DE3905365A1

DE3905365A1 - Maschine zur determinierten prallzerkleinerung

Info

Publication number: DE3905365A1
Application number: DE19893905365
Authority: DE
Inventors: Heinz Prof Dr Brauer
Original assignee: BRAUER HEINZ PROF DR H C DR IN
Current assignee: BRAUER HEINZ PROF DR H C DR IN
Priority date: 1989-02-22
Filing date: 1989-02-22
Publication date: 1989-11-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Prallzerkleinerungsmaschine, die sich gegenüber herkömmlichen Maschinen durch einen stark ver minderten Energieaufwand auszeichnet. Dieser Erfolg wird da durch erzielt, daß die zur Zerkleinerung der Partikeln not wendige Umwandlung ihrer kinetischen Energie in mechanische Spannung unter weitgehend determinierten Bedingungen erfolgt.

Bislang wird die Prallzerkleinerung in Prallmühlen durchge führt, in denen die Partikeln durch Auftreffen auf eine ru hende feste Wand oder durch Zusammenstoß mit anderen Parti keln zerkleinert werden. Die Bewegung der Partikeln ist weit gehend stochastischer Natur; die dafür erforderliche Energie wird durch eine Gasströmung zur Verfügung gestellt.

Die stochastische Bewegung der Partikeln hat stochastische Stoßvorgänge zur Folge. Sowohl die Größe als auch die Rich tung der Geschwindigkeit der Partikeln sind schnellen zeit lichen Schwankungen unterworfen. Weder die momentanen noch die zeitlich gemittelten Werte sind bekannt. Da Größe und Richtung der Geschwindigkeit die Energiewandlung beim Stoß entscheidend mitbestimmen, ist die Energiewandlung beim Stoß also auch stochastischer Natur. Weder der bei einem einzel nen Stoß tatsächlich umgewandelte Anteil der Energie noch ein Mittelwert sind bekannt. Die mit stochastischen Bewe gungen der Partikeln verbundene Prallzerkleinerung ist so mit ein indeterministischer Prozeß. Die für die Zerkleine rung einer Partikel erforderliche Energie läßt sich nur in Sonderfällen in jener kurzen Zeitspanne zuführen, deren Über schreiten zu einer weitgehenden Umwandlung der mechanischen Energie in Wärme führt. Die zur Zerkleinerung benötigte Ener gie muß also in sehr kurzer Zeit zugeführt werden, unabhängig davon, ob die Zufuhr in einem einzigen Prozeß oder in mehre ren kurzzeitig aufeinanderfolgenden Teilprozessen erfolgt.

Um die Energieverluste bei der Prallzerkleinerung herabzu setzen, soll die bislang übliche indeterminierte Prallzer kleinerung in eine determinierte Prallzerkleinerung umge wandelt werden. Dieses Ziel wird mit dem nachfolgend be schriebenen Gegenstand der Erfindung, der sogenannten "Ma schine zur determinierten Prallzerkleinerung" erreicht. Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schemazeichnung von der erfindungsgemäßen Maschine zur determinierten Prallzerkleinerung, bestehend aus der rotierenden Scheibe 1 mit den Förderrinnen 3 für das Zerkleinerungsgut, den Prallplatten 4 und dem Prallplattenkranz 5,

Fig. 2 eine Schemazeichnung von der Bewegungsbahn 8 einer Partikel 9 in dem von Prallplatten 4 gebildeten Ka nal, ohne daß die Partikel zerkleinert wird,

Fig. 3 eine Schemazeichnung von der Bewegungsbahn 8 einer Partikel 9 vor der Zerkleinerung und Flugbahn 10, 11 und 12 der Fragmente, die bei der Zekleinerung nach dem zweiten Stoß entstanden sind,

Fig. 4 Prallplatten verschiedener Form 4 a und 4 b,

Fig. 5 eine Schemazeichnung von der zur Partikelbeschleu nigung verwendeten rotierenden Scheibe 1 mit den Förderrinnen 3 und dem zentralen Verteilerraum 2.

Die erfindungsgemäße Prallzerkleinerungsmaschine nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus der rotierenden Scheibe 1 mit dem zentralen Zuführungs- und Verteilerraum 2 sowie den Förder rinnen 3 für das Zerkleinerungsgut, und aus einer Vielzahl gleichartiger Prallplatten 4, die auf einem Prallplatten kranz 5 so angeordnet sind, daß sich zwischen zwei benach barten Prallplatten 4 ein Zerkleinerungskanal 6 ergibt.

Die Oberflächen der Prallplatten 4, die dem Aufprall der Par tikeln ausgesetzt sind, können durch Schwenken um den Dreh punkt 7 unter einem solchen Winkel α den aufprallenden Par tikeln entgegengestellt werden, daß sich die günstigsten Zer kleinerungsbedingungen ergeben , die von den Stoffeigenschaf ten der Prallplatten und des Zerkleinerungsgutes abhängen. Der optimale Winkel α, unter dem die Partikeln auf die Ober fläche der Prallkörper prallen sollen, liegt häufig bei etwa 75°. Nach der Zerkleinerung im Prallplattenkanal 6 fliegt das Zerkleinerungsgut in ein Sammelgefäß, das nicht dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt eine nach photographischen Aufnahmen angefertig te Schemazeichnung von der Bewegungsbahn 8 einer einzelnen Partikel 9 in den von Prallplatten 4 gebildeten Kanal 6, ohne daß die Partikel zerkleinert wird. Die Bewegung der Partikel, insbesondere die Zahl ihrer Zusammenstöße mit den von den Prall platten 4 gebildeten Kanalwänden, hängt von der Größe und Richtung ihrer Geschwindigkeit bei Eintritt in den Zerkleine rungskanal 6 und von den Stoßbedingungen ab.

