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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR WET MILLING AND DISPERSING SOLIDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/107062
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for wet milling and dispersing solids, comprising a milling basket, which has sieves at least partially on the side walls and which is fastened to at least one retainer, and a tool arranged in the milling basket, wherein the cavities of the tool are connected to a cooling apparatus.

Inventors:
ENDERLE, Udo (Peter-Vischer-Strasse 10, Marktredwitz, 95615, DE)
DEGEL, Michael (Niederlamitz Kornbergstrasse 30, Kirchenlamitz, 95158, DE)
Application Number:
DE2010/000234
Publication Date:
September 09, 2011
Filing Date:
March 03, 2010
Export Citation:
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Assignee:
NETZSCH-FEINMAHLTECHNIK GMBH (Sedanstrasse 70, Selb, 95100, DE)
ENDERLE, Udo (Peter-Vischer-Strasse 10, Marktredwitz, 95615, DE)
DEGEL, Michael (Niederlamitz Kornbergstrasse 30, Kirchenlamitz, 95158, DE)
International Classes:
B02C17/02; B02C17/16; B02C17/18
Foreign References:
US5497948A1996-03-12
EP1238707A22002-09-11
DE10241924B32004-05-27
Attorney, Agent or Firm:
NETZSCH-FEINMAHLTECHNIK GMBH (Sedanstrasse 70, Selb, 95100, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1.

Vorrichtung zum Naßmahlen und Dispergieren von Feststoffen mit einem Mahlkorb (16) der an den Seitenwänden mindestens teilweise Siebe (38, 42, 44) aufweist, der an mindestens einer Halterung befestigt ist und einem im Mahlkorb (16) angeordneten Werkzeug (18)

dadurch gekennzeichnet,

daß der und/oder die Hohlräume des Werkzeugs (18) mit einer Kühleinrichtung verbunden sind.

2.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Kühlmittel durch eine als Rohr (30) ausgebildete Halterung, die mit dem Werkzeug (18) verbunden ist, zu- und abgeführt wird.

3.

Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Rohr (30) des Werkzeugs (18) doppel wandig ist und das Kühlmittel über den inneren, zentrisch verlaufenden Kanal (54) zugeführt und den konzentrisch angeordneten äußeren Ringkanal (52) abgeführt wird.

4.

Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Ende des Rohres (30) radiale Kanäle (56, 58) aufweist, wobei die im unteren Bereich des Werkzeugs (18) radial verlaufenden Kühlmittel zu- und die im oberen Bereich abführen.

5.

Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß sich das Werkzeugs (18) in radialer Richtung unter einem Winkel von 40° - 90° spreizt, wobei ein oberes und ein unteres Scheibenteil (66, 68) entsteht, wovon jeder von und zur Längsachse der Hohlwelle (20) verlaufende Kanäle (56, 58) aufweist.

6.

Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß in jedem Scheibenteil (66, 68) mittige Trennwände (84, 86) vorgesehen sind, die jeweils zwei von Kühlmittel entgegengesetzt durchströmte Kanäle (62, 64) bilden.

7.

Vorrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Scheibenteil (66, 68) am radial äußeren Ende Ringelemente (68, 80) mit radial und axial abstehenden Stiften (82) aufweist.

8.

Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß in jedem Scheibenteil (66, 68) zwei oder mehrere Durchlässe (70, 72, 74, 76) vorgesehen sind.

9.

Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Durchlässe (70, 72, 74, 76) jeweils in entgegengesetzter Richtung zur Längsachse der Hohlwelle geneigt sind.

10.

Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Hülsen (94, 96) der Durchlässe (70, 72, 74, 76) unter einem stumpfen Winkel zueinander verlaufen und an einer Stelle verbunden sind.

11.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Mahlkorb (16) seitliche und obere durch Siebe (38, 42, 44) bedeckte Öffnungen aufweist, durch die das Mahlgut in und aus dem Mahlkorb (16) fließt.

12.

Vorrichtung nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Sieböffnungen kleiner als die im Mahlkorb (16) befindlichen Mahlkörper sind und daß der Mahlkorb (16) und/oder das Werkzeug (18) rotiert.

13.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Werkzeug 18 sowohl eine waagrechte Zwischenwand 132 wie auch senkrechte Trennwände 110, 112 aufweist.

14.

Vorrichtung nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet,

daß jede senkrechte kreisförmige Trennwand 110, 112 über jeweils einen radialen Durchlaß 118, 120 verfügt.

