DE19601594A1

DE19601594A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Zerkleinern von Materialien, insbesondere zur Probenvorbereitung für Analysen

Info

Publication number: DE19601594A1
Application number: DE1996101594
Authority: DE
Inventors: Gerhard Baer
Original assignee: Fritsch GmbH
Current assignee: Fritsch GmbH
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-07-24
Anticipated expiration: 2016-01-19
Also published as: DE19601594C2

Description

Zum Zerkleinern sperriger, weicher bis mittelharter sowie faseriger Materialien werden Laborschneidemühlen verwendet, die einen Einfülltrichter, rotierende und feststehende Messer, Siebeinsätze sowie einen Auffangbehälter aufweisen. Zur Untersuchung verschiedener Materialien werden mitunter definierte Korngrößen benötigt. In diesem Zusammenhang gibt es das Problem der Erstellung einer repräsentativen Probe, z. B. über die Bestandteile des Müllanfalls eines Tages.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Materialien zu schaffen, mit der sich eine schnelle Zerkleinerung auf wohldefinierte Korngröße erzielen läßt. Diese soll nach der Probenvorbereitung für Analysen dienen.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Kombination einer Schneidmühle mit einem Staubsauger gemäß Anspruch 1 bzw. mit den Maßnahmen des Anspruchs 7 gelöst.

Der Staubsauger sorgt für einen Luftdurchsatz durch das Gerät, so daß es nicht zu zeitlichen oder örtlichen Stockungen oder Stauungen kommt, wodurch die Gleichmäßigkeit der erzielbaren Korngröße gefährdet wäre. Durch zweimaligen Durchlauf läßt sich die Korngröße auf das gewünschte Maß verringern. Dies läßt sich auch durch ein entsprechend gestaltetes Gesamtgerät bewerkstelligen, das außerdem eine Probenteilung vornimmt, um ein komplettes Analyseaufbereitungsgerät darzustellen. Im einzelnen sind zwei Schneidmühlen unter Zwischenfügung eines Probenteilers miteinander und mit dem Staubsauger verbunden, dem der endgültige Mahlgutbehälter zugeordnet ist. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Beaufschlagung der Schneidmühlen erzielt, so daß mit diesen ein gleichmäßiger Mahldurchsatz und wohldefinierte Mahlergebnisse erzielt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im nachfolgenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erste Schneidmühle mit Probeteiler, geschnitten, und

Fig. 2 eine zweite Schneidmühle mit Staubsauger.

Fig. 1 zeigt den oberen Abschnitt des Analyseaufbereitungsgeräts. Es sind eine erste Schneidmühle 1 und ein Probenteiler 2 vorgesehen. Die Schneidmühle 1 weist ein öffenbares Gehäuse 10, einen Eingabetrichter 11, einen trichterförmigen Mahlgutaustritt 12 und eine Messerwalze 13 auf. Die Messerwalze 13 wird von einem nicht dargestellten Getriebemotor bei etwa 300 Umdrehungen/Minute angetrieben. Die Messerwalze 13 besteht vorzugsweise aus zwei schräg verzahnten Fräsern, die zu einer Pfeilverzahnung zusammengesetzt sind, d. h. die Nuten 14 der Fräser laufen schräg aufeinander zu, um das Mahlgut zur Mitte hin einzuziehen. Am Umfang der Messerwalze 13 sind drei feststehende Messer 15, 16, 17 angeordnet, deren Schneidwinkel unterschiedlich gewählt ist, und zwar beim Messer 15 ein negativer Schneidwinkel, beim Messer 16 der Schneidwinkel Null und beim Messer 17 ein positiver Schneidwinkel. Vom Umlauf der Messerwalze 13 aus gesehen sind die Messer 15, 16 am Eintrittsrand und das Messer am Rückführungsrand des Eingabetrichters 11 angeordnet.

