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Patent Searching and Data


Title:
DISPERSING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/025905
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a dispersing device comprising a container that receives and processes a product that is to be dispersed; a grinding device with a housing that contains a grinding body, whereby said housing has openings enabling the product that is to be dispersed to pass through; an agitating tool arranged in the housing and a flow-producing device. The housing and the agitating tool can move in relation to each other and at least one shaft protrudes into the housing via a through opening that allows the product that is to be dispersed to enter the housing. In order to ensure in a reliable manner that the grinding balls do not leave the housing or grinding basket, another flow-producing device is arranged in the region of the through opening between the shaft (21) and the housing (31), whereby said device conveys the product that is to be dispersed during operation through said opening from the container (1) into the housing (31) and is provided with means that prevent the grinding balls from leaving the housing (31).

Inventors:
GETZMANN HERMANN (DE)
SCHIEWEG FRANK (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/003345
Publication Date:
May 11, 2000
Filing Date:
October 19, 1999
Export Citation:
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Assignee:
VMA GETZMANN GMBH (DE)
GETZMANN HERMANN (DE)
SCHIEWEG FRANK (DE)
International Classes:
B01F7/16; B01F13/10; B02C17/16; B02C23/02; B02C19/00; (IPC1-7): B01F7/16; B01F13/10; B02C17/16
Foreign References:
EP0546715A11993-06-16
EP0743091A11996-11-20
FR2738504A11997-03-14
US5346147A1994-09-13
US5447372A1995-09-05
US5511881A1996-04-30
EP0261797A11988-03-30
EP0257740A11988-03-02
DE19533369A11997-03-13
GB637989A1950-05-31
US4620673A1986-11-04
Attorney, Agent or Firm:
Bobzien, Christoph (Frankenforster Strasse 135-137 Bergisch Gladbach, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Dispergiervorrichtung, insbesondere eine als Tauchmühle einsetzbare Kugeloder Perlmühle, mit einem Behälter zur Aufnahme und Bearbeitung eines Dispergiergutes, einer Mahlvorrichtung mit einem Mahlkörper enthaltenden Gehäu se, das Öffnungen zum Hindurchtreten des Dispergiergutes aufweist, einem in dem Gehäuse angeordneten Rührwerkzeug und einer ersten Strömungserzeugungsvorrichtung, wobei das Gehäuse und das Rührwerkzeug relativ zueinander be weglich sind und zumindest eine Welle durch eine Durch trittsöffnung in das Gehäuse ragt, durch die das Disper giergut in das Gehäuse eintreten kann, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Bereich der Durch trittsöffnung zwischen der Welle (21) und dem Gehäuse (31) eine weitere Strömungserzeugungsvorrichtung vor gesehen ist, die das Dispergiergut während des Betriebs durch die Durchtrittsöffnung aus dem Behälter (1) in das Gehäuse (31) befördert und Mittel aufweist, um ein Her austreten der Mahlkörper aus dem Gehäuse (31) zu verhin dern.
2. Mahlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Welle die erste Strömungserzeugungsvorrichtung antreibt, welche das Dispergiergut vermischt, wobei das Gehäuse feststeht und wobei sich das Rührwerkzeug relativ zu dem Gehäuse dreht, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Strömungserzeugungsvorrichtung als Flügelrad (5, 6,7,8) ausgebildet ist und daß das Gehäuse (31) im Bereich der Durchtrittsöffnung zur Aufnahme des Flügel rads (5,6,7,8) ausgebildet ist.
3. Mahlvorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse im Bereich der Durchtrittsöffnung als Pumpengehäuse (42) zur Aufnahme des Flügelrads (5,6,7,8) ausgebildet ist.
4. Mahlvorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse (31) einen trichterförmigen Zulauf (43) aufweist, der an seinem Grund auf der dem Zulauf (43) abgewandten Seite das Pum pengehäuse (42) aufweist.
5. Mahlvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Pumpengehäuse (42) eine schräg verlaufende Wand aufweist, welche an die Form des Flügelrades (5,6,7,8) angepaßt ist.
6. Mahlvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an dem äußeren Umfangs rand der zum Gehäuseinneren gerichteten Öffnung des Pum pengehäuses (42) eine umlaufende Nase (44) vorgesehen ist.
7. Mahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Flü gelrad (5,6,7,8) versehen ist mit einer scheibenförmi gen Platte (50,90), auf der mindestens ein flügelartiger Steg (51,61,70,80,91) angeordnet ist, der sich im wesentlichen schräg zur Plattenebene in Richtung der Rotationsachse der Platte (50,90) erstreckt und in radi al verlaufender Richtung auf der Platte (50,90) im we sentlichen schräg zu einer an den äußeren Umfangsrand der Platte (50,90) angelegten Tangente verläuft.
8. Mahlvorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Flügelrad (5,6,7,8) mehrere Stege (51,61,70,80,91) aufweist.
9. Mahlvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Steg (51,61,70, 80,91) in seiner Längserstreckungsrichtung sichelförmig ausgebildet ist.
10. Mahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rühr werkzeug eine Kreisringscheibe (36) aufweist, die mit einem umlaufenden, stufenartigen Absatz (41) versehen ist, auf dem die Platte (50,90) des Flügelrades (5,6, 7,8) angeordnet ist.
11. Mahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rühr werkzeug durch eine weitere Welle antreibbar ist.
12. Mahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die erste Strömungserzeugungsvorrichtung Mittel zum Dispergieren aufweist, daß die Mahlvorrichtung höhenverstellbar ist und daß die Mahlvorrichtung mittels der Höhenverstellung in das Dispergiergut eintauchbar ist und aus diesem wie der vollständig entfernbar ist, während die Strömungs erzeugungsvorrichtung im Dispergiergut verbleibt.
13. Mahlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Welle fest steht und das Rührwerkzeug trägt und wobei das Gehäuse relativ zu dem Rührwerkzeug drehbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die zweite Strömungs erzeugungsvorrichtung einen flügelartigen Steg aufweist, der an dem Gehäuse (31) vorgesehen ist und durch die Durchtrittsöffnung eine Strömung in das Innere des Gehäu ses (31) erzeugt.
14. Mahlvorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Strömungserzeugungsvor richtung mehrere Stege aufweist, die einstückig an dem Gehäuse im Bereich der Durchtrittsöffnung ausgebildet sind.
Description:
Dispergiervorrichtung Die Erfindung betrifft eine Dispergiervorrichtung, insbesonde- re eine als Tauchmühle einsetzbare Kugel-oder Perlmühle, mit einem Behälter zur Aufnahme und Bearbeitung eines Dispergier- gutes, einer Mahlvorrichtung mit einem Mahlkörper enthaltenden Gehäuse, das Öffnungen zum Hindurchtreten des Dispergiergutes aufweist, einem in dem Gehäuse angeordneten Rührwerkzeug und einer ersten Strömungserzeugungsvorrichtung, wobei das Gehäuse und das Rührwerkzeug relativ zueinander beweglich sind und zumindest eine Welle durch eine Durchtrittsöffnung in das Gehäuse ragt, durch die das Dispergiergut in das Gehäuse ein- treten kann.

