Doppelscheibenmühle der eingangs beschriebenen Art einerseits mit einfachsten Mitteln einen Belastungsausgleich auf den beiden Mahlscheibenseiten zu erreichen und andererseits eine sehr einfache Wartung und Reparatur ohne komplizierte Montage von Leitungsanschlüssen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die genannte Einrichtung zur Herstellung eines bestimmten Druckverhältnisses in den beiden Refinierräumen von dem mindestens einen Strömungskanal gebildet ist, der derart bemessen ist, daß in ihm ein den Kräfteausgleich auf beiden .Mahlscheibenseiten herbeiführender Druckabfall auftritt.

Diese Ausbildung hat den besonderen Vorteil, daß ohne eine besondere Axialabstützung der Welle dei Mahlscheibe die Spalte zwischen umlaufenden und feststehenden Refinerflächen auf den beiden Mahlscheibenseiten gleich groß gehalten werden und das zu verfeinernde Material demzufolge in den beiden

Refinerräumen eine jeweils gleiche Behandlung erfährt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 — 6.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Abbildung eines Schnittes durch eine Doppelscheibenmühle nach der Erfindung und

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer Mahlscheibe für eine erfindungsgemäße Doppelscheibenmühle entsprechend der in F i g. 1 angedeuteten Darstellungsebene H-II unter Fortlassung der Antriebswelle und bestimmter Mahlscheibenteile.

In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine Doppelscheibenmühle mit einer Mahlscheibe 10. Wie F i g. 2 entnommen werden kann, ist diese Mahlscheibe kreisförmig und verhältnismäßig flach. Auf der Innenseite 10a der Mahlscheibe ist eine ringförmige Refinerfläche 11 vorgesehen, die normalerweise mit einer Refiner-Bemessung oder -Profilierung versehen ist, welche in einer dem Fachmann geläufigen Weise an der Mahlscheibe angeordnet ist, so daß sich eine weitere Beschreibung in dieser Hinsicht erübrigt. Auf der Außenseite 10b der Rotorscheibe ist eine ringförmige Refinerfläche 12 vorgesehen. Den umlaufenden Refinerflächen 11 und 12 liegen stillstehende Refinerflächen 13 und 14 gegenüber. Diese sind an der Innenwand der Kammer 22 eines umgebenden Gehäuses 21 befestigt.

Der Raum zwischen der inneren, ringförmigen Refinerfläche 11 der Mahlscheibe und der stillstehenden Refinerfläche 13 bildet einen ersten Refinerraum 15. Der Raum zwischen der äußeren Refinerfläche 12 der Mahlscheibe und der anderen stillstehenden Refinerfläche 14 stellt einen zweiten Refinerraum 16 dar. Demgemäß ist also die innere Refinerfläche 11 dem ersten Refinerraum 15 zugekehrt, während die äußere Refinerfläche 12 dem zweiten Refinerraum 16 zugekehrt ist.

Die Mahlscheibe 10 ist fliegend an einer Welle 17 befestigt und wird über diese angetrieben. Die Welle ist im Gehäuse gelagert, wird durch entsprechende Lager abgestützt und von einer Seite her angetrieben. Die Lagerung der Welle bedarf keiner näheren Beschreibung. Die Welle ragt von der Innenfläche 10a der Mahlscheibe weg und ist an dieser befestigt, wobei F i g. 2 der Zeichnung die Mahlscheibe 10 in einem von der Antriebswelle getrennten Zustand zeigt.

Das Mahlgut wird über einen Einlaßkanal 18 entlang der Antriebswelle 17 in die Doppelscheibenmühle eingeführt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umgibt der Einlaßkanal 18 die Antriebswelle 17 koaxial und ermöglicht eine gleichförmige Zuführung von zu verfeinerndem Stoff nach dem ersten Refinerraum 15.

Zur Zuführung von zu verfeinerndem Stoff nach dem zweiten Refinerraum 16 dient ein Überleitungskanalsystem, welches die Form mehrerer die Mahlscheibe durchdringender Strömungsöffnungen 20 hat. Für die Mahlscheibe wird daher vorzugsweise eine speichenartige Konstruktion gewählt, und die Strömungsöffnungen für den zu verfeindernden Stoff haben eine bestimmte Größe mit Bezug auf den Einlaßkanal 18, so daß ein bestimmter Druckabfall erzeugt wird.

Wie ohne weiteres den Zeichnungen zu entnehmen ist, besitzt die Außenseite 10b der Mahlscheibe insgesamt eine größere, dem zu verfeinernden Stoff dargebotene Fläche als die Innenseite 10a der Mahlscheibe, da an dieser die Antriebswelle 17 angesetzt ist und einen Teil der wirksamen Oberfläche abdeckt. Der von dem zu verfeinernden Stoff ausgeübte hydraulische Druck wirkt daher im Bereich der Innenseite 10a der Mahlscheibe auf eine kleinere Fläche als im Bereich der Außenseite 10&

Zum Ausgleich dieses Flächenunterschiedes wird der durch den zu verfeinernden Stoff erzeugte Druck erfindungsgemäß derart beeinflußt, daß dieser Druck auf der Außenseite 10ό der Mahlscheibe geringer ist. Diese Beeinflussung des Druckes wird dadurch erreicht,

ίο daß die Größe der Strömungsöffnungen 20 in der Mahlscheibe entsprechend bemessen wird, so daß sich ein bestimmter Druckabfall ergibt und die insgesamt auf die Fläche 10b ausgeübten hydraulischen Kräfte den insgesamt auf die Fläche 10a ausgeübten hydraulischen Kräften im wesentlichen oder genau gleich sind.

