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Die Erfindung bezieht sich auf einen Desintegrator zur
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Feinstzerkleinerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Desintegratoren für die Feinstzerkleinerung von Materialien sind bereits
in unterschiedlichen Ausführungsformen vorgeschlagen worden. So soll z.B. bei einem
bekannten Verfahren zur Aufbereitung von feinkörnigem Baustoffrohgut (DE-D 12 36
915) ein Desintegrator eingesetzt werden, der so ausgebildet ist , daß wenigstens
drei aufeinanderfolgende Stöße auf jedes Materialteilchen in einem Zeitintervall
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stößen von höchstens 0,05 Sekunden gewährleistet
sind. Die den Teilchen durch die Schlagkörper sowie durch andere Teilchen versetzten
Stöße sollen hierbei mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 15 m/sec erfolgen.
Durch diese Schlagbehandlung soll das Material einer Aktivierung unterworfen werden,
die dem Material neu und beträchtlich verbesserte Eigenschaften verleiht. Der hierfür
vorgeschlagene Desintegrator ist mit im Querschnitt kreisrunden Schlagstäben ausgerüstet,
die einem außerordentlichen hohen Verschleiß unterliegen. Darüberhinaus sind die
Rotoren einseitig, d.h. fliegend gelagert.
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Bei einem weiteren bekannten mit Schlagstäben versehenen Desintegrator
mit fliegender Lagerung der Rotoren sind zum schnelleren Auswechseln der Schlagstäbe
die Rotoren in jeweils einen Stabkranz tragende Ringe unterteilt, die über ein Anbauteil
lösbar verbunden sind (DE- U 72 07 537).
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Um den Verschleiß der Schaufeln herabzusetzen und dennoch eine wirksame
Feinstzerkleinerung und Aktivierung zu erhalten, wird nach der EP-A 48 012 ein Desintegrator
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Dabei wird ein Turboeffekt
angestrebt, dessen unmittelbare Auswirkung darin bestehen soll, daß die Schaufeln
für die zu zerkleinernden Stoffe hauptsächlich eine Leitfunktion übernehmen und
nur noch zum geringen Teil als Schlagwerkzeuge dienen. Das heißt, die Feinstzerkleinerung
soll über-
wiegend durch mehrfaches Zusammenprallen der hoch beschleunigten
Teilchen im freien Flug erfolgen, um dem Schaufelverschleiß wirksam zu begegnen.
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Dazu sind jedoch Drehzahlen erforderlich, die dem äußeren Schaufelkranz
Umfangsgeschwindigkeiten in der Nähe der Schallgeschwindigkeit verleihen können.
Derartig hohe Geschwindigkeiten lassen sich durch einseitig, d.h. fliegend gelagerte
Rotoren jedoch nicht erreichen. Nach der EP-A 48 012 sind daher die beiden Rotoren
an zwei Hohlwellen angeordnet, die um eine gemeinsame feststehende Achse drehbar
gelagert sind, wobei jeweils zwei mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordnete
Wälzlager zwischen der feststehenden Achse und der jeweiligen Hohlwelle vorgesehen
sind.
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Mit dieser Wellenlagerung können zwar ohne Mahlgut hohe Umfangsgeschwindigkeiten
erreicht werden, jedoch hat sich herausgestellt, daß unvermeidbar feinstzerkleinertes
Mahlgut zwischen die feststehende Welle und die Hohlwellen gelangt und dadurch die
Funktion der Lager schon nach kurzer Zeit erheblich beeinträchtigt.
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Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt
daher vor allem die Aufgabe zugrunde, einen Desintegrator der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, der bei hoher Umfangsgeschwindigkeit der
Schaufeln zur Erzielung eines Turboeffektes und relativ einfach beim Aufbau eine
hohe Betriebs zuverlässigkeit aufweist.
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Nachstehend ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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Darin zeigen: Figur 1 eine im wesentlichen geschnittene Seitenansicht
eines Desintegrators;
Figur 2 schematisch einen Längsschnitt durch
den Desintegrator mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines dessen Rotorwellen
antreibenden Getriebes; und Figur 3 eine der Figur 2 entsprechende Ansicht jedoch
eines anderen Ausführungsbeispieles des Getriebes.
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Gemäß Figur 1 ist auf einer Grundplatte 12 ein Lagergehäuse 4, ein
Gehäuse 1, 2 sowie ein Lagergehäuse 11 vorgesehen oder die Grundplatte 12 und die
Lagergehäuse 4, 11 bilden mit oder ohnta Rotorgehäuse 2 eine feste Einheit.