Durch eine derartige Vorrichtung wird eine Verteilung von fein-und feinstteiligen festen Bestandteilen in der flüssigen Phase erreicht.

Beim Dispergierprozeß laufen drei Teilschritte nebeneinander ab : 1. Die Benetzung der Oberfläche des einzuarbeitenden Feststoffes durch flüssige Bestandteile des Disper- giergutes ; 2. die mechanische Zerteilung von Agglomeraten in kleine- re Agglomerate und Primärartikel und 3. die Stabilisierung von Primärartikeln, Agglomeraten und Aggregaten gegen erneute Zusammenlagerung (= Flok- kung).

Obwohl sich die nachstehenden Ausführungen überwiegend auf die Dispergierung von Farben und Lacken beziehen, läßt sich diese Verfahrenstechnik analog auch auf andere Bereiche (z. B. Biolo-

gie, Lebensmitteltechnologie, Pharmazie, Agrochemie, kera- mische Industrie u. a.) übertragen.

Aus der US-PS 5,194,783 ist eine derartige Mahlvorrichtung bekannt. In dieser Patentschrift wird eine Rührwerks-Tauchmüh- le offenbart, die nach dem Zirkulationsverfahren dispergiert.

Sie besteht im wesentlichen aus einem verschleißfesten, mit als Mahlkugeln ausgebildeten Mahlkörpern gefüllten Siebkorb, der in einen doppelwandigen Behälter eintaucht. Durch die Mitte des Siebkorbs verläuft eine zylindrische Antriebswelle.

Diese Antriebswelle treibt die in dem Siebkorb angeordnete, als Stangen ausgebildete Rührwerksvorrichtung an. Die Wände des Siebkorbs weisen eine siebartig perforierte Lochung auf.

