DE2051003B1 - Rührwerksmühle - Google Patents

Description

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kupplung, im Antriebssystem die Mahlkörperfüllung Aus einer mittleren Stellung des Kolbens der Verdurch Vorspülen mit niedrigviskosen Flüssigkeiten drängungseinrichtung wird dieser zurückgezogen, so aufgelockert werden, um die Viskosität des Mahlbe- daß in den mit dem zylindrischen Teil des Mahlbehälterinhalts zu erniedrigen. Das zum Anfahren der hälters in unmittelbarer Verbindung stehenden kol-Mühle notwendige Losbrechmoment kann auch 5 benstirnseitigen Zylinderteil Mahlkörper eintreten durch Komplizierung und Überdimensionierung des können. Dadurch wird zunächst die Mahlkörpermen-Antriebs, dessen Leistung dann im Betriebszustand ge verringert und dann der mittlere Abstand der nicht genutzt wird, aufgebracht werden. Mahlkörper im Mahlbehälter vergrößert. Umgekehrt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter läßt sich zur Intensivierung der Mahlwirkung die Beibehaltung der Möglichkeit, die Mahlbedingungen io mittlere Dichte der Mahlspalte, wie bei dem bekannoptimal einstellen zu können, mit einfachen Mitteln ten Vorschlag dadurch verkleinern, daß die Packungsdas Anlaufverhalten zu verbessern. dichte der Mahlkörperfüllung im aktiven Mahlbe-

Diese Aufgabe ist für eine Rührwerksmühle mit hältervolumen vergrößert wird.

Verdrängungseinrichtung für die Mahlkörper da- Auch die erfindungsgemäße Rührwerksmühle er-

durch gelöst, daß die Verdrängungseinrichtung als 15 laubt eine verhältnismäßig einfache automatische Re-

stirnseitig unmittelbar an den Boden des Mahlbehäl- gelung der Mahlbedingungen durch Messung eines

ters oder an dessen Seitenwand nahe dem Mahlbe- für die Mahlbedingungen repräsentativen Ist-Werts,

hälterboden angebautes und zum Mahlbehälterinne- Vergleichs mit einem Soll-Wert und Verwendung

ren hin offenes Zylinder-Kolben-Aggregat ausgebil- einer daraus abgeleiteten Regelgröße zur Steuerung

det ist. Die Verdrängungseinrichtung ist vorzugsweise 20 der Verdrängungseinrichtung,

druckmittelbetätigbar. Mit der Erfindung ist das Anlaufenlassen der

Der Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, die Mühle im entlasteten Zustand und die volle Ausnut-Dichte der Mahlkörperfüllung im aktiven Mahlbe- zung der Antriebsleistung und damit der Mühle im hältervolumen, das ist das von den Rührorganen un- stetigen Betrieb möglich. Die Mahlbedingungen könmittelbar erfaßte oder bearbeitete Mahlbehältervolu- 25 nen auf die einzelnen Mahlgüter, insbesondere auf men, durch Abzug von Mahlkörpern vor dem Anlauf deren Viskosität sowie deren Dilatanz- bzw. Rheopezu erniedrigen, damit beim Anlauf die für den nor- xie-Verhalten und deren Temperaturempfindlichkeit malen Betriebszustand vorgesehene Antriebsleistung ohne Änderung der Mahlkörperfüllung angepaßt ausreicht. Die Erniedrigung der Mahlkörperfüllung werden.

geschieht durch Abzug von Mahlkörpern in ein un- 30 Die Erfindung ist an Hand einer Zeichnung an

terhalb der Rührorgane mündendes Zylinder-Kol- zwei Ausführungsformen näher erläutert, in der

ben-Aggregat, aus dem es im Betrieb zur Beeinflus- zeigt

sung der Mahlbedingungen jederzeit wieder in das F i g. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsaktive Mahlbehältervolumen eingespeist werden gemäß ausgestalteten Rührwerksmühle mit einem kann, wobei das Arbeitsvolumen des Mahlbehälters 35 seitlich an die Mahlbehälterwand angesetzten Zylinnicht verändert zu werden braucht oder wird. der-Kolben-Aggregat und

Wenn eine Verdrängungseinrichtung in Form eines F i g. 2 eine zweite Ausführungsform der erfin-

Zylinder-Kolben-Aggregats auch die bevorzugte dungsgemäß ausgestalteten Rührwerksmühle mit an

