DE202016106563U1

DE202016106563U1 - Aufnahmeelement zur Befestigung eines Mahlwerkzeugelements an einem Rotorelement einer Luftwirbelmühle

Info

Publication number: DE202016106563U1
Application number: DE202016106563.1U
Authority: DE
Original assignee: ALTENBURGER MASCHINEN JAECKERING GmbH; Altenburger Maschinen KG Jaeckering and Co
Current assignee: ALTENBURGER MASCHINEN JAECKERING GmbH; Altenburger Maschinen KG Jaeckering and Co
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2026-11-24

Abstract

Rotorelement (10) für eine Luftwirbelmühle,
mit wenigstens einer Trägerscheibe (1) mit einer Vielzahl von Aufnahmeelementen (3) am Außenumfang, an welchen mehrere Mahlwerkzeugelemente (4) über jeweils wenigstens ein Befestigungselement (5) befestigt sind,
und mit wenigstens einem Luftstromregulierungselement (11, 12), das ober- und/oder unterhalb der Mahlwerkzeugelemente (4) angeordnet ist und das zwischen benachbarten Mahlwerkzeugelementen (4) ausgebildete Zwischenräume (6) teilweise überdeckt,
dadurch gekennzeichnet, dass das Luftstromregulierungselement (11, 12) aus mehreren kreisabschnittsförmigen oder kreisbogenförmigen Segmenten (12.1, ..., 12.6) gebildet ist, wobei jedes Segment (12.1, ..., 12.6) an wenigstens einer Verbindungsstelle (13) mit wenigstens einem Aufnahmeelement (3) und/oder einem Mahlwerkzeugelement (4) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rotorelement für eine Luftwirbelmühle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Eine Luftwirbelmühle ist grundlegend in der DE 1164805 C der Anmelderin beschrieben und hat sich seitdem in vielen Anwendungsgebieten bewährt. Sie ermöglicht einen Mahlvorgang ohne gegeneinander scherende Messerflächen und eine Zerkleinerung verschiedenartiger Stoffe und Stoffgemische bis auf Pulverform.
Die DE 20 2012 102 429 U1 zeigt ein Rotorelement einer Luftwirbelmühle, bei dem die Mahlwerkzeuge über eine radiale Verschraubung an einem Aufnahmeelement befestigbar sind, wobei das Aufnahmeelement wiederum an der außenumfänglichen Kante der Rotorscheibe verschraubt ist. Hierdurch kann die Montage wesentlich erleichtert werden. Das Problem von Anhaftungen unter bestimmten Betriebsbedingungen ist jedoch auch hierbei gegeben.
In der DE 20 2016 102 022 U1 ist ein Rotorelement einer Luftwirbelmühle bei dem die sich zwischen benachbarten Mahlwerkzeugen ausbildenden Wirbelkammern in radialer Richtung, nach innen hin, begrenzt sind, indem zwischen den Mahlwerkzeugelementen und ihren zugehörigen Aufnahmeelementen wenigstens ein Abdeckelement vorzusehen, welches über wenigstens einen Teilbereich des Umfangs gelegt wird. Damit sind die Zwischenräume zwischen den Abdeckelementen vollständig geschlossen, so dass dort kein Mahlgut mehr hingelangen und sich ablagern kann.
Darüber werden bei Luftwirbelmühlen Zusatzelemente zur Luftstromregulierung eingesetzt. Diese können als kreisförmige Platte ausgebildet sein und werden als sog. Zwischenbleche zwischen benachbarten Rotorelementen, auch Schleuderteller genannt, angeordnet. Diese erstrecken sich radial bis in die Nähe der Mahlwerkzeuge oder überdecken diese sogar teilweise und begrenzen damit den offenen Querschnitt der zwischen den Mahlwerkzeugen ausgebildeten Wirbelkammern. Hierdurch üben sie einen Einfluss auf die Aufwärtsbewegung der Luft aus. Die radiale Erstreckung der Luftstromregulierungselemente über die offene Wirbelkammer hinweg kann je nach Produkt und gewünschtem Mahl- und Trocknungsergebnis variieren, so dass auftragsbezogen unterschiedliche Luftstromregulierungselemente zum Einsatz kommen. Bei einer Luftwirbelmühle sollte zudem stets auch eine Betriebsweise möglich sein, bei der ein Zwischenblech nur den axialen Abstand zwischen im Stapel benachbarten Rotorelementen ausfüllen, ohne den Querschnitt der Wirbelkammern einzuengen.