Das Gehäuse 10 ist mittels eines Spannverschlusses 18 mit einem entleerbaren Mahlgutsilo 20 verbunden, in welchem der Mahlgutaustritt 12 hineinführt und in welchem der Probeteiler 2 angeordnet ist. Wie ersichtlich, enthält der Probeteiler 2 einen Probenteller 21 mit einer oder mehreren Bohrungen 22 und einem Kegel 23, um das aus dem Mahlgutaustritt 12 austretende Mahlgut in ein Förderrohr 24 weiterzuleiten oder im Mahlgutsilo 20 abzulagern. Der Probenteller 21 wird mit einem Getriebemotor 25 mit etwa 100 Umdrehungen/Minute rotieren lassen. Der ringförmige Flächenstreifen des Probentellers 21 unterhalb der Öffnung des Mahlguttrichters 12 wird zu 14 Teilen von der Tellerwand und zu 1 Teil von den Bohrungen 22 eingenommen. Demgemäß gelangen 14/15 des bei 12 austretenden Mahlguts in das Silo 20 und 1/15 in das Förderrohr 24.

In einem ausgeführten Beispiel war der Innendurchmesser des Rohrs 24 25 mm, und das Mahlgut auf dem Probeteiler 2 hatte 4 mm Korngröße.

Fig. 2 zeigt den unteren Teil des Analyseaufbereitungsgerätes, der über das Rohr 24 mit dem oberen Teil verbunden ist, wobei aus Gründen der Übersicht Strukturbauteile fortgelassen worden sind, welche Ober- und Unterteil sicher miteinander verbinden und ein Standgerät mit Füßen bilden. Im einzelnen sind eine zweite Schneidmühle 3, ein Mahlgutbehälter 4 und ein Staubsauger 5 als Hauptbauteile vorgesehen. Die zweite Schneidmühle 3 weist ein öffenbares Gehäuse 30 auf, in dem eine Messerwalze 33 gelagert ist, die gleichartig zur Messerwalze 13 ausgebildet ist und deshalb nicht weiter erläutert werden muß. Dies gilt auch hinsichtlich der feststehenden Messer 35 bis 37, deren Spaltbreite zur rotierenden Messerwalze 33 jedoch enger eingestellt sein kann. Der Hauptunterschied besteht in der Umdrehungszahl des nicht dargestellten Motors mit etwa 2800 Umdrehungen/Minute, wodurch das Mahlgut entsprechend fein gemahlen werden kann.

Eine Mahlgutaustrittsleitung 32 führt zu dem Mahlgutbehälter 4, auf dem das Gehäuse 50 des Staubsaugers 5 aufsitzt und mittels eines nicht dargestellten Spannverschlusses abnehmbar befestigt ist. In dem Gehäuse 50 ist eine Staubsauger-Antriebseinheit 51 untergebracht, ferner ein Kompressor 52 und Mikrofilter 53. Ein Tragegriff 54 ermöglicht den Transport des Staubsaugers 5 mit Mahlgutbehälter 4, nachdem der Steckeingriff der Mahlgutaustrittsleitung 32 in einen Stutzen 41 des Mahlgutbehälters 4 gelöst worden ist.

Ein Filtersack 55 schirmt die Antriebseinheit 51, welche einen Motor mit Ventilator enthält, gegenüber dem feinen Mahlgut im Behälter 4 ab. Dieses hatte in einem ausgeführten Beispiel eine Korngröße von 250 µm und darunter, wie sie für eine TOC-Schnellanalyse benötigt wird.

Der Staubsauger 5 sorgt für einen Luftstrom, beginnend beim Trichter 11 durch das Innere der ersten Schneidmühle 1, die Leitungen 12, 24, das Innere der zweiten Schneidmühle 3 und die Leitung 32 in den Mahlgutbehälter 4. Auf diese Weise wird ein gleichmäßiger Durchsatz durch die jeweilige Schneidmühle erzielt, so daß die Mahlverhältnisse entsprechend konstant sind und dementsprechend konstante Mahlergebnisse für ein bestimmtes Mahlgut zu erwarten sind. Außerdem wird das Mahlgut getrocknet, was für die Feinzerkleinerung günstig ist.

Die Aufteilung des grob zerkleinerten Materials in zwei Mengen ermöglicht es, repräsentative Proben für die Analysen zu gewinnen, ohne daß das gesamte Material fein zerkleinert werden müßte. Mit der Probenteilung kann also der Zerkleinerungsaufwand ohne Einbuße bei der Probenrepräsentanz reduziert werden. Außerdem paßt sich die Probenaufteilung der Tatsache an, daß bei der Grobverkleinerung wesentlich größere Durchsätze als beider Feinzerkleinerung erzielt werden.

