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Verfahren und Vorrichtung zur Zerkleinerung von Material.
Es gibt bereits Verfahren zur Zerkleinerung von Material, das auf eine verhältnismässig kleine Korngrösse vorgemahlen worden ist und durch eine Flüssigkeit oder ein Gas in solche Wirbelbewegung versetzt wird, dass sich die vorgemahlenen Teilchen gegenseitig zerreiben. Mit diesem Verfahren wurden schon früher Sichtungsverfahren verbunden, indem das Gemisch aus Mahlgut und der Flüssigkeit oder
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geleitet wurde, aus der die nicht genügend feinen Teilchen zurückbefördert wurden.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren dieser Art. Das Neuheitliche ist darin gelegen, dass das Mahlgut und das zugeführte Gas, wie Luft, in einander entgegengesetzter Richtung zugeführt werden, so dass das Gas auf die Oberfläche des Mahlgutes zur Einwirkung gelangt. Die von dem wirbelnden Medium, wie Gas, Luft oder Flüssigkeit, erzeugte Wirbelbewegung wird dann noch durch eine in der Wirbelzone kreisende mechanische Schleudervorrichtung verstärkt.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses neuartigen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass einer zylindrischen Kammer das Mahlgut über der Bodenfläche von der Seite her zugeschoben wird, während das die Wirbelbewegung erzeugende Medium von oben her durch eine in der Mitte der Mahlkammer angeordnete Zuführungsvorrichtung zutritt. In dieser Kammer befindet sich auch eine Schleudervorrichtung, bestehend aus einem Flügelwerk. Dieses Flügelwerk kreist über der Zufuhrstelle des zu mahlenden Gutes und unter der Zufuhrstelle des die Wirbelbewegung erzeugenden Mediums. Zur Vergleichmässigung der Anhäufung des Mahlgutes in der Kammer befindet sich in Gegenüberstellung zur Sehieberamme, die das Gut einbringt, eine andere Ramme, durch welche die Anhäufung geebnet wird.
Die Siehtkammer befindet sich über der zylindrischen Mahlkammer und ist von ihr durch eine Zwischenwand getrennt, welche eine Mittelöffnung für den Übergang des gesichteten Gutes und Öffnungen für den Rücktritt des nicht genügend zerkleinerten Gutes aufweist. Diese Rücktrittsöffnungen können geregelt werden, damit grössere oder kleinere Mengen des Gutes wieder zurückgeführt werden.
Die Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung dar, u. zw. ist Fig. 1 ein Längsmittelschnitt und Fig. 2 ein waagerechter Schnitt in der Ebene 2-2 der Fig. 1.
Eine Kammer 1 enthält einen Drehkörper 2 mit einer Anzahl von radial nach aussen ragenden Armen 3, auf welchen Flügel 4 befestigt sind. Dieser Flügelkörper 2 sitzt auf der Welle 5, die bei 6 ein Fusslager in der Kammer 1 hat und auf beliebige Weise in Drehung versetzt wird. An der einen Seite besitzt die Kammer 1 einen Zufuhrtrichter 7, in welchem das zu zerkleinernde Material 8 aufgegeben wird. Dieses Material tritt durch eine Öffnung 9 nahe dem Boden der Kammer 1 in die letztere ein und staut sich dort in einer Schichte unter dem Flügelkörper 2 an. Die gleichförmige Zufuhr des Materials durch die Öffnung 9 wird durch einen Schieber oder eine Ramme besorgt, deren Arm 10 nahe dem Boden des Trichters 7 angeordnet ist.
Dieser Arm 10 ist an einem Führungsgestell12 unterhalb der Kammer 1 angeschlossen, das eine hin-und hergehende Bewegung durch eine Pleuelstange 13 erhält, die mit einem Exzenter 14 auf der Welle 15 verbunden ist. Die Welle 15 wird auf beliebige Weise angetrieben. Auf der der Ramme 10 gegenüberliegenden Seite trägt das Gestell 12 eine zweite Förderarmplatte 11, welche durch eine Öffnung in der Umfangswand der Kammer 1 ragt.
