DE4332549C2 - Rührwerksmühle - Google Patents
RührwerksmühleInfo
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- DE4332549C2 DE4332549C2 DE19934332549 DE4332549A DE4332549C2 DE 4332549 C2 DE4332549 C2 DE 4332549C2 DE 19934332549 DE19934332549 DE 19934332549 DE 4332549 A DE4332549 A DE 4332549A DE 4332549 C2 DE4332549 C2 DE 4332549C2
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- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
- B02C17/16—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge
- B02C17/166—Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge of the annular gap type
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
Rührwerksmühlen sind schon in großer Zahl bekannt und haben
einen breiten Einsatzbereich. So werden sie beispielsweise beim
Herstellen von Farben wie auch in der Nahrungsmittelbearbeitung
verwendet. Sie zerkleinern und dispergieren Partikel oder Aglo
merate in einer Flüssigkeit, indem Mahlkörper durch das Mahlgut
bewegt werden, und indem die Bewegung des Rotors relativ zum
Stator hohe Scherkräfte im Mahlgut erzeugt. Um möglichst hohe
Scherkräfte zu erzeugen, weist zumindest ein Teil des Mahlrau
mes zwischen Rotor und Stator eine kleine Spaltweite auf. Die
Bewegung der Mahlkörper wird häufig durch in der Mahlraum ra
gende Stator- und/oder Rotorfortsätze verstärkt.
Aus der DE 28 48 479 A1 sind Rührwerksmühlen mit
konischem Mahlbehälter und konischem Rotor bekannt. Die Dreh
achse ist vertikal, und das Mahlgut strömt von unten nach oben
durch die Rührwerksmühle. Der Mühlenaufbau erlaubt lediglich
das Einfüllen von Mahlkörpern während des Betriebs. Zur Ent
nahme von Mahlkörpern müßte die Rührwerksmühle zerlegt werden.
Auf eine häufige Zerlegung muß aufgrund des großen Arbeits
aufwandes verzichtet werden, so daß nach den unvermeidlichen
Betriebsunterbrüchen die Rührwerksmühle mitsamt der gegebenen
falls verklebten Mahlkörperfüllung angefahren wird. Dies führt
bei häufigen Betriebsunterbrüchen zu einer äußerst starken Be
anspruchung der Antriebsteile und zu einem erhöhten Verschleiß
an den Mahlkörpern und den Mahlraumwandungen.
Gemäß der deutschen Patentschrift DE 34 48 302 C2 ist vorgese
hen, daß der Rührwerksrotor und der Mahlbehälter eine am einen
Ende immer steiler werdende Konizität aufweisen. Modellrechnun
gen und Versuche haben gezeigt, daß eine Zunahme der Konizität
noch keinesfalls eine Garantie für eine Verringerung des Ver
schleißes beinhaltet. Es wurde im Gegenteil festgestellt, daß
eine gegen die Trenneinrichtung flacher werdende Konizität ge
genüber einer konstanten Konizität nachteilige Auswirkungen auf
den Verschleiß an den Mahlkörpern, an den Mahlraumberandungen,
sowie an der Trenneinrichtung haben kann, so daß die Mahlkörper
häufiger nachgefüllt oder ersetzt werden müssen.
Nach der Beendigung eines Mahlvorganges befinden sich zwischen
dem Rotor und dem Stator sowohl Mahlkörper wie auch eine Rest
menge des Mahlgutes. Durch das Antrocknen des Mahlgutes, bei
spielsweise der Farbe, verkleben die Mahlkörper miteinander und
teilweise mit dem Stator und/oder mit dem Rotor. Wenn nun die
Rührwerksmühle erneut anlaufen soll, müssen äußerst hohe Kräf
te zum Lösen dieser Verklebungen aufgewendet werden. Dies ist
mit der Gefahr verbunden, daß die Mühle nicht anlaufen kann,
ohne einen großen Verschleiß zu verursachen oder zuerst zer
legt und gereinigt zu werden. Auch könnte der Antriebsmotor,
das Getriebe, die Mahlkörper, gegebenenfalls vorhandene Rühr
werkzeuge, der Rotor und/oder der Stator durch Überbeanspru
chung beschädigt werden.
Es hat sich gezeigt, daß sowohl bei Mahlräumen mit konstanter
Konizität, wie auch bei Mahlräumen mit gegen ein Ende steiler
werdender Konizität die Mahlkörper, die Mahlraumwandungen und
die Trenneinrichtung einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind,
der sowohl von der Betriebsphase sowie von der Anlaufphase nach
einem Betriebsunterbruch herrührt.
Der Erfindung liegt somit
die Aufgabe zugrunde, den gesamten Verschleiß zu verringern
indem die Abnützung während des Betriebs und/oder während der
Anlaufphase minimiert wird. Dabei soll die Mahlleistung und die
Mahlqualität, unverändert hoch sein.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2.
Die Erfindung nach Anspruch 1 ist darauf gerichtet, daß
die Verringerung des Verschleißes während des Betriebs im
wesentlichen durch eine optimale Gestaltung der Mahlraumgeo
metrie bzw. der Konizität des Ringraumes erreicht wird und daß
sich die Verschleißverringerung während der Anlaufphase im
wesentlichen durch eine einfache Entfernung der Mahlkörper aus
dem Mahlraum aufgrund eines konstruktiven Zusammenwirkens der
Mahlraumgeometrie mit einer Entnahmevorrichtung ergibt.
Bei der Erfindung nach Anspruch 2 werden mittels einer
Modellrechnung und mittels Versuche die Ausgestaltung der opti
malen Konizität sowie Vorrichtungsmerkmale die zur Mahlkörper
entnahme dienen, bestimmt. Inwieweit die optimale Konizität
oder die Mahlkörperentnahme zur Verschleißverminderung beitra
gen hängt von der Betriebsart der Rührwerksmühle ab. Bei einer
Betriebsart mit häufigen Unterbrechungen ist die Mahlkörperentfer
nung wesentlich für die Verschleißverminderung. Im Falle von
langen Mahlzyklen ist hingegen die optimale Konizität wichtig.
Wird eine erfindungsgemäße Rührwerksmühle im wesentlichen nur
in einer der obigen beiden Betriebsarten eingesetzt, so genügt
das entsprechende die Verschleisverminderung dominierende Merk
male. Eine Rührwerksmühle für alle Betriebsarten wird vorzugs
weise beide Merkmale aufweisen.
Ein erfindungsgemäßer Mahlraum wird als ein einen Kegelmantel
umschließender Ringraum ausgebildet, dessen Abstand von der
Drehachse entlang derselben abnimmt. Das Mahlgut strömt vom
Mahlraumende mit großem Radius zu jenem mit kleinem. Diese
Mahlraumausformung gewährleistet auch bei einer bevorzugten ho
rizontalen Drehachse, daß die vom Rotor den Mahlkörpern er
teilte Drehbewegung um die Rotordrehachse bzw. die damit ein
hergehende Fliehkraft aufgrund der Bewegungsumlenkung in Rich
tung des Mahlraumes (beispielsweise an der äußeren Mahlraumbe
grenzung) die Mahlkörper im ganzen Ringraum mit einer ersten
Kraft gegen das Ringraumende mit größerem Radius beschleunigt.