Ausführungsform der Erfindung darstellt, kann sie den Mahlbehälterboden angebauten Zylinder-Kol-

auch durch eine in den Mahlbehälter hineinbewegba- 40 ben-Aggregat.

re und zurückziehbare Membran gebildet sein. In einem zylindrischen, hochschlanken Mahlbehäl-

Die Betätigung des Kolben-Zylinder-Aggregats er- ter 1 mit Kühlmantel 2, der einen Kühlwassereinlaß 3

folgt zweckmäßig mit einem Druckmittel, das entwe- und Kühlwasserauslaß 4 aufweist, rotiert mit hoher

der von einer handbetriebenen oder motorbetriebe- Drehzahl eine Rührwelle 5 mit radial abstehenden

nen Druckmittelpumpe entweder unmittelbar oder 45 Rührorganen 6. Der Mahlbehälter ist nach unten hin

über einen Arbeitszylinder mittelbar den Kolben des durch einen am Flansch 7 des zylindrischen Mahlbe-

Zylinder-Kolben-Aggregats beaufschlagt. hälters angeschraubten Mahlbehälterboden 8, der

Durch das Zylinder-Kolben-Aggregat kann die den Mahlguteinlaß 9 mittig aufweist, und oben mit Dichte und/oder Menge der Mahlkörper in der akti- einer mit dem Flansch 10 des Mahlbehälters verven Mahlzone des Mahlbehälters vergrößert oder 50 schraubten Ringscheibe 11, die mit einer auf der verkleinert und damit auch die Mahlbedingungen in Rührwelle 5 sitzenden Scheibe 12 einen Trennspalt den vielen Mahlspalten beeinflußt werden. Dies wäre 13 zum Zurückhalten der Mahlkörper der Mahlkörmit einer Verweilzeitsteuerung für das Mahlgut im perfüllung 14 bildet, abgeschlossen. Das dispergierte stationären Betriebszustand nicht möglich. Nur wäh- Mahlgut, das durch den Trennspalt 13 hindurchtritt, rend des Anfahrens, bei dem über die Verweilzeit 55 kann über einen seitlichen Auslaß 16 in ein neben eine Temperatursteuerung des Mahlbehälterinhalts der Mühle aufzustellendes, nicht dargestelltes Auf- und damit eine Viskositätsbeeinflussung möglich ist, fanggefäß ablaufen. Die Rührwelle ist gegenüber dem ließen sich die Mahlbedingungen etwas beeinflussen. Kopf der Mühle mittels einer Stopfbuchspackung 17 Da aber während des Anfahrens die eigentlichen an- abgedichtet und wird von der Antriebswelle 18 eines gestrebten Mahlbedingungen noch nicht vorliegen, 60 nicht dargestellten Antriebsmotors über eine Kuppsind über die Verweilzeit die Mahlbedingungen, wie lung 19 angetrieben.

sie auch im stationären Betrieb vorliegen, nicht be- In der Nähe des Mahlbehälterbodens 8 ist eine

einflußbar. Verdrängungseinrichtung 20 in Form eines Zylinder-

Da viele Mahlgüter thixotrop sind, wünscht man Kolben-Aggregats vorgesehen. Stirnseitig ist der Zygerade beim Anfahren große Mahlspalte oder eine 65 linder 21 unmittelbar an die Seitenwand des Mahlbe-Teilbeaufschlagung der Rührorgane der Rührwelle, hälters 1 nahe dem Behälterboden angeschlossen und um den Arbeitsverbrauch niedrig zu halten. Dadurch ist zum Mahlbehälterinneren hin offen. Dadurch versind Überlastungen des Antriebsmotors vermeidbar. weilen sich die Mahlkörper der Mahlkörperfüllung 14

ebenso wie im Unterteil des Mahlbehälters 1 in diesem Teil des Zylinders 21. Im Zylinder ist axial verschieblich ein Kolben 22 vorgesehen, der mittels einer handbetätigbaren Spindel 23, die auf geeignete Weise im Zylinderkopfdeckel 24 drehbar gelagert ist, auf die Rührwellenachse zu und von ihr weg bewegbar ist. Wird der Kolben 22 zu dem Behälter hinbewegt, verringert sich wegen der konstanten Mahlkörpermenge der mittlere Abstand der Mahlkörper, so daß die Mahlbedingungen intensiviert sind. Die Betätigung des Kolbens 22 kann auch mit einem druckmittelbetätigbaren Arbeitszylinder erfolgen.

