DE3221476A1

DE3221476A1 - Kolloidmuehle

Info

Publication number: DE3221476A1
Application number: DE19823221476
Authority: DE
Inventors: Eberhard Ing.(grad.) 7553 Muggensturm Heinrich
Original assignee: Probst & Class & Co KG GmbH
Current assignee: Probst & Class & Co KG GmbH
Priority date: 1982-06-07
Filing date: 1982-06-07
Publication date: 1983-12-08

Description

Kolloidmühle
Die Erfindung betrifft eine Kolloidmühle, bestehend aus einem als Mahlkonus ausgebildeten Rotor, der in einem entsprechend konisch geFormten Stator angeordnet ist, wobei der zwischen Rotor und Stator verbleibende Mahlspalt durch axiale Verschiebung des Stators einstellbar ist.
Kolloidmühlen sind Zerklcinerungsaschinen zum Feinstmahlen vorzerkleinerter Produkte, zum Zerteilen von Aggiomeraten und zum Homogenis:ieren von Pasten, Suspensionen und Emulsionen. Im wesentliche bestehen diese Kolloidmühlen aus zwei zusammenarbeitenden Mahlkörpern, die im allgemeinen konisch inesnandergepaßt sind. Die Mahlflächen dieser Mahlkörper sind, je nach dm zu mahlenden Gut, aus unterschiedlichen Materialien hergestellt und auch unterschiedlich geformt. Im allgemeinen bestehen sie jedoch aus hochfestem Stahl unci sind oberflächig gezahnt. Diese Zahnung beziehungsweise Einkcrbungen in Rotor und Stator rufen eine mechanische Scherung hervor und zwingen das zu mahlende Gut in einen ein<;tellbaren Spalt zwischen den Mahlkörpern, wo eine intensive hydraulische Scherung stattfindet. Die Größe der eine solche Kolloidmühle verlassenden Partikel richtet sich nach der einstellbaren Größe des Mahlspaltes zwischen diesen beiden Mahlkörpern.
Selbstverständlich wird angestrebt, immer die gleiche Partikelgröße bei dem Endprodukt zu erreichen, was jedoch nur dann gelingt, wenn der Mahlspalt stets gleichgehalten wird. Da der spezifische Druck auf die Mahlkörper jedoch recht hoch ist, wird pro Zeiteinheit verhältnismäßig viel Material von den Mahlkörpern abgetragen, wodurch sich der Mahlspalt und damit auch das Volumen der ausgetragenen Partikel vergrößert. Dies ist insbesondere bei stark abrasivem Material der Fall oder bei Suspensionen, die neben dem eigentlichen zu zerkleinernden Gut auch noch abrasives Material mitführen, wie dies beispielsweise bei der Kohlenstaub-Auf, bereitung der Fall ist.
Selbstverständlich muß darauf geachtet werden, daß beim Zustellen der Kolloidmühle nicht die Mahlkörper unmittelbar aufeinanderreiben, da sonst diese Mahlkörper sehr schnell zerstört wären. Es muß jedoch im allgemeinen ein kleinstmöglicher Spalt eingestellt werden, was bisher nur durch manuelle feinfühlise Betätigung der Verstellorgane geschehen kann. Bei dieser subjektiven Zustellung der Kolloidmühle kann selbstverständlich kein gleichbleibendes Endprodukt erwartet werden, sondern allenfalls-ein Endprodukt, das in die Nähe des gewünschten Zerkleinerungsbereiches kommt, wobei die größeren Partikel im allgemeinen überwiegen werden. Dies hängt einfach damit zusammen, daß die Bedienungsperson auf alle Fälle das vollkommene Zustellen, also das unmittelbare Aufeinanderreiben der Mahlkörper vermeiden will und daher nur sehr zögernd an die Feinsteinstellung herangehen wird.
Zu bedenken ist schließlich auch, daß diese manuelle Einstellung durch Eingriff in die laufende Maschine recht schwierig, gefährlich und als zumindest unangenehm empfunden wird und daß sie des öfteren daher nicht im notwendigen Zyklus erfolgt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit anzugeben, wie eine derartige Kolloidmühle unter Ausschaltung der subjektiven Einsteilmöglichkeit zugestellt werden kann, so daß sich objektiv stets die gleiche Größe des MahJspaltes einstellt, das Endprodukt also Partikel stets gleicher und feinstmöglicher Größe auSweist. Erreicht wird dies nach der Erfinclun(d dadurch, daß die Größe des MahLspaltes über einen am Stc1tr angebrachten Sensor ermittelt wird, dessen Signale einer Auswerte:lekeronis zugeleitet werden, die über eine Servoeinrichtung die Verschiebung des Stators bewirkt.
Nicht mehr also wie bisher wird dje Kolloidmühle gefühlsmäßig zugestellt, sondern es wird exakt die Größe des Mahlspaltes über einen Sensor ermittelt, der Abweichungen von der Sollgröße des Mahlspaltes an tlie Auswertelektronik weitergibt, die dann eine Zustellung (ler Kolloidmühle über die Servoeinrichtung bewirkt. Dieser gesamte Regelkreis funktioniert ohne jegliche Manuelle Einwirkung und bedarf bei den zuverlässigen Produkten der Elektronik praktisch keiner Überwachung. Selbstvcrständlich kann jedoch auch auf den Regelkreis verzichtet und lediglich die Größe des Mahlspaltes angegeben werden. In diesem Falle muß bei einer Veränderung des Mhlspaltes entsprechend manuell eingegriffen und der zuvor festlegte Mahlspalt wieder eingestellt werden.
