DE2328964A1 - MACHINE FOR FINE GRINDING OF SOLIDS, IN PARTICULAR TOUGH-ELASTIC PLASTIC GRANULATES IN AN AQUATIC SUSPENSION - Google Patents

Description

Dr.R./S./Rz. 7.5.1973Dr.R./S./Rz. 7.5.1973

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Wilhelm SieferWilhelm Siefer

562 Velbert/Rhld. 562 Velbert / Rhld .

Bahnhofstr. 114Bahnhofstrasse 114

Maschine zum Feinstmahlen von Feststoffen, insbesondere zähelastischen Kunststoff-Granulaten in einer wässrigen SuspensionMachine for fine grinding of solids, especially tough elastic plastic granulates in an aqueous suspension

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Feinstmahlen von Feststoffen, insbesondere zähelastischen Kunststoff-Granulaten, mit mehreren hintereinander liegenden Mahlstufen, innerhalb welcher die Zerkleinerung in jeweils einem von Stator und Rotor gebildeten Mahlspalt erfolgt,The invention relates to a machine for the finest grinding of solids, in particular tough elastic plastic granules, with several successive grinding stages, within which the comminution in each case a grinding gap formed by the stator and rotor takes place,

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wobei Stator und Rotor an den. einander zugekehrten Flächen Kanäle zum radialen Durchströmen des Mahlgutes aufweisen.with stator and rotor attached to the. facing surfaces have channels for the radial flow of the material to be ground.

Bedingt durch die beim Feinstmahlen auftretenden Abluftprobleme wird üblicherweise eine Feinstzerkleinerung von Granuityten in der Naßphase durchgeführt. Die Stoffe werden zu diesem Zweck meistens in Wasser suspendiert, da bei gleicher spezifischer Leistung der Maschine viermal mehr Wärme durch die Flüssigkeit abgeführt werden kann als bei ■ trockener Mahlung durch Luft. Zum Feinstmahlen von insbesondere zähelastischen Kunststoff-Granulaten bedient man sich besonderer Strahlmühlen beispielsweise mit aufwendiger Stickstoff-Kühlung. Nachteilig an den bekannten Maschinen ist ferner die Tatsache, daß beim Feinstmahlen von Granulaten ein hoher spezifischer Energiebedarf notwendig ist.Due to the exhaust air problems that occur during fine grinding, fine comminution of Granuityten carried out in the wet phase. The fabrics will for this purpose mostly suspended in water, since four times more with the same specific power of the machine Heat can be dissipated through the liquid than with dry grinding through air. For fine grinding of in particular tough elastic plastic granules special jet mills, for example, with complex nitrogen cooling. Disadvantage of the known Machines is also the fact that fine grinding of granulates requires a high specific energy requirement is.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maschine der vorausgesetzten Gattung zu schaffen, mit welcher bei spezifisch geringem Energiebedarf und geringem Verschleiß das Feinstmahlen insbesondere zähelastischer Thermoplast-Granulate auch ohne aufwendige Kühlung möglich ist.The object of the invention is to create a machine of the type required, with which at specifically With low energy requirements and low wear and tear, the finest grinding, in particular of tough elastic thermoplastic granulates, is also possible is possible without expensive cooling.

Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.This object is achieved by the invention specified in claim 1.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Einzelheiten der erfinderischen Lösung dar.The subclaims represent advantageous details of the inventive solution.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen darin, daß nunmehr Granulate, insbesondere zähelastische Kunststoff-Granulate, kostensparend feinstgemahlen werden können. Obwohl ein im wesentlichen in der Radialen verlaufender Mahlspalt vorgesehen ist, wird durch die vorteilhaft zueinander ausgerichteten Rotorkanäle und Statorkanäle eine äußerst feine Zerkleinerung erzielt. Das zufolge Fliehkraft die MaschineThe advantages of the solution according to the invention are that now granules, especially tough elastic plastic granules, can be finely ground at low cost. Even though a grinding gap running essentially in the radial direction is provided, is advantageously aligned with one another by the Rotor channels and stator channels achieve an extremely fine size reduction. According to the centrifugal force of the machine

