DE102009020714A1 - Vorrichtung zum Bearbeiten von Aufgabegut - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen, Mahlen, Trocknen, Desagglomerieren, Zerkleinern oder Coatieren von Aufgabegut mit einem innerhalb eines Gehäuses (1) um eine Achse (4) drehenden Rotor (18, 18') und einem den Rotor (18, 18') unter Einhaltung eines radialen Arbeitsspalts (36) umgreifenden, gegenüber dem Gehäuse (1) ortsfesten Stator. Der Rotor (18, 18') weist über seine Mantelfläche verteilte Rotorwerkzeuge (23) auf, deren wirksame Kanten zur Zerkleinerung des Aufgabeguts mit den Statorwerkzeugen (20) am Innenumfang des Stators zusammenwirken. Dabei wird das Aufgabegut im Trägergasstrom dem Arbeitsspalt (36) zugeführt. Zur wirkungsvollen Bearbeitung des Aufgabeguts wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in die Mantelfläche des Rotors (18, 18') eine Vielzahl von Vertiefungen (24) eingebracht ist, wobei Bereiche zwischen zwei benachbarten Vertiefungen (24) Stege (26, 27) ausbilden, die die wirksamen Kanten der Rotorwerkzeuge (23) bilden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Aufgabegut gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Vorrichtungen dieser Art sind dem Gebiet der mechanischen Verfahrenstechnik zuzuordnen. Dabei geht es darum, einen Ausgangsstoff in seiner Form, Größe und/oder Zusammensetzung zu verändern. Beispielsweise wird ein Ausgangsstoff beim Zerkleinern, Mahlen oder Desagglomerieren von einer Ursprungsgröße in eine demgegenüber kleinere Form gebracht. Bei Mischen werden unterschiedliche Komponenten im Aufgabegut so aufbereitet, dass am Ende eine einheitliche Volumenverteilung erzielt wird. Beim Coatieren oder Trocknen wird mit der Bearbeitung des Aufgabeguts gezielt Wärme in das Aufgabegut eingetragen, um ein Umschließen einzelner Partikel und/oder ein Verdunsten von Restfeuchte im Aufgabegut zu erreichen.
  • In Abhängigkeit von der Art des Aufgabeguts und der Art der Bearbeitung sind gattungsgemäße Vorrichtungen mit geeigneten Bearbeitungswerkzeugen ausgerüstet, die durch den intensiven Kontakt mit dem Aufgabegut einem mehr oder minder starken Verschleiß unterworfen sind, der sich ab einem bestimmten Ausmaß negativ auf die Qualität des bearbeiteten Endprodukts auswirkt. Aus diesem Grund sind bei bekannten Vorrichtungen die Bearbeitungswerkzeuge lösbar in der Vorrichtung befestigt, um in regelmäßigen Zeitintervallen einen Austausch der verbrauchten Bearbeitungswerkzeuge vornehmen zu können. Gleichzeitig liegt es im Bestreben der Betreiber die Werkzeugwechselzeiten im Sinne eines wirtschaftlichen Betriebs zu minimieren, um einen Produktionsausfall infolge Stillstandszeiten der Vorrichtung in Grenzen zu halten.
  • Aus der DE 35 43 370 A1 ist eine luftdurchströmte Mühle bekannt mit einem etwa zylindrischen Mühlengehäuse, entlang dessen Innenumfang ein Stator angeordnet ist. Der Stator umgreift unter Einhaltung eines radialen Arbeitsspalts einen koaxial ausgerichteten Rotor, dessen Antriebswelle das Gehäuse axial durchsetzt und innerhalb von Lagern drehbar gehalten ist. Auf der Antriebswelle sitzen axial hintereinander Nabenabschnitte, von denen jeweils ein Nabenabschnitt einer Mahlstufe zugeordnet ist. Jeder Nabenabschnitt trägt eine Rotorscheibe, an deren Außenumfang sich schließlich die radial ausgerichteten Schlagplatten befinden, die in radialem Abstand entlang der Statorinnenfläche streichen.