Bei der Dispergierung von Farben ist es z. B. von wirtschaftli- chem Interesse, den Einsatz der kostenintensiveren farbgeben- den Primärteilchen so gering wie möglich zu halten. Die Farb- wirkung und der Glanz werden um so intensiver, je besser dis- pergiert wird. Durch eine gute Dispergierung kann also z. B. der Einsatz der kostenintensiven farbgebenden Primärteilchen durch die kostengünstigeren Sekundärteilchen verringert wer- den. Im Idealfall ist jedes Primärteilchen separat benetzt.

Um die Zirkulation des Dispergierguts durch den Siebkorb zu ermöglichen, treibt die Antriebswelle neben der Rührwerksvor- richtung zudem eine Strömungserzeugungsvorrichtung an. Diese Strömungserzeugungsvorrichtung muß außerhalb des Siebkorbs gelegen sein, um eine ausreichende Strömung zu gewährleisten.

Die Antriebswelle durchdringt also den Siebkorb. An der Durch- dringungsstelle ist ein Trenn-und Dichtungssystem eingebaut, daß den Austritt der Mahlkugeln aus dem Sieb verhindert. Die zentrale Anordnung der Strömungserzeugungsvorrichtung bringt eindeutige strömungstechnische Vorteile mit sich, da somit ein gleichmäßiges Durchströmen des gesamten Behälters sicherge- stellt ist.

Zur Durchführung eines wirtschaftlichen Dispergierprozesses mit der aus dem Stand der Technik bekannten Dispergiervor-

richtung muß das Dispergiergut jedoch vordispergiert werden.

Vorzugsweise wird mit einer Dissolverscheibe vordispergiert, da insbesondere bei schwer dispergierbaren Agglomeraten, die im weiteren Verfahren noch den Einsatz der Mahlvorrichtung erfordern, eine optimale Vordispergierung aus wirtschaftlichen Gründen unerläßlich ist. Ein ungenügend vordispergiertes Pro- dukt erfordert nicht nur längere Laufzeiten der aus dem Stand der Technik bekannten Mahlvorrichtungen, sondern es werden oft nicht die erwünschten Feinheiten erreicht. Versäumnisse oder Fehler bei der Vordispergierung können in der Regel nicht durch andere Systeme ausgeglichen werden ; insbesondere deshalb nicht, weil unzureichend vordispergierte Produkte bei der weiteren Verwendung der Mahlvorrichtung das Zusetzen der Lö- cher des Siebkorbs bewirken, wodurch die Zirkulation durch den Siebkorb erschwert oder vollständig verhindert wird.

Obgleich mit den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrich- tungen bereits sehr zufriedenstellende Mahlleistungen erreicht werden, ist sie-wie nahezu alle Rührwerkskugelmühlen-mit dem Nachteil behaftet, daß an der Durchdringungsstelle der Welle durch den Mahlkorb ein dynamischer Reibspalt oder ähnli- che Mittel vorgesehen sind, durch welche die Mahlkugeln aus dem Gehäuse bzw. Mahlkorb in den Behälter entweichen können.

Darüber hinaus erfordern dynamische Reibspalte für die ein- wandfreie Funktion relativ enge Toleranzen, so daß ihre Ferti- gung aufwendig und teuer ist. Aber auch bei genauester Ferti- gung und einwandfreiem Betrieb tritt gleichwohl das Problem auf, daß die Mahlkugeln unbeabsichtigt in dem Reibspalt zer- trümmert werden, den Reibspalt zerstören und das Dispergiergut verunreinigen.

Ein weiteres Problem tritt an der ringförmigen Durchtrittsöff- nung zwischen der Welle und dem Gehäuse auf. Im Betrieb führen diese Bauteile eine Relativbewegung zueinander aus. Durch diesen Ringspalt tritt das Dispergiergut in das Gehäuse ein, war für den Mahlprozeß notwendig ist.

Andererseits ist diese Durchtrittsöffnung mit dem erheblichen

Nachteil verbunden, daß während des Mahlprozesses unkontrol- liert und ungewollt Mahlkugeln aus dem Gehäuse austreten.

Dieses ist in zweierlei Hinsicht nachteilig. Zum einen muß das Dispergiergut nach dem Mahlprozeß und vor der Weiterverarbei- tung nochmals abgesiebt werden, um die Perlen herauszufiltern, so daß ein weiterer zeitaufwendiger Arbeitsschritt notwendig ist. Daneben muß der Perlenverlust in regelmäßigen Abschnitten ausgeglichen werden, da sonst die Mahlleistung abnimmt.

