Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle mit einem Mahlbehälter, in den das Mahlgut eingespeist wird, und einem Sieb, durch das das Mahlgut aus dem Mahlbehälter ausgetragen wird, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

TECHNISCHER HINTERGRUND

Das grundlegende Prinzip einer Rührwerksmühle soll zunächst anhand der Fig . 1 erklärt werden .

In Fig . 1 ist schematisch eine Rührwerksmühle 1 mit horizontaler Rührwelle 3 dargestellt . Auf die Darstellung der im Mahlbehälter 2 befindlichen Mahlkörper, welche in der Regel als Stahl- oder Keramikkugeln ausgeführt sind, wurde verzichtet .

Im Betrieb der Rührwerksmühle 1 wird über den Einlass 5 der Rührwerksmühle 1 das zu mahlende Gut in bzw . durch den vom Mahlbehälter 1 umschlossenen Mahlraum 7 gepumpt . Bei dem zu mahlenden Gut handelt es sich im Falle der Nassvermahlung um eine Suspension bzw . Dispersion aus einer Flüssigkeit, meist in Gestalt von Wasser, und Feststoffen . In anderen Fällen kann eine solche Rührwerksmühle auch zur Trockenvermahlung eingesetzt werden . Sie kann dann etwa als Rührwerksmühle mit vertikaler Welle konzipiert sein, durch die das Mahlgut von einem gasförmigen Fluid hindurchgetragen wird, meist im Fallstrom .

Die vorliegende Erfindung betrifft ihrem weitesten Aspekt nach beide Arten der Rührwerksmühlen . Ganz besonders bevorzugt ist ihr Einsatz bei Rührwerksmühlen mit horizontaler Rührwelle . Durch eine Rotationsbewegung der Rührwelle 3 werden die drehtest mit der Rührwelle 3 verbundenen Rührelemente 8 , welche häufig auch als Mahlscheiben bezeichnet werden, in Rotation versetzt . Ebenfalls möglich, auch im Rahmen der sogleich zu beschreibenden Erfindung, ist die Ausbildung der Rührelemente 8 in Form von einzelnen Stiften . Zur Erzeugung der Rotationsbewegung kann die Rührwelle 3 beispielsweise über einen Riementrieb 10 von einem Elektromotor 9 angetrieben werden . Der Antrieb der Rührwerksmühle 1 befindet sich dabei meist in einem an den Mahlbehälter 2 angrenzenden Gehäuse 11 .

Durch die Rotation der Rührelemente 8 werden die im Mahlraum 7 befindlichen Mahlkörper, welche sich in der Nähe der Rührelemente 8 befinden, in Umfangsrichtung des Mahlbehälters 2 mitgenommen . Im Mittelbereich zwischen j e zwei Rührelementen 8 fließen die bewegten Mahlkörper, sobald sie den Scheitelbereich erreicht haben, wieder zurück in Richtung der Rührwelle 3 . Somit entsteht zwischen j e zwei Rührelementen 8 eine Zirkulationsbewegung der Mahlkörper .

Durch die Bewegung der Mahlkörper werden Kollisionen zwischen den Feststoffen der durch den Mahlraum 7 gepumpten Mahlgutsuspension und den Mahlkörpern hervorgerufen . Diese Kollisionen führen zum Absplittern feiner Partikel von den Festoffen in der Mahlgutsuspension, sodass die am Auslass 6 der Rührwerksmühle 1 ankommenden Feststoffe letztendlich deutlich kleiner sind als die am Einlass 5 zugeführten Feststoffe .

Um zu gewährleisten, dass Mahlkörper nicht aus dem Mahlraum ausgetragen werden , ist vor dem Auslass 6 , über den das Mahlgut ausgetragen wird, noch ein Trennsystem 4 angebracht, beispielsweise in Form eines Siebes oder eines Filters (nachfolgend wird durchweg nur noch von „Sieb" gesprochen) .

STAND DER TECHNIK

Um die Mahlkörper am Verlassen des Mahlbehälters zu hindern, werden typischerweise Trommelsiebe eingesetzt . Diese entfalten ihre Siebwirkung über eine durchbrochene Umfangsmantelfläche und bieten eine relativ große Filterfläche bei verhältnismäßig geringem Platzbedarf , verursachen also nur einen vergleichsweise geringen Druckabfall .

Durch die von der Rührwelle ausgeführte Rotationsbewegung werden auch die im Bereich des Trommelsiebes befindlichen Mahlkörper in eine Bewegung in Umfangsrichtung der Rotationswelle versetzt . Zugleich werden die Mahlkörper von der Sogwirkung am Sieb in Richtung der Mantelfläche des Siebes angezogen .

Dies führt dazu, dass die Mahlkörper an der Mantelfläche des Trommelsiebes unter Krafteinwirkung in Richtung normal zur Mantelfläche des Siebes entlangschleifen . Dadurch kommt es an der Mantelfläche des Trommelsiebes ungewollt zu starkem abrasivem Verschleiß .

Da nur durch den Einsatz verschleißfester Materialien eine ausreichende Lebensdauer des Siebes gewährleistet werden kann, sind die Möglichkeiten bei der Wahl des Siebwerkstoffs somit stark reduziert . Typischerweise kommen keramische Siebe oder Siebe mit Keramikbeschichtung zum Einsatz . Nicht selten werden diese bisher als Keramikkörper ausgebildet , die j eweils eine ein Sieb bildende Umfangsmantelfläche aufweisen und die hintereinander gestapelt und dann miteinander verschraubt werden, sodass letztendlich eine Siebhülse entsteht . Dadurch wird zwar eine hohe Verschleißfestigkeit garantiert, zugleich erhöht das j edoch den Fertigungsaufwand für die Siebe . Außerdem wird hierdurch gerade in j enen Fällen eine Grenze gesetzt , in denen es darum geht , die Siebfläche weiter zu steigern .

DAS DER ERFINDUNG ZUGRUNDE LIEGENDE PROBLEM

Angesichts dessen ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Rührwerksmühle mit einem Trennsystem zu schaffen, das einem geringeren Verschleiß durch die Mahlkörper unterliegt .