  • Über einen zentrischen Guteintrag im Bodenbereich des Gehäuses gelangt das Aufgabegut im Luftstrom in die Vorrichtung und durchwandert das Gehäuse im Arbeitsspalt auf einer schraubenlinienförmigen Bahn. Dabei erfolgt die Bearbeitung des Aufgabeguts im Zusammenspiel von Mahlplatten und Stator. Nach seinem Austritt aus dem Arbeitsspalt wird das Aufgabegut über einen tangentialen Gutaustritt im oberen Gehäusebereich der Maschine entnommen.
  • Ein Nachteil dieser Vorrichtung ergibt sich aus der Art der Befestigung der Mahlplatten an den Rotorscheiben mit Hilfe von Schrauben. Durch die Anordnung mehrerer Mahlstufen axial hintereinander und die Vielzahl von Mahlplatten pro Mahlstufe ergibt sich ein erheblicher Montageaufwand beim verschleißbedingten Wechsel der Mahlplatten.
  • Diesbezüglich konnte ein Fortschritt durch die Weiterentwicklung der Befestigungsart der Werkzeuge am Rotor erreicht werden. So besitzen die aus der DE 100 53 946 A1 , DE 196 49 338 A1 und DE 10 2004 014 258 A1 bekannten Vorrichtungen Rotoren, die über ihren Umfang gleichmäßig verteilte Aufnahmen aufweisen, in die die Bearbeitungswerkzeuge axial eingesteckt werden. Über einen Formschluss zwischen Rotor und Bearbeitungswerkzeugen wird gewährleistet, dass die Werkzeuge in radialer Richtung gehalten sind. Damit wird der Aufwand beim Wechsel der Bearbeitungswerkzeuge wesentlich reduziert, da der Montageaufwand durch Schraubverbindungen entfällt. Dennoch ist mit dem sukzessiven Wechseln der einzelnen Bearbeitungswerkzeuge weiterhin ein beträchtlicher Arbeitsaufwand verbunden.
  • Zudem erweist es sich bei allen vorgenannten Vorrichtungen als nachteilig, dass die geometrische Ausbildung der Zerkleinerungszone nur innerhalb enger Grenzen möglich ist. Der Grund hierfür liegt in der Art der Konstruktion, die stets axial verlaufende Mahlplatten oder Schlagleisten vorsieht, die über den Rotorumfang überstehen. Eine Variation in der Ausbildung der Schlagleisten und den dahinter liegenden Turbulenzzonen ist daher nur beschränkt möglich.
  • Vor diesem Hintergrund liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung anzugeben, die einerseits einen schnellen Wechsel der Bearbeitungswerkzeuge ermöglicht und andererseits einen maximalen Spielraum bei der Gestaltung der Zerkleinerungszone bietet.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Zerkleinerungszone durch Anordnung von Vertiefungen in der Rotoroberfläche herzustellen, wobei sowohl die zwischen den Vertiefungen vorhandenen Stege als auch die Vertiefungen selbst Einfluss auf die Art der Bearbeitung des Aufgabeguts nehmen. Diese Art der Konstruktion stellt ohne Zweifel eine klare Abkehr von bekannten Vorrichtungen dar, deren Rotoren zur Befestigung leistenförmiger Bearbeitungswerkzeuge immer mit Trägerelementen ausgerüstet sind. Die Erfindung markiert somit einen Wendepunkt in der Konstruktion gattungsgemäßer Vorrichtungen.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Bearbeitungswerkzeuge integraler Bestandteil des Rotors. Ein Wechsel der Bearbeitungswerkzeuge erfolgt also durch Austausch des Rotors, das heißt mit dem Austausch des Rotors werden gleichzeitig auch alle Bearbeitungswerkzeuge gewechselt. Damit zeichnet sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung durch extrem kurze Stillstandszeiten aus.
  • Da die Zerkleinerungszone bei einem erfindungsgemäßen Rotor aus der Oberfläche des Rotors, also aus dem Vollen, herausgearbeitet ist, ergibt sich ein immenser Spielraum bei der geometrischen Gestaltung der Zerkleinerungszone. Während bei bekannten Zerkleinerungsvorrichtungen die Zerkleinerungszone im wesentlichen von den Mahlplatten gebildet wird, kann nun durch geeignete Ausbildung der Vertiefungen erreicht werden, dass die Vertiefungen einen aktiven Beitrag bei der Bearbeitung des Aufgabeguts leisten. So kann die Erzeugung von Wirbeln innerhalb der Turbulenzzone durch die Größe und Geometrie der Vertiefungen gezielt gesteuert werden. Auch ist es möglich, durch Variation der Geometrie der Vertiefungen in deren Abfolge in Umfangsrichtung die Intensität der Bearbeitung zu verstärken und damit eine Leistungssteigerung zu erreichen.