Um die Zwischenbleche auftragsbezogen oder bei Verschleiß austauschen zu können, ist es jedoch erforderlich, das Statorgehäuse vollständig zu öffnen, den gesamten Rotor der Luftwirbelmühle aus dem Statorgehäuse zu ziehen und den Rotor, welcher mehrere auf einer gemeinsamen Antriebswelle gestapelte Rotorelemente umfasst, komplett zu zerlegen, denn die Luftstromregulierungselemente sind zwischen den benachbarten Rotorelementen eingeklemmt oder zumindest formschlüssig zwischen ihnen festgelegt. Mit einem Produktwechsel sind daher sehr hohe Rüstzeiten verbunden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Rotorelement einer Luftwirbelmühle so zu verbessern, dass eine schnelle Umrüstung des Rotors durch Austausch oder Wegnahme der Luftstromregulierungselemente möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Rotorelement für eine Luftwirbelmühle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, bei dem die Luftstromregulierungselemente in Segmente unterteilt sind.
Die Neuerung besteht darin, dass die segmentierten Luftstromregulierungselemente radial im eingebauten Zustand des Rotors von außen zugeführt werden können, beispielsweise durch eine Wartungsklappe im Stator, und durch die Klappe hindurch auch leicht an dem Rotorelement angebracht bzw. von dort abgenommen werden können. Der Rotor bleibt in seiner Lagerung. Dadurch können Luftstromregulierungselemente eingesetzt werden, die sich mehr oder weniger weit radial nach außen erstrecken, um den Querschnitt im Luftkanal mehr oder weniger zu begrenzen.
Die Verbindungsstellen der Luftstromregulierungselemente sind bei der Erfindung bevorzugt entlang einer Kreislinie angeordnet, die auf den Ober- und Unterkanten der Aufnahmeelemente und/oder der Mahlwerkzeugelemente verläuft, und zwar nahe an der Verbindungsstelle mit den daran befestigten Mahlwerkzeugen. Damit sind die Verbindungsstellen einerseits aus dem unmittelbaren Einflussbereich des Mahlgutes heraus positioniert. Andererseits sind sie so nah wie möglich an der Zone positioniert, wo durch anprallendes Mahlgut Kräfte eingeleitet werden. Der Bereich innerhalb der Linie von Verbindungsstellen erfüllt keine tragende und statische Funktion mehr. Dadurch sind keine flächigen Luftstromregulierungselemente notwendig, sondern es genügt ein relativ schmales, ringförmiges Luftstromregulierungselement, das sich aus mehreren Segmenten zusammensetzt. Aus hygienischen Gründen ist eine gewisse Belüftung des Innenraums - ohne Produkt - als Nebeneffekt sinnvoll.
Die Segmente werden vorzugweise über kleine Gewindeschrauben befestigt, die in Gewindebohrungen an den jeweiligen Ober- und/oder Unterkanten der Aufnahmeelemente und/oder der Mahlwerkzeugelemente eingebracht sind.
Zu den stirnseitigen Enden des Rotors hin sollte der Querschnitt des Rotors verschlossen sein, um das Eindringen und festsetzen von Mahlgut zu vermeiden. Dazu können die dort platzierten Rotorelemente entweder mit einem tellerförmigen Luftstromregulierungselement abgedeckt sein oder es wird zusätzlich zu einem tellerförmigen Abdeckelement, dessen Außenkante aber nicht in die Luftkanäle hineinragt, ein ringförmiges Luftstromregulierungselement angebracht, über das bedarfsweise der Luftstrom beeinflusst werden kann. Sowohl das Abdeckelement wie auch das Luftstromregulierungselement sind dabei bevorzugt über dieselbe Linie von Verbindungsstellen an dem Rotorelement befestigt.
Nach der Erfindung kann die aus der DE 20 2016 102 022 U1 bekannte, radiale Begrenzung der Wirbelkammern nach innen hin optional beibehalten werden, die durch umfängliche Abdeckelemente erzielt wird, die in der Ebene zwischen den Aufnahmeelementen und den Mahlwerkzeugelementen eingesetzt sind. Die Verbindungsstellen für die Luftstromregulierungselemente befinden sich zwar bevorzugt radial gesehen hinter den Abdeckelementen. Jedoch beträgt der Zeitaufwand für das Abnehmen der Mahlwerkzeugelemente zum Freilegen und Abnehmen der umfänglichen Abdeckelemente nur einen Bruchteil der Zeit, die das komplette Ziehen des Rotors erfordern würde, um ein Luftstromregulierungselement auszutauschen.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

1 zwei gestapelte Rotorelemente in perspektivischer Ansicht;
2 ein vergrößertes Detail der Ansicht aus 1;
3 einen Schnitt durch den äußeren Bereich des Stapels von zwei Rotorelementen;
4 Teile einer Luftwirbelmühle in perspektivischer Ansicht und
5 einen vergrößerten Detailausschnitt aus 4.

