DE1507473B2 - Vorrichtung zum zerkleinern und/oder teilweisen verfluessigen von koernigem bis fluessigem gut - Google Patents

Description

der Hämmer und eine gewisse notwendige Bewegungsmöglichkeit der Hämmer bedingt sind, gewisse Materialkreisläufe, die erst nach längerer Zeit in die effektive Vermahlung einbezogen werden. Es kann überdies dazu kommen, daß bei so einer Vorrichtung infolge zu intensiver Speisung der Mühle ein Überfüllen, insbesondere des Rotors, auftritt, was dann zum Aussetzen der Mahlarbeit und in manchen Fällen sogar zu einem »Abwürgen« der Mühle, d. h. einem Stillsetzen von Mühle samt Motor führen kann. Da bei dieser Vorrichtung auch die Gefahr eines Festsetzens des Gutes an der Siebwand besteht, ist es erforderlich, zusätzliche Schabeinrichtungen zur Austragung solchen festgesetzen Gutes extra vorzusehen.

Ausgehend von dieser gattungsgemäßen Vorrichtung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung derart zu verbessern, daß die genannten Schwierigkeiten weitestmöglich vermieden werden und speziell ohne große Phasenverzögerung der Verarbeitung gegenüber der Einspeisung und außerdem ohne unerwünschte schädliche Betriebsstörungen der . genannten Art, wie beispielsweise unerwünscht starke Erwärmung des Gutes oder Verstopfung der Vorrichtung, dieses zuverlässig und möglichst gleichförmig zerkleinert werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß die Prallwerkzeuge in an sich bekannter Weise in bestimmten Umfangsabständen des Rotors als starre Wände aus dessen geschlossener Umfangsmantelfläche hervorstehen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, das Gut portionsweise zu erfassen und diese Portionen in einem Ringspalt gegenüber der Siebwand zusätzlich einer Scherwirkung zu unterziehen. Indem das Gut portionsweise so gegenüber der Siebwand zwangsverschoben wird, daß sich zwischen den die Gutsportionen erfassenden Kammern des Rotors und der stationären Siebwand eine das Gut scherend knetende Wechselwirkung ergibt, läßt sich das Gut durch diese zusätzliche Wechselwirkung nicht nur weiter zerkleinern, sondern auch fluid so gestalten, daß es nach seiner sowohl durch die Prall- als auch durch die Scherwirkung erfolgten Zerkleinerung frei über den Ringspalt durch die Siebwand abströmen kann. Die bei der gattungsgemäßen Vorrichtung auftretende Gefahr einer Anhaftung des Gutes an der Siebwand, die das Anbringen zusätzlicher Schabeinrichtungen erforderte, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung von vornherein vermieden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Zeichnung wird die Erfindung beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in F i g. 1,

F i g. 3 einen Ausschnitt aus F i g. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig.4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in einer Darstellung ähnlich F i g. 2,

F i g. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Darstellung ähnlich F i g. 2 oder 4.

Die Vorrichtung nach F i g. 1 bis 3 dient vorzugsweise zur Behandlung von Kakaobohnen oder Kakaobruch und umfaßt eine Fördervorrichtung 1 sowie eine Mahlvorrichtung 5. In einem Gehäuse 10 der Fördervorrichtung 1 mit einem aufgesetzten Speisetrichter 11 ist eine Förderschnecke 15 drehbar angeordnet, wobei zur Lagerung das zwischen dem Gehäuse 10 der Fördervorrichtung 1 und einem Deckel 12 festgehaltene Wälzlager 16 dient. Über ein Antriebsrad 25 auf der Förderschnecke 15 sowie ein Antriebsrad 35 auf dem zugeordneten Motor 30 und einen die beiden Räder 25 und 35 verbindenden Riemen 32 erfolgt der Antrieb der Förderschnecke 15.