  • Darüber hinaus eröffnet ein erfindungsgemäßer Rotor die Möglichkeit bei gleicher Bauhöhe mehr Umfangsebenen in axialer Richtung und mehr wirksame Kanten über den Umfang unterzubringen als dies bei bekannten Rotoren der Fall ist. Infolge der sich daraus ergebenden Dichte an Bearbeitungswerkzeugen zeichnet sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung durch eine sehr hohe Leistungsfähigkeit aus.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
  • 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung entlang der in 2 dargestellten Linie I-I,
  • 2 einen Horizontalschnitt durch die in 1 dargestellte Vorrichtung entlang der dortigen Linie II-II, die
  • 3a bis 4b Schrägansichten verschiedener Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Rotors, die
  • 5 und 6 Explosionsdarstellungen einer aus Rotorscheiben zusammengesetzten Ausführungsform eines Rotors, die
  • 7 bis 9 Teilschnitte verschiedener Ausführungsformen der Erfindung im Bereich des Arbeitsspalts, und
  • 10 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Rotor in dessen Umfangsbereich.
  • Der allgemeine Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich aus den 1 und 2. Dort sieht man ein Gehäuse 1, das sich aus einem zylindrischen Unterteil 2 und einem glockenförmigen Oberteil 3 zusammensetzt. Die Längsachse des Gehäuses 1 ist mit dem Bezugszeichen 4 versehen. Das Unterteil 2 ist nach unten durch einen Boden 5 abgeschlossen, in dem zentrisch zur Achse 4 eine kreisförmige Öffnung 6 angeordnet ist. Die Öffnung 6 dient zur Aufnahme einer im wesentlichen zylindrischen Wellenlagerung 7, die koaxial zur Achse 4 mittels einer Flanschverbindung am Boden 5 angeschraubt ist. Das obere Ende der Wellenlagerung 7 erstreckt sich bis in den Bereich des Oberteils 3. Auf diese Weise ergibt sich innerhalb des Unterteils 2 ein Ringkanal 8, der über einen tangential zur Achse 4 verlaufenden Materialauslass 9 aus dem Gehäuse 1 mündet. Den oberen Abschluss des Unterteils 2 bildet ein umlaufender Ringflansch 10, auf dem ein im Querschnitt winkliger Lagerring 11 befestigt ist.
  • Wie bereits erwähnt, ist die äußere Gestalt des Oberteils 2 glockenförmig, während der Innenumfang des Oberteils 2 einen konischen Verlauf aufweist und zur Aufnahme der Statorwerkzeuge 20 dient. Die Oberseite des Oberteils 2 ist von einem lösbaren Deckel 12 verschlossen, der im Bereich der Achse 4 eine zentrische Öffnung besitzt, an die ein Einlaufstutzen 13 zur Beschickung der Vorrichtung mit Aufgabegut koaxial anschließt.
  • Der Fußbereich des Oberteils 2 ist mit seinem Außenumfang komplementär zum Innenumfang des Lagerrings 11 ausgebildet, so dass das Oberteil 3 mit seinem Fußbereich axial in das Unterteil 2 einsteckbar ist. Zur sicheren Befestigung des Oberteils 3 am Unterteil 2 dient ein am Außenumfang planparallel und koaxial verlaufender Ringflansch 14, der mittels Schraubverbindungen am Unterteil 2 befestigt ist. Die Einstecktiefe des Oberteils 3 in das Unterteil 2 kann über Justierschrauben 15 eingestellt werden, die sich axial durch den Ringflansch 14 erstrecken und sich an der Oberseite des Lagerrings 11 abstützen.
