Agitator mill

Abstract: 1. Agitator mill, comprising - a grinding body which includes a grinding chamber (18) capable of being filled at least in part with grinding elements (50) and a material (52) to be ground and which has an inlet (28) for material to be ground as well as an outlet (30) for ground stock, - an agitator shaft (22) which has an end portion (38) disposed in the grinding chamber (18) and having formed therein a cavity (40), - and a separator device (42) which, for at least an essential part thereof, is disposed inside the cavity (40) and allows finish-ground stock (52) to flow out of the grinding chamber (18) and towards the outlet (30) for ground stock, but retains grinding elements (50), - the cavity (40) having an open face side at the inner shaft end, so that grinding elements (50) and material (52) to be ground may flow into the cavity through the face side thereof, - and the end portion (38) of the agitator shaft (22) including outlet openings (46) formed around the cavity (40), said outlet openings allowing grinding element (50) which have reached the cavity through the inner shaft end to flow back into the grinding chamber (18), characterized in that at least part of the outlet openings (46) are tangentially oriented with respect to the separator device (42) and face backwards when referred to the rotational direction of the agitator shaft (22) in use.

Description: Rührwerksmühle Gegenstand der EP-A-146 852 ist eine Rührwerksmühle mit - einem Mahlbehälter, der einen mindestens teilweise mit Mahlkörpern und Mahlgut füllbaren Mahlraum enthält und einen Mahlguteinlass sowie einen Mahlgutauslass aufweist, - einer Rührwelle, die einen im Mahlraum angeordneten Endabschnitt mit einem Hohlraum aufweist, - und einer Trennvorrichtung, die mindestens im wesentlichen innerhalb des Hohlraums angeordnet ist und fertig bearbeitetes Mahlgut aus dem Mahlraum zum Mahlgutauslass abströmen lässt, Mahlkörper jedoch zurückhält, - wobei der Hohlraum am inneren Wellenende stirnseitig offen ist, so dass Mahlkörper und Mahlgut in ihn stirnseitig einströmen können, - und der Endabschnitt der Rührwelle rings um den Hohlraum Auslassöffnungen aufweist, die durch das innere Wellenende in den Hohlraum gelangte Mahlkörper in den Mahlraum zurückströmen lassen. Beim Gegenstand der EP-A-146 852 ist die Trennvorrichtung innerhalb des stirnseitig offenen Hohlraumes im Endabschnitt der Rührwelle geschützt angeordnet, so dass unmittelbar von der Rührwelle aktivierte Mahlkörper kaum eine Möglichkeit haben, gegen die Trennvorrichtung zu prallen. Dennoch wird die Gefahr, dass die Trennvorrichtung sich zusetzt, vermieden; die mit dem Mahlgut axial durch das offene Ende der Rührwelle in deren Hohlraum gelangenden Mahlkörper strömen an der Trennvorrichtung vorbei, ohne sich dort zu stauen, da sie wegen der Drehung der Rührwelle durch deren Auslassöffnungen hindurch abgeschleudert werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mahlgutströmung durch den Hohlraum am inneren Wellenende noch intensiver zu gestalten, indem vor allem das Abströmen der Mahlkörper aus diesem Hohlraum weiterverbessert wird. Die Aufgabe ist bei einer Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, dass mindestens ein Teil der Auslassöffnungen tangential zur Trennvorrichtung angeordnet und, bezogen auf die Betriebsdrehrichtung der Rührwelle, rückwärtsgerichtet ist. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass die Mahlkörper den Hohlraum am inneren Wellenende besonders rasch verlassen und Platz für stirnseitig nachströmendes Mahlgut schaffen. Diese Ausführungsform kann dadurch weitergebildet sein, dass der Endabschnitt der Rührwelle mit den tangentialen Auslassöffnungen eine elliptische oder polygonale Querschnittsform hat. In einem Endabschnitt dieser Querschnittsform lassen sich tangentiale Auslassöffnungen besonders gut unterbringen; ausserdem hat die von einem Kreisquerschnitt abweichende Querschnittsform des Endabschnittes der Rührwelle den Vorteil, dass rings um diesen Endabschnitt innerhalb des Mahlraumes ständig Freiräume für die aus dem Hohlraum abströmenden Mahlkörper geschaffen werden. Es ist ferner vorteilhaft, wenn die tangentialen Auslass öffnungen zwischen Reihen achsparelleler Stäbe ausgebildet sind, die im Querschnitt durch den Endabschnitt der Rührwelle in Form archimedischer Spiralen angeordnet sind. Unabhängig davon können die tangentialen Auslassöffnungen durch Vorsprünge begrenzt sein, die sich tangential nach innen bis in die Nähe der Trennvorrichtung erstrecken. Bei einer Ausführungsform der EP-A146 852 sind die Auslassöffnungen durch Stege voneinander getrennt, an denen aussen Rührelemente befestigt sind. Diese Ausführungsform kann gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch weitergebildet sein, dass die Rührelemente rings um die Auslassöffnungen einen mindestens annähernd lückenlosen Abweisbereich bilden, in dem Mahlkörper daran gehindert sind, in den Hohlraum einzudringen. Auch auf diese Weise wird das Abströmen der Mahlkörper aus dem Hohlraum erleichtert und dadurch auch das axiale Nachströmen von Mahlgut in den Hohlraum hinein gefördert. Gemäss der EP-A-146 852 können die an den Stegen befestigten Rührelemente radiale Stäbe sein. Diese Rührelemente sind erfindungsgemäss zweckmässigerweise längs der Auslassöffnungen gegeneinander versetzt. Auf diese Weise lässt sich auch mit verhältnismässig schlanken radialen Stäben ein im wesentlichen lückenloser Abweisbereich bilden. Gemäss EP-A-146 852 besteht ferner die Möglichkeit, dass die Trennvorrichtung in Gestalt eines Siebmantels mindestens annähernd gleichachsig mit der Rührwelle an einem Rohr angeordnet ist, das sich durch einen Teil des Mahlraums hindurch vom inneren Wellenende her in den Hohlraum erstreckt. Diese Ausführungsform der EP-A-146 852 kann gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch weitergebildet sein, dass die Trennvorrichtung axial zwischen dem Rohr und einem kühlbaren Einsatzkörper eingespannt ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht einer liegenden Rührwerks mühle, Fig. 2 einen vergrösserten Axialschnitt des in Fig.l rechten Teils der Rührwerksmühle, Fig. 3 eine andere Ausführungsform in einem der Fig. 2 entsprechenden Axialschnitt Fig. 4 den Querschnitt IV-IV in Fig. 2 und Fig. 5 bis 9 Abwandlungen von Einzelteilen. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte liegende Rührwerksmühle hat ein kastenförmiges Gestell 10, auf dem ein im wesentlichen zylindrischer Mahlbehälter 12 sowie axial neben diesem ein Lagergehäuse 14 befestigt ist. Das Gestell 10 enthält einen nicht dargestellten Antriebsmotor und ist mit dem Lagergehäuse 14 durch ein Getriebegehäuse 16 verbunden, in dem ein ebenfalls nicht dargestelltes Getriebe mit einstellbarem Ubersetzungsverhältnis angeordnet ist. Der Mahlbehälter 12 enthält einen kreiszylindrischen Mahlraum 18, in dem ein Rührwerk 20 angeordnet ist. Das Rührwerk 20 besteht im wesentlichen aus einer