Die Platte 11 dient hauptsächlich dazu, das Material im Innern der Kammer 1 in Bewegung zu erhalten und jenes Material, das am Umfang der Kammer nach abwärts geht, wieder in die Umlaufbahn der Flügel 4, d. h. in die Zone der
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Wirbelbewegung, zurückzubefördern, so dass die durch die Flügel 4 erzeugte Wirbelströmung von neuem einwirken kann, um die allmähliche Zerkleinerung herbeizuführen.
Die Materialmenge, die in dem unteren Teil der Kammer 1 durch die Öffnung 9 eingeführt wird, kann durch Veränderung der Geschwindigkeit der Welle 15 geregelt werden oder aber auch durch Ver- änderung der Hublänge des Gestelles 12 und damit auch der Hublänge der Platte 10. Die Hin-und Herbewegung dieser Platte 10 sorgt für eine gleichförmige Zuführung und Umrührung des Materials in der Kammer 1. Es könnten auch andere Zuführmittel vorgesehen werden, durch die Gleichförmigkeit der Zufuhr gewahrt wird.
Die Wand der Kammer 1 und namentlich der untere Teil dieser Kammerwand hat eine Auskleidung, bestehend aus gerippten Bogenstücken 16. Die Rippen sollen insbesondere die Bewegung jener Teile der Masse verzögern, die sich unten in dem Zylinderkörper 1 befinden. Die ganze im Zylinder 1 befindliche Masse hat nämlich das Bestreben, infolge der Bewegung des Flügelkörpers 2 an den Wänden der Kammer 1 entlang zu wandern, u. zw. in der gleichen Richtung, in welcher der Flügelkörper 2 gedreht wird. Dadurch, dass der Rippenkörper 16 längs der Wand der Kammer 1 eine Anhäufung des Materials verursacht, bildet sich unter dem Flügelkörper 2 eine ruhende Materialoberfläche, auf der unter der Einwirkung der Flügel 4 die Zerkleinerung des Mahlgutes vor sich geht.
Die Kammer 1 zeigt nach Fig. l bei 17 nahe ihrem unteren Teil eine Ausbuchtung oder Erweiterung, in welcher ebenfalls ruhendes Material angesammelt wird, das nicht mehr unter die Einwirkung des Drehkörpers 2 gelangt. Dieses Material kann aus dem Raum 17 nach Entfernung des Deckels 18 herausgenommen werden.
Die Zufuhr der die Zerkleinerung unterstützenden Flüssigkeits-oder Gasströmung erfolgt durch die Leitung 19. Diese Leitung mündet in ein Gehäuse 21, u. zw. an verschiedenen Stellen des Gehäuses, mittels der Stutzen 20 (Fig. 2). In der unteren Wand dieses Gehäuses 21 befindet sich eine Kreisöffnung 22, deren Durchmesser ungefähr dem Durchmesser der Flügelarme 3 entspricht. Die durch die Kreisöffnung 22 hindurchtretende Strömung wird von den Armen 3 in eine Wirbelströmung umgewandelt, und dieseWirbel- strömung wird durch die Anordnung der Flügel 4 noch erhöht. Flüssigkeit, Luft oder Gas, die durch die Leitung 19 zutritt, kann auch vorerwärmt werden, wenn dies gewünscht wird.
Die Menge der zutretenden Flüssigkeit wird geregelt entsprechend der zu reduzierenden Menge des Materials, so dass diese Menge sowie auch die Zerkleinerung und die Konzentration der Strömung mit der zerkleinerten Masse überwacht werden kann.
Während die Arme 3 dem feinen Gut eine Wirbelbewegung um die Achse der Kammer übermitteln würden und dieses feine staubförmige Material in einem Kreis herumreissen würden, wird nun den Feinteilchen bei dieser Kreisbewegung durch die strömende Gas-oder Flüssigkeitsmenge noch eine weitere Bewegung übermittelt, und durch diese beiden Bewegungen wird verhindert, dass alle Teilchen mit derselben Geschwindigkeit herumgerissen werden. Es entstehen unterschiedliche Bewegungen der Teilchen mit dem Erfolg, dass eine Zermahlung derselben, eine Zerstäubung stattfindet.
