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Verfahren und Vorrichtung zum Zerkleinern und Mischen von Gut bis
zu kolloidalen Feinheitsgraden.
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Zur Erreichung einer weitgehenden Zerkleinerung von Stoffen hat man
bereits vorgeschlagen die Zentrifugalkraft allgemein oder die Schlagkraft von sich
drehenden Flügeln auszunutzen. Die erreichte Nutzwirkung war jedoch hierbei im Verhältnis
zu der aufgewendeten Kraft eine nicht zufriedenstellende. Auch bedingtc die Bauart
der Vorrichtungen. daß die Zentrifugalkraft allein nicht genügte, um einen dauernden
Strom
der Zerkleinerungsmittel und des zu zerkleinernden Gutes zu
erzeugen, also dabei auch ohne Zuhilfenahme von Reibung das Zerkleinerungsgut gleichzeitig
mit den Zerkleinerungsmitteln zu heben.
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Die vorliegende Erfindung besteht in einem Verfahren zum Zerkleinern
und Mischen von Gut bis zu kolloidalen Feinheitsgraden durch mit dem Gut vermischte
Zerkleinerungsmittel, wobei durch eine bewegliche Bahn den Zerkleinerungsmitteln
eine hohe Bewegungsenergie erteilt wird. so daß die Zerkleinerungsmittel mit dem
zu behandelnden Gut in dauerndem in sich geschlossenen Strome in einer im wesentlichen
spiralförmigen absoluten Bewegung im Bereich mindestens einer beweglichen Bahn und
dann über mindestens eine feststehende Bahn teilweise geschoben werden und durch
einen oder mehrere Fall räume zu der beweglichen Bahn zurückkehren. Hierbei kann
die Reihen folge der beweglichen und feststehenden Mahlbahn zueinander geändert
werden, ebenso die Anzahl der Fallräume.
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Entsprechend diesem Verfahren ist eine zur Ausführung desselben beispielsweise
dienende Vorrichtung vorgesehen, welche zwecks Bewegung der Kugeln und des Gutes
in einem in sich geschlossenen Strome mindestens eine bewegliche und mindestens
eine feste Bahn mit Leitkörperwandungen einen Druckraum bildend angeordnet sincl,
durch welche nacheinander die Kugeln und das Gut im Kreislauf teilweise hinweggeschoben
werden, wobei die bewegliche Bahn als Schale ausgebildet ist.
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Nach einer besonderen Ausführungsform wird ein Teil des in sich geschlossenen'
Arbeitsraumes als Fallraum für den Kugel- und Mahlgutstrom ausgebildet Dies wird
dadurch erreicht, daß die bewegliche Mahlbahn als steilwandige Schale ausgeführt
wird, die an ihrer Oberkante eine Umlenkbahn besitzt, von welcher aus die Zerkleinerungsmittel
mit dem Gut auf die Oberfläche des Leitkörpers fallen und zu dem Boden der Schale
zurückgelangen.
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Das grundsätzlich Neue des vorliegenden Verfahrens liegt darin, daß
den Zerkleinerungsmitteln durch eine bewegliche Bahn eine hohe Bewegungsenergie
erteilt wird, und daß dadurch die Zerkleinerungsmittel mit dem zu behandelnden Gut
eine spiralförmige Bewegung über die bewegliche Bahn ausführen, wobei theoretisch
und auch praktisch die Zerkleinerungsmittel jede Geschwindigkeit der beweglichen
Bahn in gleichem l,Iaße annehmen können, was bei den bisher bekannten Vorrichtungen
nicht der Fall ist, wenigstens nicht in Verbindung von feststehenden und beweglichen
Mahlbahnen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist diese Umlenkbahn nicht an
die Schale angeschlossen, sondern bildet einen Teil des feststehenden Gehäuses.
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Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht.
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Abb. I zeigrt ein feststehencles Gehäuse 1 mit Deckel 2, zentraler
Einfüllöffnung 3 und Verschlußdeckel 4.
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Äjit dem Deckel 2 wird ein Leitkörper 5 durch Distanzstücke 6 starr
oder unter Einschaltung von zwei in entgegengesetzter Richtung wirkenden Federn
7 und 8 federnd verbunden, wobei die Federn so gewählt werden, daß die Feder S der
Feder 7 bei zusätzlicher Belastung durch das Gewicht des Leitkörpers 5 und den im
Betriebe darauf befindlichen Äfahlkörpern und Mahlgut tlas Gleichgewicht hält.
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Die Federkraft der Feder 8 kann durch tlas Gewicht des Leitkörpers
und der darauf befindlichen Älasse ersetzt werden.
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Der Leitkörper 5 wird nötigenfalls zwecks Abführung der in der Mühle
entstehenden Reibungswärme als Kühlraum 31 und bei Stoffen, die Wärme benötigen,
als Heizraum ausgebildet, kann jedoch auch ohne diesen ausgeführt werden, wie die
Leitkörper 51 in Abb. 4. 52 in Abb. 5 und 53 in Abb. 6 zeigen.