Der Mahlgutfluß vom Mahlraumende mit großem Radius zum Ende
mit kleinem Radius wirkt mit einer zweiten Kraft in der entge
gengesetzten Richtung auf die Mahlkörper. Vorzugsweise werden
die einander entgegengesetzten Kräfte durch eine optimale Wahl
der Mahlraumgeometrie (bzw. der Art der Änderung der Konizi
tät), der Rotor-Drehzahl, des Mahlgutdurchsatzes, der Viskosi
tät des Mahlgutes und der Mahlkörpergröße so gewählt, daß die
resultierende Beschleunigung im Mittel im gesamten Mahlraum
verschwindet. Dies bedeutet, daß der Mahlkugeldruck entlang
der Drehachse konstant ist und die Mahlkörper über den ganzen
Mahlraum vergleichmäßigt werden. Es kommt somit nicht zu einer
Ansammlung von Mahlkörpern vor der Trenneinrichtung.
Mittels einer Gleichgewichtsbedingung für die oben erwähnten
wesentlichen auf eine drehende von Mahlgut durchströmte Mahl
körperpackung wirkenden Kräfte wurde die Differentialgleichung
G2.r2.r'-G1 = 0
abgeleitet. Die Bedeutung von G1 und G2 wird weiter unten er
klärt. Die Bedeutung der Lösungsfunktion r und ihrer räumlichen
Ableitung r' wird anhand der nachfolgend beschriebenen Lösung
geklärt. Nebst der Lösung der Differentialgleichung wurden Mo
dellrechnungen für Nicht-Gleichgewichts-Zustände, nämlich für
nicht optimale Mahlraumgeometrien, durchgeführt. Daß die ge
naue Ausgestaltung der zunehmenden Konizität von entscheidender
Bedeutung ist, haben nebst den Rechnungen auch Versuche mit
verschiedenen Mahlraumgeometrien gezeigt. Ein Vergleich einer
zylindrischen mit einer erfindungsgemäßen Rührwerksmühle hat
gezeigt, daß die Mahlkörperlaufzeit gegenüber der zylindri
schen Mühle bei gleicher Mahlleistung um das fünffache erhöht
werden kann. Entsprechend kleiner ist der Verschleiß an den
Mahlraumberandungen und an der Trenneinrichtung. Der gewünschte
minimale Verschleiß wird beobachtet, wenn der Abstand (r) der
mittleren Mahlraumkontur oder der äußeren und vorzugsweise
auch der inneren Mahlraumberandung von der Drehachse (x) als
Lösung der obigen Differentialgleichung in der Form einer Po
tenzfunktion
r = a.(x + c)b
ausgebildet ist. Dabei ist der größte Abstand auf der Seite
des Produkteeinlasses und der kleinste auf der Seite des Pro
dukteauslasses. Der Parameter b ist kleiner als i und größer
als 0, vorzugsweise liegt b in einem Bereich zwischen 0.25 und
0.4 und um äußerst gute Resultate zu erreichen wird b im we
sentlichen bei 1/3 gewählt.
Die Parameter a und c hängen von den Betriebsparametern der
Rührwerksmühle ab. Dies bedeutet, daß eine bestimmte Dimensio
nierung im wesentlichen für einen bestimmten Satz von Betriebs
parameterwerten optimal ist. Folgende Betriebsparameter beein
flussen die Dimensionierung:
s Spaltweite
ρk Mahlkörperdichte
dk Mahlkörperdurchmesser
ρ wirksame Dichte (im wesentlichen die Mahlkörperdichte, gegebenenfalls mit der Mahlgutdichte korrigiert)
ρg Mahlgutdichte
ηdynamische Mahlgut-Viskosität
ω mittlere Winkelgeschwindigkeit der Mahlkörper (im we sentlichen 1/2 Rotorwinkelgeschwindigkeit)
Mahlgutvolumenstrom
ε Porosität der Kugelschüttung (Leer-/Gesamtvolumen).
s Spaltweite
ρk Mahlkörperdichte
dk Mahlkörperdurchmesser
ρ wirksame Dichte (im wesentlichen die Mahlkörperdichte, gegebenenfalls mit der Mahlgutdichte korrigiert)
ρg Mahlgutdichte
ηdynamische Mahlgut-Viskosität
ω mittlere Winkelgeschwindigkeit der Mahlkörper (im we sentlichen 1/2 Rotorwinkelgeschwindigkeit)
Mahlgutvolumenstrom
ε Porosität der Kugelschüttung (Leer-/Gesamtvolumen).
Um eine den Betriebsparametern entsprechende optimale Mahlraum
kontur zu erhalten müssen a und c folgendermaßen gewählt wer
den:
Der Parameter c hängt auch noch von einer konstruktiven Randbe
dingung ab, nämlich vom Mahlraumradius r0 3 am Mahlraumende bei
der Mahlgut-Auslaßöffnung.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform, die im wesentlichen den
Verschleiß während der Anlaufphase nach Betriebsunterbrüchen
vermindert, umfaßt einen verstellbaren Mahlkörperaufnahmeraum,
der an der großen Rührwerkmühlen-Basisfläche und somit auf der
Seite des Mahlguteinlasses angeordnet ist. Wird nun am Ende ei
nes Mahlvorganges der Mahlgutfluß ausgesetzt, so wirkt auf die
Mahlkörper aufgrund der Fliehkraftkomponente entlang des Mahl
raumes eine Kraft gegen den Mahlkörperaufnahmeraum. Da die
Kraft lediglich im ganzen Mahlraum gegen den Mahlkörperaufnah
meraum gerichtet sein muß und keinen speziellen Verlauf ent
lang der Rotor-Drehachse bedingt, ergibt sich keine spezielle
Anforderung an die Art der Konizität. Es kann sich somit um
eine konstante oder eine gegen ein Mahlraumende zunehmende Ko
nizität handeln. Das Volumen des Mahlkörperaufnahmeraumes wird
durch einen verstellbaren Kolben verändert. In einer ersten
Kolben-Endlage ist der Mahlkörperaufnahmeraum so klein, daß
sich eine maximale Anzahl von Mahlkörpern im Mahlraum befindet.
In einer zweiten Kolben-Endlage nimmt der Mahlkörperaufnahme
raum vorzugsweise einen Teil, gegebenenfalls aber alle Mahl
körper auf. Zur Kolbenbetätigung ist vorzugsweise eine mecha
nische Verstellvorrichtung, gegebenenfalls aber eine hydrau
lische oder eine pneumatische Druckvorrichtung vorgesehen.
Die Mahlkörperaufnahmevorrichtung bestehend aus Mahlkörperauf
nahmeraum, Kolben und Verstellvorrichtung ist vorzugsweise mit
tels einer Haltevorrichtung so an der Rührwerksmühle befestigt,
daß bei der Entfernung der Mahlkörperaufnahmevorrichtung keine
schweren Teile weggetragen werden müssen und trotzdem der Zu
gang zum Rotor frei wird. Die Haltevorrichtung umfaßt minde
stens eine Führung, gegebenenfalls eine Geradführung, vorzugs
weise aber eine Kombinationsführung bestehend aus mindestens
drei Drehführungen oder gegebenenfalls aus einer Gerad- und
einer Schwenkführung. Die Führung unterstützt nach dem Lösen
der Befestigungselemente eine Bewegung der Mahlkörperaufnahme
vorrichtung in der Richtung der Drehachse von der Mühle weg und
anschließend vorzugsweise eine Bewegung von der Drehachse weg.