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durchlaufende Mahlgut wird dabei durch die Rotor- und Statorkanäle stets auf den Mahlspalt gelenkt, was zu einer intensiven Zerkleinerung führt. Wie gefunden wurde, tritt durch die erfindungsgemäße Ausrichtung der Rotor-Kanäle und Statorkanäle eine verringerte Reibung bei verbessertem Zerkleinerungs· effekt auf. Dadurch verringert sich der spezifische Energiebedarf, d.h. die Antriebsleistung je kg/h. Auch lassen sich mit Erfolg zähelastische Kunststoff-Granulate mit der erfindungs gemäßen Maschine verarbeiten, gegebenenfalls in Wasser suspendiert. Wie gefunden wurde, ist in gewissen Grenzen sogar ein Trockenmahlen der zähelastischen Kunststoff-Granulate möglich, ohne daß die Gefahr eines Verklebens des Mahlgutes auftritt. Nach Durchlauf von Stator und Rotor tritt das Mahlgut mit niedriger Strömungsenergie in den entsprechenden Sammelkanal der Maschine. Das bedeutet, daß eine gute Ausnutzung der dem Mahlgut innewohnenden kinetischen Energie stattfindet. Durch die winkelversetzt zueinander liegenden Rotorkanal-Abschnitte erhält man sogar noch eine erhöhte Zerkleinerungswirkung. Hierzu trägt ferner noch die entsprechende TeilungThe regrind flowing through is transported through the rotor and stator channels always directed to the grinding gap, which leads to an intensive crushing. As was found, step through the inventive alignment of the rotor channels and stator channels a reduced friction with an improved comminuting effect. This reduces the specific energy requirement, i.e. the drive power per kg / h. Tough elastic plastic granules can also be successfully processed with the Process fiction, contemporary machine, optionally suspended in water. How was found is in certain Even dry grinding of the viscoplastic plastic granules is possible without the risk of a Clogging of the grist occurs. After passing through the stator and rotor, the ground material enters with low flow energy into the corresponding collecting duct of the machine. This means that a good utilization of the grist inherent kinetic energy takes place. Due to the rotor duct sections, which are offset at an angle to one another you even get an increased crushing effect. The corresponding division also contributes to this

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der Rotor-Abschnitte bei, vorzugsweise derart, daß sich von der Drehachse des Rotors vergrößernde^ Abstand die Teilung aer Rotor-Abschnitte kleiner wird. In jeder Stufe erfolgt zwischen Rotor und Stator eine Umlenkung der Strömung von Radial- in die Tangentialrichtung. Gleichzeitig bringt die Variation der Kanaltiefe einen Wechsel zwischen Beschleunigung und Verzögerung sowie eine Strömungsumlenkung mit starker Beanspruchung der Teilchen. Darüber hinaus liegt eine gewisse Scherwirkung vor, selbst dort, wo Rotor und Stator nicht zahnartig ineinandergreifen. Die Mahlgut-Teilchen treten successiv aus den Kanälen vor und werden gegebenenfalls "scheibenweise" zerteilt.the rotor sections at, preferably such that from the axis of rotation of the rotor increasing ^ distance the The division of the rotor sections becomes smaller. At every level the flow is deflected from the radial to the tangential direction between the rotor and stator. At the same time brings the variation of the channel depth a change between acceleration and deceleration as well as a flow deflection with heavy stress on the particles. In addition, lies a certain shear effect, even where the rotor and stator do not mesh like teeth. The grist particles emerge successively out of the canals and are, if necessary, cut up "slice-wise".

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. bis 5 erläutert Es zeigen:An embodiment of the invention is based on FIG. explained to 5 They show:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Maschine,Fig. 1 is a side view of the machine,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen axialen Halbschnitt durch Rotor und Rotorgehäuse,2 shows an axial half-section through the rotor and rotor housing on a larger scale,

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Fig. 3 in Querschnitt eine Ausschnittsvergrößerung in Bereich des sich gegenüberliegenden Stators und Rotors ,3 shows, in cross section, an enlarged detail in the area of the opposing stator and rotor,

Fig. 4 eine Ansicht in Pfeilrichtung IV der Fig. 3 und Fig. 5 eine Ansicht in Pfeilricatung V der Fig. 5.4 shows a view in the direction of arrow IV in FIGS. 3 and FIG. 5 shows a view in arrow direction V of FIG. 5.

