DE130850C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

M 130850 KLASSE 12 e.

Patentirt im Deutschen Reiche vom l. Februar 1900 ab.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren, nach welchem Substanzen aller Aggregatszustände bezw. von verschiedenartigstem Consistenz- oder Zerkleinerungszustand in einfacher und vollkommener Weise mechanisch verarbeitet werden können, indem dieselben der Einwirkung einer Rotationsbewegung um zwei geneigte oder sich schneidende Achsen ausgesetzt werden,' und indem bei der dadurch hervorgerufenen Lageverä'nderung die einzelnen Moleküle oder Theile der besagten Substanzen noch durch gelochte Scheiben, Mischflügel, Siebe, Kugeln u. dergl. nach Bedarf in ihrer Centrifugalbewegung mechanisch beeinflufst bezw. einem beständigen Richtungswechsel oder einer Formveränderung, unterworfen werden.

Zur Ausübung des vorliegenden Verfahrens dienende mechanische Vorrichtungen mit doppelter Rotationsbewegung können unter geeigneter Anordnung der bereits erwähnten mechanisch wirkenden Organe in den die zu verarbeitenden Substanzen aufnehmenden Hohlräumen in der verschiedenartigsten Weise construirt werden und ermöglichen es, z. B. die folgenden Operationen auszuführen: Das Mischen flüssiger Substanzen (etwa zur Erzeugung von Emulsionen für Holzimprägnirung) oder flüssiger und fester (etwa für Lösungen) oder auch flüssiger und gasförmiger (etwa zur Schwängerung von Flüssigkeiten mit Gasen), ferner die Ausscheidung fester Bestandtheile aus Lösungen (z. B. der Butter aus Milch), das Mischen von Mehlen und anderen pulverisirten Substanzen, das Kneten von Teig oder von Farbstoffen unter Oelzusatz, sowie das Zerkleinern von Mineralien, festen Nahrungsstoffen und anderen Substanzen.

Hierbei wird das neue technische Resultat dieses Verfahrens im Vergleich zu bekannten bezw. das analoge Unterschiedsverhältnifs der zugehörigen Ausübungsmittel dadurch bedingt, dafs die mechanische Verarbeitung von Substanzen irgend eines Aggregats- bezw. Mischungs-, Consistenz- und Zerkleinerungszustandes durch geeignete, an sich in bekannter Weise gestaltete und angeordnete Organe gleichzeitig mit einer beständigen Lageveränderung dieser Substanzen durch ihnen mitgetheilte Rotations- bezw. Centrifugalbewegung um zwei sich schneidende Achsen erfolgt. Hierdurch wird eine erhebliche Beschleunigung und Vervollkommnung der in Betracht stehenden Arbeitsleistungen herbeigeführt, wie dies durch die bekannte, auf gleiche oder ähnliche Weise bewirkte mechanische Beeinflussung von Substanzen bei denselben nur um eine Achse rnitgetheilter Rotationsbewegung nicht möglich ist und auch nicht erreicht werden kann, indem man allein mehrere mechanisch wirkende Organe, und besonders Schnecken, Kugeln u. s. w., dieselben Substanzen innerhalb eines feststehenden Behälters verarbeiten läfst oder ihre einzelnen Theile oder Theilchen nur zu Lageveränderungen zwingt, was auch schon mittelst um zwei sich schneidende Achsen erfolgender Rotation verwirklicht worden ist, die natürlich entsprechend langsam sein mufs, damit die Ueberstürzung der Substanztheile sich vollziehen kann, und wobei somit die nur eine träge Bewegung erhaltenden Massetheile eine Centrifugalkraft nicht äufsern bezw.

diese selbst nicht zu der Substanzverarbeitung ' ausgenutzt wird.

