CH622718A5

CH622718A5 - Agitator mill

Info

Publication number: CH622718A5
Application number: CH988977A
Authority: CH
Inventors: Armin Geiger
Original assignee: Buehler Ag Geb
Priority date: 1977-08-12
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1981-04-30
Also published as: DE2834726A1; DE2834726C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rührwerksmühle zum kontinuierlichen Feinmahlen und Dispergieren von Suspensionen fester Teilchen in Flüssigkeiten, bestehend aus einem Mahlbehälter, teilweise gefüllt mit frei beweglichen Mahlkörpern, die durch ein rotierendes Rührwerk in Bewegung gesetzt werden, und einer Trennvorrichtung zur Trennung des Mahlgutes von den Mahlkörpern am Austritt aus der Mühle, wobei die Durchtrittsöffnungen der Trennvorrichtung kleiner sind als die kleinste Dimension der Mahlkörper. The present invention relates to an agitator mill for the continuous fine grinding and dispersing of suspensions of solid particles in liquids, consisting of a grinding container, partially filled with freely moving grinding media, which are set in motion by a rotating agitator, and a separating device for separating the ground material from the grinding media at the outlet from the mill, the passage openings of the separating device being smaller than the smallest dimension of the grinding media.

Solche Trenneinrichtungen an Mühlen der eingangs beschriebenen Gattung sind in zahlreichen Variationen bekanntgeworden. Man kennt statische Zylinder- oder Plansiebe, die den Mahlbehälter oben abschliessen und deren Löcher kleiner sind als der kleinste Mahlkörper. Es gibt auch Spaltsiebe, Such separating devices on mills of the type described in the introduction have become known in numerous variations. Static cylinder or plane sieves are known, which close off the grinding container at the top and whose holes are smaller than the smallest grinding element. There are also slotted sieves,

deren in radialer Richtung durchströmte Spalten sich bezüglich Spaltweite den Bedürfnissen anpassen lassen (DE-OS 1 805 387, DE-GM 73 15 932). Allen statischen Trennvorrichtungen haftet der Nachteil an, dass sie rasch verstopfen. Auch in die Ablautleitung eingesetzte bekannte Filterpatronen whose gaps flowed through in the radial direction can be adapted to the requirements with regard to the gap width (DE-OS 1 805 387, DE-GM 73 15 932). All static separators have the disadvantage that they clog quickly. Known filter cartridges also used in the exhaust line

(DE-OS 2 154 713) sind in dieser Beziehung nicht besser, sie lassen sich lediglich schneller auswechseln. (DE-OS 2 154 713) are not better in this respect, they can only be replaced more quickly.

Diesem Übelstand versuchte man abzuhelfen durch Einführen einer Relativbewegung zwischen den Teilen der Trennvorrichtung, und zwar sowohl bei radial als auch bei axial durchströmten Ringspalten (DE-OS 1 901 019, DE-OS 2 047 244). Durch diese Massnahme konnte wohl die Verstopfung vermieden werden, wurde aber gegen den Nachteil hohen Mahlkörper-Verschleisses in der Nähe des Trennspaltes erkauft. Zudem wurde der Durchtrittsquerschnitt für die gesamte Mahlgutmenge in einem einzigen Ringspalt bei einer bekannten Konstruktion gegenüber grossen Siebflächen so stark reduziert, dass sich hohe Strömungsgeschwindigkeiten und damit grosse Druckgefälle, grosse Reibung und örtliche Erhitzungen ergeben, die wiederum besondere Massnahmen zur Kühlung benötigen. Auch bekanntgewordene Trenneinrichtungen mit mehrfachen Ringspalten konischer Bauart, mit Einstellmöglichkeit des sich durch Verschleiss erweiternden Spaltes (DE-OS 1 507 493) oder Erzeugung der Relativbewegung zwischen den Ringspaltteilen durch Vibration (DE-OS 2 446 341) vermochten angesichts der Kompliziertheit der Lösung nicht zu befriedigen. An attempt was made to remedy this problem by introducing a relative movement between the parts of the separating device, both in the case of annular gaps with radial and axial flow (DE-OS 1 901 019, DE-OS 2 047 244). This measure probably prevented the blockage, but was bought against the disadvantage of high grinding media wear in the vicinity of the separation gap. In addition, the passage cross-section for the entire quantity of regrind in a single annular gap in a known design was reduced so much compared to large screen areas that high flow velocities and thus large pressure drops, large friction and local heating result, which in turn require special measures for cooling. Also known separating devices with multiple annular gaps of conical design, with the possibility of adjusting the gap widening due to wear (DE-OS 1 507 493) or generating the relative movement between the annular gap parts by vibration (DE-OS 2 446 341) were unable to do so given the complexity of the solution to satisfy.