DIE ERFINDUNGSGEMÄSSE LÖSUNG

Erfindungsgemäß wird dieses Problem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst .

Dementsprechend erfolgt die Lösung des Problems durch eine Rührwerksmühle mit einem Mahlbehälter, in dem eine vorzugsweise Rührelemente tragende Rührwelle so umläuft , dass zwischen der Rührwelle und dem Mahlbehälter ein Mahlraum gebildet wird . In den Mahlraum wird das von einer fließfähigen Trägersubstanz transportierte Mahlgut eingespeist . Im Regelfall hat die fließfähige Trägersubstanz die Gestalt einer Suspension . Der Mahlraum ist teilweise bzw . überwiegend mit Mahlkörpern befüllt . Bevorzugt liegt der Füllungsgrad bei 75% bis 90% . Die Mahlkörper werden von der umlaufenden Rührwelle in eine rotierende Bewegung versetzt . Dadurch wird das von einer fließfähigen Trägersubstanz durch den Mahlraum getragene Mahlgut zerkleinert . Das von der fließfähigen Trägersubstanz transportierte Mahlgut wird mitsamt der Trägersubstanz durch ein Sieb gezogen . Das Sieb hält dabei die Mahlkörper zurück .

Die erfindungsgemäße Rührwerksmühle zeichnet sich dadurch aus , dass das Sieb aus mehreren entlang der Längsachse der Rührwerksmühle hintereinander angeordneten, parallel durchströmten Siebelementen besteht . Vorzugsweise werden mindestens zwei , besser mindestens acht solcher Siebelemente hintereinander angeordnet . Die vom Mahlraum her angeströmten Großflächen der Siebelemente , also die i . w . S . perforierten Flächen, die die eigentliche Siebwirkung entfalten, erstrecken sich im Wesentlichen schräg oder radial zu der Achse , um die die Rührwelle umläuft .

Die fließfähige Trägersubstanz mitsamt dem von ihr getragenen Mahlgut sowie die mit dem Mahlgut und der Trägersubstanz in Kontakt stehenden Mahlkörper werden von der Rührwelle mitgeschleppt und bewegen sich demnach in Umfangsrichtung der Rührwelle . Da die Mahlkörper im Bereich der Siebelemente deutlich größer und schwerer sind als die einzelnen Bestandteile des Mahlguts , werden die Mahlkörper von den Fliehkräften aus dem Bereich der Siebelemente ferngehalten , zumindest im Wesentlichen .

Dadurch kommt es im Bereich der Siebelemente - selbst wenn die Siebe im Betrieb stillstehen - nicht oder kaum noch zu einem abrasiven Entlangschleifen der Mahlkörper entlang der Siebflächen .

Auch während des In-Betrieb-Nehmens der Rührwerksmühle kommt es an den Siebelementen kaum zu abrasivem Verschleiß durch Kontakt mit den Mahlkörpern . Zwar streben die Mahlkörper nicht sofort nach außen, sondern bewegen sich zunächst auf einer Spiralbahn zwischen den Siebelementen . Die Bewegungsrichtung der Mahlkörper verläuft dabei auch parallel zu der Oberfläche der Siebelemente . Da die Mahlkörper aber an den Siebflächen entlangschleifen, ohne nennenswert gegen diese gedrückt zu werden, kommt es dabei nicht oder nur unwesentlich zu Verschleiß .

Erfindungsgemäß setzt sich das Sieb aus mehreren Siebelementen zusammen . Jedes der Siebelemente bildet mindestens eine Siebfläche , durch die das Mahlgut zusammen mit der Trägersubstanz aus dem Mahlraum fließen kann . Die Siebflächen aller Siebelemente ergeben dann in Summe eine gegenüber den bekannten Lösungen - im Regelfall - um ein Vielfaches vergrößerte Gesamtsiebfläche .

Der Begriff „Siebelement" bezeichnet j eweils einen Abschnitt des Siebes , der eine Siebfläche bildet .

Der Begriff „Siebfläche" bezeichnet einen flächigen Abschnitt , der perforiert ist , bzw . mit Löchern, Schlitzen oder Poren versehen ist und dazu dient, die Mahlkörper zurückzuhalten, während die Trägersubs tanz zusammen mit dem Mahlgut durch die Löcher oder Schlitze etc . hindurchströmen kann .

Der Begriff „Großfläche" bezeichnet dabei j eweils eine der beiden parallelen Flächen eines Siebelements , die im Verhältnis zu der bzw . den restlichen Flächen des Siebelements mindestens um den Faktor vier größer ist . Wendet man den hier verwendeten Begriff der „Großfläche" auf ein normales Blatt Papier an, so bezeichnet man damit die beiden bestimmungsgemäß beschreibbaren Flächen des Blattes . Erfindungsgemäß ist es so , dass eine dieser Großflächen im Mahlraum liegt und die Anströmoberfläche des Siebelements bildet , während die andere außerhalb des Mahlraums liegt und die Abströmoberfläche bildet .

Der Begriff „parallel durchströmt" entspricht hier einer hydraulischen bzw . strömungstechnischen Verschaltung, die vom Grundsatz her einer elektrischen Parallelschaltung gleich kommt - bevorzugt sogar derart , dass das Ganze einer elektrischen Parallelschaltung von mehreren - zumindest im Wesentlichen - gleich großen Widerständen gleichkommt . Bei alledem entsprechen die Siebelemente sinngemäß den elektrischen Widerständen .

Die Mahlkörper sind bevorzugt Kugeln oder im Wesentlichen kugelig, eventuell können aber auch geometrisch anders oder geometrisch nicht exakt definierte , unregelmäßig gezackte oder zerklüftete Mahlkörper zum Einsatz kommen .

BEVORZUGTE AUSGESTALTUNGSMÖGLICHKEITEN

Es besteht eine Reihe von Möglichkeiten, die Erfindung so auszugestalten, dass ihre Wirksamkeit oder Brauchbarkeit noch weiter verbessert wird .

