WO2009144249A1 - Zerkleinerungsvorrichtung - Google Patents

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WO2009144249A1
WO2009144249A1 PCT/EP2009/056460 EP2009056460W WO2009144249A1 WO 2009144249 A1 WO2009144249 A1 WO 2009144249A1 EP 2009056460 W EP2009056460 W EP 2009056460W WO 2009144249 A1 WO2009144249 A1 WO 2009144249A1
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WO
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grinding
grinding bodies
bodies
rotor
container
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/056460
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Müntener
Original Assignee
Bühler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Bühler AG filed Critical Bühler AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/12—Mills with at least two discs or rings and interposed balls or rollers mounted like ball or roller bearings
    • B02C15/123—Mills with at least two discs or rings and interposed balls or rollers mounted like ball or roller bearings with rings and interposed rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/004—Shape or construction of rollers or balls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/12—Mills with at least two discs or rings and interposed balls or rollers mounted like ball or roller bearings
    • B02C2015/126—Mills with at least two discs or rings and interposed balls or rollers mounted like ball or roller bearings of the plural stage type

Definitions

  • the invention relates to a crushing device according to the preamble of claim 1.
  • Such crushing devices are generally designed as heavy, expensive and space-consuming rolling mills, which serve for the crushing of a variety of ground materials.
  • Particularly well known are u.a. so-called Reibwalzwerke in which several rollers each rotate at different speeds from each other to comminute a regrind, as well as a liquid millbase in the form of a dispersion, such as paints, coatings, coatings or cocoa masses, etc.
  • Reibwalzwerke for these purposes, which provide a fairly good product.
  • a Reibwalzwerke several rollers are pressed against each other and at the same time driven so that they have different peripheral speeds, with always the following roller runs faster than the previous one.
  • the investment and space required for such Reibwalzwerke is not inconsiderable, which is why even agitator ball mills have been proposed for carrying out the so-called wet milling, but which are less preferred in some respects against Reibwalzwerken.
  • agitator ball mills have been proposed for carrying out the so-called wet milling, but which are less preferred in some respects against Reibwalzwerken.
  • a considerable amount of space is required, which will not be given especially for smaller businesses.
  • the invention has for its object to make a crushing device of the type mentioned simpler, space-saving and cost-effective, and this is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.
  • a cage ring holding together the rollers of at least one grinding ring could be provided which extends in a plane perpendicular to the axes of the grinding wheels and supports their axes (with free space) and which is driven for relative rotation with respect to the races. It is preferred, however, if the races relative to each other are rotatable and at least one of which is provided with a rotary drive, preferably at least the outer race.
  • the invention also provides a kind of refiner conche for the production of chocolate, of so-called compound and fillers of nuts, crocants and the like, which in principle is capable or can be formed so that even coarse-grained ingredients such as granulated sugar, Nuts, etc. may be milled, and it may generally be such that all components of the intended end product, or a large part thereof, are already filled into the device at the beginning of operation.
  • the races are housed in a container space for receiving regrind, although it would also be possible to form them as a separate aggregate, which is submersible in a container, as is known from some mixers.
  • FIG. 1 shows an axial longitudinal section through a first inventive embodiment of a crushing device.
  • Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a section along the line III-III of Fig. 1;
  • Fig. 4 is an enlarged detail to Fig. 1, and
  • Fig. 5 is a partial section along the line V-V of Fig. 4;
  • FIG. 6 shows an inclined variant of FIG. 1
  • Fig. 7 is an enlarged section along the line VII-VII of Fig. 5;
  • Fig. 8a is a side view of a grinding body shown in Figs. 1-7, to which
  • Fig. 8b is a view in the direction of arrow b of Fig. 8a, whereas the
  • Fig. 8c illustrates the layout of such a grinding body and the Fig. 9 shows a variant of a hollow grinding body
  • Fig. 10 illustrates another embodiment with several rows of grinding media of the type previously shown, including the
  • Fig. 1 1 illustrates a section along the line XI-XI of Fig. 10, which in turn is a section along the line X-X of Fig. 11, whereas the
  • FIGS. 10 and 11a show similar to FIGS. 10 and 11 a variant with three Mahl stressesringen, wherein Fig. 10a is a section along the line Xa-Xa of Fig. 11 and Fig. 11 a is a section along the line XIa-XIa 10a, and
  • FIG. 12 illustrates the geometric relationships in the region of the grinding bodies of FIG. 10 on an enlarged scale along the line XII-XII of FIG. 11, but in a variant slightly modified with respect to FIG. 10, whereas FIG. 12
  • Fig. 12a is a section similar to Fig. 12, taken approximately along the line XIIa-XIIa of Fig. 11a;
  • Fig. 13 is another embodiment with conical grinding bodies, including the
  • Fig. 14 is a section along the line XIV-XIV of Fig. 13;
  • FIG. 15 illustrates a variant similar to FIG. 13, but with a plurality of superimposed grinding stages
  • Figs. 16 and 17 contrast two possible arrangements of conical grinding media, of which Fig. 16 is a section along the line XVI-XVI of Fig. 19a, and Fig. 17 is a section along the line XVII-XVII of Fig. 19 , and wherein the cutting guide is in each case designed such that the drawing-in gap 19a can be seen between two adjacent grinding bodies
  • FIG. 18 shows a practical example with conical grinding bodies with an arrangement of the grinding bodies corresponding to FIG. 17, to which the FIGS Fig. 19 shows a section along the line XIX-XIX of Fig. 18, which in turn is a section along the line XVIII-XVIII of Fig. 19;
  • Fig. 18a illustrates this an alternative arrangement to Fig. 18 in section along the line XVIIIa-XVIIIa of Fig. 19a, and the
  • Fig. 19a shows a section along the line XIXa-XIXa of Fig. 18a;
  • Fig. 20 shows an arrangement similar to that of Fig. 18, but with a plurality of superimposed grinding stages
  • Figs. 21-26 illustrate various other embodiments of grinding media, wherein Fig. 23b is a section on the line bb of Fig. 23a, Fig. 24b) is a plan view of Fig. 24a, Fig. 25b) is a section on the line bb Fig. 25a is and Fig. 26b is a section along the line bb of Fig. 26a;
  • Fig. 27 is a plan view of a guide and sliding block as shown in section in Fig. 4;
  • Fig. 27a is a section along the line XXVIIa-XXVIIa of Fig. 27;
  • Fig. 27b is a section along the line XXVIIb-XXVIIb of Fig. 27a;
  • Fig. 28 is a perspective view of a guide and sliding block of Fig. 27;
  • Fig. 29 shows a plan view of a plate-like end of a rotor with a view of radially arranged, the sliding blocks of Figure 27 respectively receiving grooves, in which the sliding blocks (and with them the outer grinding media) can move radially;
  • Fig. 30 is a section along the line XXX-XXX of Fig. 29.
  • a container 1 is provided, which is suitably designed for tempering double-walled with an annular tempering 2.
  • tempering the choice of means for tempering is not critical, so that many of the known types can be used here. If the term "tempering" is used here as a generic term, then it should include both (or Alternatively, a heating or warming device as well as a cooling device understood, because depending on the to be comminuted - in general liquid - Good one or the other, or in sequence both may be desirable.
  • the supply and removal of temperature control via an inlet connection 4 or via an outlet 5.
  • the flanged bottom 6 may have an approximately disc-shaped temperature control 2 ', which is connected to inlet and outlet ports 4' and 5 '.
  • the container 1 has a filling opening 3, which is realized here in the form of a hopper.
  • this inlet opening can be of any desired design, that is to say as here as mere pouring opening or as pipe connection for forcibly feeding a dispersion, such as a cocoa-containing mass or about a dye or lacquer dispersion or a plastics material, via a pump.
  • a level sensor 12 here indicated only schematically and which can be formed in any desired manner, may be provided which optionally regulates the supply (for example a feed pump) to a predetermined level.
  • the container 1 Inside the container 1 is at least one rotor, in the present case the two, namely an inner rotor 7 driven by a motor M1 and a shaft 11 'and an approximately bell-shaped outer rotor 8 driven by a motor M2, a belt pulley 10 and a hollow shaft 11 intended.
  • This bell rotor 8 has openings 9, passes through the mass to be massed from the outer container 1 into the interior of the bell rotor 8 and thus to the inner rotor 7. Since it is provided that the outer rotor 8 rotates, if appropriate, relatively slowly, the motor M1 is preferably connected to a self-locking gear, such as a worm gear. For some applications, however, it may be desirable to reverse drive the inner rotor 7 slowly (e.g., via a worm gear) and run the outer rotor fast.
  • a self-locking gear such as a worm gear
  • the tempering chambers 2, 2 ' In order to enable the introduction of high amounts of energy without damaging the temperature of the mass to be mashed, attention has already been drawn above to the tempering chambers 2, 2 '. However, it is expedient if at least one of the rotors 7 and / or 8 can be tempered.
  • a rotary input / output 13 for the supply of a coolant to a supply channel 14 of the hollow shaft 11 is provided on the hollow shaft 11, from where the coolant flows along (or helically guided) a tempering channel 15 of the outer rotor 8, to get to the bottom in an annulus 16 to a discharge channel 17, to flow upwards (see upward arrow on the hollow shaft 11 in a drain channel 14 ') and exit from the rotary input / execution 13 according to the exit arrow again.
  • This can be done in a, possibly regulated, cycle, much as it is known for agitator mills.
  • cooling system can be used; For example, the use of evaporable coolants has already been proposed for agitator mills as in a refrigerator.
  • the heat dissipated in this way is in the region of a lining of the lower part of the outer rotor 8, e.g. made of harder material, existing annular grinding surface 18 (distribution cylinder), roll on the grinding body 19 under friction.
  • the grinding bodies 19 are similar to a roller bearing in an outer Mahl Eisenring (dash-dotted) 20, wherein the annular grinding surface 18 to some extent forms the race of this "roller bearing.”
  • These grinding bodies 19 are so on Gap arranged in the circle 20 that they engage in the interstices of (here) smaller grinding media 21 and in turn each form Reibspalte, in which the liquid to be mowed Good drawn and ground by a difference in speed of the grinding media 19 against the grinding media 21 (not necessarily) smaller media 21 could in turn interact with an inner stator 22 ( Figure 4) as a refining surface, but a more preferred embodiment is shown in Figure 1. It is therefore also clear that the media 21 thus to some extent form an inner media ring. with the contact surfaces 23, 24
  • a loading device spring
  • any other loading device such as a hydraulic or pneumatic It is preferred if the pressure of the loading device 25 is adjustable, for example adjustable by means of an adjusting nut 31.
  • an outer holder 30 is advantageously provided as an anti-twist device for the inner stator 22.
  • this type of load results in an advantageous manner on the one hand for the grinding on the surfaces 23 and 24 acting grinding pressure
  • this pressure acts as a result of the slope of the surfaces 23, 24 against the voltage applied to the small grinding media 21 large grinding media 19, so that the grinding pressure necessary for the action of a friction rolling mill, both between the individual grinding bodies 19, 21, and between the grinding bodies 19 and the friction surface 18 of the rotor 7, is ensured.
  • the surfaces 23, 24 act as an inner race.
  • the filled through the opening 3 mass passes through the openings 9 into the interior of the bell rotor 8 and between the grinding media 19, 21 and grinding surfaces 18, 23, 24 of the rotors 7 and 8.
  • a conveyor for the, in particular ongoing or ongoing, supply of the ground material from bottom to top to the feed openings 9 are provided in the interior.
  • the outside of the bell rotor 8 is provided with an upwardly conveying screw conveyor 27, ie that its rotary Direction is chosen so that this screw 27 also really upwards against the openings 9 promotes.
  • the drive of the outer rotor 8 serves a dual purpose, namely on the one hand the generation of a differential speed of the grinding surfaces 18, 19 and on the other hand as a drive member for the screw 27th
  • a Mahlgutstrom from the inlet opening 3 results in an annular space 28 between the container 1 and bell rotor 8, from there into the openings 9, down to the grinding media 19, 21 and further down to the, preferably oblique, lower end faces 29 of the large grinding media 19.
  • the bevel of the end face 29 entails that this results in a wider grinding gap together with a reinforced bottom surface 2a, but which leads through the slope to an improved intake angle, for example for coarser particles of the ground material, such as sugar crystals or nut particles.
  • the surface 29 cooperates with the bottom surface 2a of the container 1, but it could also be combined with any, e.g. cooperate at any height through the container continuous wall, which may be slightly inclined as the bottom 2a, so as to cooperate to form a pull-in gap (19a in Fig. 7). It is clear that such an inclined surface could also be provided on the upper side of a grinding element and interact there with a corresponding wall passing through the container space, but an arrangement on the underside and especially in the region of the bottom wall 2a will be particularly recommended.
  • the thus treated regrind is then either through the conveying action of the screw 27 again via the outer space 28 (in which it can be intensively heated or cooled by the flow through a tempered from both sides passage or cooled) the openings 9 or fed (simultaneously or in individual batches are emptied through a discharge opening 32, wherein in the illustrated embodiment, the discharge opening is closed by a movable piston 33.
  • the arrangement described acts as a combined 2-stage rolling process by coarse grinding of oversized solid components, which would not be drawn into the grinding gap of the abutting cylindrical surfaces of grinding media 19, 21 and friction surfaces 18, simultaneously with the already sufficiently fine particles between the cylindrical surfaces , now be pre-ground between the surface 19 a and the bottom surface 2 a to the required fineness in order to subsequently pass through the feed nip between the cylindrical surfaces for fine grinding.
  • the formation of the outer rotor 8 can be seen there particularly clearly. He has, as already mentioned, a double wall, in which a to the channel 14 (Fig. 1) connected inlet pipe 33 opens for the temperature control, and from which a discharge channel 14 '(Fig. 1) leading outflow pipe 34 opens again.