Es hat sich gezeigt, daß der verstellbare Mahlkörperaufnah
meraum bereits bei konstanter und somit nicht optimaler Konizi
tät zu einer entscheidenden Verschleissenkung führt. Dies vor
allem bei Mahl- bzw. Dispergierprozessen die häufig unterbro
chen werden. Ein zusätzlicher Vorteil einer Verstellvorrich
tung, insbesondere einer Druckvorrichtung besteht in der Mög
lichkeit, im Mahlraum große Mahlkörper-Dichten zu erzeugen und
somit hohe Mahlleistungen zu erhalten. Trotz der hohen Mahlkör
perdichte wird aufgrund der fliehkraft-bedingten Vergleichmä
ßigung der Mahlkörperverteilung relativ zur Mahlleistung ein
geringer Verschleiß beobachtet. Diese Beobachtung wird bereits
bei konstanter Konizität, wesentlich deutlicher aber bei der
sich gemäß einer Potenzfunktion verändernden Konizität ge
macht.
Die Mahlraumausformung mit konstanter Spaltweite bewirkt si
cher, daß auf der gesamten Länge des Ringraumes in radialer
Richtung im wesentlichen eine ähnliche Scherstruktur existiert
und keine Totzonen vorhanden sind, in denen sich Mahlkörper an
sammeln könnten. Bei konischen Mahlräumen mit konstanter Spalt
weite ändert sich der Schergradient (Quotient zwischen der Ge
schwindigkeitsdifferenz an der inneren und äußeren Mahlraum
begrenzungsfläche und der Spaltbreite) entlang der Drehachse,
weil die Rotor-Umfangsgeschwindigkeit mit abnehmendem Rotorra
dius abnimmt. Um entlang des gesamten Mahlraumes im wesent
lichen einen konstanten rotationsbedingten Schergradienten zu
erzeugen, kann auch die Spaltweite s entlang der Drehachse vom
Mahlraumende mit großem Umfang zum Mahlraumende mit kleinem
Umfang abnehmen. Es ist dabei zu beachten, daß die Spaltweite
nicht senkrecht zur x-Achse gemessen wird, sondern im wesent
lichen jeweils senkrecht zur Rotoraußen- und zur Mahlraumin
nenfläche an der betrachteten Stelle. Aus der Forderung, daß
der Schergradient
D = w.r(x)/s
konstant sein soll ergibt sich für die Spaltweite s(x) folgen
der Verlauf:
s(x) = D.r(x)/g
wobei w die mittlere Winkelgeschwindigkeit der Mahlkör
per bezeichnet.
Dies bedeutet, daß vorzugsweise auch die Spaltweite analog zum
Abstand r(x) des Mahlraumes von der Drehachse gemäß einer Po
tenzfunktion abnimmt.
Um die Mahlkörper nach der Beendigung des Mahlvorganges aus dem
Ringraum zu entfernen wird vorzugsweise der Mahlgutfluß unter
brochen, so daß lediglich die Fliehkraft und die Schwerkraft
die Mahlkörper antreiben. Im Falle einer horizontalen Rotor
achse kann die Komponente der Schwerkraft in der Richtung des
Mahlraumes vernachlässigt werden. Im Falle einer vertikalen Ro
torachse muß die Mahlkörperaufnahmevorrichtung unten angeord
net sein. Gegebenenfalls wird eine oben liegende Mahlkörperauf
nahmevorrichtung mit einem Überlauf so aufgebaut, daß die
Mahlkörper bei stehendem Rotor nicht aufgrund der Schwerkraft
wieder aus dem Aufnahmeraum austreten. Um die Mahlkörper in die
Mahlkörperaufnahmevorrichtung zu bewegen muß die Wirkung der
Fliehkraft entweder nach unten gerichtet, oder die Schwerkraft
übersteigend nach oben gerichtet sein.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnung, die ver
schiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen darstellen näher
erläutert.
Fig. 1 Längsschnitt durch eine Rührwerksmühle mit konstan
ter Konizität und einer Mahlkörperaufnahmevorrich
tung,
Fig. 2 Längsschnitt durch eine Rührwerksmühle mit gegen
ein Ende zunehmender Konizität,
Fig. 3 Halber Längsschnitt durch eine Rührwerksmühle mit
herausgezogenem Rotor,
Fig. 4 Längsschnitt durch eine Rührwerksmühle mit gegen
ein Ende zunehmender Konizität und einer Mahlkör
peraufnahmevorrichtung,
Fig. 5 Haltevorrichtung für eine Mahlkörperaufnahmevor
richtung,
Fig. 6 Haltevorrichtung mit Schnellverschluß,
Fig. 7 Längsschnitt durch eine Rührwerksmühle mit Trenn
sieb und mit einem Rotor der auf der Seite der
großen Basisfläche gelagert ist,
Fig. 8 Trenneinrichtung mit einem zylindrischen Trennsieb
und einem Fliehkrafttrennbereich.
Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Rührwerksmühle
gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem konischen Mahl
behälter 1, einem darin um eine Drehachse 2 drehbar angeordne
ten kegelstumpfförmigen Rotor 3 mit einer großen 4 und einer
kleinen Basisfläche 5, einem zwischen einer Mahlbehälter-Innen
wandung 6 und dem Rotor 3 gelegenen ringförmigen Mahlraum 7 und
einer an der großen Basisfläche 4 des Rotors 3 anschließenden
Mahlkörperaufnahmevorrichtung 8. Das Mahlgut gelangt durch eine
Einlaßöffnung 9 in den Mahlraum 7 und zwar in dessen Endbe
reich mit der großen Rotorbasisfläche 4. Nach dem Durchströmen
des Mahlraumes 7 verläßt das Mahlgut den Mahlraum 7 durch eine
Auslaßöffnung 10 im Mahlraum-Endbereich mit der kleinen Rotor
basisfläche. Um im Mahlraum 7 vorgesehene Mahlkörper 21 am Aus
tritt aus dem Mahlraum 7 zu hindern, ist im Bereich der Auslaß
öffnung 10 eine Trenneinrichtung 11 vorgesehen, welche vor
zugsweise aus einem Stator- und einem Rotortrennring 12, 13 be
steht.
Der Rotor 3 ist lediglich an einem auf der Seite mit der klei
nen Basisfläche 5 anschließenden Fortsatz 14 in einer Lager
vorrichtung 15 gelagert. Die große Rotorbasisfläche 4 hingegen
ist frei. Zum Antrieb des Rotors 3 ist am Fortsatz 14 eine
Übertragungseinrichtung 16 vorgesehen. U- die Mahlwirkung, vor
allem durch das erhöhte Antreiben der Mahlkörper 21 zu verstär
ken, sind zumindest in Teilbereichen der Rotoraußen- und der
Mahlrauminnenfläche in den Mahlraum 7 vorstehende Rührelemente
17 vorgesehen.