Das Material wird mit gleichförmiger Geschwindigkeit durch die Ramme 10 dort zugeleitet, wo die Oberfläche des Bettes in der Kammer 1 in Berührung mit der Wirbelströmung, erzeugt durch den Drehkörper 2, hervorgerufen wird. Da diese Flüssigkeit gleichförmig durch den Drehkörper 2 verteilt wird, so hat sie auch eine gleichförmige Einwirkung auf das Material. Die Rippenanordnung an der Wand 16 hält das Material in solcher Lage mit Bezug auf den Drehkörper 2, dass eine gleichförmige Zerkleinerung über die ganze Oberfläche hin zustande kommt.
Dadurch entsteht dann eine Flüssigkeit oder ein Gas mit einer im wesentlichen gleichförmigen Verteilung von Festkörpern darin, und diese mit den Festkörpern beladene Flüssigkeits-oder Gasströmung geht nun zu einer Abscheidevorrichtung, in der auch eine Sortierung vorgenommen wird.
Diese Vorrichtung umfasst eine Kammer 23 über der eigentlichen Zerkleinerungs-und Mischkammer 1. Eine Zwischenwand 24 trennt die Kammer 1 von der Kammer 3. Die Zwischenwand 2-4 hat eine Öffnung 25 in der Mitte, und von den Rändern der Öffnung erstreckt sich nach abwärts ein Kegelflansch 26. Infolge der Verjüngung dieser durch den Flasch 26 gebildeten Übergangsleitung zwischen den beiden Kammern findet eine Zusammendrängung der mit Festteilchen beladenen Flüssigkeits-oder
Gasströmung statt. Die Welle 5, auf der der Drehkörper 2 in der Kammer 1 angeordnet ist, geht nach oben durch die Öffnung 25 in der Zwischenwand 24. Diese Welle 5 wird auch in der Kammer 23 und über ihr durch Lager 24 a und 25 drehbar unterstützt, und diese beiden Lager sind an der oberen Abschlusswand 26 der Kammer 23 befestigt.
Auch die Kammer 23 enthält einen mit Flügel besetzten Drehkörper 27, dessen Höhenlage mittels der Stellschrauben 28 geregelt werden kann. Ein Bund 29, an der Welle 5 durch Schrauben 30 feststellbar, dient ferner dazu, den Flügelkörper 27 gegen Abgleiten an der Welle 5 zu sichern. Die Welle 5 hat an ihrem oberen Ende eine Riemenscheibe 31, wodurch ihr Antrieb von einer beliebigen Kraftmaschine aus abgeleitet werden kann.
Ein flacher Hohlzylinder 32 in dem oberen Teil der Kammer 23 sorgt dafür, dass in diesem oberen
Teil eine Ringkammer 33 entsteht, die über der Ebene des Flügelkörpers 27 gelegen ist. Der Flügelkörper 27 befindet sich vorzugsweise in einem Abstand von der Zwischenwand 24, und wenn er mit der Welle 5 in Drehung versetzt wird, so entsteht auch eine Wirbelbewegung in dem unter dem Flügelkörper frei-
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gelassenen Raum um die Kreisöffnung 25 herum und in dem zwischen den Enden der Flügel und der Umfangswand der Kammer 23 verbleibenden Raum sowie in der Ringkammer 33.
Durch die Drehbewegung der Flügel 27 wird die Gas-oder Flüssigkeitsströmung aus der unteren Kammer durch die Öffnung 25 hindurchgesaugt, und diese Strömung, die nunmehr mit den aus der Kammer 1 mitgerissenen Feinteilchen beladen ist, wird in der Kammer 23 wieder in Drehung versetzt, so dass infolge der Wirbelbewegung in dieser Kammer 23 die schwereren Teilchen herausgeschleudert werden und auf den Boden 24 dieser Kammer fallen. Die Flüssigkeit oder das Gas, Luft od. dgl. mit den feineren Materialteilchen darin setzt jedoch ihre Wirbelbewegung unter der Einwirkung der Flügel 27 fort, und findet dabei eine weitere Zerkleinerung der Materialteilchen statt.
