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Verfahren und Vorrichtung zum Zerkleinern und Mischen von Gut bis
zu kolloidalen Feinheitsgraden.
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Bei den derzeit bestehenden Trommelkugelmühlen wird größtenteils
nur das Eigengeweicht der Machlkörper zur Vermahlung herangezogen, während die durch
die Zentrifugalkraft und die Umlenkung hervorgerufene Drücke nur eine untergeordnete
Rolle spielen.
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Infolgedessen erreicht der spezitische SIahldruck bei den heutigen
Kugelmühlen keine für die wirtschaftliche Vermahlung günstige Größe.
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Bei der im folgenden beschriebenen, in den Abb. I bis g dargestellten
Kolloidmühle wirken die Mahlkörper jedoch nicht nur durch ihr Gewicht, sondern hauptsächlich
durch den ihnen infolge ihrer Umdrehung mit der Trommel innewohnenden, aus der Zentrifugalkraft
resultierenden Umlenkungsdruck, wodurch die Mahlwirkung vielfach gesteigert und
der Feinheitsgrad des Endproduktes bedeutend erhöht wird.
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Die Kolloidmühle besteht aus einer sich drehenden Trommel 1, in der
sich eine feststehende Umlenkungsmahlbahn 2 (Abb. I bis 4) befindet, die zumindest
mit der abstreifenden Eintrittskante bis ganz nahe an die innere Wand der sich drehenden
Trommel reicht.
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In der Trommel befinden sich Mahlgut und gleich große oder verschieden
große Nfahlkörper 3, diese mit gleichen oder gegebenenfalls mit verschiedenen spezifischen
Gewichten, d. h. aus gleichem oder aus verschiedenem Material.
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Durch die Reibung an der Trommelwand werden Mahlgut und Mahlkörper
von der sich schnell drehenden Trommelwand I mitgenommen und erhalten das Bestreben,
mit der Trommel fortlaufend mitzurotieren. Dies hindert jedoch die feststehende
Umlenkungsmahlbaln 2, durch deren Eintrittskante der Trommelinhalt von der sich
drehenden Trommelwand abgehoben wird Mahlkörper und Mahlgut müssen nun mit der ihnen
durch die Umdrehung der Trommel erteilten Geschwindigkeit über die Umlenkungsmahlbahn
dahinlaufen, wobei sie infolge der Krümmung der Bahn einen starken Druck auf die
Umlenkungsmahlbahn 2 ausüben. Schließlich gelangen sie wieder, gegebenenfalls unter
Schlagwirkung, von der Umlenkungsmahlbahn
2 nach Abb. 3 auf die
sich drehende Trommel I, wo der Arbeitsvorgang von neuem beginnt.
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Während des ganzen Arbeitsweges ist das Mahlgut mit den Mahlkörpern
innig gemengt. so daß insbesondere auf der Umlenkungsmahlbahn eine sehr kräftige
Mablwirkung erreicht wird.
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Während bei Abb. 2 die zwei Kanten der Umlenkungsmahlbahn 2 bis nahe
an die Trommel heranreichen und die Krümmung so gewählt wird, daß Ein- und Austritt
stoßfre1 erfolgen, ist nach Abb. 3 die Austrittskante der Umlenkungsmahlbahn 2 so
angeordnet, daß das Mahlgut und die Mahlkörper 3 unter Schlagwirkung auf die Trommelwand
I auftreffen.
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Die Einführung des Mahlgutes erfolgt zentral durch die eine hohle
feststehende Achse 4 (Abb. I und 4) der Umlenkungsmahlbahn.
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Da das feinst gemahlene, staubförmigeProdukt infolge der Umdrehung
sich schwebend in der Mitte der Trommel einstellt, kann die Entleerung desselben
ebenfalls zentral durch die zweite Hohlachse 5 (Abb. I) erfolgen.
