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Vorrichtung zum Zerkleinern von fasrigem Naterial Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum schnellen Zerkleinern von fasrigem Material, z.B. Zuckerrohr,
welches mit einer Trägerflüssigkeit od. dgl. zusammen von einem Behälter aufgenommen
wird.
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Beispielsweise besteht bei der Zuckerrohrernte das Problem, bei den
einzelnen Chargen schnell den Zuckergehalt der jeweiligen Zuckerrohre bestimmen
zu können. Dazu muß eine Probe, also ein Zuckerrohr, schnell zerkleinert und anschließend
analysiert werden.
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Eine bekannte Vorrichtung ist dazu mit einem schnelllaufenden Schlagmesser
ausgerüstet, welches in einem Spezialbehälter ro-tiert. Nachteilig ist dabei, daß
das zerkleinerte Gut dabei vergleichsweise stark erwärmt wird, wobei diese Erärmung
erfahrungsOemäß bei über 20° Celsius liegen kann. Daneben ist die Bearbeitungszeit
verhältnismäßig lang. Außerdem hat sich gezeigt, daß sich die oft langen Fasern
häufig um das Schlagmesser oder um seine Achse wickeln.
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Es
Es besteht daher die Aufgabe, eine Vorrichtung
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche eine Zerkleinerung von fasrigem Material
schnell und ohne Zerstörung der zu analysierenden Substanz, z.B. durch zu großen
Wärmeeinfluß, ermöglicht. Gleichzeitig soll das faserige Material in möglichst kleine
Stücke zerschnitten werden.
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Die Lösung sieht eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art vor bei
welcher ein roWtierendes über eine mit Lochungen versehene Scheibe od. dgl. gleitendes
Schneidmesser und eine quer zu der Lochscheibe wirkende Fördereinrichtung für die
das zu zerkleinernde Material enthaltende Flüssigkeit vorgesehen ist.
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Eine derartige Vorrichtung ergibt eine wesentliche Zeitersparnis,
wobei Versuche gezeigt haben, daß sogar eine Zeitreduzierung von mehr als 5o möglich
ist. Daneben verringert sich in vorteilhafter Weise auch die Erwärmung des zerkleinerten
Gutes, so daß das Analysenergebnis dadurch weitgehend unbeeintußt bleibt.
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Besonders vorteilhaft ist es , wenn als Fördereinrichtung ein Saugpumpenrad
auf der dem Schneidmesser gegenüberliegenden Seite der Lochscheibe vorzugsweise
koaxial zu dem Schneidmesser ange.
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ordnet ist. Das zu zerkleinernde Gut wird dadurch direkt in die Schneidbereiche
des Messers transportiert und nacbem Zerkleinern sofort abgeführt, so daß die Durchlaufzeit
dadurch wesentlich verkürzt ist.
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Nach
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die
das Schnidmesser tragende Welle durch die Kraft einer Feder innerhalb eines Wellengehäuses
abgestützt, wobei das Schneidmesser durch diese Federkraft gegen die Lochplatte
angedrückt wird. Dadurch ist eine gute Schnittleistung ermöglicht, die auch bei
Verschleiß des Messers oder der Lochplatte durch ein selbstätiges Nachstellen etwa
gleich bleibt. ZweckmaBiger-weise-weist die Lochscheibe eine Vielzahl von Lochungen
unterschiedlicher Größe und gegebenenfalls unterschiedlicher Form auf. Einerseits
können dadurch relativ dicke Fasern aber auch relativ dünne Fasern gleichzeitig
zerkleinert werden.
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Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen
aufgeführt.
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Nachstehend ist die Erfindung mit ihren erfindungswesentlichen Einzelheiten
anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer zum Teil
dargestellten Zerkleinerungsvorrichtung, Fig. 2 eine Auf sicht eines etwa sternförmigen
Schneidmessers sowie Fig. 3 eine Schmalseitenansicht dies Schneidmessers, Fig. 4
eine Aufsicht einer Lochscheibe, Fig. 5 einen Querschnitt dieser Lochscheibe, entsprechend
der Strichlinie V-V in Fig. 4, Fig. 5 ein Gehäuse im QuerschnitL, Fig. 7
Fig.
7 eine Draufsicht eines Saugpumpenrades und Fig. 8 einen Querschnitt dieses Saugpumpenrades
entsprechend der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 7.
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Fig. 9 eine in einem Behälter eingebaute Vorrichtung.