Beim Verfahren nach vorliegender Erfindung ist letzteres aber verwirklicht, indem die besagte Rotation um zwei sich schneidende Achsen mit grofser Geschwindigkeit bethätigt und die dadurch den zu verarbeitenden Substanzen mitgetheilte schnelle und wirbelnde Bewegung fortwährend durch die Stauung oder Pressung gestört wird, die durch die der Centrifugalkraft entgegengesetzt mechanisch wirkenden, in den die zu verarbeitenden Substanzen aufnehmenden Behältern angeordneten Organe erzeugt wird. Hierdurch mufs eine gleichzeitige energische Disaggregation, Vermischung, Knetung, Zerkleinerung u. s. w. der Substanztheile herbeigeführt werden, da sie, während sie nicht mehr in bestimmten Zonen, sondern durch doppelte Rotationsbewegung durch einander geschleudert werden, den erwähnten Verarbeitungsorganen beständig wechselnde Angriffspunkte darbieten.

Auf den beiliegenden Zeichnungen ist eine Anzahl der vorstehend gekennzeichneten Hülfsmittel zur Ausübung des vorliegenden Verfahrens beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. ι Vorderansicht einer Misch- oder Ausscheidemaschine mit nach A-B in Fig. 2 geschnittenem Gehäuse und Untergestell;

Fig. 2 Seitenansicht zu der Darstellung in Fig. ι ;

. Fig. 3 Ansicht einer Misch- oder Ausscheidemaschine mit doppelt kreisendem Gehäuse bei wie in Fig. 1 geschnittenen Theilen;

Fig. 4 Ansicht einer Knetmaschine bei wie in Fig. ι geschnittenen Theilen;

Fig. 5 Vorderansicht einer' Zerkleinerungsmaschine bei geschnittenem Gehäuse, Kugelsieb und Untergestell;

Fig. 6 Querschnitt nach der Linie C-D in

Fig· 5-

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Misch- oder Ausscheidemaschine besteht aus einem kugelförmigen Gehäuse a², welches aus einem Stück mit einem Laufgestell b'² hergestellt ist. Letzteres ist mit vier Gleitrollen c'² versehen, welche auf einem an dem Untergestell d² ausgebildeten Ringgleis e² hinlaufen, und ist mit dem genannten Gestell d² durch einen Zapfen f² verbunden, der an seinem unteren Ende ein konisches Zahnrad g² trägt. In letzteres greift ein auf der mit Los- und Festscheibe h'², h° versehenen Antriebswelle i² aufgekeiltes konisches Rad k² ein. Am Untergestell d² ist der konische Zahnkranz I² ausgebildet, womit ein konisches Rad m² kämmt, welches auf einer an dem Laufgestell zweckmäfsig gelagerten Welle n² aufgekeilt ist, die an ihrem anderen Ende eine Riemscheibe o² trägt. In dem kugelförmigen Gehäuse a'² ist eine gelochte Scheibe p² angeordnet, an welcher Zapfen q² und r² ausgebildet sind. Behufs Einlagerung dieser Scheibe p² in das kugelförmige Gehäuse a² ist letzteres zweitheilig ausgeführt und unter Anwendung geeigneten Dichtungsmaterials in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise zusammengesetzt. Auf dem Zapfen r² der Scheibe p² ist eine zweite Riemscheibe s² aufgekeilt, welche von der genannten o² angetrieben wird. Um den Austritt der in der Maschine zu verarbeitenden Substanzen zu verhüten, ist der Zapfen r² durch eine Stopfbüchse u² abgedichtet. Die genannten Substanzen werden durch eine am oberen Theil des Gehäuses a² ausgebildete Oeffnung v² eingeführt, welche durch einen Deckel w² abgeschlossen wird. Zur Entfernung der Substanzen aus dem Gehäuse a² ist an dessen Untertheil eine Klappe x² um Scharnier y² drehbar und mittelst Gelenkflügelschrauben j² festziehbar angeordnet. Aufserdem kann auch noch eine Abflufsöffnung ^⁰ an dem hohlen Stutzen y° vorgesehen werden, durch welchen das Gehäuse a° mit dem Laufgestell b² verbunden ist, und diese Oeffnung i° kann nach Bedarf Abflufsflüssigkeit in Ablaufrohrleitungen führen, indem event, eine geeignete, mit letzteren communicirende, nicht rotirende Auffangschale ο. dergl., welche auf der Zeichnung nicht dargestellt ist, zwischengeschaltet wird, die ein directes Ablaufen der Flüssigkeit auf das Laufgestell b² verhindert.