Im weiteren gibt es Lösungen mit rotierenden Trennvorrichtungen in Form von Zylindersieben (CH-PS 570 201) oder Ringspalten (CH-PS 518 128), die mit der Rührwerkswelle starr gekuppelt sind und mit der gleichen Drehzahl rotieren. Die Absicht besteht darin, das Mahlgut aus dem Mahlraum radial nach innen, entgegen der Fliehkraftwirkung zum Auslaufen gelangen zu lassen, während die Fliehkraft verhindert, dass die schwereren Mahlkörper sich auf dem Sieb oder Trennspalt anlagern und den Querschnitt versperren. Selbstverständlich ist auch diese Lösung nicht einfach und benötigt vor allem zur Reinigung und Auswechslung der Trennvorrichtung erheblichen Arbeitsaufwand. There are also solutions with rotating separators in the form of cylinder screens (CH-PS 570 201) or annular gaps (CH-PS 518 128), which are rigidly coupled to the agitator shaft and rotate at the same speed. The intention is to let the material to be ground run out radially inwards against the centrifugal force, while the centrifugal force prevents the heavier grinding media from accumulating on the sieve or separating gap and blocking the cross-section. Of course, this solution is also not easy and requires considerable work, especially for cleaning and replacing the separating device.

Neben all diesen nicht voll befriedigenden Lösungen will die vorliegende Erfindung eine Trennvorrichtung vorschlagen, die die aufgezeigten Nachteile vermeidet, insbesondere die Verstopfungsgefahr rein statischer Siebe, zu geringer Querschnitt von rotierenden Ringspalten, hoher Verschleiss und Erhitzung bei grossen Druckgefällen, komplizierte Lösungen und schlechte Demontierbarkeit. In addition to all of these not fully satisfactory solutions, the present invention wants to propose a separating device which avoids the disadvantages shown, in particular the risk of clogging of purely static sieves, insufficient cross-section of rotating annular gaps, high wear and heating in the case of large pressure drops, complicated solutions and poor dismantling.

Das erstrebte Ziel wird dadurch erreicht, dass die erfin-dungsgemässe Rührwerksmühle dadurch gekennzeichnet ist, dass die Durchtrittsöffnung von mindestens einem konzentrisch unterbrechungslos umlaufenden kreisförmigen Ringspalt gebildet ist, der auf der Eintrittsseite eine doppelkonische Ansenkung als Laufbahn für die rotierenden Mahlkugeln aufweist und bei der Austrittsseite in breitere Öffnungen mündet. The desired goal is achieved in that the agitator mill according to the invention is characterized in that the passage opening is formed by at least one concentrically uninterrupted circular annular gap which has a double-conical countersink on the inlet side as a raceway for the rotating grinding balls and on the outlet side in wider openings open.