Auf jeden i:'all ist durch die erfindungsgemäße Einrichtung der subjektive einfluß auf die Zustellung der Kolloidmühle und dadurch das mehr oder weriger zufällige Endprodukt vermieden.
Zweckmäßigcrwei.-je wird der Sensor an der engsten Stelle des Mahlspaltes angeordnet, da gerade diese Stelle dem stärksten Verschleiß unterworfen ist.
Es können verschiedene Sensoren zum Feststellen der Größe des Mahlspaltes eingesetzt werden, sowohl kapazitive wie auch induktive Sensoren oder auch Sensoren, die durch magnetische Feldlinien beeinflußbar sind. Zur Zustellung derartiger Kolloidmühlen empfiehlt sich der Einsatz magnetisch steuerbarer Bauelemente - Widerstände oder Generatoren -, die nicht nur in der Lage sind, äußerst feinfühlig die Größe des Mahlspaltes zu erfassen, spndern die auch nur eine verhältnismäßig kleine Elektronik zur Auswertung benötigen. Die magnetische Beeinflussung dieser Bauelemente kann schon durch den Restmagnetismus der Mahlkörper erfolgen, jedoch empfiehlt es sich, entweder zusätzlich Dauermagnete im Rotor vorzusehen oder am Stator Elektromagnete, möglichst eine Vielzahl von Elektromagneten und selbstverständlich ebenso viele magnetisch steuerbare Bauelemente, vorzusehen. Gerade bei der Verwendung magnetisch steuerbarer Bauelemente kann es zweckmäßig sein, daß der Rotor und/oder der Stator zumindest teilweise aus nicht-ferromagnetischem Material ist.
Die Auswerteelektronik kann mit einer Anzeige für die Größe des Mahlspaltes versehen sein. Außerdem können an diese Auswerteelektronik noch mehrere Peripheriegeräte,-wie beispielsweise Drucker etc., angeschlossen werden.
Als Servoeinrichtu>zg empfiehlt sich die Verwendung eines Elektro-Getriebemotors, der über ein Stirnzahnradpaar die in einem Gewinde geführte Zustellung des Stators verdreht. Hierbei wird durch das Stirnzahnradpaar die Langsbewegung des Stators aufgenommen.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch die Kolloidmühle in zwei Zustellungs-Einstellungen, Figur 2 ein Blockschaltbild der Elektronik und Figur 3 die Kennlinie einer Feldplatte.
In Gehäuse (1) einer Kolloidmühle ist längsverschiebbar der konisch geformte Stator (2) der zusammenarbeitenc;n Mahlkörper (2, 3) angeordnet. Die Verschiebung des Stators (2) erfolgt über ein über Mitnehmer in den Stator (2) eingreifendes Zahnrad (4), das auf einem Gewinde (5) am gehäuse (1) bei seiner Verdrehung die axiale Verschiebung des Stators (2) bewirkt. Angetrieben wird das Zahnrad (4) ü3r ein Ritzel (6), da.t3 auf der Welle eines Servomotors (7) angeordnet i.st. Auf der gleichen Welle ist auch noch ein Stellungsgeber 08) angebracht, der die jeweilige Stellung des Zahnrau s (4) ,ignalisiert..
In Gehäuse (.1), direkt am Stator (2) anliegend, ist ein magnetiscli steuerbares Bauelement (9) vorgesehen, das von den von einctm Daueriragneten (10), der im Inneren des Mahlkonus' (3) vorgesehen ist, ausgehenden Feldlinien durchflutet ist. Je nach der Größe des zwischen den Mahlkörpern (2, 3) befindlichen Mahlspaltes (11) verändert sich diese Durchflutung des magnetisch steuerbaren Bauelementes (9) und damit auch sein Widerstand beziehungsweise die abgegebene Spannung. Diese Signaländerung kann nunmehr in einer Auswerteelektronik (12) - Yig. 2 - ausgewertet und zu einer Verstellung des Servomotors (7) ausgenutzt werden. Gleichzeitig kann selbstverständlich die Größe des Mthlspaltes (11) an einer entsprechenden Anzeigevorrichtslng (13) angezeigt oder auch über einen Drucker (14) ausgedruckt werden.
Die Kennlinie eines magnetisch steuerbaren Bauelementes, in diesem Falle einer Feldplatte, ist in Fig. 3 dargestellt. Hieraus wird ersichtlich, daß eine Änderung der magnetischen Induktion B sofort eine überproportionale Veränderung des Widerstandswertes dieses Bauelementes zur Folge hat, so daß eine sehr präzise Feststellung der Mahlspaltgröße erfolgen kann.
Statt magnetisch steuerbarer Bauelemente können selbstverständlich auch kapazitive Sensoren (15) oder auch induktive Sensoren (16) - gestrichelt in Fig. 2 eingezeichnet - Verwendung finden.
Xuf jeden Fall ist durch die eindeutige Feststellung der Mahlspaltgröße und die dadurch mögliche stetige Regelung iber die Servoeinrichtung die Abgabe eines Produkts mit gleichmäßiger Partikelgröße möglich, ohne daß die Gefahr des gegenseitigen Auflaufens der Mahlkörper (2, 3) besteht.

