CN105451885B - 横流冲击装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使可倾倒饲料或食料中的昆虫失活的冲击装置(1)，该冲击装置具有壳体(2)，所述壳体具有用于待处理物料的至少一个进口(3)和至少一个出口(4)，所述冲击装置还具有滚筒(6)，所述滚筒布置在壳体(2)内并能绕转轴(5)转动，其中多个第一种叶片元件(9)布置在滚筒(6)的两个端件(7,8)之间，所述第一种叶片元件大致平行于转轴(5)延伸且具有冲击面(10)，其中该滚筒(6)部分地被壳体(2)的壁(11)周向围绕，且所述至少一个进口(3)和至少一个出口(4)在该壁(11)中形成。

Description

横流冲击装置

技术领域

本发明涉及使可倾倒饲料或食料中昆虫失活的冲击装置和方法。

本发明意义上的“可倾倒饲料或食料”是指粉末状和颗粒状的饲料、食料及其混合物，更优选是谷物碾磨产品如面粉、粗粒小麦粉、粗粉、淀粉等不希望受昆虫侵扰的产品。

本发明意义上的“昆虫”是指处于任一生长阶段的昆虫，例如昆虫幼虫、虫蛹、成年昆虫尤其是昆虫卵。上述昆虫位于可倾倒饲料或食料中。

本发明意义上的“失活”尤其是指杀死昆虫尤其是昆虫卵。然而，杀死不是绝对必要的。昆虫也能以在离开本发明装置或实施本发明方法不久后相继死亡的方式受伤。重要的是昆虫将不再有能力侵扰经过处理的饲料或食料。

背景技术

这种类型的装置是已知的，例如由申请人Bühler AG CH-9240乌兹维尔的文献WO91/11260公开。这种装置用于使昆虫尤其是昆虫卵失活。昆虫卵的尺寸范围与饲料或食料相似(通常在0.08毫米(mm)到0.6mm之间)，所具有的三维形状也与饲料或食料相似(通常为椭圆形)，因此，使用例如分离器的装置不能将昆虫卵从饲料或食料中分离出。

如文献WO91/11260的图5-8所示，待处理的饲料或食料(以下称为待处理物料)沿轴向(40)被送入冲击机器的冲击板转轴区域，之后在快速转动的冲击板作用下转变方向并加速径向(41)向外。

在这种情况下，待处理物料穿过冲击板区域，区域内构造有多个具有圆形横截面的冲击销。位于待处理物料中且对冲击非常敏感的昆虫也穿过上述区域，在这种情况下被冲击销截住并被冲击能量破坏。

经过处理的饲料或食料(以下称为处理后物料)随后被壳体壁挡住，之后沿着相同的壳体壁流动，直至到达沿冲击板切向布置的出口并离开冲击机器。

但这种冲击机器在很多方面差强人意，尤其是因为它不能以简单方式适应使用者的要求。

因为物料的轴向-径向转向使得冲击机器的轴向延伸仅有限地针对目的，故为了提高处理量须提供有更大直径冲击板的冲击机器。然而，关于冲击板直径的增大也存在限制，尤其是因为附加的必要驱动功率与处理量增加不相称。因此，一台或多台机器被并联以增大处理量。

这种冲击机器也不能被认定为最适宜流体流通。因为物料以轴向-径向方式重新定向以及冲击销的构造，会产生紊乱流动，从而延长物料在冲击机器内的平均驻留时间。这反过来会影响物料颗粒尺寸分布，而颗粒尺寸分布本应尽可能保持不变。

发明内容

因此，本发明的任务是提供如前所述类型的装置和方法，避免已知方案的缺点，尤其能够以简单且成效比高的方式适应使用者要求。

根据本发明的装置及根据本发明的方法也应改善流动性，基本不改变颗粒尺寸分布，简化过程设计，但仍然确保几乎所有昆虫可靠失活。

通过独立权利要求所述的特征完成上述任务。

第一种叶片元件在两个端件之间大致平行于滚筒转轴延伸。但由加工决定地可能有平行度偏差。也可以规定第一种叶片元件如此具有曲率，在第一种叶片元件的朝向所述端件的端区处的距转轴的径向距离大于在第一种叶片元件的中部的距转轴的径向距离。因此，由离心力决定的滚筒在运行中的扩张能被抑制。