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Im Gehäuse 1, 2 sind zwei koaxial zueinander angeordnete, gegensinnig
umlaufende Rotoren 5 und 6 untergebracht. An jedem Rotor 5 und 6 sind zwei konzentrisch
in Kranzform angeordnete Schaufelreihen 7 und 8 bzw. 9 und 10 befestigt.
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Die Schaufelkränze 7 und 8 bzw. 9 und 10 der beiden Rotoren 5 und
6 greifen in der Reihenfolge 9-7-10-8 alternierend ineinander ein, d. h. auf jeweils
einen Schaufelkranz des einen Rotors folgt in radialer Richtung ein Schaufelkranz
des anderen Rotors. Die Schaufeln der Schaufelkränze 7 bis 10 sind dabei in bekannter
Weise (und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellt) gegenüber der Umfangsrichtung
mit ihrem vorderen Ende radial nach außen gekippt und gegebenenfalls konkav ausgebildet.
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Die Schaufelkränze llntereinander sind durch zusätzliche Labyrinthe
abgedicheet, um einen Materialaustritt vor dem Durchlaufen aller Schaufelkränze
zu verhindern. Dadurch wird das Spritzkorn vermieden.
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Das Rotorgehäuse 1, 2 ist ferner mit einem Einlaufstutzen 14 für die
zu zerkleinernden Stoffe versehen, der in einen Innenraum einmündet, der von dem
innersten Schaufelkranz 9 und dem Rotor 6 umgeben wird. Am unteren Ende ist das
Gehäuse
2 zum Anschluß eines Austragsstutzen ausgebildet, aus dem das zerkleinerte Mahlgut
austritt.
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Der Rotor 5 ist an der Hohlwelle 13 befestigt, der Rotor 6 an der
Buchse 16, die auf der Welle 15 befestigt ist. Ein Rotorring 28 ist an dem vom Rotor
6 abgewandten Ende des Schaufelkranzes 9 befestigt und dient zur Aufnahme des zwischen
die Schaufelkränze 7 und 8 eingreifenden Schaufelkranzes 10.
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Die Hohlwelle 13 ist in dem Lagergehäuse 4 mittels zweier im Abstand
voneinander angeordneter Wälzlager 17 und 18 außen gelagert. Sie wird von der massiven
zylindrischen Welle 15 durchsetzt, wobei der Ringraum zwischen der Hohlwelle 13
und der Welle 15 eine hinreichende Breite aufweist, damit darin eingedrungene Stoffteilchen
den Umlauf der Wellen 13 und 15 nicht beeinträchtigen. Davor schützt außerdem ein
zusätzliches Labyrinth zwischen den Rotoren 5,6.
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Die die Hohlwelle 13 durchsetzende Welle 15 ist mittels eines am Lagergehäuse
11 angeordneten Wälzlagers 19 auf der einen und mittels eines in das Getriebe 20
integrierten, in Figur 1 nicht dargestellten, jedoch aus Figur 2 und 3 ersichtlichen
Wälzlagers 21 auf der anderen Seite des Rotorgehäuses 1,2 außen gelagert.
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Es ist ersichtlich, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein Zutritt
des feinstzerkleinerten Mahlguts zu den Lagern 17 und 18 sowie 19 und 21 der beiden
Rotorwellen 13 und 15 ausgeschlossen ist. Ebenso verhindert die hermetische Trennung
des Innenraums des Rotorgehäuses1,2 von den Lagern 17 und 18 sowie 19 und 21,daß
bei einer Fett- oder blschmierung der Lager Schmiermittel mit dem gegenüber Schmiermittel
empfindlichen feinstzerkleinerten Mahlgut in Berührung kommt.
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Die durchgehende Welle 15 erschwert gegenüber einer fliegenden Lagerung
allerdings den Austausi der unvermeidbar einem gewissen Verschleiß unterliegenden
Schaufeln der Kränze 7 bis 10.
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Zu diesem Zweck ist das Rotorgehäuse 1,2 inder Ebene der Welle 15
horizontal geteilt, wobei das Gehäuseoberteil 1 nach oben verschwenkbar ist. Weiterhin
ist an beiden Enden jedes Schaufelkranzes 7 bis 10 jeweils ein Ring(22 und 23 beim
Schaufelkranz 8) zur Befestigung der einzelnen Schaufeln vorgesehen, wobei ein Ring
(22 bei Kranz 8) am Rotor (24 bei Kranz 10) lösbar befestigt ist. Die Ringe sind
geteilt, z. B. als Halbringe ausgebildet, so daß nach dem Lösen der am Rotor befestigten
Ringe 3,3' die einzelnen Ringsegmente bei geöffentem Rotorgehäuse 1 mit den zugehörigen
Schaufeln über die Welle 15 gezogen und damit zum Austausch der Schaufeln aus dem
Rotorgehäuse 1, 2 herausgenommen werden können.