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Damit kein gröberes Gut aus der Trommel mit hinausgelangen kann, befindet
sich in der Trommelmitte von Achse zu Achse ein Rohr 6 (Abb. I), das an der unteren
Seite kleine Oftnungen 7 besitzt, durch welche wohl das staubförmige Produkt, nicht
aber gröberes Gut oder Mahlkörper in das Abzugsrohr gelangen können. Das gegebenenfalls
hineingelangende gröbere Gut fällt durch die Löcher 7 in den Mahlraum 8 wieder zurück,
während die Mahlkörper größer als die Sieböffnungen sind. Nach Abb. 4 ist dieser
Schutz gegen das Eindringen von grobem Produkt und Mahlkörpern in die Entleerungs-bzw.
Füllöffnung durch besonders angeordnete Prallflächen 9, 10 und I I gebildet, die
gegeneinander so angeordnet sind, daß gegebenenfalls doch hineingelangtes gröberes
Gut in den Mahlraum zurückfallen muß. Rohr und Prallflächen können auch gemeinsam
Abzug und Sichtung des abziehenden Materials vornehmen.
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Die Umlenkungsmahlbahn kann gekühlt oder geheizt werden. Die Zu-
und Ableitung erfolgt durch Kanäle 12 (Abb. I bis 4) in den Hohlachsen 4 und 5,
die entweder, wie in Abb. I, gebohrt oder, wie in Abb. 4, zwischen der inneren Wand
des Hohlzapfens von der Umlenkungsmahlbahn und dem darin eingesetzten Füllungs-
bzw. Entleerungsrohr 13 gebildet werden.
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Bei der Ausführung nacll Abb. 5 und 6 dreht sich die Trommel I um
eine senkrecht oder schräg stehende Welle 14. Die Trommel I erhält dann eine kegel-
oder kugelschalenförmige Form, in welche von oben die feststehende Umlenkungsmahlbahn
2 SO eingesetzt ist, daß Mahlgut und Mahlkörper 3 in wechselndem Lauf auf der sich
drehenden Schale nach oben getrieben und auf der feststehenden Umlenkungsmahlbahn
nach abwärts zur Schalenmitte zurückfallen, auf welchem Wege die Mahlkörper durch
ihr Eigengewicht und den Zentrifugaldruck auf die Wand der sich drehenden Schale
I und auf der feststehenden Umlenkungsmahlbahn 2 das Mahlgut kräftig zerschlagen
und zerreiben. Bei schräg stehender Schalenwelle 14 können Mahlschale I und feststehende
Umlenkungsmahlbahn 2 SO angeordnet werden, daß die Mahlkörper auf der sich drehenden
Schale und der feststehenden Umlenkungsmahlbahn nur durch ihr Eigengewicht oder
nur durch Zentrifugaldruck Mahlarbeit leisten.
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Bei der Ausführung nach Abb. 7, 8, 9 ist die äußere Trommel 1 feststehend,
währentl die verschieden geformte innere Umlenkungsmahlbahn 2 sich dreht.
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Die in der feststehenden Trommel I befindlichen Mahlkörper 3 und
das Mahlgut werden durch die sich drehende Umlenkungsmahlbahn 2 von der Trommel
abgehoben und müssen, den verschiedenen Formen der Umlenkungsmahlbahn folgend, entweder,
Mahlarbeit leistend, über dieselbe hinwegrollen und unter Schlagwirkung auf die
feststehende Trommelvvand auftreffen, oder sie werden mitgenommen, in welchem Falle
die Mahlkörper 3 mit ständigem, durch die Fliehkraft hervorgerufenen Druck auf die
Trommelwand I und mit Drehung um ihren Schwerpunkt unter kräftiger Mahlarbeit vor
der Umlenkungsmahlbahn einhergeschoben werden.
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Die Füllung und Entleerung dër feststehenden Trommel erfolgt durch
Verschlüsse 15. welche genau entsprechend der Innenform der Trommellängswand bzw.
der Stirnböden eingepaßt sind und bei der Entleerung (Sffnungen freigeben, durch
welche das Mahlgut hinausgeschleudert wird, während die Mahlkörper 3 über die Entleerungsöffnungen
hinwegrollen.
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Die Kühl- bzw. Heizflüssigkeit wird der Umlenkungsmahlbahn 2 durch
die sich drehenden Wellenzapfen in bekannter Weise zu- bzw. abgeführt, während die
äußere Trommel mit einem Kühl- bzw. Heizmantel versehen sein kann.
