DE19727663A1 - Zerkleinerungsvorrichtung - Google Patents
ZerkleinerungsvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung und insbesondere
eine naßreibende bzw. rührende Zerkleinerungsvorrichtung bzw. Mahlwerk gemäß
Patentanspruch 1 die bzw. das verwendet werden soll, um Pigmente für Tinten bzw.
Druckfarben und Farbpigmente, anorganische Stoffe wie zum Beispiel Keramiken
oder Metalle sowie die Inhaltsstoffe von medizinischen Arzneimitteln zu zerkleinern
und/oder fein zu verteilen.
Es sind verschiedene Arten von naßreibenden bzw. rührenden Mahl- oder
Zerkleinerungsvorrichtungen vorgeschlagen worden.
Eine solche bekannte Zerkleinerungsvorrichtung umfaßt ein zylinderförmiges Gefäß
bzw. Behälter, das bzw. der einen Einlaßanschluß an einem Ende und einen
röhrenförmigen Auslaßanschluß an dem anderen Ende aufweist, eine Antriebswelle,
die in der Mitte des Gefäßes drehbar angeordnet ist, eine Rühr- bzw. Mahlscheibe,
die auf der Antriebswelle angebracht und ihrerseits innerhalb des Gefäßes und
integral mit der Welle drehbar ausgebildet ist, eine ringförmige Separator- bzw.
Abscheideplatte, die an dem Ausgang innerhalb des Gefäßes angeordnet ist, sowie
eine drehbare, röhrenförmige Einheit, die drehbar in der Mitte der ringförmigen
Abscheide- bzw. Entmischungsplatte angeordnet ist, und in der ein Materialseparator
bzw. Materialabscheider oder eine siebende Einheit aus der Abscheideplatte und der
drehbaren, röhrenförmigen Einheit zusammengesetzt ist.
Im Betrieb wird die Antriebswelle betätigt, um die Rühr- bzw. Mahlscheibe zu
drehen, während eine zugeführte, zu verarbeitende Materialcharge unter Druck durch
den Einlaßanschluß in das Gefäß eingeführt wird. Anschließend wird das so
zugeführte Material gerührt, damit es sich zusammen mit dem Arbeitsmittel in dem
Gefäß fein verteilt, und wird dann von einem Ende zum anderen Ende innerhalb des
Gefäßes zirkuliert bzw. gerührt.
Dann wird die drehbare, röhrenförmige Einheit angetrieben, um sich zu drehen, und
das zugeführte Materialgemisch wird mit Hilfe von Schlitzen, die zwischen der
drehbaren, röhrenförmigen Einheit und der ringförmigen Entmischungsplatte
vorgegeben sind, in das behandelte Material und das Arbeitsmittel getrennt. Zu
diesem Zeitpunkt bleibt das Mittel innerhalb des Gefäßes und das behandelte
Material durchquert die Schlitze, um durch den Auslaßanschluß ausgelassen bzw.
abgeführt zu werden.
Eine solche herkömmliche Zerkleinerungsvorrichtung weist dahingehend einen
Vorteil auf, daß sich das zugeführte Materialgemisch in dem Gefäß fast im Zustand
einer Kolbenströmung oder Pfropfenströmung bewegt, wodurch eine sehr wirkungs
volle Zerkleinerung bewirkt wird. Dieses vorteilhafte Ergebnis wird erzielt, weil der
Gefäßaufbau eine relativ große Länge in Axialrichtung aufweist und folglich ein
großes L/D-Verhältnis, d. h. das Verhältnis Länge (L) zu Durchmesser (D) ist relativ
groß.
Jedoch weist diese Vorrichtung einen erheblichen Nachteil auf, weil die Strömung
des zugeführten Materialgemisches nachteilig und im wesentlichen durch den
Separator begrenzt ist, der an dem distalen Ende der Materialnachschubströmung in
Axialrichtung in dem Gefäß angeordnet ist, wo das zugeführte Materialgemisch in
das zerkleinerte Material und das Medium bzw. Mittel getrennt wird, und weil somit
nur ein vergleichsweise kleines Volumen von zugeführtem Gemisch im Betrieb auf
einmal verarbeitet werden kann.