Die Rotationsbewegung der Mahlkörper im Mahlraum, hervorgerufen durch das rotierende Rührwerk, setzt sich bis unmittelbar zum Trennring fort. Die erfindungsgemässe Ausbildung der umlaufenden kreisförmigen Ringspalte mit der trichterförmigen Ansenkung zur Mahlraumseite bietet den rotierenden Mahlkörpern eine Laufbahn, in der die Mahlkugeln abrollen und eine für die Spaltreinigung günstige Relativbewegung hervorrufen. The rotating movement of the grinding media in the grinding chamber, caused by the rotating agitator, continues right up to the separating ring. The inventive design of the circular circular gaps with the funnel-shaped countersink to the grinding chamber side offers the rotating grinding bodies a track in which the grinding balls roll and cause a relative movement that is favorable for gap cleaning.

Die Ringfläche des Trennringes, die dem rotierenden Rührwerkszylinder zugekehrt ist, wird vorteilhaft als Labyrinthdichtung mit möglichst kleiner Spaltdimension ausgebildet, damit hier so wenig Mahlprodukt als möglich durchtritt und auch Bruchstücke von Mahlkörpern kaum Chancen haben, sich einzuklemmen und Reibspuren zu verursachen. The ring surface of the separating ring, which faces the rotating agitator cylinder, is advantageously designed as a labyrinth seal with the smallest possible gap dimension, so that as little ground product as possible passes through and even fragments of grinding media have little chance of getting caught and causing friction marks.

Auf übliche Weise kann hinter der Labyrinthdichtung eine Lippendichtung zum Schutz der Lagerpartie vor eindringendem Mahlprodukt angeordnet sein. Durch fakultative Ausgestaltungen der Trennvorrichtung ergeben sich folgende Vorteile gegenüber bekannten Konstruktionen: In the usual way, a lip seal can be arranged behind the labyrinth seal to protect the bearing section from penetrating ground product. Optional configurations of the separating device result in the following advantages over known constructions:

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

622 718 622 718

- infolge grösserem Durchtrittsquerschnitt, geringere Strömungsgeschwindigkeit im Ringspalt, - due to the larger passage cross-section, lower flow velocity in the annular gap,

- durch Anordnung mehrerer Ringspalte, symmetrische Austrittsströmung über die ganze Ringraumbreite, - by arranging several annular gaps, symmetrical outlet flow over the entire width of the annular space,

- geringere Gefahr von Vermählen fester Teilchen und deren 5 Verklemmen im Ringspalt, - less risk of grinding solid particles and their 5 jamming in the annular gap,

- da keine zwangsläufige Relativbewegung im Ringspalt, geringerer Verschleiss von Mahlkörpern und Trennvorrichtung. - Since there is no inevitable relative movement in the annular gap, less wear on grinding media and separating device.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand 10 der beigefügten Zeichnungen näher erläutert: The exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to 10 of the accompanying drawings:

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Kopfteil einer Rührwerksmühle mit Trennvorrichtung. Fig. 1 shows a longitudinal section through the head part of an agitator mill with separating device.

Fig. 2, 3, 4 zeigen je einen Grundriss-Querschnitt einer 15 Ausführungsvariante eines Trennringes, die dem rechten bzw. linken Teil in Fig. 1 entsprechen. 2, 3, 4 each show a cross-section of a plan view of a variant embodiment of a separating ring, which correspond to the right and left part in FIG. 1.

Fig. 5, 6, 7 zeigen je einen halben Längsschnitt in vergrös-sertem Massstab einer Ausführungsvariante eines Trennringes. 5, 6, 7 each show a half longitudinal section on an enlarged scale of an embodiment variant of a separating ring.

In Fig. 1 ist mit 1 der Stator des Mahlbehälters bezeichnet, 20 der feststehende Werkzeuge 2 trägt und dessen äusserer Zylinder 3 den Kühlmantel 4 umschliesst. Der Mahlraum 5 ist mit frei beweglichen Mahlkörpern 6 gefüllt, die vom rotierenden Rührwerkzylinder 7 mit daran befestigten Rührwerkzeugen 8 in Bewegung versetzt werden. 25 In Fig. 1, 1 denotes the stator of the grinding container, 20 which carries stationary tools 2 and whose outer cylinder 3 encloses the cooling jacket 4. The grinding chamber 5 is filled with freely movable grinding bodies 6, which are set in motion by the rotating agitator cylinder 7 with agitating tools 8 attached to it. 25th