  • Innerhalb der Wellenlagerung 7 ist die koaxial zur Achse 4 ausgerichtete Antriebswelle 17 in Lagergruppen 16 drehbar gehalten. Das untere außerhalb des Gehäuses 1 liegende Ende der Antriebswelle 17 ist an einen nicht weiter dargestellten Drehantrieb angeschlossen. Das gegenüberliegende, im Inneren des Gehäuses 1 liegende Ende erstreckt sich bis weit in den Bereich des Oberteils 3 und dient zur drehfesten Aufnahme eines Rotors 18. Der Rotor 18 selbst ist massiv ausgebildet, das heißt er besteht aus Vollmaterial und besitzt entsprechend der Kontur des Innenumfangs des Oberteils 3 eine kegelstumpfförmige Gestalt, was nicht ausschließt, dass der Rotor 18 bei einem zylindrischen Gehäuse auch zylindrisch ausgebildet sein kann. Die massive Ausbildung des Rotors 18 erlaubt zudem die Unterbringung von nicht dargestellten Kühlkanälen, die sich beispielsweise im umfangsnahen Bereich mantellinienparallel erstrecken und zur Kühlung der Bearbeitungszone mit einem Kühlfluid beaufschlagt sind.
  • Die Oberseite des Rotors 18 ist von einer koaxial zur Achse 4 angeordneten Prallscheibe 19 bedeckt, an deren äußerem Umfang radial ausgerichtete Schlagklötze 21 angeschraubt sind (sieht auch 5 und 6). Durch Einhaltung eines axialen Abstands zwischen der Prallscheibe 19 und dem Deckel 12 bzw. dem Einlaufstutzen 13 wird eine scheibenförmige Kammer 22 gebildet, in der die Vorzerkleinerung des Aufgabeguts durchgeführt wird. Über seinen Umfang gleichmäßig verteilt besitzt der Rotor 18 Bearbeitungswerkzeuge 23, auf deren konkrete Gestaltung und gegenseitige Zuordnung im Folgenden näher eingegangen wird. Statorwerkzeuge 20 und Rotorwerkzeuge 23 liegen sich unter Einhaltung eines radialen Arbeitsspalts 36 (7, 8 und 9) gegenüber, in dem die Bearbeitung des Aufgabeguts hauptsächlich erfolgt.
  • Die Art der Bearbeitung ist maßgeblich von der Oberflächengestaltung des Rotors 18 abhängig. Ein erfindungsgemäßer Rotor 18 eröffnet eine Vielzahl möglicher Oberflächengestaltungen, die bei bekannten Rotoren nicht oder nur unter Aufbringung eines unverhältnismäßig großen konstruktiven Aufwands erreicht werden können. Einige wenige Ausführungsformen, die im Rahmen der Erfindung liegen, werden nachfolgend beschrieben ohne sich darauf einzuschränken.
  • Die 3a und 3b zeigen jeweils einen der Einfachheit halber nur hälftig dargestellten Rotor 18, in dessen Mantelfläche Vertiefungen 24 eingebracht sind. Die Vertiefungen 24 besitzen eine Längserstreckungsrichtung tangential zur Achse 4 und sind in Umfangsrichtung hintereinander, in mehreren axial aufeinanderfolgenden Umfangsebenen 25 angeordnet. Dabei bilden die tangentialen Abstände zwischen zwei Vertiefungen 24 jeweils einen Steg 26 aus, der Bereich zwischen zwei benachbarten Umfangsebenen 25 einen durchlaufenden Ringsteg 27. Daraus ergeben sich eine Vielzahl von Umfangsebenen 25, die den axialen Materialfluss bremsen und so die Aufenthaltszeit des Aufgabeguts in der Bearbeitungszone verlängern.
  • Die Abfolge der Vertiefungen 24 in Umfangsrichtung ist so gewählt, dass die Stege 26 zweier benachbarter Umfangsebenen 25 mit Umfangsversatz zueinander angeordnet sind. Dies kann durch unterschiedliche Längen der Vertiefungen 24 erreicht werden (3a) oder mit einem Umfangsversatz um die halbe Länge einer Vertiefung 24 bei ansonsten gleichen Längen der Vertiefungen 24 pro Umfangsebene 25 (3b).
  • Nicht dargestellt, aber ebenso im Rahmen der Erfindung liegt eine Anordnung der Vertiefungen derart, dass die Stege 26 benachbarter Umfangsebenen 25 auf einer Mantellinie des Rotors 18 liegen.
