DE813820C

DE813820C - Verfahren und Vorrichtung zur Feinstzerkleinerung und Feinstvermischung von Stoffen

Info

Publication number: DE813820C
Application number: DEP30520A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Felten; Gustav Gressenich
Original assignee: Alpine AG
Current assignee: Alpine AG
Priority date: 1949-01-01
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1951-09-17

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Feinstzerkleinerung und Feinstvermischung von Stoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feinstzerkleinerung und Feinstvermischung von Stoffen, insbesondere von Farbstoffen und ihren Bindemitteln, chemischen, pharmazeutischen und kosmetischen Produkten o. dgl., bei dem bzw. bei der die Stoffe mittels einer auf sie wirkenden Kraft zwischen einer rotierenden und einer nicht rotierenden Reibfläche hindurchgeführt werden.
Bei den bekannten Verfahren dieser Art und den zu ihrer Durchführung verwendeten Vorrichtungen sind für die Zuführung des Materials, die unter verhältnismäßig hohem Druck erfolgen soll, zusätzliche Einrichtungen und besonders gute Abdichtungen erforderlich, welche den Gesamtaufbau komplizieren und leicht zu Betriebsstörungen, insbesondere infolge einer zu starken Beanspruchung der -Abdichtungen. Anlaß geben. Außerdem ist bei den bekannten Vorrichtungen zur Ausführung dieses Verfahrens, bei denen ein umlaufender Mahlkegel in einem ihn umgebenden Mantelgehäuse umläuft, die Einstellung des Mahlspalts, die durch Axialverstellung des umlaufenden Mahlkegels erfolgt, für die Lagerung nicht vorteilhaft. Ferner erfordert die Herstellung der als Drehkörper ausgebildeten und mit Hinterschneidungen versehenen Reibelemente eine sehr hohe Präzision, und auch das Reinigen der Umflächen, insbesondere von Farbresten, ist nur schwer durchzuführen und zu überprüfen.
Bei den weiterhin für Feinstzerkleinerungen bekannten Walzenmühlen ist die Reibfläche sehr klein und daher die Verwendung langer Walzen erforderlich, woraus sich bei hohem Materialaufwand ein großer Raumbedarf ergibt. Walzenmühlen sind ferner ungeeignet, wenn die Anwendung flüchtiger Bindemittel erwünscht ist. Da die Reibfläche theoretisch nur durch die Berührungslinie der Walzen gebildet wird, ist die Intensität der Verreibung auch entsprechend gering. Walzenmühlen können im allgemeinen auch nicht unter Druckeinwirkung auf das Reibgut betrieben werden.
Kugelmühlen wiederum haben einen hohen Verschleiß, und beim Wechsel des Reibgutes, insbesondere beim Vermahlen von verschiedenen Farben, erfordert die Reinigung der Kugelsätze viel Zeit und Sorgfalt. Außerdem ist eine Veränderung der Reibwirkung in Anpassung an Art und Beschaffenheit verschiedener Materialien nur durch Auswechslung der Kugelsätze möglich.
Gegenüber dem bekannten Verfahren und diesen zu dessen Durchführung erforderlichen bekannten Vorrichtungen wird durch die Erfindung vor allem der Vorteil erreicht, daß die Druckerzeugung ohne besondere mechanische Hilfsmittel vorgenommen wird. Weiterhin wird eine verbesserte Arbeits- und Wirkungsweise bei raumsparender und gewichtsgarender Gestaltung und leichter Handhabung ermöglicht. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ergibt sich eine überraschende Vergrößerung der reibenden Fläche und des Volumens, innerhalb dessen sich die Reibung vollzieht. Ferner wird die Verweilzeit jedes Stoffteilchens, z. B. Farbpartikels, im Abreibraum außergewöhnlich gesteigert, und die reibende Fläche in der :Verweilzeit vergrößert sich potential. Die erzielbare Leistungssteigerung ist dementsprechend von überragendem Ausmaß.