Ganz generell ist vorwegzuschicken, dass es besonders günstig ist, die Siebelemente und die zugehörigen Siebträger so auszugestalten, dass die Siebelemente - idealerweise von Hand, ohne erst noch materialtrennend tätig werden zu müssen - austauschbar sind . Das beschleunigt eine eventuell erforderlich werdende Instandsetzung beachtlich, da nicht j edes Mal auch der Siebträger getauscht werden muss . So ist es besonders bevorzugt, dass j edes Siebelement eine Stirnfläche eines im Wesentlichen umfangsseitig geschlossenen Siebträgers bildet . Dabei besteht j edes Siebelement bevorzugt aus Stahl und idealerweise aus rostfreiem Stahl .

Jeder Siebträger hat dabei im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders , der an mindestens einer Stirnfläche eine Öffnung aufweist . Die mindestens eine Öffnung wird im montierten Zustand von einem Siebelement abgedeckt . In radialer Richtung ist j eder Siebträger im Wesentlichen geschlossen . Idealerweise ist j eder Siebträger koaxial zur Rührwelle angeordnet .

Wie oben beschrieben wurde , kommt es an den erfindungsgemäßen Siebelementen nur unwesentlich zu abrasivem Verschleiß infolge des Kontakts mit den Mahlkörpern . Daher müssen die Siebelemente nicht aus besonders verschleißbeständigen Materialen gefertigt oder mit diesen beschichtet werden . Stattdessen kann Stahl eingesetzt werden . Dies erleichtert die Fertigung der Siebelemente . So können Stahlsiebe beispielsweise durch Lasern wesentlich einfacher und präziser hergestellt werden als Siebstrukturen aus verschleißfester Keramik .

Die Bezeichnung „im Wesentlichen umfangsseitig geschlossen" beschreibt , dass bereits durch ein Siebelement in das Innere des Siebträgers geströmte Trägersubstanz bzw . Mahlgut in radialer, von der Längsachse des Siebträgers abgewandter Richtung nicht unkontrolliert aus dem Siebträger abfließen kann . Dies schließt nicht aus , dass an der Umfangsmantelfläche der Siebträger singuläre Öffnungen vorgesehen sind . In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Rührwerksmühle Siebträger auf , deren beide Stirnflächen durch Siebelemente gebildet werden .

Das Mahlgut kann also von zwei Seiten her in j eden Siebträger ein- und, von dort aus , aus dem Mahlgehäuse ausströmen . Folglich wird eine maximale Gesamtsiebfläche erreicht . Dadurch kann der Mühlendurchsatz bei verhältnismäßig geringer Sogwirkung an den einzelnen Siebelementen maximiert werden . Eine geringe Sogwirkung an den Siebelementen ist deshalb vorteilhaft , da die die Mahlkörper von den Siebelementen wegbewegenden Fliehkräfte somit nicht durch die Sogwirkung überwunden werden . Dies reduziert wiederum die Gefahr von erhöhtem Verschleiß an den Siebelementen .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Rührwerksmühle Siebträger auf , deren Außenring eine im Wesentlichen geschlossene Umfangsmantelfläche besitzt .

So ist es sinnvoll , die Siebträger mehrteilig zu gestalten, um die Montage zu erleichtern . In diesem Fall weist j eder Siebträger einen Außenring mit im Wesentlichen geschlossener Umfangsmantelfläche auf , der den restlichen Siebträger und das mindestens eine Siebelement im montierten Zustand umhüllt .

Die Umfangsfläche der Außenringe wird dabei vorzugsweise aus hoch verschleißfestem Material gefertigt oder mit einem solchen Material beschichtet . Insbesondere bei stillstehenden Siebträgern trägt dies zu einer Erhöhung der Lebensdauer bei . In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass es eine besonders bevorzugte Option ist, die j eweiligen Siebträger komplett aus Keramik herzustellen . Die Bezeichnung „im Wesentlichen geschlossene Umfangsmantelfläche" entspricht der bereits definierten Bezeichnung „umfangseitig geschlossen" .

Idealerweise besteht der Außenring aus Keramik . Alternativ trägt dessen Umfangsmantelfläche einen verschleißmindernden Belag, insbesondere einen Keramikbelag .

Die im Mahlraum befindlichen Mahlkörper rotieren infolge der Rotationsbewegung um die Siebträger . Wie bereits erläutert , werden infolge der daraus resultierenden Fliehkräfte die Mahlkörper auf Abstand von den Siebelementen gehalten . An der Mantelfläche des Außenrings können j edoch die gleichen Verschleißeffekte auftreten wie bei den eingangs beschriebenen Trommelfiltern . Daher kann durch den Einsatz verschleißfester Materialien die Lebensdauer der Siebträger erhöht werden .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Außenring des Siebträgers über Speichen mit einer Nabenhülse des Siebträgers verbunden .

Dadurch wird ein großer freier Strömungsquerschnitt im Inneren eines Siebträgers zur Verfügung gestellt . Dies trägt wiederum zur Verbesserung des Durchsatzes der Rührwerksmühle bei .

Die Nabenhülse verläuft idealerweise koaxial zur Längsachse des Siebträgers und dient dazu, den Siebträger auf einer Welle zu montieren .

Der Begriff „Speichen" ist im weiteren Sinne zu verstehen und beschreibt lediglich, dass der längsachsennahe Bereich des Siebträgers mit dem mantelflächennahen Bereich über Stege verbunden ist und zwischen den Stegen Freiräume bestehen . Idealerweise besitzt die Nabe des Siebträgers mindestens eine Abzugsöffnung für den fluidischen Träger und das von ihm getragene Mahlgut . Vorzugsweise besitzt die Nabe mehrere Austragsöf fnungen .

Durch die Abzugsöffnung der Nabe kann der durch ein Siebelement in das Innere des Siebträgers geströmte fließfähige Träger zusammen mit dem Mahlgut in einen entsprechenden Auslasskanal strömen .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Siebträger von einem Abzugsrohr getragen . In das Abzugsrohr werden die fließfähige Trägersubstanz und das von ihr transportierte Mahlgut aus dem Siebträger ausgetragen .

