DE19638354A1 - Rührwerksmühle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle zum Mahlen von fließfähigem Mahlgut nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Eine derartige Rührwerksmühle, wie sie in der DE 41 42 213 A1 gezeigt ist, besitzt einen äußeren zylindrischen Mahlbehälter, der ortsfest angeordnet und mit einem koaxial im Abstand dazu angeordneten zylindrischen Innen­ stator verbunden ist. Der Mahlbehälter und der Innensta­ tor sind an ihrem unteren Ende mittels eines ringförmigen Bodens verschlossen, so daß zwischen dem äußeren Mahlbe­ hälter und dem Innenstator ein ringförmiger Mahlraum gebildet ist. Auf den Mahlbehälter ist des weiteren am oberen Ende ein Deckel aufgesetzt.

Koaxial zu dem Mahlbehälter und dem Innenstator ist ein nach unten offener, becherförmiger Rotor drehbar gela­ gert, der aus einer im Bereich des Deckels des Mahlbe­ hälters angeordneten Rotorbasis und einem daran ange­ schlossenen, nach unten verlaufenden Zylinderteil be­ steht. Das Zylinderteil erstreckt sich dabei bis in den zwischen dem Mahlbehälter und dem Innenstator gebildeten Mahlraum. Auf diese Weise ist der Mahlraum in einen zylinderförmigen Außen-Mahlraum und einen dazu koaxialen zylinderförmigen Innen-Mahlraum unterteilt, wobei die beiden Mahlräume am unteren Ende des Zylinderteils des Rotors über einen unteren Verbindungsraum strömungstech­ nisch in Verbindung stehen.

In den Innenstator ist eine Austragvorrichtung inte­ griert, die ein im oberen Bereich des Innenstators mündendes Austragrohr aufweist. Die obere Mündung des Austragrohres ist von einem zylindrischen Filter bzw. Trennsieb umgeben, das oberseitig geschlossen ist und auf seinem Umfang eine Siebfläche aufweist.

Um das Mahlgut ausreichend zu zerkleinern, sind am Mahl­ behälter, am Innenstator und am Zylinderteil des Rotors Rührbolzen angeordnet. Darüber hinaus befinden sich Mahlkörner im Außen- und im Innen-Mahlraum, wobei es sich insbesondere um Kugeln aus Glas, Mineralien, Stahl oder dergleichen handeln kann.

Das Mahlgut wird in Form eines Slurry, d. h. als Trocken­ stoff mit interner Flüssigkeit, im oberen Bereich des Deckels des Mahlbehälters üblicherweise unter geringem Druck in den Außen-Mahlraum eingegeben, so daß es sich mit den Mahlkörnern vermischt. Das Mahlgut mit den Mahl­ körnern durchströmt dann den Außen-Mahlraum nach unten, unterströmt den Rotor in dem unteren Verbindungsraum und steigt dann in dem Innen-Mahlraum nach oben, wo es am oberen Ende auf das Trennsieb trifft. Das Trennsieb hält die Mahlkörner und grobe Anteile des Mahlgutes zurück, wobei diese über radial verlaufende Überströmkanäle in den Außen-Mahlraum zurückströmen, während die feinen Anteile durch das Trennsieb hindurch in die Austragvor­ richtung gelangen.

Bei früheren Rührwerksmühlen war das Trennsieb am Innen­ stator angebracht und somit ebenfalls ortsfest. Es hat sich gezeigt, daß mit einem derartigen Aufbau mehrere Nachteile verbunden sind. Einerseits kann zwischen dem Außen-Mahlraum und dem Innen-Mahlraum eine Kurzschluß­ strömung durch die Überströmkanäle hindurch stattfinden, so daß das Mahlgut gar nicht erst den Außen- und den Innen-Mahlraum durchläuft. Dadurch ist die Mahlleistung der Rührwerksmühle wesentlich herabgesetzt. Andererseits hat es sich gezeigt, daß das Trennsieb bei hohem Durch­ satz und bei hoher Viskosität des Mahlgutes relativ schnell zusetzt, was des weiteren zu einem unerwünschten Druckaufbau in der Rührwerksmühle führt.

Um das Zusetzen des Trennsiebs zu verhindern, ist ver­ sucht worden, an der Innenseite des Rotors Abstreiflei­ sten vorzusehen, die bis an die Oberfläche des Trennsiebs reichen und diese überstreichen. Die gewünschte Reini­ gungswirkung des Trennsiebes läßt sich damit jedoch nicht erzielen. Vielmehr hat sich gezeigt, daß das Mahlgut durch die Abstreifleisten verschmiert und das Trennsieb noch schneller zugesetzt wird, auch wenn die Mahlkörner nach außen transportiert werden.

