DE2216386A1 - Vorrichtung zum zerkleinern und mahlen von stoffen verschiedener art - Google Patents

Description

• Beschreibung zum Patentgesuch betrefeend: "Vorrichtung zum Zerkleinexnund Mahlen von Stoffen verschiedener Art." Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerkleineznund Mahlen von Stoffen verschiedener Art.
• Es sind derartige Vorrichtungen bekannt geworden, bei denen innerhalb eines feststehenden, zylinderförmigen oder leicht spiraligen oder ähnlich gestalteten Gehäuses auf einer konzentrisch zur Gehäuseachse angeordneten, drehbar angetriebenen Welle ein Zerkleinerungskörper in Form eines Stabes, Knppels, Rohres o.dgl. schräg zur Wellenachse befestigt ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Zerkleinerungsvorrichtungen der gattungsmäßigen- Art einen erhöhten Zerkleinerungseffekt mit möglichst geringem Aufwand zu erreichen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgeäß dadurch gelöst, dass als Zerkleinerungskörper zwei oder mehrere sich kreuzende stab-, rohr-, knüppelförmige o.dgl. Körper vorgesehen sind.
• Die Erfindung hat den Vorteil, dass wegen der mindestens zweifachen Ausgestaltung der stab-, knüppel- oder rohrförmigen Zerkleinerungskörper eine besonders wirkungsvolle Zerkleinerung deshalb möglich geworden ist, weil die zu behandelnden Stoffe an einer verhältnismäßig grossen Anzahl von Flächen in Berührung kommen, wobei diese Flächen bei den Umlaufbewegungen das Gut nicht nur durch die Schlagwirkung an sich zerkleinern, sondern auch durchwirbeln, so dass Gutteile von einer Fläche des Umlaufkörpers gegen die andere geschleudert und teilweise zurückgeprallt werden. Andererseits sind bei den ülaufbewegungen und den hierbei auftretenden Bewegungen des Umlaufkörpers durch die Stoffe hindurch relativ geringe Widerstände zu überwinden, so dass der Energieaufwand verhältnismässig gering ist.
• Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Arialschnitt durch die Vorrichtung mit geraden, stabförmigen Zerkleinerungskörpern, Fig. 2 eine ähnliche Darstellung mit gekrümmten, stabförmigen Zerkleinerungskörpern, Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine Vorrichtung mit Umlauf-und Querkanälen und eingebautem Sieb, Fig. II einen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit Ausbauchung des Gehäuses im Siebbereich, Fig. 5 einen teilweisen Axialschnitt in vergrössertem Maßstab durch eine Vorrichtung mit Rillen am Gehäusedeckel, Fig. 6 eine teilweise Draufsicht auf die Innenfläche des einen Deckels der Fig. 5, Fig. 7 einen teilweisen Querschnitt durch den Siebeinsatz der Vorrichtung mit schräg verlaufenden Siebkanälen, Fig. 8 eine Zerkleinerungsvorrichtung mit lotrech,ter Achse, Fig. 9 bis 12 Querschnitte durch verschieden gestaltete, stabförmige Teile von Zerkleinerungskörpern, Fig. 13 eine Hintereinanderschaltung zweier Zerkleinerungsvorrichtungen und Fig.l4 eine Zerkleinerungsvorrichtung mit einem Kühl- bzw.
• Heizmantel am Gehäuse.
• Nach der Aus führumgs form der Figur 1 sind innerhalb des zylindrischen Gehäuses 1 auf einer konzentrisch-zur Gehäuseachse angeordneten Welle 2 mehrere Stäbe 3, 4 5, 6 schräg unter verschiedenen Winkeln zur Welle an ihr befestigt. Das jeweilige äussere Ende eines jeden Stabes läuft mit einer Zuspitzung bzw.
