DE3900262A1 - Pulvermuehle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pulvermühle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Chemische Rohmaterialien wie Pigmente, Farbstoffe, Farben o. dgl. werden bspw. mittels Pulvermühlen zu sehr feinen Pulvern gemahlen. Zu diesem Zweck ist eine Pulvermühle der eingangs genannten Art bekannt, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist und wie sie nachfolgend beschrieben wird. Diese bekannte Pulvermühle weist einen Mahlzylinder 11 auf, der starr an einer Mühlenbasis angeordnet ist. Eine Welle 12 erstreckt sich in den Zylinder 11 hinein. Von der Welle 12 stehen im Zylinder 11 Rührblätter 13 senkrecht weg. Ein Motor 16 ist dazu vorgesehen, die Welle 12 mit den Rührwerksblättern 13 anzutreiben.

Während der Durchführung des Mahlvorgangs werden eine Vielzahl von Glaskugeln, die einen Durchmesser von 2 mm besitzen, in den Mahlzylinder 11 durch einen Einlaß 14 eingegeben. Beim Mahlen wird das zu mahlende Material in den Zylinder 11 durch den Einlaß 14 mittels einer Pumpe 15 gewaltsam eingebracht. Dann wird die Welle 12 durch den Motor 26 angetrieben, so daß die Rührblätter das mit den Glaskugeln gemischte Material durcheinanderrühren können, wobei die Glaskugeln die Mahlwirkung durch ihre wechselseitige Reibung bewerkstelligen.

Diese bekannte in Fig. 1 gezeichnete Pulvermühle weist die folgenden Mängel auf:

• 1. Der Mahlzylinder 11 kann das zu mahlende Material und die Glaskugeln nur in vertikaler Richtung bewegen. Eine Bewegung in horizontaler Richtung ist infolge der liegenden Position und infolge der zylindrischen Form des Mahlzylinders 11 nicht möglich. Die Mahlwirksamkeit und die Rührleistung dieser bekannten Pulvermühle sind deshalb für eine gewünschte Feinheit und Homogenität des gemahlenen Materials oftmals nicht ausreichend.
• 2. Infolge der geringen Wirksamkeit der bekannten Pulvermühle muß die Mahldauer lange sein, bzw. der Mahlprozeß muß mehrmals wiederholt werden. Dadurch ergeben sich jedoch Zeit- und Energieverluste.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Pulvermühle der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einer einfachen Ausbildung eine verbesserte Mahlwirksamkeit und eine verbesserte Mahlleistung zur zeit- und energiesparenden Herstellung von Pulver einer gewünschten Feinheit und Homogenität aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pulvermühle sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Pulvermühle weist einen Mahlbehälter mit einer kugelartigen balligen, d.h. mit einer kugelförmigen, mit einer ovalen oder mit einer vielflächigen polyedrischen inneren Mahlfläche auf. Desgleichen weist die erfindungsgemäße Pulvermühle eine Welle auf, die sich in den Innen- d.h. Hohlraum des Mahlbehälters hineinerstreckt und die z.B. durch ein Riemenrad angetrieben wird, das mittels eines Riemens mit einem zweiten Riemenrad drehmomentübertragend verbunden ist, wobei das zweite Riemenrad an einer Motor-Antriebswelle befestigt ist. Außerdem sind eine Anzahl bzw. eine Vielzahl Rührwerksblätter an dem in den Behälter hineinragenden Abschnitt der Welle befestigt, die voneinander verschiedene Durchmesser aufweisen und die das in den Behälter zum Mahlen eingegebene Material zwingen, sich sowohl in vertikaler Richtung als auch in horizontaler Richtung zu bewegen, wenn die Welle angetrieben wird. Die Stellung des Mahlbehälters kann gekippt oder vertikal oder horizontal ausgerichtet werden. Zum Mahlen des Materials werden eine Vielzahl von Glaskugeln in den Behälter eingebracht, die sich mit dem zu mahlenden Material vermischen und die das Material durch die Rotation der Welle und mittels der Rührblätter aufmahlen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Pulvermühle. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bekannte Pulvermühle,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulvermühle,

Fig. 3 einen ersten analytischen Graph der Aktionskraft der Glaskugeln und des zu mahlenden Materials in der kugelartigen erfindungsgemäßen Pulvermühle,

Fig. 4 einen zweiten analytischen Graph der Aktionskraft der Glaskugeln und des zu mahlenden Materials in der erfindungsgemäßen kugelartigen Pulvermühle,

Fig. 5 einen dritten analytischen Graph der Aktionskraft der Glaskugeln und des zu mahlenden Materials in der erfindungsgemäßen kugelartigen Pulvermühle,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulvermühle, und

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen kugelartigen Pulvermühle.