Claims

Patentansprüche 1. Kolloidmühle, bestehend aus einem als Mahlkonus ausgebildeten Rotor, der in einem entsprechend konisch geformten Stator angeordnet ist, wobei der zwischen Rotor und Stator verbleibende Mahlspalt durch axiale Verschiebung des Stators einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Mahlspaltes (11) über einen am Stator (2) angebrachten Sensor (9) ermittelt wird, dessen Signale einer Auswerteelektronik (12) zugeleitet werden, die über eine Servoeinrichtung (Servomotor 7) die Verschiebung des Stators (2) bewirkt.
2. Kolloidmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (9) an der engsten Stelle des Mahlspaltes (11) angeordnet ist.
3. Kolloidmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet1 daß der Sensor (9) ein magnetisch steuerbares Bauelement (Widerstand oder Generator) ist.
4. Kolloidmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Rotor (3) mindestens ein mit seinen Polen radial nach außen gerichteter Dauermagnet (10) angeordnet ist,
5. Kolloidmühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnot, daß am Stator (2) ein Elektromagnet angeordnet ist, dessen Feldlinien zumindest teilweise durch den Rotor (3) verlaufen, und daß das magnetisch steuerbare Bauelement (9) innerhalb des magnetischen Feldes angeordnet ist.
6. Kolloidmühle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dadurch, daß Jeweils ein magnetiscll steuerbares Bauelement unmittelbar an den Polen des Elektromagneten angeordnet ist.
7. Kolloidmühle nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet dadurch, daß eine Vielzahl von Elektromagneten und eine entsprechende Vielzahl von magnetisch steuerbaren Bauelementen (9) am Stator (2) angeordnet sind.
8. Kolloidmühle nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) und/oder der Stator (2) zumindest teilweise aus nicht-ferromagnetischem MateriaL ist.
9. KoLloidmühle nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Auswerteelektronik (12) mit einer Anzeige (13) für die Größe des Mahl.spaltes (11) versehen ist.
10. Kolloidmühle nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Servoeinrichtung ein Elektro-Getriebemotor (7) ist, der über ein Stirnzahnradpaar (4, 6) die in einem Gewinde (5) geführte Zustellung des Stators (3) verdreht.