Es kommt als weiterer besonderer Vorteil hinzu, daß die Montage und Demontage der neuen Maschine in kürzester Zeit durchführbar ist, so daß, wenn die Maschine gereinigt werden muß, keine nennenswerten Zeitverluste entstehen. Etwa gewünschte Veränderungen der Spaltbreite können auf sehr einfache Weise verwirklicht werden, und die Abdichtungsmittel sind so angeordnet, daß keine Druckeinwirkungen entstehen, die Betriebsstörungen befürchten lassen.
Diese Vorteile werden gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß als Reibfläche die Stirnflächen von Scheibenkörpern verwendet und die Stoffe diesen so zugeführt werden, daß sie im zentralen Bereich auf den rotierenden Scheibenkörper gelangen und von diesem mitgenommen durch die Zentrifugalkraft zwischen den Reibflächen nach außen geführt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind gegenüber der eingangs genannten Vorrichtung zur Durchführung des Reibverfahrens die Reibkörper als parallel zueinander angeordnete, mit ihren Stirnflächen das Verreiben der Stoffe bewirkende Scheibenkörper ausgebildet, von denen der rotierende die Stoffe zentrifugiert und der bzw. die nicht rotierenden zur Regelung des Mahlspalts in Axialrichtung verstellbar sind.
Zur Erhöhung der Leistung und zum Ausgleich des auf den rotierenden Scheibenkörper durch das Mahlgut ausgeübten Drucks sind ferner diesem vorzugsweise zwei nicht rotierende Scheibenkörper, und zwar auf jeder Stirnseite des rotierenden Körpers je ein nicht rotierender Körper, zugeordnet. Erfindungsgemäß ist ferner bei Anordnung nur eines nicht rotierenden Scheibenkörpers dieser an einem in einem feststehenden Gehäuseteil in Achsrichtung zur Spalteinstellung verstellbaren, vorzugsweise verschieden tief einschraubbaren und mittels einer Fixierschraube feststellbaren Gehäuseteil angeordnet.
Bei Anordnung von zwei nicht rotierenden Scheibenkörpern ist vorzugsweise je einer von diesen an je einem von zwei zentrierten und in Achsrichtung zur Spalteinstellung zueinander verstellbaren und fixierbaren Gehäuseteilen vorgesehen, die zweckmäßig an ihrem Umfang mit Gewinde versehen sind und durch einen Gewindering eingestellt sowie zusammengehalten und mittels eines Fixierstifts in ihrer jeweiligen Lage gesichert werden.
Weiterhin ist gemäß der Erfindung bei senkrechter Anordnung der Welle des rotierenden Scheibenkörpers der obere mit dem nicht rotierenden Scheibenkörper versehene in seinem zentralen Teil zu einem Beschickungstrichter ausgestaltet, der gegebenenfalls mit einem zylindrischen Teil und einer in diesem angeordneten Zuführschnecke versehen ist.
Der rotierende Scheibenkörper ist ferner erfindungsgemäß in seinem zentralen Teil zur Förderung des zugeführten Guts in den Mahlspalt mit radial, bogenförmig oder spiralig verlaufenden Wippen, vorzugsweise auf einer nach oben konisch verlaufenden Erhöhung versehen.
Vorzugsweise ist außerdem bei Zuführung des Materials auf die obere Seite des mit einer senkrechten Welle rotierenden Scheibenkörpers und Anordnung eines zweiten nicht rotierenden Scheibenkörpers unter diesem der rotierende Scheibenkörper im zentralen Bereich mit Durchbrechungen zum teilweisen Überleiten des Guts in den unteren Mahlspalt versehen.
Zweckmäßig ist bei senkrechter Anordnung der Welle des rotierenden Scheibenkörpers der untere und gegebenenfalls mit einem zweiten nicht rotierenden Scheibenkörper versehene Gehäuseteil zu einem Auffangbehälter für das Fertigprodukt sowie einem Lagergehäuse für die Welle des rotierenden Scheibenkörpers und dessen Kugellager ausgestaltet.
Der obere Gehäuseteil mit Reibkörper und Zuführtrichter bzw. der untere Gehäuseteil mit Auffangmulde, Lagergehäuse und gegebenenfalls einem zweiten Scheibenkörper kann zweckmäßig je aus einem einzigen Stück bestehen.