1 zeigt einen einfachen Rotor 100 mit zwei gestapelten Rotorelementen 10 in perspektivischer Ansicht; oder einen Teil eines solchen Rotors für eine Luftwirbelmühle. Üblicherweise ist ein Rotor als Paket mit vier bis sieben einzelnen Rotorelementen 10, auch Schleuderteller genannt, aufgebaut. Alle Rotorelemente 10 besitzen eine Nabe 2, über die sie auf einer Rotorwelle gelagert werden können.
Jedes Rotorelement 10 besteht im Wesentlichen aus einer im Schnitt in 3 sichtbaren Rotorscheibe 1 mit einer Vielzahl von sternförmig am Außenrand angeordneten Aufnahmeelementen 3 und daran angeschraubten Mahlwerkzeugelementen 4 besteht. Zwischen den Aufnahmeelementen 3 mit den Mahlwerkzeugelementen 4 sind Zwischenräume 6 erkennbar. Die Anbringung der Mahlwerkzeugelemente 4 an den Aufnahmeelementen 3 erfolgt durch je zwei radial anzubringende Schrauben 5. Abdeckelemente 7 sind zwischen den Mahlwerkzeugelementen 4 und den Aufnahmeelementen 3 eingefügt, um den Zwischenraum 6 in radialer Richtung nach innen hin abzuschließen.
Wie insbesondere die perspektivische Ansicht in 1 zeigt, ist beim obersten Rotorelement 10 im Stapel der Bereich oberhalb der Rotorscheibe 1 und der Aufnahmeelemente 3 durch eine Abdeckscheibe 15 überdeckt. Außerdem ist ein ringförmiges Luftstromregulierungselement 12 auf der obersten Lage angebracht, das mit seiner inneren Kante mit der Abdeckscheibe 15 überlappt und mit seiner äußeren Kante in den Zwischenraum zwischen benachbarten Mahlwerkzeugelementen 4 eingreift. Das Luftstromregulierungselement 12 besteht aus insgesamt sechs Segmenten 12.1, ..., 12.6. Jede Trennstelle zwischen den Segmenten ist in 1 durch eine radiale strichpunktierte Linie gekennzeichnet. Aufgrund der Aufteilung in z. B. sechs Segmente mit einem Bogen von je 60° ist es möglich., die Segmente 12.1, ..., 12.6 aus radialer Richtung von, außen, nämlich durch eine Wartungsklappe im Stator, einzusetzen, anzubringen oder wieder zu entnehmen.
Zur strömungstechnischen Regulierung ist vorzugsweise vorgesehen, nicht nur an den gut zugänglichen Stirnseiten oben und unten im Stapel je ein segmentiertes, ringförmiges Luftstromregulierungselement 12 anzubringen, sondern auch in den Zwischenlagen zwischen benachbarten Rotorelementen ein zusätzliches Luftstromregulierungselement 11 als sogenannten Zwischenblechaußenring einzufügen. Die Besonderheit besteht darin, an allen Luftstromregulierungselementen 11, 12 eine Montage mittels Befestigungselementen zu ermöglichen, die sich achsparallel erstrecken und die in die oberen bzw. unteren Kanten der Aufnahmeelemente 3 eingreifen. In 3 ist am oberen Rotorelement 10 eine Gewindebohrung 14 und eine darin eingreifende Schraube 13 erkennbar. Die gleiche Befestigungsanordnung ist an jeder einzelnen der vielen über den Umfang verteilten Verbindungsstellen vorgesehen.
Um die nicht einzeln bezeichneten Segmente des Luftstromregulierungselements 11 montieren zu können, ist vorgesehen, dass die Rotorelemente 10 um einen Winkelversatz gegeneinander verdreht sind, und zwar so weit, dass die jeweilige Verbindungsstelle in der Zwischenlage frei zugänglich liegt, wenn das Abdeckblech 7 abgenommen worden ist. Dies zeigt 2 als vergrößerter Ausschnitt aus 1. Hier ist exemplarisch rechts im oberen Rotorelement 10 ein Abdeckblech entfernt, so dass die Verbindungsstelle mit der Schraube 13 frei zugänglich liegt.
4 zeigt wesentliche Teile einer Luftwirbelmühle, nämlich einen zentralen Abschnitt eines Stators 200, in dessen zylindrischem Mantel zwei Wartungsöffnungen 201 vorgesehen sind, die in der Abbildung nach 4 bereits durch Abnehmen von Abdeckelementen geöffnet worden sind.
Um die Abdeckbleche 7 zu entfernen und den Zugang zu den Befestigungsschrauben 13 herzustellen, müssen zwar die Mahlwerkzeugelemente 4 von den Aufnahmeelementen 3 abgeschraubt werden. All diese Arbeiten sind jedoch problemlos durch die Wartungsöffnung 201 im Stator 200 möglich, ohne dass der Rotor 100 daraus entfernt und zerlegt werden muss.
5 zeigt den Bereich in 4 um die vordere Wartungsöffnung 201 herum in Vergrößerung. Das obere Rotorelement 10 ist so gedreht, dass ein Segment 12.4 des oberen Luftstromregulierungselements 12 vollständig im Bereich der Wartungsöffnung liegt und somit durch dies hindurch leicht entnommen werden kann.
Weiterhin ist in 5 erkennbar, dass auch die Schrauben 13 für das Luftstromregulierungselement 11 in der Zwischenebene gut zugänglich sind, sobald die Mahlwerkzeugelemente 4 abgenommen und die zwischen ihnen und den Aufnahmeelementen 3 festgelegten Abdeckbleche 7 ebenfalls entnommen sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 1164805 C [0002]
DE 202012102429 U1 [0003]
DE 202016102022 U1 [0004, 0013]