Von deiii Maschinenfuß 1 geht ein freitragend angeordnetes Rotorgehäuse 2 aus. Dieses enthält für die Rotorwelle 3 eine Stoffbüchse 4 sowie entsprechende Wellenlager.From the machine base 1 there is a cantilever Rotor housing 2 off. This contains a material canister 4 and corresponding shaft bearings for the rotor shaft 3.

In axialer Erstreckung zur Rotorwelle 3 ist an dem Rotorgehäuse 2 ein Gehäusedeckel 5 vorgesehen, von welchem ein Rohrstutzen 6 zum Eintritt des zu verarbeitenden Mahlgutes ausgeht. Sodann bildet das Rotorgehäuse den spiralförmigen Sammelkanal 7 aus, von welchem das zerkleinerte Mahlgut in den. Rohrstutzen 8 gelangt.In the axial extent to the rotor shaft 3 is on the rotor housing 2, a housing cover 5 is provided, from which a pipe socket 6 for the entry of the ground material to be processed goes out. The rotor housing then forms the spiral-shaped collecting channel 7, from which the comminuted ground material in the. Pipe socket 8 reaches.

Auf der Rotorwelle 3 sitzt drehfest der Rotor 9. Dieser ist Träger von zwei konzentrisch zueinander angeordneten Rotorringen 10,11.The rotor 9 is seated non-rotatably on the rotor shaft 3. This is the carrier of two concentrically arranged to one another Rotor rings 10, 11.

Gegenüber dem Rotor 9 ist der Stator 12 angeordnet. Letzterer setzt sich beim Ausführungsbeispiel aus den konzentrisch zu-The stator 12 is arranged opposite the rotor 9. In the exemplary embodiment, the latter is made up of the concentrically

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einander liegenden Statorringen 13,14 und 15 zusammen. Getragen werden die Statorringe von dem Gehäusedeckel 5.lying stator rings 13, 14 and 15 together. The stator rings are carried by the housing cover 5.

An dem freien linde der Rotorwelle 3 sitzt,dem Rotorring 10 zugekehrt, ein mit schraubengangförmigen Förderschaufeln 16 ausgestatteter Förderkegel 17.On the free linden of the rotor shaft 3 sits, the rotor ring Facing 10, a conveyor cone 17 equipped with helical conveyor blades 16.

Rotor 9 und Stator 12 belassen einen radial zur Rotorwelle 3 liegenden Mahlspalt 18 zwischen sich. In diesen Mahlspalt 18 münden die Rotorkanäle 19 und die Statorkanüle 20.The rotor 9 and stator 12 leave a grinding gap 18 lying radially to the rotor shaft 3 between them. In this grinding gap 18 the rotor channels 19 and the stator cannula 20 open.

Die Rotorkanäle setzen sich aus etwa dreieckförmigen Rotorkanal-Abschnitten 21 bis 24 zusammen, derart, daß sich diese Abschnitte in Durchströmrichtung des Mahlgutes volumenmäßig verkleinern. Die Ausrichtung der Rotorkanäle ist dabei derart, daß die Tiefe derselben, in Durchströmrichtung des Mahlgutes gesehen, abnimmt und ausgehend von einer Zwischenzone Z des Rotors wieder zunimmt. Während die Zwischenzone des Rotorringes 11 bündig mit dem Mahlspalt 18 abschließt, endet dagegen die Zwischenzone Z des Rotorringes 10 kurz vor dem Mahlspalt.The rotor ducts consist of roughly triangular rotor duct sections 21 to 24 together in such a way that these sections are in terms of volume in the flow direction of the material to be ground zoom out. The orientation of the rotor channels is such that the depth of the same in the flow direction of the Regrind seen, decreases and increases again starting from an intermediate zone Z of the rotor. While the intermediate zone of the rotor ring 11 is flush with the grinding gap 18, however, the intermediate zone Z of the rotor ring 10 ends shortly before the Grinding gap.