  • Die 4a und 4b unterscheiden sich von der vorbeschriebenen Ausführungsform eines Rotors 18 lediglich durch die Ausrichtung der Vertiefungen 24, die bei diesem Ausführungsbeispiel eine Längserstreckungsrichtung parallel zur Mantellinie besitzen. Auf diese Weise werden über die gesamte Höhe des Rotors 18 durchgehende Stege 26 gebildet. Dabei können die Vertiefungen 24 wie in 4a gezeigt, in planparallelen Umfangsebenen 25 gruppiert sein, so dass sich zwischen den Umfangsebenen 25 durchgehende Ringstege 27 ergeben, oder aber die Enden zweier in Umfangsrichtung benachbarter Vertiefungen 24 sind mit einem axialen Längenversatz angeordnet, wie in 4b dargestellt. Diese Ausführungsformen der Erfindung führen zu walzenförmigen Wirbeln geringen Durchmessers aber hoher Umlaufgeschwindigkeit. Da der Gutstrom auf weniger axial wirkende Strömungshindernisse trifft als bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, ist dessen Verweilzeit in der Bearbeitungszone entsprechend geringer.
  • Im Gegensatz zu den 3 und 4, die einen monolithischen, also aus einem Stück bestehenden Rotor 18 zeigen, setzt sich der in den 5 und 6 dargestellte Rotor 18' aus mehreren Rotorscheiben 28 zusammen, die koaxial aneinander gelegt sind. Zur Verdeutlichung dieses Sachverhalts zeigen die 5 und 6 die Erfindung als Explosionsdarstellung. Mit einem solchen Rotor lassen sich die gleichen vorerwähnten Vorteile erzielen bei einer gleichzeitig vereinfachten Herstellung. Zudem kann der Rotor 18' durch Kombination unterschiedlicher Rotorscheiben 28 auch nachträglich noch in seiner Geometrie und damit Wirkungsweise geändert werden.
  • In 5 ist der Rotor 18' beispielsweise von vier Rotorscheiben 28 gebildet, die über ihren Umfang sägezahnartige Vertiefungen 24 aufweisen, deren genauere Ausgestaltung noch unter 10 erläutert wird. Die Rotorscheiben 28 sitzen jeweils derart auf der Antriebswelle 17, dass die Vertiefungen 24 benachbarter Rotorscheiben 28 in axialer Richtung fluchten, also mehrere Vertiefungen 24 eine sich in axialer Richtung über mehrere Umfangsebenen 25 erstreckende Gesamtvertiefung entlang einer Mantellinie des Rotors 18' ergeben. Auch ist es möglich, zwei benachbarte Rotorscheiben 28 in Umfangsrichtung um die halbe Länge einer Vertiefung 24 zu versetzen. Auf diese Weise entstehen seitliche, in axialer Richtung wirkende Begrenzungsflächen, die das Aufgabegut länger im Bereich der Bearbeitungswerkzeuge halten.
  • Jede Rotorscheibe 28 weist an ihrer Oberseite einen zylindrischen Ansatz 29 und an ihrer Unterseite eine dazu komplementäre Ausnehmung auf. Durch den beim axialen Zusammenfügen der Rotorscheiben 28 entstehenden Formschluss wird eine Zentrierung der Rotorscheiben 28 zueinander erreicht. Den oberen Abschluss des so entstehenden Rotorkörpers bildet wiederum die bereits erwähnte Prallscheibe 19 mit Schlagklötzen 21, den unteren Abschluss eine Ringscheibe 30. Mittels nicht dargestellter axial wirkender Spannmittel werden die Einzelteile des Rotors 18 zusammengespannt.
  • Der Rotor 18' gemäß 6 unterscheidet sich von der soeben beschriebenen Ausführungsform lediglich durch die Zwischenschaltung koaxialer Stauscheiben 31 zwischen benachbarten Rotorscheiben 28. Der Durchmesser der Stauscheiben 31 ist so gewählt, dass die Stauscheiben 31 mit ihrem Umfang die Vertiefungen 24 teilweise oder vollständig radial überlappen. Durch geeignete Wahl des Durchmessers der Stauscheiben 31 kann somit die Aufenthaltsdauer des Aufgabeguts im Bereich des Rotors 18' beeinflusst werden und damit die Intensität der Bearbeitung.