Man kann im übrigen auch das Teilungsverhältnis im Probenteiler variabel gestalten, indem man eine oder mehrere der Bohrungen 22 öffnet oder schließt.

Als Hauptanwendungsgebiet des Analyseaufbereitungsgeräts ist die Erstellung von repräsentativen Proben von Müll (jedoch im wesentlichen ohne metallische Anteile), insbesondere Mausmüll, und Bauschutt (mit Anteilen von Holz, Kunststoffen, Baupappe u. dgl.) vorgesehen. Bei der Grobzerkleinerung werden ein Durchsatz von 0,4 kg/min und Korngrößen von 4 bis 20 mm und bei der Feinzerteilung ein Durchsatz von 0,04 bis 0,02 kg/min sowie Korngrößen von 100 bis 400 µm erzielt.

Claims

1. Vorrichtung zum Zerkleinern von Materialien mit folgenden Merkmalen:

a) wenigstens eine Schneidmühle mit Eingabeöffnung, Mahlgutaustrittsöffnung und dazwischengeschaltetem Mahlwerk;
b) wenigstens ein Mahlgutbehälter (4) zum Sammeln des Mahlgutes;
c) ein Staubsauger (5), der mit dem Mahlgutbehälter (4) und der Schneidmühle über deren Mahlaustrittsöffnung verbunden ist und einen konstanten Luftstrom durch die Schneidmühle zu ziehen ermöglicht;
d) ein Filter (55) zur Abschirmung des im Mahlgutbehälter (4) befindlichen Mahlgutes vom Eintritt in den Staubsauger (5).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Schneidmühle (1) mit einem Eingabetrichter (11), einem Schneidwerk (13) und einer Mahlgutaustrittsöffnung (12) versehen ist,
daß eine zweite gleichartige Schneidmühle (3) mit der Mahlgutaustrittsöffnung (12) der ersten Schneidmühle (1) über einen Probenteiler (2) verbunden ist und zu dem Mahlgutbehälter (4) führt, der mit dem Filter (55) abgeschlossen ist und an dem der Staubsauger (5) angeschlossen ist, und
daß die Schneidmühlen (1, 3), der Probeteiler (2) und der Mahlgutbehälter (4) nach außen abgedichtet miteinander verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenteiler (2) in einem Mahlgutsilo (20) angeordnet ist und einen Probenteller (21) mit Durchlaßbohrungen (22) aufweist, die sich über ein Verbindungsrohr (24) hinwegbewegen, das die Mahlgutaustrittsöffnung (12) der ersten Schneidmühle (1) mit der Eingabeöffnung der zweiten Schneidmühle verbindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwerke der Schneidmühlen (1, 3) im Prinzip gleich sind und eine rotierende Messerwalze (13, 33) sowie damit zusammenarbeitende, feststehende Messer (15, 16, 17, 35, 36, 37) enthalten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Messer ein Messer (15, 35) mit negativem Schneidwinkel, ein Messer (16, 36) mit 0° Schneidwinkel und ein Messer (17, 37) mit positivem Schneidwinkel enthalten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Messerwalze (13, 33) zwei im Sinne einer Pfeilverzahnung angeordnete, schrägverzahnte Fräser aufweist.

7. Verfahren zum Zerkleinern von Materialien, insbesondere zur Probenvorbereitung für Analysen, mit folgenden Schritten:

a) das Material wird einer ersten Schneidmühle (1) gleichzeitig mit einem Luftstrom zugeführt;
b) die erste Schneidmühle (l) zerkleinert das Material auf eine erste vorgegebene Mahlgutgröße;
c) das grob zerkleinerte Mahlgut wird in zwei Mengen geteilt, deren Größen unterschiedlich sind;
d) die kleinere Menge wird einer zweiten Schneidmühle (3) mit einem Luftstrom zugeführt und
e) auf eine zweite, vorgegebene Mahlgutgröße zerkleinert.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material durch den Luftstrom getrocknet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste vorgegebene Mahlgutgröße im Bereich von 4 bis 20 mm liegt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite vorgegebene Mahlgutgröße im Bereich von 100 bis 400 µm liegt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zu zerkleinernde Material Hausmüll, jedoch im wesentlichen ohne metallische Anteile, ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zu zerkleinernde Material Bauschutt, jedoch im wesentlichen ohne metallische Anteile, ist.