Das Gehäuse 10 mit der diese aufnehmenden Förderschnecke 15 der Fördervorrichtung 1 ist mit einem Gehäuse 50 der Mahlvorrichtung 5 verbunden. Zwischen zwei seitlichen Abschlußwänden 51, 52 (Fig.2) ist ein das Gehäuse 50 bildendes Sieb 55 angeordnet. Um dieses Sieb 55 in der gewünschten Lage zu halten, ist im Anschluß an ein Verbindungsstück 56 mit einer Eintnttsöffnung 20 von der Fördervorrichtung 1 eine geschlossene Wandung 57 vorgesehen, während mit Abstand davon und mit Abstand unter sich einzelne, zwischen den seitlichen Abschlüssen 51,52 angeordnete Haltestege 58 vorgesehen sind. In diesem Gehäuse 50 ist ein Rotor 65 auf einer Welle 66 befestigt, wobei diese Welle 66 direkt die Fortsetzung der Rotorachse 76 des zugehörigen Antriebsmotors 70 sein kann. Entlang der Umfangsmantelfläche 67 sind kreuzförmige Nuten 68 vorgesehen (F i g. 3). In diese Nuten 68 sind Prallwerkzeuge 60 eingeschoben. Diese Prallwerkzeuge 60 bestehen aus Leisten 61 und sind mit beidseitig vorspringenden Stiften 62 versehen. Die Länge der Prallwerkzeuge 60 entspricht weitgehend der Breite des Rotors 65 und diese wiederum im wesentlichen dem Abstand zwischen den Abschlußwänden 51, 52. Der Raum außerhalb des Gehäuses 50 ist als Sammelkanal 80 ausgebildet und durch eine Kanalwandung 81 begrenzt. Diese Kanalwandung 81 läuft konisch zu einem Auslaß 82 zusammen. Die eine der Abschlußwände 52 ist mit einer Befestigungsplatte 85 verbunden und durch Rippen 86 daran stabilisiert. Der Antriebsmotor 70 ist mit der Seitenwand 52 fest verbunden.

Bei relativ groß gewähltem Durchmesser des Rotors erhält dieser ein großes Trägheitsmoment, was bei Belastungsschwankungen vorteilhaft ist. Bei einem gegebenen Durchmesser des Rotors ist der Gehäusedurchmesser derart zu wählen, daß die radiale Weite zwischen dem Rotorumfang und dem Gehäuse einen Bruchteil des Rotordurchmessers beträgt. Gleichzeitig ist die radiale Erstreckung der Prallwerkzeuge über den Umfang des Rotors, d. h. deren wirksame Höhe, einem Bruchteil des Rotordurchmessers gleich. Besonders vorteilhaft sind Prallwerkzeuge, deren Breite quer zur Umlaufrichtung ein Vielfaches der wirksamen Höhe beträgt. Die Abmessungen der Mahlräume sowohl in der Umlaufrichtung des Rotors als auch quer dazu können ein Mehrfaches der radialen Weite zwischen dem Rotorumfang und dem Gehäuse bzw. zwischen der peripheren Begrenzung der Prallwerkzeuge und dem Gehäuse betragen. Damit ergeben sich Mahlräume, worin dem Gut noch eine Bewegungsfreiheit für die Prallarbeit gegeben ist. Durch diese Ausbildung der Mahlräume zwischen den Prallwerkzeugen, der Peripherie des Rotors, den seitlichen Abschlußwänden und dem Gehäuse sind diese im wesentlichen allseitig fest begrenzt. Sie weisen zudem stets ihre festen Mahlraumvolumina auf. Weiter ist es besonders vorteilhaft, wenn die stirnseitigen Begrenzungen des Rotors im Bereich von dessen Umfang in die unmittelbare Nähe der seitlichen Abschlußwände geführt sind, da damit kein. Materialstrom zur Rotorachse erfolgen kann. Diese »Dichtwirkung« oder Fließhemmung wird noch durch

IOU/ 4 ID

die Abstreifer-Wirkung der Prallwerkzeuge gegenüber den seitlichen Abschlußwänden besonders wirkungsvoll unterstützt bzw. ergänzt.