15.

Vorrichtung nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet,

daß jede Ringkammer 114, 116, 124 eine Stirnwand 134, 136, 138 aufweist, die im Bereich der Durchlässe 118, 120 der Trennwände 110, 112 angeordnet ist.

Description:
Vorrichtung zum Naßmahlen und Dispergieren

von Feststoffen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Naßmahlen und Dispergieren von Feststoffen mit einem Mahlkorb entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine diesbezügliche Vorrichtung ist aus der US 5,498,948 bekannt.

Korbmühlen sind sehr flexibel einsetzbar. Durch den relativ kleinvolumigen Mahlkorb der heb- und senkbar gestaltet ist, läßt sich diese Mahlvorrichtung schnell von einem zu einem anderen Mahlbehälter transportieren. Auch ein dazwischen geschalteter Reinigungsvorgang der Mahleinrichtung und der im Mahlkorb befindlichen Mahlkörper, in der Regel aus Kugeln bestehend, ist leicht zu bewerkstelligen. Der Mahlkorb, der über einen Großteil seiner Oberfläche für Mahlgut durchlässig gestaltet ist, ermöglicht leicht den Zugang des Mahlguts oder einer Reinigungsflüssigkeit. Durch die Bewegung der Mahl- oder Rührwerkzeuge bzw. des Mahlkorbs zirkuliert das Mahlgut ständig aus dem großvolumigen Mahlbehälter in den kleinen Mahlkorb. Aufgrund der kompakten Bauweise der Mahl- und Dispergiervorrichtung überträgt das Werkzeug im Mahlkorb sehr intensiv Energie auf die Mahlkörper, wodurch eine rasche Erwärmung des Produkts, das sehr temperaturempfindlich sein kann, stattfindet.

Um diese Erwärmung zu verhindern bzw. zu reduzieren wird in der US 5,497,948 vorgeschlagen, den Mahlbehälter und einen Teilbereich des Mahlkorbs zu kühlen. Hierzu ist der Mahlbehälter an seinem Umfangsbereich und am Boden doppelwandig ausgeführt, so daß in den Wänden Kühlflüssigkeit fließen und das Produkt kühlen kann. Zusätzlich zu dieser Behälterkühlung sieht das Patent auch eine Kühlung im Bereich oberhalb des Mahlkorbs vor. Dazu hat der Mahlkorb einen Aufsatz, der an Rohren befestigt ist. Durch diese Rohre fließt von oben Kühlflüssigkeit in den Aufsatz, der sich als Ringkammer darstellt. Einige der Rohre arbeiten als Zulauf für die Kühlflüssigkeit und ein oder mehrere als Ablauf. Durch diese Doppelkühlung wird das Produkt nur außerhalb des Mahlkorbs temperiert. Aus der US 6,029,915 ist eine Korbmühle mit direkter Kühlung des Mahlkorbs bekannt. Hierzu weist der vertikal verschiebbare Träger an dem der Antrieb für das Rührwerk sitzt Rohre auf, die mit der Wandung des Mahlkorbs verbunden sind. Da die Wand des Mahlkorbs über einen Hohlraum verfügt, kann dieser Hohlraum zur Kühlung verwandt werden. Zu diesem Zweck stehen die dem Mahlkorb tragenden Rohre mit einem Kühlmittel gefäß in Verbindung, so daß ständig ein Kühlmittelkreislauf aufrecht erhalten werden kann. Das Produkt gelangt hier über einen als Trichter funktionierenden Deckel in das innere des Korbs und verläßt diesen Korb über ein, im wesentlichen planes Sieb an dessen Boden. Mehrere Mischer seitlich des Korbs und eine Förderschnecke an der Welle des Rührwerks bewirken eine ständige Zirkulation des Mahlguts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung bei Korbmühlen zu verbessern. Diese erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Merkmale des 1. Anspruchs gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Vorrichtung zum Naßmahlen und Dispergieren von Feststoffen aus einem Mahlkorb, der in einen mit Mahlgut gefüllten Behälter gesenkt wird. Der Mahlkorb weist mindestens teilweise siebartige Seitenwände auf und ist an einer hohlen Welle befestigt, die mit einem Antrieb in Verbindung steht. Im Mahlraum befindet sich ein Werkzeug, das die Mahlkörper aktiviert, um die vom Antrieb auf das Werkzeug übertragene Energie an die Mahlhilfskörper, hier Kugeln, zu übertragen. Der dadurch erzeugten Erwärmung des Produkts, der Mahlhilfskörper und des Werkzeugs wirkt man entgegen durch die direkte Kühlung des Werkzeugs. Hierfür hat das Werkzeug einen oder mehrere Hohlräume und ist über ein Rohr, das innerhalb einer hohlen Welle sitzt mit einer Kühlmittelzufuhr verbunden. Das Rohr ist gleichzeitig die Halterung, an dessen Ende das Werkzeug sitzt.

Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, daß das Rohr an dem das Werkzeug sitzt doppel wandig ist und die Kühlmittelzufuhr über dessen zentrischen Kanal und die Kühlmittelabfuhr über dessen konzentrischen Ringkanal erfolgt.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß am Ende des Rohres ein Ansatz zur Befestigung des Werkzeugs angeformt ist, der radiale Kanäle aufweist. Die Kanäle im unteren Bereich des Ansatzes führen Kühlmittel zu, wohingegen es die oberen Kanäle abfuhren.

Vorteilhafterweise hat das Werkzeug eine Gestaltung zur Erhöhung seiner kühlbaren Oberfläche. Dazu ist das Werkzeug etwa ab einem Drittel seines Durchmessers vom Ansatz des Rotors aus gespreizt. Der Winkel zwischen den sich bildenden Scheibenteilen liegt zwischen 40° und 90°. Jedes Scheibenteil hat entgegengesetzt gerichtete oder durchflutete Kanäle. Durch die vorzugsweise mittigen Trennwände in den äußeren Kanälen entstehen jeweils zwei von und zur Längsachse des Rohres verlaufende Kanäle.

Zur verbesserten Übertragung der Antriebsenergie vom Werkzeug auf die Mahlkörper und von da auf das Produkt, verfügen die abgespreizten Scheibenteile an ihren radial äußeren Enden über Ringelemente mit radial und axial abstehenden Stiften. Diese Stifte erhöhen die Mahl- und Dispergierleistung und den Zirkulationsfluß des Produkts innerhalb des Korbs vom achsnahen in den Umfangsbereich.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, daß in jedem abgespreizten Scheibenteil ein- oder mehrere Durchlässe vorgesehen sind. Die Durchlässe verbessern bzw.. bestimmen den Strömungs verlauf der Mahlkörper-/Produktströmung im inneren des Korbs. Zusätzlich dazu bewirken die Wandungen der Durchlässe eine Erhöhung der Wärmeaustauschfläche und eine Verwirbelung des Kühlmittels, wodurch eine Wirbelströmung mit verbessertem Kühleffekt entsteht.

Die gezielte erfindungsgewoUte Strömungsausrichtung im Korb wird verbessert durch die Neigung der Durchlässe. Damit die Strömungsführung vom Einlaß des Korbs für das Produkt zum Auslaß verbessert wird, sind die Einsätze, die die Durchlässe bilden in Richtung zum Auslaß bzw. in entgegengesetzter Richtung zur Längsachse der gesamten Naßmahl- und Dispergiervorrichtung geneigt. Die Wandungen/Hülsen verlaufen dabei unter einem stumpfen Winkel von 100° - 160° vorzugsweise von 125°.

Der Einlaß zum Korb, wie auch der Auslaß vom Korb, wird durch seitliche und obere Öffnungen gebildet. Die Öffnungen weisen zumindest teilweise Siebe auf, deren Öffnungen einen kleineren Querschnitt als der Durchmesser der Mahlkörper aufweist. Aufgrund der vorteilhaften erfindungsgemäßen Gestaltung der Vorrichtung wäre es prinzipiell möglich den Korb und/oder das Werkzeug rotieren zu lassen.

Entsprechend einer weiteren erfindungsgemäßen Gestaltung ist ein Werkzeug so gestaltet, daß es sowohl waagrechte Zwischenwände, wie auch senkrechte Trennwände aufweist. Durch diese Trennwände bekommt das Kühlmittel jeweils eine gewisse Strömungsrichtung auferlegt. Da in den senkrechten Trennwänden Durchlässe eingebracht sind und die Ringkammern jede für sich eine Stirnwand aufweist, erfolgt beim Übertritt von den inneren Ringkammern in die äußeren Ringkammern im unteren Kühlmittelkanal und vom Übertritt der äußeren Ringkammern in die inneren Ringkammem im oberen Kühlmittelkanal jeweils eine Strömungsumkehr um 180° des Kühlmittels. Durch diese gezielte richtungsumkehrende Kühlmittelströmung erhöht sich der Wärmeaustausch zwischen den gekühlten Oberflächen des Werkzeugs und dem Produkt.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden anhand der beigefügten schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 Gesamtdarstellung der Mahl- und Dispergiervorrichtung