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Eine Zerkleinerungsvorrichtung 1 (Fig. 1) weist als wesentliche Bestandteile
ein Gehäuse 2 auf und in diesem drehbar gelagert, ein Schneidmesser 3 und ein Saugpumpenrad
4 sowie eine mit dem Gehäuse 2 verbundene Lochscheibe 7. Schneidmesser 3 und Saugpumpenrad
4 sind dabei auf einer gemeinsamen Welle 5 drehfest angeordnet. Die Welle 5 ist
innerhalb eines sie ummantelnden Führungsschaftes 6 gelagert, wobei an der dem Schneidmesser
3 abgewandten Seite ein hier nicht dargestellter Antrieb vorgesehen ist. Außerdem
ist in diesem Bereich noch eine Druckfeder angeordnet, welche an der Antriebswelle
5 angreift und an dem Führungsschaft 6 abgestützt ist. Das Schneidmesser wird dadurch
in axialer Richtung gegen die Lochscheibe 7, die den Pumpenraum 19 des Gehäuses
2 abschließtl angedrück-t;, Das zu zerkleinernde, massige Gut , welches in den Bereich
des Schneidmessers 3 kommt, wird dadurch zwischen der LoChscheibe 7 und dem flach
angedrückten, ro-tierenden Messer 3 scherenartig zertrennt. Das federnde Aneinanderdrücken
von dem Messer 3 an die Lochplatte 7 hat auch noch den weiteren Vorteil daß bei
Verschleißerscheinungen ein automatisches Nachstellen erfolgt.
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Insgesamt ist die Zerkleinerungsvorrichtung 1 im wesentlich als in
einem Behälter eintauchbarer Stab ausgebildet, welcher an einem Ende das Schneidmesser
3 und es seinem entgegengesetzten Ende
Ende einen Antrieb aufweist.
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Wie schon vorerwähnt, ist mit der Antriebsachse 5 auch ein Saugpumpenrad
4 verbunden, welches im Inneren des Gehäuses 2 oberhalb des Messers 3 und der Lochplatte
7 angeordnet ist.
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Im Bereich dieses Pumpenrades 4 weist das Gehäuse 2 radiale Austrittsöffnungen
8 auf, durch welche das zerkleinerte Gut abgeführt wird. Diese Öffnungen 8 sind
vorzugsweise etwa so hoch, wie der Abstand von der Irmneite der Lochplatte 7 bis
zu der von der Lochplatte 7 abgewandten Oberseite des Saugpumpenrades 4. Das zerkleinerte
Gut kann dadurch weitgehend unbehindert ausgestoßen werden.
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Wie auch aus Fig. 7 und 8 ersichtlich, ist daß Saugpumpenrad 4 mit
vier axial orientierten Pumpenflügeln 14 versehen, die durch Zentrifugalwirkung
das zerkleinerte Gut abführen. Die zentrale Lochung 9 des Saugpumpenrades 4 ist
mit einer axialen Nut 10 versehen, in welche ein Eeil 21 der Antriebswelle eingreifen
kann, so daß dadurch eine drehfeste Verbindung gegeben ist (Fig. 1). Zur axialen
Festlegung besitzt die Welle 5 noch einen etwas in den Pumpenraum 19 hineinragenden
Absatz 25, gegen welchen die Nabe 24 des Saugpumpenrades 4 anliegt.
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Auch das im einzelnen in Fig. 2 und 3 dargestellte Schneidmesser 3
weist eine Nut 11 in seiner zentralen Lochung 12 auf. Man erkennt auch, daß in diesem
Ausführungsbeispiel das Schneidmesser 3 eine etwa kreuzförmige kontur mit vier Schneiden
13 besitzt. Darüber hinauf kann es aber auch zweckmiLg sein, wenn das
das
Schneidmesser 3 als gelochte Scheibe ausgebildet, deren Lochungsränder wenigstens
teilweise als Schneiden ausgebildet sind.
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Fig. 4 und 5 zeigen noch eine Lochscheibe 7, welche mit einer Vielzahl
von Lochungen 15 unterschiedlicher Größe versehen ist.
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Zugeführte, bzw. angesaugte Basern unterschiedlicher Dicke können
dadurch gleichzeitig gut zerkleinert werden. Man erkennt auch noch in Fig. 4 am
Außenrand der Lochscheibe 7 eine Nut 16, die in eine entsprecbande Nase des Gehäuses
2 eingreifen kann und sie verdrehsicher festl-egt Innerhalb des Gehäuses 2 ist die
Lochscheibe 7 zwischen dem Saugpumpenrad 4 und dem Schneidmesser 3 angeordnet (Fig.
1). Eine im Durchmesser der Lochscheibe 7 entsprechende Aufnahmeöffnung 17 am unteren
Ende 18 des Gehäuses 2 weist unterhalb des Pumpenraumes 19 einen umlaufenden Absatz
20 auf, der als Anlage für die Lochscheibe 7 dient (Fig.6). Gegen axiale Verschiebung
nach unten kann sie beispielsweise durch radiale Stifte oder Schrauben gesichert
sein.
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Die Antriebswelle 5 durchgreift zentral die Lochscheibe 7 und ist
an ihrem unteren Ende drehfest über einen Keil 21, welcher sowohl in die Nut 11
des Schneidmessers 3 als auch in die Nut 10 des Saugpumpenrades 4 eingreift, verbunden.