叶片元件的冲击面是指当本发明装置运行时待处理物料和昆虫在此受到冲击的面。

根据本发明，至少一个进口和至少一个出口布置在壳体壁上，壳体壁部分地(即除了进口和出口所在区域)周向包围该滚筒。因此，壁形成滚筒的外壳。

因为滚筒被构造成具有两个端件和一个允许待处理物料经过的开放周面以及设有允许物料的基本沿径向供入和排出的所述至少一个进口和至少一个出口，故待处理物料两次穿过由第一种叶片元件构成的第一冲击区域。

与根据现有技术的装置时的情况相比，待处理物料的流通性不太紊乱，这是因为物料不会以轴向-径向方式转向。因此，待处理物料的平均驻留时间能被缩短，这一方面导致更好的过程设计，另一方面不会明显改变颗粒尺寸分布。另外，基本沿径向供料和排料能使该装置更好地适应期望的处理量，做法是根据需要沿轴向延长该滚筒。因此，在本发明装置运行时也可以实现节能，尤其是在处理量非常大的情况下。

进一步优选地，所述至少一个进口和至少一个出口被布置为关于转轴彼此错开大于90°且小于270°，优选错开约180°角。

因此，随着物料在滚筒内因冲击过程绘出近似弧形的路径，物料至少相对于壳体的大致直线前行是有可能的，且产物不会经历根据现有技术的装置的在流动技术方面所不期望的轴向-径向的方向转变。

第一种叶片元件优选具有基本平坦的冲击面。基本平坦的冲击面是指因表面略微隆起或结构化而可能不同于完全平面的冲击面。因此，基本平坦的冲击面还可以进一步改善冲击性能和待处理物料的流通性。冲击面最好具有在5mm到25mm之间、更优选在10mm到20mm之间的宽度，即沿转轴横向的延伸尺寸。

进一步优选地，第一种叶片元件具有基本矩形的横截面。这不排除其它情况，例如第一种叶片元件的边缘可被倒圆或倒角。因此，可以实现滚筒的简单制造，因为能使用标准型材。

第一种叶片元件与该端件固定连接，尤其是焊接。作为替代或补充，也可将第一种叶片元件装到端件的相应形成的缺口和/或开口中并随后将其焊接或以其它方式如借助已知的紧固件如螺丝或类似物来固定。滚筒也可以至少部分是浇铸制造的。根据滚筒尺寸，也可以规定第一种叶片元件只与两个端件之一、尤其是设于驱动侧的端件固定连接。

第一种叶片元件更优选地以大致直线方式在两个端件之间延伸。也可以想到第一种叶片元件在滚筒轴向上至少部分具有螺旋形或涡旋形走向。

更优选地，第一种叶片元件的冲击面相对于滚筒半径倾斜0°到45°。这意味着限定或至少基本表征冲击面的平面例如因冲击面是结构化构成的而轻微隆起或在边缘被倒角或倒圆，且与冲击面相交的滚筒半径形成锐角，角距在0°到45°之间。该角距更进一步优选地在0°到10°之间。

此外，第一种叶片元件最好如此布置，该冲击面“朝下”，即冲着滚筒的转轴。第一种叶片元件的这种布置可以实现使待处理物料流动性的进一步提升，这是因为撞到冲击面在供料和排料过程中都是以最佳角度实现的。与根据现有技术的装置时的情况相比，待处理物料的流动性仍保持不太紊乱，结果就是前文已经提过的优点。

此外也优选地，第一种叶片元件在关于转轴的径向上基本等间距布置。因此，第一种叶片元件位于一圆柱体的假想周面上。相邻的第一种叶片元件还优选地彼此间基本等间距布置。上述优选实施方式容许待处理物料在滚筒整个周向上具有基本不变的流通量，不会在进口区和/或出口区和/或滚筒内部形成物料扬尘。