Der Erfindung liegt demnach die technische Problemstellung zugrunde, eine eingangs genannte Dispergiervorrichtung derart weiterzuentwickeln, daß ein Austreten der Mahlkugeln aus dem Gehäuse bzw. dem Mahlkorb zuverlässig unterbunden wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bereich der Durchtrittsöffnung zwischen der Welle und dem Gehäuse ein Förderrad vorgesehen ist, welches das Dispergier- gut während des Betriebs aus dem Behälter in das Gehäuse be- fördert und Mittel aufweist, um ein Heraustreten der Mahlkör- per aus dem Gehäuse zu verhindern.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird bei der Relativ- bewegung eine Strömung in das Innere des Gehäuses der Mahlvor- richtung erzeugt. Diese Strömung ist so stark, daß ein Aus- treten der Mahlkugeln aus der Durchtrittsöffnung in das in dem Behälter enthaltene Dispergiergut zuverlässig verhindert wird.

Darüber hinaus bewirkt die zweite Strömungserzeugungsvorrich- tung eine stärkere Durchmischung und ein schnelleres Einziehen des Dispergierguts in das Gehäuse der Mahlvorrichtung, was den Durchsatz erhöht. Schließlich lenkt die Strömungserzeugungs- vorrichtung die Mahlkugeln ab (Deflektion), welche durch die Durchtrittsöffnung aus dem Mahlkorb heraustreten. Sollte diese Deflektion nicht ausreichend sein, um jeden Eintritt der Mahl- kugeln in die Durchtrittsöffnung zu verhindern, so ist die durch die Strömungserzeugungsvorrichtung erzeugte Strömung ausreichend, um diese dennoch austretenden Kugeln zurück in den Mahlkorb bzw. in die Mahlvorrichtung zu saugen. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dispergier-

vorrichtung mit dem besonderen Vorteil verbunden, daß die durch die Strömungserzeugungsvorrichtung erzeugte Strömung selbst die wesentlich leichteren und preisgünstigeren, z. B. als Glasperlen ausgebildeten Mahlkugeln innerhalb der Mahlvor- richtung hält, so daß auf die schwereren und teureren, bei- spielsweise aus Zirkonoxid bestehenden Mahlkugeln verzichtet werden kann, die üblicherweise wegen ihrer höheren Dichte und des damit verbundenen Gewichts für zahlreiche Mahlprozesse notwendig sind. Der Einsatz kostengünstiger Mahlkugeln aus Glas reduziert deutlich die Kosten des Mahlens.

Vorzugsweise ist die Strömungserzeugungsvorrichtung als Flü- gelrad ausgebildet, und das Gehäuse der Mahlvorrichtung weist im Bereich der Durchtrittsöffnung ein Pumpengehäuse zur Auf- nahme des Flügelrads auf. Das Flügelrad läuft also in einem entsprechend für dessen Aufnahme ausgebildeten Bereich des Gehäuses der Mahlvorrichtung. Das Flügelrad und das Gehäuse bilden so eine Pumpe zum Einsaugen von Flüssigkeit in das Innere des Gehäuses.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Pumpengehäuse im we- sentlichen die Form einer Halbschale aufweist, in die das Flügelrad so einsetzbar ist, daß die Flügel bzw. Stege in Richtung der Gehäusewand ausgerichtet sind.

In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung ist der obere Bereich des Gehäuses trichterförmig ausgebildet, der an seinem Grund auf der dem Trichter abgewandten Seite das Pum- pengehäuse für das Flügelrad aufweist. Die Durchtrittsöffnung kann dabei an dem Grund des Trichters gelegen sein, so daß das von dem Flügelrad in das Innere des Behälters eingesaugte Dispergiergut an den Trichterwänden hinabströmt bzw. hinabge- saugt wird.

Eine höhere Pumpleistung des Flügelrads wird erreicht, wenn das Pumpengehäuse schräg verlaufende Wände aufweist, welche an die Schräge der Flügel des Flügelrads angepaßt sind.

Der zwischen dem Flügelrad und dem Gehäuse existierende Spalt ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er größer ist als der Durchmesser der Mahlkugeln, so daß ein Einklemmen der Mahlku- geln zwischen Flügelrad und Pumpengehäuse nicht möglich ist.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung ist an dem äußeren Umfangsrand der zum Gehäuseinneren gerichteten Öffnung des Pumpengehäuses eine umlaufende Nase vorgesehen. Diese Nase verhindert, daß die Mahlkugeln direkt in den Bereich zwischen dem Flügelrad und dem Pumpengehäuse eintreten können. Durch geeignete Ausbildung der Nase werden diese Mahlkugeln zurück in das Innere der Mahlvorrichtung gelenkt.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß das Flü- gelrad mit einer scheibenförmigen Platte versehen ist, auf der mindestens ein flügelartiger Steg angeordnet ist, der sich im wesentlichen schräg zur Plattenebene in Richtung der Rota- tionsachse der Platte erstreckt und in radial verlaufender Richtung auf der Platte im wesentlichen schräg zu einer an dem äußeren Umfangsrand der Platte angelegten Tangente verläuft.

