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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern, Aufbereiten, Behandeln, Pumpen u. dgl. von
Stoffen verschiedener Art, bestehend aus einem zylindrischen, kegeligen od. dgl. Gehäuse mit axialem
Eintrittsstutzen und radialem bzw. tangentialem Austrittsstutzen, wobei in dem Gehäuse ein Rotor umläuft, der mindestens aus zwei Halbscheiben besteht, die jeweils paarweise symmetrisch schräg zur Wellenachse und geneigt zueinander derart auf der Welle befestigt sind, dass ihre jeweils eine Scheitelkante bildende gemeinsame
Verbindungslinie die Wellenachse kreuzt und dem Eintrittsstutzen zugewendet ist.
Die bekannten Vorrichtungen dieser Art erfüllen zwar im allgemeinen die an sie gestellten Erwartungen. Es können jedoch besonders schwierige Verhältnisse eintreten, die es erwünscht erscheinen lassen, in noch stärkerem
Masse nicht nur eine Zerkleinerung, sondern eine Aufbereitung und ein Manipulieren der zu behandelnden Stoffe sicherzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch beim Auftreten schwieriger Betriebsverhältnisse sowohl ein
Zerkleinern als auch ein Aufbereiten, Trennen, Manipulieren, Pumpen u. dgl. Behandeln mit verhältnismässig einfachen Mitteln zu sichern, ohne dass ein Festfahren oder gar ein vorzeitiger Verschleiss der Vorrichtung eintritt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass nach dem Mittelbereich der Scheitelkante zu offene Aussparungen in beiden Halbscheiben vorgesehen sind.
Diese neue Massnahme bringt eine wesentliche Erhöhung des Wirkungsgrades, was dadurch erklärlich scheint, dass bei den bekannten Maschinen das Fördergut nicht zwischen die beiden Rotorscheiben eintreten konnte bzw. um diese Scheiben aussen herum strömen musste. Durch die erfindungsgemäss angeordneten Aussparungen kann nunmehr ein Teil des Fördergutes zwischen die beiden Scheiben eintreten und wird dort zufolge der Fliehkraft nach aussen gegen das Innere der Scheiben gedrängt, ein anderer Teil strömt wie bisher aussen an die Scheiben vorbei.
Hiedurch wird auch erreicht, dass die in zwei Teile unterbrochene Scheitelkante über ihren Radialbereich an allen Stellen eine gewisse Umfangsgeschwindigkeit aufweist, so dass neben der aufspaltenden Wirkung derjenige Teil der Scheitelkante, der keine bzw. nur ganz geringe Umfangsgeschwindigkeiten aufweist und eine Stauwirkung hervorrufen könnte, durch die sich öffnenden Aussparungen eliminiert worden ist. Auf diese Weise wird selbst bei schwierigsten Stoffen ein Festsetzen bzw.
Verstopfen vermieden.
Es ist zwar schon eine Vorrichtung zum Zerkleinern und gleichzeitigen Fördern von Stoffen verschiedener Art bekanntgeworden, die einen Rotor aufweist, der aus mehreren, auf einer konzentrischen, im Gehäuse umlaufenden Welle schräg angeordneten Scheiben besteht, wobei mindestens eine der Schrägscheiben mit Durchbrechungen versehen ist. Es handelt sich dabei jedoch nicht um Scheiben, die eine Scheitelkante bilden und die Durchbrechungen können demnach auch nicht nach dem Mittelbereich der Scheitelkante zu offen sein. Bei der bekannten Vorrichtung ist daher nicht nur die Anordnung der Aussparungen, sondern auch deren Wirkungsweise eine gänzlich andere als bei der Erfindung. Im Zusammenhang mit den erfindungsgemässen Aussparungen können allerdings auch zusätzliche Durchbrechungen nach Art der bekannten Vorrichtung vorgesehen sein.
Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen und aus den Patentansprüchen. In den Zeichnungen zeigt : Fig. l einen Axialschnitt durch eine Vorrichtung mit im spitzen Winkel zueinander angeordneten eben flächigen Halbscheiben, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Teiles einer andern Ausführungsform mit gewölbten Halbscheiben, Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ausführungsform im Axialschnitt einschliesslich des ganzen Gehäuses und mit kegelig ausgebildetem Gehäuse, Fig. 4 eine andere Ausführungsform mit zusätzlichen, kreuzförmig angeordneten Scheiben, Fig. 5 eine der Fig.
2 ähnliche Ausführungsform, wobei der Eintrittsstutzen mit dem Eintrittsdeckel und die beiden Halbscheiben perspektivisch dargestellt sind, und bei welcher am Deckel Rillen angeordnet sind, Fig. 6 eine Draufsicht auf eine der Halbscheiben mit zusätzlichen Durchbrechungen, Fig. 7 eine der Fig. 2 ähnliche Ausführungsform, bei welcher das Gehäuse als abgeplattete Kugel ausgebildet ist, Fig. 8 eine weitere Ausführungsform im Radialschnitt, bei welcher das Gehäuse von einem Mantel umschlossen ist, und Fig. 9 einen Axialschnitt durch die Vorrichtung nach der Linie VIII-VIII der Fig. 8.