  • the openings 9 are preferably so coordinated with the direction of rotation cw of the outer rotor 18 that they favor the passage of the ground material from the annular outer space 28 into the interior of the bell rotor 8 by oblique intake walls 35.
  • the intake wall which thus draws out the grinding stock, could also be extended radially outward, for example, to the inner wall of the container housing.
  • this cone In connection with the surfaces 23, the cone carrying them was referred to as a "compensating cone.” In fact, this cone preferably has a double function in that it forms not only the counter-bearing surface for the grinding-element cones 21 ', but also the support for the cone Loading device 25.
  • a load balancing arrangement which, for example, accommodates the compensating body 23 and supports it movably, for this purpose, a ball bearing with a spherical surface 38 can be provided in its center, around which the body 23 can become more or less inclined, depending on the wear Mahl Sciences 21 between the surfaces 23 'and 24 are held and on them, as on races of a roller bearing - but sliding because of the differential speed while shearing and rubbing - the cones 19 'are held in guide and sliding blocks 39 of the rotor 7 in their position relative to the central axis Z of the shaft 11' , wherein its conical surface on the angled surfaces 39 '(see.
  • Figs. 27 to 28, in particular Fig. 27b) of Guide and sliding blocks 39 is held.
  • the passage openings 40 in the inner rotor 7, and 40 'in the guide and sliding blocks 39 ensure the flow of the ground material to the grinding media or the entirety of the grinding arrangement.
  • the guidance of at least one of the outer grinding elements 19 in these guiding and sliding blocks 39 has two functions (the term "stone", of course, does not designate the material of which they are made, although this would also be possible, preferably a hard, abrasion-resistant one Material, such as metal, hard metal, ceramic or the like):
  • the inner rotor 7 keeps above the guide and sliding blocks 39, the back pressure to the vertical pressure generated by the grinding in the Mahlspalt 19a from the pre-grinding of the oversized solid particles in the dispersion to be mulched.
  • the guide and sliding blocks 39 embedded in the star-shaped grooves 7 '(see Fig. 29) allow a radial movement of the grinding bodies 19, primarily outwards, and thus the application of an indirect pressure of the loading device 25 the internal grinding bodies 21, which in turn act on the outer grinding bodies 19 by means of their cones 21 'and 21 "and are thus able to press them against the cylindrical friction surface 18 of the outer rotor 8 (FIG.
  • the continuous abrasion of the grinding media 21 and 19 and the friction surface 18 requires a continuous feeding of the grinding media 21 and 19 radially outward. This feeding is ensured by the guide and sliding blocks 39 in two respects: once by the sliding possibility of the cone tips 19 'within the angled surfaces 39' (see Fig. 27a, 28), as in Fig.
  • the second function of the leadership of at least one outer grinding body 19 in the guide and sliding blocks 39 is that the interaction of the outer grinding body 19th with the inner rotor 7 the whole Mahl Sciencesp, ie the Mahl Sciencesn 19 and 21, by the, eg predetermined, speed of the inner rotor 7 by means of the drive motor M1 a certain speed of planetary circulation of Mahl stresseses 19, 21 imposes and thus the desired differential speed between the grinding surfaces create among each other, and possibly also controls, leaves.
  • This also applies if only a single grinding body 19 is connected to the inner rotor 7 with respect to the central axis Z (of course not with respect to its own grinding body axis), which latter is at the same time also the rotor axis of the inner rotor 7.
  • any number of grinding bodies 19 and 21 may be provided.
  • the position of the inner rotor 7 and its grinding bodies 19, 21 is actually overdetermined with more than three outer grinding bodies 19 in the sense of an edition on more than three points.
  • the device - as shown in Fig. 6 - constantly or only in some stages of the process can be kept awry. In this case, of course, a (relatively) asleep level of the liquid ground material at the sensor 12 will result.
  • Fig. 7 shows the grinding zone on a larger scale. Since coarser particles, such as granulated sugar settle on the bottom 2a, it makes sense to form this bottom 2a as a harder friction plate 2a, which is connected to the oblique, lower end faces 29 of the large grinding bodies 19 (as the intake gap 19a for the premilling of the oversized grain fractions of the dispersion). interacts. At the same time, a fine grinding zone results between the distribution cylinder 18 and the grinding bodies 19 rubbing and rolling against it, in particular for that via the holes 40, 41, 41 'and the openings 9 repeatedly brought up, generally liquid, ground material.
  • Figs. 8a to 8c show the large grinding media 19 from the side (Fig. 8a); 8b in a view b of Fig. 8a, that is rotated by 90 °, so that the lower inclined end faces 29 are visible; and in plan view ( Figure 8c). It is shown with reference to FIG. 9 that it would also be possible to make these grinding bodies hollow as grinding bodies 119.
  • the cavity is used in liquid millbase (because in rarer cases can also be particulate, at least flowable, dry millbase comminuted) for cooling the grinding media 119 by the liquid millbase can flow through the hollow grinding body 119 and in turn acts as a cooling medium with the inventive shredder or Mahl stressestage absorbed.
  • 10 and 11 illustrate a variant embodiment, seen in the axial direction of the container 1, a plurality of layers A, B, C of rotating grinding bodies 19, 21.
  • the same reference numerals are used for parts identical function as in the previous figures, for Parts only similar function the same reference numerals, but provided with an addition. It should be noted that the possibility of coarse or pre-grinding, as given in FIG. 1 by the interaction of the surfaces 2 'and 29, is not shown or the apparatus described below is designed only for fine grinding.
  • Mahleniaringe A, B, C instead of the three Mahl Sciencesringe A, B, C, if desired, also odd, more, five or more Mahl Sciencesringe can be provided, which of course has effects on the one hand to be introduced on the respective drive grinding performance, on the other hand also on the dissipated heat.
  • the grinding bodies 19 of the layers A and C may optionally have different diameters from each other.
  • the inner grinding bodies 21 would then have different diameters at the upper side with respect to the lower side, or that the arrangement of the lower and upper grinding bodies 19 would not be so symmetrical with respect to the inner grinding bodies 21, as can be seen from FIG ,
  • the upper media of layer A could have a larger diameter than the lower media 19 of layer C, but their downwardly facing cones 19b would be longer so that they again frictionally contact the upper cones of the inner media 21 at a location where their diameter corresponds to the distance ratios between the inner grinding bodies 21 and the distribution cylinder 18.
  • the type of load that presses the grinding media not only against each other and against the outer friction surface 18 and the outer rotor 8, but also simultaneously against the inner (n) friction surface (s) 23 and 44 of the inner stator 35a.
  • the spring 25 of Fig. 1 the conical surfaces 24 and 23 loaded, which act on the inner grinding media 21, here act the surfaces 23, 24 on the cones of the outer grinding body 19.
  • the load is in this case from above, and preferably adjustable by a spring housing 45 via a sealed disc 31 a and the spring 25, adjustable by means of the screw bolt 31 b with respect to their compressive force, with its friction surfaces 23 'on the upper outer grinding body 19 and thus interacts with the inner grinding media 21, all Mahl Eisenringe A to C charged
  • the arrangement according to FIG. 10 preferably has a cooled stator 35a, with a coolant space 49 inside this inner stator 35a.
  • the coolant space 49 in turn is supplied with coolant (or temperature control medium) via an inflow pipe 4 ", which also supplies the bottom gap 2 'from there ..
  • FIG. 12 shows a section along the line XII-XII of Fig. 1 1, but with slightly varied Mahl stresses 19, 21.
  • the top of the cones 19 ' is here somewhat shallower and is below an expedient 90 °, angle ⁇ .
  • the friction surfaces 23 are extended to the cone tip of the grinding media 19, so that an enlarged grinding surface (or a enlarged friction gap) between these two parts 19 'and 23 results, but also increases the braking effect on the grinding media 19.
  • This braking effect leads, inter alia, to that speed difference which results in friction (and thus the effect of a friction rolling mill), which in turn prevents the grinding bodies 19 from merely rolling on the distribution cylinder 18.
  • This braking effect is particularly desirable when no driven inner rotor 7, as shown in Fig. 1, is used, which inner rotor with its own drive M1 otherwise for the braking effect or for generating a differential speed between the grinding bodies 19, 21 and the friction surfaces, as the friction surface 18, provides.
  • FIGS. 10a and 11a show a variant for which the above with respect to FIGS. 10 and 11 applies, but in which still a third Mahl Sciencesring 51 with slightly smaller, in this example cylindrical, Mahl Sciencesn 52 in addition to the previously described Mahl Sciencesringen 20th and 26 is used (see Figures 2 and 11).
  • Fig. 12a shows these cylindrical grinding media 52, which - since they are just cylindrical - in the axial direction Ax of the container 1 must not follow an axial movement caused by the loading device and therefore can be interconnected by a shaft 53. Since the distribution cylinder 18 but extends over the full height of the three Mahl Sciencesringe A, B, C, it would also be possible to form the cylindrical grinding media 52 - without the shaft 53 in between - reaching over the entire height.
  • a bell rotor is missing, and it is only one (possibly single) rotor 8a as an outer rotor with the grinding bodies 19c holding and in the star-shaped grooves 7 '(see Fig. 29) of the here annular end of the rotor 8a embedded and as described - provided in the grooves T radially slidable guide and sliding blocks 39.
  • a relatively thin inner rotor 7a is provided, which is pressed in the direction of the arrows 25 'by an arbitrary, per se loading device down.
  • a loading device could also act on the lower conical surfaces 24, which are rigidly secured to the bottom plate 2 in this embodiment.
  • a controllable differential speed between the grinding surfaces when a relatively thin, only the friction surfaces ("race of a roller bearing") carrying inner rotor 7a rotatably mounted, and preferably also via a motor (similar to the motor M2 of Fig. 1) driven
  • the arrows P1 and P2 show, as an example, the directions of rotation of the two rotors 7a, 8a, but they could also have the same direction of rotation arises.
  • the rotor 8a expediently has a cylinder wall 50 which is provided with openings 9a between webs 56, which openings 9a may in principle be made similar, as has been explained with reference to FIG.
  • the product to be mashed can not be pumped from above through the opening 3, but from below via a supply pipe 3a, wherein the ground material up into the room 1 a, possibly from below passes through the grinding zone, passes.
  • the space radially outside the friction surfaces 18a is used as a tempering and the pipes 5a and 32 serve as supply and discharge pipes for temperature control.
  • the inner and outer grinding bodies 21c and 19c have approximately the same size.
  • the position of the inner grinding bodies 21c are defined by their lower and upper cones 21 "and 21 'and the contact with the friction surfaces 23 and 24, which are inner races of a roller bearing
  • the outer grinding bodies 19c are in contact with the now conical friction surface 18a, on the other hand on the conical surfaces of the upper cones 21 'of the inner grinding body 21 and are held by the, now on the outer rotor 8a in guide and sliding blocks, analogous to Figs. 1, 5 and 27 to 29, which stones 57 in radial guides or again radially arranged grooves 40a (similar to the grooves T of Fig. 5) are radially displaceable and so to allow a radial position change to compensate for wear.
  • a spherical surface 38 has been shown on the grinding surfaces 23 to compensate for different wear, here are the grinding bodies 19c, which are provided with such a "gimbal" 38a, to a slight tilting movement of the respective grinding body relative to the friction surface 18a in the case allow different wear.
  • a temperature control or cooling of the shaft 1 1 'of the inner rotor 7a is possible, as can be seen in particular from FIG. 13.
  • a feed tube 59 is provided as a feed channel in the relatively thick shaft 11 ', whereas the annular space 60 surrounding this tube 59 serves as a drainage channel. It is clear that these channels 59, 60 are provided at the top in a similar manner with a rotary inlet, as the device of Fig. 1 with the rotary inlet 13th
  • this embodiment variant too is to a certain extent "multiply” by arranging several layers of grinding body rings A, B and C in the axial direction, such an embodiment being shown in FIG. 15.
  • the outer grinding bodies 119 are provided with intermediate rings 7 ', 7 " Rotor 7a connected, whereby the rotor 7a by means of its associated drive bes determines the speed of the Mahlmorringe about the central axis Z, whereas the rotation of the grinding bodies 119, 121 about its own axis by the drive of the central shaft 11 'via the wedges 58a at its wedged conical pieces 58 and is determined.
  • the rotational speeds of the rotor 7a and the central shaft 11 ' are chosen so that instead of a mere unwinding of the grinding bodies 119, 121 at the friction surfaces 18a, 23, a rubbing or shearing (speed difference) is formed.
  • the rotor 7a is again loaded by a spring 25a, which in turn may be loaded either by a construction (arrows 25 '), similar to that shown in Fig. 10, or by a fluidic loading device, in which case the spring 25a is more the function has to cushion the force of this fluidic load device elastic, or even completely eliminated.
  • the vertical pressure generated by the loading device 25a on the outer grinding bodies 119 is transmitted via the inner grinding bodies 121, to the annular friction surfaces 24, as well as to the cone pieces 58, respectively on the next lower Mahlèveringe.
  • the loading device 25a can also act on the cone pieces 58 or on both, the rotor 7a and / or the cone pieces 58 can be loaded to provide the necessary pressure on the friction surfaces on the one hand between the grinding body 119, 121 itself, on the other hand between the grinding bodies 119th , 121 and the friction surfaces 18a and 23 to produce.
  • the outer grinding bodies 119 are again connected by means of guiding and sliding blocks 57 to the intermediate rings 7 ', 7 ", while with their conical outer surfaces they are supported downwards against complementary conical friction surfaces 18a, on which the material to be ground passes
  • the outer surfaces of the downwardly converging outer surfaces of the grinding bodies 119 abut against the upward converging outer surfaces of the inner grinding bodies 121.
  • the internal grinding bodies 121 also have (depending on the type of installation) upwardly or downwardly swept conical surfaces 21 "which interact with friction surfaces 24. These friction surfaces 24 are fixedly mounted on the base 2a and on the grinding rings A and Br on the support rings 24 ' However, if necessary, the conical lateral surfaces of the inner, conical grinding bodies 121 rest against the inner conical friction surfaces 23 and exert the comminuting friction and shear there.