Bei der in F i g. 2 dargestellten abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kugelmühle ist das Zylinder-Kolben-Aggregat 20 an den Mahlbehälterboden 8 angebaut, während der Mahlguteinlaß 9 an das untere Ende der Seitenwand des Mahlbehälters 1 verlegt ist. Die Verstellung des Kolbens 22 erfolgt durch Einpumpen von Druckmittel mittels einer handbetätigten Ölpumpe 25.

Die Verstellung der Verdrängungseinrichtung kann automatisch in Abhängigkeit von der Motorleistung oder der Temperatur sowie von Hand erfolgen.

Mittels der Verdrängungseinrichtung läßt sich, insbesondere bei Druckmittelbetätigung, gleichzeitig der ίο Mahlspaltdruck ermitteln sowie reproduzieren.

Die Rührwerksmühle läßt sich für die Dispergierung von Anstrichfarben, Druckfarben, Textil- und Lederdeckfarben, Karbonfarben, Tonbandmassen, fotografischen Emulsionen, pharmazeutischen und kosmetischen Präparaten, Klebstoffen, Kakao- und Schokoladenmassen und vielen anderen Mahlgütern verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Verbesserung der Dispergierwirkung durch Erhö- Patentansprüche: hung der Geschwindigkeit und damit der Geschwin digkeitsgradienten ist durch die Verschleißfestigkeit

1. Rührwerksmühle mit bestimmter Mahlkör- des Mahlbehälters und der Rührorgane und nicht zuperfüllung und einer Verdrängungseinrichtung 5 letzt auch der Mahlkörper begrenzt.

für die Mahlkörper zur Veränderung der Mahl- Die Möglichkeit der Dispergierleistungsverbesse-

körperpackungsdichte im Mahlbehälter, da- rung durchErhöhung der Mahlspalt-Druckverhältnisse durch gekennzeichnet, daß die Verdrän- (es ist eine mit Mahlgut-Überdruck im Mahlbehälgungseinrichtung als stirnseitig unmittelbar an ter arbeitende Rührwerksmühle bekannt) unter Beden Boden (8) des Mahlbehälters (1) oder an des- io rücksichtigung des Druckverhaltens der unterschiedsen Seitenwand nahe dem Mahlbehälterboden an- liehen Mahlgüter war mit den bisherigen Konstrukgebautes und zum Mahlbehälterinneren hin offe- tionen ungenügend. Gleiches gilt für die Feinheitsbenes Zylinder-Kolben-Aggregat (20) ausgebildet einflussung. Da der Mahlbehälter bisher fast immer ist. fest begrenzt war, konnte man nur eine bestimmte

2. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch 15 Mahlkörpermenge einführen, die sich im wesentligekennzeichnet, daß die Verdrängungseinrichtung chen aus empirisch ermittelten Daten unter Berückdruckmittelbetätigbar ist. sichtigung des Anlaufverhaltens der Mühle und Stabilitätserwägungen, des Viskositätsverhaltens des Mahlgutes (Strukturviskosität, Thixotropie, Theope-

20 xie) der Temperaturempfindlichkeit des Mahlgutes,

der benötigten Reinigungszeit für Mahlbehälter und Mahlkörperfüllung sowie des Werkstoffverschleißes

Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle mit in der Mühle ergab. Hierbei ergab sich nahezu in jebestimmter Mahlkörperfüllung im Mahlbehälter und dem Falle eine Mahlkörperfüllung bzw. -packung, bezieht sich auf die Steuerung oder Regelung der 25 die nicht optimaler Mahl- und Dispergierwirkung so-Mahlbedingungen im Mahlbehälter. mit nicht wirtschaftlichster Nutzung der Mühle ent-

Rührwerksmühlen oder Rührwerkskugelmühlen sprach.

