DE3740975A1 - Disc mill - Google Patents

Disc mill

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Abstract

Disc mill for continuous very fine comminution and dispersion of solids in liquids, if applicable with screening off of oversized material, comprising two round discs 1 and 10 which are pressed against each other, are arranged eccentrically with respect to each other and both rotate at high speed, mainly in the same direction, it being possible for both discs to be driven or for one driven disc to drive the other disc by friction and a gap resulting which is dependent on the coupling pressure of the discs, the radial components of movement in the disc gap and on the viscosity of the product and its adhesion to the disc surface. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf kontinuierlich arbeitende Schei­ benmühlen mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patent­ anspruch 1.The invention relates to continuously operating shit benmühlen with the features of the preamble of patent claim 1.

Scheibenmühlen gibt es sehr zahlreich. Sie unterscheiden sich nach der Drehzahl, der Scheibenform, dem Scheibenmaterial und nach der vertikalen oder horizontalen Anordnung. Bei allen bekannten Mühlen aber ist die Mahlspalteinstellung sehr diffizil. Der Mahlspalt sollte zur Erzielung hoher Feinheiten sehr eng sein, sollte aber auch ausreichend Mahlgut durch­ lassen. Um das zu gewährleisten, muß ein endlicher Spalt ein­ gestellt werden. Liegt aber die erforderliche Mahlspaltweite im Bereich der elastischen Mühlenverformung, dann ist die Gefahr, daß sie sich wie eine Gleitringdichtung verhalten, sehr groß; der Mahlgutdurchfluß wird unabhängig vom Zulauf­ druck unterbrochen, was zur Überhitzung und zum Fressen der Mahlscheiben führt. Scheibenmühlen werden deshalb auch nur für sehr geringe Durchsätze z.B. als langsamlaufende Trichter­ mühle oder schnellaufend mit noch beherrschbaren und deshalb relativ großen Spaltweiten zwar für hohe Durchsätze aber nur für grobe bis mittlere Feinheiten eingesetzt. Aber auch diese Spalte erforderten komplizierte Stelleinrichtungen und ggf. eine Berücksichtigung von Wärmedehnungen und Mühlenverformungen.There are many disc mills. They are different according to the speed, the shape of the disc, the material of the disc and according to the vertical or horizontal arrangement. At all known mills but the grinding gap setting is very difficult. The grinding gap should achieve high fineness be very tight, but should also have enough regrind to let. To ensure this, a finite gap must be created be put. But is the required grinding gap in the area of elastic mill deformation, then the Danger that they behave like a mechanical seal, very large; the regrind flow becomes independent of the feed pressure interrupted, causing overheating and eating the Leads grinding disks. Disc mills are therefore only for very low throughputs e.g. as a slow-running funnel grinder or high-speed with still manageable and therefore relatively large gap widths for high throughputs only used for coarse to medium subtleties. But this too Column required complicated control devices and possibly taking thermal expansion and mill deformation into account.

Die Erfindung setzt es sich zur Aufgabe, eine Scheibenmühle zu schaffen, die ohne Beeinflussung von Dehnung und Verformung und ohne komplizierte Spalteinstellmechanismen auch bei hohen und höchsten Drehzahlen mit minimalen Spaltweiten für höchste Produktfeinheiten gefahren werden kann. Demzufolge wird vorge­ schlagen, die Scheiben exzentrisch zueinander anzuordnen. Das Mahlgut bekommt dann neben der tangentialen auch eine radiale Bewegungskomponente in den Spalt hinein. Dadurch trennt das Mahlgut die Scheiben, selbst wenn sie theoretisch und ohne Mahlgut auch praktisch auf Nullspalt gepreßt würden, ähnlich wie es von Einwalzen-Reibbarrenmühlen her bekannt ist.The invention sets itself the task of a disc mill to create that without affecting stretch and deformation and without complicated gap adjustment mechanisms even at high and highest speeds with minimal gap widths for highest Product fineness can be driven. As a result, it is featured propose to arrange the discs eccentrically to each other. The In addition to the tangential, the regrind also gets a radial one Movement component into the gap. This separates it Grind the slices, even if they are theoretical and without  Grist would also be practically pressed to zero gap, similar as is known from single-roll grinder mills.