  • the container 1 'of individual, provided with mounting flanges 62 housing rings 63 may be constructed. This has the advantage that it is easily possible, instead of one, two, or three Mahl stressesringe A, B, C build a different number of modular.
  • each housing ring 62 may be provided with a temperature control inlet 4 and a drain pipe 5. Furthermore, the comminuted material to be ground, for example in the manner of FIG. 1, can also be supplied or removed from above, eg via the inlet trench 4 '', for example (best, especially in the case of supply from below) via a discharge pipe 32 located at the top.
  • FIG. 16 corresponds to the section XVI-XVI in an arrangement according to FIGS. 18a and 19a, but with the difference that between the embodiments according to FIGS. 13 to 15 and those according to FIGS. 18 to 19 a Stator surfaces or the friction surfaces are mounted differently.
  • Mahleniaringe 1 above is mounted radially and axially expediently by means of a spherical roller bearing.
  • Mahleniaringe form the lower abutment of the inner rotor 7b .
  • Mahleniaringe thus have a dual function, namely on the one hand a milling and on the other hand, a storage unit.
  • an inner rotor is not provided, and the rotation of the grinding bodies about their own axis as well as the rotation of the Mahl stressesringes around the central axis Z takes place solely by means of sliding frictional engagement over the outer rotor.
  • 16 corresponds to the section along the line XVI-XVI of FIG. 19a
  • the illustration of FIG. 17 corresponds to the section along the line XVII-XVII of FIG. 19.
  • FIGS. 7 and 12a show and FIGS. 16 and 17 show the section through the grinding bodies in their contact line according to the sectional details in the associated plan views.
  • Fig. 16 shows an embodiment with cylindrical friction surfaces 18a and 44 and designed as a plate rings friction surfaces 23 and 24, wherein the axes of the grinding media 19d and 21 d are skewed to the vertical.
  • FIGS. 18 and 19 An apparatus equipped with the configuration of FIG. 17 is shown in FIGS. 18 and 19.
  • the advantage of this solution lies in the fact that the arrangement of the inclined, purely conical grinding bodies without having a cylindrical part, as well as the solution according to FIGS. 16 and 18a is very space-saving with respect to the grinding media and thus allows a dense packing of grinding media in a container, but compared to the embodiment of FIGS. 16 and 18a no obliquely conical or friction surfaces on the outer rotor, inner stator or inner rotor required, which in particular a solution with several grinding rings at an axial distance, such as the Fig. 20 shows, is of great advantage.
  • the pressing of all friction or shear surfaces takes place, as shown in FIG. 10, by means of a loading device 25 within a housing 45.
  • FIG. 18 a shows an example of a similar configuration, but with grinding body axes running at least approximately parallel to the central axis Z.
  • the inner friction surface 44 ' is conical, and it may in turn be provided (in the form of a gap, but actually a Mahlspalt forming) friction surface 24 in the form of an inwardly facing cone ring. It then results in a horizontal section through the line of contact of the respective inner and outer grinding body according to the line XIXa-XIXa the image shown in FIG. 19a.
  • FIG. 20 with reference to a longitudinal section through a variant embodiment.
  • the loading spring 25a in the Mahlgutraum of the container 1 " presses on one, for example by means of keyways in the housing cylinder secured against rotation annular disc 31 d and thus loads the annular friction surface 23.
  • the container 1 is expediently made up of individual modular rings 63, but the bottom ring 63 'may possibly be made slightly less high.It is also understood that the containers V and 1" according to FIG. 6 are also skewed, pivotable or can be arranged horizontally.
  • a self-aligning bearing 65 is provided.
  • the grinding material flow is inversely to that of FIG. 1: The uncomminuted material passes from below - pumped by a pump, not shown - through a feed pipe 3b and flows upwards until it exits through the outlet pipe socket 32 again.
  • the arrangement corresponds approximately to that of a stirred mill. But also a flow from top to bottom or horizontal position vice versa from left to right and vice versa is possible.
  • the rotors which here in all embodiments with only one camp, so to speak "flying" should be stored, unless you want to call the arrangement of the grinding media as their second camp, even with a stub shaft through the opposite end of the storage of the container wall by means of corresponding dynamic seals can lead to the rotors 7, 8, 8a, outside the container a second time, so to speak, in a classical manner, to store, if you then but the grinding media anyway and continue As a bearing, even a triple bearing of the rotors results.
  • FIGS. 21 to 26b With reference to FIG. 9, a hollow, substantially cylindrical grinding body 119 has already been presented. A corresponding conical grinding element 219 is illustrated in FIG. 21. Due to its hollow, preferably cylindrical interior 68, ground material can flow and thus contribute to a certain cooling and mixing effect. For this purpose, it may be advantageous if mixing tools are provided or insertable inside, but this is not always desirable in terms of facilitated cleaning.
  • the hollow design contributes mainly to better cooling because the regrind itself is simultaneously coolant and so, with a pick execution of the grinding media, a heat accumulation can be avoided as a result of their grosserer mass.
  • An embodiment can be seen with reference to FIG.
  • slotted versions can also be transferred to hollow cylindrical grinding media 419, as illustrated in FIG. 24a with its section b) and FIG. 25a with section b).
  • the cylindrical grinding body 419 has a straight slot 69 extending along a generatrix; According to Fig. 25a, an obliquely to the generatrix, i. helical slot 69a.
  • the sections b) each show how - in the desired direction of rotation in the direction of the arrow ccw - the slot 69 or 69a should preferably be configured in cross-section, namely so that a flow of material from its interior in the opposite direction to the direction of rotation ccw and simultaneously retracted oversized grains can be fed and at the same time oversized grains of the ground material can be fed.
  • slots are advantageous for producing a material flow from the interior of the hollow grinding body
  • the slots do not necessarily have to extend over the entire length of a grinding body, as shown in FIGS. 26 a) and b).
  • a straight (it could also be lying obliquely to the generatrix) slot 69b extends over only a portion of the length of the grinding body 519.
  • a distance measuring device can be provided at the bottom of the container, or in horizontal containers on the front side of the end - seen in the printing direction of the loading device ago, the distance between the container bottom 2a and the respective lowermost or last To measure grinding media to indicate when the grinding media must be replaced because of excessive wear.
  • This may also be a position sensor or a rangefinder, for example, according to the Trianguilati- onslick, where - depending on the ground material - ultrasound or photoelectric, such as laser rangefinder, as well as measuring devices that work by means of inductive current, come into question.

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Abstract

Bei einer Zerkleinerungsvorrichtung für ein Mahlgut, werden mehrere walzen- oder rollenartigen Mahlkörpern (19, 21) mit Hilfe eines Antriebes (M1, M2) zu einer Drehung angetrieben, um zwischen einander das Mahlgut in einem Mahlspalt zu zerkleinern. Dabei sind die Mahlkörper (19, 21) nach Art eines Rollenlagers ringförmig zwischen Laufringen (18, 23, 24) angeordnet. Vorzugsweise ist ausser einem inneren Mahlkörperring (26) noch mindestens ein äusserer Mahlkörperring (20) vorgesehen, dessen voneinander beabstandete Mahlkörper (19) auf Lücke jeweils zwischen zwei voneinander beabstandeten Mahlkörpern (21) des inneren Mahlkörperringes (19) angeordnet sind und jeweils mit den Mahlkörpern (19) des inneren Mahlkörperringes (26) einen Mahlspalt bilden. Alternativ oder zusätzlich können die Laufringe (18, 23, 24) relativ zueinander drehbar sein und mindestens einer davon mit einem Drehantrieb (M1, M2) versehen sein. Die Mahlkörper (19, 21) können wenigstens zum Teil kegelig, z.B. stumpfkegelig ausgebildet sein.

Description

ZERKLEINERUNGSVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Zerkleinerungsvorrichtungen sind im allgemeinen als schwere, teure und platzaufwendige Walzwerke ausgebildet, die für das Zerkleinern der unterschiedlichsten Mahlgüter dienen. Besonders bekannt sind u.a. sogenannte Reibwalzwerke, bei denen mehrere Walzen jeweils mit voneinander unterschiedlicher Geschwindigkeit rotieren, um ein Mahlgut, wie auch ein flüssiges Mahlgut in Form einer Dispersion, wie Farben, Lacke, Beschichtungs- oder Kakaomassen etc., zu zerkleinern.
Es ist bekannt, für diese Zwecke sogenannte Reibwalzwerke zu verwenden, die ein recht gutes Produkt liefern. Bei einem Reibwalzwerk werden mehrere Walzen gegeneinander gedrückt und gleichzeitig so angetrieben, dass sie unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten aufweisen, wobei immer die nachfolgende Walze schneller als die vorhergehende läuft. Der Investitionsund Platzaufwand für solche Reibwalzwerke ist aber nicht unbeträchtlich, weshalb auch schon Rührwerks-Kugelmühlen zur Durchführung der sogenannten Nassvermahlung vorgeschlagen worden sind, die allerdings in mancher Hinsicht gegenüber Reibwalzwerken weniger bevorzugt werden. Auch hier ist ein nicht unerheblicher Platzbedarf gegeben, der vor allem bei kleineren Betrieben nicht gegeben sein wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungsvorrichtung der eingangs genannten Art einfacher, platzsparender und kostengünstiger zu gestalten, und dies gelingt erfin- dungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
Dabei werden die Verhältnisse ausgenutzt, wie sie in Rollenlagern verschiedentlich anzutreffen sind, allerdings in einer besonderen Ausgestaltung mit (mindestens) zwei ineinander greifenden Mahlkörperringen. Die Tatsache, dass es sich nur um relativ schmale, rollenlagerartige Mahlkörperringe handelt, macht die Sache einfach, platzsparend und kostengünstig. Dazu kommt, dass vom Standpunkt der Zerkleinerung etwa diejenigen Verhältnisse erzielt werden, die bei den qualitativ hochwertigen Reibwalzwerken erreicht werden.
Im Prinzip könnte ein die Rollen wenigstens eines Mahlkörperringes zusammenhaltender Käfigring vorgesehen sein, der sich in einer Ebene senkrecht zu den Achsen der Mahlkörper erstreckt und deren Achsen (mit Freiraum) lagert, und der zur Relativdrehung gegenüber den Laufringen angetrieben ist. Bevorzugt ist es allerdings, wenn die Laufringe relativ zueinander drehbar sind und mindestens einer davon mit einem Drehantrieb versehen ist, vorzugsweise wenigstens der äussere Laufring.
In jedem Falle wird erfindungsgemäss auch eine Art Refiner-Conche zur Herstellung von Schokolade, von sogenanntem Compound und Füllmassen aus Nüssen, Crocant u.dgl geschaffen, welche prinzipiell dazu im Stande ist oder so ausgebildet werden kann, dass auch grobkörnige Bestandteile, wie Kristallzucker, Nüsse etc. vermählen werden können, wobei es im allgemeinen so sein kann, dass sämtliche Bestandteile des beabsichtigten Endproduktes, oder ein Grossteil davon, zu Beginn des Betriebes bereits in die Vorrichtung eingefüllt werden.
Es ist vorteilhaft, wenn die Laufringe in einem Behälterraum zur Aufnahme von Mahlgut untergebracht sind, obwohl es an sich auch möglich wäre, sie als eigenes Aggregat auszubilden, das in einen Behälter tauchbar ist, wie das von manchen Mischern bekannt ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine erste erfindungsgemässe Ausführungsform einer Zerkleinerungsvorrichtung;
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 ;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 ; Fig. 4 ein vergrössertes Detail zu Fig. 1 , und
Fig. 5 ein teilweiser Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4;
Fig. 6 eine schräggestellte Ausführungsvariante zu Fig. 1 ;
Fig. 7 einen vergrösserten Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 5;
Fig. 8a eine Seitenansicht eines in den Fig. 1-7 gezeigten Mahlkörpers, zu dem
Fig. 8b eine Ansicht im Sinne des Pfeiles b der Fig. 8a ist, wogegen die
Fig. 8c den Grundriss eines solchen Mahlkörpers veranschaulicht und die Fig. 9 eine Ausführungsvariante eines hohlen Mahlkörpers zeigt;
Fig. 10 stellt eine weitere Ausführungsform mit mehreren Reihen von Mahlkörpern der vorher gezeigten Art dar, wozu die
Fig. 1 1 einen Schnitt nach der Linie XI-XI der Fig. 10 veranschaulicht, die ihrerseits ein Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 11 ist, wogegen die
Fig. 10a und 11 a den Fig. 10 und 11 ähnliche Darstellungen einer Variante mit drei Mahlkörperringen zeigt, wobei Fig. 10a ein Schnitt nach der Line Xa-Xa der Fig. 11 und Fig. 11 a ein Schnitt nach der Linie XIa-XIa der Fig. 10a ist, und die
Fig. 12 die geometrischen Verhältnisse im Bereiche der Mahlkörper der Fig. 10 in vergrössertem Massstab entlang der Linie XII-XII der Fig. 11 , jedoch in einer gegenüber Fig. 10 leicht veränderten Variante, veranschaulicht, wogegen die
Fig. 12a ein der Fig. 12 ähnlicher Schnitt etwa nach Linie XIIa-XIIa der Fig. 11a ist;
Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsvariante mit konischen Mahlkörpern, wozu die
Fig. 14 einen Schnitt nach der Linie XIV-XIV der Fig. 13 darstellt;
Fig. 15 illustriert eine der Fig. 13 ähnliche Ausführungsvariante, jedoch mit mehreren übereinander liegenden Mahlstufen; die
Fig. 16 und 17 stellen zwei mögliche Anordnungen konischer Mahlkörper einander gegenüber, von denen die Fig. 16 ein Schnitt nach der Linie XVI-XVI der Fig. 19a, und Fig. 17 ein Schnitt nach der Linie XVII-XVII der Fig. 19 ist, und wobei die Schnittführung jeweils so gestaltet ist, dass der Einzugspalt 19a zwischen zwei benachbarten Mahlkörpern zu sehen ist
Fig. 18 zeigt ein praktisches Beispiel mit konischen Mahlkörpern mit einer der Fig. 17 entsprechenden Anordnung der Mahlkörper, wozu die Fig. 19 einen Schnitt nach der Linie XIX-XIX der Fig. 18 zeigt, die ihrerseits ein Schnitt nach der Linie XVIII-XVIII der Fig. 19 ist;
Fig. 18a veranschaulicht dazu eine alternative Anordnung zu Fig. 18 im Schnitt nach der Linie XVIIIa-XVIIIa der Fig. 19a, und die
Fig. 19a stellt dazu einen Schnitt nach der Linie XIXa-XIXa der Fig. 18a dar;
Fig. 20 zeigt eine an sich der Fig. 18 ähnliche Anordnung, jedoch mit einer Mehrzahl übereinander liegender Mahlstufen; und die
Fig. 21-26 veranschaulichen verschiedene weitere Ausführungsformen von Mahlkörpern, wobei Fig. 23b ein Schnitt nach der Linie b-b der Fig. 23a ist, Fig. 24b) eine Draufsicht auf Fig. 24a ist, Fig. 25b) ein Schnitt nach der Linie b-b der Fig. 25a ist und Fig. 26b ein Schnitt nach der Linie b-b der Fig. 26a ist;
Fig. 27 zeigt den Grundriss auf einen Führungs- und Gleitstein, wie er in Fig. 4 im Schnitt veranschaulicht ist;
Fig. 27a ist ein Schnitt nach der Linie XXVIIa-XXVIIa der Fig. 27;
Fig. 27b ist ein Schnitt nach der Linie XXVIIb-XXVIIb der Fig. 27a;
Fig. 28 ist eine perspektivische Darstellung eines Führungs- und Gleitsteins nach Fig. 27;
Fig. 29 stellt einen Grundriss eines tellerartigen Endes eine Rotors mit Sicht auf sternförmig angeordnete, die Gleitsteine nach Fig. 27 jeweils aufnehmende Nuten dar, in denen sich die Gleitsteine (und mit ihnen die äusseren Mahlkörper) radial verschieben können; und
Fig. 30 ist ein Schnitt nach der Linie XXX-XXX der Fig. 29.