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Zur Kühlung bzw. Heizung der sich drehenden äußeren Trommel I (Abb
1 bis 4) wird vorteilhaft eine Tauch- oder Berieselungskühlung verwendet.
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Die Abstreifkanten der Umlenkungsmahlbahn müssen zwecks guter Umlenkung
von Mahlgut und Mahlkörpern stets dicht an der Innenfläche der Trommel stehen. Da
jedoch
der Spalt 16 (Abb. 2, 3, 6. 8 und 9) zwibuchen Umlenkungsmahlbahn
und Trommel durch die Abnutzung der dem Verschleiß unterworfenen Teile allmählich
größer wird, müssen die Eintritts- bzw. Austrittskanten der Umlenkungsmahlbahn entsprechend
dem vergrößerten Spalt an die Trommelinnenfläche herangerückt werden. Dieses erreicht
man durch Verschiebung der ganzen Umlenkungsmahlbahn von außen senkrecht zur Längsachse
der Trommel in der Richtung. daß Ein- und Austrittskanten in den günstigen Abstand
von der Trommelinneniläche zu stehen kommen. Um diese Verschiebung von Umlenkungsmahlbahn
zur Trommel zu erreichen, müssen die Umlenkungsmahlbahn und die Trommel unabhängig
voneinander gelagert und die Durchführungsöffnungen für die Tragzapfen der Umlenkungsmahlbahn
in den Stirnwänden der Trommel in der Verschiebungsrichtung größer sein als der
Durchmesser der Tragzapfen der Umlenkungsmahlbahn. Ferner kann die Einstellung des
günstigsten Spaltes durch Verschieben der beiden Hälften bzw. des einen Teiles der
Umlenkungsmahlbahn auf deren Stirnwan lflächen erfolgen, wobei der jetzt zwischen
den zwei Hälften entstehende Spalt durch eine Zwischenlage 17 (Abb. 1, 2, 4 und
6) ausgefüllt wird, oder man verringert den Spalt der Ein- und Austrittskanten auf
das günstigste Maß durch Befestigen besonderer Eintritts- und Austrittsbogenstücke.
ii-fltl schließlich kann die Einstellung des günstigsten Spaltes durch federnde
Anordnung der ganzen Umlenkungsmahlbahn in den Zapfenlagern bewirkt werden, so daß
die Eintrittskante der Umlenkungsmahlbahn an der Innenfläche der Trommel sanft schleift
und die Austrittskante einen kleinen Spalt frei läßt ; gegen zu starkes Anpressen
der Ein- und Austrittskanten der Umlenkungsmahlbahn an die Trommelwand durch den
im Betrieb entstehenden Umlenkungsdruck. verursacht durch Nlahlkörper und Mahlgut,
ist die Umlenkungsmahlbahn durch Anschlagknaggen gesichert.
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Um das Eindringen von Mahlstaub in die Lagerung zu vermeiden, wird
derselbe durch Druckluft, die durch an den Rotorstirnwandflächen angebrachte Flügel
gegebenenfalls selbst erzeugt werden kante, von der Mitte der Stirnwand und von
d n Lagern nach außen und zum Mahlraum gedrückt; dieser Mahlstaub kann auch durch
Wasserschutz oder federnde Ringe von den Lagern ferngehalten werden.
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Die beschriebenen Vorrichtungen können sowohl zum Zerkleinern als
auch zum Mischen und zur Einleitung bzw. Durchführung von physikalischen Vorgängen
und chemischen Reaktionen dienen.
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1?ATENTANSPRÜCliL I. Verfahren zum Zerkleinern und Mischen von Gut
bis zu kolloidalen Feinheitsgraden, wobei dem Gut und den als Zerkleinerungskörper
dienenden Kugeln auf einer Hohlkörperwand (Trommelinnenwand) in ununterbrochenem
Strome eine hohe Bewegungsenergie erteilt wird. dadurch gekennzeichnet, daß Kugeln
und Gut von einer beweglichen, durch die Hohlkörperwand gebildeten Mahlbahn über
einem feststehenden, als Mahlhahn ausgebildeten Umlenkkörper getrieben werden, so
daß auf diesem Umlenkungskörper ein wesentlicher Teil der Mahl-und damit der WIischarbeit
geleistet wird.