Es ergibt sich abhängig von der Viskosität und Adhäsion des Mahlgutes ein Minimalspalt, der über die Höhe des Anpreß­ druckes der gestellten Aufgabe leicht angepaßt werden kann.It results depending on the viscosity and adhesion of the Grist is a minimal gap that extends over the amount of pressure pressure of the task can be easily adjusted can.

Der so gebildete Minimalspalt zerkleinert und dispergiert weiche bis mittelharte Agglomerate, aber nur von einer Ausgangsgröße im Bereich von der Spaltweite plus/minus etwa dreißig Prozent. Eine Übermahlung zur Feinseite hin findet nicht statt. Alle größeren Partikel werden abgesiebt. Das Erzeugnis ist schmutz- und stippenfrei; Lackfarben bekommen einen außergewöhnlichen Glanz.The minimal gap thus formed is crushed and dispersed soft to medium hard agglomerates, but only from one Initial size in the range of the gap width plus / minus about thirty percent. A grind to the fine side does not take place. All larger particles are screened off. The product is free of dirt and specks; Paint colors get an extraordinary shine.

Zur Beeinflussung des Verhältnisses der tangentialen zur radialen Bewegungskomponente im Mahlspalt und zur Gewähr­ leistung eines gleichmäßigen, die Spaltgeometrie nicht verändernden Verschleißes, wird weiterhin vorgeschlagen, beide Scheiben umlaufen zu lassen. Die vorwiegend in Wärme umgesetzte tangentiale Beanspruchung minimiert sich dann, wenn die zweite Scheibe lediglich über die Mahlgutfriktion mitgenommen wird. Bei Ausrüstung beider Scheiben mit einem eigenem Antrieb erlaubt die unterschiedlichsten Drehzahlen und Drehrichtungen, gleichsinnig zum schonenden Absieben, gegenläufig für hohe Produktbeanspruchung.To influence the ratio of the tangential to the radial movement component in the grinding gap and to guarantee performance of a uniform, the gap geometry not changing wear, it is further suggested to let both discs circulate. The predominantly in warmth implemented tangential stress is then minimized, if the second disc is only over the grist friction is taken away. When equipping both panes with one own drive allows different speeds and directions of rotation, in the same direction for gentle screening, in the opposite direction for high product stress.

Zur genauen Definition und Verminderung der radialen Aus­ dehnung des Mahlspaltes und zur Vergrößerung des Misch- und Rückstandsraumes zwischen den Scheiben wird deren Durch­ messer unterschiedlich groß und die kleinere topfförmig gestaltet. Das Größenverhältnis beträgt vorteilhafter­ weise bei Anordnung nur einer Kleinscheibe etwa 0,6 bis 0,9 zu 1. Bei einem Größenverhältnis von kleiner 0,5 zu 1 können auch mehrere Kleinscheiben verwendet werden. For the precise definition and reduction of the radial out expansion of the grinding gap and to enlarge the mixing and Residual space between the panes becomes their through knives of different sizes and the smaller pot-shaped designed. The size ratio is more advantageous example, when arranging only a small disk about 0.6 to 0.9 to 1. With a size ratio of less than 0.5 to 1 several small disks can also be used.  

Durch Anordnung eines fliegenden Zwischenringes zwischen zwei gleichgroßen Scheiben, die an ihrer Peripherie Führungskränze tragen, ergibt sich eine Verdoppelung des Reibspaltes und eine entsprechende Leistungserhöhung.By arranging a flying intermediate ring between two equal-sized disks on their periphery Wearing leadership rings results in a doubling of the friction gap and a corresponding increase in performance.