Nach der Ausführungsform der Fig. 1 ist innerhalb eines zylindrischen Gehäuses --1-- auf einer Antriebswelle--3--mittels eines Befestigungskreuzes--29--ein Rotor--2--Siegend gelagert, der aus zwei ebenen, unter einem spitzen Winkel zueinander und symmetrisch zur Welle --3-- angeordneten Halbscheiben--5--besteht, deren freie Kanten--6--mit Zähnen--7--ausgerüstet sind, die in
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Umfangsrillen-8-eingreifen.Scheitelkante --9-- geht je eine Aussparung--12--aus, die sich vorzugsweise etwa bis zur Mitte--13-einer jeden Halbscheibe erstreckt.
Durch diese Ausgestaltung wird einmal erreicht, dass das eintretende Gut zum Teil an der Scheitelkante --9-- beim Auftreffen auf dieselbe in zwei Ströme unterteilt wird, die an der Aussenfläche einer jeden Halbscheibe--5--entlangströmen, um durch sie in Rotation versetzt zu werden, das Gut wird daher an der
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Aussenfläche einer jeden Halbscheibe unter Zentrifugalkraftwirkung nach aussen geschleudert, um hier in den
Bereich der Umfangsrillen --8-- zu gelangen und in diesen unter Zusammenwirken mit den Zähnen-7- an den Halbscheiben--5--zerkleinert, homogenisiert und gemischt zu werden.
Die Aussparungen--12--haben den Zweck, einem Teil des zu behandelnden Gutes, u. zw. demjenigen Teil, der sich in der Nähe des Zentrums des Einlaufstutzens--14--befindet, zunächst eine ungestörte Weiterbewegung in der Einströmrichtung --15-- zu gestatten, so dass diese Teile in den Innenraum--16-- zwischen den beiden Halbscheiben--5--gelangen, um hier von den Innenflächen der Halbscheiben--5-erfasst und unter der Zentrifugalkraftwirkung nach aussen geschleudert zu werden. Auch diese Teile des zu behandelnden Gutes gelangen somit schliesslich in den Bereich der Umfangsrillen --8-- und der Zähne --7-und werden hier zerkleinert, manipuliert usw.
Die Aussparung --12-- hat den weiteren Vorteil, dass im Nachbarbereich der Drehachse, in welchem die Umfangsgeschwindigkeit an den einzelnen Punkten der Scheitelkante --9-- gering, zum Teil praktisch Null ist, das zu behandelnde Gut durch die Aussparung hindurch ungehindert in den Innenraum --16-- gelangt, so dass hier keine nachteiligen Stauungen entstehen können, und nur diejenigen Teile der Scheitelkante-9--, die höhere Umfangsgeschwindigkeiten haben, von dem durch den Eintrittsstutzen --14-- auf die Scheitelkante --9-- treffenden Gut von dieser Kante nicht nur geteilt, sondern gleichzeitig auch weiterbewegt werden.
Fig. 2 zeigt eine der Fig. 1 ähnliche Vorrichtung, bei der die Halbscheiben-5-gewölbt sind.
Nach Fig. 3 ist das Gehäuse-17-kegelig ausgebildet, so dass der kleinste Kegeldurchmesser-18-- dem Innendurchmesser--19--des Eintrittsstutzens--14--entspricht. Dadurch wird die Gefahr des Verstopfens in noch vollkommenerer Weise vermieden, weil das Gehäuse der Keilform des Rotors--2-angepasst ist.
Die konische Ausbildung des Gehäuses hat den besonderen Vorteil, dass das eintretende zu behandelnde Gut auf den Ringrippen, d. h. den Steigkanten zwischen den Ringnuten, auf immer grössere Durchmesser gelangt und damit auch immer grösseren Zentrifugalkräften ausgesetzt wird. Dadurch wird erreicht, dass der Übergang vom Eintrittsstutzen her nicht so abrupt bis zu dem vollen radialen Rillendurchmesser ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die an sich durch den Rotor in Richtung vom Eintrittsstutzen auf die Lagerstelle der Antriebswelle hin verursachte Verengung im Innern des Gehäuses durch die konische Erweiterung in gewissem Umfang wieder ausgeglichen wird, so dass die Gefahr einer Verstopfung weitgehend vermieden wird.