Nach Fig. 1 ist ein Behälter 1 vorgesehen, der zum Temperieren zweckmässig doppelwandig mit einem ringförmigen Temperierraum 2 ausgebildet ist. An sich ist aber die Wahl der Mittel für eine Temperierung unkritisch, so dass viele der bekannten Arten hier eingesetzt werden können. Wenn hier von „Temperieren" als Oberbegriff die Rede ist, so sei darunter sowohl (bzw. alternativ) eine Heiz- oder Warmhaltevorrichtung als auch eine Kühleinrichtung verstanden, denn je nach dem zu zerkleinernden - im allgemeinen flüssigen - Gut kann das eine oder das andere, oder auch in Aufeinanderfolge beides erwünscht sein. Die Zu- und Abfuhr von Temperiermittel erfolgt über einen Zulaufstutzen 4 bzw. über einen Auslassstutzen 5. Ebenso kann der angeflanschte Boden 6 einen etwa scheibenförmigen Temperierraum 2' aufweisen, der mit Zu- und Auslassstutzen 4' und 5' verbunden ist. Insbesondere bei kakaohaltigen Massen kann es etwa von Vorteil sein, zunächst, beispielsweise zu Beginn des Betriebes, den Behälter 1 zu erwärmen, später aber die von der Zerkleinerung herrührende Wärme durch Kühlen wieder abzuführen.
Der Behälter 1 besitzt eine Einfüllöffnung 3, die hier in Form eines Einfülltrichters verwirklicht ist. An sich kann diese Einlassöffnung beliebig ausgebildet sein, also etwa wie hier als blosse Einschüttöffnung oder als Rohranschluss für die über eine Pumpe zwangsweise Zuführung einer Dispersion, wie einer kakaohaltigen Masse oder etwa einen Färb- oder Lackdispersion oder einer Kunststoffmasse. Zur Einhaltung einer gewissen SOLL-Höhe des Mahlgutes mag ein, hier nur schematisch angedeuteter und an sich beliebig ausbildbarer Niveausensor 12 vorgesehen sein, der gegebenenfalls die Zufuhr (z.B. eine Zufuhrpumpe) regelt auf ein vorbestimmtes Niveau.
Innerhalb des Behälters 1 ist mindestens ein Rotor, im vorliegenden Fall deren zwei, nämlich ein über einen Motor M1 und eine Welle 11 ' angetriebener Innenrotor 7 und ein von einem Motor M2, ein Keilriemenrad 10 und eine Hohlwelle 11 angetriebener etwa glockenförmiger Aus- senrotor 8 vorgesehen. Dieser Glockenrotor 8 besitzt Öffnungen 9, durch die zu vermählende Masse aus dem äusseren Behälter 1 in das Innere des Glockenrotors 8 und somit zum Innenrotor 7 gelangt. Da vorgesehen ist, dass der Aussenrotor 8 gegebenenfalls relativ langsam umläuft, ist der Motor M1 bevorzugt mit einem selbsthemmenden Getriebe, wie einem Schneckengetriebe verbunden. Für manche Anwendungsfälle kann es aber erwünscht sein, in umgekehrter Weise den Innenrotor 7 langsam anzutreiben (z.B. über ein Schneckengetriebe) und den Aussenrotor schnell laufen zu lassen.
Hier sei aber erwähnt, dass der Antrieb über zwei Motore M1 , M2 zwar bevorzugt ist, dass aber bezüglich des Antriebes verschiedene Varianten denkbar wären. Beispielsweise könnte ein einziger Motor vorgesehen sein, der über ein oder je ein Getriebe beide Rotoren 7 und 8 antreibt. Ferner wäre es denkbar, einen der hier als Rotoren bezeichneten Bauteile still stehen zu lassen und nur den anderen anzutreiben. Auch hinsichtlich der Drehrichtung sind, je nach Anwendungsfall, verschiedene Lösungen denkbar, etwa die Drehung in gleich oder in entgegengesetz- ter Richtung, wobei die Drehzahlen verschieden, auch variabel, gewählt werden können. Drehzahlen und Drehrichtungen richten sich nach den gewünschten Differenzgeschwindigkeiten der aneinander reibenden Reib- bzw. Scherflächen.
Um das Einbringen hoher Energiemengen ohne Temperaturschädigung der zu vermählenden Masse zu ermöglichen, wurde oben bereits auf die Temperierräume 2, 2' hingewiesen. Es ist aber zweckmässig, wenn wenigstens einer der Rotoren 7 und/oder 8 temperierbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist an der Hohlwelle 11 eine Dreh-Ein-/Ausführung 13 für die Zufuhr eines Kühlmittels zu einem Zufuhrkanal 14 der Hohlwelle 11 vorgesehen, von wo das Kühlmittel entlang (oder schraubenlinienförmig geführt) eines Temperierkanals 15 des Aussen- rotors 8 fliesst, um am Boden in einem Ringraum 16 zu einem Abfuhrkanal 17 zu gelangen, aufwärts zu strömen (siehe Aufwärtspfeil an der Hohlwelle 11 in einem Abflusskanal 14') und aus der Dreh-Ein-/Ausführung 13 entsprechend dem Austrittspfeil wieder auszutreten. Dies kann in einem, allenfalls geregelten Kreislauf geschehen, ganz ähnlich, wie dies für Rührwerksmühlen bekannt ist. Allerdings kann zur Kühlung jedes an sich bekannte und für den vorliegenden Anwendungsfall geeignete Kühlsystem verwendet werden; beispielsweise wurde für Rührwerksmühlen auch schon die Verwendung verdampfbarer Kühlmittel wie in einem Kühlschrank vorgeschlagen.
Die so abgeführte Wärme wird im Bereiche einer den unteren Bereich des Aussenrotors 8 ausfütternden, z.B. aus härterem Material, bestehenden ringförmigen Mahlfläche 18 (Reibzylinder) entstehen, an der Mahlkörper 19 unter Reibung abrollen. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, sind die Mahlkörper 19 ähnlich einem Rollenlager in einem äusseren Mahlkörperring (strich-punktiert) 20 angeordnet, wobei die ringförmige Mahlfläche 18 für sie gewissermassen den Laufring dieses „Rollenlagers" bildet. Diese Mahlkörper 19 sind derart auf Lücke im Kreis 20 angeordnet, dass sie in die Zwischenräume von (hier) kleineren Mahlkörpern 21 eingreifen und mit diesen jeweils wiederum Reibspalte bilden, in die das flüssige zu vermählende Gut eingezogen und durch eine Geschwindigkeitsdifferenz der Mahlkörper 19 gegenüber den Mahlkörpern 21 vermählen wird. Die (nicht notwendigerweise) kleineren Mahlkörper 21 ihrerseits könnten mit einem Innenstator 22 (Fig. 4) als Mahlfläche zusammenwirken, doch ist aus Fig. 1 eine bevorzugtere Ausführungsform ersichtlich. Es ist daher auch klar, dass die Mahlkörper 21 somit gewissermassen einen inneren Mahlkörperring bilden, der mit den Anlageflächen 23, 24 eine Art inneren Laufring (eines Rollenlagers) für einen inneren Mahlkörperkranz 26 (Fig. 2) besitzt.
Während die grossen Mahlkörper 19 an der Oberseite einen Führungskonus 19' aufweisen, der über in sternförmig und stegartig in den Innenrotor 7 eingelassene Nuten T verschiebbare La- ger- und Gleitsteine 39 zur Führung beim Umlauf mit diesem Innenrotor 7 zusammenwirkt, besitzen die kleineren Mahlkörper 21 an der Ober- und an der Unterseite je einen Konus 21 ', 21", an denen die Konusflächen eines Ausgleichkonus 23 bzw. eines Mahlflächenbelages 24 anliegen. Während der Ausgleichskonus 23 am Innenstator 22 mittels der gezeigten Schraube, vorzugsweise justierbar, befestigt ist, wirkt auf die Mahlfläche 24 der Druck einer Belastungseinrichtung (Feder) 25. An Stelle der Feder 25 kann natürlich auch jede andere Belastungseinrichtung, etwa eine hydraulische oder pneumatische (Oberbegriff: fluidische) Belastungseinrichtung verwendet werden. Bevorzugt ist es, wenn der Druck der Belastungseinrichtung 25 verstellbar, beispielsweise mittels einer Stellmutter 31 justierbar ist. Zu diesem Zweck ist vorteilhaft ein äus- serer Halter 30 als Verdrehsicherung für den Innenstator 22 vorgesehen.
Durch diese Art der Belastung ergibt sich in vorteilhafter weise einerseits ein für die Mahlarbeit an den Flächen 23 und 24 wirkender Mahldruck, anderseits wirkt dieser Druck infolge der Schräge der Flächen 23, 24 auch gegen die an den kleinen Mahlkörpern 21 anliegenden grossen Mahlkörper 19, so dass der für die Wirkung eines Reibwalzwerkes nötige Mahldruck, und zwar sowohl zwischen den einzelnen Mahlkörpern 19, 21 , als auch zwischen den Mahlkörpern 19 und der Reibfläche 18 des Rotors 7 gesichert ist. Für die Rollen oder (eigentlich) Reibwalzen 19, 21 wirken die Flächen 23, 24 als innerer Laufring.
Es wurde bereits ausgeführt, wie die Antriebsverhältnisse für die beiden Rotoren 7, 8 gewählt werden können. Es wird daraus klar, dass - wenn sie hier auch als „Rotoren" bezeichnet werden - es doch möglich ist, einen davon still stehen zu lassen. Gegebenenfalls kann dann etwa der Glockenrotor 8 entfallen und die Abwälzung der Mahlkörper 19 an den Wänden des Behälters 1 selbst erfolgen. Wesentlich ist lediglich, dass gesichert ist, dass die Mahlkörper bzw. die Mahlflächen mit unterschiedlichen Oberflächengeschwindigkeiten gegeneinander oder miteinander umlaufen, und damit die notwendige Differenzgeschwindigkeit zur Vermahlung durch Scherung und Reibung erzeugen.
Somit gelangt die durch Öffnung 3 eingefüllte Masse über die Öffnungen 9 ins Innere des Glockenrotors 8 und zwischen die Mahlkörper 19, 21 und Mahlflächen 18, 23, 24 der Rotoren 7 und 8. Damit das eingefüllte Gut (das gegebenenfalls auch - wie bei Rührwerksmühlen - von unten her eingespiesen werden kann) auch nicht in dem den Glockenrotor 8 umgebenden Aussen- raum unzerkleinert verbleibt, kann eine Fördereinrichtung für die, insbesondere laufende bzw. fortwährende, Zufuhr des Mahlgutes von unten nach oben zu den Einspeisöffnungen 9 in den Innenraum vorgesehen werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Aussenseite des Glockenrotors 8 mit einer aufwärts fördernden Förderschnecke 27 versehen, d.h. dass seine Dreh- richtung so gewählt ist, dass diese Schnecke 27 auch wirklich nach oben gegen die Öffnungen 9 zu fördert. Dies bedeutet, dass der Antrieb des Aussenrotors 8 einem doppelten Zweck dient, nämlich einerseits der Erzeugung einer Differenzgeschwindigkeit der Mahlflächen 18, 19 und anderseits als Antriebsorgan für die Schnecke 27.