Für noch nicht ausreichend vorzerkleinertes Mahlgut kann der Zwischenraum zwischen den Mahlscheiben auch mit Schikanen in Form von Stiften, Nocken oder Rillen versehen werden. Diese Wirkung kann durch Auffüllen von Mahlperlen noch wesentlich verstärkt werden, wobei es als besonderer Vorteil anzusehen ist, daß die hier genutzten engen Mahl­ spalte auch noch die Verwendung von Mikroperlen von weit unter 0,5 mm Durchmesser erlauben.For regrind that has not yet been sufficiently comminuted the space between the grinding disks also with Provide baffles in the form of pins, cams or grooves will. This effect can be achieved by filling in grinding beads still be significantly strengthened, being special The advantage is that the narrow meal used here also split the use of microbeads from far Allow less than 0.5 mm in diameter.

Durch eine kardanische Lagerung einer der Scheiben ist immer eine plane Anlage der Scheiben zueinander gewähr­ leistet. Wenn wünschenswert, kann aber auch durch einen einstellbaren nichtaxialen Preßdruck die Spaltweite sektorial variiert werden. So kann es von Vorteil sein, den Spalt auf der Einlaufseite zu verengen, um die Rück­ laufmenge des Mahlgutes zugunsten des Durchsatzes zu ver­ mindern.Due to a gimbal bearing one of the washers is Always ensure that the panes lie flat against each other accomplishes. If desired, but can also by one adjustable non-axial pressure, the gap width can be varied sectorally. So it can be an advantage narrow the gap on the inlet side to the rear ver run quantity in favor of the throughput reduce.

Normalerweise wird diese Mühle so hochtourig betrieben, daß alle normalen Mahlgutsuspensionen abgeschleudert werden. Zwecks Maximierung des Durchsatzes aber und bei besonders haftenden Produkten empfiehlt sich die Anbringung von kleinen Abstreifmessern auf den sichel­ förmigen Freiflächen der Mahlscheiben.Usually this mill is run at high speed, that all normal ground material suspensions are thrown off will. However, in order to maximize throughput particularly adhesive products is recommended Attach small scraper blades to the sickle shaped open areas of the grinding disks.

Die Erfindung wird anhand von in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. The invention is based on in schematic drawings illustrated embodiments explained.  

Im einzelnen zeigtIn detail shows

Fig. 1 einen Längschnitt durch eine Scheibenmühle komplett mit Lagerung und Gehäuse, Fig. 1 a longitudinal section through a disc mill complete with storage and housing,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Scheibenpaarung mit einer Topfscheibe und mit Abstreifmessern, Fig. 2 is a longitudinal section through a wheel mating with a cup wheel and doctor blades,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Scheibenanordnung mit zwei Topfscheiben vor einer Glattscheibe, Fig. 3 shows a longitudinal section through a wheel assembly with two cup wheels in front of a smooth disc,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Scheibenpaarung mit dazwischen befindlichen, fliegenden Reibring. Fig. 4 shows a longitudinal section through a pair of discs with flying friction ring located between them.