Figur 2 Korb der Mahl- und Dispergiervorrichtung

Figur 3 Teilansicht des Korbs

Figur 4 Teilschnitt des Werkzeugs

Figur 5 Horizontaler Schnitt durch das Werkzeug Die Figur 1 zeigt eine Mahl- und Dispergiervorrichtung 10, die entlang einer Hubvorrichtung 12 gehoben und in den Behälter 14 abgesenkt werden kann. Die Mahl- und Dispergiervorrichtung 10 besteht aus einem Korb 16 und einem Werkzeug 18. Der Korb 16 steht über eine Hohlwelle 20 mit einer Antriebsscheibe 22, die über mehrere Antriebsriemen 24 verfügt, mit einer zum Motor 28 führenden Antriebsscheibe 26 in Verbindung. Das Werkzeug 18 sitzt am Ende eines Rohrs 30, das von einer Kühleinrichtung 32 Kühlmittel erhält. Figur 2 gibt in vergrößerter Darstellung den Korb 16 wieder. Das Produkt 34 fließt aus dem Behälter 14 durch die mit einem Sieb 38 abgedeckte Öffnung 36 in den Korb 16 und wird hier vom Werkzeug 18 und den hiervon aktivierten Mahlkörpern 40 gemahlen oder dispergiert. Nach der Bearbeitung des Produkts 34 strömt dieses wieder zurück in den Behälter 14, während die Mahlkörper 40 durch Siebe 42, 44 im Mahlkorb 16 zurück gehalten werden. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 rotiert der Mahlkorb 16, der über eine Hohlwelle 20 mit dem Antrieb/Motor 28 in Verbindung steht. Zur Optimierung des Strömungsverhaltens des Produkt-Mahlkörpergemisches hat der Mahlkorb 16 im Querschnitt eine Art Doppelherzform. Das Werkzeug 18 ist dieser Korbform angepaßt. Hierzu ist ein Rohr 30 zentrisch in die Hohlwelle 20 mittels einem Lager 46 und einer Dichtung 48 eingesetzt. Am Ende des Rohres 30 weist dieses einen verstärkten Kopf 50 auf, in dem die axialen Kanäle 52, 54 in radiale Kanäle 56, 58 übergehen. Durch die unteren Kanäle 56 fließt kaltes Kühlwasser in das Werkzeug 18, über die oberen Kanäle 58 strömt erwärmtes Kühlwasser zurück, zu einer in dieser Darstellung nicht offenbarten Kühleinrichtung 32. In der Hohlwelle 20 grenzt eine rohrförmige Wand 60 die Kanäle 52, 54 ab.

Vom Kopf 50 aus erstreckt sich radial das Werkzeug 18. Im zentrumsnahen Bereich um den Kopf 50 liegen die Kanäle 62 und 64 für die Zufuhr und Abfuhr des Kühlmittels direkt aneinander. Mit zunehmenden Abstand des Werkzeugs 18 vom Kopf 50 spreizt sich das Werkzeug 18. Die beiden Schenkel 66, 68 sind unter einem Winkel α von nahezu 60° gespreizt. Zur Erhöhung der Mahl- und Dispergierleistung sind in die Scheibenteile/Schenkel 66, 68, Durchlässe 70, 72, 74, 76 in der Form von Hülsen 94, 96, 98, 100 eingebracht. Die Hülsen 94, 96, 98, 100 sind an ihrer zum Kopf 50 geneigten Seite unter einem stumpfen Winkel von etwa 120° miteinander verbunden. Die Umlenkung des Kühlmittels erfolgt im Bereich der Ringelemente 78, 80 am äußeren Ende der Scheibenteile 66, 68. Die Mahlintensität erhöhen die an den Scheibenteilen 66, 68 seitlich an die Ringelemente angefügten Stifte 82 in axialer und radialer Richtung. Zur Kühlwasserführung sind in die Scheibenteile 66, 68 Trennwände 84, 86 eingesetzt. Aufgrund dieser Führung wird jedes Scheibenteil zweimal durchströmt, einmal in radialer Richtung und einmal in Richtung zur Rotationsachse des Rührwerks. Das Sieb 44 sitzt unterhalb der beiden Ringflansche 88, 90, die von den Schrauben 92 zusammengehalten werden. Das Werkzeug 18 ist am Kopf 50 des Rohrs 30 befestigt, wovon aus auch dessen Versorgung mit Kühlmittel geschieht.