Daher ergibt sich ein Mahlgutstrom von der Einlassöffnung 3 in einen Ringraum 28 zwischen Behälter 1 und Glockenrotor 8, von dort in die Öffnungen 9, abwärts zu den Mahlkörpern 19, 21 und weiter abwärts bis zu den, vorzugsweise schrägen, unteren Stirnflächen 29 der grossen Mahlkörper 19. Die Schräge der Stirnfläche 29 bringt es mit sich, dass diese zusammen mit einer verstärkten Bodenfläche 2a einen breiteren Mahlspalt ergibt, der aber durch die Schräge zu einem verbesserten Einzugswinkel, etwa für gröbere Partikel des Mahlgutes, wie Zuckerkristalle oder Nusspartikel führt. So kann es möglich sein, alle Ingredienzien mit einer stufenartigen Korngrössenverteilung, beispielsweise einer Schokolademischung, mit Kristallzucker als übergrosse Partikel, gleichzeitig und in einem einzigen Schritt zu vermählen und zu verfeinern. Anderseits ist auch ersichtlich, dass durch die Erfindung eine sehr kompakte und dichte Anordnung von zerkleinernden Reibwalzoberflächen gelingt, die ein intensives Vermählen auf kleinstem Raum ermöglicht. Im vorliegenden Falle arbeitet die Fläche 29 mit der Bodenfläche 2a des Behälters 1 zusammen, doch könnte sie auch mit einer beliebigen, z.B. in beliebiger Höhe den Behälter durchlaufenden Wandung zusammenwirken, die wie der Boden 2a leicht geneigt sein kann, um so zur Bildung eines Einzugsspaltes (19a in Fig. 7) mitzuwirken. Es ist klar, dass so eine Schrägfläche auch an der Oberseite eines Mahlkörpers vorgesehen und dort mit einer entsprechenden, den Behälterraum durchquerenden Wand zusammenwirken könnte, doch wird sich eine Anordnung an der Unterseite , und besonders im Bereiche der Bodenwandung 2a besonders empfehlen.
Das so behandelte Mahlgut wird dann entweder durch die Förderwirkung der Schnecke 27 wieder über den Aussenraum 28 (in dem es durch die Durchströmung durch eine von beiden Seiten her temperierte Passage intensiv erwärmt oder gekühlt werden kann) den Öffnungen 9 zugeführt oder kann (gleichzeitig oder in einzelnen Chargen durch eine Ablassöffnung 32 entleert werden, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel die Ablassöffnung durch einen bewegbaren Kolben 33 verschlossen wird.
Die beschriebene Anordnung wirkt als kombiniertes 2-Stufen-Walzverfahren, indem eine Grobvermahlung übergrosser Feststoffbestandteile, die in den Mahlspalt der aneinander anliegenden Zylinderflächen von Mahlkörpern 19, 21 bzw. Reibflächen 18 nicht eingezogen würden, gleichzeitig mit den schon genügend feinen Partikeln zwischen den zylindrischen Flächen, nun zwischen der Fläche 19a und der Bodenfläche 2a auf die nötige Feinheit vorvermahlen werden, um nachher den Einzugspalt zwischen den Zylinderflächen zur Feinvermahlung passieren zu können.
Zurückkehrend zu den Fig. 2 und 3, so ist zu bemerken, dass dort besonders deutlich die Ausbildung des Aussenrotors 8 zu erkennen ist. Er besitzt, wie schon erwähnt, eine doppelte Wand, in welche ein an den Kanal 14 (Fig. 1 ) angeschlossenes Zulaufrohr 33 für das Temperiermittel einmündet, und woraus ein zum Abflusskanal 14' (Fig. 1 ) führendes Abflussrohr 34 wieder ausmündet. Die Öffnungen 9 sind vorzugsweise so mit der Drehrichtung cw des Aussenrotors 18 koordiniert, dass sie durch schräge Einzugwände 35 den Übertritt des Mahlgutes aus dem ringförmigen Aussenraum 28 in das Innere des Glockenrotors 8 begünstigen. Die so das Mahlgut schöpfende Einzugswand könnte im Rahmen der Erfindung auch radial nach aussen, beispielsweise bis zur Innenwand des Behältergehäuses verlängert werden.
Aus Fig. 4 sind die Einzelheiten der Mahlzone der erfindungsgemässen Zerkleinerungsvorrichtung in grosserem Massstab ersichtlich. Während der Innenstator 22 an der Unterseite durch den Halter 30 drehfest gehalten wird, indem dieser beispielsweise an einem Sechs-Kant- Kopf 36 angreift, ist an der Oberseite beispielsweise ein Verdrehsicherungsstift 37 vorgesehen. Natürlich mag auch nur eine Drehsicherung davon genügen, die übrigens auch durch jede andere im Stand der Technik bekannte Drehsicherung ersetzt werden kann.
Es wurde im Zusammenhang mit den Flächen 23 der sie tragende Konus als „Ausgleichskonus" bezeichnet. In der Tat besitzt dieser Konus vorzugsweise eine doppelte Funktion, indem er nicht nur die Gegenanlagefläche für die Mahlkörperkonen 21 ' bildet, sondern auch die Abstützung für die von der Belastungseinrichtung 25 ausgeübte Kraft. Dabei kann berücksichtigt werden, dass diese Kraft zu einer Abnützung der Mahlkörperkonen 21 ' führt, die durchaus nicht gleichmässig sein muss. Um daher die auf die Mahlkörper 21 wirkende Belastung zu ver- gleichmässigen, ist zweckmässig eine Belastungsausgleichs-Anordnung vorgesehen, die den Ausgleichskörper 23 umfasst und diesen beispielsweise beweglich lagert. Zu diesem Zwecke kann in seiner Mitte eine Kugellagerung mit einer sphärischen Fläche 38 vorgesehen sein, um die sich der Körper 23, je nach Abnützung mehr oder minder schräg stellen kann. Während so die kleineren Mahlkörper 21 zwischen den Flächen 23' und 24 gehalten werden und an ihnen, wie an Laufringen eines Rollenlagers - wegen der Differenzgeschwindigkeit jedoch gleitend und dabei scherend und reibend - abrollen, werden die Konen 19' in Führungs- und Gleitsteinen 39 des Rotors 7 in ihrer Position bezüglicher der Zentralachse Z der Welle 11' gehalten, wobei ihre Konusfläche an den Winkelflächen 39' (vgl. auch die Fig. 27 bis 28, insbesondere Fig. 27b) der Führungs- und Gleitsteine 39 gehalten ist. Die Durchgangsöffnungen 40 im Innenrotor 7, und 40' in den Führungs- und Gleitsteinen 39 gewährleisten den Durchfluss des Mahlgutes auf die Mahlkörper bzw. die Gesamtheit der Mahlanordnung.
Die Führung von mindestens einem der äusseren Mahlkörper 19 in diesen Führungs- und Gleitsteinen 39 hat zwei Funktionen (wobei die Bezeichnung „Stein" selbstverständlich nicht das Material bezeichnet, aus dem sie hergestellt sind, obwohl auch dies möglich wäre; bevorzugt ist ein hartes, abriebfestes Material, wie Metall, Hartmetall, Keramik od.dgl.):
Der Innenrotor 7 hält über die Führungs- und Gleitsteine 39 den Gegendruck zum vertikalen Druck nach oben, der durch die Mahlarbeit im Mahlspalt 19a aus der Vorvermahlung der übergrossen Feststoffpartikel in der zu vermählenden Dispersion erzeugt wird. Gleichzeitig gestatten die in den sternförmig angeordneten Nuten 7' (vgl. Fig. 29) eingebetteten bzw. radial verschiebbaren Führungs- und Gleitsteine 39 eine radiale Bewegung der Mahlkörper 19, vornehmlich nach aussen hin, und damit die Ausübung eines indirekten Druckes der Belastungseinrichtung 25 auf die inneren Mahlkörper 21 , die ihrerseits mittels ihrer Konen 21 ' und 21" auf die äusseren Mahlkörper 19 wirken und sie damit an die zylindrische Reibfläche 18 des Aussenrotors 8 (Fig. 1) zu drücken vermögen.
Der fortlaufende Abrieb der Mahlkörper 21 und 19 sowie der Reibfläche 18 bedingt ein ständiges Nachschieben der Mahlkörper 21 und 19 radial nach aussen. Dieses Nachschieben ist mittels der Führungs- und Gleitsteine 39 in zweifacher Hinsicht gewährleistet: einmal durch die Gleitmöglichkeit der Konusspitzen 19' innerhalb der Winkelflächen 39' (vgl. die Fig. 27a, 28), wie dies in Fig. 27a an Hand des Pfeiles 39" gezeigt ist. Sollten sich aber die Konen 19' nach einer gewissen Betriebszeit in die Winkelflächen 39' eingefressen haben und somit nicht ausreichend gut in radialer Richtung gleiten, so ist diese Funktion dadurch sichergestellt, dass die Führungs- und Gleitsteine 39 diese Funktion übernehmen können, indem sie sich innerhalb der Nuten 7' im Innenrotor 7 zusammen und simultan mit den Mahlkörpern 19 entsprechend der den Mahlkörpern 19, 21 durch die Belastungseinrichtung 25 aufgezwungenen Bewegung radial nach aussen, oder gegebenenfalls radial nach innen, verschieben. Daraus ist ersichtlich, dass hier die Gleitfunktion durch zwei Bauteile, d.h. die Teile 19', 39' einerseits und die Teile 39, 7 anderseits, gesichert ist, was aber für vereinfachte Ausführungsformen nicht unbedingt erforderlich ist.
Die zweite Funktion der Führung von mindestens einem äusseren Mahlkörper 19 in den Führungs- und Gleitsteinen 39 liegt darin, dass das Zusammenwirken der äusseren Mahlkörper 19 mit dem Innenrotor 7 dem ganzen Mahlkörperpaket, d.h. den Mahlkörpern 19 und 21 , durch die, z.B. vorgegebene, Drehzahl des Innenrotors 7 mittels des Antriebsmotors M1 eine bestimmte Drehzahl des planetenartigen Umlaufes des Mahlkörperpaketes 19, 21 aufzwingt und sich damit die gewünschte Differenzgeschwindigkeit zwischen den Mahlflächen untereinander erzeugen, und gegebenenfalls auch steuern, lässt. Dies gilt auch dann, wenn nur ein einziger Mahlkörper 19 mit dem Innenrotor 7 bezüglich der Zentralachse Z (selbstverständlich nicht bezüglich der eigenen Mahlkörperachse) verbunden ist, welch letztere ja zugleich auch die Rotorachse des Innenrotors 7 ist.
Im Prinzip kann eine beliebige Anzahl von Mahlkörpern 19 und 21 vorgesehen sein. Es ist allerdings der Überlegung wert, dass die Lage des Innenrotors 7 und seiner Mahlkörper 19, 21 mit mehr als drei äusseren Mahlkörpern 19 im Sinne einer Auflage auf mehr als drei Punkten eigentlich überbestimmt ist. So kann es gegebenenfalls sinnvoll sein, bei der vierten (und allenfalls fünften oder n-ten) Mahlwalze 19" eine andere Anordnung als die mit dem Führungs- und Gleitstein 39 vorzusehen. Beispielsweise kann, wie in Fig. 5 angedeutet, die Durchgangsöffnung 40 (die ja dem Durchlass von zu vermählendem Gut dient) beim vierten Mahlkörper 19' durch mindestens eine, hier durch drei, Durchlassöffnung(en) 41 im tellerartigen Ende des Rotors 7 (vgl. Fig. 4) ersetzen und um einen zylindrischen Wellenstummel 42 des Mahlkörpers 19" einen Ring legen, dessen Höhe diejenige des Wellenstummels 42 übersteigt. Dieser Ring schlägt dann mit seiner oberen Stirnseite an der Unterseite des tellerartigen Endes des Rotors 7 an und limitiert damit eine vertikale Bewegung des Mahlkörpers nach oben, d.h. in Richtung der Rotorachse Z gegen den Antrieb hin.
Für manche Anwendungsfälle kann es vorteilhaft sein, wenn die Vorrichtung - wie in Fig. 6 gezeigt - ständig oder nur in manchen Prozessphasen schief gehalten werden kann. Dabei wird sich natürlich ein (relativ) ebenso schiefes Niveau des flüssigen Mahlgutes am Sensor 12 ergeben. Für eine solche Ausführung kann es zweckmässig sein, eine schwenkbare Lagerung des Behälters 1 vorzusehen. Aber auch eine horizontale Anordnung des Behälters 1 wäre möglich; in diesem Falle werden dann an der Antriebsseite Wellendichtungen vorgesehen.
Fig. 7 zeigt die Mahlzone in grosserem Massstab. Da sich gröbere Partikel, wie Kristallzucker eher am Boden 2a absetzen ist es sinnvoll, diesen Boden 2a als härtere Reibplatte 2a auszubilden, die mit den schrägen, unteren Stirnflächen 29 der grossen Mahlkörper 19 (als Einzugspalt 19a für die Vorvermahlung der übergrossen Kornanteile der Dispersion) zusammenwirkt. Gleichzeitig ergibt sich zwischen dem Reibzylinder 18 und den an ihm reibenden und abrollenden Mahlkörpern 19 eine Feinvermahlungszone, insbesondere für das über die Löcher 40, 41 , 41 ' und die Öffnungen 9 immer wieder herangeführte, im allgemeinen flüssige, Mahlgut. Weitere Flächen für die Feinvermahlung sind zwischen den konischen Statorflächen 23 und 24 einerseits und den Konusflächen 21 ', 21" der Mahlkörper 21 gegeben. Dabei ist neben dem Drehsicherungsstift 37 auch der Halte-Bolzen 43 zur Hälfte dargestellt. Natürlich kann zur Sicherung gegen Verdrehen auch jede andere bekannte Lösung, wie etwa eine Keilverbindung, gewählt werden.