本发明的又一个优选实施方式规定，大约平行于转轴延伸的多个第二种叶片元件被布置在该滚筒的端件之间。

在此须注意，上述有关第一种叶片元件的设计和进一步方案也适用于第二种叶片元件。

第二种叶片元件也最好具有叶片表面，该叶片表面更优选地被构造为基本平坦的且还更优选地能作为冲击面，第二种叶片元件还具有斜面，其中该叶片表面和斜面在边缘优选在锐边处相交，该边缘指向滚筒转动方向。叶片表面优选具有在5mm到25mm之间、更优选地在10mm到20mm之间的宽度，即沿转轴横向的空间延伸尺寸。更优选地，第二种叶片元件的叶片表面宽度与第一种叶片元件的冲击面宽度大致相当。

优选地，第二种叶片元件具有基本呈梯形尤其是正交梯形的横截面。上述横截面能够积极影响待处理物料的流动性，尤其当第二种叶片元件布置在滚筒边缘区域中时。

第二种叶片元件最好由与第一种叶片元件相同的矩形标准型材制造，做法是该矩形标准型材的边缘被切削加工而形成一个相对于标准型材的基面倾斜的平面。

更优选地，第二种叶片元件在两个端件之间基本直线延伸。然而，第二种叶片元件不一定必须具有与第一种叶片元件相同的走向。可以规定，例如第一种叶片元件以螺旋或涡旋式走向延伸，而第二种叶片元件基本直线延伸，或反过来。

更优选地，第二种叶片元件的叶片表面相对于滚筒半径倾斜15°到75°。这意味着限定或至少大致表征冲击面的平面例如因叶片表面结构化构成而轻微隆起或在边缘被倒角或倒圆，且与叶片表面相交的滚筒半径形成一角度，角距在15°到75°之间。上述角距更优选地在40°到60°之间。

此外，优选如此布置所述第二种叶片元件，该冲击面“朝下”，即对准滚筒的转轴。

此外，第一种叶片元件最好关于转轴的径向基本等间距布置。

进一步优选地，相邻的第二种叶片元件相互间基本等间距布置。

另一个更优选的实施方式规定，第一种叶片元件和第二种叶片元件分别交替地沿滚筒的周向布置。这意味着，当沿滚筒径向看即看向周面时，总有一个第一种叶片元件布置在两个第二种叶片元件之间，反之亦然。因此，第一种叶片元件的数量与第二种叶片元件的数量相当。

特别优选的是，每1米(m)滚筒直径的第一种或第二种叶片元件的比例在40至70之间。

此外，本发明更优选地规定了，在转轴径向上，第二种叶片元件位于第一种叶片元件的外侧。因此，待处理物料从已可在此进行物料处理的第二种叶片元件区域到达物料在此与冲击面接触的第一种叶片元件。在冲击时发生的转向和滚筒转动导致物料从滚筒中被甩出，随后沿壳体壁向出口方向流动。

在此优选可以规定，第一种叶片元件的最大径向延伸尺寸与第二种叶片元件的最小径向延伸尺寸大致相当。

第一种和第二种叶片元件的这种优选布置造成横流鼓风机的基本原理被用在本发明装置中。第二种叶片元件产生轻微吸力，从而使待处理物料进入壁并最终进入滚筒。

但与横流式鼓风机不同，该滚筒须避免空气变得过于紊乱，否则滚筒内的流动性变得太紊乱且会延长平均驻留时间。也重要的是，尤其在进口区域内不会形成空气垫，空气垫会妨碍物料供给，在最糟糕情况下可能阻塞供给管线地封堵住物料。

使昆虫失活所必需的冲击能量基本上在撞击到第一种叶片元件的冲击面时产生。但根据布置结构，第二种叶片元件的叶片表面也可让昆虫因撞击到叶片表面而失活。

更优选地，周向包围滚筒的壳体壁基本上具有圆柱体周面的形状。除此之外的部分可构成所述至少一个进口和至少一个出口的区域，其在流动技术方面可被优化，例如以避免空气和/或物料被搅起或以更好排出物料。

进一步优选地，在周向包围滚筒的壳体壁和径向最靠外的第一种和/或第二种叶片元件之间的间隙宽度优选在5mm到20mm之间，更优选地在10mm到15mm之间。

周向包围滚筒的壁可以在所述至少一个进口和/或至少一个出口的区域中配备有刮板元件。在所述至少一个进口区域内的刮板元件如此布置：待处理物料移入滚筒内而不是进入滚筒和壁之间的间隙。因此，这可确保物料流动穿过滚筒，至少两次被第一和/或第二种叶片元件的冲击面截住。