In Fig. 1 ist 1 eine Mahlscheibe, die mit ihrer Hohlwelle 2 in den Lagern 3 und 4 gelagert und axial fixiert gegen den Deckel 5, angetrieben über die Riemenscheibe 6. Angeordnet ist die Mahlscheibe 1 mit ihrer Welle 2 in dem Mühlengehäuse 7 mit dem Lagergehäuse 8. Am Mühlengehäuse befindet sich der Auslaßstutzen 9. Die Gegenscheibe 10 ist mit ihrer Hohlwelle 11 in dem Lager 12 gelagert, ange­ ordnet im Mühlendeckel 13 mit seiner Lagerbuchse 14. Das Kombilager 12 überträgt sowohl axiale als auch radiale Kräfte und erlaubt eine freie Einstellung der Achsrichtung. Über die Druckfedern 15 und den Schraubdeckel 16 wird die Mahlscheibe 10 gegen die Mahlscheibe 1 gepreßt. Die Mahl­ scheibe 1 nimmt die Mahlscheibe 10 über Friktion mit. Die Antriebsscheibe 17 ist fakultativ. Das Radiallager 18 erlaubt durch Richtung und Höhe nach einstellbare Radial­ drücke, die Verteilung des Anpreßdruckes zwischen den Mahlscheiben zu variieren. Das Mahlgut tritt bei Pfeil 19 in den Zulaufkrümmer 20 ein, der seinerseits über die Feder 21 dichtend gegen die Welle 11 angepreßt wird. Über das Welleninnere 22 kommt das Mahlgut zwischen die Mahlscheiben 1 und 10, in denen die Rillen 22 und 23 für eine intensive Einleitung des Mahlgutes in den eigent­ lichen Mahlspalt 25 sorgen. Das in das Gehäuse 7 abge­ spritzte Mahlgut verläßt die Mühle durch den Ablaß­ stutzen 9.In Fig. 1, 1 is a grinding disk, which is mounted with its hollow shaft 2 in the bearings 3 and 4 and axially fixed against the cover 5 , driven by the pulley 6 . The grinding disk 1 is arranged with its shaft 2 in the mill housing 7 with the bearing housing 8 . The outlet connector 9 is located on the mill housing. The counter disc 10 is mounted with its hollow shaft 11 in the bearing 12 , is arranged in the mill cover 13 with its bearing bush 14th The combination bearing 12 transmits both axial and radial forces and allows free adjustment of the axial direction. The grinding disc 10 is pressed against the grinding disc 1 via the compression springs 15 and the screw cap 16 . The grinding disc 1 takes the grinding disc 10 with friction. The drive pulley 17 is optional. The radial bearing 18 allows adjustable radial direction and height to vary the distribution of the contact pressure between the grinding disks. The regrind enters the inlet elbow 20 at arrow 19 , which in turn is pressed against the shaft 11 in a sealing manner via the spring 21 . About the inside of the shaft 22 , the regrind comes between the grinding disks 1 and 10 , in which the grooves 22 and 23 ensure an intensive introduction of the regrind into the actual grinding gap 25 . In the housing 7 injected regrind leaves the mill through the drain nozzle 9th

Zur Wärmeabführung ist das Mühlengehäuse 7 mit einem Doppelmantel 26 versehen. Die Kühlmittel zu und -abfuhr erfolgt über die Stutzen 27 und 28. Zusätzlich ist die Mahlscheibe 1 mit dem Kühlraum 29 versehen, dem das Kühlmittel über das Rohr 30 zugeleitet wird. Die Abfuhr erfolgt über die Hohlwelle 2 und einen Abspritzring 31 in das Auffanggehäuse 32.The mill housing 7 is provided with a double jacket 26 for heat dissipation. The coolant is supplied and removed via the connections 27 and 28 . In addition, the grinding disc 1 is provided with the cooling space 29 , to which the coolant is fed via the pipe 30 . The discharge takes place via the hollow shaft 2 and a spray ring 31 into the collecting housing 32 .

In Fig. 2 ist die Mahlscheibe 40 mit einer kleineren Topfscheibe 42 kombiniert. Der relativ große Raum 41 reicht auch bei stark verschmutzten Produkten für die Ansammlung von Rückständen, wobei das besondere Bewegungssystem ein Zusetzen des Reibspaltes unmöglich macht. Durch Stifte 43 kann die Produktvormischung noch verstärkt werden. Ein Abstreifmesser 44, gehalten von einer von außen zu bedienenden Welle, kann die Produktabnahme von der Mahl­ scheibe 40 steigern.In FIG. 2, the grinding disc 40 is combined with a smaller pot disk 42. The relatively large space 41 is sufficient even for heavily soiled products for the accumulation of residues, the special movement system making it impossible to clog the friction gap. The product premix can be further increased by pins 43 . A doctor blade 44 , held by a shaft to be operated from the outside, can increase the product removal from the grinding disc 40 .