Im Betrieb wirkt durch die Rotation des Rotors 65 eine Zentrifugalkraft auf die Prallwerkzeuge 60, die durch die Stifte 62 in den kreuzförmigen Nuten 68 aufgenommen wird. Damit ist eine axiale Verschiebung dieser Prallwerkzeuge 60 nicht mehr möglich, womit diese, einmal in eine bestimmte Lage gebracht, nicht mehr gegen die seitlichen Abschlußwände 51,52 gleiten können. Zwischen den über die Umfangsmantelfläche 67 vorstehenden Teilen der Prallwerkzeuge 60, der Umfangsmantelfläche 67 und dem Gehäuse 50 sind weitgehend geschlossene Mahlräume gebildet. Zwischen den Peripherien 77 der Prallwerkzeuge 60 und dem Gehäuse 50 bestehen Scherkanäle. Das zu verarbeitende Gut wird in den Speisetrichter 11 gegeben, von dort durch die Förderschnecke 15 eingezogen und gegen den Rotor 65 gefördert. Die Speisung der Mühle, d.h. der einzelnen Mahlräume entlang der Umfangsmantelfläche 67 des Rotors 65, ist einerseits durch die Förderleistung der Fördervorrichtung 1, d. h. der Förderschnecke 15, und andererseits durch die Größe der Mahlräume zusammen mit der Rqtordrehzahl gegeben.

Während bei bekannten Hammermühlen nach dem Beginn der Einspeisung eine relativ lange Zeit verstreicht bis die eigentliche Mahlung beginnt und die Ausstoßleistung dem Wert der Einspeisung weitgehend entspricht (diese Verhältnisse treten auch nach Beendigung der Speisung auf, wobei noch lange Zeit Material aus der Mühle fließt), entspricht im Gegensatz dazu bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Scherwirkung die Ausstoßleistung sehr rasch der der Einspeisung bzw. umgekehrt. Ferner ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein einfacher Aufbau, eine leichte Auswechselbarkeit der Prallwerkzeuge sowie ein Minimum an in Lagern bewegten Teilen. Die Ausbildung der Pralleisten führt zu einer gleichmäßigen Mahlarbeit über der ganzen Breite des Rotors. Die Mühle zeichnet sich auch durch sehr geringen Reinigungsaufwand und durch äußerst einfaches Auswechseln der Prallwerkzeuge aus. Da zudem der Rotor als massiver Körper ausgebildet werden kann, besitzt er ein großes Trägheitsmoment, womit geringe Änderungen in der Belastung sich nur unwesentlich in der Drehzahl und damit in der Ausstoßleistung auswirken. Damit aber bleibt die Mahlarbeit konstant und die Temperaturerhöhung infolge geringer Verweilzeit und damit sofortiger Vermahlung, Scherung und Austragung ohne Zusatzkühlung in den gewünschten engen Grenzen. Durch die Art der Mühle erreicht man eine größtmögliche Schonung der mechanischen Teile. Auch werden damit schädliche, übermäßige Temperaturbeanspruchungen des zu verarbeitenden Materials vermieden.

Gemäß Fig.4 ist der Rotor 65 nicht mehr massiv sondern innerhalb von geschlossenen Wandungen 101, 102 mit Aussparungen ausgebildet. Auch kommt an Stelle des Siebs 55 als Gehäuse 50 ein durch geeignete Stäbe gebildetes Maschengitter 105 zur Anwendung. Weiter wird damit gezeigt, daß die Prallwerkzeuge 60 wechselweise in unmittelbare Nähe der seitlichen Anschlußwände 51 und 52 gebracht werden können, so daß diese infolge der abstreifenden Wirkung dieser Prallwerkzeuge 60 sauber bleiben. Damit kann kein zu verarbeitendes Gut bis zur Welle 66 einfließen. Der Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß bei leicht verarbeitbaren Stoffen eine Mühle mit einem wesentlich leichteren Rotor 65 und damit mit geringerem Materialaufwand Anwendung finden kann.