在所述至少一个出口的区域中的刮板元件如此布置，经过处理的物料被送出壳体。因此，这可确保现在经过处理的物料能离开装置且平均驻留时间不会受到不利影响。

在刮板元件与第一种和/或第二种叶片元件之间的沿转轴径向的间隙宽度优选为0.5mm到5mm之间，更好是在1mm到3mm之间。

为了提高滚筒稳定性，在所述端件之间优选设置其它的加强件，其与第一种和/或第二种叶片元件连接并在运行工作时能抑制第一种和/或第二种叶片元件的径向扩张。

该加强元件优选以圆环形盘的形式构成。

更优选地，该端件以基本完整的面的形式构成。这不排除可能存在例如用于法兰安装驱动装置或固定第一种和/或第二种叶片元件的开口。

在进一步优选的实施方式中，本发明的装置也能在配备有气动输送系统的设备中运行。此时最好规定，滚筒转轴不像通常那样水平布置，而是也可竖直或以任意倾斜角度布置。

所述至少一个进口和至少一个出口优选基本在滚筒的整个轴向长度上延伸。或者可以设有多个进口和/或多个出口，它们仍然优选地也基本在滚筒的整个轴向长度上延伸。

更进一步优选地，所述至少一个进口的关于滚筒的轴向延伸尺寸小于第一种和/或第二种叶片元件的轴向延伸尺寸。更优选地，所述差异在上述端件区域中分别在1mm到25mm之间，更优选地在3mm到13mm之间。因此阻止待处理物料在流入装置时进入相应端件和壳体端壁之间的间隙。

在优选实施方式中，滚筒直径在300mm到600mm之间。此时优选在60mm到600mm之间的轴向长度，这允许高达50吨/小时的待处理物料处理量。

根据实施方式的不同，如此选择滚筒转速：第一种叶片元件的冲击面和/或第二种叶片元件的叶片表面具有超过60米/秒(m/s)的圆周速度；优选地，该圆周速度在65m/s到85m/s之间；更优选的是该圆周速度在70m/s到80m/s之间。

本发明的装置还进一步优选规定了，至少两个滚筒轴向并排地相互连接以形成滚筒组。优选地，这些滚筒优选在所述两个端件之一处法兰安装在一起。因此，本发明的装置能以模块化方式构成。另外，该壳体也可是模块化设计的。因此，通过将滚筒和壳体模块相互紧靠排列，滚筒组长度能适应期望的处理量。