Dabei ist es sowohl möglich, nur einen flügelartigen Steg vorzusehen, der sich schneckenartig von der mittleren Dreh- achse der Platte an den äußeren Umfangsrand erstreckt, als auch mehrere Flügel auf der Platte vorzusehen. Die zweite Ausgestaltung hat sich in der Praxis als besonders wirkungs- voll erwiesen. Eine vereinfachte Ausführungsform sieht vor, daß die Stege nur radial (ohne Krümmung und nicht schräg ver- setzt) auf der Platte anzuordnen sind.

In einer Weiterentwicklung sind die Stege in ihrer Längser- streckungsrichtung sichelförmig ausgebildet, da diese Ausge- staltung eine bessere Deflektion der Perlen und eine höhere Pumpenleistung gewährleistet.

Allgemein sind zahlreiche Stegformen für das Flügelrad denk- bar, die je nach Viskosität des zu mahlenden Mediums aus- tauschbar sind. Zu diesem Zweck ist es besonders vorteilhaft, wenn das Flügelrad lösbar in der Mahlvorrichtung befestigbar

ist, um ein leichtes Austauschen zu gewährleisten. Das Flü- gelrad kann dabei sowohl von der die Strömungserzeugungsvor- richtung antreibenden Welle angetrieben werden als auch durch eine weitere konzentrisch zur ersten Welle verlaufenden Hohl- welle, welche die erste Welle umschließt.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Rühr- werkzeug eine Kreisringscheibe aufweist, die mit einem ringsum laufenden, stufenartigen Absatz versehen ist, auf dem die Platte des Flügelrads befestigbar ist. Die Flügelräder sind dann je nach Anwendungsfall einfach austauschbar. Alternativ kann das Flügelrad aber auch einteilig mit der Kreisringschei- be ausgebildet sein.

Wie zuvor erwähnt, müssen die Mahl-und die Strömungserzeu- gungsvorrichtung nicht durch dieselbe Welle angetrieben wer- den, sondern es kann eine zweite Welle vorgesehen sein, durch welche das Rührwerkzeug und das damit verbundene Flügelrad unabhängig von der ersten Welle antreibbar sind.

In der Praxis hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die zweite Welle eine Hohlwelle aufweist, welche konzen- trisch zu der ersten Welle verläuft und diese umschließt. Bei dieser Ausgestaltung können die beiden Wellen unabhängig von- einander betrieben werden, so daß eine Vordispergierung durch die Strömungserzeugungsvorrichtung möglich ist. Für die Fein- dispergierung wird die äußere Hohlwelle über eine Kupplung mit der ersten Welle eingekuppelt und dreht sich mit gleicher Geschwindigkeit. Alternativ ist es möglich, die beiden Wellen unabhängig voneinander anzutreiben und mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren zu lassen.

In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung der Mahl- vorrichtung weist die Strömungserzeugungsvorrichtung Mittel zum Dispergieren auf, des weiteren ist die Mahlvorrichtung höhenverstellbar, wobei die Mahlvorrichtung mittels der Höhen- verstellung in das Dispergiergut eintauchbar und wieder voll- ständig aus diesem entfernbar ist, während die Strömungserzeu-

gungsvorrichtung im Dispergiergut verbleibt. Diese Ausgestal- tung ermöglicht eine besonders einfache und wirtschaftliche Trennung der Vordispergierung durch die vorzugsweise als Dis- solver. ausgebildete Strömungserzeugungsvorrichtung und eine Feindispergierung durch die Mahlvorrichtung.

Besonders gute Dispergierleistungen ergeben sich, und die Mahlvorrichtung ist besonders einfach zu reinigen, wenn diese derart ausgebildet ist, daß das Gehäuse der Mahlvorrichtung ein offenes Profil aufweist, das Rührwerkzeug durch eine zwei- te Welle antreibbar ist und über mindestens einen Verbindungs- steg, der durch das offene Profil verläuft, mit der zweiten Welle verbunden ist und die zweite Welle eine Hohlwelle ist, die die erste Welle umschließt.