In der Zwischenwand 24 befinden sich mehrere Öffnungen 34, vorzugsweise nahe dem Rand derselben, um die aus dem Wirbelstrom aus der Kammer 23 ausgeschleuderten gröberen Materialteilchen wieder in die erste Zerkleinerungskammer 1 rückzuführen und sie einer nochmaligen Einwirkung der Zerkleinerungsvorrichtung 2 auszusetzen. Die Grösse dieser Öffnungen 34 kann veränderlich gestaltet werden, da an der Unterseite der Zwischenwand 24 eine Platte 35 von Ringform angeordnet ist und gleitbar von dem Winkeleisenring 36 unterstützt wird. Diese Ringscheibe 35 hat an ihrer Unterseite eine Verzahnung 37 od. dgl. in Eingriff mit einem Ritzel 38 auf einer kurzen Welle 39, die sich durch die Wand der Kammer 1 erstreckt und von aussen her durch das Handrad 40 verdreht werden kann.
In der oberen Abschlusswand 26 der Kammer 23 befinden sich vorzugsweise in gleichmässiger Verteilung mehrere Austrittsöffnungen, die je mit einem Stutzen verbunden sind und zu der gemeinsamen Ableitung 41 führen. Diese Ableitung 41 kann wieder mehrere Zweige aufweisen, damit die mit Brennstoffstaub geschwängerte Strömung zu einer oder mehreren Verbrauchsstellen befördert werden kann. Auch an der Deckwand 26 der Kammer 23 ist eine Ringscheibe 42 angeordnet, die durch Verzahnung 42 a auf ein Ritzel 42 b einer Welle 42 c eingreift, um bei Verdrehung des Handrades 42 an der Aussenseite der Kammer 23 dieser Strömung mehr oder weniger freien Durchlass zu der Leitung 43 zu gewähren.
Bei der Wirbelbewegung, die der Luft-oder Gasströmung in der Kammer 23 übermittelt wird, werden die schweren gröberen Teilchen herausgeworfen und fallen dann unter ihrem Eigengewicht auf den. Boden 24 dieser Kammer auf. Da jedoch in den beiden Kammern 1 und 23 nicht der gleiche Druck herrscht, so wird infolge dieses Druekuntersehiedes eine Luftströmung durch die Öffnungen 34 stattfinden und infolge dieser Strömung werden bei entsprechender Öffnung der Durchtrittslöcher 34 diese Schwerteilchen aus der zweiten Zerkleinerungs-bzw. Sortierkammer 23 wieder in die erste Zerkleinerungkammer 1 zurückbefördert werden.
Eine zuverlässige Überwachung der Konzentration, Feinheit und Gleichförmigkeit der Verteilung des Materials in der Luftströmung kann auf diese Weise erreicht werden, und dadurch kann der Verbrauch des mit dem Verbrennungsluftstrom zugeführten Brennstoffes geregelt werden. Eine gleichförmige Zerkleinerung der Stücke findet in der Kammer 1 statt, in der auch schon die gleichförmige Verteilung der zerkleinerten Stücke in dem Luftstrom bewirkt wird. Diese Strömung mit den zerkleinerten Stücken darin wird in die Sortierungskammer 23 hineingesaugt, und hier werden die gröberen Teilchen abgeschieden, so dass die Luftströmung, die aus der ganzen Vorrichtung austritt, nur Teilchen bestimmter Feinheit in bestimmter Verteilung enthält.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Zerkleinerung von Material, bei welchem dem Material durch eine Flüssigkeit oder ein Gas einewirbelbewegung erteilt wird, durch die sich die Materialteilchen gegenseitig zerreiben, und wobei das Gemisch aus Mahlgut und strömendem Medium die Mühle durch eine Fliehkraftsicht- vorriehtung verlässt, aus der die nicht genügend feinen Mahlgutteilchen in die Mühle zurückbefördert werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlgut und das strömende Medium aus einander entgegengesetzten Richtungen in die Mühle eingeführt werden, so dass das strömende Medium auf die Oberfläche des Mahlgutes zur Einwirkung gelangt und wobei die vom strömenden Medium erzeugte mahlende Wirbel-
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