Unter diesem Gesichtspunkt hat man eine andere Zerkleinerungsvorrichtung
vorgeschlagen, um einen verbesserten Separator zu schaffen und eine größere
Verarbeitungskapazität für das zugeführte Materialgemisch zu ermöglichen. Diese
bekannte Vorrichtung weist jedoch noch immer ein in Längsrichtung langes Gefäß
auf, d. h. mit einem großen L/D-Verhältnis, und der Separator ist ähnlich wie bei der
vorherigen Vorrichtung an dem distalen Ende bzw. dem vom Mittelpunkt entfernten
Ende der Strömung in dem Gefäß angeordnet, wodurch bewirkt wird, daß sich das
Arbeitsmedium um den Auslaßanschluß des Gefäßes herum anreichert, was zu einem
instabilen Betrieb oder manchmal zu einem Betriebsausfall führt.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile der
herkömmlichen Zerkleinerungsvorrichtung zu beheben und insbesondere eine
verbesserte Zerkleinerungsvorrichtung zu schaffen, die eine zuverlässige Ver
arbeitung großer Materialvolumina erlaubt, ohne daß die Effizienz des Zerkleinerns
verringert würde.
Im Hinblick auf die genannten Nachteile schlägt die vorliegende Erfindung eine
Zerkleinerungsvorrichtung vor, die umfaßt: Ein Zerkleinerungsgefäß von zylinderför
miger Anordnung, deren beide axialen Enden im wesentlichen geschlossen sind;
einen zylinderförmigen Separator bzw. Abscheider, der innerhalb des Gefäßes und
im wesentlichen koaxial zu diesem angeordnet sind, wobei der Separator eine Anzahl
von Schlitzen aufweist, die in zumindest einigen Abschnitten seiner Umfangswand
angeordnet sind, wobei der Separator das Innere des Gefäßes in eine Innenkammer
und in eine Außenkammer unterteilt, die koaxial und eine in der anderen angeordnet
sind, und wobei der Separator mit einer Anzahl von Bohrungen zur wechselseitigen
Verbindung zwischen den zwei Kammern versehen ist; eine Rühr- bzw. Mahleinheit,
die drehbar um die Achse des Gefäßes innerhalb der Innenkammer angeordnet ist;
einen auf dem Gefäß angeordneten Einlaßanschluß zum Zuführen von zu ver
arbeitenden Stoffen in die Innenkammer; und einen auf dem Gefäß angeordneten
Auslaßanschluß zum Abführen der verarbeiteten Stoffe aus der Außenkammer
heraus.
Außerdem weist das Zerkleinerungsgefäß eine solche Anordnung auf, daß das
Verhältnis der Länge (L) des Gefäßes in Axialrichtung zum Durchmesser (D) des
Gefäßes nicht mehr als 1,0 beträgt. Dies bedeutet, daß das Verhältnis durch die
Beziehung L/D 1,0 dargestellt werden kann.
Mit dieser Anordnung arbeitet die Zerkleinerungsvorrichtung ausreichend gut, um
eine unerwünschte, verklumpte Strömung des zugeführten Materialgemisches und der
Zerkleinerungsmittel in der Innenkammer des Gefäßes wirksam zu verhindern.
Im Betrieb wird der Materialnachschub zunächst über den Einlaßanschluß in die
Innenkammer des Zerkleinerungsgefäßes zugeführt und dann die Rühreinheit betätigt,
damit diese sich dreht. Dann rührt das Rührmittel das zugeführte Material zusammen
mit den Zerkleinerungsmitteln mit relativ großer Korngröße, die in die Innenkammer
eingebracht worden sind, und der Gemischfluß aus dem zugeführten Material und
den Zerkleinerungsmitteln wird dazu gezwungen, sich von dem Zentralbereich der
Kammer nach außen hin zu bewegen. Somit zirkuliert der zugeführte Gemischfluß
in der Kammer und wird von dem Separator gesiebt, wobei nur die geeignet
verarbeiteten Stoffkörner von vorbestimmter Größe selektiv durch diesen hindurch
gelangen dürfen, wohingegen die Zerkleinerungsmittel ebenso wie das restliche
zugeführte Material mit noch großer Korngröße herausgefiltert werden und auf der
Innenseite verbleiben.