Die Mahlkörperaufnahmevorrichtung 8 umfaßt einen Mahlkörper
aufnahmeraum 18, einen darin verstellbaren Kolben 19 und eine
Verstellvorrichtung 20 in der Form eines hydraulischen, pneuma
tischen, oder mechanischen Stellelementes. Der Mahlkörperauf
nahmeraum 18 schließt im Bereich der großen Rotorbasisfläche
4 an den Mahlraum 7 an. Zu Beginn einer Mahlphase sind die
Mahlkörper 21 vorzugsweise im Mahlkörperaufnahmebereich 18. Der
Kolben 19 ist dabei in einer der großen Basisfläche 4 abge
wandten Lage. Nach dem Anlaufen des Rotors wird der Kolben 19
soweit gegen die große Basisfläche 4 verschoben, bis im Mahl
raum 7 der gewünschte Füllgrad mit Mahlkörpern 21 erreicht ist.
Am Ende einer Mahlphase wird der Mahlgutfluß unterbrochen und
der Kolben 19 in eine der großen Basisfläche 4 abgewandte Lage
verschoben bevor der Rotor abgebremst wird, so daß die Mahlkör
per aufgrund der Komponente der Zentrifugalkraft entlang des
Mahlraumes 7 gegen die große Basisfläche 4 und somit in den
Mahlkörperaufnahmeraum beschleunigt werden. Die Mahlkörper wer
den ausgeschleudert, weil sie nicht mehr vom Mahlgutfluß gegen
die Auslaßöffnung 10 getrieben werden.
Zwischen dem Kolben 19 und einer den Mahlkörperaufnahmeraum 18
umschließenden Berandung 22 ist eine erste Dichtung 23 vorge
sehen. Im Falle einer pneumatischen bzw. hydraulischen Ver
stellvorrichtung 20 ist zwischen dem Aufnahmeraum 18 und der
Verstelleinrichtung 20 eine zweite Dichtung 24. vorgesehen. Zwi
schen der ersten und der zweiten Dichtung 23, 24 ist gegebenen
falls eine Entlüftung 25 in der Berandung 22 vorgesehen. Um ein
möglichst präzises Stellen des Kolbens 19 zu ermöglichen, sind
im Falle der pneumatischen, bzw. hydraulischen Verstellvorrich
tung 20 im wesentlichen ein Druckraum 26, darin ein Druckkolben
27 und in den Druckraum führende Zu- bzw. Abführleitungen 28
für ein Druckmedium vorgesehen. Im Falle einer mechanischen
Verstellvorrichtung ist vorzugsweise ein manuellen betätigbarer
Griff und eine Gewindeeinheit so vorgesehen, daß der Kolben 19
in jede gewünschte Position verstellt werden kann.
Es hat sich gezeigt, daß der Verschleiß an den Mahlkörpern
21, dem Rotor 3, dem Mahlbehälter 1, der Trenneinrichtung 11
und den Rührelementen 17 mittels einer Mahlkörperaufnahmevor
richtung 8 wesentlich reduziert werden kann, weil die Mahlkör
per zwischen verschiedenen Mahlphasen immer aus dem Mahlraum 7
entfernt werden können. Durch das Entfernen der Mahlkörper wird
verhindert, daß beim erneuten Anlaufen der Rührwerksmühle zwi
schen mit dem Mahlgut verklebten Mahlkörpern und der Mahlraum
berandung enorm große Kräfte und daher eine extreme Material
belastung entsteht. Die Verminderung der Materialbelastungs
spitzen führt zu einer maßgeblichen Verlängerung der Lebens
dauer einer Rührwerksmühle. Die Mahlkörperaufnahmevorrichtung
führt erst zusammen mit einer konischen, sich gegen die Aufnah
mevorrichtung erweiternden Mahlraumgeometrie zur Möglichkeit
die Mahlkörper 21 vollständig aus dem Mahlraum 7 zu entfernen.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß Fig. 2
sieht eine sich entlang der Drehachse 2 ändernde Konizität des
Mahlraumes 7 vor. Der Abstand (r) einer mittleren Mahlraumkon
tur 29 von einer Koordinatenachse x entlang der Drehachse hat
die Form einer Potenzfunktion
r = a.(x+c)b.
Der Nullpunkt der x-Achse liegt beim Mahlraumende mit dem
kleinsten Abstand und somit bei der Trenneinrichtung 11. Die
positive x-Achse zeigt gegen die große Rotor-Basisfläche. Der
Parameter b ist kleiner als 1 und größer als 0, vorzugsweise
liegt b in einem Bereich zwischen 0.25 und 0.4 und um äußerst
gute Resultate zu erreichen wird b im wesentlichen bei 1/3 ge
wählt.
Die Parameter a und c hängen von den Betriebsparametern der
Rührwerksmühle ab. Dies bedeutet, daß eine bestimmte Dimensio
nierung im wesentlichen für einen bestimmten Satz von Betriebs
parameterwerten optimal ist. Die Betriebsparameter liegen für
den hauptsächlich untersuchten Anwendungsbereich im wesent
lichen zwischen den nachstehend angegebenen Grenzen:
Spaltweite s: 0.01-0.05 m
Mahlkörperdichte ρk: 2500-5700 kg/m3
Mahlkörperdurchmesser dk: 0.3-0.6 mm
wirksame Dichte (im wesentlichen die Mahlkörperdichte, gegebenenfalls mit der Mahlgutdichte korrigiert)
ρ: 1500-5700 kg/m3
Mahlgutdichte ρg: 800-1500 kg/m3
dynamische Mahlgut-Viskosität η: 0.2-0.8 kg/ms
mittlere Winkelgeschwindigkeit der Mahlkörper (im we sentlichen 1/2 Rotorwinkelgeschwindigkeit)
ω: 50-110 s-1
Mahlgutvolumenstrom : 3-70.10-3m3/s
Porosität der Kugelschüttung (Leer-/Gesamtvolumen) ε: 0.3-0.6.
Mahlkörperdichte ρk: 2500-5700 kg/m3
Mahlkörperdurchmesser dk: 0.3-0.6 mm
wirksame Dichte (im wesentlichen die Mahlkörperdichte, gegebenenfalls mit der Mahlgutdichte korrigiert)
ρ: 1500-5700 kg/m3
Mahlgutdichte ρg: 800-1500 kg/m3
dynamische Mahlgut-Viskosität η: 0.2-0.8 kg/ms
mittlere Winkelgeschwindigkeit der Mahlkörper (im we sentlichen 1/2 Rotorwinkelgeschwindigkeit)
ω: 50-110 s-1
Mahlgutvolumenstrom : 3-70.10-3m3/s
Porosität der Kugelschüttung (Leer-/Gesamtvolumen) ε: 0.3-0.6.
Mit Werten aus diesen Betriebsparameterbereichen wird a und c
folgendermaßen berechnet:
Der Parameter c hängt auch noch von einer konstruktiven Randbe
dingung ab, nämlich vom Mahlraumradius r0 am Mahlraumende bei
der Mahlgut-Auslaßöffnung, also bei x=0. Dies bedeutet, daß
die Mühlengröße über r0, den Radius am Mahlraumende in die
Mahlraumkontur eingeht.
