DE19727663B4

DE19727663B4 - Zerkleinerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19727663B4
Application number: DE19727663A
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Ishikawa
Original assignee: Mitsui Mining Co Ltd
Current assignee: Nippon Coke and Engineering Co Ltd
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2017-07-01
Also published as: TW334355B; JP3663010B2; JPH1015411A; DE19727663A1; KR100321859B1; US5791569A; KR980008322A

Abstract

Zerkleinerungsvorrichtung, umfassend:
ein zylinderförmiges Zerkleinerungsgefäß (2), dessen beide Stirnseiten im Wesentlichen geschlossen sind,
einen zylinderförmig Separator (13), der das Innere des Zerkleinerungsgefäßes (2) in eine Innenkammer (9), die zerkleinernde Mittel enthält, und in eine dazu koaxiale Aussenkammer (10) unterteilt, die über in einer Umfangswand des Separators (13) vorgesehene Öffnungen (17) miteinander in Verbindung stehen,
einen Einlassanschluss (11) zum Zuführen von zu verarbeitenden Materialien in die Innenkammer (9),
einen Auslassanschluss (12) zum Abführen von verarbeiteten Materialien aus der Aussenkammer (10), und
eine Rühreinheit (18), die in der Innenkammer (9) drehbar gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rühreinheit (18) einen zylinderförmigen Körper mit einer Anzahl von Öffnungen (21) in seiner Umfangswand umfasst,
dass die Rühreinheit (18) eine Anzahl von Durchgangslöchern (22) in einer im Wesentlichen geschlossenen Stirnwand des zylinderförmigen Körpers aufweist, und
dass die Rühreinheit (18) auf ihrer Umfangswand mit einer Anzahl von...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere handelt es sich um eine naß reibende bzw. rührende Zerkleinerungsvorrichtung bzw. ein Mahlwerk, die bzw. das verwendet werden soll, 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 mit der Rühr- bzw. Mahlscheibe gedreht, 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, so dass sie sich dreht, 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 wirkungsvolle Zerkleinerung erzielt wird. Der Grund dafür ist, dass 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 ist bei dieser Vorrichtung die Strömung des zugeführten Materialgemisches im Wesentlichen durch den Separator begrenzt, der an dem distalen Ende der Materialnachschubströmung in Axialrichtung in dem Gefäß angeordnet ist, wo das zugeführte Materialgemisch in das zerkleinerte Material und das zerkleinernde Mittel getrennt wird. Somit kann nur ein vergleichsweise kleines Volumen von zugeführtem Gemisch im Betrieb auf einmal verarbeitet werden.

Unter diesem Gesichtspunkt hat man eine andere Zerkleinerungsvorrichtung vorgeschlagen, bei der mit einem verbesserten Separator eine größere Verarbeitungskapazität für das zugeführte Materialgemisch ermöglicht werden soll. 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 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 führen kann.

Die gattungsbildende US 4,347,986 offenbart eine Zerkleinerungsvorrichtung, bei der in einer Innenkammer zerkleinernde Mittel nahe einer Umfangswandung der zylindrischen Kammer angeordnet sind. In der Innenkammer dreht sich ein Rührer, der die zu verarbeitenden Materialien gegen die zerkleinernden Mittel und Aufprallflächen drückt, um eine Zerkleinerung der Materialien zu bewirken. Das verarbeitete Material wird radial auswärts durch einen Separator gedrückt. Bei dieser Reibungsmühle ist das zu zerkleinernde Material üblicherweise trocken.

Auch bei dieser Vorrichtung ist die Strömung des zugeführten Materialgemisches im Wesentlichen durch den Separator begrenzt, so dass ebenfalls nur ein vergleichsweise kleines Volumen von zugeführtem Gemisch im Betrieb auf einmal verarbeitet werden kann.

US 4,967,968 offenbart eine Zerkleinerungsvorrichtung, bei der eine Rühreinheit vorgesehen ist, die einen zylindrischen Körper mit einer Anzahl von Öffnungen in einer Umfangswand umfasst, um in der Innenkammer eine Strömung von den zu verarbeitenden Materialien aus dem Inneren der Rühreinheit radial auswärts durch die Öffnungen und zurück in das Innere der Rühreinheit zu bewirken. Die radiale Strömung unfasst nur das zu verarbeitende Material, nicht jedoch dieses Material zusammen mit den zerkleinernden Mitteln.

Die Rühreinheit ist jedoch auf Ihrer Umfangswand nicht mit einer Vielzahl von Rinnen oder Nuten und Aufsätzen in wechselnder Reihenfolge versehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die gattungsbildende Zerkleinerungsvorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass eine zuverlässige Verarbeitung auch großer Materialvolumina möglich ist, ohne dass die Effizienz des Zerkleinerns verringert würde.