Die zuvor genannten sowie andere Aufgaben und vorteilhafte Merkmale der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, ausführlichen Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
ersichtlich, wobei die Beschreibung nur Beispiele bevorzugter Ausführungsformen
beinhaltet und somit auch Abänderungen derselben von der vorliegenden Erfindung
mit umfaßt werden, sofern diese innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten
Patentansprüche oder in deren Äquivalenzbereich liegen.
Fig. 1 ist eine Draufsicht der Zerkleinerungsvorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Teilseitenansicht im Querschnitt aus Fig. 1 und zeigt die
wesentlichen Teile der Erfindung; und
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm eines diskontinuierlichen Verarbeitungsmecha
nismusses einschließlich der Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Naßmittel-Zer
kleinerungsvorrichtung bzw. Mahlwerk. Die Zerkleinerungsvorrichtung umfaßt ein
zylinderförmiges Gefäß oder Gehäuse 2, dessen beide Enden geschlossen sind, eine
Rühreinheit 18, die drehbar in dem Gefäß 2 angeordnet ist, um in diesem
zugeführtes Material und Zerkleinerungsmittel zu rühren, sowie einen zylinderförmi
gen Separator bzw. Abscheider 13, der in dem Gefäß 2 angeordnet ist, um den
Gemischnachschub in das geeignet behandelte Material und die Mittel zu trennen.
Das Gefäß 2 enthält einen zylinderförmigen Körper 3, der ein geschlossenes Ende
und ein anderes offenes Ende aufweist sowie eine kreisförmige Platte bzw. einen
Deckel 6, um das andere offene Ende zu schließen.
Der zylinderförmige Gefäßkörper 3 weist eine Nabenwulst bzw. runde Anschluß
fläche 4 auf, die integral mit diesem bevorzugt in der Mitte des geschlossenen Endes
ausgebildet ist, durch welche der Innenraum mit dem Außenraum in Verbindung
steht. Die Rühreinheit 18 wird durch die Nabenwulst 4 über ein darin vorgesehenes
Lager 8 drehbar gelagert.
Eine Ringnut 5 ist auf der geschlossenen Wand des zylinderförmigen Gefäßkörpers
ausgebildet und erstreckt sich längs einer inneren Umfangswand, und es ist auch eine
andere Ringnut 7 auf dem Deckel 6 ausgebildet, um sich längs des Umfanges in
Ausrichtung mit der zuvor genannten Nut 5 zu erstrecken. Der Separator 13 ist in
dem Gefäßkörper 3 so angebracht, daß das eine Ende des Separators in die Nut 5
und das andere Ende in die Nut 7 paßt und daß dann der Deckel 6 über Bolzen bzw.
Schrauben an dem Gefäßkörper 3 angebracht wird, wodurch der Separator 3 fest in
dem Gefäßkörper gehalten wird.
Oder der Separator 13 kann auf der Innenwand des Gefäßkörpers 3 direkt über
Bolzen oder andere Befestigungsmittel angebracht werden.
Das Gefäß 2 weist zwei Kammern auf, die durch den Separator getrennt werden; und
zwar eine zylinderförmige Innenkammer 9, die durch die Innenwände des Deckels
6 und des Gefäßkörpers sowie durch den Separator 13 mittig zu dem zylinderförmi
gen Gefäßkörper 3 vorgegeben ist, sowie eine ringförmige Außenkammer 10, die
durch den Separator 13 sowie die innere Umfangswand des Gefäßkörpers vorgegeben
ist, wobei die zwei Kammern koaxial zueinander angeordnet sind. Ein zylinderförmi
ger Einlaßanschluß bzw. Materialzufuhr-Anschluß 11 ist integral in der Mitte des
Deckels 6 ausgebildet, damit das Innere des Gefäßes 2 mit seinem Äußeren in
Verbindung steht, um der Innenkammer 9 ein Materialvolumen zuzuführen. Ein
zylinderförmiger Auslaßanschluß bzw. Materialabfuhr-Anschluß 12 ist integral an der
ringförmigen Umfangswand des Gefäßkörpers 3 ausgebildet, damit das Innere der
Außenkammer 10 mit dem Außenraum in Verbindung steht, um das behandelte
Material, das durch den Separator 13 aus der Innenkammer 9 ausgetreten ist, zur
Außenseite des Gefäßes 2 abzuführen.