Hierfür werden die Siebträger mit ihrer Nabenhülse auf das Abzugsrohr aufgeschoben und drehfest mit dieser verbunden . Es decken sich die Austragsöf fnungen der Nabe des Siebträgers und entsprechende Austragsöf fnungen im Abzugsrohr vollständig oder nahezu vollständig . Der in den Siebträger gelangte fließfähige Träger kann dann zusammen mit dem von ihm getragenen Mahlgut durch die Austragsöf fnungen der Nabenhülse und die entsprechenden Öffnungen des Abzugsrohrs in das Abzugsrohr strömen . Von dort aus können der fließfähige Träger und das Mahlgut aus dem Mahlbehälter geführt werden .

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der mindestens 5 , besser mindestens 10 und idealerweise mindestens 15 bevorzugt voneinander unabhängige, als separate Bauteile, meist in Gestalt von Gleichteilen gefertigte Siebträger entlang der Längsachse hintereinander angeordnet sind . Dadurch wird eine enorm vergrößerte Gesamt-Siebfläche bereitgestellt . Zugleich wird die Strömung räumlich verteilt , sodass die in radial einwärtiger Abzugsrichtung entstehende Strömung bzw . der sie treibende Sog nirgendwo lokal so stark wird, dass in nennenswertem Umfang Mahlkörper mit in radial einwärtiger Richtung geschleppt werden . Dadurch werden die Mahlkörper besser vom Sieb ferngehalten .

In einer weiteren bevorzugten Aus führungsform sind das Sieb oder die das Sieb bildenden Siebträger räumlich abgegrenzt vom Mahlraum und meist in radialer Richtung weiter innenliegend positioniert in einer Siebkammer angeordnet , die meist in der Rührwelle ausgebildet ist , was im Idealfall zugleich eine Vergrößerung des zur Verfügung stehenden Mahlraums bedeutet . Gleichzeitig führt dieses radiale „Weiterinnenliegen" dazu, dass eventuell doch bis an die Siebträger herangelangte Mahlkörper dort schon deswegen nur eine geringer verschleißende Wirkung zeigen, weil ihre Umfangsgeschwindigkeit umso kleiner ist , j e näher sie sich an der Rotationsachse der Rührwelle befinden .

Die Siebkammer ist dabei so ausgebildet , dass die Bewegungsrichtung der Mahlkörper umgelenkt wird, bevor sie in die Siebkammer gelangen . Die Mahlkörper können demnach nur noch oder im Wesentlichen nur noch infolge der an den Siebelementen auftretenden Sogwirkung in die Siebkammer gelangen . Idealerweise wird die Siebkammer dadurch gebildet , dass ein Abschnitt der Rührwelle als Hohlwelle ausgeführt wird, deren Durchmesser im Vergleich zur restlichen Rührwelle bevorzugt mindestens um den Faktor 1 , 5 größer ist .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Mahlraum über Rotoröffnungen in dem die Siebkammer bildenden Abschnitt mit der Siebkammer verbunden . Bevorzugt sind die Rotoröffnungen in Gestalt von Schlitzen ausgeführt , deren Haupterstreckungsachsen parallel zur Längsachse verlaufen .

Der die Siebkammer abgrenzende Abschnitt wird idealerweise von der Rührwelle angetrieben, sodass die Siebkammer rotiert . Die Schlitze dienen dann auch zum rotatorischen Antreiben der Trägersubstanz , des Mahlguts und der Mahlkörper . Somit werden möglichst auch die Mahlkörper, die sich bereits in der Siebkammer befinden, von Fliehkräften auf Abstand zu den Siebelementen gehalten .

In einer besonders bevorzugten Aus führungsform rotieren die Siebträger im Betrieb . Idealerweise wird die Rotationsbewegung der Siebträger hervorgerufen, indem sie von einem seinerseits rotierenden Abzugsrohr getragen werden . Der Siebträger kann entweder separat, durch einen zweiten Antrieb/Motor in Rotation versetzt werden, oder der Siebträger ist auf der gleichen Welle angebracht wie auch die Rührelemente .

Die Siebträger werden also rotationsfest mit dem Abzugsrohr verbunden und das Abzugsrohr wird mit einer Rotationsbewegung beaufschlagt . Dies hat zur Folge, dass am Außenumfang der Siebträger weniger Verschleiß auftritt, da in Umfangsrichtung geringere Differenzgeschwindigkeiten zu den in Umfangsrichtung mitgenommenen Mahlkörpern bestehen .

Die Einspeisung der fließfähigen Trägersubstanz zusammen mit Mahlgut dient dazu, den Bereich zwischen j e zwei Siebträgern frei zu spülen . Eventuell an den Siebelementen festgesetztes Mahlgut wird somit von den Siebelementen gelöst . Das ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Siebträger nicht mitrotieren, sondern stillstehen . In einer weiteren bevorzugten Aus führungs form trägt das Abzugsrohr mindestens einen Ausgleichskanal . Über den mindestens einen Ausgleichskanal wird die fließ fähige Trägersubstanz mit Mahlgut herange führt und in den mindestens einen Zwischenraum ausgegeben . Dabei wird j eder Ausgleichskanal vorzugsweise durch ein Rohr gebildet , welches zwischen dem Abzugsrohr und den Nabenhülsen angeordnet und im Regel fall von diesen gehalten wird . Bevorzugt trägt das Abzugsrohr mehrere solche Speisekanäle .

Durch den mindestens einen Ausgleichskanal mit seinen Öf fnungen wird sichergestellt , dass der durch die Rotation entstehende Unterdrück im Zwischenraum zwischen den benachbarten Sieboberflächen ausgeglichen werden kann . Über die Öf fnungen und den Kanal ist der besagte Zwischenraum mit dem wellennahen Bereich des Mahlraumes verbunden, sodass durch diese Verbindung mit wenigen Mahlkörpern belastetes Material in den Zwischenraum nachströmen kann .