Die Wirkungsweise der vorstehend erläuterten Maschine verwirklicht das vorliegende Verfahren in der Weise, dafs das ganze Laufgestell b² mit allen daran angeordneten Theilen durch den Winkelzahnradantrieb g², k² um eine verticale Achse gedreht wird, die mit derjenigen des Zapfens f'² zusammenfällt, und dafs gleichzeitig während dieser Umdrehung die gelochte Scheibe p² in dem Gehäuse a um eine horizontate Achse, die mit derjenigen der Zapfen q² und r² zusammenfällt, in Umdrehung versetzt wird, indem während der gekennzeichneten verticalen Rotation des Laufgestelles b² das konische Rad m² auf dem anderen I² sich abrollt und mittels des Riementriebes v² s²1² seine Rotation auf die Scheibe p² in beliebiger Verlangsamung oder Beschleunigung nach Dimensionirung der Riemscheibe und Wahl der Zahnradübersetzungsverhältnisse überträgt.

Vorstehend beschriebene Maschine eignet sich insbesondere zur Herstellung von Emulsionen, also z. B. solcher, welche für die Imprägnirung von Hölzern gegen Fäulnifs angewendet werden, sowie ferner zur Beschleunigung und vollständigen Herbeiführung der Lösung fester Substanzen in Flüssigkeiten aller Art und auch zum Ausscheiden von festen Bestandtheilen aus Flüssigkeiten, also insbesondere zur Absonderung der Butter aus der Milch, in welch letzterem Falle die Klappe x² zur Ent-

fernung der entstandenen Butter und die Oeffnung i° zur Ableitung der verbleibenden Milch benutzt werden kann.

Die in Fig. 3 dargestellte Maschine unterscheidet sich von der in den Fig. 1 und 2 gezeigten dadurch, dafs die gelochte Scheibe p^s um eine verticale Achse mittels des konischen Getriebes g^% k³ gedreht wird und dafs das die zu verarbeitenden Substanzen aufnehmende Gehäuse α³ nicht nur gleichzeitig mit dem Laufgestell b³ eine Rotation nicht nur um dieselbe Achse wie die Scheibe p³, sondern auch noch um eine horizontale Achse ausführt, welche mit derjenigen der Zapfen zusammenfällt, die an den beiden Gehäusehälften a³ ausgebildet, in den Lagern c³ am Laufgestell b³ gebettet und mit den konischen Zahnrädern d³ versehen sind. Während der mittels des Stirnradgetriebes e³ f³ von der Antriebswelle z'³ aus, sowie mittels des konischen Zahngetriebes I³ m^s bethätigten Rotation des Laufgestelles b³ um verticale Achse rollen die genannten kpnischen Zahnräder d³ sich auf einem am Untergestell n³ ausgebildeten entsprechenden konischen Zahnkranz c³ ab und theilen also eine Rotation um horizontale Achse den beiden Gehäusehälften a³ mit. Damit letztere diese Bewegung ausführen können, wird zwischen denselben ein Ring p° angeordnet, welcher seitliche Rillen q³ aufweist, worin die Ränder der Gehäusehälften a³ eingepafst sind, derart, dafs auf diese Weise eine vollkommene Abdichtung hergestellt wird Der genannte Ring jp° ist durch an demselben ausgebildeten Flansch-. theil r³ mit dem Laufgestell b^B verbunden und nimmt die Zapfen s³ t³ der Scheibe p³ auf, indem auf demselben oberhalb ein Lager u³ und unterhalb ein zweites Lager ^³ mit Stopfbuchse W³ ausgebildet sind. Das Lager u³ ist mit einem Plättchen u ° abgeschlossen und durch Speichen x³ mit einem Stutzen y³ verbunden, der zur Einfüllung der zu verarbeitenden Substanzen dient und durch einen Deckel ^³ abgeschlossen werden kann. An der einen Gehäusehälfte ist ferner eine Klappe ganz in derselben Weise angeordnet, wie an dem durch Fig. ι und 2 veranschaulichten Gehäuse a², und diese Klappe kann sowohl ebenfalls zur Einfüllung der zu verarbeitenden Substanzen in das Gehäuse a³, wie auch zur Entleerung dienen, je nachdem der Gehäusetheil, woran sie angebracht ist, in eine Stellung gebracht wird, bei welcher die fragliche Klappe oben oder unten steht.