Die Erfindung ist aber auch bei derartigen Rührwerkskugelmüh- len anwendbar, bei denen die Welle fest steht und das Rührwerk trägt und wobei das Gehäuse relativ zu dem Rührwerk drehbar ist. Eine derartige Rührwerkskugelmühle ist dann so ausgestal- tet, daß die zweite Strömungserzeugungsvorrichtung einen flü- gelartigen Steg aufweist, der an dem Gehäuse vorgesehen ist und durch die Durchtrittsöffnung eine Strömung in das Innere des Gehäuses erzeugt.

Vorteilhafterweise weist die Strömungserzeugungsvorrichtung eine oder mehrere Stege auf, die an dem Gehäuse im Bereich der Durchtrittsöffnung ausgebildet sind.

Die erfindungsgemäße Dispergiervorrichtung ist in der Zeich- nung beispielhaft veranschaulicht und nachstehend anhand der Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen : Figur l : eine Frontansicht im Schnitt der erfindungsgemäßen Dispergiervorrichtung, Figur 2 : eine Seitenansicht im Schnitt der erfindungsgemä- ßen Rührscheibe mit darauf angeordnetem Flügelrad und die

Fig. 3-8 : Draufsichten verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Flügelrads.

Wie Figur 1 zu entnehmen ist, besteht die erfindungsgemäße Dispergiervorrichtung im wesentlichen aus einem zylindrischen Behälter 1, einem Dissolver 2 und einer Rührwerkskugelmühle 3.

In der Figur 1 ist nur der untere Abschnitt des Behälters 1 dargestellt.

Der Dissolver besteht aus einer zylindrischen Welle 21, die an ihrem unteren Ende eine Dissolverscheibe 22 aufweist. Die Dissolverscheibe ist entlang ihres Umfangs mit mehreren, auf der Kreisfläche alternierend nach oben und nach unten geboge- nen Zähnen 23 ausgestattet.

Die Rührwerkskugelmühle besteht vorzugsweise aus einem torus- förmigen Gehäuse 31, in dem ein kreisringförmiger Ringkanal 32 ausgebildet ist. In dem Ringkanal 32 sind die Mahlkugeln 33 enthalten. Die Mahlkugeln 33 sind in der Zeichnung lediglich beispielhaft angedeutet. Üblicherweise ist der Ringkanal 32 mit Mahlkugeln 33 gefüllt. Das Gehäuse 31 ist an der zur Welle 21 gerichteten Seite mit einer ringsum laufenden Öffnung 34 versehen. Das Gehäuse 31 ist in dem dargestellten Beispiel doppelwandig ausgebildet, wobei zwischen den Wänden in dem darin ausgebildeten Spülraum 35, der ebenfalls kreisringför- mig ausgebildet ist, ein Temperiermedium nach Belieben über die zum Absenken des Gehäuses 31 ausgebildeten Stangen 4 ein- spülbar ist. Zu diesem Zweck sind die Stangen 4 hohl ausge- bildet und beinhalten einen Zuführkanal und einen Abführkanal für das Temperiermedium.

Das Gehäuse ist an seinem in bezug auf die Figur 1 dargestel- ten unteren Ende mit einer siebartig perforierten Lochscheibe 25 verschlossen, die an das Gehäuse 31 angeschraubt ist. Durch diese Lochscheibe 25 strömt das Dispergiergut durch das Gehäu- se 31 ; gleichzeitig verhindert die Lochscheibe 25, daß die Mahlkugeln 33 aus dem Ringkanal 32 herausfallen. Das Disper- giergut tritt durch die Durchtrittsöffnung zwischen dem Gehäu-

se 31 und der Welle in das Gehäuse 31 ein. Die Strömung des Dispergiergutes ist in diesem Bereich durch die gestrichelten Pfeile dargestellt.

An der Lochscheibe 25 ist eine zentrale Buchse 26 mittels Schrauben 27 befestigt. Diese Buchse 26 nimmt eine zylindri- sche Hülse 28 auf. Zwischen der Außenseite dieser Hülse 28 und der Innenseite der Verbindungshülse 37 ist ein kreisringförmi- ges Gleitlager 29 angeordnet. Dieses Gleitlager 29 verhindert, daß die Mahlkugeln 33 unbeabsichtigt in den Spalt zwischen der Verbindungshülse 37 und der zylindrischen Hülse 28 eindringen können. Gleichzeitig wird durch das Gleitlager 29 eine Rela- tivbewegung der beiden Teile zueinander ermöglicht.

Innerhalb des Ringkanals 32 befindet sich eine coaxial zu dem Ring verlaufende Kreisringscheibe 36, die über eine Verbin- dungshülse 37 mit einer Hohlwelle 38 in Verbindung steht, welche die Welle 21 umschließt. Die Welle 21 und die Hohlwelle 38 werden von einem nicht näher dargestellten Motor angetrie- ben.