Diese Aufgabe wird durch eine Zerkleinerungsvorrichtung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Zerkleinerungsvorrichtung ein Zerkleinerungsgefäß von zylinderförmiger Anordnung, dessen beide axialen Enden im Wesentlichen geschlossen sind; einen zylinderförmigen Separator bzw. Abscheider, der innerhalb des Gesäßes und im wesentlichen koaxial zu diesem angeordnet ist, 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 verarbeitenden Stoffen in die Innenkammer; und einen auf dem Gefäß angeordneten Auslaßanschluß zum Abführen der verarbeiteten Stoffe aus der Außenkammer heraus. Die Rühreinheit umfasst einen zylinderförmigen Körper mit einer Anzahl von Offnungen in seiner Umfangswand. Dabei weist die Rühreinheit eine Anzahl von Durchgangslöchern in einer im Wesentlichen geschlossenen Stirnwand des zylinderförmigen Körpers auf und die Umfangswand der Rühreinheit ist mit einer Anzahl von Rinnen oder Nuten und Aufsätzen in wechselnder Reihenfolge versehen.

Vorteilhaft beträgt bei dem Zerkleinerungsgefäß das Verhältnis der Länge (L) des Gefäßes in Axialrichtung zum Durchmesser (D) des Gefäßes nicht mehr als 1,0. 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, die sich somit dreht. Dann rührt die Rühreinheit das zugeführte Material zusammen mit den Zerkleinerungsmitteln mit relativ großer Korngröße, die in die Innenkammer eingebracht wurden 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 vorteilhaften 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 liegen.

1 ist eine Draufsicht der Zerkleinerungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Teilseitenansicht im Querschnitt aus 1 und zeigt die wesentlichen Teile der Erfindung; und
3 zeigt ein Flußdiagramm eines diskontinuierlichen Verarbeitungsmechanismusses einschließlich der Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
In den 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Naßmittel-Zerkleinerungsvorrichtung 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 zylinderförmigen Separator bzw. Abscheider 13, der in dem Gefäß 2 angeordnet ist, um das zugeführte Gemisch in das ausreichend behandelte Material und die Zerkleinerungsmittel zu trennen.
Das Gefäß 2 enthält einen zylinderförmigen Gefäßkörper 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 Anschlußfläche 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 in der geschlossenen Wand des zylinderförmigen Gefäßkörpers ausgebildet und erstreckt sich längs einer inneren Umfangswand, und es ist auch eine andere Ringnut 7 in 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.
Der Separator 13 kann alternativ auch 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 zylinderförmigen 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 zylinderförmiger Einlaßanschluß bzw. Materialzufuhr-Anschluß 11 ist integral in der Mitte des Deckels 6 ausgebildet, um der Innenkammer 9 ein Materialvolumen zuzuführen. Ein zylinderförmiger Auslaßanschluß bzw. Materialabfuhr-Anschluß 12 ist integral an der ringförmigen Umfangswand des Gefäßkörpers 3 ausgebildet, 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 Materialflusses 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 vergrößert und die Länge L reduziert, so daß das Volumen der Innenkammer bzw. der Zerkleinerungsbereich groß genug ist, um große Last- bzw. Materialvolumina zu bearbeiten und 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 Außenwandung 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 Ende einen dickeren bzw. stärkeren Abschnitt auf, der einen größeren Durchmesser besitzt als an dem 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 Offnung, an dem äußeren Ende größer und an dem 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 Offnung 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 Arbeitsbereich 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 sind, der groß genug ist, damit große Stoffmengen hindurchgelangen können, 2) daß diese frei von Verklumpungen sind, und 3) daß diese eine ausreichend stabile Struktur für eine lange Betriebsdauer aufweisen.
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 Rühreinheitkörpers ausgebildet. Die Durchgangslöcher 22 sind in regelmäßigen Abständen längs einer gedachten Kreislinie angeordnet, und zwar koaxial zur Drehachse der Rühreinheit 18.
Eine rohrförmige Nabe bzw. Buchse 23 ist integral in der geschlossenen Rückwand der Rühreinheit 18 ausgebildet. Die Nabe 23 erstreckt sich von 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 Rühreinheit 18 angeordnet und mit Hilfe eines Systems von Schrauben und Muttern 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 der Rührkopf 25 drehen sich gleichzeitig.
Dann wird über den Einlaßanschluß 11 ein Stoffgemenge in die Rühreinheit 18 innerhalb der Innenkammer 9 des Gefäßes 2 zugeführt. Solchermaßen zugeführte Stoffe bzw. Materialien 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 zerkleinernden Mittel aus dem Inneren bzw. aus dem Arbeitsbereich der Rühreinheit 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 zerkleinernden Mittel längs des Außenumfangs der Rühreinheit 18 bewirkt wird.
Dann wird der Materialnachschub und die zerkleinernden Mittel, die längs des Außenumfanges der Rühreinheit 18 strömen, durch die Folge von Rinnen und Aufsätzen 19 bzw. 20 auf dem Rand der Rühreinheit 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 Rühreinheit 18 hineinzugelangen. Ein Teil des Materialnachschubs und der zerkleinernden Mittel, die aus der Rühreinheit 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 Rühreinheit 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 An erhaltene Körner mit 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 Körner mit geeigneter Größe durch die Öffnungen 17 in die Außenkammer 10 hineingelangen können. Anschließend werden diese Körner 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 vergleichsweise klein gewählt und der Durchmesser D wird in dem Umfang vergrößert, indem die Länge L verkleinert wird, so daß sich ein Fassungsvermögen der Innenkammer (oder Zerkleinerungszone) ergibt, 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 er ist in dem Gehäuse 2 koaxial dazu angeordnet, wodurch ein ausreichendes Arbeitsvolumen zur Verarbeitung großer Volumina von zugeführten Stoffen ermöglicht wird.
Deshalb wird der Separator keinen Engpaß für die Materialzufuhr innerhalb des Gefäßes 2 darstellen, wodurch große Volumina von Materialien bearbeitet werden können.
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 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 Durchgangslöchern 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 Zerkleinerungsmittel, 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. Dies sichert deshalb einen langen und zuverlässigen Betrieb.
3 zeigt einen diskontinuierlichen Verarbeitungsmechanismus 28 einschließlich des kontinuierlichen, naß rührenden Mahlwerks bzw. der Zerkleinerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der diskontinuierliche Verarbeitungsmechanismus 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 wirkungsvoll, 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 der Zerkleingerungsvomchtung 1 sowie der Zerkleinerungsmittel und der Umwälzrohre kann eine Detergenz- bzw. Waschflüssigkeit oder eine Spülflüssigkeit aus einem Servicebehälter zugeführt werden.
Mit dieser Anordnung arbeitet die Zerkleinerungsvorrichtung ausreichend gut, um eine unerwünscht verklumpte Strömung des Gemisches aus zugeführtem Material und den zerkleinernden Mitteln innerhalb der Innenkammer des Gefäßes zu verhindern.