Das Gefäß 2 weist eine Struktur mit relativ kleiner Länge auf. Mit anderen Worten,
das Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis (L/D) ist relativ klein. In dieser bevorzugten
Ausführungsform ist das L/D-Verhältnis gegeben durch L/D 1,0, wobei L die
Länge des Gefäßes und D sein Durchmesser ist.
Im allgemeinen nimmt der nachfolgend definierte Kolbenfluß-Effekt des Material
flusses ab und verringert den Arbeitswirkungsgrad, falls dieses L/D-Verhältnis
verkleinert wird. Der Kolbenfluß ist ein Strömungs- bzw. Flußzustand, in dem der
Materialnachschub und die Arbeitsmittel parallel zueinander bzw. miteinander
strömen, ohne daß sie miteinander vermischt werden. Bei der vorliegenden
Erfindung wird jedoch der Durchmesser D in einem solchen Umfang verringert, daß
die Länge L reduziert wird, so daß die Vorrichtung ein Volumen der Innenkammer
bzw. einen Zerkleinerungsbereich zur Verfügung stellt, das bzw. dem groß genug ist,
um große Last- bzw. Materialvolumina zu bearbeiten, um so genau die gleiche
Arbeitseffizienz zu ermöglichen wie die herkömmliche Vorrichtung.
Der Separator 13 enthält einen zylinderförmigen Innenring oder eine solche
Innenwandung 14, einen zylinderförmigen Außenring oder eine solche Außenwan
dung 15 und eine Anzahl von zugespitzten Dornen bzw. pyramidenförmigen
Ansätzen 16 mit trapezförmigem Querschnitt in Draufsicht, die sich zwischen den
Innen- und Außenringen bzw. Innen- und Außenflächen 14 bzw. 15 erstrecken. Die
Dornen bestehen in dieser Ausführungsform aus Stahl. Die Dornen weisen an dem
inneren vorzugsweise radial inneren Ende einen dickeren bzw. stärkeren Abschnitt
auf, der einen größeren Durchmesser besitzt als an dem äußeren vorzugsweise radial
äußeren Endabschnitt, und diese sind vorzugsweise in regelmäßigen Abständen auf
dem Rand bzw. der Fläche des Innenrings 14 angeordnet.
Die Anordnung der Dornen gibt eine Anzahl von dazwischen ausgebildeten
Öffnungen bzw. Lücken 17 vor. Bevorzugt geben vier benachbarte Dornen zwischen
sich eine Öffnung vor. Weil jeder der Dornen in Richtung der Innenwand des
Außenrings 15 konisch zuläuft, ist der Abstand zwischen irgendeinem nächsten Paar
von Dornen, d. h. die Breite der Öffnung, an dem äußeren bzw. radial äußeren Ende
größer und an dem inneren bzw. radial inneren Ende kleiner. Die Öffnungen
weisen im Vertikalquerschnitt eine keilförmige Gestalt auf, die durch das nächste Paar
von Dornen und die Innen- und Außenringe 14 bzw. 15 definiert wird. Eine Anzahl
von Bohrungen (nicht dargestellt) sind sowohl in der Innenringwandung als auch in
der Außenringwandung ausgebildet und jeweils für die entsprechende Öffnung 17
offen bzw. mit dieser fluchtend, damit die Innenkammer 9 mit der Außenkammer
10 in Verbindung steht.