• einem Zahn 7 jeweils in einer entsprechenden Umfangsrille 8 an der Innenfläche des Gehäuses. Dadurch wird erreicht, dass das durch den Eintrittstutzen 9 eingeführte Gut durch die vielfachen Flächen der Stäbe einer intensiven und innigen Zerkleinerung unterworfen wird, wobei zwischen den einzelnen Stäben ausreichend Raum freibleibt, so dass sich die einzelnen Stäbe verhältnismässig leicht durch das Gut hindurch bewegen können. Infolge des "Eingriffesll der Stabspitzen insbesondere mit ihren Zähnen 7 in die Umfangsrillen 8 wird vermieden, dass sich Gut an der Innenwand des Gehäuses festsetzt, so dass Verstopfungen weitgehend hintangehalten werden. Das so behandelte Gut tritt in zerkleinertem Zustand durch den Austrittsstutzen 10 aus.
• Bei anderen Ausführungsformen können bei gerilltem Gehäuse die Stäbe zahnlos sein und im Gehäuse 1 frei rotierend schwingen; auch kann das Gehäuse innen rillenlos und glatt sein.
• Gemäß Fig. 2 kann es zweckmässig sein, den Stäben 3, 4 gekrümmte Gestalt zu geben, wobei die konvexe Richtung des jeweiligen Stabes in Drehrichtung verläuft, so dass bugartig ein leichteres Durchdringen durch den zu behandelnden Stoff erreicht wird.
• Nach der Ausführungsform der Figur 3 sind die Umfangsrillen 8 durch Querrillen 11 unterbrochen, wodurch zusätzliche Schneid-und Prallkanten zwecks Intensivierung des Zerkleinerungseffektes erreicht werden.
• Die Umfangsrillen können auch nur in einzelnen Segmenten vorgesehen sein, die entsprechend in das Gehäuse eingeschoben und in ihm befestigt werden. In diesem Fall wird z.B. bei besonders resistenten Materialien erst ein Segment durchlaufen, dann ein segmentfreier Abschnitt durchlaufen u.s.w. Die ,Knüppel" und die Zähne haben dann gewissermaßen eine Pause, bevor die Zähne wieder in das nächste Segment eingreifen; somit wird das Gut vor dem Eintritt in das nächste Segment verschoben.
• In die Austrittsöffnung 12 zum Austrittsstutzen 10 kann ein Sieb 13 eingebaut werden, das runde, mehreckige, schlitzförmige o.dgl. gestaltete Öffnungen hat. Dadurch wird erreicht, dass das Behandlungsgut mittels des stabförmigen Umlaufkörpers solange im Gehäuse umgewälzt wird, bis die notwendige Zerkleinerung für den Durchtritt durch die Sieböffnungen 14 erreicht ist.
• Um zu vermeiden, dass sich Gut zwischen der Aussenseite des Siebes 13 einerseits und der Innenseite des Gehäuses 1 andererseits festsetzt und zur Verstopfung führt, ist es nach Fig. 4 zweckmässig, im Bereich des Siebes 13 in der Wand des Gehäuses 1 eine Ausbauchung oder Ausbuckelung 15 vorzusehen.
• Nach Fig. 5 kann ferner zwecks Erhöhung der Wirksamkeit die Innenfläche 16 der Deckel 17 mit Deckelrillen 18 versehen werden, in die Zähne 7' des einen Stabes 3 des Zerkleinerungskörpers eingreifen, während der vorhin beschriebene Zahn'7 in eine Umfangsrille 8 an der zylindrischen Innenfläche 19 des Gehäuses 1 eingreift. Dadurch wird in noch vollkommener Weise insbesondere auch das Festsetzen im Bereich der Deckel vermieden. Hierbei ist es zweckmässig, Deckelrillen 18 nur im Bereich der Zähne 7' des Stabes 3 vorzusehen und den übrigen Bereich des Deckels 17 glatt auszuführen.
• Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, durch die hohl ausgestaltete Welle ein gasförmiges oder flüssiges Medium oder auch Pulver oder ein den entspCechendes Gemisch ein katalytisch hindurchzubringen, das durch die Mündung 21 am äusseren Ende des Stabes austritt und hier gegen-die Innenwand des Gehäuses trifft und auf diese Wand spülend einwirkt, um so ein Festsetzen, insbesondere im Eckenbereich 22 zwischen Zylinder und Deckel, zu vermeiden. Bei einer abgewandelten Ausführungsform sind die Stäbe seitlich durchbohrt; das hat den Vorteil, dass das Medium nicht nur an den Stab enden, sondern gleichmässiger schon im Innern des Gehäuses verteilt wird. Bei seitlichem Mediumsaustritt können die Enden auch geschlossen sein; dies führt zu einer besseren Verteilung im Inneren es Gehäuses.
• Es kann auch ein Abzweigkanal 23 im Bereich der seitlichen Zähne 7' des Stabes 3 vorgesehen werden, durch den das flüssige oder gasförmige Medium auf die Deckelrillen 18,diese spülend und reinigend einwirkt.
• Diese gasförmigen, flüssigen oder pulverförmigen Medien können kontinuierlich während des Zerkleinerungseffektes zugeführt werden.
• Bei Zufuhr gasförmiger Medien können auch chemische Umsätze während des Zerkleinerungsvorganges zwischen dem Gas und den festen Bestandteilen in wirkungsvoller Weise durch Oberflächenvergrösserung erreicht werden. Sofern flüssige Medien zugeführt werden, kann dies kontinuierlich erfolgen, wodurch die zu behandelnden Stoffe, sofern sie trocken oder sehr zäh sind, eine weichere bis flüssige Konsistenz erreichen.
• Nach der Ausführungsform der Fig. 6 können ausser den Deckelrillen 18 noch radial verlaufende Nuten 24 an der Deckelinnenwand vorgesehen werden, wodurch die Schneid-, Brech- und Zerkleinerungskanten erhöht bzw. verstärkt werden, so dass ein noch wirkungsvollerer Zerkleinerungseffekt erreicht wird.
• Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann besonders zweckmässig für die Zerkleinerung unter Tage ausgebrochener Kohle benutzt werden die in Stücken von etwa 600 mm Länge anfällt und auf eine Korngrösse von ungefähr 5 mm oder weniger oder auch mehr zerkleinert wird; dies hängt von der Siebweise des Siebes 13 ab.
• Es kann vorteilhaft sein, die Umfangsrillen 8 nur an den Stellen an der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses 1 vorzusehen, an denen die Spitzen bzw. die Zähne der Stäbe in die Rillen eingreifen, während die dazwischenliegenden Bereiche der Innenwand des Gehäuses glatt ausgeführt werden. Dadurch wird weitgehend ein Festsetzen von Gutbestandteilen an der Innenfläche vermieden. An und für sich pendeln die Stabenden über die ganze Gehäusebreite.
• Sofern ein Sieb 13 gemäß Fig.3 verwendet wird, ist es zweckessig, die Rillen 8 auch in der Innenfläche des Siebes in Fortsetzung der am Gehäuseumfang vorgesehenen Rillen auszubilden, wobei die Sieblöcher jeweils im Grunde der Rillen vorgesehen werden. Dadurch wird ein besonders schnelles Durchtreiben bei gleichzeitiger Zerkleinerung des Gutes durch die Sieböffnung erreicht.
• Nach der Ausführungsform der Fig. 7 sind die Siebkanäle 25 im Sieb 13 abweichend von der Radialrichtung vorgesehen und zwar derart, dass die Kanairichtung von innen nach aussen im Sinne der Drehrichtung des Stabesgeneigt ist. Dadurch entsteht ein Kantenwinkel a, der keilartig ist und die Zerkleinerungswirkung erhöht.
• Sofern Trockenmaterial benutzt wird, ist es zweckmässig, gemäß Fig. 8 die Welle 2 lotrecht anzuordnen und eine Trichtereinschütte 26 am Einlass vorzusehen. Am Austrittsstutzen 10-braucht keine Rohrleitung vorgesehen zu werden, vielmehr unter Umständen ein schräges Gleitblech 27, auf welchem das Mahlgut nach untenunter Einwirkung der Schwerkraft gleitet.
