Beschreibung

Vorrichtung zum Mischen, Mahlen, Trocknen und Coatieren von unterschiedlichsten Stoffen im Feinheitsbereich von 500 μm und darunter, nämlich Prallmühle

[001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen, Mahlen, Trocknen und

Coatieren von unterschiedlichsten Stoffen im Feinheitsbereich von 500 μm und darunter, nämlich Prallmühle, umfassend einen im wesentlichen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Rotor, welcher mit einem Antriebsaggregat in Verbindung steht, sowie einen ebenfalls zylindrischen oder kegelstumpfDförmigen Stator, wobei am Stator Mahl- oder Prallleisten, Hartmetall- oder Keramiksplitter vorgesehen sind, welche einen oder mehrere Mahlspalte bilden, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[002] Feinprallmühlen mit verschiedenen, austauschbaren rotierenden und stationären

Zerkleinerungswerkzeugen gehören zum Stand der Technik. Derartige Zerkleinerungssysteme ermöglichen eine hohe Feinheit mit scharfer Oberkornbegrenzung und dienen dem Herstellen eines feinkornarmen, gut rieselfähigen Endprodukts.

[003] Beispielsweise sind sieblose Stiftmühlen mit einer rotierenden und einer feststehenden Stiftscheibe bekannt. Auch existieren Schlagscheiben mit austauschbaren Schlagnocken aus einem verschleißfesten Stahlguß.

[004] Bei bekannten Prallmühlen sind am zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Rotor

U-förmige Mahlwerkzeuge durch Verschrauben an umfangsseitig umlaufenden Flanschen befestigt. Bevorzugt werden jeweils U-förmige Werkzeuge mit jeweils zwei Schrauben am vorerwähnten Flansch gehalten.

[005] Die U-förmigen Werkzeuge sind grundsätzlich austauschbar, und zwar indem die

Schraubverbindungen gelöst werden und der Rotor demontiert und mit neuen Werkzeugen zu bestücken ist.

[006] Durch die gegebene Vielzahl von Schraubverbindungen ist jedoch der Reparatur- und Montageaufwand erheblich. Weiterhin hat sich gezeigt, dass oftmals die Schraubverbindungen außerordentlich festsitzen und nur noch zerstörend gelöst werden können.

[007] Ein weiterer Nachteil bekannter Prallmühlen besteht darin, dass im Regelfall die

Mahlbahnen aus einem Stück gegossen, geschweißt oder gefräst sind, so dass ein einfaches Auswechseln nur verschlissener Abschnitte der Mahlleisten nicht oder nicht

ohne weiteres oder nur mit höheren Kosten erfolgen kann.

[008] Letztendlich haben die bekannten Schraubverbindungen zum Befestigen der

Mahlwerkzeuge den Nachteil, dass das Reinigen der Mühle sehr erschwert und nur mit großem Aufwand möglich ist. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn unterschiedlichste Materialien mit ein und derselben Vorrichtung bei gefordertem hohen Reinheitsgrad nacheinander zu behandeln sind.

[009] Aus der DE 197 00 429 Al ist eine Mühle mit einer oder mehreren Mahlstufen vorbekannt, die nach dem Prinzip der Zerkleinerung mittels Gaswirbeln arbeitet. Dort ist ein im wesentlichen zylindrischer, insbesondere allen Mahlstufen gemeinsamer Stator, ein mit einer Vielzahl von in mehreren Stufen übereinander angeordneten Mahlkörpern ausgerüsteten Rotor sowie eine Fördereinrichtung für Trägergas vorgesehen, wobei letzteres die Mühle mit dem Mahlgut durchsetzt. Zur Mahlkörperbefestigung sind zwei benachbarte Träger mit auf ihrer Unterseite bzw. Oberseite vorgesehenen Halterungen oder Ausnehmungen vorhanden, die die Mahlkörper entgegen der Fliehkraft halten. Auf dem Rotor sind zwischen zwei benachbarten radialen Trägern um den Rotor drehbare Klemmringe angebracht, die zusätzlich die Mahlkörper verDriegeln.

[010] Bei der Mühle zum Mahlen von Nahrungsmitteln, Genussmitteln sowie für die

Behandlung von chemischen, pharmazeutischen und mineralischen Stoffen nach DE 296 06 424 Ul werden die Mahlwerkzeuge nicht mehr durch Schrauben oder dergleichen, sondern durch einfaches Einstecken in entsprechend gestaltete Schlitze befestigt, so dass die Befestigung einfach, die Formgebung unkompliziert und das Auswechseln leicht möglich ist. Dadurch, dass die Mahlwerkzeuge aus keramischen Werkstoffen bestehen, die ein geringes spezifisches Gewicht haben, ist ein Auswuchten des Rotors nach dieser Lösung des Standes der Technik nicht mehr erforderlich.