Aus der oben genannten DE 41 42 213 A1 ist bekannt, das Trennsieb an der im Innenstator verlaufenden Austragvor­ richtung anzubringen und zusammen mit dieser drehbar im Innenstator zu lagern, wobei als Antrieb ein separater Motor notwendig ist. Durch die Drehung des Trennsiebes läßt sich eine Selbstreinigung infolge der Zentrifugal­ kraft erzielen und im Mahlgut baut sich ein nach außen gerichteter Druck auf, wodurch eine nach innen gerichtete Kurzschlußströmung durch die Überströmkanäle zuverlässig vermieden ist. Jedoch ist der konstruktive Aufwand für die drehbare Lagerung der Austragvorrichtung im Innensta­ tor und die Anordnung eines separaten Antriebsmotors sehr groß. Darüber hinaus ist es notwendig, das rotierende Austragrohr außerhalb des Mahlbehälters an ein weiterfüh­ rendes, ortsfestes Leitungsnetz anzuschließen, was eine ebenfalls aufwendige Übergangskonstruktion erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührwerks­ mühle der genannten Art zu schaffen, bei der mit kon­ struktiv relativ geringem Aufwand ein ordnungsgemäßer Betrieb gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Rührwerks­ mühle dadurch gelöst, daß das Trennsieb an dem Rotor angebracht und gegenüber dem Innenstator mittels einer Dichtung abgedichtet ist.

Erfindungsgemäß rotiert das Trennsieb somit zusammen mit dem Rotor, so daß sich die Anordnung eines separaten Antriebsmotors erübrigt. Darüber hinaus kann bei der erfindungsgemäßen Rührwerksmühle die Austragvorrichtung weiterhin ortsfest im Innenstator angeordnet sein, so daß auch keine Übergangskonstruktion zwischen rotierenden und ortsfesten Leitungsabschnitten notwendig ist. Der An­ schluß des rotierenden Trennsiebs an den ortsfesten Innenstator wird über eine Dichtung erreicht, wobei es sich vorzugsweise um eine Gleitringdichtung handelt.

Aufgrund der Drehung des Trennsiebes stellen sich auch bei der erfindungsgemäßen Rührwerksmühle die vorteilhaf­ ten Wirkungen bezüglich der Selbstreinigung und bezüglich der Vermeidung einer Kurzschlußströmung ein, wobei jedoch der konstruktive Aufwand gegenüber dem vorbekannten Aufbau wesentlich verringert ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß das Trennsieb an seinem oberen Ende an der Rotorbasis angebracht ist und sich an seinem unteren Ende über die Gleitringdichtung am Innenstator abstützt. Auf diese Weise können die feinen Anteile des Mahlgutes nur über die am Umfang befindliche Siebfläche hindurchtreten, da oberseitig die Rotorbasis und unterseitig die Gleit­ ringdichtung einen dichten Abschluß bilden.

Vorzugsweise besteht die Gleitringdichtung aus zwei koaxialen Gleitringen, die in bekannter Ausgestaltung aus einem Material mit einem geringen Reibungskoeffizienten bestehen können. Um eine sichere Anlage der beiden Gleit­ ringe zu gewährleisten, können diese infolge einer Feder­ kraft gegeneinander gespannt sein. Die Federkraft kann entweder durch eine innere axiale Spannung des Trennsiebs oder durch eine zusätzliche Feder aufgebracht werden.

Eine gleichmäßige Strömung des Mahlgutes innerhalb der Rührwerksmühle und insbesondere ein gleichmäßiger Durch­ tritt der feinen Anteile des Mahlgutes durch das Trenn­ sieb kann erreicht werden, wenn der Innen-Mahlraum in bekannter Weise an seinem oberen Ende in einen Expan­ sionsraum mündet, der das Trennsieb umgibt. Der Expan­ sionsraum steht vorzugsweise über mehrere radiale Über­ strömkanäle mit dem Außen-Mahlraum in Verbindung, durch die die Mahlkörner und grobe Anteile des Mahlgutes in den Außen-Mahlraum zurückströmen können.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zei­ gen:

Fig. 1: einen ausschnittsweisen Vertikalschnitt durch eine Rührwerksmühle und

Fig. 2: das Trennsieb gemäß Fig. 1 in ausschnitts­ weise vergrößerter Darstellung.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Rührwerksmühle 10 besitzt einen äußeren zylindrischen Mahlbehälter 11, der doppelwandig ausgebildet ist, wobei zwischen dem Außen­ mantel 11a und dem Innenmantel 11b ein äußerer Kühlraum 12 gebildet ist, der in nicht näher dargestellter Weise von einer Kühlflüssigkeit durchströmt ist. Am oberen Ende ist der äußere Mahlbehälter 11 von einem Deckel 18 im wesentlichen verschlossen.

Koaxial zu dem äußeren Mahlbehälter 11 ist im Abstand zu diesem ein zylinderförmiger Innenstator 14 vorgesehen, der ebenfalls doppelwandig aufgebaut ist, wobei zwischen dem Außenmantel 14a und dem Innenmantel 14b ein zylinder­ förmiger innere Kühlraum 15 gebildet ist, der ebenfalls von Kühlflüssigkeit durchströmt ist. Zwischen dem äußeren Mahlbehälter 11 und dem Innenstator 14 ist ein ringförmi­ ger Mahlraum gebildet, der auf der Unterseite von einer ringförmigen Bodenplatte 13 verschlossen ist, die den äußeren Mahlbehälter 11 mit dem Innenstator 14 verbindet.

Innerhalb des Innenstators 14 ist eine Austragvorrichtung 29 mit einem sich koaxial zum äußeren Mahlbehälter 11 sowie dem Innenstator 14 erstreckenden Austragrohr 29a angeordnet, das an dem oberen Ende des Innenstators 14 unter Ausbildung einer trichterförmigen Erweiterung 31 am Innenstator 14 angebracht ist. Der äußere Mahlbehälter 11, der Innenstator 14 und die Austragvorrichtung 29 bilden somit eine ortsfest Einheit.

Der Deckel 18 des äußeren Mahlbehälters 11 ist in fluid­ dichter Weise von einer Antriebswelle 32 durchdrungen, an der innerhalb der Rührwerksmühle 10 ein becherförmiger, nach unten offener Rotor 24 angebracht ist. Der Rotor 24 umfaßt eine im oberen Bereich angeordnete Rotorbasis 24b, die ein daran nach unten anschließendes Zylinderteil 24a trägt. Die Rotationsachse D des Rotors 24 fällt mit der Mittelachse des äußeren Mahlbehälters 11 bzw. des Innen­ stators 14 zusammen. Das Zylinderteil 24a des Rotors 24 erstreckt sich in dem Mahlraum zwischen dem äußeren Mahlbehälter 11 und dem Innenstator 14, wodurch ein zylinderförmiger Außen-Mahlraum 20 sowie ein ebenfalls zylinderförmiger Innen-Mahlraum 22 gebildet sind. Die beiden Mahlräume 20 und 22 stehen an ihrem unteren Ende über einen Verbindungsraum 21 strömungstechnisch in Verbindung. Im Deckel 18 des äußeren Mahlbehälters 11 ist eine Einfüllöffnung 19 für das Mahlgut vorgesehen, die über einen Ringkanal 33 in den Außen-Mahlraum 20 mündet.

Auf der dem Mahlraum zugewandten Innenseite des äußeren Mahlbehälters 11 sowie der dem Mahlraum zugewandten Außenseite des Innenstators 14 sind jeweils sich radial erstreckende Rührbolzen 16 und 17 vorgesehen. Entspre­ chende Rührbolzen 16a sind auch am Zylinderteil 24a des Rotors 24 angebracht. Die Rührbolzen dienen als Rühror­ gane und bewirken in erster Linie eine Durchmischung des Mahlgutes. In dem Außen-Mahlraum 20 und dem Innen-Mahl­ raum 22 sind kugelförmige Mahlkörper 34 angeordnet, wie in Fig. 1 schematisch angedeutet ist.

Auch das Zylinderteil 24a des Rotors 24 ist doppelwandig aufgebaut, wodurch ein Rotor-Kühlraum 25 gebildet ist, der von Kühlflüssigkeit durchströmt ist.