Rührwelle 22, die im Lagergehäuse 14 gelagert ist und sich gleichachsig mit dem Mahlbehälter 12 durch nahezu den gesamten Mahlraum 18 erstreckt, sowie einer Anzahl stabförmiger Rührelemente 24, die in gleichen axialen Abständen an der Rührwerkswelle 22 befestigt sind und in Zwischenräume zwischen am Mahlbehälter 12 befestigten Gegenstäben 26 hineinragen. Am linken Ende des Mahlbehälters 12 ist ein Mahlguteinlass 28 angeordnet, durch den im Betrieb eine Suspension oder Aufschlämmung aus Mahlgut und Flüssigkeit kontinuierlich in den Mahlraum 18 gepumpt wird. An der vom Mahlguteinlass 28 abgewandten, in Fig. 1 und 2 rechts dargestellten Stirnseite des Mahlbehälters 12 ist ein Mahlgutauslass 30 angeordnet, durch den fertigbearbeitetes Mahlgut ständig abgepumpt wird. Der Mahlgutauslass weist ein Rohr 32 auf, an dem ein Flansch 34 ausgebildet ist. Der Flansch 34 ist mit einem Deckel 36 verschraubt, der die vom Getriebegehäuse 16 abgewandte Stirnseite des Mahlbehälters 12 bildet. Das Rohr 32 erstreckt sich - im dargestellten Beispiel gleichachsig mit der Rührwelle 22 - durch den Deckel 36 und den angrenzenden Bereich des Mahlraums 18 hindurch bis zu einem Endabschnitt 38 der Rührwelle 22. Der Endabschnitt 38 ist lösbar mit dem Hauptteil der Rührwelle 22 verschraubt und weist einen stirn- oder endseitig offenen Hohlraum 40 auf, in dem eine Trennvorrichtung 42 angeordnet ist. Die Trennvorrichtung 42 ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen von einer zylindrischen Siebpatrone gebildet, die sich unmittelbar an das Rohr 32 anschliessend gleichachsig mit der Rührwelle 22 über den grösseren Teil der Länge des Hohlraums 40 erstreckt und durch eine massive, plattenförmige Stirnwand 44 abgeschlossen ist. In den Endabschnitt 38 der Rührwelle 22 sind gemäss Fig. 2 schlitzförmige, achsparallele Auslassöffnungen 46 eingearbeitet, die je einen kreisringsektorförmigen Querschnitt haben und sich über den grösseren Teil der Länge des Hohlraums 40 erstrecken, so dass die Trennvorrichtung 42 nahezu auf ihrer gesamten Länge von diesen Auslassöffnungen 46 umschlossen ist. Die Auslassöffnungen 46 sind voneinander durch achsparallele Stege 48 von ebenfalls kreisringsektorförmigem Querschnitt getrennt, so dass der Endabschnitt 38 insgesamt einem zylindrischen Käfig ähnelt, der an seiner Stirnseite offen ist. In der Mitte jedes zweiten Stegs 48 ist ein stabförmiges Rührelement 24 befestigt; gegen dieses Rührelement axial versetzt sind an den übrigen Stegen 48 zwei Rührelemente 24 befestigt. Die an den Stegen 48 insgesamt befestigten Rührelemente 24 bilden somit rings um die Auslassöffnungen 46 einen in axialer Richtung mindestens annähernd lückenlosen Abweisbereich. Der Mahlraum 18 enthält ein Gemisch aus Mahlkörpern 50 und Mahlgut 52, das im Betrieb dadurch aktiviert wird, dass die Rührwelle 22 mit einer bei Rührwerksmühlen üblichen Drehzahl in der Grössenordnung von beispielsweise 200 bis 3000 Umdrehungen pro Minute gedreht wird, je nach Beschaffenheit des Mahlguts sowie Durchmesser der Rührwelle und der Mahlkörper. Im Rohr 32 wird durch eine nicht dargestellte Pumpe ein Unterdruck erzeugt, der Mahlkörper 50 und Mahlgut 52 aus dem Mahlraum 18 in den Hohlraum 40 strömen lässt. Das fertig bearbeitete Mahlgut 52 gelangt durch die Trennvorrichtung 42 in das Rohr 32, während die Mahlkörper 50 zurückgehalten werden und durch die Auslassöffnungen 46 in den Mahlraum 18 zurückströmen Diese Rückströmung wird durch die Zentrifugalkräfte gefördert, die