Somit besteht der Separator bzw. Abscheider 13 aus den folgenden Teilen: Den
Innen- und Außenringen 14 bzw. 15, einer Anzahl von Dornen 16 und einer Anzahl
von Öffnungen 17. Mit dieser Anordnung ist der Separator 13 mit einem Arbeits
bereich versehen, der groß genug ist, damit große Volumina von Stoffmengen zur
Verarbeitung hindurchgelangen können.
Wie zuvor beschrieben, weist die Öffnung solch eine Weite auf, die zum Außenring
hin größer und zum Innenring hin kleiner ist, daß das Material vom Verklumpen
bewahrt und somit ein sanfter, nach außen gerichteter Materialfluß mit der
gewünschten Korngröße in die Außenkammer 10 ermöglicht wird. Natürlich ist die
Struktur des Separators nicht auf diese Ausführungsform begrenzt, sondern kann
durch beliebige andere Strukturen ersetzt werden, solange diese sämtliche der
folgenden drei Bedingungen erfüllen: 1) daß diese mit einem Arbeitsbereich versehen
ist, der groß genug ist, damit große Stoffmengen hindurchgelangen können, 2) daß
diese frei von Verklumpungen sind, und 3) daß diese eine ausreichend stabile
insbesondere mechanisch stabile Struktur für eine lange Betriebsdauer aufweist.
Die Zerkleinerungsvorrichtung beinhaltet auch eine Rühreinheit 18, die einen
zylinderförmigen Körper mit einem geschlossenen Ende aufweist und in der
Innenkammer 9 innerhalb des Gefäßes 2 angeordnet ist. Die Rühreinheit 18 ist in der
Kammer 9 drehbar gelagert und mit einer Folge von sich abwechselnden Rinnen
bzw. Nuten und Aufsätzen bzw. Kronen 19 bzw. 20 auf der gesamten Länge des
Außenumfanges des zylinderförmigen Körpers versehen. Die Rinnen sind mit
Durchbrüchen versehen, um ein Durchgangsloch bzw. einen Schlitz 21 zu schaffen,
so daß der Gemischnachschub aus dem Material und den Arbeitsmitteln in radialer
Richtung hindurchgelangen kann, um innerhalb des Gefäßes 2 zu zirkulieren. Eine
Anzahl von Durchgangslöchern 22 ist in der Rückwand der geschlossenen Stirnwand
des Rühreinheitskörpers ausgebildet. Die Durchgangslöcher 22 sind in regelmäßigen
Abständen längs einer gedachten Kreislinie angeordnet, und zwar koaxial zur
Drehachse der Einheit 18.
Eine rohrförmige Nabe bzw. Buchse 23 ist integral in der geschlossenen Rückwand
der Rühreinheit 18 ausgebildet. Die Nabe 23 erstreckt sich vom der Mitte der
Rückwand nach außen hin und koaxial zu der Drehachse und wird von dem Lager
8 drehbar gelagert, das in der Nabenwulst 4 des Gefäßkörpers 3 angebracht ist. Eine
Antriebswelle 24 erstreckt sich durch die Nabenwulst 4 hindurch und wird ebenfalls
von dem in der Nabenwulst 4 angebrachten Lager 8 drehbar gelagert. Die
Antriebswelle 24 erstreckt sich außerdem bis in die Nabe 23 hinein und der distale
Endabschnitt (mit kleinerem Durchmesser) wird darin aufgenommen. Ein Rührkopf
25 ist in der Einheit 18 angeordnet und mit Hilfe eines Systems von Schrauben und
Muttern beweglich mit dem distalen Ende der Antriebswelle 24 verbunden. In dieser
Ausführungsform dient der Rührkopf als Sicherungsmutter.
Der Rührkopf 25 weist Einschnitte 26 und Grate 27 auf, die in wechselnder
Reihenfolge auf der Oberseite entlang des Umfanges ausgebildet sind, um das
Materialnachschubgemisch fein zu verteilen, das durch den Einlaßanschluß 11 in die
Innenkammer 9 eingeführt wird, und zwar in Radialrichtung nach außen innerhalb
des Gefäßes 2.