Die Darstellung gemäß Figur 3 läßt die Anzahl der im unteren Scheibenteil 66 eingebrachten Durchlässe 70 erkennen. Diese 8 Durchlässe 70 erzeugen eine Strömung um das äußere Ende des Ringelements 80. Ebenso ersichtlich sind hier die Stifte 82, die sich sowohl in Richtung zum Sieb 44, wie auch zum Ring 78 erstrecken.

Aus den Figuren 4 und 5 wird erkennbar, daß das Werkzeug 18 scheibenförmig mit, in einer horizontalen Ebene übereinanderliegenden Kühlmittelkanälen 102, 104 versehen ist. Das Kühlmittel gelangt durch den zentrischen Kanal 54 in den Kühlmittelkanal 104, der zwei konzentrische kreisförmige Trennwände 110, 112 hat. Die daraus gebildeten Ringkammern 114, 116 stehen miteinander über Durchlässe 118, 120 in den Trennwänden 110, 112 in Verbindung. Aus dem unteren Kühlmittelkanal 104, der durch die horizontale Zwischenwand 132 vom oberen Kühlmittelkanal 102 getrennt ist, fließt das Kühlmittel durch konzentrische Ringkammern 114, 116, 124 über deren Durchlässe 118, 120 und die Bohrung 122 in die Ringkammer 114, 116 und von dort in die Ringkammer 124, die in den Auslaßkanal 126 führt. Aus dem Ringkanal 102 fließt das Kühlmittel in den Ringkanal 52, der vom Rohr 30 und der Wand 60 begrenzt wird. Das Kühlmittel fließt somit unter mehrfachem Richtungswechsel aus einem unteren Kühlmittelkanal 104 in einen oberen Kühlmittelkanal 102. Auch hier vollzieht das Kühlmittel durch Übertritt in die Ringkammern 114, 116, 124 mehrfache Rieh tungs Wechsel, bevor es schließlich in den zentral angeordneten Auslaßkanal 126 strömt.

Der Kreislauf bzw. die Strömung des Mahlkörper-/Produktgemisches im Mahlkorb wird durch die Durchlässe 128, 130 intensiviert. Alle Ringkammern 114, 116, 124 sind von einer senkrechten Stirnwand 134, 136, 138 begrenzt, wodurch das Kühlmittel über die Durchlässe 118, 120 in die jeweils innere bzw. äußere Ringkammer 114, 116 des oberen oder unteren Kühlmittelkanals 102, 104 gelangt. Beim jeweiligen Übergang in jede innere bzw. äußere Ringkammer 114, 116, 124 erfolgt eine Umkehr der Strömungsrichtung des Kühlmittels. Bezugsziffernliste

10 Mahl- und Dispergiervorrichtung

12 Hubvorrichtung

14 Behälter

16 Mahlkorb

18 Werkzeug

20 Hohlwelle

22 Abtriebsscheibe

24 Antriebsriemen

26 Antriebsscheibe

28 Motor

30 Rohr

32 Kühleinrichtung

34 Produkt

36 Öffnung

38 Sieb

40 Mahlkörper

42 Sieb

44 Sieb

46 Lager

48 Dichtung

50 Kopf

52 Ringkanal

54 Kanal

56 Kanal

58 Kanal

60 Wand

62 Kanal

64 Kanal

66 Scheibenteile

68 Scheibenteile

70 Durchlaß

72 Durchlaß 74 Durchlaß

76 Durchlaß

78 Ringelemente

80 Ringelemente

82 Stifte

84 Trennwand

86 Trennwand

88 Ringflansch

90 Ringflansch

92 Schrauben

94 Hülsen

96 Hülsen

98 Hülsen

100 Hülsen

102 Kühlmittelkanal

104 Kühlmittelkanal

106 Rührelemente

108 Rührelemente

110 Trennwand

112 Trennwand

114 Ringkammer

116 Ringkammer

118 Durchlaß

120 Durchlaß

122 Bohrung

124 Ringkammer

126 Auslaßkanal

128 Durchlässe

130 Durchlässe

132 Zwischenwand

134 Stirnwand

136 Stirnwand

138 Stirnwand