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Auch können die Rotoren 5 und 6 einen die Schaufelkränze 7 und 8 bzw.
9 und 10 tragenden äußeren geteilten Rotorring 3, 3' aufweisen, wobei Zentrierringe
25, 25' die Rotoren 5, 6 mit den äußeren geteilten Rotorringen 3, 3' verbinden.
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Eine Teilung der die Schaufelkränze tragenden äußeren Rotorringe 3,
3' der Rotoren in Ringsegmente, z. B. Halbringe, ermöglicht nach dem Lösen der Zentrierringe
ebenfalls einen Austausch der Schaufelkränze 7 bis 10 in kürzester Zeit.
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Die Abdichtung 26 und 27 des Gehäuses 1, 2 gegenüber der Hohlwelle
13 bzw. der Buchse 16 erfolgt mit geringstmöglicher Toleranz, vorzugsweise mit Gleitringdichtungen
oder mit Wellendichtringen.
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Der Antrieb der Hohlwelle 13 und der Welle 15 kann durch je einen
Motor erfolgen, beispielsweise über einen Keil-oder Flachriementrieb. Durch die
Anordnung der beiden Motoren auf der
von dem Einlaufstutzen 14
abgewandten Seite wird der Zugang zum Einlaufstutzen 14 erleichtert und die Baulänge
des Desintegrators verkürzt.
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Besonders vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Desintegrator
jedoch die Möglichkeit der Verwendung eines einzigen Motors 29 zum Antrieb beider
Wellen 13 und 15 mittels des Getriebes 20. Das Getriebe 20 ist dabei vorzugsweise
zusammen mit dem Motor 29 am Lagergehäuse 4 der Hohlwelle 13 angeflanscht oder es
erfolgt eine Trennung zwischen Motor und Getriebe. In diesem Falle werden Motor
und Getriebe durch eine Kupplung miteinander verbunden. Weiterhin ist eine Uberlastkupplung
30 vorgesehen, die bei einem eventuellen Blockieren der sich gegensinnig drehenden
Schaufelkränze 7 und 8 bzw. 9 und 10 bei einer zu großen Belastung des Motors 29
wirksam wird.
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In Figur 2 und 3 sind zwei Ausführungsbeispiele für einen Antrieb
beider Wellen 13 und 15 mit einem Motor 29 über ein Getriebe 20 schematisch wiedergegeben.
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Bei dem in Figur 2 dargestellten Kegelradgetriebe ist der Motor 29
über eine Induktionskupplung 31 mit der mit Lagern 32 und 33 im Getriebegehäuse
34 gelagerten Antriebswelle 35 verbunden, auf die das Kegelrad 36 aufgekeilt ist.
Mit dem Kegelrad 36 kämmendie beiden Kegelräder 37 und 38. Das eine Kegelrad 37
sitzt auf der Hohlwelle 13 und treibt dieselbe an. Das andere Kegelrad 38, das mittels
Lagern 39 und 40 im Getriebegehäuse gelagert ist, ist über die Überlastkupplung
30 mit der die Hohlwelle 13 durchsetzenden Welle 15 verbunden.
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Bei dem in Figur 3 dargestellten Stirnradgetriebe ist der Motor 29
über die Induktionskupplung 31 mit der in dem Getriebegehäuse 34 mit Lagern 43 und
44 gelagerten Antriebswelle 45 verbunden, auf die zwei Zahnräder 46 und 47 aufgekeilt
sind.
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Das Zahnrad 46 treibt dabei über das Zahnrad 48, die im Getriebegehäuse
34 mittels Lagern 49 und 50 gelagerte Hohlwelle 51 und die Uberlastkupplung 30 die
Rotorwelle 15 an, während das Zahnrad 47 mit dem zur Drehrichtungsumkehr vorgesehenen,
im Getriebegehäuse 34 mittels Lagern 52 und 53 gelagerten Ritzel 54 kämmt, das seinerseits
mit dem auf der Hohlwelle 13 aufgekeilten Zahnrad 55 kämmt.
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Ferner kann das Getriebe 20 durch ein Planetenradgetriebe gebildet
sein, wobei auf der Welle 15 das vom Motor angetriebene Sonnenrad sitzt, die Planetenräder
am Getriebegehäuse 34 befestigt sind und das Hohlrad des Planetenradgetriebes die
Hohlwelle 13 antreibt.