DE1936945A1 - Maschine zum Verarbeiten von fliessfaehigen Suspensionen - Google Patents

Description

• Maschine zum Verarbeiten von fliessfähigen Suspensionen Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Verarbeiten von f1Ussien Suspensionen zum Zerkleinern, Lösen, Plastifizieren oder fUr die DurchfUhrung von Reaktionen in bewegten Schüttungen von kugelförmigen oder anderen Mahlkörpern.
• Die bisher bekanntesten Maschinen mit Mahlkörpern bestehen meistens aus einem gefässartigen Teil'und andererseits aus einem oder mehreren Rührwerkzeugen, die den Mahlkörpern in dem Gefäss die zur Verarbeitung notwendigen Bewegungsimpulse erteilen. Es ist auch eine Maschine (Schweizer Patent 451666) bekannt, bei der diese Bewegung durch eine Oszillation des Rührers erzeugt wird. Um genügend starke Bewegungsimpülse zu erzeugen, kann bei den bisherigen Maschinen mit Rührwerkzeugen die Mahlkörperfüllung nur max. 80% des Gesamtvolumens betragen.
• Hierdurch ergibt sich in vielen Fällen eine sehr störende Schaumbildung des zu verarbeitenden Produktes. Andererseits wird die Viskosität des zu verarbeitenden Produktes nach oben begrenzt, da eine hochviskose Nasse im grossen Porenvolumen die Bewegungsimpulse zu stark abbrems'c.
• Es wurde gefunden, dass diese Nachteile sehr wirksam mit der vorliegenden Erfindung beseitigt werden können, bei der durch Ineinanderstecken von 2 Werkuzeugen, deren jedes aus einem oder mehreren auf einem Boden befestigten, einseitig offenen Zylindern besteht, eine Anzahl ringförmiger Mahlräume gebildet werden, in denen die Bewegung der Mahlkörper durch Oszillation oder Rotation allein, bzw. mit kombinierter Oszillation und Rotation mindestens eines der Werkzeuge erfolgt.
• Der Erfindungsgegenstand ist in einem Anwendungsbeispiel in der nachfolgenden Zeichnung dargestellt, die einen Querschnitt durch eine Maschine darstellt, bei der das obere Werkzeug still steht, während das untere Werkzeug entweder oszillieren oder rotieren bzw. auch eine kombinierte Oszillatlons- und Rotationsbewegung durchführen kann.
• Die wesentlichen Arbeitselemente der Maschine sind die Werkzeuge 10 und 20. Das untere Werkzeug 10 besteht im einzelnen aus dem Boden 11 und den nach oben offenen Zylindern 12 und 13.
• Mit dem Boden 11 ist die Antriebswelle 14 für die Rotationsbewegung direkt; verbunden.
• In das untere Werkzeug 10 greift das obere Werkzeug 20 mit den Zylindern 21 und 22 von oben her ein, sodass die Mahlräume 24, 25 und 26 entstehen> die mit Mahlkörpern gefüllt sind.
• Die Einfüll- und Ablassöffnungen für die Mahlkörper sind nicht dargestellt. 28 ist der Eingabestutzen für das Produkt. Das untere Werkzeug 10 ist mit der Antriebswelle 14 im Antreibsgehäuse gelagert, das aus dem Unterteil 40 und dem Oberteil 41 besteht. Die Rotation der Welle 14 erfolgt hierbei von einem nicht gezeigten Motor aus Uber elastische Keilriemen 15 auf die Keilriemenscheibe 16. Die Lager 17 und 18 stützen die Antriebswelle 14 in der Hohlwelle 30 ab und übertragen gleichzeitig die von der Hohlwelle 30 erzeugte Oszillation auf das Werkzeug 10. Für die Oszillation ist die innere Bohrung der Hohlwelle 30 gegenüber ihrem äusseren Durchmesser exzentrisch verschoben, sodass beim Rotieren der Hohlwelle 30 die Achse der inneren Bohrung und damit auch die Achse des Werkszeuges eine kreisförmig oszillierende Bewegung beschreibt, deren Radius der Exzentrizität der Hohlwelle 30 entspricht. Die Hohlwelle selbst ist mit den Lagern 31 und 32 im Antriebsgehäuse 40, 41 gelagert und wird von dem Motor 33 mit Zahnrad 34 über das Zwischenrad 35 und. das Zahnrad 36 übertragen, das auf der Hohlwelle 30 befestigt ist.
• Das obere Werkzeug 20 ist mittels des Supportes 44 mit den laternenartigen Oeffnungen 45 auf dem Antriebsgehäuse 40, 41 fixiert.
• Der Spalt zwischen den Zylindern und Böden des Werkzeuge wird dabei so gehalten und ausgebildet , dass zwar das Produckt durchfliessen, die Mahlkörper aber zurückgehalten werden.
• Das Produkt wird im vorliegenden Fall mittels einer geeig neten Pumpe bei hochviskosen Produckten auch durch einen Kolben- oder Schneckenextruder, dem Stutzen 28 aufgegeben und durchläuft nacheinander die Mahlräume 24 25 und 26, tritt beim Austrittsspalt 29 aus dem Werkzeug aus und wfrd über die Sammelrinne 42 mit Auslauf 43 abgeführt. Wird der Ausstrittsspalt 29 mit einer elastischen Membrane verschlossen, so ist bei der Oszillationsbewegung auch eine Produktaufgabe aussen und eine Produktabnahme am zentralen Stutzen 28 möglich.