Die Fig. 8a bis 8c zeigen die grossen Mahlkörper 19 von der Seite (Fig. 8a); gemäss Fig. 8b in einer Ansicht b der Fig. 8a, also um 90° gedreht, so dass die unteren schrägen Stirnflächen 29 sichtbar sind; und in Draufsicht (Fig. 8c). An Hand der Fig. 9 wird gezeigt, dass es ebenso möglich wäre, diese Mahlkörper als Mahlkörper 119 hohl auszubilden. Der Hohlraum dient bei flüssigem Mahlgut (denn in selteneren Fällen kann mit der erfindungsgemässen Zerkleinerungsvorrichtung auch partikelförmiges, jedenfalls fliessfähiges, trockenes Mahlgut zerkleinert werden) zur Kühlung der Mahlkörper 119, indem das flüssige Mahlgut durch den hohlen Mahlkörper 119 hindurchfliessen kann und seinerseits so als Kühlmedium wirkt bzw. Mahlkörperwärme absorbiert. Dadurch, dass - bei der Förderung des Mahlgutes mittels der am Glockenrotor 8, z.B. aufgeschweissten, Förderschnecke 27 gegen die Öffnungen 9 hin - das Mahlgut im Räume 28 zwischen der Behälterwand 1 b und dem Glockenrotor 8, vorzugsweise beidseits, intensiv gekühlt wird, wird die so vom Mahlgut absorbierte Mahlkörperwärme abgeführt. Es versteht sich, dass hohle Mahikörper besonders bei grossvolumigen Mahlkörpern und/oder bei der Verwendung einer grossen Anzahl von Mahlkörpern besonders vorteilhaft sind, insbesondere um so einen Wärmestau in den dann vorhandenen grossen Massen der Mahlkörper zu verhindern.
Die Fig. 10 und 11 veranschaulichen eine Ausführungsvariante mit, in Axialrichtung des Behälters 1 gesehen, mehreren Lagen A, B, C von umlaufenden Mahlkörpern 19, 21. In diesen Figuren werden für Teile identischer Funktion dieselben Bezugszeichen wie in den vorherigen Figuren verwendet, für Teile nur ähnlicher Funktion dieselben Bezugszeichen, aber mit einem Zusatz versehen. Es sei erwähnt, dass die Möglichkeit einer Grob- oder Vorvermahlung, wie sie gemäss Fig. 1 durch das Zusammenwirken der Flächen 2' und 29 gegeben ist, nicht dargestellt ist bzw. die im folgenden beschriebene Vorrichtung nur für eine Feinvermahlung ausgebildet ist. Ferner ist klar, dass statt der gezeigten drei Mahlkörperringe A, B, C gewünschtenfalls auch ungeradzahlig mehr, fünf oder noch mehr Mahlkörperringe vorgesehen sein können, was natürlich Auswirkungen einerseits auf die über den jeweiligen Antrieb einzubringende Mahlleistung, anderseits auch auf die abzuführende Wärme hat. Die Mahlkörper 19 der Lagen A und C können gegebenenfalls voneinander unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Das hätte zur Folge, dass entweder die inneren Mahlkörper 21 dann an der Oberseite gegenüber der Unterseite unterschiedlichen Durchmesser besitzen, oder dass die Anordnung der unteren und oberen Mahlkörper 19 gegenüber den inneren Mahlkörpern 21 nicht so symmetrisch wäre, wie dies aus Fig. 10 ersichtlich ist. Beispielsweise könnten die oberen Mahlkörper der Lage A grosseren Durchmesser als die unteren Mahlkörper 19 der Lage C besitzen, doch wären ihre nach unten weisenden Konen 19b länger, so dass diese wieder mit den oberen Konen der inneren Mahlkörper 21 an einer Stelle in Reibkontakt treten, wo ihr Durchmesser den Abstandsverhältnissen zwischen den inneren Mahlkörpern 21 und dem Reibzylinder 18 entspricht.
Unterschiedlich ist in diesem Falle auch die Art der Belastung, die die Mahlkörper nicht nur gegeneinander und gegen die äussere Reibfläche 18 bzw. den Aussenrotor 8, sondern auch gleichzeitig gegen die innere(n) Reibfläche(n) 23 und 44 des Innenstators 35a drückt. Denn während die Feder 25 der Fig. 1 die Konusflächen 24 und 23 belastet, welche auf die inneren Mahlkörper 21 wirken, wirken hier die Flächen 23, 24 auf die Konen der äusseren Mahlkörper 19. Auch erfolgt die Belastung in diesem Falle von oben, und vorzugsweise regulierbar, indem ein Federgehäuse 45 über eine abgedichtete Scheibe 31 a und die Feder 25, mittels des Schraubenbolzens 31 b hinsichtlich ihrer Druckkraft justierbar, mit seinen Reibflächen 23' auf die oberen äusseren Mahlkörper 19 drückt und damit in Wechselwirkung mit den inneren Mahlkörpern 21 , sämtliche Mahlkörperringe A bis C belastet
Die Anordnung nach Fig. 10 verfügt vorzugsweise über einen gekühlten Stator 35a, mit einem Kühlmittelraum 49 innerhalb dieses Innenstators 35a. Der Kühlmittelraum 49 seinerseits wird über ein Zuflussrohr 4" mit Kühlmittel (bzw. Temperiermittel) gespeist, das von dort aus auch den Bodenspalt 2' versorgt. Es ist ersichtlich, dass durch die erfindungsgemässe Vorrichtung auch eine sehr intensive Temperierung, und damit auch eine intensive Kühlung zur Abfuhr einer hohen aus der grossen Mahlleistung resultierenden Wärmemenge erzielbar ist. In Fig. 10 ist der Temperiermittelfluss gegenüber dem der Fig. 1 insofern umgekehrt, als der Zufluss (Rohr 4") mittig erfolgt, wogegen der Abfluss über zwei Rohre 5' oder auch mehrere Rohre, z.B. am Umfang, erfolgen kann.
Die Fig. 12 zeigt zwar einen Schnitt nach der Linie XII-XII der Fig. 1 1 , aber mit leicht variierten Mahlkörpern 19, 21. Die Oberseite der Konen 19' ist hier etwas flacher und steht unter einem zweckmässig 90° übersteigenden, Winkel α. Gleichzeitig sind die Reibflächen 23 bis zur Konusspitze der Mahlkörper 19 verlängert, so dass sich eine vergrösserte Mahlfläche (bzw. ein vergrösserter Reibspalt) zwischen diesen beiden Teilen 19' und 23 ergibt, die aber auch die Bremswirkung auf die Mahlkörper 19 erhöht. Diese Bremswirkung führt ja u.a. zu jener Geschwindigkeitsdifferenz, die eine Reibung (und damit die Wirkung eines Reibwalzwerkes) ergibt, was wiederum verhindert, dass die Mahlkörper 19 am Reibzylinder 18 lediglich abrollen. Diese Bremswirkung ist insbesondere erwünscht, wenn kein angetriebener Innenrotor 7, wie in Fig. 1 gezeigt, verwendet wird, welcher Innenrotor mit seinem eigenen Antrieb M1 sonst für die Bremswirkung bzw. für die Erzeugung einer Differenzgeschwindigkeit zwischen den Mahlkörpern 19, 21 und den Reibflächen, wie der Reibfläche 18, sorgt.
Wenn aber so die äusseren Mahlkörper 19 über die Belastungseinrichtung 25a (Feder oder fluidische Belastung) sehr wirkungsvoll abwärts gedrückt werden, gleiten die unteren bzw. oberen Konen 19" entlang der Konusflächen 21 ' und 21" der inneren Mahlkörper 21 und erhalten so eine radial auswärts und gegen den Reibzylinder 18 gerichtete Kraftkomponente. Daher ist es günstig, wenn der Winkel ß dieser Konusflächen 21 ', 21 " zur Vertikalen im Vergleich zum Winkel α relativ steil bemessen ist, um eine starke Scherung und Reibung zwischen den äusseren Mahlkörpern 19 und dem Reibzylinder 18 des Glockenrotors zu erzeugen.
Die Fig. 10a und 11a zeigen eine Variante, für die das oben bezüglich der Fig. 10 und 11 Gesagte gilt, bei der aber noch ein dritter Mahlkörperring 51 mit etwas kleineren, in diesem Beispiel zylindrischen, Mahlkörpern 52 zusätzlich zu den bereits beschriebenen Mahlkörperringen 20 und 26 zur Anwendung kommt (vgl. Fig. 2 und 11). Fig. 12a zeigt diese zylindrischen Mahlkörper 52, die - da sie eben zylindrisch sind - in Achsrichtung Ax des Behälters 1 einer durch die Belastungseinrichtung hervorgerufenen Axialbewegung nicht folgen müssen und daher untereinander durch eine Welle 53 verbunden sein können. Da der Reibzylinder 18 sich aber über die volle Höhe der drei Mahlkörperringe A, B, C erstreckt, wäre es ebenso möglich, auch die zylindrischen Mahlkörper 52 - ohne die Welle 53 dazwischen - über die ganze Höhe reichend auszubilden.
Wenn sich nun der äussere Rotor 8 gemäss Fig. 11 a in Richtung des Pfeiles a1 dreht, so ergibt sich eine Drehung der zylindrischen Mahlkörper 52 im Uhrzeigersinn nach dem Pfeil a2. Gleichgültig, wie sich der Mahlkörperring 20 der Mahlkörper 19 in Abhängigkeit von den Reibverhältnissen dreht (Pfeil a3), wird sich eine Drehung jedes einzelnen Mahlkörpers 19 im Uhrzeiger-Gegensinne gemäss Pfeil a4 ergeben, wogegen sich die inneren Mahlkörper 21 wieder im Uhrzeigersinn (Pfeil a6) drehen werden. Es sei darauf hingewiesen, dass es im Sinne einer Verzögerung bzw. Verlängerung der Verweilzeit im Mahlraum und innerhalb der Mahlkörper es deshalb von Vorteil sein kann, den Raum unterhalb der Mahlkörper 19, 21 , 52 durch eine ringförmige Blende 54 mit einzelnen Öffnungen 55 abzudecken, welche Blende 54 zugleich die axiale Fixierung und ein bremsender Laufring für die äusseren Mahlkörper 52 sein kann, wie aus der rechten Seite der Fig. 10a (unten) ersichtlich ist. Die Öffnungen 55 limitieren in Abhängigkeit von ihrer Grosse bzw. ihrem Durchmesser den Durchfluss in den Ringraum 28' und damit zur Förderschnecke 27. In diesen, von der Blende umschlossenen Raum mag dann auch die Ablassöffnung 32 (vgl. Fig. 1) einmünden. Es versteht sich, dass in ähnlicher Weise auch mehr als drei Mahlkörperringe gebildet werden können.
Da sich aus den obigen Erläuterungen ergibt, welch vorteilhaften Effekt die konische Ausbildung an den Mahlkörpern 19 und 21 im Zusammenhang mit der Versetzung „in Lücke" hat, da er einen radial nach aussen pressenden Mahlkörperdruck sichert und ausserdem auch noch einen Ausgleich für eine allfällige Mahlkörperabnützung erlaubt, zeigen die Fig. 13 und 14, welche Geometrie sich ergibt, wenn rein konische Mahlkörper verwendet werden. Auch hier wiederum werden für Teile identischer Funktion dieselben Bezugszeichen wie in den vorherigen Figuren verwendet, für Teile nur ähnlicher Funktion dieselben Bezugszeichen, aber mit einem Zusatz versehen.
Bei dieser Ausführungsform fehlt ein Glockenrotor, und es ist nur ein (allenfalls einziger) Rotor 8a als Aussenrotor mit die Mahlkörper 19c haltenden und in die sternförmig angeordneten Nuten 7' (vgl. Fig. 29) des hier ringartigen Endes des Rotors 8a eingelassenen und - wie beschrieben - in den Nuten T radial gleitfähigen Führungs- und Gleitsteinen 39 vorgesehen. Bevorzugt ist es allerdings, wenn hier ein relativ dünner Innenrotor 7a vorgesehen ist, der im Sinne der Pfeile 25' durch eine, an sich beliebige, Belastungseinrichtung nach unten gedrückt wird. Alternativ oder zusätzlich könnte eine Belastungseinrichtung auch auf die unteren Konusflächen 24 wirken, die in diesem Ausführungsbeispiel starr an der Bodenplatte 2 befestigt sind. Bevorzugt ist es im Sinne einer steuerbaren Differenzgeschwindigkeit zwischen den Mahlflächen, wenn ein relativ dünner, nur die Reibflächen („Laufring eines Rollenlagers") tragender Innenrotor 7a drehbar gelagert, und vorzugsweise auch über einen Motor (ähnlich dem Motor M2 der Fig. 1) angetrieben wird. Die Pfeile P1 und P2 zeigen als Beispiel die Drehrichtungen der beiden Rotoren 7a, 8a, doch könnten diese auch gleiche Drehrichtung aufweisen. Die Drehzahlen werden jedenfalls so gewählt, dass die gewünschte Differenzgeschwindigkeit zur Erzeugung einer mahlenden Reibung an den Reib- bzw. Scherflächen entsteht. Der Rotor 8a weist aber ähnlich dem Glockenrotor 8 zweckmässig eine Zylinderwand 50 auf, die mit Öffnungen 9a zwischen Stegen 56 versehen ist, welche Öffnungen 9a im Prinzip ähnlich ausgebildet sein können, wie dies an Hand der Fig. 3 erläutert wurde. Ferner kann es sinnvoll sein, die Zylinderwand 50 in der schon zuvor beschriebenen Weise, ähnlich dem Glockenrotor 8, zu kühlen. Unterschiedlich zur Ausführung nach Fig. 1 mag ferner sein, dass das zu vermählende Produkt nicht von oben durch die Öffnung 3, sondern von unten her über ein Zufuhrrohr 3a eingepumpt werden kann, wobei das Mahlgut nach oben in den Raum 1 a, allenfalls von unten her die Mahlzone durchströmend, gelangt. Der Raum radial ausserhalb der Reibflächen 18a wird als Temperierraum genutzt und die Rohre 5a und 32 dienen als Zu- und Abfuhrrohre für Temperiermittel.