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Die Statorkanäle 20 laufen ebenfalls in den Mahlspalt 18 aus. Sie setzen sich aus den Statorkanal-Abschnitten 25,26 und 27 zusammen. Die Statorkanal-Abschnitte weisen ebenfalls eine etwa dreieckförmige Form auf. Die Statorkanal-Abschnitte sind so beschaffen, daß ihre Tiefe, in Durchströmrichtung des Mahlgutes gesehen, ebenfalls abnimmt. Dabei laufen die Statorkanal-Abschnitte 25 bis 27 in eine Ringzone RZ aus, die dem Rotorkanal-Abschnitt 22 ,23 mit sich verringernder Tiefe gegenüberliegt.The stator channels 20 also terminate in the grinding gap 18. They are made up of the stator channel sections 25, 26 and 27 together. The stator channel sections also have an approximately triangular shape. The stator channel sections are designed so that their depth, seen in the flow direction of the ground material, also decreases. The run Stator channel sections 25 to 27 in an annular zone RZ, which the rotor channel section 22, 23 with decreasing Depth is opposite.

Mittels einer Einrichtung läßt sich der Mahlspalt 18 in seiner Dicke verändern. Die Zustelleinrichtung besteht aus einem im Gehäusedeckel 5 gelagerten Handrand 28, auf dessen Welle ein Zahnritzel 29 sitzt. Dieses greift in die Umfangsverzahnung einer Schraubmuffe 30 ein. Letztere ist mittels eines Stellgewindes mit der Stellmuffe 31 gekuppelt, die mit dem Stator 12 verbunden ist.The grinding gap 18 can be changed in its thickness by means of a device. The delivery device exists from a hand edge 28 mounted in the housing cover 5, on the shaft of which a pinion 29 is seated. This engages in the circumferential toothing of a screw sleeve 30. Latter is coupled to the adjusting sleeve 31, which is connected to the stator 12, by means of an adjusting thread.

Durch Betätigung des Handrades 28, welches zweckmäßig einen Nonius aufweist, kann der in der Rotationsebene liegende Spalt variiert werden.By operating the handwheel 28, which expediently has a vernier, the one lying in the plane of rotation can Gap can be varied.

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Das der Maschine dem Stutzen 6 zugegebene, zu verarbeitende Medium wird über den Förderkegel 17 in den Bereich des querschnittsgrößeren Rotorkanal-Abschnittes 21 gebracht. Durch diesen in der Tiefe abnehmenden Rotorkanal-Abschnitt 21 wird das Mahlgut in Richtung des Mahlspaltes 18 gelenkt und gelangt dann in den Stator-Kanalabschnitt 20. Hier findet ebenfalls eine Umlenkung des Mahlgutes in Richtung des Mahlspaltes statt. Das Mahlgut gerät danach in den Rotorkanal-Abschnitt 22. Dieser Zick-Zack-Verlauf des Mahlgutes wird durch die entsprechend verlaufenden Rotor-Kanal-Abschnitte sowie den Statorkanal-Abschnitten weiterhin zwangsläufig herbeigeführt. Beim Verlassen der einzelnen Abschnitte findet die Zerkleinerung im Mahlspalt statt, derart, daß die dem Mahlspalt 18 zugekehrten, etwa radial ausgerichteten Kanalkanten das successiv aus den Kanälen austretende Mahlgut zerteilen. Das zerkleinerte Medium gelangt sodann über die zuäußerst liegenden Rotorkanal-Abschnitte 24 sowie Mahlspalt 18 in den Sammelkanal 7.That which is added to the nozzle 6 of the machine and which is to be processed Medium is brought into the area of the rotor duct section 21 with a larger cross-section via the conveying cone 17. By This rotor channel section 21, which decreases in depth, is deflected in the direction of the grinding gap 18 and then reaches the stator channel section 20. Here, too, there is a deflection of the material to be ground in the direction of the grinding gap instead of. The ground material then gets into the rotor channel section 22. This zigzag course of the ground material becomes further inevitably brought about by the correspondingly running rotor-channel sections and the stator-channel sections. When leaving the individual sections, the comminution takes place in the grinding gap in such a way that the grinding gap 18 facing, approximately radially aligned channel edges divide the grist emerging successively from the channels. The comminuted medium then passes through the outermost rotor channel sections 24 and grinding gap 18 in the collecting channel 7.