Durch die oben beschriebene Wahl der Mahlraumgeometrie wird er
reicht, daß die Mahlkörper 21 im wesentlichen nicht mit dem
Mahlgut gegen die Trenneinrichtung 11 geführt und dort zurück
gehalten werden, sondern daß sie bereits aufgrund der der Zen
trifugalkraftkomponente in Richtung des Mahlraumes im Mahlraum
7 gehalten werden. Dieses Zurückhalten der Mahlkörper 21 im
Mahlraum 7 führt zu einer Vergleichmäßigung der Mahlkörperver
teilung entlang der Drehachse.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß Fig. 2 umfaßt
vorzugsweise ein speziell für konische Rotoren und Mahlbehälter
geeignetes Kühlkanalsystem. Dieses Kühlsystem sieht beim Rotor
3 und/oder beim Mahlbehälter 1 Doppelwände mit einem dazwi
schenliegenden konischen Kühlhohlraum vor. Somit wird der Mahl
behälter 7 von einer inneren Mahlbehälterwand 30, einem Mahlbe
hälter-Kühlraum 31 und einer äußeren Mahlbehälterwand 32 umge
ben. Analog umfaßt der Rotor 3 eine innere Rotorwand 33, einen
Rotor-Kühlraum 34 und eine äußere Rotorwand 35. Im Mahlbehäl
ter- und im Rotor-Kühlraum sind vorzugsweise Dichtungsprofile
36 spiralförmig um die Drehachse 2 angeordnet, so daß spiral
förmige Mahlbehälter- und Rotor-Kühlkanäle 37, 38 gebildet wer
den. Kühlmittel gelangt durch einen Mahlbehälter-Kühlmittelein
laß 39 im Bereich der Trenneinrichtung in den Mahlbehälter-
Kühlkanal 37 und tritt an dessen Ende durch einen Mahlbehälter-
Kühlmittelauslasses 40 am großen Mahlbehälterende wieder aus.
Zum Einspeisen und Abführen von Kühlmittel in den und aus dem
Rotor-Kühlkanal 38 sind Kühl-Leitungen 41 und 42 durch eine die
Drehachse 2 umgebende zentralen Rotorspindel 43 vorgesehen. Im
Innern des Rotors 3 ist ein Kühlmittel-Sammelraum 44 vorgese
hen, der von der inneren Rotorwand 33, von der Rotorspindel 43
und von einem die große Basisfläche 4 bildenden und an der Ro
torspindel 43 befestigten Rotor-Abschlußdeckel 45 berandet.
Der Rotor-Abschlußdeckel 45 drückt die innere und die äußere
Rotorwand 33, 35 in der Richtung der Drehachse 2 gegen entspre
chende Anschläge an der Rotorspindel 43 und an der Trennein
richtung 11. Die Anschläge sind so gewählt, daß das Dichtungs
profil 36 zwischen der inneren und der äußeren Rotorwand 33,
35 eingeklemmt wird und somit ein Verstellen der Kühlkanäle
verhindert wird. Zur Dichtung des Sammelraumes 44 gegen den Ro
tor-Kühlkanal 38 ist vorzugsweise eine Rotordichtung 48 vor
gesehen. Das Dichtungsprofil 36 wird zwischen der inneren und
der äußeren Mahlbehälterwand 30, 32 festgeklemmt. Dabei wird
die innere Mahlbehälterwand 30 durch einen den Rotor-Abschluß
deckel 45 umgebenden großen Mahlbehälterring 46 an die äußere
Mahlbehälterwand 32 festgeschraubt, so daß das Dichtungsprofil
36 festgeklemmt wird. Zwischen der äußeren Mahlbehälterwand 32
und dem großen Mahlbehälterring 46 ist eine Mahlbehälterdich
tung 47 vorgesehen. Im Bereich der Trenneinrichtung 11 ist ein
kleiner Mahlbehälterring 49 so an die äußere Mahlbehälterwand
32 befestigt, daß die innere Mahlbehälterwand 30 einen An
schlag an der Trenneinrichtung 11 findet.
Das Einklemmen der Dichtungsprofile zwischen Wänden, die einen
konischen Ringraum begrenzen, ist aufgrund der konischen Ausge
staltung durch eine Kraftwirkung entlang der Konus- bzw. Dreh
achse möglich.
Das Mahlgut gelangt durch mindestens einen Einlaßkanal 50, der
vorzugsweise durch den großen Mahlbehälterring 46 führt, zur
mindestens einen Einlaßöffnung 9. Von der Einlaßöffnung 9
strömt das Mahlgut in der Form einer vom Rotor angeregten
Scherströmung durch den ringförmigen Mahlraum 7 zur Trennein
richtung 11, welche im wesentlichen aus einem mit dem Rotor
verbundenen Rotortrennring 13, einem mit dem Mahlbehälter ver
bundenen Statortrennring 12 und einem dazwischenliegenden
Trennspalt besteht. An die Trenneinrichtung anschließend ist
ein ringförmiger Mahlgut-Sammelraum 51 angeordnet. Vom Mahlgut-
Sammelraum 51 gelangt das Mahlgut durch mindestens eine Auslaß
öffnung 10 in Auslaßkanäle 52, die durch den kleinen Mahlbe
hälterring 49 führen.
Der Mahlraum 7 wird am Ende mit dem größten Umfang durch einen
am großen Mahlbehälterring 46 befestigten Mahlbehälter-Ab
schlußdeckel 53 abgeschlossen. Wird der Mahlbehälter-Ab
schlußdeckel 53 entfernt, so erhält man einen freien Zugang
zum Rotor-Abschlußdeckel 45. Nach der Entfernung des Rotor-Ab
schlußdeckels 45 können auch die innere und die äußere Rotor
wand 33, 35, sowie der Rotor-Trennring 13 über die Rotorspindel
43 abgezogen werden.
Gegebenenfalls wird gemäß Fig. 3 nach der Entfernung des Ro
tor-Abschlußdeckels 45 durch das Lösen einer ihn festhaltenden
Schraube 84 eine Spindelverlängerung 43' an das freie Ende der
Rotorspindel 43 angeschraubt. Die Spindel 43 und die Spindel
verlängerung 43' sind so ausgebildet, daß die Rotorwände 33
und 35 mit an beiden Rotorenden angeordneten Führungen 85, 85'
durch die Spindelverlängerung 43' geführt von der Trenn
einrichtung 11 weg aus dem Mahlbehälter 1 gezogen werden kön
nen. Am freien Ende der Spindelverlängerung 43' ist gegebenen
falls ein Anschlag 86 vorgesehen, der das Abrutschen der Rotor
wände 33, 35 von der Spindelverlängerung 43' verhindert. Zur
Entfernung des Rotortrennringes 13 ist eine vorzugsweise ring
förmige Nut 87 im Spindelbereich, der an den inneren Rand des
Rotor-Trennringes 13 angrenzt vorgesehen. Mit einem Hilfswerk
zeug 88 kann bei der Nut 87 unter den Rotor-Trennring 13 ge
griffen und dieser weggezogen werden, so daß auch der Sammel
raum 51 zugänglich ist. Der gesamte Mahlbehälter 1, die Trenn
einrichtung 11 und der Rotor 3 können nach dieser einfachen De
montage vollständig gereinigt, kontrolliert und gegebenenfalls
teilweise ersetzt werden. Vorteilhaft an dieser Zerlegung ist
die Möglichkeit direkt die dem stärksten Verschleiß ausge
setzten Teile, nämlich den Rotor 3 und den Rotor-Trennring 13
zu entfernen. Zudem ist der Rotor 3 leichter und für Reini
gungszwecke mit kleinerem Aufwand entfernbar als der Mahlbehäl
ter.