Die Welle 21 ist in der Verbindungshülse 37 im Verhältnis zu dieser drehbar gelagert. Die Lagerung erfolgt im vorliegenden Fall über ein weiteres zwischen der Innenseite der Verbin- dungshülse 37 und der Außenseite der Welle 21 angeordnetes Gleitlager 40. Dieses erlaubt gleichzeitig ein axial einfaches Verschieben des Gehäuses 31 mit der Hohlwelle 38 im Verhältnis zu der Welle 21 des Dissolvers 2.

Die Verbindungshülse 37 weist einen umlaufenden stufenartigen Absatz 41 auf, auf dem ein Flügelrad 5 befestigt ist. Alterna- tiv kann das Flügelrad 5 auch einteilig an der Verbindungs- hülse 37 oder der Kreisringscheibe 36 ausgebildet sein.

Das Flügelrad 5 besteht aus einer kreisringförmigen und schei- benförmigen Platte 50, auf der mehrere flügelartige Stege angeordnet sind, die sich im wesentlichen schräg zur Platten- ebene in Richtung der Rotationsachse der Platte 50 erstrecken

und in radial verlaufender Richtung von der Rotationsachse im wesentlichen schräg zu einer an dem äußeren Umfangsrand der Platte 50 angelegten Tangente verlaufen. Bei der Rotation des Flügelrads 5 mit der Verbindungshülse 37 erzeugt das Flügelrad eine Strömung durch das zentrale Loch des Gehäuses 31 in den Ringkanal 32 des Gehäuses 31.

Um diese Strömungswirkung zu erhöhen, ist an dem Gehäuse 31 im Bereich der Durchtrittsöffnung ein Pumpengehäuse 42 zur Auf- nahme des Flügelrads 5 in dem Gehäuse 31 ausgebildet.

Das Gehäuse weist zudem einen trichterförmigen Zulauf 43 auf, der an seinem Grund auf der dem Trichter abgewandten Seite mit dem Pumpengehäuse 42 für das Flügelrad 5 versehen ist.

Das Pumpengehäuse 42 ist mit einer schräg verlaufenden Wand versehen, welche an die Schräge der Stege des Flügelrads ange- paßt ist. Durch diese Ausgestaltung wird eine höhere Pumpen- leistung bewerkstelligt, da das Pumpengehäuse 42 an jedem Punkt näher an den Stegen des Flügelrads gelegen ist. Der Spalt zwischen der Oberkante der Stege und der Wand des Pum- pengehäuses ist derart bemessen, daß eine Mahlkugel 33 nicht zwischen diesen eingeklemmt werden kann.

Um das Eintreten von Mahlkugeln 33 während des Mahlprozesses zuverlässig zu verhindern, ist an dem äußeren Umfangsrand der zum Gehäuseinneren gerichteten Öffnung des Pumpengehäuses 42 eine umlaufende Nase 44 vorgesehen. Die Nase 44 ist vorliegend einteilig mit dem Gehäuse 31 ausgebildet und verhindert zu- verlässig, daß die Mahlkugeln 33 seitlich in das Pumpengehäuse 42 eindringen können.

In der Figur 2 ist die Verbindungshülse 37 mit der an ihr befestigten Kreisringscheibe 36 ohne die restliche Apparatur dargestellt. Deutlich sind die auf der Innenseite der Verbin- dungshülse 37 gelegenen Ausnehmungen 45 und 46 ersichtlich, in die die Gleitlager 29 und 40 einsetzbar sind, so daß ein Axi- alverschieben der Gleitlager 29 und 40 verhindert wird. Alter-

nativ kann die Verbindungshülse 37 einteilig mit der Kreis- ringscheibe 36 ausgebildet sein.

Deutlich ist das Flügelrad 5 mit seiner Platte 50 und den darauf angeordneten Stegen 51 zu erkennen. Die Stege 51 sind derart ausgebildet, daß sie nicht bis zum inneren Rand der Platte 50 verlaufen. Durch diese Ausgestaltung kann das Dis- pergiergut besser durch die Durchtrittsöffnung in den Ring- kanal 32 des Gehäuses 31 einströmen. Diese Strömung ist in der Figur 1 durch Pfeile dargestellt.

Die kompakte Anordnung von Kreisringscheibe 36, Gleitlagern 29 und 40 und Flügelrad 5 ermöglicht ein besonders effizientes Auswechseln der verschleißanfälligen Teile.