Im Hinblick auf die Konizität des Gehäuses muss auch die Verzahnung an dem Rotor sinngemäss konisch gestaltet sein. Durch diese Ausgestaltung der Vorrichtung werden in besonders wirkungsvoller Weise auch faserige Bestandteile zerrissen, die von den sonst üblichen Schlagmühlen nicht zerkleinert werden. Auch Sehnen aus Schlachtabfällen sowie Fleisch und besonders zähe Textilien aus Kunstfasern, wie Nylon, Perlon usw. werden durch die erfindungsgemässe Einrichtung ohne weiteres zerkleinert. Auch das ungemein widerstandsfähige Stroh kann mit der erfindungsgemässen Vorrichtung hochgradig verfeinert werden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 4 sind an der der Welle zugekehrten Seite der Halbscheiben-25--
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-32-- in dieDiese Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Stoff noch intensiver in Rotation versetzt wird, dass die manipulierende Wirkung der beiden Halbscheiben --5-- durch die Radialscheiben-30-unterstützt wird und dadurch besonders günstige Zerkleinerungs- und Homogenisierungseffekte erreicht werden.
Entsprechend der perspektivischen Darstellung der Fig. 5 sind an der Scheitelkante besondere Zähne vorgesehen, die in konzentrisch zur Gehäuseachse verlaufende Ringrillen --41-- an der Innenfläche des Eintrittsdeckels--42--eingreifen. Genauso können die beiden rückwärtigen Kanten--43--des Rotors --2-- mit Zähnen versehen werden, die in Ringrillen am lagerseitigen Deckel des Gehäuses eingreifen. Hiebei können sowohl am Eintrittsdeckel--42--als auch am lagerseitigen Deckel Querkanäle --44-- vorgesehen sein.
Durch die Zähne-39-wird in Verbindung mit den Rillen --41-- und den Querkanäle-44- mit Sicherheit vermieden, dass im Bereich der beiden Innenflächen der Deckel Verklemmungen entstehen und ein Festfahren des Rotors eintreten kann.
Nach Fig. 6 können an den Halbscheiben. --5-- ausser der Aussparung --12-- Durchbrechungen - verschiedenartiger Gestalt vorgesehen sein, durch die einmal der Widerstand bei besonders dickem Fördergut herabgesetzt wird, weil Teile dieses Fördergutes bei den Umlaufbewegungen der Halbscheibe hindurchtreten können, zum andern haben diese Durchbrechungen auch noch einen zusätzlichen Zerkleinerungseffekt, da insbesondere an den Kanten der Durchbrechungen durch Aufprall- und Knetvorgänge das Gut zerkleinert, homogenisiert u. dgl. wird. Ausserdem entstehen dadurch erheblich grössere Turbulenzen innerhalb des Gutes, die für das Aufbereiten von Vorteil sind.
Nach Fig. 7 wird dem Gehäuse im Axialquerschnitt die Gestalt eines Rotationskörpers, insbesondere einer Kugel, gegeben, wobei der Rotor--2--mit Zähnen--46--in entsprechende Ringrillen--47--an der Innenfläche des Gehäuses eingreift.
Die rotationskörperartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die gewölbte Gestalt der Halbscheiben
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- den gewölbten Innenflächen des Gehäuses gegenübersteht, derart, dass im radialen Querschnitt im wesentlichen ellipsenähnliche Aufnahmeräume für das zu behandelnde Gut entstehen, die in den Zeichnungen jeweils durch einen strichpunktierten Linienzug umrandet sind. Dadurch werden Wirbelwirkungen innerhalb des Gutes erzielt, die einen besonders günstigen Zerkleinerungseffekt verursachen.
Nach der Ausführungsform der Fig. 8 und 9 bewegt sich der Rotor--2--in einem mit Durchbrechungen - versehenen zylindrischen Gehäuses das von einem Mantel --57-- umschlossen ist. Auf diese Weise lässt sich das Gut nicht nur zerkleinern, sondern auch sichten, da die Durchbrechungen-58siebartig wirken und das feiner zerkleinerte Gut in den Mantelraum--57--zwischen dem Gehäuse--56-- und dem Mantel --57-- gelangt, aus dem es durch den nach unten gerichteten Austrittsstutzen-68abgeführt wird, während der nicht so weitgehend zerkleinerte Teil des Gutes über den seitlichen Innenstutzen --61-- in den zugehörigen Austrittsstutzen --62-- gelangt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Zerkleinern, Aufbereiten, Behandeln, Pumpen u. dgl. von Stoffen verschiedener Art, bestehend aus einem zylindrischen, kegeligen od. dgl. Gehäuse mit axialem Eintrittsstutzen und radialem bzw. tangentialem Austrittsstutzen, wobei in dem Gehäuse ein Rotor umläuft, der mindestens aus zwei Halbscheiben besteht, die jeweils paarweise symmetrisch schräg zur Wellenachse und geneigt zueinander derart auf der Welle befestigt sind, dass ihre jeweils eine Scheitelkante bildende gemeinsame Verbindungslinie die Wellenachse kreuzt
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