Dadurch, dafs bei dieser Maschine dem Gehäuse a³ a^s eine horizontale und verticale Rotation mitgetheilt wird, wird die Vermischung von Flüssigkeiten mit flüssigen oder festen Substanzen noch energischer und schneller hervorgebracht, als dies mittels der durch die Fig. 3 und 4 veranschaulichten Maschine möglich ist, und kann natürlich auch die Ausscheidung fester Bestandteile aus Lösungen mit entsprechend gröfserer Schnelligkeit und event, auch vollständiger als mit der anderen Maschine nach den Fig. 3 und 4 herbeigeführt werden.

Die durch die Fig. 1, 2 und 3 veranschaulichten Maschinen können auch dazu angewendet werden, flüssige Substanzen mit Gasen in wirksamer 'Weise zu schwängern bezw. zu durchdringen, wie dies in der chemischen Industrie behufs Reinigung von Gasen sowie Entfernung übler Gerüche aus Flüssigkeiten häufig nöthig ist.

Die in der Fig. 4 dargestellte Knetmaschine weist wie die Maschine nach den Fig. 1, 2 und 3 ein von der Antriebswelle z'⁴ aus mittels geraden Zahnradgetriebes eⁱfⁱ und Kegelzahnradgetriebe /⁴Ot⁴ in verticale Rotation versetzbares Laufgestell b* auf. An diesem sind ebenfalls Lagerungen e⁴ angeordnet, in welchen die Zapfen der beiden ebenfalls durch ein mittleres Ringstück mit Einfüllstutzen y^ und Lager ii^l zusammengefügten Gehäusehälften aⁱ laufen, und aufserhalb welcher die konischen, auf dem Zahnkranz a^A sich abrollenden Zahnräder d⁴ auf die besagten Gehäusezapfen aufgesetzt sind. Im Innern des somit ebenfalls um verticale und horizontale Achse gleichzeitig rotirenden Gehäuses α* α⁴ ist jedoch bei dieser Knetmaschine kein bewegliches, sondern ein feststehendes Organ angeordnet. Dieses besteht aus den beiden Knet- oder Mischflügeln j?⁴ und aus der diese tragenden stehenden Welle r⁴, die mit ihrem oberen, abgesetzten Ende sⁱ in dem Lager m⁴ unterstützt und mit ihrem unteren Ende in einer am Untergestell ausgebildeten Nabe v^l mittels eines Keiles w⁴ befestigt ist, derart, dafs sie auch gleichzeitig das feststehende Organ bildet, um welches sich das Laufgestell £⁴ dreht.

Die zu knetenden Substanzen werden in das Gehäuse λ⁴ λ* dieser Maschine ebenfalls durch eine mit Klappe x* versehene Oeffnung eingebracht, indem diese hochgedreht wird; event, erforderlicher Zusatz von Flüssigkeit kann während des Ganges der Maschine durch die an dem Gehäuseve'rbindungsring oben vorgesehene Oeffnung erfolgen.