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Die Wärmezu- und -ableitung erfolgt durch die hohlen Distanzstücke
6, deren äußere Form am besten stromlinienförmig ausgebildet wird.
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Das im feststehenden Gehäuse 1 eingebaute Schleuderrad besteht aus
der Mahlschale 11. die oben und unten je eine Öffnung besitzt; in die obere paßt
der Deckel 2 des Gehäuses, während die untere den Arbeitsraum 22 mit dem Entleerungsraum
19 verbindet.
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Der Arbeitsraum 22 wird durch die Mahlschale 11, den Deckel 2 und
den Leitkörper 5 gebildet.
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In der unteren Offnung ist in die Mahlschale die Dichtungsplatte
15 eingelegt. an welche im Betriebszustandc mittels Federkraft der Entleerungsstempel
13 angepreßt wird, so daß der Arbeitsraum 22 bis zunl Ende der Vermahlung vollständig
abgeschlossen ist.
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Die Dichtungsplatte 15 besitzt entweder Löcher 30 oder längliche
Spalten 301 (AN). 2 und 3), in welche ein entsprechend geformte'.
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Entleerungsstempel 13 bzw. 131 eingreift.
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Die Löcher. 30 bzw. die Spalten 301 sind nur so groß, daß die kleinsten
Kugeln bei geöffnetem Entlecrungsstempel 13 bzw. 131 noch gut darüber hinwegrollen
können, während clas gemahlene Gut, von oben darauf fallend, hier an der Stelle
der geringste Zentrifugalkraft leicht durch die (: Öffnungen in den Entleerungsraum
19 gelangt.
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Durch die Löcher 20 wird es in den Abführungsraum 21 im feststehenden
Gehäuse 1 geschleudert.
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Die Mahlschale 11 wird entweder mit der Nabe 10 in einem Stüd oder
- der leichteren Auswechselbarkeit halber - als eigenes Stück ausgeführt.
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Nach Abb. 2 wird sie auch als auswechselbare Panzerschale 112 ausgebildet.
Bei Bedarf wird auch der feststehende Gehäuseteil 21 in Abb. 5 mit einem Panzer
32 versehen.
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Der Entleerungsstempel 13 bzw. 131 ist auf einer Spindel 12 befestigt,
die durch die als Hohlwelle ausgebildete Welle 9 läuft, in welcher sie gegen seitliche
Verdrehung so gesichert ist, daß ein genaues Eingreifen der einzelnen Teile des
Stempels in die entsprechenden Öffnungen der Dichtungsplatte gewährleistet wird.
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Der Entleerungsstempel 13 bzw. 131 wird durch die Feder 14 in der
Verschlußstellung gehalten.
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Dtirch den Hebel 16 wird bei Öffnen diese Federkraft überwunden und
der Entleerungsstempel gesenkt, so <laß er die Entleerungsöffnungen freilegt.
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Zur Sicherung des Hebels 16 und damit des Entleerungsstempels in
der » Offenstellung « dient der Bolzen I8, der mittels eines Seil- oder Kettenzuges
17 mit dem Verschlußdeckel + der Einfüllöffnung 3 so verbunden ist, daß während
der Entleerung der Deckel 4 nicht geöffnet werden kann.
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Durch diese Verblockung des Entleerungsstempels mit dem Deckel der
Einfüllöffnung wird also bewirkt, daß während des Offenstchens des Entleerungsstempels
kein ungemahlenes Gut in den Arbeitsraum 22, von da in den Entlecrungsraum 19 und
den Abführungsraum 2I gelangen kann.
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Trockenes Mahlgut kann man audi ciurch die Einfüllöffnung 3 oder
durch andere obere Öffnungen abziehen lassen.
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Zur Kühlung oder Heizung der Mahlschale 11 dienen umlaufende Düsenringe
23 und 24 (Abb. 1) und 231 (Abb. 5). durch welche die Kühl- oder Heizflüssigkeit
atif die Schalenwand aufgespritzt wird.
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Durch Adhäsion und Zentrifugalwirkung werden diese dann bis zum größten
Durchmesser mitgenommen und dort abgeschleudert.
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Zum Schutze gegen zu frühes Abschleudern dient ein Schutzblech 25.
das an der Mahlschale befestigt ist.
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Die zu diesem Zwecke an der unteren Seite verwendeten Zwischenstücke
33 haben schaufelförmige Gestalt, um das RVasser aus den Düsen besser nach oben
bringen zu können.
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Bei Abb. 5 sind diese Schaufeln 33t an einem rundlaufenden Ring 34
befestigt.
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T Bei der Panzerausführung nach Abb dient der Zwischenraum 26 zwischen
Panzerschale 112 und hochgezogener Nabe 101 zur Führung der Kühl- oder Heizflüssigkeit.