In einer weiteren bevorzugten Aus führungs form weisen die einzelnen Sieböffnungen eines bevorzugt mit der Rührwelle rotierenden Siebelements auf ihrer vom Mahlraum her angeströmten Seite einen größeren Durchmes ser auf als die Mahlkörper .

Die konische Ausgestaltung hat den Vorteil , dass beim Abschalten der Maschine keine Mahlkörper durch das Sieb in den Austrag gelangen können , da die dann wirkende Schwerkraft den in eine Sieböf fnung eingedrungenen Mahlkörper über die Schräge wieder in den Mahlraum zurückfallen läs st . In einer weiteren bevorzugten Aus führungsform verengen sich die besagten Sieböffnungen j eweils trichterförmig nach innen .

Ausgehend von den von den j eweiligen Siebträgern abgewandten Seiten der Sieböffnungen nimmt der Durchmesser der Sieböffnungen also stetig ab .

Dies hat zum einen den Vorteil , dass der bereits beschriebene Flächenkontakt der Mahlkörper mit den Sieböffnungen noch besser gewährleistet wird . Zum anderen wird sichergestellt , dass Mahlkörper, die ganz oder teilweise in die Sieböffnungen eingedrungen sind, nicht darin liegen bleiben . Vielmehr rutschen bzw . rollen die Mahlkörper über die Schräge der Sieböffnung ab und fallen wieder aus dieser heraus . Insbesondere bei rotierenden Siebelementen werden die in die Sieböffnungen eingedrungenen Mahlkörper zudem über die entstehenden Fliehkräfte in Kombination mit den Schrägen der Sieböffnungen aus den Sieböffnungen transportiert .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform geht der sich trichterförmig verengende Bereich einer Sieböffnung an seiner engsten Stelle in einen Kanal über . Bevorzugt erfolgt der Übergang sprunghaft . Der ( kleinste ) Durchmesser des Kanals ist kleiner als der kleinste Durchmesser der Mahlkörper .

Der Durchmesser der Sieböffnungen, der kleiner ist als der mittlere Durchmesser der Mahlkörper, liegt dabei so weit im Inneren der Sieböffnung, dass die Mahlkörper ihre reguläre Bewegungsbahn verlassen müssen, um bis zu diesem Durchmesser zu gelangen . Daher erreichen die Mahlkörper diesen Durchmesser nur noch mit einer verringerten Bewegungsenergie und richten dann keine nennenswerten Schäden mehr an den Sieböffnungen an . In einer weiteren bevorzugten Aus führungsform ist auf der Abströmseite der Sieböffnungen auf der dortigen, inneren Großfläche des Siebelements eine davon beabstandete Separatorplatte angebracht . Die Separatorplatte ist vorzugsweise als Blech ausgeführt . Sie ist so an dem Siebelement angebracht , dass zwischen der inneren Großfläche des Siebelements und der Separatorplatte ein Spalt ausgebildet ist . Diesen Spalt muss die fließfähige Trägersubstanz mit dem von ihr transportierten Mahlgut im Anschluss an die engste Stelle der Sieböffnung passieren . Der Spalt weist bevorzugt eine Spalthöhe auf , die im Regelfall kleiner ist als der Durchmesser der Mahlkörper, , in manchen Anwendungsfällen mindestens 30% .

Die eigentliche Trennung der fließfähigen Trägersubstanz und des von ihr transportierten Mahlguts von den Mahlkörpern findet dann in einem Bereich statt , in dem ein Mahlkörper keine abrasive Schleifwirkung mehr entfalten kann, wenn er erst einmal dorthin gelangt ist .

Die „Abströmseite" der Sieböffnung ist die im montierten Zustand des Siebelements dem Inneren des Siebträgers zugewandte Seite der Sieböffnung .

Die „innere" Großfläche des Siebelements ist die im montierten Zustand des Siebelements dem Inneren des Siebträgers zugewandte Großfläche .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Separatorplatte ihrerseits Öffnungen auf , deren Öf fnungslängsachse parallel zur Längsachse der Rührwerksmühle verläuft . Dabei sind die Öffnungen der Separatorplatte und die korrespondierenden Öffnungen des Siebelements in radialer und/oder in Umfangsrichtung gesehen zueinander mit Versatz angeordnet . Der Versatz ist so ausgebildet , dass die fließfähige Trägersubstanz mit dem von ihr transportierten Mahlgut einen Spalt zwischen der inneren Großfläche des Siebelements und der Separatorplatte passieren muss, um von einer Sieböffnung über eine Öffnung einer Separatorplatte abzufließen .

Auch bei dieser Ausführungsform findet die eigentliche Trennung der fließfähigen Trägersubstanz und des von ihr transportierten Mahlguts von den Mahlkörpern dann in einem Bereich statt, in dem ein Mahlkörper keine abrasive Schleifwirkung mehr entfalten kann, wenn er erst einmal dorthin gelangt ist .

Grundsätzlich kann man sagen, dass die Sieböffnungen bei der dynamischen Ausführung, deren Siebträger mitrotieren, größer sein können als der Mahlkörperdurchmesser . Bei der statischen Ausführung, deren Siebträger nicht mitrotieren, sondern völlig ortsfest sind, müssen die Sieböffnungen hingegen kleiner als der Mahlkörperdurchmesser sein .

FIGURENLISTE

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Rührwerksmühle .

Fig. 2 zeigt das Sieb einer erfindungsgemäßen Rührwerksmühle im Längsschnitt.

Fig. 2a zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig. 2.

Fig. 2b zeigt einen perspektivischen Blick auf das von Fig. 2 gezeigte Arrangement.

Fig. 3 zeigt eine isometrische Explosions-Darstellung eines Siebträgers mit montiertem Siebelement und einem Abzugsrohr.

Fig. 4 zeigt das Sieb einer erfindungsgemäßen Rührwerksmühle mit Ausgleichskanal im Längsschnitt, d. h. eines zweiten, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Fig. 4a zeigt eine perspektivische Ansicht auf das von Fig. 4 gezeigte Ensemble.

Fig. 5 zeigt das in Fig. 4 gezeigte Sieb im Querschnitt mit abgeknicktem Schnittverlauf.

Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt mit Siebträgern, deren Siebelemente mit speziell gestalteten, bevorzugten trichterförmigen Sieböffnungen ausgestattet sind.

Fig. 6a zeigt eine Ausschnittvergrößerung aus dem linken Siebträger der Fig. 6. Fig. 6b zeigt eine Ausschnittvergrößerung aus dem rechten Siebträger der Fig. 6.

Fig. 7 zeigt eine Variante des Ensembles der Fig. 6, die nun mit Pumpflügeln ausgestattet ist.

Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt mit Siebträgern, die sich Siebelementen mit zusätzlichen Separatorplatten bedienen

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Die Funktionsweise der Erfindung wird beispielhaft anhand der Figuren 2 bis 8 erläutert .

In Fig . 2 wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rührwerksmühle 1 mit einem Sieb 4 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellt .

Das Sieb 4 befindet sich in einer Siebkammer 21 . Die Siebkammer 21 wird von einem Abschnitt der Rührwelle 3 gebildet, der als Hohlwelle ausgeführt ist . Dabei ist es auch denkbar, dass stattdessen ein die Siebkammer 21 bildender Rotorkäfig an der Rührwelle 3 befestigt wird . An der vom Sieb 4 abgewandten Seite des die Siebkammer 21 bildenden Abschnitts der Rührwelle 3 befinden sich bevorzugt ebenfalls Rührelemente 8 . Diese setzen die Mahlkörper in Bewegung . Dies hat zur Folge, dass das von der Trägersubstanz in Richtung des Siebes 4 transportierte Mahlgut beim Passieren der Rührelemente 8 von den Mahlkörpern zerkleinert wird .

Da die Mahlkörper von der Rührwelle 3 und den Rührelementen 8 in eine Bewegung in Umfangsrichtung der Rührwelle versetzt werden , werden sie von den dabei entstehenden Fliehkräften prinzipiell auf Abstand vom Sieb 4 gehalten . Zudem formen der die Siebkammer 21 bildende Abschnitt der Rührwelle 3 und der Mahlbehälter 2 zusammen einen Kanal , der von der Trägersubstanz und dem Mahlgut sowie von den Mahlkörpern durchlaufen werden muss , wenn diese in Richtung des Siebes 4 strömen . Auch bei stillstehender Rührwelle 3 gelangen die Mahlkörper demnach nicht ohne weiteres zum Sieb 4 . Das Sieb 4 setzt sich aus mehreren Siebträgern 15 zusammen (vgl . insbesondere die Ausschnittvergrößerung Fig . 2a) , an denen j eweils ein oder zwei Siebelemente 12 montiert sind . Die Siebträger 15 sind dabei mittels Naben 17 parallel hintereinander auf einem Abzugsrohr 20 gelagert .

Um die Siebträger 15 axial gegen Verrutschen zu sichern, liegt einer der Siebträger 15 im montierten Zustand am Mahlbehälter 2 an . Zwischen den einzelnen Siebträgern 15 sind zudem Abstandshülsen 26 vorgesehen . Der am freien Ende des Abzugsrohrs 20 montierte Siebträger 15 wird zudem von einer Axialsicherung 29 gesichert .

Bevorzugt tragen der erste und der letzte Siebträger 15 j eweils an ihrer freien Stirnseite nur ein einziges Siebelement 12 . Die zwischen dem ersten und dem letzten Siebträger 15 befindlichen Siebträger 15 tragen an ihren beiden freien Stirnseiten j eweils ein Siebelement 12 .

Die Siebelemente 12 weisen Sieböffnungen 13 auf , vgl . hierzu insbes . Fig . 2b . Die Durchmesser der Sieböffnungen 13 sind so bemessen, dass lediglich die aus dem Mahlraum 7 kommende Trägersubstanz zusammen mit dem gemahlenen Mahlgut diese passieren kann . Die Mahlkörper hingegen passen nicht durch die Sieböffnungen 13 .

Nachdem die Trägersubstanz zusammen mit dem Mahlgut durch ein Siebelement 12 in das Innere eines Siebträgers 15 gelangt sind, können sie über die j eweiligen Austragsöf fnungen 19 der Naben 17 der Siebträger 15 und über die Austragsöf fnungen 27 des Abzugsrohrs 20 in das Abzugsrohr 20 fließen . Vor dort aus strömen sie schließlich aus dem Mahlbehälter 2 aus . Dadurch, dass das Sieb 4 sich in der Siebkammer 21 befindet, werden die Mahlkörper zwar prinzipiell auf Abstand vom Sieb 4 gehalten . Jedoch kann es dennoch vorkommen, dass Mahlkörper über den Kanal zwischen der die Siebkammer 21 bildenden Rührwelle 3 und dem Mahlbehälter 2 in die Siebkammer 21 gelangen . Aufgrund der Rotationsbewegung des die Siebkammer 21 bildenden Abschnitts der Rührwelle 3 werden j edoch auch die in der Siebkammer 21 befindlichen Mahlkörper in eine Rotationsbewegung um die Längsachse der Rührwelle 3 versetzt . Damit die Mahlkörper durch die dabei entstehenden Fliehkräfte aus der Siebkammer 21 bewegt werden, sind in dem die Siebkammer 21 bildenden Abschnitt der Rührwelle 3 Schlitze 22 vorgesehen . Die Siebelemente 12 sind somit kaum mit bewegten Mahlkörpern in Kontakt . Von den Mahlkörpern an den Siebelementen 12 hervorgerufene Verschleißerscheinungen werden somit weitestgehend vermieden . An den Außenringen 16 der Siebträger 15 kann es hingegen zu vermehrtem Kontakt mit den Mahlkörpern kommen, wenn sich bereits so viele Mahlkörper in der Siebkammer 21 befinden, dass sie sich im Bereich der Schlitze 22 ansammeln, bevor sie infolge der Fliehkräfte aus der Siebkammer 21 über die Schlitze 22 gelangen können . Aus diesem Grund werden die Außenringe 16 vorzugsweise aus verschleißbeständigem, oft keramischem Material gefertigt .