Bei waagerechter Anordnung der Welle des rotierenden Scheibenkörpers besteht dieser erfindungsgemäß aus zwei beispielsweise durch Nietbolzen vereinigten Teilen, der auf beiden Seiten von den beiden zueinander ein- und feststellbaren, die nicht rotierenden Reibkörper und außerdem die Lagergehäuse für die Kugellager der Welle bildenden Gehäuseteilen umfaßt wird.
Ferner sind zweckmäßig in den beiden Gehäuseteilen oberhalb der Lagerung der Horizontalwelle Beschickungsöffnungen angeordnet, die vorzugsweise mit Gewinde zum Anschluß von biegsamen Zuführgliedern versehen sind.
Auf der horizontalen Welle sind ferner erfindungsgemäß zur Fixierung des rotierenden Scheibenkörpers beiderseits von diesem Flanschbüchsen angeordnet, die sich über federnde Scheiben gegen die Lager der Welle abstützen.
Im unteren Teil des einen Gehäuseteils kann bei horizontaler :\tiordiititig der Welle eine Auslauföffnung mit anschließender Ablaufrinne vorgesehen seilt.
Schließlich können erfindungsgemäß die Reibflächen der Scheihenkörper leicht gewölbt oder leicht winkelig zur Horizontalen oder Vertikalen ausgebildet sein.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands sind in den Zeichnungen dargestellt: Fig. i zeigt je zur Hälfte in Ansicht und im Schnitt eitle Ausführungsform mit zwei Reibelementen und vertikaler Anordnung der Welle des rotierenden Scheibenkörpers; Fig. 2 zeigt je zur Hälfte in Ansicht und im Schnitt eine zweite Ausführungsform mit drei Reibeletnenten bei vertikaler Anordnung der Antriebswelle, titid Fig. 3 veranschaulicht wiederum teilweise in Allsicht uiid teilweise im Schnitt eine dritte Ausführungsform mit horizontaler Antriebswelle bei Verwendung von drei Reibelementen.
Bei (lern Ausführungsbeispiel nach Fig. i stützt sich auf dem Jlaschineiigestell i der Lagerflansch 2 des gleichzeitig als Auffangmulde dienenden Lagergellä iises 3 ab. Die Kugellager 4 und Rollenlager 5 tragen den Wellenzapfen 6 des rotierenden Scheibenkörpers 7, der in seiner nach oben konisch erhöliten Mittenzone radial, bogenförmig oder spiralig verlaufende Rippen 8 aufweisen kann, die das zu verarbeitende Material in den Mahlspalt 9 hineindrängen. In den lZingansatz io des Lagerflansches 2 ist der Scheibenkörper i i eingeschraubt, der in seiner Mitte zu einem Beschickungsbehälter 12 gestaltet ist, dessen zylindrischer Teil eine Förderschilecke 13 aufnehmen kann. Der Scheibenkörper ist iii seiner gewünschten Lage durch einen Stift 11 o. dgl. fixierbar. Das aus (lein Beschickungsbehälter 12 auf die llittelzotie des rotierenden Scheibenkörpers 7 gelangende lZeibgut wird infolge der Zentrifugalkraft durch den !Mahlspalt 9 gedrückt und gelangt am lande des Scheibenkörpers 7 als Fertigprodukt iii die .Auffaiiginulde 3, um durch den Ablauf 15 ins Freie zti gelangen.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt die Verwendtiiig von drei Reibelementen, nämlich des rotierenden Scheibenkörpers 16 und der nicht umlaufenden Scheibenkörper 17 und 18. Der obere Sclleil)enkörliel- 17 stellt wieder in Verbindung mit (lein Beschickungsbehälter i9, während der unterhalb des rotierenden IZeibeleinents 16 angeordnete Sclieil)eiilcörlier 18 gleichzeitig das Lagergehäuse 20 für die zur Lagerung des Wellenzapfens 21 vorgesehenen Kugellager 22 bildet. Die Auffangmulde 23 kann finit dein Lagergehäuse 2o homogen verbunden sein. Die Spaltverstellung wird durch den Gewinderilig 21 bewirkt, der sowohl den Flansch 25 des Scheibenkörpers 17 als auch den Flansch 26 der Auffangmulde 23 übergreift. Das zentrifugierte Reibgut gelangt zum Teil in den Mahlspalt 27 und teilweise durch in dem rotierenden Scheibenkörper 16 vorgesehene Bohrungen 28 in den Mahlspalt 29. Der Austrag erfolgt durch den Ablauf 30.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 trägt der horizontal liegende Wellenzapfen 31 den zweiteiligen und beispielsweise durch Nietbolzen 32 zusammengefügten Scheibenkörper 33. Dieser wird von den das Gehäuse bildenden, nichtumlaufenden Scheibenkörpern 31 und 35 umfaßt, die gleichzeitig die Lagergehäuse für die Kugellager 36 und 37 darstellen. Oberhalb der Abschlußdeckel 38 und 39 sind in den Scheibenkörpern 34 und 35 Beschickungsöffnungen 1o und 11 vorgesehen, die vorzugsweise mit einem Gewinde für den Anschluß biegsamer Rohre versehen sind.