Zwar weisen unterschiedliche Fasersuspensionen auch verschiedene Strömungseigenschaften auf. Der Grad des Strömungswiderstandes ändert sich abhängig davon, welche Art von zu verfeinerndem Stoff durch die Strömungsöffnungen 20 der Mahlscheibe strömt, doch wurden Strömungsöffnungen gefunden, welche auch bei verschiedenen Arten von zu verfeinerndem Material und bei verschiedenen Förderdrücken den jeweils erforderlichen Druckabfall ergeben. Eine bevorzugte

Form derartiger Strömungsöffnungen hat mit Bezug auf die Größe des Einlaßkanals 18 solche Abmessungen, daß sich für 0,70 kg/cm² des innerhalb des Einlaßkanals 18 herrschenden Förderdruckes des zu verfeinernden Materials ein Druckabfall von 0,028 bis 0,042 kg/cm² ergibt.

Als bevorzugter Bereich des Druckabfalles an der Mahlscheibe (einschließlich des Druckabfalles an den Strömungsöffnungen 20 der Mahlscheibe) sei das 0,04-bis 0,06fache des Förderdruckes angegeben.

Nachfolgend ist die Beziehung zwischen der wirksamen Mahlscheibenfläche und der Fläche auf der Innenseite 10a der Mahlscheibe angegeben und als Beispiel eine Doppelscheibenmühle einer Nenngröße von 50,80 cm durchgerechnet.

Mahlscheibenfläche = Scheibengesamtfläche —
Fläche der Mahlscheibenöffnungen

Bedingung füY Kräfteausgleich:

Einlaßdruck · (Mahlscheibenfläche - Wellenquerschnitt) = (Einlaßdruck - Druckabfall) · Mahlscheibenfläche

P =

Wellenquerschnitt
Mahlscheibenfiäche

103

■ Einlaßdruck

1903

Einlaßdruck

= 0,054 · Einlaßdruck, letzterer in kg/cm².

Als weiteres Beispiel für die Konstruktion einer Doppelscheibenmühle mit den Merkmalen der Erfindung seien folgende Werte angegeben:

Mahlscheibendurchmesser = 87,3 cm,
Mahlscheibenfläche = 5967 cm²,
Wellendurchmesser = 19,68,
Wellenquerschnitt = 303 cm²,
2-Rohr-Doppelströmungsöffnungen in der Nabe,
Querschnittsfläche = 290 cm²,
Wirksame Mahlscheibenfläche = Scheibengesamtfläche —
Öffnungsquerschnitt = 5967 - 290 = 5677 cm².

Zum Ausgleich der hydraulischen Kräfte auf beiden

Rohrseiten muß der Druckunterschied sein: Wellenquerschnitt

wirksame Mahlscheibenfläche

Einlaßdruck

303

5677

Einlaßdruck = 0,053 · Einlaßdruck. Angenommener Einlaßdruck = 2,11 kg/cm²,
damit p=0,053 · 2,11 =0,112 kg/cm² erforderlicher Druckabfall.

Es zeigt sich, daß bei der erfindungsgemäßen Doppelscheibenmühle ein automatischer Ausgleich der hydraulischen, auf die Mahlscheibe wirkenden Kräfte erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Doppelscheibenmühle mit einer Mahlscheibe, die an einer Welle fliegend gelagert ist und beidseitig Refinerflächen aufweist, die jeweils mit der gegenüberstehenden Gehäusefläche auf beiden Mahlscheibenseiten Refinerräume begrenzen, und die mindestens einen die beiden Mahlscheibenseiten verbindenden, die Mahlscheibe durchdringenden Strömungskanal aufweist, ferner mit einem Einlaßkanal für das zu verfeinernde Material, welcher in den auf der Seite der Welle gelegenen Refinerraum einmündet, mit einem Auslaßkanal und mit einer Einrichtung zur Herstellung eines Druckverhältnisses in den beiden Refinerräumen, das eine auf beiden Seiten der Mahlscheibe wirkende gleich große Kraft gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung von dem mindestens einen Strömungskanal gebildet ist, der derart bemessen ist, daß in ihm ein den Kräfteausgleich auf beiden Mahlscheibenseiten herbeiführender Druckabfall auftritt.

2. Doppelscheibenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle durch mehrere, in gleichem Abstand voneinander angeordnete und jeweils gleiche Größe aufweisende öffnungen (20) gebildet ist, welche symmetrisch zur Mahlscheibenachse liegen.

3. Doppelscheibenmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Strömungskanal mit Bezug auf den Einlaßkanal (18) für das zu verfeinernde Material derart bemessen ist, daß der Druckabfall annähernd das 0,04- bis 0,06fache des Zuführungsdruckes im Einlaßkanal beträgt.

4. Doppelscheibenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Strömungskanals (20) mit Bezug auf die Querschnittsfläche des Einlaßkanals (18) derart bemessen ist, daß ein Druckabfall von etwa 0,035 kg/cm² für jeweils 0,70 kg/cm² des im Einlaßkanal herrschenden Förderdruckes des zu verfeinernden Materials entsteht.

5. Doppelscheibenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stillstehenden Refinerflächen (13, 14) an dem Gehäuse (21) angeordnet sind und daß ein Auslaßkanal (19) im Bereich des Außenrandes der Mahlscheibe (10) von den Refinerräumen ausmündet.

6. Doppelscheibenmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (21) lediglich zwei Kanäle einmünden, nämlich der Einlaßkanal (18) und der Auslaßkanal (19).