Da die einzelnen Bestandteile des Mahlguts ein deutlich geringeres Gewicht haben als die Mahlkörper, reichen die auf das Mahlgut wirkenden Fliehkräfte hingegen nicht aus , um den Sog, der an den Siebelementen 12 herrscht, zu überwinden .

In Fig . 3 ist ein einzelner Siebträger 15 zusammen mit einem Siebelement 12 dargestellt , davorliegend ist das Abzugsrohr 20 dargestellt . Das Siebelement 12 wird dabei im Teilschnitt gezeigt , um das Innere des Siebträgers 15 erläutern zu können . Wie man sieht, ist ein Siebelement bevorzugt im Wesentlichen oder vollständig eben ausgebildet . Bevorzugt hat ein Siebelement die Gestalt einer sich vollständig oder zumindest im Wesentlichen mit ihren Großflächen in radialer Richtung erstreckenden Scheibe .

Der Außenring 16 des Siebträgers 15 ist mittels Speichen 18 mit der Nabe 17 verbunden . Dadurch bietet das Innere des Siebträgers 15 viel Platz für die durch das Siebelement 12 eingeströmte Trägersubstanz und das Mahlgut . Über die Austragsöf fnungen 19 der Nabe 17 , die sich im montierten Zustand mit den Austragsöf fnungen 27 des Abzugsrohrs 20 decken, kann die Trägersubstanz dann zusammen mit dem Mahlgut in das Abzugsrohr 20 abfließen .

In den Fig . 4 , 4a und 5 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt . Bei diesem sind zusätzlich ein oder meist mehrere Ausgleichskanäle 23 vorgesehen . Die Ausgleichskanäle 23 werden von Rohren gebildet, die im montierten Zustand zwischen dem Abzugsrohr 20 und der Nabe 17 der Siebträger 15 verlaufen . Durch die Ausgleichskanäle 23 kann der oben schon angesprochene Druckausgleich stattfinden . Zu diesem Zweck weisen die Ausgleichskanäle 23 die Öffnungen 30 auf . Diese decken sich im montierten Zustand mit den Öffnungen 28 in den zwischen den Siebträgern 15 befindlichen Abstandshülsen 26 .

In den Fig . 6 bis 8 sind verschiedene Ausführungs formen der Sieböf fnungen 13 in den Siebelementen 12 dargestellt .

In Fig . 6 und 6a weisen zumindest einige der Sieböffnungen 13 auf der Seite des Siebelements 12 , durch die die Trägersubstanz zusammen mit dem Mahlgut in den Siebträger 15 einströmt , einen größeren Durchmesser auf als auf der Seite des Siebelements 12 , die sich im Inneren des Siebträgers 15 befindet . Der Übergang des größeren Durchmessers hin zu dem kleineren Durchmesser ist dabei bevorzugt trichterförmig bzw . kegelig . Bei einer solchen Gestaltung der Sieböffnungen 13 können neben dem Mahlgut zunächst auch Mahlkörper, zumindest teilweise , in die Sieböffnung 13 einströmen . Der größte Durchmesser A der Sieböffnung 13 ist demnach größer als der Durchmesser der Mahlkörper . Dies hat den Vorteil , dass die Mahlkörper nicht mit Druck gegen die für die Funktion des Siebes relevante Kante einer Sieböffnung 13 prallen können, da sie zuvor in die j eweilige Sieböffnung 13 eindringen . Die Mahlkörper kommen nicht lediglich mit den Kanten, sondern tendenziell eher flächig mit der Sieböffnung 13 in Kontakt , was den Verschleiß weiter vermindert .

Dabei kann der kleinste Durchmesser B bzw . der kleinste lichte Querschnitt der Sieböffnung 13 kleiner sein als die Mahlkörper, sodass diese die j eweilige Sieböffnung 13 nicht passieren können . Alternativ kann es bei dieser Ausgestaltung gern . Fig . 6 , 6a auch so sein, dass auch der besagte kleinste Durchmesser größer ist als die Mahlkörper - j e nachdem, ob es sich um eine dynamische oder um eine statische Ausführung im oben genannten Sinne handelt .

Die hier gezeigte Gestaltung trägt dazu bei , dass die Mahlkörper trotzdem nicht passieren können, insbesondere auch im Stillstand nicht, weil sie dann auch nach ihrem Eindringen in eine Sieböffnung unter dem Einfluss ihrer Gewichtskraft die Schräge herab wieder nach außen fallen, also in den Siebraum zurück . Gut zu erkennen in den Fig . 6 und 6a ist die Verschleißschutzschicht VSS, die die Umfangsmantelfläche eines Siebträgers 15 einhüllt bzw . umgürtet .

Bei zumindest einigen oder auch allen der Sieböffnungen 13 des in Fig . 6 gezeigten Ausführungsbeispiels (vgl . Fig . 6b) nimmt der Durchmesser der Sieböffnung 13 zunächst ausgehend von der Seite des Siebelements 12 , an der die Trägersubstanz in den Siebträger 15 einströmt, ebenfalls trichterartig bzw . kegelig ab und verkleinert sich dann sprunghaft . Ab dort, wo der Durchmesser sich sprunghaft verkleinert , bildet er schließlich einen Kanal 14 mit meist konstantem Durchmesser . Dabei ist erst der Durchmesser des Kanals 14 kleiner als der mittlere Durchmesser der Mahlkörper . Bis zu diesem Kanal 14 können die Mahlkörper demnach in die Sieböffnung 13 eindringen . Jedoch liegt der Kanal 14 so weit im Inneren der Sieböffnung 13, dass ein eingedrungener Mahlkörper seine reguläre Bewegungsbahn verlassen muss , um bis dorthin zu gelangen . Demnach erreicht der Mahlkörper den Kanal 14 nur noch mit einer verringerten Bewegungsenergie und richtet daher keine nennenswerten Schäden am Kanal 14 an .