An der Unterseite der Rotorbasis 24b ist ein zylinderför­ miges Trennsieb 26 koaxial zur Drehachse D dicht ange­ bracht, das auf seiner entgegengesetzten Seite an einem Gleitring 27 befestigt ist. Der Gleitring 27 steht in Kontakt mit einem entsprechend koaxial angeordneten Gleitring 28, der am oberen Ende des Innenstators 14 angebracht ist. Aufgrund einer gewissen elastischen Eigenspannung des Trennsiebes 26 werden die Gleitringe 27 und 28 in Kontakt gehalten.

Am oberen Ende des Innen-Mahlraums 22 ist ein das Trenn­ sieb 26 umgebender Expansionsraum 30 ausgebildet, von dem aus mehrere radial nach außen zum Außen-Mahlraum 20 führende Überströmkanäle 23 verlaufen, von denen in den Figuren nur einer dargestellt ist.

Im folgenden wird die Funktion der Rührwerksmühle erläu­ tert. Das fließfähige Mahlgut wird durch die Einfüllöff­ nung 19 unter geringem Druck zugeführt, woraufhin es durch den Ringkanal 33 in den Außen-Mahlraum 20 gelangt. In dem Außen-Mahlraum 20 strömt das Mahlgut nach unten, unterströmt das Zylinderteil 24a des Rotors 24 an dem unteren Verbindungsraum 21 und steigt dann im Innen-Mahl­ raum 22 nach oben. Während der genannten Strömung wird das Mahlgut mittels der in den Mahlräumen 20 und 22 befindlichen Mahlkörper 34 sowie unter Wirkung der mit dem Rotor 24 rotierenden Rührbolzen 16a und der orts­ festen Rührbolzen 16, 17 des Mahlbehälters 11 bzw. des Innenstators 14 einem intensiven Mahl- und Dispergierpro­ zeß unterworfen. Das Mahlgut tritt dann in den Expan­ sionsraum 30 ein, wobei die Mahlkörner 34 und die groben Anteile des Mahlgutes, die das Trennsieb 26 nicht durch­ dringen können, aufgrund des sich infolge der Rotation des Trennsiebs 26 bildenden Druckgefälles durch die Überströmkanäle 23 nach außen in den Außen-Mahlraum 20 zugeführt werden. Die Feinanteile des Mahlgutes können das Trennsieb 26 radial nach innen durchdringen, so daß sie nach unten in das Austragrohr 29a der Austragvorrich­ tung 29 gelangen und durch dieses die Rührwerksmühle verlassen. Gegebenenfalls kann zur Unterstützung der Förderung der feinen Anteile an das Austragrohr 29a eine Saugpumpe angeschlossen sein.

Claims (5)

1. Rührwerksmühle zum Mahlen von fließfähigem Mahlgut, mit einem ortsfesten, äußeren, zylindrischen Mahlbe­ hälter (11), an dem koaxial im Abstand dazu ein zylindrischer Innenstator (14) angebracht ist, mit einem drehangetriebenen, becherförmigen Rotor (24), der koaxial zu dem Mahlbehälter (11) angeordnet ist und in den zwischen dem Mahlbehälter (11) und dem Innenstator (14) gebildeten Mahlraum eingreift und diesen in einen Außen-Mahlraum (20) und einen In­ nen-Mahlraum (22) unterteilt, wobei die Mahlräume über einen Verbindungsraum (21) strömungstechnisch verbunden sind, und mit einer innerhalb des Innen­ stators (14) angeordneten Austragvorrichtung (29), die sich in Strömungsrichtung an den Innen-Mahlraum (22) anschließt, wobei zwischen dem Ende des Innen-Mahlraums (22) und der Austragvorrichtung (29) koaxial zum Rotor (24) ein drehbares, zylindrisches Trennsieb (26) angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß das Trennsieb (26) an dem Rotor (24) ange­ bracht und gegenüber dem Innenstator (14) mittels einer Dichtung (27, 28) abgedichtet ist.

2. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Trennsieb (26) an seinem oberen Ende an der Rotorbasis (24b) angebracht ist und sich an seinem unteren Ende über eine Gleitringdichtung (27, 28) am Innenstator (14) abstützt.

3. Rührwerksmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gleitringdichtung zwei koaxiale Gleit­ ringe (27, 28) umfaßt, die unter Federkraft anein­ ander anliegen.

4. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen-Mahlraum (22) in einen Expansionsraum (30) mündet, der das Trenn­ sieb (26) umgibt.

5. Rührwerksmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Expansionsraum (30) über radiale Über­ strömkanäle (23) mit dem Außen-Mahlraum (20) in Verbindung steht.