Claims

Zerkleinerungsvorrichtung, umfassend: ein zylinderförmiges Zerkleinerungsgefäß (2), dessen beide Stirnseiten im Wesentlichen geschlossen sind, einen zylinderförmig Separator (13), der das Innere des Zerkleinerungsgefäßes (2) in eine Innenkammer (9), die zerkleinernde Mittel enthält, und in eine dazu koaxiale Aussenkammer (10) unterteilt, die über in einer Umfangswand des Separators (13) vorgesehene Öffnungen (17) miteinander in Verbindung stehen, einen Einlassanschluss (11) zum Zuführen von zu verarbeitenden Materialien in die Innenkammer (9), einen Auslassanschluss (12) zum Abführen von verarbeiteten Materialien aus der Aussenkammer (10), und eine Rühreinheit (18), die in der Innenkammer (9) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rühreinheit (18) einen zylinderförmigen Körper mit einer Anzahl von Öffnungen (21) in seiner Umfangswand umfasst, dass die Rühreinheit (18) eine Anzahl von Durchgangslöchern (22) in einer im Wesentlichen geschlossenen Stirnwand des zylinderförmigen Körpers aufweist, und dass die Rühreinheit (18) auf ihrer Umfangswand mit einer Anzahl von Rinnen oder Nuten (19) und Aufsätzen (20) in wechselnder Reihenfolge versehen ist.
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.
Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Durchgangslöcher (22) in regelmäßigen Abständen längs einer gedachten Kreislinie, die koaxial zur Drehachse der Rühreinheit (18) verläuft, angeordnet sind.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der zylinderförmige Körper zum Einlassanschluss (11) hin geöffnet ist.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Rühreinheit (18) einen innerhalb des zylinderförmigen Körpers drehbar gelagerten Rührkopf (25) umfasst.
Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Rührkopf auf seiner Oberseite alternierend entlang des Umfangs angeordnete Einschnitte (26) und Grate (27) aufweist, um ein Materialnachschubgemisch, das in die Innenkammer (9) eingeführt wird, in Radialrichtung fein zu verteilen.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der sich die in der Umfangswand des Separators (13) ausgebildeten Öffnungen (17) radial auswärts aufweiten.
Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Separator (13) einen Innenring (14) und einen Außenring (15) umfasst, mit einer Anzahl von pyramidenförmigen und sich in Radialrichtung verjüngenden Ansätzen (16), die die Öffnungen (17) in der Umfangswand des Separators (13) vorgeben.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die zerkleinernden Mittel eine relativ große Korngröße aufweisen, so dass die zerkleinernden Mittel nicht durch die Öffnungen (17) des Separators gelangen, sondern in der Innenkammer (9) verbleiben.