aus der Einwirkung der Stege 48 und der an diesen befestigten Rührelemente 24 auf die Mahlkörper 50 resultieren. Gemäss Fig 2 ist die Stirnwand 44 Bestandteil eines geschlossenen hohlen Einsatzkörpers 78, der über eine Zulaufleitung 80 und eine Ablaufleitung 82 an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist und durch einen Zuganker 84 mit dem Flansch 34 verspannt ist, wodurch die als Siehpatrone ausgebildete Trennvorrichtung 42 zwischen der Stirnwand 44 und der ihr gegenüberliegenden Stirnseite des Rohrs 32 auswechselbar eingespannt ist. Durch Kühlen des Einsatzkörpers 78 wird dafür gesorgt, dass in der Umgebung der Trennvorrichtung 42, trotz deren Anordnung innerhalb des Hohlraums 40, eine dem Mahlgut 52 zuträgliche Temperatur nicht überschritten wird. Zum Auswechseln der Trennvorrichtung 42 werden Schrauben gelöst, die den Flansch 34 mit der Stirnwand 36 verbinden; danach lässt sich das Rohr 32 samt Trennvorrichtung 42 und Einsatzkörper 78 aus dem Hohlraum 40 herausziehen. Die in Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen gemäss Fig. 2 dadurch, dass der käfigartige Endabschnitt 38 der Rührwelle 22 von zwei Reihen schlanker zylindrischer Stäbe 86 gebildet ist. Jede dieser Reihen von Stäben 86 ist gemäss Fig. 4 in Form einer halben archimedischen Spirale angeordnet, so dass die Stäbe in besonderem Mass bestrebt sind, Mahlkörper nach aussen zu schleudern, wenn die Rührwelle 22 sich in Betriebsdrehrichtung, im Sinne der Pfeile 88 in Fig. 4 dreht. Die Stäbe 86 sind einerseits am Hauptteil der Rührwelle 22 befestigt und andererseits an einem ebenen Ring 90, der das axial innere Ende des Rohrs 32 umschliesst. Dabei bleibt, ebenso wie bei der Ausführungsform gemäss Fig.2, ein Ringspalt frei, der breit genug ist, um die Mahlkörper 50 zusammen mit dem Mahlgut 52 in den Hohlraum 40 eintreten zu lassen. Die Befestigung der Stäbe 86 am Hauptteil der Rührwelle 22 und/oder am Ring 90 kann lösbar sein; in diesem Fall können die Stäbe von je einer auswechselbaren Verschleisshülse umschlossen sein. In Fig. 5 bis 9 sind anderere Varianten des Endabschnittes 38 der Rührwelle 22 im Querschnitt dargestellt. Gemäss Fig. 5 hat der Endabschnitt 38 einen quadratischen Querschnitt; die Auslassöffnungen 46 sind nahe den Ecken des Quadrats derart angeordnet, dass sie bei der wiederum mit einem Pfeil 88 angedeuteten Betriebsdrehrichtung gewissermassen im Windschatten der benachbarten Ecke liegen und sich in Bezug auf die Trennvorrichtung 42 im wesentlichen tangential erstrecken. Diese Anordnung der Auslassöffnungen 46 erleichtert das Austreten der Mahlkörper 50 aus dem Hohlraum 40. Entsprechendes gilt auch für die in Fig. 6, 7 und 9 dargestellten Auführungsformen. Der Endabschnitt 38 der Rührwelle 22 ist gemäss Fig. 6 und 9 kreisringförmig, gemäss Fig. 7 hingegen ellipsenringförmig. Die Ausführungsform gemäss Fig. 9 hat noch die Besonderheit, dass die tangentialen Auslassöffnungen 46 durch Vorsprünge 92 begrenzt sind, die sich annähernd tangential zu der als Siebpatrone ausgebildeten Trennvorrichtung 42 erstrecken, ohne diese ganz zu erreichen. Gemäss Fig. 8 sind an der Aussenseite des Endabschnitts 38 Rührelemente 94 in Form pultartiger Vorsprünge angeordnet, die ähnlich wie die gemäss Fig. 2 am Endabschnitt 38 angeordneten Rührelemente 24 bei Drehung im Sinne des Pfeils 88 im Bereich radial ausserhalb der Auslassöffnungen 46 Freiräume schaffen, die bereit sind, die aus dem Hohlraum 40 austretenden Mahlkörper 50 aufzunehmen.