本发明方法的特点是给配备有多个冲击面并绕转轴转动的滚筒在关于该转轴的大致径向的方向上供应待处理物料。

与根据现有技术的方法时的情况相比，流动性不太紊乱，因为不会产生轴向-径向的转向。

于是，物料优选不沿轴向离开滚筒。

此外，本发明规定了将横流鼓风机转子或类似横流鼓风机装置用于使可倾倒饲料或食料中的昆虫失活的用途。

任何能使待处理物料以基本径向方式供入或排出的装置且尤其对待处理物料产生或多或少的显著吸力的装置都可被用作横流鼓风机转子。

附图说明

以下将依据优选实施例结合附图来更好地描述本发明，其中：

图1示出具有法兰安装电机的本发明优选实施例的立体剖视图；

图2示出该装置的第二优选实施例的滚筒的横剖视图；

图3示出图2的滚筒的侧视图；

图4示出叶片元件的细节图；

图5示出本发明装置的第二实施例的滚筒和壳体的横剖视图；

图6示出具有法兰安装电机的本发明装置的第三实施例的侧视图，在此以剖视图示出该装置。

具体实施方式

图1示出装置1，其基本上由壳体2和滚筒6组成。

壳体2能根据应用目的以一件式或多件式形式构成。

壳体2具有进口2和出口4用于供入和排出待处理物料，它们分别由箭头示意性示出并且基本上在滚筒6的整个轴向长度上延伸。

优选地，进口3和出口4在滚筒6的整个轴向长度上基本上分别具有大致恒定的宽度。

滚筒6由两个端件7和8组成，在此只能看到端件7的整体。

多个叶片元件9和12延伸于端件7和8之间，即延伸在滚筒6纵向上，大致与滚筒6的转轴5平行。

上述叶片元件可以在图2、图4和图5中更好地看到。

这里有两种叶片元件，即，第一种叶片元件9和第二种叶片元件12，为了简单起见，只用附图标记标示了其中的一部分。

每个第一种叶片元件9具有基本平坦的冲击面10，这些第一种叶片元件都均匀散布在滚筒6的周围，并形成第一叶片区域。

每个第二种叶片元件12具有基本平坦的叶片表面13，这些第二种叶片元件都均匀散布在滚筒6周围，并形成第二叶片区域。每个第二种叶片元件12也具有平坦的或弧形的斜面15，叶片表面13和斜面15在锐边处相交，该锐边指向滚筒的转动方向。

第一种叶片元件9和第二种叶片元件12均以转轴5为中心同轴布置，当沿径向看时，第二种叶片元件12位于第一种叶片元件9的外侧。

第一种叶片元件9具有基本呈矩形的横截面，其中，横向于第一种叶片元件9纵向的最宽面构成冲击面10。

第二种叶片元件12具有基本呈正交梯形的横截面，第二种叶片元件12的相互平行面(基面)中的最宽面构成冲击面13。

垂直于第二种叶片元件12的两个基面的平面14指向滚筒6的转轴5，就是说，沿径向看，平面14距转轴5的距离小于其它不垂直于第二种叶片元件两个基面的平面15(即斜面)距转轴的距离。

在由冲击面9限定的平面和经过第一种叶片元件9重心的滚筒6半径之间的角距α大约在0°到10°之间。

在由叶片表面13限定的平面与滚筒6半径之间的角距β大约在40°到60°之间，所述滚筒半径大致垂直于第二种叶片元件12的斜面15。

这样布置第一种叶片元件9和第二种叶片元件12，冲击面9和叶片表面13分别面向转轴。

第一种叶片元件9的数量与第二种叶片元件12的数量相对应。在这种情况下，在500mm滚筒直径中分别有27个第一或第二种叶片元件。

滚筒6如图5所示基本上被壳体2的壁11周向包围。

在壁11和端件7的最大尺寸之间的间隙宽度16优选在1mm到10mm之间。

在壁11和斜面15之间最小径向距离17优选在10mm到15mm之间。

优选沿滚筒6的整个轴向长度延伸的刮板元件18被布置在进口3区域内。

刮板元件18优选如此布置，即，刮板元件18和第二种叶片元件12之间的径向间隙在1mm到3mm之间。

优选沿滚筒6的整个轴向长度延伸的刮板元件19也被布置在出口3区域中。

刮板元件19也优选如此布置，即，刮板元件19和第二种叶片元件之间的径向间隙在1mm到3mm之间。

进口3优选如此布置，即，切掉该壁11的弧形部分露出进口3的角距ε在35°到50°之间。

以优选的方式，出口4以以下方式布置：切掉该壁11的露出出口4的弧形部分的角距ζ在40°到55°之间。

在这种情况下，进口3和出口4如此相对布置，即，角距η在155°到170°之间。

因此，物料以基本不转向的方式经过装置1。

装置1的一个特殊实施例如图6所示。滚筒6通过用标记21示意性标示的套筒结构21被法兰安装在电机20上。

从图1和图6中可看到，滚筒6仅活动支承在设于电机侧的端件8上。

但可以规定，根据滚筒6的轴向长度和/或直径，也在设于非电机侧的端件7上实现支承。

为了支承该端件7，也可使用延伸于滚筒6整个轴向长度的杆或轴。

还设有加强件22，其呈圆环形盘形式并与第一种叶片元件9和第二种叶片元件12连接。

加强件22提高滚筒6的稳定性，减轻运行过程所产生的振动，防止叶片元件9、12弯曲，从而防止滚筒6在离心力作用下径向扩张。

Claims (22)