Hier haben die inneren und äusseren Mahlkörper 21c und 19c annähernd gleiche Grosse. Während aber die Lage der inneren Mahlkörper 21c durch ihre unteren und oberen Konen 21" und 21' und die Anlage an den Reibflächen 23 und 24, die als innere Laufringe eines Rollenlagers definiert sind, befinden sich die äusseren Mahlkörper 19c einerseits in Anlage an der nun konischen Reibfläche 18a, anderseits an den Konusflächen der oberen Konen 21 ' der inneren Mahlkörper 21 und werden von den, nun am äusseren Rotor 8a in Führungs- und Gleitsteinen, analog zu den Fig. 1 , 5 und 27 bis 29, gehalten, welche Steine 57 in Radialführungen bzw. wieder sternförmig angeordneten Nuten 40a (ähnlich den Nuten T der Fig. 5) radial verschiebbar sind und so eine radiale Lageveränderung zum Ausgleich von Abnützung zu ermöglichen.
Während in Fig. 4 eine Kugelfläche 38 an den Mahlflächen 23 zum Ausgleich unterschiedlicher Abnützung gezeigt wurde, sind es hier die Mahlkörper 19c, welche mit einer solchen „Kardanlagerung" 38a versehen sind, um eine leichte Kippbewegung des jeweiligen Mahlkörpers relativ zur Reibfläche 18a im Falle unterschiedlicher Abnützung zuzulassen.
Auch eine Temperierung bzw. Kühlung der Welle 1 1 ' des Innenrotors 7a ist möglich, wie besonders aus Fig. 13 zu sehen ist. Hier ist in der relativ dicken Welle 11 ' ein Zufuhrohr 59 als Zufuhrkanal vorgesehen, wogegen der dieses Rohr 59 umgebende Ringraum 60 als Abflusskanal dient. Es ist klar, dass diese Kanäle 59, 60 an der Oberseite in ähnlicher Weise mit einer Dreheinführung versehen ist, wie die Vorrichtung der Fig. 1 mit der Dreheinführung 13.
Auch diese Ausführungsvariante ist in Axialrichtung gewissermassen „multiplizierbar", indem in axialer Richtung mehrere Lagen von Mahlkörperringen A, B und C angeordnet werden. Eine solche Ausführung zeigt Fig. 15. Dabei sind die äusseren Mahlkörper 119 über Zwischenringe 7', 7" mit dem Rotor 7a verbunden, womit der Rotor 7a mittels seines ihm zugeordneten Antrie- bes die Drehzahl der Mahlkörperringe um die Zentralachse Z bestimmt, wogegen die Drehung der Mahlkörper 119, 121 um ihre eigene Achse durch den Antrieb der zentralen Welle 11' über die mittels Keilen 58a an ihr aufgekeilten Konusstücken 58 erfolgt und bestimmt wird. Die Drehzahlen des Rotors 7a und der zentralen Welle 11 ' werden so gewählt, dass statt eines blossen Abrollens der Mahlkörper 119, 121 an den Reibflächen 18a, 23 ein Reiben bzw. Scheren (Geschwindigkeitsdifferenz) entsteht.
Der Rotor 7a ist wieder durch eine Feder 25a belastet, die ihrerseits entweder durch eine Konstruktion belastet sein kann (Pfeile 25'), ähnlich wie sie in Fig. 10 dargestellt ist, oder durch eine fluidische Belastungseinrichtung, wobei dann die Feder 25a eher die Funktion hat, die Kraft dieser fluidischen Belastungseinrichtung elastisch abzufedern, oder sogar ganz entfällt. Der von der Belastungseinrichtung 25a erzeugte vertikale Druck auf die äusseren Mahlkörper 119 überträgt sich über die inneren Mahlkörper 121 , auf die ringförmigen Reibflächen 24, sowie auf die Konusstücke 58 jeweils auf die nächsttieferen Mahlkörperringe.
Gegebenenfalls kann die Belastungseinrichtung 25a auch auf die Konusstücke 58 wirken oder auf beide, es können der Rotor 7a und/oder die Konusstücke 58 belastet werden, um den nötigen Druck auf die Reibflächen einerseits zwischen den Mahlkörpers 119, 121 selbst, anderseits zwischen den Mahlkörpern 119, 121 und den Reibflächen 18a und 23 zu erzeugen.
An der Oberseite sind die äusseren Mahlkörper 119 wieder mit Hilfe vonFührungs- und Gleitsteinen 57 mit den Zwischenringen 7', 7" verbunden, während sie mit ihren konischen Aussen- flächen sich nach unten zu gegen komplementär konische Reibflächen 18a abstützen, an denen das Mahlgut durch Reibung zerkleinert wird. Anderseits liegen die Aussenflächen der abwärts zu konvergierenden Aussenflächen der Mahlkörper 119 an den aufwärts konvergierenden Aussenflächen der inneren Mahlkörper 121 an.
Die inneren Mahlkörper 121 besitzen auch (je nach Einbauart) nach oben bzw. unten gekehrte Konusflächen 21", welche mit Reibflächen 24 zusammenwirken. Diese Reibflächen 24 sind fix am Boden 2a und bei den Mahlkörperringen A und Br an den Stützringen 24' montiert, können aber gegebenenfalls durch eine Justiereinrichtung nach oben hin justiert werden (nicht dargestellt). Dabei liegen in jedem Falle die konischen Mantelflächen der inneren, konischen Mahlkörper 121 wieder an den inneren konischen Reibflächen 23 an und üben dort die zerkleinernde Reibung und Scherung aus. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Behälter 1 ' aus einzelnen, mit Befestigungsflanschen 62 versehenen Gehäuseringen 63 aufgebaut sein. Dies hat den Vorteil, dass es leicht möglich ist, statt eines, zweier, oder dreier Mahlkörperringe A, B, C eine unterschiedliche Anzahl davon modulartig aufzubauen. Dabei kann jeder Gehäusering 62 mit einem Temperiermittelzulauf 4 und einem Abflussrohr 5 versehen sein. Ferner kann das unzerkleinerte Mahlgut beispielsweise in der Art der Fig. 1 von oben oder in der Art der Fig. 13 auch von unten, z.B. über den Einlaufs- trutzen 4", zugeführt bzw. abgeführt werden, beispielsweise (am besten, besonders bei Zufuhr von unten) über ein oben gelegenes Abfuhrrohr 32.
Die Verwendung praktisch rein kegeliger Mahlkörper, wie dies an Hand der Fig. 13 bis 15 gezeigt wurde (siehe auch die Fig. 18a, 19a), gestattet aber sehr unterschiedliche Geometrien der Mahlzone, wie dies an Hand der Fig. 16 und 17 veranschaulicht wird. Dabei entspricht die Darstellung der Fig. 16 dem Schnitt XVI-XVI bei einer Anordnung den entsprechend Fig. 18a und 19a, jedoch mit dem Unterschied, dass zwischen den Ausführungen gemäss den Fig. 13 bis 15 und denen gemäss den Fig. 18 bis 19a die Statorflächen bzw. die Reibflächen unterschiedlich dazu angebracht sind. Bei der Ausführung gemäss den Fig. 13 bis 15 gibt es keinen Aussenro- tor, sondern nur einen (kleineren) Innenrotor, der analog Fig. 1 oben, zweckmässig mittels eines Pendelrollenlagers radial und axial gelagert ist. Die Mahlkörperringe bilden das untere Gegenlager des Innenrotors 7b .Die Mahlkörperringe haben also eine Doppelfunktion, nämlich einerseits die einer Mahleinheit und anderseits die einer Lagereinheit.
Bei der Ausführung gemäss den Fig. 18 und 19, sowie nach den Fig. 18a und 19a, ist ein Innenrotor nicht vorgesehen, und die Drehung der Mahlkörper um ihre eigene Achse sowie die Drehung des Mahlkörperringes um die zentrale Achse Z erfolgt alleine mittels schleifendem Reibschluss über den Aussenrotor. Dabei entspricht die Darstellung der Fig. 16 dem Schnitt nach der Linie XVI-XVI der Fig. 19a, und die Darstellung der Fig. 17 dem Schnitt nach der Linie XVII-XVII der Fig. 19.
Der Wegfall des Innenrotors bedingt, dass die Reibflächen 44 (Fig. 17), die mit den inneren Mahlkörpern 21" zusammenwirken, sich am inneren Stator 35b und dessen Reibflächen 23 gleitend bzw. reibend abrollen und damit den Mahleffekt erzeugen. Der Innenstator 35b übt mit dem aufgeschraubten Konusstück 7b einen Druck gegen die inneren Mahlkörper 21" aus bzw. ergibt eine Gegenkraft, wenn beispielsweise der Aussenrotor 8b vertikal nach unten belastet wird. Da die Mahlkörper 19', 21 ', etwa gemäss den Fig. 2 und 3, auf Lücke versetzt sind, d.h. die äusseren Mahlkörper 19 im Abstand voneinander in die Zwischenräume zwischen den inneren Mahlkörpern 21 eingreifen, zeigen die Fig. 7, 12 und 12a sowie 16 und 17 den Schnitt durch die Mahlkörper in ihrer Berührungslinie gemäss den Schnittangaben in den zugehörigen Grundrissschnitten.
Während aber im Falle der Fig. 16 die Reibflächen 44 statt zylindrisch, wie in Fig. 10, konisch ausgebildet sind und somit eine Zerkleinerung an vier verschiedenen Reibflächen 18a, 23, 24 und 44 erfolgt, von denen die Reibflächen 18a und 44 zur Vertikalen geneigt (konisch) sind, zeigt Fig. 17 eine Ausführung mit zylindrischen Reibflächen 18a und 44 und als Plattenringe ausgebildeten Reibflächen 23 und 24, wobei die Achsen der Mahlkörper 19d und 21 d zur Vertikalen schief gestellt sind. Bei diesen Mahlkörpern 19d, 21 d ist es aber in der Praxis erforderlich, dass die oberen und unteren Kegelflächen 19' und 19b bzw. 21 ', 21" unmittelbar und ohne zylindrischen Zwischenabschnitt aneinander anschliessen, so dass sie sich in die Ecke von etwa 90° einschmiegen, die von den Reibflächen 18a und 24 einerseits und 23 und 44 anderseits gebildet werden. Der (einzige) Rotor 8b, als Aussenrotor, kann im wesentlichen ähnlich dem Rotor 8 der Fig. 1 aufgebaut sein.
Eine mit der Konfiguration nach Fig. 17 ausgestattete Vorrichtung zeigen die Fig. 18 und 19. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass die Anordnung der schräg gestellten, rein konischen Mahlkörper, ohne einen zylindrischen Teil aufzuweisen, ebenso wie die Lösung nach den Fig. 16 und 18a bezüglich der Mahlkörper sehr raumsparend ist und damit eine dichte Bepackung von Mahlkörpern in einem Behälter erlaubt, aber gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 16 und 18a keine schräg gestellten bzw. konischen Reibflächen am Aussenrotor, Innenstator oder Innenrotor verlangt, was insbesondere bei einer Lösung mit mehreren Mahlringen in axialem Abstand, wie etwa die Fig. 20 zeigt, von grossem Vorteil ist. Das Anpressen sämtlicher Reib- bzw. Scherflächen erfolgt, wie in Fig. 10 gezeigt, mittels einer Belastungseinrichtung 25 innerhalb eines Gehäuses 45.
Es ist zu erwähnen, dass selbstverständlich statt der Feder 25 auch eine hydraulische oder pneumatische Belastungseinrichtung mit entsprechendem Druckzylinder zur Anwendung kommen kann. Das hier gezeigte Federgehäuse kann dann in kaum abgeänderter Form als Druckzylinder dienen. Ebenso sei aber erwähnt, dass - wie im vorliegenden Fall und wie in den Fig. 10, 10a, 12, 12a und 18 gezeichnet - das Federgehäuse dazu dient, die Feder 25 gegenüber dem flüssigen Mahlgut abzudichten (vgl. den in Fig. 18 zwischen Federgehäuse 45 und Schraubbolzen 31 b angeordneten und in einer Nut des Federgehäuses 45 sitzenden O-Ring 45'). Für die Behandlung von weniger sensiblem Mahlgut aber kann das Gehäuse entfallen, wobei dann die Feder 25 mittels der Platte 31 a auf eine Platte mit der Reibfläche 23' drückt.
Im Gegensatz zur Fig. 18, in der die Mahlkörperachsen zur Zentralachse Z einen Winkel einnehmen, zeigt die Fig. 18a ein Beispiel ähnlicher Konfiguration, jedoch mit mindestens annähernd parallel zur zentralen Achse Z verlaufenden Mahlkörperachsen. In diesem Fall ist die innere Reibfläche 44' konisch ausgebildet, und es kann wiederum eine (hier mit Spalt gezeichnete, aber tatsächlich einen Mahlspalt bildende) Reibfläche 24 in Form eines nach innen weisen Konusringes vorgesehen sein. Es ergibt sich dann in einem Horizontalschnitt durch die Berührungslinie des jeweiligen inneren und äusseren Mahlkörpers nach der Linie XIXa-XIXa das aus Fig. 19a ersichtliche Bild.