[011] Bei der gattungsbildenden DE 100 53 946 Al wird von einer Vorrichtung zum

Mischen, Mahlen, Trocknen und Coatieren von unterschiedlichsten Stoffen im Feinheitsbereich von 500 μm und darunter, insbesondere einer Prallmühle ausgegangen. Der dortige Rotor ist zylindrisch oder kegelstumpfförmig und steht mit einem Antriebsaggregat in Verbindung. Weiterhin ist ein ebenfalls zylindrischer oder kegelstumpfförmiger Stator vorgesehen, wobei am Rotor austauschbare Mahlwerkzeuge und am Stator Mahlbahnleisten befestigt sind, welche einen oder mehrere Mahlspalten bilden.

[012] Der Schwerpunkt nach DE 100 53 946 Al besteht darin, über die UmfangsDflächen

des Rotors beabstandete, vertikal orientierte Nuten einer geschlosDsenen prismatischen Führung vorzusehen, wobei die austauschbaren Mahlwerkzeug oder Mahlwerkzeug- Blindteile im Fußbereich eine den Nuten zur Führungsbildung angepasste Form aufweisen.

[013] Weiterhin sind gemäß der zitierten Lösung an der Innenseite des Stators alternierende, sich vertikal erstreckende Vor- und Rücksprünge oder Längsnuten zur Aufnahme auswechselbarer Mahlleisten angeordnet. Die Querschnittsfläche der Mahlbahnleisten ist im wesentlichen dreieckig und die Querschnittsfläche der Mahlwerkzeuge im Fußbereich schwalbenschwanzförmig ausgebildet.

[014] Mit dieser Lösung kann durch die geteilte Ausführung der Mahlwerkzeuge der

Austausch auch segmentweise, je nach Verschleißgrad erfolgen. Auch durch die an der Innenseite des Stators vorhandenen Nuten besteht die Möglichkeit, die Mahlleisten einzeln anzuordnen bzw. einzubringen und einen Austausch im Verschleißfall vorzunehmen. Für diesen Austausch muss jedoch jede Mahlleiste für sich entnommen und gewechselt werden, was einen sehr großen ZeitaufDwand nach sich zieht.

[015] Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentD wickelte Vorrichtung zum Mischen, Mahlen, Trocknen und Coatieren von unterschiedlichsten Stoffen im Feinheitsbereich von 500 μm und darunter, nämlich eine Prallmühle anzugeben, welche in besonders einfacher Weise an unterschiedliche Mahlaufgaben angepasst werden kann, und zwar ohne dass aufwendige Montage- bzw. Demontagearbeiten, verbunden mit dem Wechsel einzelner Mahlleisten erforderlich sind.

[016] Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Vorrichtung gemäß der

Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.

[017] Erfindungsgemäß wird bei der weiterentwickelten Prallmühle, umfassend einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen oder zylindrischen Rotor, welcher mit einem Antriebsaggregat in Verbindung steht, sowie einen ebenfalls kegelDstumpfförmigen oder zylindrischen Stator, wobei am Stator Mahl- oder PrallDleisten, Hartmetall- oder Keramiksplitter vorgesehen sind, vorgeschlagen, den Stator quasi komplett als austauschbares hohlzylindrisches oder hohlkegelDstumpfförmiges Einsatzteil auszubilden, dessen Innenseite zum Mahlspalt gerichtet ist und dessen Außenseite an einem Statorgrundkörper mit zur Außengestalt des Einsatzteils komplementäre Innenform im Klemmsitz anliegt.

[018] Am Statorgrundkörper ist ein Flansch zum Befestigen desselben an einem

Maschinenrahmen oder Maschinengestell vorgesehen, wobei weiterhin der Flansch einen zum Statorfuß gerichteten Abschnitt zum Arretieren des Einsatzteils mittels

Druckstück oder Druckring oder dergleichen Mitteln aufweist. [019] Bei dieser Ausführungsform des Stators als auswechselbares Einsatzteil, das am

Statorgrundkörper lösbar fixiert ist, besteht die Möglichkeit, in einem einzigen Schritt die mit Prallleisten, Mahlleisten bzw. Hartmetallsplittern bestückte, für das

Mahlergebnis mit verantwortliche Baugruppe zu wechseln oder auszutauschen, ohne dass längere Produktionsunterbrechungen auftreten. [020] So kann ein Einsatzteil mit neu bestückten Prallleisten vorrätig gehalten werden, das dann in einem Zug gegen ein Einsatzteil ausgetauscht wird, welches entweder verschlissen ist oder das zu anderen Mahlaufgaben Verwendung fand. [021] Das Einsatzteil ist bevorzugt als Innenkegel bei einem kegelstumpfförmigen Rotor ausgebildet, wobei die Innenseite des Innenkegels eine Vielzahl von parallelen

Fräsnuten zur Aufnahme austauschbarer Mahlleisten umfasst. [022] Der Querschnitt der Fräsnuten kann eine Trapezform aufweisen, um einen sicheren