Im Betrieb wird die Antriebswelle 24 durch ein Antriebsmittel wie beispielsweise
einen Motor (nicht dargestellt) betätigt, um sich zu drehen, und sowohl die
Rühreinheit 18 als auch das Rührmittel drehen sich gleichzeitig.
Dann wird über den Einlaßanschluß 11 ein Stoffgemenge in die Einheit 18 innerhalb
der Innenkammer 9 des Gefäßes 2 zugeführt. Solchermaßen zugeführte Stoffe bzw.
Materialien und die Mittel werden zusammen mit den zerkleinernden Mitteln durch
den Rührkopf 25 radial nach außen hin fein verteilt und dann mit Hilfe der
Rühreinheit 18 gerührt bzw. zerrieben. Die zerkleinernden Mittel sind zuvor in die
Innenkammer 9 eingeführt worden.
Zu diesem Zeitpunkt strömt der Materialnachschub und die Mittel aus dem Inneren
bzw. aus dem Arbeitsbereich der Einheit 18 durch die Anzahl von Schlitzen 21 in
der zylinderförmigen Umfangswand der Rühreinheit 18 heraus, und zwar aufgrund
einer starken Zentrifugalkraft, die durch deren Drehbewegung ausgeübt wird,
wodurch eine Randströmung des zugeführten Materials und der Mittel längs des
Außenumfangs der Einheit 18 bewirkt wird.
Dann wird der Materialnachschub und die Mittel, die längs des Außenumfanges der
Einheit 18 strömen, durch die Folge von Rinnen und Aufsätzen 19 bzw. 20 auf dem
Rand der Einheit 18 einer starken Scherkraft ausgesetzt, wodurch bewirkt wird, daß
der Materialnachschub zur Seite hin oder in beide Axialrichtungen fließt, um zu dem
offenen Ende der Rühreinheit 18 und schließlich über eine Lücke bzw. Öffnung
zwischen dem Deckel 6 und der Rühreinheit 18 in den Arbeitsbereich der Einheit 18
hineinzugelangen. Ein Teil des Materialnachschubs und der Mittel, die aus der
Einheit 18 über die Schlitze 21 gezwungen werden, fließt durch eine Lücke zwischen
der Einheit 18 und dem Gefäßkörper 3 und kehrt dann in den Arbeitsbereich über
die Durchgangslöcher 22 zurück. Auf diese Weise fließt der Materialnachschub
zusammen mit den Mitteln während der Drehbewegung der Einheit 18 innerhalb der
Innenkammer 9 kontinuierlich.
Während dieser Kreisbewegung bzw. Zirkulation innerhalb der Innenkammer 9
werden der Materialnachschub und die zerkleinernden Mittel vollständig vermischt
und der Materialnachschub wird allmählich in Körner mit vorbestimmter Größe
zerkleinert. Weil sich der Gemischfluß, der auf diese Art erhaltene Körner mit auf
diese Weise vorbestimmter Korngröße mit sich führt, entlang des Außenumfangs der
Rühreinheit 18 bewegt, bewegt sich ein gewisser Teil des Gemischflusses in den
Separator 13 hinein, wo das Zufuhrgemisch gesiebt wird und nur gewisse Körner
durch die Öffnungen 17 in die Außenkammer 10 hineingelangen können. An
schließend werden die Körner mit geeigneter Größe durch den Auslaßanschluß 12
aus der Außenkammer 10 und folglich aus dem Gefäß 2 abgelassen.
In der vorliegenden Erfindung wurde das L/D-Verhältnis des Gefäßes 2 vergleichs
weise klein gewählt und der Durchmesser D wird in dem Umfang vergrößert, indem
die Länge L verkleinert wird, so daß die Vorrichtung ein Fassungsvermögen der
Innenkammer (oder Zerkleinerungszone) bereithalten könnte, das groß genug zur
Verarbeitung großer Stoffmengen ist. Somit ermöglicht die erfindungsgemäße
Zerkleinerungsvorrichtung die gleiche Arbeitseffizienz wie eine herkömmliche
Vorrichtung, die im Vergleich hierzu eine größere Länge aufweist (d. h. ein größeres
L/D-Verhältnis).