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Bei Abb. 4 dienen die an der Schale 111 befindlichen Schaufeln 35
zur Erzeugung einer Luftkühlung. Sie sind so angeordnet, daß sie von unten Luft
ansaugen und über die äußere Oberfläche der Schale in starken Wirbelungen hinführen.
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Die Ausführung nach Abb. 4 unterscheidet sich von oberste Teil der
Malllbahn 36, der die Umlenkung der Mahlkörper vorzunehmen hat, und welcher bei
Ausführung Abb. 1 als Bestandteil der Schale 11 mit umläuft, hier feststehend ist.
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Dieser feststehende Umlenkungskörper 36 kann eine eigene Kühlung oder
Heizung erhalten.
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Dieser Kühlraum wird zweekmäßig so gebildet, daß man den feststehenden
Umlenkungskörper 36 leicht auswechselbar und leicht herstellbar ausführt und den
Kühlraum zwischen einem äußeren Mantel 37 und dem Umlenkungskörper 36 herstellt.
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Der zwischen der rotierenden Schale 111 und dem feststehenden Umlenkungsstück
36 befindliche Ringspalt 38 wird zur Vermeidung des Auftretens von Nlahlgut entweder
durch Labyrinthdichtung oder ähnliche Konstruktionen oder durch Druckluft, die von
der Schale 111 mittels geeigneter Schaufelformen selbst erzeugt werden kann, abgedichtet,
wobei der CDruck der Luft durch Ventil 39 regelbar ist.
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Bei der Ausführung nach Abb. 6 reichen vom Leitkörper 53 Leitschaufeln
28 bis an die Wand der rotierenden Schale.
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Der Mahlvorgang nach Abb. 1 erfolgt in der Weise, daß infolge der
Reibung die Mahlkörper 40 und das Mahlgut von der rotierenclen Schale 1 1 mitgenommen
werden und durch die Zentrifugalkraft tlas Bestreben erhalten, nach außen und, der
Form der Schale 11 folgend, spiralförmig nach aufwärts zu laufen, wobei sie ständig
um ihren Schwerpunkt rotieren können.
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Sobald die Mahlkörper 40 den größten Schalendurchmesser nach oben
zu durchlaufen. setzen sie dem Nachdrängen der anderen Mahlkörper Widerstand entgegen.
Dieser wird durch die nachdrängenden Massen überwunden, so daß die Mahlkörper und
das Mahlgut die Schalenwand verlassen und auf den Leitkörper fallen. Durch die Öffnung
41 des Leitkörpers gelangen sie unter Mitnahme des Mahlgutes wieder auf die Mitte
der Schale 11.
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Der Mahlvorgang nach Abb. 4 unterscheidet sich von dem nach Abb.
1 dadurch, daß die Mahlkörper Ao hier nicht auf einer
rotierenden
Mahlbahn, sondern auf einem feststehenden Umlenkungskörper 36, welcher zugleich
als Mahlbahn dient, umgelenkt werden und von hier, wie bei dem Mahlvorgang in Abb.
1, auf den Leitkörper 51 und darauf zur Schalemnitte zurückgelangen.
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Der Mahlvorgang nach Abb. I und z kann auch so abgeändert werden,
daß bei Weglassen des Leitkörpers 51 in Abb. 1 und 52 Abb. 4 die Mahlkörper nach
Verlassen des obersten Umlenkungsstückes infolge der hier überwiegenden Schwerkraft
nach abwärts fallen und - unter Schlagwirkung das Gut zerkleinernd - zur Schalenmitte
zurückgelangen.
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Wird der Mahlraum - wie in Abb 5 -zum größten Teil oder vollständig
mit Mahlkörpern und Mahlgut angefüllt, so wirken die auf der rotierenden Schale
befindlichen Massen derartig auf den oberen Teil der Füllung ein, daß Nifahlkörper
und Mahlgut dem durch die Form der Schale, des Leitkörpers und des Gehäuses gegebenen
Weg zwangläufig folgen müssen, wobei die rotierende Mahlschale entweder unten oder
oben über dem Mahlraum angeordnet sein kann.
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Bei Ausführung nach Abb. 6 werden die Mahlkörper durch die rotierende
Schale 112 an die Leitschaufeln 28 angepreßt und steigen unter fortwährender Rotation.
verursacht -aus den Widerständen an den Leitschaufeln 28, der Mahlschale 112 und
dem Gewicht, längs den Leitschaufeln empor, bis sie auf dieselbe Weise wie in Ausführung
Abb. r oder Abb. 4 auf den Leitkörper 53 gelangen und weiter zur Schalenmitte zurückkommen.
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Zur Erreichung eines wirtschaftlichen, ununterbrochenen Mahlvorganges
werden zweckmäßig mehrere Mahlschalen neben oder übereinander in gemeinsamen oder
getrennten Gehäusen untergebracht.