Das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig . 7 entspricht in vollem Umfang dem von Fig . 6 gezeigten . Es besteht nur ein Unterschied . Zwischen unmittelbar benachbarten Siebträgern sind Stege oder Pumpflügel PF vorgesehen . Diese sind so gestaltet , dass sie einen Pumpeffekt erzeugen, der die Mahlkörper nach außen befördert bzw . das Nachaußenbef ordern unterstützt .

Im Ausführungsbeispiel aus Fig . 8 (linke Seite) weisen die Sieböffnungen 13 optional ebenfalls einen sich trichterförmig bzw . kegelig oder trapezartig verj üngenden Querschnitt auf . Ihr kleinster Durchmesser oder lichter Querschnitt C kann dabei größer sein als der der Mahlkörper . Auf der Seite des Siebelements 12 , die im Inneren des Siebträgers 15 liegt , ist zudem eine Separatorplatte 24 so an dem Siebelement 12 angebracht , dass die Sieböffnungen 13 verdeckt werden . Jedoch ist zwischen der Separatorplatte 24 und dem Siebelement 12 ein Abstandshalter 26 vorgesehen . Demnach liegt zwischen der Separatorplatte 24 und dem Siebelement 12 ein kleiner „Luft"- Spalt . Dieser Luftspalt ist so bemessen, dass in die Sieböffnung 13 eingedrungene Mahlkörper ihn nicht passieren können . Die Trägersubstanz zusammen mit dem Mahlgut kann hingegen durch den Luftspalt hindurch in das Innere des Siebträgers 15 gelangen . Auch bei dieser Ausführungsform kann der Mahlkörper keine abrasive Schleifwirkung mehr entfalten, wenn er bis zur Separatorplatte 24 in die Sieböffnung 13 vorgedrungen ist .

Im Aus führungsbeispiel aus Fig . 8 (rechte Seite ) weisen die Sieböffnungen 13 einen kegeligen Querschnitt auf . Sie könnten j edoch auch einen konstanten Querschnitt aufweisen . In j edem Fall ist hier auf der Seite des Siebelements 12 , die sich im Inneren des Siebträgers 15 befindet, eine Separatorplatte 24 vorgesehen . Diese liegt unmittelbar an dem Siebelement 12 an und verdeckt die Sieböffnungen 13 . Jedoch weist die ansonsten bevorzugt rundum abgedichtete Separatorplatte 24 ebenfalls mindestens eine Öf fnung 25 auf , die zu den Sieböffnungen 13 mit Versatz angeordnet sind . Die Breite des Siebelements 12 ist im Bereich des Versatzes zwischen einer Sieböffnung 13 und einer Öffnung 25 der Separatorplatte 24 derartig reduziert , dass ein Spalt zwischen der Separatorplatte 24 und dem Siebelement 12 liegt . Über diesen Spalt kann die Trägersubstanz zusammen mit dem Mahlgut in das Innere des Siebträgers 15 strömen . Die Mahlkörper können den Spalt hingegen nicht passieren . Auch hier können die Mahlkörper j edoch keine abrasive Schleifwirkung mehr entfalten, wenn sie erst einmal bis zu der Separatorplatte 24 in die Sieböffnung 13 eingedrungen sind .

SONSTIGES

Zu gegebener Zeit kann optional auch Schutz für Folgendes beansprucht werden, in Reinform oder erweitert durch zusätzliche technische Merkmale aus der Beschreibung und/oder den Zeichnungen und/oder erweitert durch einzelne Merkmale oder alle Merkmale eines oder mehrerer schon aufgestellter Unteransprüche ungeachtet von deren Rückbezug auf den bereits existierenden Anspruch 1 :

Rührwerksmühle und insbesondere Rührwerkskugelmühle mit einem Mahlbehälter, in dem eine vorzugsweise Rührelemente tragende Rührwelle so umläuft , dass zwischen der Rührwelle und dem Mahlbehälter ein Mahlraum gebildet wird, in den das von einer fließfähigen Trägersubstanz , im Regelfall in Gestalt einer Suspension, transportierte Mahlgut eingespeist wird, wobei der Mahlraum teilweise mit Mahlkörpern befüllt ist , wobei das von der fließfähigen Trägersubstanz transportierte Mahlgut mitsamt der Trägersubstanz durch ein Sieb 4 ausgetragen wird, das die Mahlkörper zurückhält, wobei das Sieb 4 entweder nur aus einem einzigen, idealerweise im Wesentlichen radial oder im Einzelfall auch schräg verlaufenden Siebelement besteht , unter Verzicht auf ein Siebelement , das eine Umfangsmantelfläche bildet ; oder im Wesentlichen aus mehreren, vorzugsweise mindestens 10 entlang der Längsachse der Rührwerkskugelmühle 1 hintereinander angeordneten, parallel durchströmten Siebelementen . BEZUGSZEICHENLISTE

1 Rührwerksmühle/Rührwerkskugelmühle

2 Mahlbehälter

3 Rührwelle

4 Trenns ystem/Sieb

5 Einlass

6 Auslass

7 Mahlraum

8 Rührelemente

9 Elektromotor

10 Riementrieb

11 Gehäuse

12 Siebelement

13 Sieböffnungen

14 Kanal der Sieböffnung

15 Siebträger

16 Außenring des Siebträgers

17 Nabenhülse/Nabe

18 Speichen

19 Austragsöf f nungen der Nabenhülse

20 Abzugsrohr

21 Siebkammer

22 Rotoröf fnung/Schlit z

23 Ausgleichskanal

24 Separatorplatte

25 Öffnung der Separatorplatte

26 Abstandshalter/Abstandhülse

27 Austragsöf fnungen des Abzugsrohrs

28 Speiseöffnung in Abstandshülse

29 Axialsicherung

30 Öffnungen im Ausgleichskanal VSS Verschleißschutzschicht

A größter lichter Querschnitt / Durchmesser einer Sieböffnung

13

B kleinster lichter Querschnitt / Durchmesser einer Sieböffnung 13

C lichter Querschnitt / Durchmesser einer Sieböffnung 13

PF Pumpflügel

L Mühlenlängsachse , Drehachse