Claims

Rotorelement (10) für eine Luftwirbelmühle, mit wenigstens einer Trägerscheibe (1) mit einer Vielzahl von Aufnahmeelementen (3) am Außenumfang, an welchen mehrere Mahlwerkzeugelemente (4) über jeweils wenigstens ein Befestigungselement (5) befestigt sind, und mit wenigstens einem Luftstromregulierungselement (11, 12), das ober- und/oder unterhalb der Mahlwerkzeugelemente (4) angeordnet ist und das zwischen benachbarten Mahlwerkzeugelementen (4) ausgebildete Zwischenräume (6) teilweise überdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftstromregulierungselement (11, 12) aus mehreren kreisabschnittsförmigen oder kreisbogenförmigen Segmenten (12.1, ..., 12.6) gebildet ist, wobei jedes Segment (12.1, ..., 12.6) an wenigstens einer Verbindungsstelle (13) mit wenigstens einem Aufnahmeelement (3) und/oder einem Mahlwerkzeugelement (4) verbunden ist.
Rotorelement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Segment (12.1, ..., 12.6) auf den Ober- oder Unterkanten der Aufnahmeelemente (3) und/oder der Mahlwerkzeugelemente (4) aufliegt und in jedem Auflagebereich an wenigstens einer Verbindungsstelle mit dem jeweiligen Aufnahmeelement (3) und/oder dem Mahlwerkzeugelement (4) verbunden ist.
Rotorelement (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (12.1, ..., 12.6) mit den Aufnahmeelementen (3) und/oder den Mahlwerkzeugelementen (4) mittels einer Befestigungsschraube von einer Stirnseite des Rotorelements (10) her verschraubt sind und an den Verbindungsstellen (13) jeweils eine Gewindebohrung (14) in die Ober- oder Unterkante des Aufnahmeelements (3) und/oder des Mahlwerkzeugelements (4) eingebracht ist.
Rotorelement (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Aufnahmeelementen (3) bestehende Zwischenräume (6) durch wenigstens ein peripheres Abdeckelement (7) verschlossen sind, welches zwischen dem Mahlwerkzeugelement (4) und dem Aufnahmeelement (3) eingefügt ist.
Rotorelement (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (5) durch Ausnehmungen im Abdeckelement (7) hindurchgeführt ist.
Luftwirbelmühlen-Rotor (100), mit wenigstens zwei übereinander gestapelten Rotorelementen (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei an wenigstens einem stirnseitigen Ende des Rotors (100) auf einem oberen und/oder einem unteren Rotorelement (10) und/oder zwischen wenigstens zwei benachbarten Rotorelementen (10) ein Luftstromregulierungselement (11, 12) angeordnet ist.
Luftwirbelmühlen-Rotor (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Rotorelemente (10) derart um einen Winkel versetzt zueinander ausgerichtet sind, dass die Verbindungsstellen (13) an dem einen Rotorelement (10) frei zwischen den Aufnahmeelementen (3) und Mahlwerkzeugelementen (4) des anderen Rotorelements (10) liegen.
Luftwirbelmühlen-Rotor (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Rotorelementen (10) ein kreisringförmiges Luftstromregulierungselement (11, 12) eingefügt ist.
Luftwirbelmühlen-Rotor (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf einer Rotoroberseite angeordnetes Rotorelement (10) an seiner Oberseite und ein auf einer Rotorunterseite angeordnetes Rotorelement (10) an seiner Unterseite jeweils mit einem kreisringförmigen Luftstromregulierungselement (11, 12) und einer Abdeckscheibe (15) abgedeckt sind.