Indem der Mehlteig oder eine andere zu knetende Substanz an den feststehenden Flügeln j*⁴ fortwährend einen jähen Widerstand findet, während dem Knetgut gleichzeitig unter dem Einflufs der doppelten Rotation des Gehäuses a^A a* eine beständige und kräftige doppelte Centrifugalbewegung mitgetheilt wird, ist es möglich, mit der beschriebenen Maschine schneller als mit anderen, gleichem Zweck dienenden eine vollkommen homogene Teigmasse herzustellen, die ebenfalls durch die abwärts gedrehte, mit der Klappe, x⁴ versehene

Oeffnung in der einen Hälfte des Gehäuses rt* aⁱ aus diesem herausgenommen werden kann.

In den Fig. 5 und 6 ist eine Zerkleinerungsmaschine dargestellt, bei welcher ebenfalls nach dem vorliegenden Verfahren durch die Rotation um zwei sich schneidende Achsen in Verbindung mit mechanisch wirkenden Verarbeitungsorgarien eine neuartige Wirkung in einfachster Weise hervorgebracht wird: In das rostartig durchbrochene Gehäuse α⁵ α⁵ werden durch einen Einfülltrichter Z>⁵ die zu zerkleinernden Substanzen eingeführt. Metallkugeln c⁵ verschiedener Gröfse wirken auf diese Substanzen sofort energisch ein, wenn dem Gehäuse a⁵ a° eine doppelte Rotation mitgetheilt wird. Dies geschieht dadurch, dafs das genannte Gehäuse zweitheilig hergestellt ist und dafs die so gebildeten und in analoger Weise wie bei der vorher beschriebenen Maschine mit einem festen Ringstück a° beweglich zusammengefügten Gehäusehälften α⁵ durch Zahnräder d^s in horizontale Umdrehung versetzt werden, indem genannte Räder wie bei der durch Fig. 5 veranschaulichten Maschine auf dem Zahnkranz o⁵ sich abrollen, während gleichzeitig eine Umdrehung des Laufgestelles e⁵ um verticale Achse stattfindet, zu welchem Zwecke das konische Zahngetriebe /⁵W⁵ sowie ein hohler, in dem Untergestell sich drehender Zapfen i⁵ vorgesehen sind. Letztgenannter Zapfen ist hohl und steht durch seinen Hohlraum mit einem zweiten Gehäuse /⁵ in Verbindung, welches mit einem an den Trichter b⁵ sich anschliefsendcn Trichterstück b^b versehen und zweitheilig ausgeführt ist, damit in dasselbe concentrisch das rostartige Gehäuse λ⁵ λ⁵ sowie auch der zugehörige, mit den Befjestigungsvorsprüngen w⁵ versehene Ring a® eingebracht werden kann. Die bei der gekennzeichneten Rotationsbewegung durch die Kugeln c⁵ zerkleinerten Substanzen treten durch die Oeffnungen des Gehäuses Λ⁵ hindurch und gelangen durch den Zapfen i⁵ hindurch in ein Gefäfs g-⁵, welches unterhalb dieses Zapfens aufgestellt wird.

Aufser den vorstehend erläuterten und zeichnerisch veranschaulichten Maschinen können noch eine ganze Reihe anderer construirt werden, deren Wirkungsweise das Verfahren zu Grunde liegt, welches den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur mechanischen Bearbeitung flüssiger, fester und anderer Substanzen, bei welchem diese durch eine Rotationsbewegung um zwei unter beliebigem Winkel sich kreuzende oder schneidende Achsen einer Lageveränderung unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, dafs auf diese Substanzen gleichzeitig mittels um feststehende oder wandernde Achsen sich drehender und der durch die Fliehkraft erzeugten Bewegung entgegenarbeitender Organe behufs Mischung, Knelung, Ausscheidung, Zerkleinerung u. s. w. mecha- - nisch eingewirkt wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.