In Fig. 3 ist die Mahlscheibe 40 mit zwei kleineren Topf­ scheiben 50 kombiniert, die die Vorrats- bzw. Rückstands­ räume 51 einschließen. Die zylindrischen Topfringe 52 sind bewußt Verschleißteile und werden vorteilhafter­ weise austauschbar gestaltet.In Fig. 3, the grinding disc 40 is combined with two smaller pot discs 50 , which enclose the storage or residue spaces 51 . The cylindrical pot rings 52 are deliberately wearing parts and are advantageously designed to be interchangeable.

In Fig. 4 sind die Mahlscheiben 60 und 61 mit den Führungs­ kränzen 62 und 63 versehen. Letztere zentrieren den zwischen den Mahlscheiben frei umlaufenden Reibring 64, der mit beiden Mahlscheiben die Reibspalte 65 und 66 bildet. Der innere Freiraum 67 ist zur intensiveren Vorzerkleinerung mit Mahlperlen angefüllt, die durch Stifte 68 zusätzlich bewegt werden.- Selbstverständlich können auch die Innenräume 41 und 51 mit Mahlperlen aufgefüllt werden.In Fig. 4, the grinding disks 60 and 61 are provided with the guide rings 62 and 63 . The latter center the friction ring 64 which runs freely between the grinding disks and which forms the friction gaps 65 and 66 with both grinding disks. The inner free space 67 is filled with grinding beads, which are additionally moved by pins 68 , for more intensive pre-comminution. Of course, the interior spaces 41 and 51 can also be filled with grinding beads.

Die Ausführungsbeispiele sind in der Horizontalen dar­ gestellt. Die erfindungsgemäßen Mühlen sind in jeder Achslage arbeitsfähig. Sie lassen sich auch als Trenn­ einrichtung mit allen Standard-Perlmühlen kombinieren, was auch diese Mühlen für Mikroperlen geeignet macht.The exemplary embodiments are shown horizontally posed. The mills according to the invention are in everyone Axis position capable of working. They can also be used as a separator combine equipment with all standard bead mills, which also makes these mills suitable for microbeads.

Claims (20)