Halt der Mahlleisten zu bewirken. [023] Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Einsatzteil als Innenkegel ausgebildet und es besitzt innenseitig bereits eingeformte oder angeformte Mahlleisten, d.h. in diesem Fall ist das Einsatzteil mit Mahlleisten einstückig realisiert und besteht z.B. aus einem Hartgussmaterial. [024] Bei einer dritten Ausführungsform ist das Einsatzteil als Innenkegel ausgebildet und weist innenseitig eine Beschichtung mit Hartmetall- oder Keramiksplitterkörpern auf. [025] Bevorzugt ist die vorgestellte Prallmühle mit einem Rotor kombiniert, wobei über die Umfangsfläche des Rotors eine Vielzahl beabstandeter, vertikal orientierter Nuten einer geschlossenen prismatischen Führung vorgesehen ist und wobei die austauschbaren Mahlwerkzeuge oder Mahlwerkzeug-Blindteile im Fußbereich eine den Nuten zur Führungsbildung angepasste Form aufweisen. [026] Im Bereich der Deckfläche des kegelstumpfförmigen oder zylindrischen Rotors sind die Nuten stirnseitig zur Einführung der Mahlwerkzeuge offen. Nach Montage der

Werkzeuge bildet eine Deckplatte den oberen Rotorabschluss, die zumindest den

Nutenbereich verschließt. [027] Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter

Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden. [028] Hierbei zeigen:

[029] Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Statorgrundkörpers, des kegelstumpfflförmigen

Einsatzteils und des in den Statorgrundkörper eingesetzten Einsatzteils (von oben nach unten); [030] Fig. 2 eine Unteransicht sowie eine Schnittdarstellung eines kegelstumpfflförmigen

Einsatzteils mit Einzelheit X in Form der Ausgestaltung Hartguss-Mahlleisten, eingesetzte Prallleisten aus Hartmetall, Keramik oder ähnlichem sowie eine Variante mit Beschichtung in Form von Hartmetall- oder Keramiksplittern und [031] Fig. 3 eine Unteransicht auf ein Einsatzteil mit Fräsnuten zur Aufnahme von

Mahlleisten sowie eine Querschnittsdarstellung sowie Einzelheiten der

Ausführungsform der Nuten längs der Linie A-A mit einer beispielhaften, im

Querschnitt dreieckigen Mahlleiste. [032] Gemäß der Darstellung nach Fig. 1 besteht der Stator der erfindungsgemäßen

Prallmühle aus einem Statorgrundkörper 1 bevorzugt als kegelstumpfförmiges Teil. [033] Ein entsprechend hohlkegelstumpfförmiges Einsatzteil 2 weist über seinen

Innenumfang verteilt eine Vielzahl von Mahlleisten 3 auf. [034] Die Außenumfangsfläche des Einsatzteils 2 ist komplementär zur

InnenumDfangsfläche des Statorgrundkörpers 1 und in diesen einsetzbar, wie dies die

Abfolge der Darstellung nach Fig. 1 von oben nach unten betrachtet deutlich macht. [035] Zar Befestigung des Statorgrundkörpers 1 an einem nicht gezeigten

Maschinengestell ist ein umlaufender Flansch 4 an der Unterseite des

Statorgrundkörpers 1 mit Bohrungen 5 zur Aufnahme von BefestigungsDschrauben oder Befestigungsbolzen vorhanden. [036] Mit dem Einbringen eines Druckstücks oder eines Druckrings (nicht gezeigt) und unter Zuhilfenahme der Befestigungsbohrungen 5 wird das Einsatzteil 2 sicher im

Statorgrundkörper 1 arretiert. [037] Bei einer beispielhaften Ausführungsform des Einsatzteils 2 gemäß den

Darstellungen nach Fig. 2 besteht das komplette Einsatzteil bei einer ersten Variante komplett aus Hartguss mit angeformten Mahlleisten 3. [038] Bei einer weiteren Variante weist das Einsatzteil 2 eine Vielzahl von umfangsseitig angeordneten Nuten auf, die Prallleisten aus Hartmetall oder Keramik 6 aufnehmen. [039] Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildung ist die Innenseite des

Einsatzteils 2 mit Hartmetall- oder Keramiksplittern 7 beschichtet. [040] Die Ausbildung von Fräsnuten 8 zur Aufnahme jeweils einer Mahlleiste 3 zeigen die Abbildungen gemäß Fig. 3. [041] Die Fräsnuten 8 besitzen eine im wesentlichen Trapezform und dienen der

Aufnahme der im gezeigten Beispiel im Querschnitt 3 die Mahlleiste 3.

[042] Bezugszeichenliste

[043] 1 Statorgrundkörper

[044] 2 Einsatzteil

[045] 3 Mahlleiste

[046] 4 Flansch

[047] 5 Bohrung

[048] 6 Prallleisten aus Hartmetall oder Keramik

[049] 7 Hartmetall- oder Keramiksplitter

[050] 8 Fräsnut [051]