Fig. 3 zeigt eine ebenfalls nach photographischen Aufnahmen angefertigte Schemazeichnung von der Bewegungsbahn 8 einer einzelnen Partikel 9, die nach dem zweiten Stoß zerplatzt. Die entstehenden Partikelfragmente fliegen mit einem Winkel, der von der Größe der Fragmente abhängt, beispielsweise auf den Bewegungsbahnen 10, 11 und 12, vom Ort des Stoßes fort und schließlich in das Sammelgefäß. Bei einem derartigen Dop pelstoß wird zwei mal ein Teil der kinetischen Energie der Partikel in mechanische Spannung innerhalb der Partikel um gewandelt. Die kinetische Energie der Partikel bei Eintritt in den Kanal kann so eingestellt werden, daß die Zerkleine rung beispielsweise erst nach dem zweiten Stoß erfolgt. In diesem Falle läßt sich bis zu etwa 50% der kinetischen Energie der in den Zerkleinerungskanal 6 eintretenden Par tikel einsparen.

Fig. 4 zeigt als Beispiel zwei verschiedene Formen der Prallplatten, 4 a und 4 b, die auf dem Prallplattenkranz 5 angeordnet und um den Drehpunkt 7 schwenkbar sind.

Fig. 5 zeigt eine Schemazeichnung von der zur Beschleunigung der Partikeln verwendeten rotierenden Scheibe 1. Die Parti keln sollen bei Verlassen der Scheibe 1 eine vorgeschriebene Geschwindigkeit nach Größe und Richtung haben. Die Partikel bewegung erfolgt unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft in speziellen Förderrinnen 3, die in der Scheibe 1 vorgesehen und durch eine Platte 13 abgedeckt sind. Der Querschnitt der Förderrinnen kann der Größe und Form der Partikeln sowie der zu fördernden Partikelmasse angepaßt werden. Ebenfalls kann die Zahl der Förderrinnen und die Drehzahl der Scheibe in weiten Grenzen zur Anpassung an den Partikeldurchsatz ge ändert werden. Durch Ändern der Drehzahl der Scheibe kann weiterhin aber auch die Geschwindigkeit der Partikeln bei Verlassen der Scheibe beeinflußt werden.

Der in Bild 5 angegebene radiale Verlauf der Förderrinnen 3 ist nur als Beispiel anzusehen. Der Verlauf der Förderrinnen kann sehr unterschiedliche Formen annehmen, denn hierdurch läßt sich der Geschwindigkeitsvektor der die Scheibe verlas senden Partikel beeinflussen.

Die Zufuhr des Zerkleinerungsgutes zur Scheibe 1 erfolgt über den Zuführungs- und Verteilerraum 2, von dem die Partikeln in die Förderrinnen 3 gelangen.

Claims

1. Maschine zur determinierten Prallzerkleinerung fester kör niger Stoffe unterschiedlichster Art, dadurch gekennzeich net, daß den Partikeln eine vorgeschriebene Bewegung erteilt und die zur Zerkleinerung erforderliche Energie ihrer kine tischen Energie entnommen und in kurzzeitig aufeinanderfol genden Anteilen in Formmechanischer Spannung zugeführt wird.

2. Maschine zur determinierten Prallzerkleinerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung der Par tikeln mittels einer rotierenden Scheibe und die Zerkleine rung in einem die Scheibe umgebenden Prallplattenkranz er folgt.

3. Maschine zur determinierten Prallzerkleinerung nach Ansprü chen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer nach Größe und Richtung vorgeschriebene Geschwindig keit der Partikeln vor Eintritt in die Zerkleinerungskanäle eine rotierende Scheibe unterschiedlichen Durchmessers und veränderbarer Drehzahl dient.

4. Maschine zur determinierten Prallzerkleinerung nach Ansprü chen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Scheibe Förderrinnen aufweist, deren Zahl und Querschnitts größe dem Durchsatz an partikelförmiger Feststoffmasse an gepaßt ist.

5. Maschine zur determinierten Prallzerkleinerung nach Ansprü chen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Förderrinnen gerade oder gekrümmt sein kann.

6. Maschine zur determinierten Prallzerkleinerung nach Ansprü chen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Zerklei nerung erforderliche Prallplattenkranz von Prallplatten gebildet wird, die gleichmäßig über den Umfang des Kranzes verteilt sind und Zerkleinerungskanäle bilden.

7. Maschine zur determinierten Prallzerkleinerung nach Ansprü chen 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Prallplatten im Prallplattenkranz durch Verstellen um einen Drehpunkt verändert werden kann.

8. Maschine zur determinierten Prallzerkleinerung nach Ansprü chen 1, 2, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prall platten zur Änderung der Ausrichtung ihrer dem Partikelstoß ausgesetzten Oberflächen sehr unterschiedliche Formen haben können.