Gemäß Fig.5 ist der Rotor 65 in zwei seitlichen Abschlußwänden 51', 52' gelagert, was einen indirekten Antrieb ermöglicht. Damit ist die Mühle in der Drehzahl nach Bedarf leicht anpaßbar. Weiter zeigt sich die Möglichkeit, daß der Rotor 65 nur noch im Bereich seiner Umfangsmantelfläche 67 bis in die unmittelbare Nähe der seitlichen Abschlußwände 5 Γ, 52' durchgehend vollwandig ist, während weiter innen liegende Partien Ausnehmungen aufweisen können. Damit ergibt sich wie bei den anderen Ausführungen eine gute Dichtwirkung zwischen den einzelnen Mahlräumen und der Lagerpartie des Rotors 65, im übrigen aber für die ( Bearbeitung gewisser Stoffe eine leichte Ausführung ^V mit dem Vorteil geringen Materialaufwands. Weiter ist im Anschluß an die einspeisende Fördervorrichtung 1 das Gehäuse 50' an Stelle eines Sieb- oder Gittereinsatzes mit einem geschlossenen Wandungsteil versehen und weist anschließend freie Durchtrittsöffnungen 115 in den Sammelkanal 80 auf.

Durch diese Gestaltung der Vorrichtung ergibt sich der Vorteil, daß auch Stoffe, die trotz intensiver Prall- und Schermahlung kaum durch Sieb- oder Gitteröffnungen die Mühle verlassen können, im Gegensatz zu bekannten Mahlvorrichtungen verarbeitbar sind.

An Stelle von Stiften können die Prallwerkzeuge auch mit anderen bereits bekannten Mitteln gesichert werden oder feste Bestandteile des Rotors darstellen. Auch ist es möglich die Pralleisten kürzer als den Rotor auszubilden und abwechslungsweise mit der einen Begrenzung im Bereich der einen und mit der anderen Begrenzung im Bereich der anderen Abschlußwand entlang dem Rotorumfang anzuordnen. Eine solche Anordnung kann für Schälarbeiten vorteilhaft sein.

Die Vorrichtung kann auch vertikalachsig ausgeführt ^. sein, wobei der Rotor ebenfalls zwischen zwei Abschlußwänden sitzt und ein ringförmiger Sammelkanal um ihn herum angeordnet ist, welcher unterhalb des Rotors als Sammeltrichter ausgebildet ist. Damit kann die Austragung von schwerfließendem Gut erleichtert werden.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Prallwerkzeuge entlang dem Umfang des Rotors anstatt in regelmäßigen Abständen gruppenweise mit gleichen und dazwischenliegenden größeren Abständen anzuordnen oder diese periodisch größer oder kleiner werdend zu bemessen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zerkleinern und/oder teil weisen Verflüssigen von körnigem bis flüssigem Gut, die aus einer Prallmühle mit zwangsläufig und stetig arbeitender Gutzufuhr zu dem Rotor besteht, wobei die Prallwerkzeuge des Rotors mit geringem Abstand von einer zylindrischen, zumindest teilweise als Sieb ausgebildeten Begrenzungsfläche umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallwerkzeuge (60) in an sich bekannter Weise in bestimmten Umfangsabständen des Rotors (65) als starre Wände aus dessen geschlossener Umfangsmantelfläche (67) hervorstehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Rotors (65) ein Vielfaches der radialen Erstreckung der Prallwerkzeuge (60) über der Umfangsmantelfläche (67) des Rotors (65) beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallwerkzeuge (60) entlang der Umfangsmantelfläche (67) symmetrisch angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallwerkzeuge (60) gruppenweise symmetrisch entlang der Umfangsmantelfläche (67) des Rotors (65) angeordnet sind, wobei gruppenweise gleichartige Mahlräume und dazwischenliegend unterschiedliche Mahlräume gebildet werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallwerkzeuge (60) zur Bildung von Mahlräumen periodisch zunehmender oder abnehmender Größen entlang der Umfangsmantelfläche (67) des Rotors (65) unsymmetrisch angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallwerkzeuge (60) mit mindestens einem querliegenden, vorspringenden Stift (62) versehen sind und so in entsprechend ausgebildete Nuten (68) entlang der Umfangsmantelfläche (67) des Rotors (65) einschiebbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördervorrichtung (1) eine Förderschnecke (15) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Mahlräume in der Umlaufrichtung des Rotors (65) und quer dazu ein Vielfaches der radialen Weite zwischen Umfangsmantelfläche (67) und Gehäuse (50) betragen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallwerkzeuge (60) quer zu ihrer Bewegungsrichtung ein mehrfaches ihrer wirksamen Höhe aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen der peripheren Begrenzung (77) der Prallwerkzeuge (60) und der durch das Gehäuse (50) gebildeten Mahlraumbegrenzung als Scherkanal einem Bruchteil der wirksamen Höhe der Prallwerkzeuge (60) entspricht.

11. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Verarbeitung von Kakaobohnen oder Kakaobruch.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerkleinern und/oder teilweisen Verflüssigen von körnigem bis flüssigem Gut, die aus einer Prallmühle mit zwangsläufig und stetig arbeitender Gutzufuhr zu dem Rotor besteht, wobei die Prallwerkzeuge des Rotors mit geringem Abstand von einer zylindrischen, zumindest teilweise als Sieb ausgebildeten Begrenzungsfläche umgeben sind.

Es sind Vorrichtungen zum Zerkleinern von Gut mit feste Pralleisten aufweisenden Rotoren bekannt. Das zu verarbeitende Gut wird durch Rotoren einzeln an in Scheiben aufgeteilten Walzen vorbeigeführt, die die Funktion von Sieben übernehmen, was den Vorteil bildet, daß sich diese Walzen mit Siebfunktion selbst reinigen. Mit solchen Vorrichtungen ist besonders Ton auf die gewünschte Feinheit verarbeitbar. Allerdings sind solche Vorrichtungen zur Verarbeitung von Gut, bei dessen Verarbeitung neben der Zerkleinerung auch eine Verflüssigung erforderlich ist (z. B. Kakaobohnen oder Kakaobruch), nicht anwendbar. Denn die erforderliche Verflüssigung führt z. B. bei Kakao infolge der enthaltenen Kakaobutter und des Wassergehalts relativ leicht zum Verkleben der zur Anwendung gelangenden Siebe oder ähnlicher Bauelemente.

Aus. der DT-AS 1185 047 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der auf einem Rotor angeordnete Zerkleinerungselemente mit am Rotorummantelungsgehäuse angebrachten anderen Zerkleinerungselementen beim Drehen des Rotors zusammenarbeiten. Diese (radial gespeiste) Vorrichtung dient jedoch dem Zerreißen von Faserstoffen, wobei dieser Bestimmung entsprechend die Zerkleinerungselemente in ihrer Anordnung wie Ausgestaltung (ihre Oberfläche ist mit zackenförmigen Rippen versehen) angepaßt sind. Auch diese Vorrichtung ist zur Verarbeitung von solchen Gütern, deren Zerkleinerung mit einer gewissen Verflüssigung einhergeht, nicht geeignet, da insbesondere die Wärmebeanspruchung der Vorrichtung zu groß würde.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (DT-PS 4 71 507) wird die Zerkleinerung des axial zugeführten Gutes durch Verreiben zwischen einer besonders ausgebildeten, den Rotor umgebenden Wand und am umlaufenden Rotor befestigten Leisten durch Scher- und Zerfaserungswirkung durchgeführt. Der dabei verwendete Verarbeitungsweg ist infolge seiner axialen Erstreckung ziemlich lang, wodurch eine unerwünscht große Wärmebeanspruchung auftritt. Überdies wird das zu verarbeitende Gut quer durch die zwischen den Rotorleisten und der umgebenden Wand gebildeten Prallräume geführt, wobei ausschließlich die Prallwirkung der Zerkleinerung des Gutes dient.

Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung (US-PS 2711964) wird das zu zerkleinernde Gut durch zwangsläufige Speisung der Mahlung in einer Hammermühle mit Hämmern, die gelenkig mit der Rotorachse verbunden sind, zugeführt. Dabei treten Mahlräume von unbestimmten, sich immer wieder ändernden Mahlvolumina auf. Hierbei kann das in der Prallmühle behandelte Gut sowohl in den Ausnehmungen der Hämmer als auch seitlich neben den Hämmern ausweichen; durch die gelenkige Befestigung der Hämmer ist ein zwangsweises Vorantreiben des Gutes nicht möglich. Die Verweilzeit des Gutes in der Mühle ist relativ lang.

Weiterhin ergeben sich aufgrund der "von den Umlaufbahnen der Hammer nicht überstrichenen Bereiche, welche durch zwischen den Hämmern angeordnete Lagerscheiben, Hohlräume zur Lagerung