1. Scheibenmühle zum kontinuierlichen Feinstzerkleinern und Dispergieren von Feststoffen in Flüssigkeiten ggf. mit Absiebung von Überkorn, insbesondere zum Finishen von Lackfarben, bestehend aus mindestens zwei voreinander in einem Gehäuse angeordneten, einen glatten, ringförmigen Mahlspalt bildenden Scheiben, davon mindestens eine ange­ trieben und eine mit zentraler Öffnung für die Mahlgutzu­ fuhr, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben exzentrisch zueinander angeordnet sind.1. Disc mill for continuous micronization and dispersion of solids in liquids, if necessary with oversizing, especially for finishing paint colors, consisting of at least two disks arranged in front of each other in a housing, forming a smooth, annular grinding gap, at least one of which is driven and one drove with a central opening for the Mahlgutzu, characterized in that the discs are arranged eccentrically to each other. 2. Scheibenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Mahlscheiben umlaufen.2. Disc mill according to claim 1, characterized in that circulate all grinding disks. 3. Scheibenmühle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die getriebene Mahlscheibe die Gegen-Mahlscheiben durch Spaltfriktion mitnimmt.3. Disk mill according to claim 1 and 2, characterized in that the driven grinding disc through the counter grinding discs Takes gap friction. 4. Scheibenmühle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Mahlscheiben über ihre Wellen angetrieben werden.4. Disc mill according to claim 1 and 2, characterized in that all grinding disks are driven by their shafts. 5. Scheibenmühle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlscheiben radial-tangentiale Mahlgutzufuhrrillen zum Mahlspalt besitzen.5. Disk mill according to claim 1 to 4, characterized in that the grinding disks have radial-tangential grinding material feed grooves own to the grinding gap. 6. Scheibenmühle nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß verschieden große, am Umfang tangierende Mahlscheiben vorgesehen sind. 6. Disk mill according to claim 1 to 5, characterized in that different sized grinding disks touching the circumference are provided.   7. Scheibenmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der kleinen Scheibe 0,6 bis 0,9 mal dem der großen Scheibe beträgt.7. Disc mill according to claim 6, characterized in that that the diameter of the small disc is 0.6 to 0.9 times that of the large disc. 8. Scheibenmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der kleinen Scheibe kleiner als 0,5 mal der großen ist.8. Disc mill according to claim 6, characterized in that the diameter of the small disc is smaller than 0.5 times the big one. 9. Scheibenmühle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kleinscheiben vorgesehen sind.9. Disk mill according to claim 8, characterized in that several small disks are provided. 10. Scheibenmühle nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kleineren Scheiben topfartig ausgebildet sind.10. Disk mill according to claim 6 to 9, characterized in that the smaller discs are pot-shaped. 11. Scheibenmühle nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Scheiben ein Reibring angeordnet ist, fixiert durch an den Scheibenperipherien angeordneten Führungskränzen.11. Disk mill according to claim 1 to 5, characterized in that a friction ring is arranged between two disks, fixed by arranged on the disk peripheries Wreaths. 12. Scheibenmühle nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Raum zwischen den Scheiben mit Mahl­ perlen gefüllt ist.12. Disk mill according to claim 10 and 11, characterized records that the space between the discs with meal pearls is filled. 13. Scheibenmühle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Scheiben konkave oder konvexe Schikanen zur Verstärkung der Mahlperlenbewegung vorgesehen sind.13. Disk mill according to claim 12, characterized in that concave or convex baffles on the panes are provided to reinforce the movement of the grinding beads. 14. Scheibenmühle nach Anspruch 2 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Scheiben hochtourig gleichsinnig um­ laufen.14. Disk mill according to claim 2 to 13, characterized shows that the discs revolve in the same direction to run. 15. Scheibenmühle nach Anspruch 2 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Scheiben gegensinnig umlaufen. 15. Disk mill according to claim 2 to 13, characterized shows that the disks rotate in opposite directions.   16. Scheibenmühle nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Scheibe einer Seite kardanisch gelagert ist.16. Disc mill according to claim 1 to 15, characterized net that the disc is gimbal mounted on one side. 17. Scheibenmühle nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeich­ net, daß Abstreifmesser auf den sichelförmigen Frei­ flächen der Scheiben vorgesehen sind.17. Disk mill according to claim 1 to 16, characterized net that doctor blade on the crescent-shaped free surfaces of the disks are provided. 18. Scheibenmühle nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mahlspaltweite durch Abstimmung der Produkt­ eigenschaften Viskosität, Adhäsion und Cohäsion mit der Höhe des regelbaren Anpreßdurches eingestellt wird.18. Disk mill according to claim 1 to 17, characterized net that the grinding gap by tuning the product Properties Viscosity, adhesion and cohesion with the Height of the adjustable contact pressure is set. 19. Scheibenmühle nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mahlspaltweite am Scheibenumfang durch nichtaxiale Preßrichtung variierbar ist.19. Disk mill according to claim 1 to 18, characterized net that the grinding gap width on the disc circumference non-axial pressing direction is variable. 20. Scheibenmühle nach Anspruch 1 bis 19, gekennzeichnet durch ihre Verwendung als Trenneinrichtung an Standard- Perlsandmühlen.20. Disk mill according to claim 1 to 19, characterized through their use as a separator on standard Pearl sand mills.
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