Auch eine solche Anordnung lässt sich mit mehreren axial übereinander liegenden Mahlkörperringen verwirklichen, wie die Fig. 20 an Hand eines Längsschnittes durch eine Ausführungsvariante veranschaulicht. Dabei ist in diesem Falle die Belastungsfeder 25a im Mahlgutraum des Behälters 1", drückt auf eine, z.B. mittels Keilnuten, im Gehäusezylinder gegen Verdrehen gesicherte Ringscheibe 31 d und belastet so die ringförmige Reibfläche 23. Diese Belastung als Druck auf die obersten äussern Mahlkörper 19d überträgt sich über die Linienberührung auf die obersten inneren Mahlkörper 21 d, die ihrerseits auf die inneren Zwischenringe 23a drücken. Die inneren Zwischenringe 23a sind axial gleitend über den Innenrotor gezogen, so dass die notwendige axiale Bewegung entlang des Innenrotors möglich ist. So überträgt sich der von der Belastungseinrichtung erzeugte Druck auf den nächst tieferen Mahlkörperring, welcher seinerseits analog über die dann äusseren Zwischenringe 23" auf die nächst tieferen Mahlkörper drückt usw., bis zur untersten, oder bei horizontaler Anordnung (denn auch das ist möglich) bis zur letzten Mahlstufe. Sowohl die inneren Zwischenringe 23a, als auch die äusseren 23b können mittels Keilnuten auf dem inneren Rotor oder mittels Keilnuten an der Innenwand des Gehäusehohlzylinders gegen Verdrehen gesichert werden.
Aus Fig. 20 ist ersichtlich, dass in jedem benachbarten Mahlkörperring A, B bzw. C die Lage dieser konischen Mahlkörper 19d, 21 d umgekehrt ist, d.h. im Niveau des Mahlkörperringes A arbeitet die kleine Konusfläche 19c mit einer über ihr angeordneten Reibfläche 23 zusammen, wogegen im benachbarten Mahlkörperring B des darunter liegenden Niveaus die Fläche 19c mit einer darunter liegenden ringförmigen Reibfläche 23a zusammenwirkt. Die grossen Kegelflächen der beiden radial benachbarten Mahlkörper 19d, 21 d bilden jeweils gemeinsam einen Mahlspalt zur Zerkleinerung der Partikel des Mahlgutes. Dasselbe gilt natürlich auch für die äusseren Mahlkörper 19d an den zylindrischen Reibflächen 18 im Behältergehäuse und die inneren Mahlkörper 21 d an den inneren Reibflächen 44', die sich dort reibend und scherend abwälzen.
Auch hier ist der Behälter 1" zweckmässig aus einzelnen modulartigen Ringen 63 aufgebaut, doch wird der unterste Ring 63' gegebenenfalls etwas weniger hoch ausgebildet sein. Es versteht sich, dass auch die Behälter V und 1" entsprechend der Fig. 6 auch schief, verschwenkbar oder horizontal angeordnet werden können. Um leichte Toleranzen auszugleichen, die zu einem Schwanken der Welle 11c führen könnten, ist vorzugsweise ein Pendellager 65 vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Mahlgutfluss umgekehrt zu dem von Fig. 1 : Das un- zerkleinerte Mahlgut tritt von unten - gepumpt durch eine nicht dargestellte Pumpe - durch ein Zufuhrrohr 3b ein und strömt aufwärts, bis es durch den Austritts-Rohrstutzen 32 wieder austritt. Diesbezüglich entspricht die Anordnung etwa der einer Rührwerksmühle. Aber auch ein Durch- fluss von oben nach unten oder bei horizontaler Lage vice versa von links nach rechts und umgekehrt ist möglich.
Es sei abschliessend erwähnt, dass selbstverständlich die Rotoren, die hier in allen Ausführungen mit nur einem Lager, also sozusagen „fliegend", gelagert zu bezeichnen wären, sofern man die Anordnung der Mahlkörper nicht als ihr zweites Lager benennen will, auch mit einem Wellenstummel durch die der einen Lagerung gegenüberliegenden Stirnwand des Behälters mittels entsprechender dynamischer Abdichtungen hindurch führen kann, um die Rotoren 7, 8, 8a, ausserhalb des Behälters ein zweites Mal, also gewissermassen auf klassische Weise, zu lagern. Sofern man dann aber die Mahlkörper trotzdem und weiterhin als Lager bezeichnen möchte, ergibt sich sogar eine dreifache Lagerung der Rotoren.
An Hand der Fig. 21 bis 26b seien nun verschiedene mögliche Ausführungsformen von Mahlkörpern beschrieben. An Hand der Fig. 9 wurde bereits ein hohler, im wesentlichen zylindrischer Mahlkörper 119 vorgestellt. Ein entsprechender konischer Mahlkörper 219 ist in Fig. 21 veranschaulicht. Durch sein hohles, vorzugsweise zylindrisches Innere 68 kann Mahlgut strömen und so zu einem gewissen Kühl- und Mischeffekt beitragen. Zu diesem Zweck kann es vorteilhaft sein, wenn im Inneren Mischwerkzeuge vorgesehen oder einschiebbar sind, doch ist das im Sinne einer erleichterten Reinigung nicht immer wünschbar. Die hohle Ausführung trägt vor allem zur besseren Kühlung bei, weil das Mahlgut selbst gleichzeitig Kühlmittel ist und so, bei einer holen Ausführung der Mahlkörper, ein Wärmestau infolge von deren grosserer Masse vermieden werden kann. An Hand der Fig. 22 ist eine Ausführungsform ersichtlich, bei der der Mantel des Mahlkörpers 319 durch einen Schlitz 69 geöffnet ist. Dies verleiht dem Mahlkörper eine gewisse Elastizität einerseits im Zusammenwirken mit den starren Reibflächen, anderseits im Reiben mit dem jeweils an ihm anliegenden Mahlkörper, wodurch Abrieb und Toleranzen ausgeglichen werden. Dieser Schlitz 69 kann - ähnlich den an Hand der Fig. 2 beschriebenen Öffnungen 9 - mit schräg ein- bzw. nach aussen laufenden Schmalwänden 70, 71 begrenzt sein, um einerseits den Ein- und/oder Austritt von Mahlgut aus seinem Inneren bzw. in sein Inneres zu begünstigen und anderseits übergrosse Feststoffpartikel in den Mahlspalt einzuziehen. Eine Alternative ist in den Fig. 23a, 23b gezeigt, wo der Schlitz 69 durch einen schraubenlinienförmigen Schlitz 69a ersetzt ist.
Natürlich lassen sich diese geschlitzten Ausführungen auch auf hohle zylindrische Mahlkörper 419 übertragen, wie die Fig. 24a mit ihrem Schnitt b) sowie die Fig. 25a mit Schnitt b) veranschaulichen. Im ersteren Falle besitzt der zylindrische Mahlkörper 419 einen geraden, entlang einer Erzeugenden verlaufenden Schlitz 69; gemäss Fig. 25a ist ein schräg zu den Erzeugenden, d.h. schraubenlinienförmiger, Schlitz 69a vorgesehen. Die Schnitte b) zeigen jeweils, wie - bei gewünschter Drehungsrichtung im Sinne des Pfeiles ccw - der Schlitz 69 bzw. 69a im Querschnitt bevorzugt ausgestaltet werden sollte, nämlich so dass ein Materialstrom aus seinem Inneren im Gegensinn zur Drehrichtung ccw erfolgt und gleichzeitig übergrosse Körner eingezogen werden können und gleichzeitig übergrosse Körner des Mahlgutes eingezogen werden können.
Um eine Materialströmung aus dem Inneren des hohlen Mahlkörpers zu erzeugen, sind zwar mehrere Schlitze vorteilhaft, doch brauchen sich die Schlitze jeweils nicht unbedingt über die ganze Länge eines Mahlkörpers erstrecken, wie die Fig. 26a) und b) zeigen. Dabei verläuft ein gerader (es könnte auch ein schräg zu den Erzeugenden liegender sein) Schlitz 69b nur über einen Teil der Länge des Mahlkörpers 519. So wird es ermöglicht, mehrere (an sich beliebig viele), bevorzugt nur drei oder vier, Schlitze 69b über den Umfang zu verteilen.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Variationen möglich; beispielsweise wurden die obigen Beispiele im wesentlichen für flüssiges Mahlgut beschrieben, doch ist es aus dem Stande der Technik bekannt, dass an sich für flüssiges Mahlgut konzipierte Vorrichtungen auch für pul- verförmiges, also trockenes, Mahlgut verwendet werden können. Auch versteht sich, dass im Rahmen der Erfindung die beschriebenen Einzelmerkmale der verschiedenen Ausführungsformen sowohl untereinander als auch mit Merkmalen des Standes der Technik kombiniert werden können. Ebenso sei noch erwähnt, dass am Boden der Behälter, oder bei horizontal liegenden Behältern an der Stirnseite des Endes - in Druckrichtung der Belastungseinrichtung her gesehen -, eine Distanzmesseinrichtung vorgesehen werden kann, die den Abstand zwischen dem Behälterboden 2a und dem jeweils untersten bzw. letzten Mahlkörper zu messen, um anzuzeigen, wann wegen eines zu grossen Verschleisses die Mahlkörper ausgetauscht werden müssen. Dies kann auch ein Positionssensor sein oder ein Entfernungsmesser, z.B. nach dem Trianguilati- onsprinzip, wobei - je nach Mahlgut - Ultraschall oder lichtelektrische, wie Laser- Entfernungsmesser, wie auch Messgeräte, die mittels Induktivstrom arbeiten, in Frage kommen.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Zerkleinerungsvorrichtung für ein Mahlgut, mit mehreren walzen- oder rollenartigen Mahlkörpern (19, 21 ), die mit Hilfe mindestens eines Antriebs (M1 , M2) zu einer Drehung angetrieben oder antreibbar sind, um zwischen einander das Mahlgut in einem Mahlspalt zu zerkleinern, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlkörper (19, 21) nach Art eines Rollenlagers ringförmig zwischen Laufringen (18, 23, 24) angeordnet sind.
2. Zerkleinerungsvorrichtung für ein Mahlgut insbesondere gemäss Anspruch 1 , mit mehreren walzen- oder rollenartigen Mahlkörpern (19,21), dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum der Zerkleinerungsvorrichtung zumindest im Bereich der Mahlkörper (19,21) im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet ist, wobei die Mahlkörper (19,21) auf konzentrischen Kreisen in dem kreiszylindrischen Innenraumbereich derart angeordnet sind, dass in Umfangsrichtung der konzentrischen Kreise jeweils alternierend Mahlkörper auf benachbarten konzentrischen Kreisen vorhanden sind.
3. Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ausser einem inneren Mahlkörperring (26) noch mindestens ein äusserer Mahlkörperring (20) vorgesehen ist, dessen voneinander beabstandete Mahlkörper (19) auf Lücke jeweils zwischen zwei voneinander beabstandeten Mahlkörpern (21) des inneren Mahlkörperringes (19) angeordnet sind und jeweils mit den Mahlkörpern (19) des inneren Mahlkörperringes (26) einen Mahlspalt bilden, wobei vorzugsweise die Mahlkörper (19) des äusseren Mahlkörperringes (20) einen grosseren Durchmesser besitzen als die Mahlkörper (21) des inneren Mahlkörperringes (26).
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufringe (18, 23, 24) relativ zueinander drehbar sind und mindestens einer davon mit einem Drehantrieb (M1 , M2) versehen ist, vorzugsweise wenigstens der äussere Laufring (18).
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufringe (18, 23, 24) im Raum eines Behälters (1) zur Aufnahme von Mahlgut untergebracht sind, und dass vorzugsweise in dem Behälter (1) mindestens ein Rotor (8, 8a) - insbesondere an der radialen Aussenseite, der Behälterwand gegenüber- liegend - vorgesehen ist, der an seiner radialen Aussenseite eine Förderschnecke (27) für einen axialen Umlauf des Mahlgutes trägt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in axialem Abstand voneinander mindestens zwei Mahlkörperringe (A, B, C) vorgesehen sind, wobei die Mahlkörper (19, 21) der Mahlkörperringe (A, B, C) gegebenenfalls unterschiedliche Grosse aufweisen.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlkörper (19, 21 ) wenigstens zum Teil kegelig, z.B. stumpfkegelig, vorzugsweise mit jeweils ungleichem Kegelwinkel (α, ß), ausgebildet sind, und dass bevorzugt der Kegelwinkel von je oben und unten an den Mahlkörpern (19, 21 ) befindlichen, einander entgegengesetzten Kegeln (19', 19") wenigstens eines Mahlkörperringes (A, B, C) unterschiedlich gross ist und vorzugsweise der obere Winkel (α) grösser ist als der untere, zur Vertikalen gemessene Winkel (ß), und dass insbesondere wenigstens eine einer Frontfläche des jeweiligen Mahlkörpers (19, 21) gegenüberliegende Begrenzungsfläche (23, 24) für die Axialbewegung desselben vorgesehen und vorzugsweise auf die Frontfläche zu oder von ihr weg, gegebenenfalls elastisch, verstellbar ist, wobei bevorzugt diese Frontfläche als Reibfläche ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Mahlkörper zur Vertikalen derart um einen Komplementär- winkel geneigt sind, dass ihre schrägen Umfangsflächen im Wesentlichen vertikal verlaufen.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Belastungseinrichtung (25, 31) zum Ausüben einer in radialer Rich- tung auf die Mahlkörper (19, 21) wirkenden Kraft vorgesehen ist, so dass die Mahlkörper (19, 21) radial nach aussen und gegen den äusseren Laufring (18) drückbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlkörper (19) an wenigstens einer ihrer Stirnflächen, insbesondere der nach unten weisenden, eine Mahlfläche (29) aufweisen, die mit einer Gegenfläche (2a) des Behälters unter Bildung eines Winkels bzw. Einzugspaltes (19a) zusammenwirken.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Mahlkörper (319) hohl sind und zur Erzielung einer Nachgiebigkeit wenigstens über ihren Umfang zumindest zum Teil mindestens einen Schlitz (69, 69a) aufweisen, der sich gegebenenfalls schräg zur Achsrichtung erstreckt, wobei die schmalen Begrenzungsflächen 70) des Schlitzes (69, 69a) vorzugsweise von radial innen nach radial aussen in Drehrichtung des jeweiligen Mahlkörpers (319) weisen.
12. Verfahren zum Zerkleinern von Mahlgut, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlgut in einer Vorrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche zerkleinert wird.
13. Verwendung einer Zerkleinerungsvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11 als Refiner-Conche.
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