Die erfindungsgemäße kugelartige Pulvermühle weist einen besonders ausgebildeten Mahlbehälter mit einer kugelartigen inneren Mahlfläche und mit einer Welle auf, wobei ein Endabschnitt der Welle sich in das Innere des Mahlbehälters hineinerstreckt und eine Vielzahl Rührblätter aufweist, die an der Welle voneinander beabstandet befestigt sind. Das gegenüberliegende zweite Ende der Welle ist ausserhalb des Mahlbehälters vorgesehen.

In Fig. 2 ist eine kugelartige Pulvermühle 20 dargestellt, die ein Tragorgan 21, eine Basis 22 und einen Mahlbehälter 23 aufweist, der mit dem Tragorgan 21 verbunden ist, und der von der rechten Seite des Tragorgans 21 sich schräg nach unten erstreckt. Die Pulvermühle 20 weist ausserdem eine Welle 24 auf, die mittels zweier Lager 25 a und 25 b gelagert ist, wobei sich ein Endabschnitt der Welle 24 in den Mahlbehälter 23 hineinerstreckt. Ein Motor 26 ist im Inneren der Basis 22 vorgesehen und mit einer Welle 27 ausgebildet, an der ein Riemenrad 28 befestigt ist. Ein zweites Riemenrad 29 ist an der Welle 24 befestigt. Ein Riemen 30 verbindet die beiden Riemenräder 28 und 90 miteinander drehmomentübertragend. An der Oberseite des Tragorgans 22 ist eine Wasserkühleinrichtung 31 vorgesehen, die zur Wasserkühlung der Lager 25 a und 25 b dient. Zu diesem Zweck wird Wasser durch eine mit einer Schraube 32 verschließbare Öffnung in die Kühleinrichtung 31 eingefüllt, das durch die mit einer Schraube 33 im Boden vorgesehene bzw. verschließbare Öffnung aus der Wasserkühleinrichtung 31 abgelassen werden kann.

Der Mahlbehälter 23 enthält eine kugelartige bzw. kugelförmige Innenschale 38, eine kugelartige bzw. kugelförmige Außenschale 39 und einen schraubenlinienförmigen Wasserdurchlaß 40 zwischen den beiden Schalen 38 und 39. Die Außenschale 39 ist mit einem Wassereinlaß 44 und mit einem Wasserauslaß 42 versehen. Ein Materialeinlaß 43 und ein Materialauslaß 44 sind für das zu mahlende Material vorgesehen, das zu diesem Zweck durch die innere und durch die äußere Schale 38 und 39, die mit dem Mahlraum 45 zusammenhängen, durchgeleitet wird. Die innere Schale 38 und die äußere Schale 39 bestehen aus je zwei separaten Halbkugeln, die mittels Bolzen 46 miteinander verbunden sind.

Die Hauptmerkmale der erfindungsgemäßen Pulvermühle 20 sind die kugelartige innere Mahlfläche 34 und die Rührblätter 35, 36 und 37 mit unterschiedlichen Durchmessern. Die Welle 24 und der Mahlbehälter 23 können in eine gekippte Position abgesenkt werden, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, oder sie können wahlweise horizontal oder vertikal angeordnet werden.