Der Separator 13 wird in Form eines zylinderförmigen Körpers ausgebildet, der mit
einer Anordnung von Öffnungen 17 auf seinem Rand versehen ist, und ist koaxial
zu und in dem Gehäuse 2 angeordnet, wodurch ein ausreichendes Arbeitsvolumen
zur Verarbeitung großer Volumina von zugeführten Stoffen ermöglicht wird.
Deshalb wird der Separator keinen Engpaß für den Materialzuführfluß innerhalb des
Gefäßes 2 darstellen, was es der Vorrichtung ermöglicht, große Volumina von
Materialien zu bearbeiten.
Im Hinblick auf die mechanische Festigkeit des Aufbaus weist der Separator 13
dahingehend einen Vorteil auf, daß die Anordnung von Dornen 16 geschichtet oder
in Sandwich-Bauweise zwischen den Innenringen und den Außenringen 14 bzw. 15
angeordnet ist. Diese Anordnung verstärkt bzw. versteift die Struktur ausreichend
gut, um einer kontinuierlichen Verarbeitung großer Volumina von Stoffen
standzuhalten. Folglich stellt die Zerkleinerungsvorrichtung 1 einen langanhaltenden
und zuverlässigen Betrieb während seiner längeren Lebensdauer sicher.
Ferner weist die Rühreinheit 18 den mittig darin angeordneten Rührkopf 25, eine
Anzahl von Schlitzen 21 in seiner Umfangswand und eine Anzahl von Durchgangs
löchern 22 in seiner Rückwand zur wechselseitigen Verbindung zwischen seiner
Innenseite und seiner Außenseite auf, wie zuvor beschrieben. Mit dieser Anordnung
erzeugt die Vorrichtung eine gleichmäßige Kreisströmung des Materialnachschubs
und der Arbeitsmittel, und zwar im wesentlichen im gesamten Volumen der
Innenkammer 9, wodurch eine unerwünschte, teilweise verklumpte Strömung des
Materialnachschubs innerhalb des Gefäßes 2 verhindert wird, die zu einem Problem
beim Betrieb oder zu einem mechanischen Ausfall führt, und sichert deshalb einen
langen und zuverlässigen Betrieb.
Fig. 3 zeigt einen diskontinuierlichen Verarbeitungsmechanismus 28 einschließlich
des kontinuierlichen, naß rührenden Mahlwerks bzw. der Zerkleinerungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung. Der diskontinuierliche Verarbeitungsmecha
nismus umfaßt die zuvor beschriebene Zerkleinerungsvorrichtung 1, einen
Materialnachschubbehälter 30, der mit der Zerkleinerungsvorrichtung 1 über
Umwälzrohre 29 und eine Pumpe 31 verbunden ist, die in dem Umwälzkreislauf 29
zwischengeschaltet ist, um der Vorrichtung 1 Material zuzuführen.
Ein solcher Mechanismus bzw. Aufbau 28 arbeitet für solche Materialien wirkungs
voll, die nur schwer verarbeitet oder in einem Verfahrensschritt geeignet zu Körnern
verarbeitet werden können, und insbesondere zur Verarbeitung einer vergleichsweise
kleinen Stoffmenge, aber dafür von verschiedenen Materialsorten. Eine Anzahl von
übertragbaren bzw. transportablen Vorratsbehältern kann vorbereitet oder in Reserve
gehalten werden, um die Produktivität zu erhöhen. Zum Reinigen des Mechanismus
bzw. Aufbaus 1 zum Zuführen eines neuen Materials kann ein Servicebehälter,
gefüllt mit einer Detergenz- bzw. Waschflüssigkeit oder eine Spülflüssigkeit,
eingesetzt werden, um so eine Reinigung des Inneren der Vorrichtung 1, der
Zerkleinerungsmittel und der Umwälzrohre geeignet vorzunehmen.