Den oberen Abschluss des Mahlraumes 5 bildet der Trennring 9, der mit dem aufgeschraubten Deckel 10 und den Dichtungen 11 auf den Mahlbehälterflansch 12 gepresst wird. Im Deckel 10 ist die Rotorwelle 13 gelagert und wird von einem nichtgezeigten Antrieb in schnelle Rotation versetzt. Eine 30 Lippendichtung 14 verhindert den Durchtritt von Mahlgut aus dem Labyrinthspalt 15 in das Lager 16. The upper end of the grinding chamber 5 is formed by the separating ring 9, which is pressed onto the grinding container flange 12 with the screwed-on cover 10 and the seals 11. The rotor shaft 13 is mounted in the cover 10 and is set in rapid rotation by a drive (not shown). A 30 lip seal 14 prevents ground material from passing out of the labyrinth gap 15 into the bearing 16.

Die Funktionsweise einer dergestalt aufgebauten Rührwerksmühle ist folgende: The operation of an agitator mill constructed in this way is as follows:

Im unteren, nichtgezeichneten Teil des Mahlbehälters wird 35 das zur Aufbereitung gelangende Mahlgut unter Pumpendruck eingeführt. Es steigt im Mahlraum 5 zwischen den sich in Bewegung befindlichen Mahlkörpern 6 und den Rührwerkzeugen 2 und 8 hoch und wird durch die dabei auftretenden Reib-und Scherkräfte einer intensiven Zerkleinerungswirkung ausgesetzt. Der Pumpendruck bewirkt, dass sich Mahlkörper und Mahlgut an der unteren Fläche des Trennringes 9 anstauen, was durch die Pfeile 18 angedeutet ist. Das Mahlprodukt tritt durch die konzentrisch angeordneten Ringspalten 19 in erweiterte Bohrungen 20 oder in anderer Ausführungsart gezeichnete erweiterte Schlitze 21, 21a. In the lower part of the grinding container, not shown, the regrind to be processed is introduced under pump pressure. It rises in the grinding chamber 5 between the grinding bodies 6 in motion and the stirring tools 2 and 8 and is subjected to an intensive comminution effect due to the friction and shear forces that occur. The pump pressure causes the grinding media and the grinding stock to build up on the lower surface of the separating ring 9, which is indicated by the arrows 18. The ground product passes through the concentrically arranged annular gaps 19 into enlarged bores 20 or enlarged slots 21, 21a drawn in another embodiment.

Da die Ringspalte 19, wie in Fig. 5, 6 und 7 gezeigt, eine kleinere Dimension S als der kleinste Durchmesser D der Mahlkörper aufweisen, werden die Mahlkörper am Durchtritt durch die Ringspalte gehindert. Eine Anzahl Mahlkugeln 6 können sich jedoch in der doppelkonischen Ansenkung 22 der Ringspalte 19 anlgern und rollen aufgrund ihrer Rotationsbewegung als Führungsbahn dienende Ansenkung 22 ab und bewirken einen Reinigungseffekt der Ringspalte. Since the annular gaps 19, as shown in FIGS. 5, 6 and 7, have a smaller dimension S than the smallest diameter D of the grinding media, the grinding media are prevented from passing through the annular gaps. A number of grinding balls 6 can, however, accumulate in the double-conical countersink 22 of the annular gaps 19 and roll due to their rotational movement as countersink 22 and cause a cleaning effect of the annular gaps.

Das durchtretende Mahlgut gelangt von den erweiterten Öffnungen 20 oder 21 in den ringförmigen Sammelraum 23 und tritt bei 24 aus der Mühle aus. The ground material that passes passes from the enlarged openings 20 or 21 into the annular collecting space 23 and exits the mill at 24.