sind bekannt. Ihre wesentlichen Bestandteile sind ein Zur Anpassung der Mahlbedingungen an die je-

meist zylindrischer hochschlanker Mahlbehälter, eine weiligen Anforderungen des Mahlgutes während des mit zweckmäßig geformten Rührorganen versehene 30 Mahlens ist jedoch schon bei einem bekannten älte-Rührwelle, die mit hoher Drehzahl im Mahlbehälter ren Vorschlag (britische Patentschrift 1 038 153) rotiert, sowie eine Mahlkörperfüllung aus kugelför- vorgesehen, den Mahlbehälter zur Veränderung seimigen oder etwa kugelförmigen Mahlkörpern aus nes Arbeitsvolumens mit einer verstellbaren Wand zu Stahl, Glas, Porzellan, Keramik oder ähnlichen versehen, vorzugsweise in Form eines die Mahlkör-Werkstoffen. Das naß zu mahlende oder zu disper- 35 perfüllung nach oben zurückhaltenden, unter Federgierende Mahlgut wird meist durch eine stufenlos re- vorspannung stehenden Siebs, das durch eine gelbare Speisepumpe von unten her in den Mahlbe- Schraubvorrichtung oder eine andere mechanische, halter gefördert und nach Durchtritt durch die Mahl- hydraulische oder pneumatische Einrichtung in zone am oberen Ende des Mahlbehälters abgezogen. Achsrichtung des Mahlbehälters bzw. der Rührwelle Die Mahlkörperfüllung wird durch eine geeignete 40 verstellbar bzw. nach unten absenkbar ist und als Trennvorrichtung, beispielsweise ein Sieb oder ein Verdrängungseinrichtung für die Mahlkörper wirkt. Reibspalt, zurückgehalten. Das ausreichend gemahle- Hierdurch ist im Betrieb die Aufrechterhaltung einer ne oder dispergierte Mahlgut fließt durch eine seitli- gewünschten, vorteilhaften Packungsdichte erleichche Öffnung über einen Auslauf ab, beispielsweise in tert. Für den Betrieb ist vorgesehen, daß das VoIuein Auffanggefäß. 45 men des Arbeitsraums des Mahlbehälters nach einer

Durch die hohe Drehzahl der Rührwelle entstehen anfänglichen Anlaufzeit für die restliche Behandin der meist hochviskosen Mahlbehälterfüllung aus lungszeit so weit verkleinert wird, daß es vollständig Mahlkörpern und flüssigem Mahlgut zwischen den von der Masse der sich berührenden Mahlkörper und einzelnen Mahlkörpern, den Mahlkörpern und der der Flüssigkeit in den sich bildenden Zwischenräu-Mahlbehälterwand sowie zwischen den Mahlkörpern 50 men eingenommen wird. Dabei kann das Volumen und der Rührwelle Spalte, in denen Differenzge- des Arbeitsraumes des Behälters so weit verkleinert schwindigkeiten mit hohem Gradienten auftreten, werden, daß die Mahlkörper in Berührung miteinandurch die die Dispergierung oder Zerkleinerung des der gehalten werden und unter einem Druck ste-Mahlgutes ähnlich wie im Reibspalt eines Walzen- hen.
Stuhls bewirkt wird. 55 Unabhängig von der Lage des Siebs nimmt die

Den gewünschten Feinheitsgrad oder die erstrebte Mahlkörperfüllung während der Stillstandszeiten Dispergierung erzielt man außer durch entsprechende etwa ihre größte Packungsdichte ein, weshalb sich Auslegung der Mühle durch Wahl einer geeigneten über der Packung unter Umständen reine Flüssigkeit bestimmten Mahlkörperfüllung, in der Menge und befindet. Daher ist bei eingefülltem hochviskosem Größe der Mahlkörper aufeinander abgestimmt sind, 60 oder thixotropem Mahlgut der Anlauf ebenso erdurch Steuerung oder Regelung der Verweilzeit des schwert, wie bei Mühlen mit unveränderlichem Ar-Mahlgutes im Mahlbehälter. Hierzu dient die Speise- beitsvolumen, weil sich die mit den Rührorganen verpumpe, deren Förderleistung durch ein stufenloses sehene Welle in beiden Fällen beim Anlauf zu 100 ⁰Zo Getriebe regulierbar ist. in der Mahlkörperfüllung befindet, wodurch sie unter

Für die Dispergier- und Mahlwirkung sind die 65 Umständen sogar blockiert werden kann. Verhältnisse in den Mahlspalten bestimmend. Dabei Um einen Anlauf bei wirtschaftlicher Auslegung

sind entscheidend die Geschwindigkeits- und Druck- des Antriebs zu erreichen, muß neben dem Einbau Verhältnisse in der Gesamtzahl der Mahlspalte. Eine von besonderen Vorrichtungen, z. B. einer Anlauf-