1.一种用于使可倾倒饲料或食料中的昆虫失活而基本不改变其颗粒尺寸分布的冲击装置(1)，该冲击装置具有壳体(2)，该壳体分别具有用于待处理物料的至少一个进口(3)和至少一个出口(4)，该冲击装置还具有能绕转轴(5)转动地设置在该壳体(2)内的滚筒(6)，其中多个第一种叶片元件(9)布置在该滚筒(6)的两个端件(7,8)之间，所述第一种叶片元件大致平行于该转轴(5)延伸且具有冲击面(10)，并且该滚筒(6)部分地被该壳体(2)的壁(11)周向包围，且所述至少一个进口(3)和至少一个出口(4)在包围所述滚筒的该壁(11)的间隔开的周向区域处形成。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征是，所述至少一个进口(3)和至少一个出口(4)被布置成关于该转轴(5)彼此错开大于90°且小于270°。

3.根据权利要求2所述的装置(1)，其特征是，所述至少一个进口(3)和至少一个出口(4)被布置成关于该转轴(5)彼此错开180°。

4.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征是，所述第一种叶片元件(9)具有宽度在5mm到25mm之间的基本平坦的表面(10)并具有基本呈矩形的横截面。

5.根据权利要求4所述的装置(1)，其特征是，所述基本平坦的表面(10)具有在10mm到20mm之间的宽度。

6.根据前述权利要求1或2所述的装置(1)，其特征是，所述第一种叶片元件(9)的冲击面(10)相对于该滚筒(6)的半径倾斜0°到45°。

7.根据前述权利要求6所述的装置(1)，其特征是，所述第一种叶片元件(9)倾斜0°到10°。

8.根据前述权利要求1或2所述的装置(1)，其特征是，所述第一种叶片元件(9)关于该转轴(5)沿径向基本等间距布置。

9.根据前述权利要求1或2所述的装置(1)，其特征是，相邻的第一种叶片元件(9)相互间基本等距离地布置。

10.根据前述权利要求1或2所述的装置(1)，其特征是，平行于所述转轴(5)延伸的多个第二种叶片元件(12)布置在所述滚筒(6)的端件(7,8)之间。

11.根据权利要求10所述的装置(1)，其特征是，所述第二种叶片元件(12)具有宽度在5mm到25mm之间的基本平坦的叶片表面(13)以及斜面(15)，其中所述叶片表面(13)与斜面(15)在边缘处相交，所述边缘指向该滚筒的转动方向。

12.根据权利要求11所述的装置(1)，其特征是，所述第二种叶片元件(12)具有在10mm到20mm之间的宽度。

13.根据权利要求11所述的装置(1)，其特征是，所述叶片表面(13)与斜面(15)在锐边处相交。

14.根据权利要求11所述的装置(1)，其特征是，所述第二种叶片元件(12)具有基本呈梯形或正交梯形的横截面。

15.根据权利要求10所述的装置，其特征是，所述第二种叶片元件(12)的叶片表面(13)相对于该滚筒的半径倾斜15°到75°。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征是，所述第二种叶片元件(12)的叶片表面(13)倾斜40°到60°。

17.根据权利要求10所述的装置(1)，其特征是，所述第二种叶片元件(12)关于该转轴(5)沿径向基本等间距布置。

18.根据权利要求10所述的装置(1)，其特征是，所述第一种叶片元件(9)和第二种叶片元件(12)分别交替沿该滚筒(6)的周向布置。

19.根据权利要求10所述的装置(1)，其特征是，在关于所述转轴(5)的径向上，所述第二种叶片元件(12)位于所述第一种叶片元件(9)的外侧。

20.根据权利要求19所述的装置(1)，其特征是，在所述至少一个进口(3)和/或至少一个出口(4)的区域内，该壁(11)具有至少一个刮板元件(18,19)，其中在该刮板元件(18,19)和所述第二种叶片元件(12)之间的沿该转轴的径向的间隙宽度在0.5mm到5mm之间。

21.根据权利要求20所述的装置(1)，其特征是，所述径向的间隙宽度在1mm到3mm之间。

22.一种使可倾倒饲料或食料中的昆虫失活而基本不改变其颗粒尺寸分布的方法，使用根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征是，所述方法包括以下步骤：

-给配备有多个冲击面且绕转轴(5)转动的滚筒(6)周向供应待处理物料，所述周向供应是在关于所述滚筒的该转轴的基本径向的方向上。