• Für die Bewegung der Mahlkörper kann das Werkzeug 10 entweder allein oszilliert, oder allein rotiert, oder kombiniert oszilliert und rotiert werden.
• Bei aer alleinigen Oszillation werden durch die wechselnden radialen Abstande zwischen den Begrenzungswänden der Mahl räume die Mahlkörper auf der einen Seite zusammengepresst und in den vergrösserten Querschnitt der gegenüberliegenden Seite verlagert. Mit den hohen Frequenzen der Osziliation ergibt sich hierdurch eine starke Bewegung S.n den Mahlkörpern und hierdurch wiederum ein guter Mahleffekt.
• P,ei der flotation allein des Werkzeuges 10 ist eine gute Mahlwirkung nur mit Hilfe von Mitnehmern zu erreichen, die an den zylindrischen Wänden der Werkzeuge befestigt sind oder durch entsprechende Rillen etc. gebildet werden Diese Wirkung kann Jedoch verbessert werden, wenn man die Achsen des oberen und unteren Werkzeuges so gegeneinander verschiebt, dass in den Mahlräumen eine einseitige radiale Verengung entsteht, in die die Mahlkörper beim Rotieren mit der bekannt Keilspaltwirkung eingezogen werden, sodass eine zusätzliche kräftige Bewegung in den Mahlkörpern entsteht.
• Bei der kombinierten Oszillation und Rotation können die ge.-schilderten Bewegungsimpulse bei den Bewegungen den speziellen Eingenschaften der verschiedenen Produkte angepasst und optimiert werden Neben dem hier gezeigten Anwendungsbeispiel können die Be wegungen zwischen den Werkzeugen auch in beliebig anderen Konstruktionen realisiert werden. Zum Beispiel kann man das eine Werkzeug nur oszillieren, das andere nur rotieren lassen.
• Auch die Art der Oszillation kann variiert werden. Statt der hier gezeigten kreisförmigen Oszillation ist auch eine lineare Oszillation u.s.w. möglich,, wie dies in der deutschen Patentanmeldung P 16 67 149.1 dargestellt ist. Unter Umständen ist auch eine Kombination des Reibspalt-Prinzips dieser Patentanmeldung mit dem Mahlkörper-Prinzip der vorliegenden Erfindung günstig.
• Die Erfindung kann in mannigfaltiger weiterer Art variiert werden Neben den Aenderungen der Oszillations- und Rotationsgeschwindigkeiten sowie der Amplitude der Oszillation können die einzelnen Mahlräume von einander unabhängig mit verschiedenen Mahlkörpern gefüllt werden, um die Wirkung der fortschreitenden Zerkleinerung auzupassen.
• Um die Verweilzeit des Produktes zu regulieren, kann der Austrittsspalt z.B. durch Gegeneinanderschieben der Werkzeuge vergrössert oder verkleinert werden. Durch spiellosen Aufeinanderpressen lässt sich sogar ein Mahlscheiben-Effekt im Austrittsspalt erzielen.
• Für die Abführung der Mehrwärme bzw., z.B. für Reaktionen, für die Zuführung von Wärme werden die Begrenzungswände der Mahlräume in bekannter Weise mit Kühl- und/oder Heizmöglichkeit ausgestattet.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Maschine zum Verarbeiten von fliessfähigen Suspensionen zum Zerkleinern, Lösen, Plastifizieren oder für die Durchführung von Reaktionen in bewegten Schüttungen von kugelförmigen oder anderen Mahlkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass durch Ineinanderstecken von 2 Werzeugen, deren jedes aus einem oder mehreren auf einem Boden befestigten, einseitig offenen Zylindern besteht, eine Anzahl ringförmiger Mahlräume gebildet werden, in denen die Bewegung der Mahlkörper durch Oszillation oder Rotation allein, bzw. mit kombinierter Oszillation und Rotation mindestens eines der Werkzeuge erfolgt.

20Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Wände der Mahlräume Mitnehmer für die Mahlkörper erhalten.

3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Mahl räume mit verschiedenen Mahlkörpern ausgestattet sind.

4* Maschine nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Verstellung des Austrittsspaltes die Verweilzeit des zu verarbeitenden Produktes in der Maschine geregelt werden kanne

5. Maschine nach AnsprUchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswände der Mahlräume ganz oder teilweise geheizt oder gekühlt werden können.

6. Maschine nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen des oberen und unteren Werkzeugs gegeneinander verschoben sind.

7.Maschine nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzelehnet dass das zu verarbeitende Produkt die verschiedenen Mahlräume von innen nach aussen durchfliesst.

8. Maschine nach Anspruchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, dass das Produkt die Mahlräume von aussen nach innen durchfliesst.

L e e r s e i t e