Eine Rührwerksmühle gemäß Fig. 4 sieht einen Mahlraum 7 mit
zunehmender Konizität und eine Mahlkörperaufnahmevorrichtung 8
vor. Die Mahlkörperaufnahmevorrichtung 8 ist anstelle des Mahl
behälter-Abschlußdeckels am großen Mahlbehälterring 46 befe
stigt. Der im Mahlkörperaufnahmeraum 18 verschiebbar angeord
nete Kolben 19 wird vorzugsweise durch eine mechanische Ver
stellvorrichtung 54 mit von Hand drehbaren Griffen 55 betätigt.
Dabei wird die Links- bzw. Rechts-Drehung der Griffe 55 von ei
ner Gewindeeinrichtung 56 in eine Vor- bzw. Rückwärtsbewegung
des Kolbens 19 übertragen.
Der effektive Füllgrad des Mahlraumes 7 mit Mahlkörpern 21
hängt von der Position des Kolbens 19, von der Anzahl der be
nützten Mahlkörper 7 und von ihrem Abnützungszustand ab. Um
einen gewünschten Füllgrad einstellen und gegebenenfalls eine
verschleißbedingte Verkleinerung des gesamten Mahlkörpervolu
mens feststellen zu können, ist eine Füllstandsanzeige 57 vor
gesehen. Sie besteht im-wesentlichen aus einer Skala 58 und ei
nem entlang einer Geradführung 59 verstellbaren Zeiger 60. Die
Skala 58 und die Geradführung 59 sind je an gegeneinander ver
schiebbaren Teilen des verstellbaren Kolbens 20 und des Mahl
körperaufnahmeraumes 18 bzw. seiner Berandung befestigt. Entwe
der ist die Skala 58 am Kolben 19 und die Geradführung 59 an
der Berandung des Mahlkörperaufnahmeraumes 18 befestigt, oder
die Befestigungsorte sind gerade vertauscht. Ein Mahlraum-Füll
grad von 100% stellt sich ein, wenn der Kolben 19 so weit wie
möglich gegen den Rotor 3 geschoben wird. In dieser Kolbenstel
lung kann der Zeiger 60 so verstellt werden, daß er auf der
Skala 58 100% anzeigt. Von Zeit zu Zeit kann nachgeprüft wer
den, ob der Zeiger 60 bei der größtmöglichen Verschiebung des
Kolbens 19 gegen den Rotor 3 immer noch auf 100% zeigt. Kann
der Kolben über 100% hinaus verschoben werden, so deutet dies
auf eine verschleißbedingte Verminderung des gesamten Mahl
körpervolumens hin. Durch ein erneutes Verschieben des Zeigers
60 auf 100% kann auch bei einem veränderten gesamten Mahlkör
pervolumen eine verbesserte Füllstandsanzeige gewährleistet
werden.
Die Füllstandsanzeige unterstützt eine konstante Produktquali
tät. Nach Betriebsunterbrüchen kann der Rotor 3 bei einem klei
nen Füllstand, bzw. mit wenig Mahlkörpern im Mahlraum angefah
ren werden. Anschließend wird der Kolben direkt auf den für
die Produktqualität nötigen Füllstand verschoben. Das Produkt
erhält dadurch im wesentlichen ab Betriebsbeginn die gewünschte
Qualität, ohne daß die Produktqualität überwacht und die Kol
benposition bis zum Erreichen der gewünschten Qualität ver
stellt werden muß.
Eine erfindungsgemäße Rührwerksmühle kann gemäß Fig. 5 eine
Führungseinrichtung 61 für die Mahlkörperaufnahmevorrichtung 8
umfassen. Die Führungseinrichtung 61 ist einerseits mit einer
ersten Befestigung 62 am großen Mahlbehälterring 46 und ande
rerseits mit einer zweiten Befestigung 63 an der Mahlkörperauf
nahmevorrichtung 8 befestigt. Beide Befestigungen sind vorzugs
weise als Drehbefestigungen ausgebildet. Von der ersten Befe
stigung 62 führt ein erster Schenkel 64 zu einem Drehgelenk 65
von dem ein zweiter Schenkel 66 zur zweiten Befestigung 63
führt. Um der Führungseinrichtung 61 die nötige Stabilität zu
verleihen sind die Befestigungen 62, 63, die Schenkel 64, 66
und das Drehgelenk 65 je auf zwei gegenüberliegenden Seiten des
Mahlbehälterringes 46 und der Aufnahmevorrichtung 8 angeordnet
und durch Verbindungsteile 67 miteinender verbunden. Die Füh
rungseinrichtung 61 dient als Haltevorrichtung zum Zu- bzw.
Wegführen der Aufnahmevorrichtung 8. Beim Wegführen muß die
Aufnahmevorrichtung 8 etwas in Drehrichtung vom Mahlbehälter 1
weg, verschoben und anschließend um einen freien Zugang zum Ro
tor 3 zu gewähren, vorzugsweise aus der Drehachse 2 wegge
schwenkt werden. Die Führungseinrichtung könnte gegebenenfalls
auch lediglich aus einer Geradführung, oder aus einer Geradfüh
rung und einer Dreh- bzw. Schwenkführung bestehen. Mit der
Haltevorrichtung wird die Demontage erleichtert und verhindert,
daß demontierte Teile herunterfallen können.
Eine Ausführungsform der Führungseinrichtung 61 gemäß Fig. 6
umfaßt nebst den drehbaren Befestigung 62, 63, den Schenkeln
64, 66 und dem Drehgelenk 65 einen Schnellverschluß 68. Der
Schnellverschluß 68 ersetzt mehrere, die Mahlkörperaufnahme
vorrichtung 8 mit dem großen Mahlbehälterring 46 verbindenden
Schrauben. Der Schnellverschluß 68 umfaßt gegebenenfalls zwei
oder drei, vorzugsweise aber nur ein Feststellelement, mit
einem am großen Mahlbehälterring 46 befestigten Befestigungs
teil 69 und einem daran dreh- oder gegebenenfalls ein- und aus
rastbar anschließenden Klemmschenkel 70. Ein Feststellorgan 71
ist entlang des Klemmschenkels 70, vorzugsweise mittels eines
Gewindes gegen den zweiten Schenkel 66 der Führungseinrichtung
61 pressbar. Vom zweiten Schenkel 66 wird die Mahlkörperauf
nahmevorrichtung 8 gegen den großen Mahlbehälterring 46 ge
preßt. Ein Kontaktbereich 73 zwischen dem Mahlbehälterring 46
und der Aufnahmevorrichtung 8 ist vorzugsweise konisch ausge
bildet, so daß beim Zuschieben keine Einpassungsprobleme auf
treten können. Zur Demontage bzw. zum Wegklappen der Auf
nahmevorrichtung 8 muß das Feststellorgan gelöst und vorzugs
weise vom zweiten Schenkel weg nach außen gedreht oder gege
benenfalls durch einen Ausrastvorgang vom großen Mahlbehälter
ring 46 entkoppelt werden.