Claims: Agitator mill, comprising a grinding body which includes a grinding chamber (18) capable of being filled at least in part with grinding elements (50) and a material (52) to be ground and which has an inlet (28) for material to be ground as well as an outlet (30) for ground stock, an agitator shaft (22) which has an end portion (38) disposed in the grinding chamber (18) and having formed therein a cavity (40), and a separator device (42) which, at least for an essential part thereof, is disposed inside the cavity (40) and allows finish-ground stock (52) to flow out of the grinding chamber (18) and towards the outlet (30) for ground stock, but retains grinding elements, the cavity (40) having an open face side at the inner shaft end so that grinding elements (50) and material (52) to be ground may flow into the cavity through the face side thereof, and the end portion (38) of the agitator shaft (22) including outlet openings (46) formed around the cavity (40), said outlet openings allowing grinding elements (50) which have passed into the cavity through the inner shaft end to flow back into the grinding chamber (18), at least a part of the outlet openings (46) being tangentially oriented with respect to the separator device (42) and facing backwards when referred to the rotational direction of the agitator shaft (22) in use, characterized in that the end portion (38) of the agitator shaft (22) including the tangential outlet openings (46) has an elliptical or polygonal cross sectional shape. Agitator mill, comprising a grinding body which includes a grinding chamber (18) capable of being filled at least in part with grinding elements (50) and a material (52) to be ground and which has an inlet (28) for material to be ground as well as an outlet (30) for ground stock, an agitator shaft (22) which has an end portion (38) disposed in the grinding chamber (18) and having formed therein a cavity (40), and a separator device (42) which, at least for an essential part thereof, is disposed inside the cavity (40) and allows finish-ground stock (52) to flow out of the grinding chamber (18) and towards the outlet (30) for ground stock, but retains grinding elements, the cavity (40) having an open face side at the inner shaft end so that grinding elements (50) and material (52) to be ground may flow into the cavity through the face side thereof, and the end portion (38) of the agitator shaft (22) including outlet openings (46) formed around the cavity (40), said outlet openings allowing grinding elements (50) which have passed into the cavity through the inner shaft end to flow back into the grinding chamber (18), at least a part of the outlet openings (46) being tangentially oriented with respect to the separator device (42) and facing backwards when referred to the rotational direction of the agitator shaft (22) in use, characterized in that the tangential outlet openings (46) are formed between series of axially parallel rods (86) which, in a cross-section through the end portion (38) of the agitator shaft (22), are arranged to form Archimedes' spirals. Agitator mill according to claim 1 or 2, characterized in that the separator device (42) in the form of a screen shell is arranged generally coaxially with the agitator shaft (22) on a tube (32) which extends across a part of the grinding chamber (18) from the inner shaft end into the cavity (40), the separator device (42) being fixed axially between the tube (32) and an insert body (78) adapted to be cooled.

Inventors: CANEPA GIACOMO, OTT KLAUS, CANEPA, GIACOMO, DR., OTT, KLAUS
Applicants: NETZSCH ERICH HOLDING, ERICH NETZSCH GMBH & CO. HOLDING KG
Application year: 1986
Main classification: B02C17
IPC codes: B02C17