Ein Gewindering 12 übergreift die mit Schraubengewinde versehenen Umflächen der Scheibenkörper 31 und 35 und ist mittels der Stelfschraubed3 fixierbar.
Beiderseits des Scheibenkörpers 33 trägt der Wellenzapfen 31 Flanschbüchsen 41, gegen die sich Federscheiben 15 abstützen. Der nichtumlaufende Scheibenkörper 34 steht in fester Uerliindung mit einem NIaschinentraggestell 46. Im Scheibenkörper 35 ist im unteren Teil eine Auslauföffnung 17 vorgesehen, der eine Ablaufrinne .48 angepaßt ist, durch die das in dem Ringraum 49 angesammelte Fertigprodukt abfließen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Feinstzerkleinerung und Feinstvermischung von Stoffen, insbesondere voll Farbstoffen, chemischen Produkten o. dgl., bei dem die Stoffe mittels einer auf sie wirkenden Kraft zwischen einer rotierenden und einer nicht rotierenden Reibfläche hindurchgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraft eine Zentrifugalkraft erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffe zwischen einer rotierenden und einer nicht rotierenden Reibfläche hindurchgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Reibflächen die Sti>:nflächen von Scheibenkörpern verwendet und die zu behandelnden Stoffe diesen so zugeführt werden, daß sie im zentralen Bereich auf den rotierenden Scheibenkörper gelangen und von diesem mitgenommen durch die Zentrifugalkraft zwischen den Reibflächen nach außen geführt werden.
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse eine an diesem angeordnete nicht rotierende Reibfläche und ein rotierender Reibkörper vorgesehen sind und der Spalt zwischen diesen durch Axialverstellung des einen Reibkörpers regelbar ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 3 und nach Anspruch .l, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkörper (7, Il, Fig. i ; 16; 17, 18, Fig. 2; 33, 34, 35, Fig. 3) als parallel zueinander angeordnete, mit ihren Stirnflächen das Verreiben der Stoffe bewirkende Scheibenkörper ausgebildet sind, von denen der rotierende die Stoffe zentrifugiert und der bzw. die nicht rotierenden zur Regelung des Mahlspalts in Axialrichtung verstellbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem rotierenden Scheibenkörper (16, Fig.2, bzw.33, Fig.3) zwei nicht rotierende Scheibenkörper (17, 18 bzw. 34, 35) derart zugeordnet sind, äaß beide Stirnflächen des rotierenden Körpers als Reibflächen wirken und der auf diesen vom Mahlgut ausgeübte Druck ausgeglichen wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung nur eines nicht rotierenden Scheibenkörpers (ii, Fig. i) dieser an einem in einem feststehenden Gehäuseteil (2, 3, 10) in Achsrichtung zur Spalteinstellung verstellbaren, vorzugsweise verschieden tief einschraubbaren und mittels einer Fixierschraube (14) feststellbaren Gehäuseteil angeordnet ist. B.
Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daB bei Anordnung von zwei nicht rotierenden Scheibenkörpern (17, 18, Fig. 2, bzw. 34, 35, Fig. 3) je einer von diesen an je einem von zwei zentrierten und in Achsrichtung zur Spalteinstellung zueinander verstellbaren und fixierbaren Gehäuseteilen vorgesehen ist, die vorzugsweise an ihrem Umfang mit Gewinde versehen sind und durch einen Gewindering (24, Fig. 2, bzw. 42, Fig. 3) eingestellt sowie zusammengehalten und mittels eines Fixierstifts (43, Fig. 3) in ihrer jeweiligen Lage gesichert werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei senkrechter Anordnung der Welle des rotierenden Scheibenkörpers (7, Fig. i, bzw. 16, Fig. 2) der obere mit dem nicht rotierenden Scheibenkörper (9 bzw. 17) versehene Gehäuseteil in seinem zentralen Teil zu einem Beschickungstrichter (12 bzw. 19) ausgestaltet ist, der gegebenenfalls mit einem zylindrischen Teil und einer in diesem angeordneten Zuführschnecke (13) versehen ist. io.
Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Scheibenkörper (7, Fig. 1) in seinem zentralen Bereich zur Förderung des zugeführten Guts in den Mahlspalt mit radial, bogenförmig oder spiralig verlaufenden Rippen (8), vorzugsweise auf einer nach oben konisch verlaufenden Erhöhung versehen ist. i i.
Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zuführung des Materials auf die obere Seite des mit einer senkrechten Welle rotierenden Scheibenkörpers und Anordnung eines zweiten nicht rotierenden Scheibenkörpers (18, Fig.2) unter diesem der rotierende Scheibenkörper (16) im zentralen Bereich mit Durchhrechungen (28) zum teilweisen Überleiten des Guts in den unteren Mahlspalt versehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei senkrechter Anordnung der Welle des rotierenden Scheibenkörpers (7, Fig. i, bzw.16. Fig.2) der untere und gegebenenfalls mit einem zweiten nicht rotierenden Scheibenkörper (18, Fig. 2) versehene Gehäuseteil zu einem Auffangbehälter (3 bzw. 23) für das Fertigprodukt sowie einem Lagergehäuse für die Welle des rotierenden Scheibenkörpers und dessen Kugellager ausgestaltet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 9; dadurch gekennzeichnet, daß der obere Gehäuseteil mit Reibkörper und Zuführtrichter bzw. der untere Gehäuseteil mit Auffangmulde, Lagergehäuse und gegebenenfalls einem zweiten Scheibenkörper je aus einem einzigen Stück bestehen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei waagerechter Anordnung der Welle (31, Fig. 3) des rotierenden Scheibenkörpers (33) dieser aus zwei beispielsweise durch Nietbolzen (32) vereinigten Teilen besteht und auf beiden Seiten von den beiden zueinander ein- und feststellbaren, die flicht rotierenden Reibkörper und gleichzeitig die Lagergehäuse für die Kugellager (36, 37) der Welle (31) bildenden Gehäuseteilen (34, 35) umfaßt wird.'
15. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5 und i i, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Gehäuseteilen (34, 35) oberhalb der Lagerung der Horizontalwelle (31) Beschickungsöffnungen (40, 41) angeordnet sind, die vorzugsweise mit Gewinde zum Anschluß von biegsamen Zuführgliedern versehen sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, 11 und 12,'dadurch gekennzeichnet, daß auf der horizontalen Welle (31, Fig. 3) zur Fixierung des rotierenden Scheibenkörpers (33). beiderseits von diesem Flanschbüchsen (44) angeordnet sind, die sich über Federscheiben (45) gegen die Lagerung der Welle (31) abstützen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5 und i i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil des einen Gehäuseteils (35, Fig. 3) eine Auslauföffnung (47) mit anschließender Ablaufrinne (48) vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibflächen der Scheibenkörper leicht gewölbt oder leicht winklig zur Horizontalen bzw. Vertikalen ausgebildet sind.