Eine Mutter 23 legt das Schneidmesser 3 axial gegen die Nabe 24 des Pumpenrades
4 fest, die ihrerseits an dem Absatz 25 der Welle 5 anliegt.
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Erwähnt
Erwähnt sei noch, daß die Welle 5 innerhalb
des Huhrungsschaftes 6 mittels Madellager 22 und / oder Kugellager gelagert ist
und daß zwischen dem in der Nähe des Gehäuses 2 befindlichen Nadellager 22 und dem
Fumpenraum 19 eine oder mehrere Abdichtungen 27 vorgesehen sind.
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Die vorerwähnte Vorrichtung 1 zum Zerkleinern von fasrigem Material
eignet sich für Drehzahlen von etwa 7000 Umdrehungen pro Minute, so daß eine sehr
feine Zerkleinerung, beispielsweise von Zuckerrohrfasern od. dgl. erreicht werden
kann.
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Gegebenenfalls ist auch noch eine Steigerung der Drehzahl möglich.
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Die Erwärmung des zerkleinerten Gutes bleibt dabei vergleichsweise
gering, da unter anderem die zerkleinerten --sern od,dg1.
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mit der Trägerflüssigkeit durch die nachgeschaltete Pumpe 26, nach
dem Zerkleinerungsvorgang schnell aus dem Bereich des Messers 3 abgeführt werden.
Versuche haben gezeigt, daß die Erwärmung des bearbeitenden Mediums somit erheblich
vermindert ist, wobei sogar eine um ca. 50 verringerte Erwärmung erzielt werden
konnte. Dies ist besonders wichtig, weil sonst bei einer anschließenden Analyse
des zerkleinerten Gutes Verfälschungen des Ergebnisses auftreten können. Auch die
Bearbeitungszeib konnte durch die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung 1 wesentlich
verkürzt werden.
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Es sei
sei noch erwähnt, daß das Schneidmesser 3 auch
eine etwa balken- oder sternförmige Kontur mit wenigstens zwei Schneiden 13 besitzen
kann, wobei überdies bei dem Schneidmesser die Schneiden auch angeschliffen sein
können.
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Eine zweckmäßige abgewandelte Ausführungsform der Erfindung zeigt
noch Fig. 9. Dabei werden die bisher benutzten Bezugszeichen beibehalten, sofern
übereinstimmende Teile beschrieben sind. Man erkennt deutlich, daß die Vorrich -tung
1 in einen Behälter 23 eingebaut ist und mit ihrer Antriebswelle 5 eine Behälterwand,
im Ausführungsbeispiel den Behälterboden 29 durchsetzt. Die Vorrichtung 1 ist in
diesem Beispiel also praktisch fest installiert und dient nicht zum Eintauchen in
einen beliebigen Behälter.
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Der Behälterboden 29 weist dabei einen nach außen gerichteten Ansatz
30 zur Lagerung der Welle 5 bzw. der Vorrichtung 1 auf. Der Ansatz 30 ist dabei
im Ausführungsbeispiel einstükkig mit dem Behälter 28 verbunden, könnte jedoch auch
nachträglich eingefügt sein.
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Die vom Schneidmesser 3 aus etwa vertikal nach unten verlaufende Welle
5 trägt zum Andrücken des Schneidmessers 3 an die unter ihm liegende Lochscheibe
7 ein Gewicht, welches im Ausführungsbeispiel als eine mit der Welle 5 mitlaufende
Scheibe 31. ausgebildet ist. Dadurch wird eine entsprechende Andruckfeder überflüssig.
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Der
Der die Vorrichtung 1 aufnehmende Ansatz 30 durchsetzt
eine den Behälter 28 tragende Platte 32 od.dgl.. titan erkennt im Ausführungsbeispiel
deutlich eine unmittelbar unterhalb des Behälterbodens 29 befindliche Verbreiterung
33 des Ansatzes 30, welche in eine entsnrechende Öffnung der Platte 32 eingepaßt
ist, so daß der Behälter auch in seitlicher Richtung gut fixiert ist.
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Aufgrund des Einbaues innerhalb eines Behalters kann in vorteilhafter
Weise das Gehäuse 2a für das Saugpumpenrad 4 unterhalb des Schneidmessers 3 enden
und mit der dem Schneidmesser 3 zugewandten Oberfläche der Lochscheibe 7 bündig
ab -schließen. Bei der Ausführungsform nach Fig.l umschließt der Gehäuserand auch
noch das Schneidmesser 3, was jedoch bei einem festen Einbau der Vorrichtung in
einen Behälter nichtnotwendig ist. Dies ist für die Strömungsführung durch das Gehäuse
2a günstig.
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Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung
erwähnten Merkmale und Konstruktionsdetails können sowohl einzeln als auch in beliebiger
Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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Ansprüche -