In der in Fig. 2 gezeichneten Stellung, in welcher der Mahlbehälter 23 und die Welle 24 gekippt sind, besteht die Aktionskraft der Glaskugeln oder des zu mahlenden Materials die Gewichtskraft W der Partikel P sowie aus der Zentrifugalkraft Q, die durch die Rotations der Rührwerksblätter 35, 36 und 37 verursacht wird. Die sich aus der Gewichtskraft W und der Zentrifugalkraft Q ergebende Resultierende R ist die vektorielle Summe aus der Gewichtskraft W und der Zentrifugalkraft Q, d.h. R = W + Q, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Fig. 4 zeigt, daß die Resultierende R die Vektorsumme aus der vertikalen Kraftkomponente RV und der horizontalen Kraftkomponente RH, d.h. R = RV + Rh, ist. Fig. 5 zeigt, daß die vertikale Kraftkomponente RV unterteilt werden kann in eine tangentiale Kraftkomponente RVT und in eine Normalkomponente RVR entlang des Kreises S, wobei insbes. die tangentiale Kraftkomponente RVT die Gleitbewegung der Partikel P entlang der inneren Mahlfläche bewirkt und gleichzeitig die Rotation der Welle überträgt. Dadurch werden die Glaskugeln und das zu mahlende Material gezwungen, sich gleichzeitig vertikal und horizontal zu bewegen, so daß die Glaskugeln durcheinanderwirbeln, reiben und das Material aufmahlen können, was durch die unterstützende Hilfe der kugelartigen Gestalt der inneren Mahlfläche und durch die Neigung der Rührblätter in großem Umfang möglich ist. Daraus resultiert eine Verbesserung der Feinheit und eine Verbesserung der Homogenität des mit einer erfindungsgemäßen Pulvermühle gemahlenen Materials im Vergleich zu dem mit einer bekannten Pulvermühle aufgemahlenen Materials.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pulvermühle 20, deren Mahlbehälter 23 eine ovale Innenfläche 34 a und einen ovalen Hohlraum 45 a aufweist, der durch die Innenfläche 34 a festgelegt ist. Rührwerksblätter 35, 36 und 37 sind an der Welle 24 wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Pulvermühle befestigt. Gleiche Einzelteile sind in den Fig. 6 und 2 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, so daß es sich erübrigt, alle diese Einzelheiten in Verbindung mit Fig. 6 noch einmal detalliert zu beschreiben. Durch die Ausbildung gemäß Fig. 6 führen das zu mahlende Material und die Glaskugeln eine Bewegung aus, die von der einen kugelförmigen Mahlbehälter 23 aufweisenden Pulvermühle 20 gem. Fig. 2 verschieden sein kann.

Eine dritte Ausführungsform der Pulvermühle 20 ist in Fig. 7 gezeichnet, wobei bei dieser Pulvermühle der Mahlbehälter 23 eine vielflächige, d.h. polyedrische Innenfläche 34 b und Rührblätter 35, 36 und 37 aufweist, die voneinander verschiedene Längen besitzen. Die Rührblätter 35, 36 und 37 sind an der Welle 24 befestigt und im Hohlraum des Mahlbehälters 23 vorgesehen. Mit einer solchen Ausbildung der Pulvermühle 20 kann die Mahlwirkung von der Mahlwirkung entsprechend den Ausführungsbeispielen, wie sie in den Fig. 2 und 6 gezeichnet sind, verschieden sein.

Claims (7)

1. Pulvermühle mit einem Mahlbehälter (23) dessen Innenraum (45, 45 a, 45 b) durch eine Mahlinnenfläche (34, 34 a, 34 b) begrenzt ist, und mit einer Welle (24), die in den Innenraum (45, 45 a, 45 b) des Mahlbehälters (23) hineinragt, wobei an der Welle (24) eine Anzahl Rührblätter (35, 36, 37) voneinander beabstandet befestigt sind, die von der Welle (24) wegstehen und die im Innenraum (45, 45 a, 45 b) des Mahlbehälters (23) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (45, 45 a, 45 b) des Mahlbehälters (23) eine kugelartige Form aufweist.

2. Pulvermühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (45) des Mahlbehälters (23) kugelförmig ausgebildet ist.

3. Pulvermühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (45 a) des Mahlbehälters (23) oval ausgebildet ist.

4. Pulvermühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (45 b) des Mahlbehälters (23) polyedrisch, vielflächig ausgebildet ist.

5. Pulvermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Welle (24) befestigten, voneinander beabstandeten Rührblätter (35, 36, 37) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

6. Pulvermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (24) mit den Rührblättern (35, 36, 37) gegen die Horizontale geneigt anordenbar ist.

7. Pulvermühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahlbehälter (23) gemeinsam mit der Welle (24) und den Rührblättern (35, 36, 37) gegen die Horizontale geneigt anordenbar ist.