• Statt der trichterförmigen Einschütte kann auch ein senkrechtes Rohr,verwendet werden, welches den gleichen Durchmesser wie das Gehäuse hat. Ist dieses Schüttrohr lang genus, wird vermieden, dass das Gut teilweise bei laufendem Motor nach oben austritt.
• Es kann auch ein- Trichter oder ein Schüttrohr, eine senkrechte Mittelwand vorgesehen sein; -hierdurch kann eine kegelförmige Trichterbildung in der Einfülle vermieden werden.
• Nach Ausführungsform der Fig. 9 bisl2 können die Stäbe 3 als Profilstäbe beispielsweise dreieckiger Gestalt ausgeführt werden mit mittlerem, kreisrundem Kanal 20 für die Belüftung. Hierbei wird die eine Dreieckspitze 28 in Drehrichtung zwecks Erhöhung der keilartigen Zerkleinerungswirkung ausgeführt; sie kann auch angeschärft sein. Bei elliptischem Querschnitt verläuft die grosse Achse in Drehrichtung Bei flacheisenartigem Querschnitt verläuft die Schmalseite in Drehrichtung. Auch kann der Stab mit Höckern oder Buckeln 29 versehen sein.
• Um hohe Wirkungen zu erzielen, gibt man dem Umlaufkörper eine hohe Umlaufgeschwindigkeit, beispielsweise von 1400 bis 3000 UpM.
• Nach der Ausführungsform der Fig. 13 werden zwei Vorrichtungen hintereinander geschaltet, wobei das Mahlgut aus der ersten Vorrichtung 30 über einen Krümmer 31 in die weiter unten liegende zweite Vorrichtung 32 gelangt, und zwar über deren Trichtereinschütte 26. Sofern eine Unterteilung des zu behandelnden Gutes in drei Korngrössen gewünscht wird, schaltet man, wie oben beschrieben, drei Einzelvorrichtungen einer Grob-, Mittel-und Feinmüllerei hintereinander. Hierbei erteilt man jeweils der darauffolgenden Vorrichtung eine schnellere Drehzahl als der vorangehenden. Auch werden die Siebe in den einzelnen Vorrichtungen in Richtung des Gutdurchaufes mit jeweils abnehmender Sieblochöffnung ausgebildet.
• Nach der Ausführungsform der Fig. 14 kann es erfindungsgemäss sinnvoll sein, das Gehäuse 1 zwecks Kühlung mit einem Kühlmantel 33 zu versehen, in dessen Hohlraum 34 über einen Einlaß 35 das Kühlmittel ein- und über einen Auslass 36 austritt.
• Sofern die Vorrichtung in der chemischen Industrie, beispielsweise bei der Herstellung von Granulaten, benutzt werden soll, kann in den- Mantel 33 ein Heizmittel eingeleitet und damit dieser Mantel als Heizmantel ausgebildet werden.
• Die zu Fig. 5 erwähnten Kanäle können auch, soweit es sich um chemische Prozesse handelt, für das Einführen eines Zusatzmittels dienen, das entweder in Pulverform trocken eingeblasen, in flüssiger Form eingeleitet oder schließlich in Gasform eingeblasen wird. Dadurch kann das Mahlgut gefärbt, aufgespalten (gelöst), imprägniert o.dgl. behandelt werden.
• Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat den Vorteil, dass hochviskose Materialien durchgeknetet, gemischt, mit Zusatzmitteln manipuliert o.dgl. behandelt werden können, ohne dass unzulässig hohe Energieaufwendungen erforderlich wären. Auf diese Weise sind Materialien beherrschbar, die wegen ihres hohen Centipoise-Grades bisher einer Konditionierung nicht zugänglich waren.
• Die Leistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat sich als weit höher herausgestellt als dies bei den konservativen Mühlen, insbesondere Kugel-, Schlag-, Walzenmühlen u.dgl. der Fall war.
• Die Vorrichtungen lassen sich gegenüber den bekannten wesentlich kleiner und demnach billiger bauen. Die Auswechselung des Pumpenkörpers ist wegen seiner Knüppelgestalt viel einfacher und damit billiger.
• ANSPRÜCHE:

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1.) Vorrichtung zum Zerkleinern und Mahlen von Stoffen verschiedener Art, bei der innerhalb eines feststehenden, zylinderförmigen oder leicht spiraligen oder ähnlich gestalteten Gehäuses auf einer konzentrisch zur Gehäuseachse angeordneten, drehbar angetriebenen Welle ein Zerkleinerungskörper in Form eines Stabes, Knüppels, Rohres o.dgl. schräg zur Wellenachse befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Zerkleinerungskörper zwei oder mehrere sich kreuzende stab-, rohr-, knüppelförmige o.dgl.

   Körper vorgesehen sind.

   2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stab-, rohr-, knüppelförmigen Körper mehrfach ausgebildet sind.

   3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Körper gekrümmt derart gestaltet sind, dass die konvexe Richtung des jeweiligen Stabes (3,4) in Drehrichtung verläuft.

   4.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) der Vorrichtung lotrecht angeordnet ist, und dass die Vorrichtung eine trichterartige Einschütte (26) hat.

   5.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Ende eines jeden Stabes mit einer Zuspitzung bzw. einem Zahl (7) jeweils in eine entsprechende Umfangsrille (8) an der Innenfläche des Gehäuses (1) eingreift.

   6.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsrillen (8) durch Querrillen (11) unterbrochen sind.

   7.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die Austrittsöffnung (12) zum Austrittsstutzen (10) ein Sieb (-13) eingebaut ist, das runde, mehreckige, schlitzförmige o.dgl. gestaltete Öffnungen (14) hat.

   8.) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass 4m Bereich des Siebes (13) in der Wand des Gehäuses (l) eine Ausbauchung oder Ausbuckelung (15) vorgesehen-ist.-9.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (16) der beiden Gehausedeckel (17) mit konzentrisch zueinander-verlaufenden Deckelrillen (18) versehen ist, in die Zähne (7') des mit seinen Enden dem' jeweiligen Deckel(17) zugekehrten Stabes (3) des Zerkleinerungskörpers eingreifen, während der Zahn (7) des Stabes (3) in eine der Umfangsrillen (8) an der zylindrischen Innenfläche (19) des Gehäuses (1) eingreift.

   10.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch die hohl ausgestaltete Welle (2) ein gasförmiges oder flüssiges Medium über einenInnenkanal (20) des hohl ausgebildeten Stabes (3). einführbar ist, das durch-die Mündung (21) am äusseren Ende des -Stabes austritt.

   11.) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abzweigkanal (23) im Bereich der seitlichen Zähne (7') des Stabes (3) vorgesehen ist.

   12.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Deckelinnenfläche ausser den Rillen (18) radial verlaufende Nuten (24) vorgesehen sind.

   13.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (8) auch an der Innenfläche des Siebes (13) sich fortsetzen, wobei die Sieblöcher (14) jeweils im Grunde dieser Rillen vorgesehen sind.

   14.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebkanäle (25) im Sieb (13) abweichend von der Radialrichtung derart von innen nach aussen im Sinne der Drehrichtung des Stabes (3) geneigt sind, dass keilartige Kanten an der Eintrittsstelle in die Siebkanäle (25) entstehen.

   15.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (3) als Profilstäbe insbesondere dreickSger Gestalt ausgeführt sind, mit mittlerem, kreisrundem Kanal (20) für das Hindurchleiten eines Mediums und dass diese Stäbe derart an der Vorrichtungswelle (2) befestigt sind, dass die eine Dreieckspitze (28) in Drehrichtung verläuft.

   16.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (3) elliprischen Querschnitt haben und die grosse Achse in Drehrichtung verläuft.

   17.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (3) flacheisenartigen Querschnitt hat, dessen Schmalseite in Drehrichtung verläuft.

   18.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (3) mit Höckern oder Buckeln -(29) versehen ist.

   19.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlaufkörper mit hoher Umlaufgeschwindigkeit, insbesondere von 1400 bis 3000 UpM, angetrieben wird.

   20.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Zerkleinerungsvorrichtungen derart hintereinander geschaltet sind, dass das Mahlgut aus dem Austrittsstutzen der ersten Vorrichtung (30) über einen Krümmer- (31) in die weiter unten liegende zweite Zerkleinerungsvorrichtung (32) gelangt und zwar über deren Trichtereinschütte (26).

   21.)Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Zerkleinerungsvorrichtung eine höhere Drehzahl als der ersten Vorrichtung erteilt wird.

   22.) Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zerkleinerungsvorrichtung Sieblochöffnungen geringerer Abmessungen als die erste Zerkleinerungsvorrichtung aufweist.

   23.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (l)-mit einem Kühl- bzw. Heizmantel (33) umschlossen ist.

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