Bei einer Rührwerksmühle gemäß Fig. 7 ist die Rotor-Lagervor
richtung 15 an einem an die große Basisfläche 4 des Rotors 3
anschließenden Spindelfortsatz 14' angeordnet. Zwischen dem
Rotor 3 und der Lagervorrichtung 15 ist eine Dichtungsein
richtung 74 angeordnet. Aufgrund der Lagerung auf der Einlaß
seite der Rührwerksmühle ist die kleine Rotor-Basisfläche 5 im
Bereich der Mahlgutauslaßöffnung 10 als freie Fläche ausgebil
det. Die Trennung der Mahlkörper 21 vom Mahlgut muß deshalb
nicht mehr an einem Trennspalt erfolgen, sondern erfolgt nun an
einem der kleinen Rotor-Basisfläche 5 unmittelbar gegenüber
liegenden Trennsieb 75. Zur Erleichterung der Demontage bzw.
der Montage ist eine Mahlbehälter-Führungsvorrichtung 76 vor
gesehen, die analog zur Führungseinrichtung 61 für die Mahlkör
peraufnahmevorrichtung 8 aufgebaut ist, aber am großen Mahlbe
hälterring 46 und an der äußeren Mahlbehälterwand 32 befestigt
ist.
Wenn, wie bereits in Fig. 7, die Lagerung nicht auf der Seite
der kleinen Rotorbasisfläche 5 vorgesehen ist, kann gemäß Fig.
8 die Trenneinrichtung auch so aufgebaut sein, daß die Mahl
körper im wesentlichen durch die Fliehkraft und gegebenenfalls
durch ein Sieb vom Mahlgut getrennt werden. Dabei ist am Ende
des Mahlraumes 7 im Rotor 3 ein vorzugsweise ringförmiger
Durchgangsraum 77 vorgesehen, durch welchen das Mahlgut im we
sentlichen radial nach innen strömt. Der Ringraum 77 wird beid
seits in der Richtung der Drehachse 2 von einer ersten und
einer zweiten Rotorscheibe 78, 79 begrenzt. Die erste Scheibe 78
ist an der Rotorspindel 43 befestigt und schließt direkt an
die äußere Rotorwand 35 an. Zwischen der ersten und der zwei
ten Rotorscheibe 78, 79 sind mindestens zwei, insbesondere
drei, vorzugsweise aber vier Halteteile 80 entlang des Schei
benumfangs in im wesentlichen gleichen Abständen angebracht.
Die Halteteile 80 erstrecken sich radial vom Scheibenrand bis
zu einem Außenradius eines zylindrischen Trennsiebes 81. In
der Umfangsrichtung haben die Halteteile 80 eine kleine Aus
dehnung, so daß das Mahlgut ungehindert vom Scheibenumfang zum
zylindrischen Sieb 81 strömen kann. Treten Mahlkörper 21 in den
Durchgangsraum 77 ein, so werden sie von den Halteteilen 80
mitgedreht und aufgrund-der Fliehkraft wieder ausgeschleudert.
Werden vereinzelt Mahlkörper nicht ausgeschleudert, so werden
sie vom zylindrischen Trennsieb 81 zurückgehalten. Innerhalb
des Trennsiebes 81 befindet sich ein Mahlgutsammelraum 82 aus
dem das Mahlgut durch eine Auslaßöffnung 10 der zweiten Rotor
scheibe 79 in eine Auslaßröhre 83 gelangt. Das dem Rotor 3 zu
gewandte Ende der Auslaßröhre 83 steht schleifend an der zwei
ten Rotorscheibe 79 an.
Claims (12)
1. Rührwerksmühle mit einem Mahlbehälter mit konischer Innenkontur und
einem darin angeordneten, um eine Drehachse drehenden Rotor mit konischer Au
ßenkontur, wobei zwischen dem Mahlbehälter und dem Rotor ein ringförmiger Mahl
raum mit einer konischen mittleren Mahlraumkontur ausgebildet ist, welcher Mahl
raum einander gegenüberliegende Mahlgut-Ein- und Auslaßöffnungen aufweist und
zur Aufnahme von Mahlkörpern und zum Behandeln von Mahlgut dient, dadurch ge
kennzeichnet, daß die mindestens eine Mahlguteinlaßöffnung (9) im Mahlraumbe
reich mit dem größten Umfang und die mindestens eine Mahlgutauslaßöffnung (10)
im Mahlraumbereich mit dem kleinsten Umfang angeordnet ist und wobei eine ver
stellbare Mahlkörper-Aufnahmevorrichtung (8) am Mahlraumende unmittelbar ge
genüber der Rotor-Basisfläche größten Umfangs (4) vorgesehen ist.
2. Rührwerksmühle mit einem Mahlbehälter mit konischer Innenkontur und
einem darin angeordneten um eine Drehachse drehenden Rotor mit konischer Au
ßenkontur, wobei zwischen dem Mahlbehälter und dem Rotor ein ringförmiger Mahl
raum mit einer konischen mittleren Mahlraumkontur ausgebildet ist, welcher Mahl
raum einander gegenüberliegende Mahlgut-Ein- und Auslaßöffnungen aufweist und
zur Aufnahme von Mahlkörpern und zum Behandeln von Mahlgut dient, dadurch ge
kennzeichnet, daß die mindestens eine Mahlguteinlaßöffnung (9) im Mahlraumbe
reich mit dem größten Umfang und die mindestens eine Mahlgutauslaßöffnung (10)
im Mahlraumbereich mit dem kleinsten Umfang angeordnet ist und wobei eine sich
vom Mahlraumende mit dem Mahlgutauslaß (10) gegen das Mahlraumende mit dem
Mahlguteinlaß (9) verringernde Konizität der Mahlraumkontur (29), wobei der Ab
stand r der Mahlraumkontur (29) von der Drehachse (2) in Funktion einer Koordinate
x entlang der Drehachse (2) im wesentlichen einer Potenzfunktion
r = a.(x+c)b
mit b kleiner als 1 und größer als 0 sowie
a und c abhängig von Betriebsparametern,
entspricht, vorgesehen ist.
r = a.(x+c)b
mit b kleiner als 1 und größer als 0 sowie
a und c abhängig von Betriebsparametern,
entspricht, vorgesehen ist.
3. Rührwerksmühle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet
daß die Antriebs- und die Lagereinrichtung (16, 15) für den Rotor (3)
- a) am Rotorende mit dem kleinsten Rotorumfang (5) ansetzt und eine Spalttrennung (11) vorgesehen ist; oder
- b) am Rotorende mit dem größten Rotorumfang (4) ansetzt und eine Siebtrennung und/oder eine Fliehkrafttrennung vorgesehen ist; und daß
- c) das der Lagereinrichtung (15) abgewandte Rotorende verbin dungsfrei ausgebildet ist.
4. Rührwerksmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die, Spaltweite des Mahlraumes (7) im wesentlichen konstant
ist, gegebenenfalls aber sich gegen das Mahlraumende mit dem kleineren Umfang
verkleinert, um so trotz der kleineren Rotorumfangsgeschwindigkeit eine konstante
Scherspannung zu gewährleisten.
5. Rührwerksmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abschlußfläche des Mahlbehälters (1) auf der Seite mit
dem größten Innenradius (53) zumindest teilweise entfernbar ist, und
der Rotor (3, 33, 35) und der Rotortrennung (13) lösbar und oh
ne Entfernung des Mahlbehälters (1) aus diesem entnehmbar ist.
6. Rührwerksmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß Rührelemente (17) auf der Mantelfläche des Rotors (3) und
auf der dieser Fläche zugewandten Innenfläche des Mahlbehälters
(1) vorgesehen sind.
7. Rührwerksmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drehachse (2) des Rotors (3) horizontal oder
auch vertikal angeordnet ist.
8. Rührwerksmühle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (3) und/oder der Mahlbehälter (1) zumindest in Teil
bereichen der an den ringförmigen Mahlraum (7) angrenzenden Bereiche mit einem
Kanalsystem (38, 37) für ein Kühl- bzw. Wärmemedium versehen ist, wobei diese
Teilbereiche jeweils doppelwandig aufgebaut sind und spiralförmige
Kanäle (37, 38) durch um die Drehachse (2) spiralförmig angeordnete Dichtungspro
file (36) aufweisen, und die Dichtungsprofile zwischen den konischen
Doppelwänden (30, 32, 33, 35) durch das Gegeneinanderdrücken
derselben entlang der Drehachse (2) festgeklemmt werden.
9. Rührwerksmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mahlkörper-Aufnahmevorrichtung (8) am Mahlbehälter (1) auf der Basisseite mit dem
größten Innenradius angeordnet ist und einen Mahlkörperaufnahmeraum (18) mit
verstellbarem Volumen und eine Volumenverstellvorrichtung mit einem im
Aufnahmeraum entlang einer Führung verstellbaren Kolben (19) und mit einer
mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Antriebsvorrichtung
(54, 20), umfaßt.
10. Rührwerksmühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) eine mit der Rührwerksmühle verbundene Führungseinrichtung (61) für die Mahl körper-Aufnahmevorrichtung (8) vorgesehen ist, welche Führungseinrichtung (61) mindestens eine Führung, wie eine Geradführung, oder eine Kombinationsführung, bestehend aus mindestens drei Drehführungen (62, 63, 65) oder gegebenenfalls aus einer Gerad- und einer Schwenkführung, um faßt, wobei nach dem Wegführen der Mahlkörper-Aufnahmevorrichtung (8) ein freier Zugang zum Rotor (3) offensteht; und gegebenenfalls
- b) ein Schnellverschluß (68) zwischen dem großen Mahlraumring (46) und der Führungseinrichtung (61) vorgesehen ist.
11. Rührwerksmühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mahlkörper-Aufnahmevorrichtung (8) eine Füllstandsanzeigevorrichtung (57) mit ei
ner Skala (58) und einem entlang einer Geradführung (59) einstellbaren Zeiger (60)
umfaßt, wobei die Skala (58) und die Zeigerführung (59) je an gegeneinander be
wegbaren Teilen des verstellbaren Kolbens (19) und des Mahlkörperaufnahmerau
mes (8) befestigt sind, so daß jeder Kolbenposition eine entsprechende Skalenan
zeige zugeordnet ist.
12. Rührwerksmühle nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich die Konizität in der Form einer Potenzfunktion ändert,
wobei der Parameter b kleiner als 1 und größer als 0 ist, und die Parameter
a und c von folgenden Betriebsparametern abhängen:
s Spaltweite
ρk Mahlkörperdichte
dk Mahlkörperdurchmesser
ρ wirksame Dichte (im wesentlichen die Mahlkörperdichte mit der Mahlgutdichte korrigiert)
ρg Mahlgutdichte
η dynamische Mahlgut-Viskosität
ω mittlere Winkelgeschwindigkeit der Mahlkörper (im wesentlichen 1/2 Rotorwin kelgeschwindigkeit)
Mahlgutvolumenstrom
ε Porosität der Kugelschüttung (Leer-/Gesamtvolumen)
wobei diese Abhängigkeit folgendermaßen gewählt wird
und r0 3 über eine konstruktive Randbedingung als Mahlraumradius am Mahlraumende bei der Mahlgut-Auslaßöffnung in die Mahlraumkontur eingeht.
s Spaltweite
ρk Mahlkörperdichte
dk Mahlkörperdurchmesser
ρ wirksame Dichte (im wesentlichen die Mahlkörperdichte mit der Mahlgutdichte korrigiert)
ρg Mahlgutdichte
η dynamische Mahlgut-Viskosität
ω mittlere Winkelgeschwindigkeit der Mahlkörper (im wesentlichen 1/2 Rotorwin kelgeschwindigkeit)
Mahlgutvolumenstrom
ε Porosität der Kugelschüttung (Leer-/Gesamtvolumen)
wobei diese Abhängigkeit folgendermaßen gewählt wird
und r0 3 über eine konstruktive Randbedingung als Mahlraumradius am Mahlraumende bei der Mahlgut-Auslaßöffnung in die Mahlraumkontur eingeht.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH323592A CH689798A5 (de) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | Rührwerksmühle. |
Publications (2)
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---|---|
DE4332549A1 DE4332549A1 (de) | 1994-04-21 |
DE4332549C2 true DE4332549C2 (de) | 1999-08-19 |
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ID=4251576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934332549 Expired - Fee Related DE4332549C2 (de) | 1992-10-19 | 1993-09-24 | Rührwerksmühle |
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---|---|
JP (1) | JP3454879B2 (de) |
CH (1) | CH689798A5 (de) |
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JP3331567B2 (ja) * | 1993-08-05 | 2002-10-07 | 味の素株式会社 | 食品用ペースト、その製造方法及びそれを含む食品 |
DE19750840B4 (de) * | 1996-12-05 | 2007-07-19 | Bühler AG | Rührwerkskugelmühle |
DE19912594B4 (de) * | 1999-03-20 | 2008-01-31 | Zoz Gmbh | Vorrichtung zur Hochenergie- und/oder Feinstmahlung von Feststoffen |
JP2005152692A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-16 | Sanyo Kiki Co Ltd | 膨軟処理装置 |
JP4989092B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-08-01 | フロイント産業株式会社 | ビーズミル |
DE102011010527A1 (de) † | 2011-02-07 | 2012-08-09 | Lipp Mischtechnik Gmbh | Rührwerkskugelmühle |
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DE2848479A1 (de) * | 1977-11-22 | 1979-05-23 | Microprocess Ag | Ruehrwerkskugelmuehle |
DE3448302C2 (en) * | 1983-11-03 | 1991-05-23 | Gebrueder Buehler Ag, Uzwil, Ch | Mill with stirring mechanism |
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1992
- 1992-10-19 CH CH323592A patent/CH689798A5/de not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-09-24 DE DE19934332549 patent/DE4332549C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-06 JP JP25079593A patent/JP3454879B2/ja not_active Expired - Fee Related
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DE2848479A1 (de) * | 1977-11-22 | 1979-05-23 | Microprocess Ag | Ruehrwerkskugelmuehle |
DE3448302C2 (en) * | 1983-11-03 | 1991-05-23 | Gebrueder Buehler Ag, Uzwil, Ch | Mill with stirring mechanism |
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Publication number | Publication date |
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CH689798A5 (de) | 1999-11-30 |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
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|
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
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