  • Das in Verbindung mit dem Rotor 18' gemäß der 5 und 6 gewählte Profil der Vertiefungen 24 ist in 10 genauer dargestellt. Die Vertiefungen 24 besitzen in einer axialen Draufsicht einen asymmetrischen Verlauf, der bewirkt, dass die Stege 26 in Umlaufrichtung 32 eine vordere Flanke 33 mit in etwa radialer Ausrichtung aufweisen, während die hintere Flanke 35 demgegenüber flacher verläuft und am Grund der Vertiefung 24 in einer Rundung in die vordere Flanke 33 des nachfolgenden Stegs 26 übergeht. Die vordere Flanke 33 kann zudem mit einer Verschleißschicht 34 versehen sein um die Werkzeugstandzeiten zu erhöhen. Auf diese Weise ergibt sich eine sägezahnartige Ausgestaltung des Rotors 18' über seinen Umfang, der sich durch sein aggressives Zerkleinerungsverhalten auszeichnet.
  • Aus den 7 und 8 gehen weitere mögliche Ausgestaltungen der Vertiefungen 24 hervor. So ist es möglich, die Länge in Umfangsrichtung und/oder auch radiale Tiefe aufeinanderfolgender Vertiefungen 24 zu variieren, um eine bestimmte Art der Bearbeitung zu erreichen. Dabei führen kleine Vertiefungen zu Wirbeln kleinen Durchmessers, aber hoher Umlaufgeschwindigkeit, während große Vertiefungen eine Entspannungszone mit Wirbeln großen Durchmessers und geringeren Umlaufgeschwindigkeiten bilden. Der Wechsel dieser unterschiedlichen Wirbel fördert einen intensiven Aufschluss des Aufgabeguts.
  • Wie in 7 dargestellt können die Vertiefungen 24 in einer axialen Draufsicht im wesentlichen rechtwinklig ausgebildet sein, wobei die Eckbereiche vorzugsweise ausgerundet sind. Dabei werden die Vertiefungen 24 auch hier von sich radial erstreckenden, im Querschnitt symmetrischen Stegen 26 getrennt. In 7 sieht man ferner die innere Oberfläche der Statorwerkzeuge 20, die den Vertiefungen 24 und Stegen 26 unter Einhaltung eines Arbeitsspalts 36 radial gegenüber liegt. Die Oberfläche der Statorwerkzeuge 20 wird von einer Vielzahl halbkreisförmiger Ausnehmungen 37 gebildet, die sich in axialer Richtung über die gesamte Höhe des Rotors 18 erstrecken.
  • Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotors 18 zeigt 8. Die dort dargestellten Vertiefungen 24 besitzen in einer axialen Draufsicht halbkreisförmige Gestalt, wobei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Vertiefungen 24 einen unterschiedlichen Radius besitzen. Dadurch weisen aufeinanderfolgende Vertiefungen 24 sowohl eine unterschiedliche Länge als auch unterschiedliche Tiefe auf. Die Halbkreisform der Vertiefungen 24 entspricht wenigstens teilweise der Bahn der Wirbel, so dass der damit eintretende Selbstreinigungseffekt Ablagerungen in den Vertiefungen verhindert. In 8 wirken die Vertiefungen 24 und die sich zwischen den Vertiefungen 24 ergebenden Stege 26 mit sägezahnartig ausgebildeten Statorwerkzeugen 20 zusammen.
  • Eine weitere Ausführungsform der Statorwerkzeuge 20 ist noch in 9 gezeigt, die einen mäanderartigen Verlauf der Oberfläche der Statorwerkzeuge 20 offenbart mit im Querschnitt quadratischen, axial verlaufenden Nuten 38 und Leisten 39. Der in 9 dargestellte Rotor 18, 18' entspricht ansonsten dem in 7 dargestellten und beschriebenen.
  • Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die hier in den einzelnen Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmalskombinationen beschränkt ist, sondern selbstverständlich auch Ausführungsformen mit umfasst, bei denen die Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen miteinander kombiniert sind. Beispielsweise können die in den 7 bis 10 dargestellten Vertiefungen 24 sowohl an einem monolithischen Rotor 18 als auch scheibenförmig aufgebauten Rotor 18' verwirklicht sein. Auch können alle geometrischen Ausbildungen der Stege 26 und/oder Vertiefungen 24 eines Rotors 18, 18' in ihrer Länge und Tiefe variieren oder es können unterschiedliche geometrische Ausgestaltungen der Stege 26 und/oder Vertiefungen 24 in Umfangsrichtung oder von Umfangseben 25 zu Umfangsebene 25 kombiniert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 3543370 A1 [0004]
    • - DE 10053946 A1 [0007]
    • - DE 19649338 A1 [0007]
    • - DE 102004014258 A1 [0007]

Claims (19)

  1. Vorrichtung zum Mischen, Mahlen, Trocknen, Desagglomerieren, Zerkleinern oder Coatieren von Aufgabegut mit einem innerhalb eines Gehäuses (1) um eine Achse (4) drehenden Rotor (18, 18') und einem den Rotor (18, 18') unter Einhaltung eines radialen Arbeitsspalts (36) umgreifenden, gegenüber dem Gehäuse (1) ortsfesten Stator, wobei der Rotor (18, 18') über seine Mantelfläche verteilte Rotorwerkzeuge (23) aufweist, deren wirksame Kanten zur Zerkleinerung des Aufgabeguts mit den Statorwerkzeugen (20) am Innenumfang des Stators zusammenwirken, und wobei das Aufgabegut im Trägergasstrom dem Arbeitsspalt (36) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in die Mantelfläche des Rotors (18, 18') eine Vielzahl von Vertiefungen (24) eingebracht ist, wobei Bereiche zwischen zwei benachbarten Vertiefungen (24) Stege (26, 27) ausbilden, die die wirksamen Kanten der Rotorwerkzeuge (23) bilden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupterstreckungsrichtung der Vertiefungen (24) in Umfangsrichtung des Rotors (18, 18') verläuft.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupterstreckungsrichtung der Vertiefungen (24) senkrecht zur Umfangsrichtung, also parallel zu einer Mantellinie des Rotors (18, 18') verläuft.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (24) in mehreren axial gestaffelten Ebenen (25) nebeneinander angeordnet sind und die einzelnen Vertiefungen (24) einer Ebene (25) in Umfangsrichtung (32) fluchtend hintereinander angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Vertiefungen (24) in Umfangsrichtung (32) und/oder in axialer Richtung mit Versatz zueinander angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Vertiefungen (24) unterschiedliche Längen und/oder Tiefen aufweisen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Länge zu Tiefe der Vertiefungen (24) in einem Bereich von 2:1 bis 3:1 liegt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (26) im Querschnitt symmetrisch ausgebildet sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (26) im Querschnitt asymmetrisch ausgebildet sind, wobei die in Rotationsrichtung (32) des Rotors (18, 18') vorauseilende Flanke (33) des Stegs (26) steiler verläuft als die nachfolgende Flanke (35).
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die den Umfang des Rotors (18, 18') bildenden Seiten der Vertiefungen (24) stetig ineinander übergehen.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in Rotationsrichtung (32) vorauseilende Flanke (33) des Stegs (26) zumindest in Teilbereichen verschleißfest ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (18, 18') einen monolithischen Grundkörper umfasst, in dem die Vertiefungen (24) angeordnet sind.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (18, 18') mehrere Rotorscheiben (28) umfasst, die koaxial zur Rotationsachse (4) axial aneinander liegen und die einzelnen Scheibenumfänge zusammen den Rotormantel bilden.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorscheiben (28) entlang ihres Umfangs Vertiefungen (24) aufweisen, die zusammen mit den Vertiefungen (24) benachbarter Rotorscheiben (28) eine zusammenhängende Gesamtvertiefung ergeben.
  15. Vorrichtung nach einem, der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (18, 18') mindestens einen auf einem Umfangskreis liegenden Ringsteg als Stauelement aufweist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringsteg von den die Vertiefungen (24) in axialer Richtung begrenzenden Stegen (27) gebildet ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringsteg jeweils von einer zwischen den Rotorscheiben (28) koaxial angeordneten Stauscheibe (31) gebildet ist.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (18, 18') im Wesentlichen eine zylindrische oder kegelstumpfförmige Gestalt besitzt.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (18, 18') Kanäle zur Durchleitung eines Kühlmediums aufweist.
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