Die linke Seite der Schnittzeichnung Fig. 1, Fig. 4 und Fig. 6 zeigen eine Ausführungsvariante des Trennrings 9 mit besonders grosser Durchtrittsfläche. Die Verbindung zwischen Aussen- und Innenring 31 und 32 wird von einer Anzahl von Rippen 33 gebildet. Die kreisförmig umlaufenden Zwischenringe 34 zwischen zwei Ringspalten sind entweder mit den Rippen 33 fest verbunden, oder, wie bei 35 gezeigt, lösbar, z.B. mit Schrauben 36 befestigt. Die letztere Ausführungsart erlaubt einen Austausch der Zwischenringe 35. Damit ist zusätzlich die Möglichkeit gegeben, durch Variation der Ringbreite B auch die Dimension S des Ringspaltes zu verändern. The left side of the sectional drawing FIGS. 1, 4 and 6 show an embodiment variant of the separating ring 9 with a particularly large passage area. The connection between the outer and inner ring 31 and 32 is formed by a number of ribs 33. The circular circumferential intermediate rings 34 between two ring gaps are either fixed to the ribs 33 or, as shown at 35, releasable, e.g. fixed with screws 36. The latter embodiment allows the intermediate rings 35 to be replaced. This also gives the possibility of changing the dimension S of the annular gap by varying the ring width B.

Fig. 7 zeigt einen aus mehreren Teilen aufgebauten Trennring, wobei eine durchgehende kreisringförmige Abdeckplatte 37 mit dem Aussenring 31, dem Innenring 32 und ebenso mit dem Zwischenring 35 durch Schrauben 36 verbunden ist. Eine Vielzahl von Bohrungen 38 in der Abdeckplatte 37 korrespondieren mit den erweiterten, umlaufenden Öffnungen 21 der Ringspalte 19. Insbesondere die dem Verschleiss ausgesetzten Teile 31, 32 und 35 sind einzeln auswechselbar. 7 shows a separating ring made up of several parts, a continuous circular cover plate 37 being connected to the outer ring 31, the inner ring 32 and also to the intermediate ring 35 by means of screws 36. A large number of bores 38 in the cover plate 37 correspond to the enlarged, circumferential openings 21 of the annular gaps 19. In particular, the parts 31, 32 and 35 which are exposed to wear can be replaced individually.

s s

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

622 718

1. Agitator mill for continuous fine grinding and dispersion of solid particles suspended in a liquid, consisting of a grinding container, partially filled with freely moving grinding media, which are set in motion by a rotating agitator, and a separating device for separating the ground material from the grinding media at the outlet from the mill, the through-openings of the separating device being smaller than the smallest dimension of the grinding media, characterized in that the through-opening of a separating ring (9) is formed by at least one circular annular gap (19) which runs concentrically and uninterrupted and which has a circular opening (19) on the inlet side Has double-conical countersink (22) as a track for the rotating grinding balls and opens into at least one wider opening (20, 21, 21a) on the outlet side.

2. Agitator mill according to claim 1, characterized in that the concentric annular gap (19) opens into a plurality of lined-up cylindrical bores (20).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Agitator mill according to claim 1, characterized in that the openings, into which the concentric annular gap (19) opens, are designed as sectors of an arcuate slot (21a).

4. agitator mill according to claim 1, characterized in that the annular gap (19) opens into an annular wider slot (21) and that the outer and inner ring (31, 32) with the circular intermediate rings (34) connected by radial ribs (33) are.

5. Agitator mill according to claim 4, characterized in that the circular intermediate rings (35) are detachably connected to the ribs (33) and that the intermediate rings (35) are interchangeable with those with a different width dimension (B), so that the width (S) of the annular gap (19) can be varied.

6. Agitator mill according to claim 2, characterized in that the bores (20) are arranged in a removable cover plate (37) and that an outer ring (31) mechanically connected to the plate (37), the inner ring (32) and at least one intermediate ring (35) by their radial distances between them, the annular gaps (19) and the wider circular slots (21) located between the latter and the plate (37).