Mit dieser Anordnung arbeitet die Zerkleinerungsvorrichtung ausreichend gut, um
eine unerwünscht verklumpte Strömung des Gemisches aus zugeführtem Material und
den Mitteln innerhalb der Innenkammer des Gefäßes zu verhindern.
Zusammenfassend wurde eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Verarbeitung von
größeren Materialmengen geschaffen, die einen zylinderförmigen Separator enthält,
der drehbar in einem Zerkleinerungsgefäß und in etwa koaxial zu diesem gelagert
ist, wobei der Separator den Innenraum des Gefäßes in eine Innenkammer und eine
Außenkammer teilt, wobei eine in der anderen und um die Achse des Gefäßes herum
angeordnet ist. Die Vorrichtung enthält auch eine zylinderförmige Rühreinheit 18,
die drehbar in der Innenkammer und in etwa koaxial zu dem Gefäß angeordnet ist.
Der Separator umfaßt ringförmige Innen- und Außenringe und eine Anzahl von
Dornen aus Stahl in einer wechselweise nebeneinanderliegenden Anordnung, die sich
zwischen den Innen- und Außenringen erstrecken, wodurch eine Anzahl von
Schlitzen oder Öffnungen zwischen diesen zur wechselseitigen Verbindung der Innen- und
Außenkammer definiert wird. Die Rühreinheit weist auf ihrer Umfangswand eine
Folge von Rinnen und Aufsätzen in wechselnder Reihenfolge auf, und jede der
Rinnen weist einen Schlitz oder eine Durchgangsbohrung auf, die wechselseitig das
Innere mit dem Äußeren der Einheit verbindet. Das Gefäß weist einen Einlaß
anschluß auf, der in Verbindung mit der Innenkammer steht, um Material
zuzuführen, sowie einen Auslaßanschluß, um die zerkleinerten Materialien aus der
Außenkammer abzuführen.
Claims (4)
1. Zerkleinerungsvorrichtung (1) mit den folgenden Merkmalen:
- - einem Zerkleinerungsgefäß (2) von zylinderförmiger Anordnung, dessen beide axiale Enden bzw. Stirnseiten im wesentlichen geschlossen sind;
- - einem zylinderförmigen Separator bzw. Abscheider (13), der innerhalb des Gefäßes (2) und im wesentlichen koaxial zu diesem angeordnet ist, wobei
- - der Separator (13) eine Anzahl von Öffnungen aufweist, die auf zumindest einigen Abschnitten seiner Umfangswand angeordnet sind,
- - der Separator (13) das Innere des Gefäßes (2) in eine Innenkammer (9) und eine Außenkammer (10) teilt, die koaxial zueinander und eine in der anderen angeordnet sind, und
- - der Separator (13) mit einer Anzahl von Bohrungen (17) zur wechselseitigen Verbindung zwischen den zwei Kammern versehen ist;
- - einer Rühreinheit (18), die um die Achse des Gefäßes (2) innerhalb der Innenkammer (9) drehbar angeordnet ist;
- - einem auf dem Gefäß (2) angeordneten Einlaßanschluß (11) zum Zuführen von zu verarbeitenden Materialien in die Innenkammer (9); und
- - einem auf dem Gefäß (2) angeordneten Auslaßanschluß (12) zum Abführen der verarbeiteten Materialien aus der Außenkammer (10).
2. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Verhältnis der Länge (L)
des Gefäßes (2) in Axialrichtung zum Durchmesser (D) des Gefäßes nicht mehr als
1,0 beträgt, d. h. daß das Verhältnis durch die Beziehung L/D 1,0 gegeben ist.
3. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Rühreinheit (18)
einen zylinderförmigen Körper aufweist und auf ihrer Umfangswand mit einer
Anzahl von Rinnen bzw. Nuten und Aufsätzen in wechselnder Reihenfolge versehen
ist.
4. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der der zylinderförmige Körper
der Rühreinheit (18) mit Durchbrüchen versehen ist, um eine Anzahl von Durch
gangslöchern zur Verfügung zu stellen, durch welche der Materialnachschub und die
Zerkleinerungsmittel aus der Rühreinheit (18) heraus und in diese hineinfließen
können.
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