In der Figur 3 ist das Flügelrad 5 in der Draufsicht darge- stellt. Deutlich ist die kreisringförmige Platte 50 sichtbar, von der sich die flügelartigen Stege 51 in Betrachtungsrich- tung der Figur 3 erheben. Die Stege 51 verlaufen im wesentli- chen schräg zu einer an dem äußeren Umfangsrand der Platte 50 angelegten Tangente 52 und sind im wesentlichen sichelförmig ausgebildet. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders hohe Pumpenleistung und bewerkstelligt gleichzeitig eine lük- kenlose Deflektion der von der Außenseite an das Flügelrad 5 heranströmenden Mahlkugeln 33. Das Dispergiergut strömt wäh- rend des Betriebs in der Dispergiervorrichtung in Betrach- tungsrichtung in die innere Durchtrittsöffnung ein und wird durch die Rotation durch die zwischen den Stegen 51 ausge- bildeten Kanäle 53 in Richtung des äußeren Umfangsrandes des Flügelrads 5 befördert. Durch die sichelförmige Ausgestaltung der Stege 51 wird das Dispergiergut zusätzlich beschleunigt.

In der Figur 4 ist eine alternative Ausführungsform eines Flügelrads 6 ebenfalls in der Draufsicht dargestellt. Bei dieser Ausgestaltung sind die Stege 61 schmaler ausgebildet als die des Flügelrads gemäß Figur 3, so daß die Kanäle 62 zwischen den Stegen breiter sind. Ein derartiges Flügelrad 6 ist beispielsweise für höher viskose Dispergiergüter einsetz-

bar.

Die Figur 5 stellt eine weitere Ausführungsform des Flügelrads 7 in der Draufsicht dar. Bei dieser Ausgestaltung erstrecken sich die Stege 70 bis zum Innenrand 71 der Kreisringscheibe.

Diese Ausgestaltung gewährleistet, daß jegliches Dispergiergut im zentralen Bereich durch die Stege 70 wegbefördert wird.

Allgemein ist das Flügelrad viskositätsabhängig austauschbar.

Die Figur 6 hingegen, in der ebenfalls eine alternative Ausge- staltung eines Flügelrads 8 in der Draufsicht abgebildet ist, zeigt ein Flügelrad 8 mit sehr schmalen Stegen 80, die sich nicht bis zum Innenrand 81 des Flügelrads 8 erstrecken.

In der Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Flügelrads in der Draufsicht dargestellt. Das Flügelrad 9 ist auf der kreisringförmigen Platte 90 mit Stegen 91 versehen, die im wesentlichen gem. den zuvor beschriebenen Stegen auf den anderen Flügelrädern 5-7 ausgebildet sind. Im Unterschied zu diesen sind die Stege 91 darüber hinaus am äußeren Umfangsrand 92 mit entlang diesem Umfangsrand ver- laufenden Fortsätzen 93 versehen. In der Draufsicht sehen die Stege 91 wie ein Hockey-Schläger aus. Die Fortsätze 93 der Stege lenken das Dispergiergut nochmals um und bewirken eine verstärkte Verwirbelung und verbesserte Durchmischung des Dispergierguts. Darüber hinaus wird durch die äußeren Fortsät- ze eine besonders sichere Deflektion der eventuell in das Pumpengehäuse 42 eintretenden Mahlkugeln 33 erreicht.

Die Figur 8 zeigt schließlich eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flügelrads, bei welchem auf der Platte 94 ein einziger, schneckenartig vom Innenrand zum äußeren Umfangsrand verlaufender Steg 95 vorgesehen ist.

Bezuqszeichenliste 1 Behälter 2 Dissolver 3 Rührwerkskugelmühle 4 Stange 5 Flügelrad 6 Flügelrad 7 Flügelrad 8 Flügelrad 21 Welle 22 Dissolverscheibe 23 Zähne 25 Lochscheibe 26 Buchse 27 Schraube 28 Hülse 29 Gleitlager 31 Gehäuse 32 Ringkanal 33 Mahlkugel 34 Öffnung 35 Spülraum 36 Kreisringscheibe 37 Verbindungshülse 38 Hohlwelle 40 Gleitlager 41 Absatz 42 Pumpengehäuse 43 Zulauf 44 Nase 45 Ausnehmung 46 Ausnehmung 50 Platte 51 Steg 52 Tangente 53 Kanal

61 Steg 62 Kanal 70 Steg 71 Innenrand 80 Steg 81 Innenrand 90 Platte 91 Steg 92 Umfangsrand 93 Fortsatz 94 Platte 95 Steg




 
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