Wie Fig. 4 es zeigt, wird die Teilung zwischen gleichartigen Rotorkanal-Abschnitten, in Durchströmrichtung gesehen, kleiner.As FIG. 4 shows, the division between rotor duct sections of the same type, viewed in the flow direction, becomes smaller.

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Gleiches gilt auch für den Stator, siehe Fig. 5. Durch diese Tatsache liegt eine abgestufte Zerkleinerung vor. Ferner ergibt sich durch diese Anordnung eine erhöhte Zerkleinerungsleistung. Da darüber hinaus die Kanalabschnitte noch in ihrer Tiefe varrieren, erfolgt durch den Wechsel zwischen Beschleunigung und Verzögerung sowie Strömungsumlenkung eine hohe Beanspruchung der Mahlgut-Teilchen.The same also applies to the stator, see Fig. 5. This fact results in a graded size reduction. Furthermore results This arrangement increases the shredding capacity. Since the channel sections also vary in depth, switching between Acceleration and deceleration as well as flow deflection high stress on the grist particles.

Es wäre auch möglich, die Rotorkanal-Abschnitte mit sich verringernder Tiefe winkelversetzt zu den Rotorkanalabschnitten mit sich vergrößernder Tiefe anzuordnen.It would also be possible for the rotor duct sections to be angularly offset from the rotor duct sections as the depth decreases to be arranged with increasing depth.

Anstatt wie dargestellt, ließen sich mehr oder weniger Bearbeitungsstufen vorsehen, und zwar entsprechend dem zu bearbeitenden Mahlgut und Endprodukt desselben.Instead of as shown, more or less processing stages can be used provide, in accordance with the regrind to be processed and the end product of the same.

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Claims (3)

- -M - 15 086/087 7.5.1973 Ansp rüche- -M - 15 086/087 7.5.1973 Claims 1.) Maschine zum Feinstmahlen von Feststoffen, insbesondere zähelastischen Kunststoff-Granulaten in einer wässrigen Suspension, mit mehreren hintereinander liegenden Mahlstufen, innerhalb welcher die Zerkleinerung in jeweils einem von Stator und Rotor gebildeten Mahlspalt erfolgt, wobei Stator und Rotor an den einander zugekehrten Flächen Kanäle zum radialen Durchströmen des Mahlgutes aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Rotorkanäle (19), in Durchströmrichtung des Mahlgutes gesehen, abnimmt und ausgehend von einer Zwischenzone (Z) des Rotors 9 wieder zunimmt und die in ihrer Tiefe abnehmenden Statorkanäle (20) in den Bereich einer Ringzone (RZ) auslaufen, die dem Rotorkanal-Abschnitt (22 bzw. 23) mit sich verringernder Tiefe gegenüberliegt. 1.) Machine for the finest grinding of solids, especially tough elastic plastic granules in an aqueous Suspension, with several successive grinding stages, within which the comminution in each case a grinding gap formed by the stator and rotor takes place, with the stator and rotor facing each other Have surfaces channels for the radial flow of the ground material, characterized in that the depth of the Rotor channels (19), seen in the direction of flow of the ground material, decreases and starting from an intermediate zone (Z) of the rotor 9 increases again and the stator channels (20) decreasing in depth in the area of a Ring zone (RZ) which is opposite the rotor duct section (22 or 23) with decreasing depth. 409881/011U 409881/011 U -H- 15 086/087 7.5.1973-H- 15 086/087 7.5.1973 2.) Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorkanal-Abschnitte (22,23) mit sich verringernder Tiefe winkelversetzt angeordnet sind zu den Rotorkanal-Abschnitten mit sich vergrößernder Tiefe (24).2.) Machine according to claim 1, characterized in that that the rotor channel sections (22,23) are arranged angularly offset to the decreasing depth Rotor duct sections with increasing depth (24). 3.) Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der Rotorkanal-Abschnitte (22,23) mit sich verringernder Tiefe unterschiedlich ist zu denjenigen der Rotorkanal-Abschnitte (24) mit sich vergrößernder Tiefe.3.) Machine according to claims 1 and 2, characterized in that the division of the rotor duct sections (22,23) is different as the depth decreases from that of the rotor duct sections (24) as the depth increases. 409881 /01 U409881/01 U Leelee r s er s e iteite