DE4319702C2 - Prallbrecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Prallbrecher mit einem um eine vertikale Achse drehbar gelagerten tellerförmigen Rotor und einem diesen umgebenden Gehäuse mit einer eine Prallfläche bildenden Wand, gegen deren Innenseite bei umlaufendem Rotor auf diesen geschüttetes Gut zwecks Zerkleinerung geschleudert wird.

Aus der Zeitschrift "Aufbereitungstechnik" 1993, S. 274, ist ein Prallbrecher der vorstehenden Art bekannt, bei dem die die Prallfläche bildende, mit sogenannten Prallplatten ausge­ kleidete Wand des Gehäuses parallel zur Drehachse des Rotors ausgerichtet ist. Das bei diesem Prallbrecher über einen Einfülltrichter auf den Rotor gelangende Gut wird unter Fliehkrafteinwirkung mit großer Wucht gegen die Prallfläche geschleudert und beim Aufprall längs inneren Mikrorissen oder anderen Unregelmäßigkeiten in der Struktur folgenden Bruchli­ nien zerbrochen, um anschließend frei nach unten zu fallen, wo es von einem Förderband od. dgl. aufgenommen wird.

Bei einem anderen aus der Zeitschrift "Aufbereitungstechnik" 1988, S 27 bekannten Prallbrecher, mit einem ähnlichen Aufbau wird die Prallfläche nicht von an der Innenseite einer metallischen Gehäusewand angeordneten Prallplatten, sondern von der dem Rotor zugewandten Seite eines den Rotor umschließenden Brechgutgürtels gebildet. In diesem Fall stellt sich automatisch eine Prallflächenform ein, die dazu führt, daß das zu brechende Gut schleifenförmige Bewegungsbahnen zurücklegt, in deren Bereichen es zu Zusammenstößen zwischen noch unzertrümmerten und bereits durch den Aufprall auf die Prallfläche zertrümmerten Gutanteilen kommt. Die Zusammenstöße und ein laufender Abtrag der die Prallfläche bildenden, aus vergleichsweise kleinen Gutteilen bestehenden Gutlage führen dazu, daß das aus dem Brecher austretende Gut einen vergleichsweise großen Anteil relativ feiner Partikel enthält. Als nachteilig erweist sich bei dem Brecher dieser zweiten Ausführungsform der Umstand, daß ihr Betrieb gewissermaßen aufgrund innerer Reibung zwischen miteinander kollidierenden Brechgutanteilen größere Leistungen erfordert als der Betrieb des zuvor beschriebenen Brechers und daß die Staubentwicklung im Brechraum bei ihm besonders stark ist.

Aus der DE-PS 16 983 ist schließlich ein Prallbecher mit einem kegelstumpfförmigen Rotor bekannt, dessen oberes Ende durch eine stationäre kegelstumpfförmige Haube abgedeckt ist, durch die das Gut in einen Ringspalt überführt wird, der von der Außenwand des Rotors und einer diesen umschließenden ebenfalls kegelstumpfförmigen, jedoch stationären Gehäusewand gebildet wird. Bei diesem Prallbecher sind sowohl an der vom Gehäuse gebildeten stationären Außenwand als auch an der vom Rotor gebildeten umlaufenden Innenwand des Ringspaltes Schlagleisten angeordnet. Auch dieser bekannte Brecher vermag insofern nicht voll zu befriedigen, als bei ihm die Partikel des gebrochenen bzw. gemahlenen Gutes extrem ungleichmäßige Bewegungsbahhnen durchlaufen und es in einem unerwünscht hohen Maße zu Zusammenstößen zwischen Gutanteilen kommt. Die unkontrollierten Kollisionen von Brechgutanteilen erhöhen wiederum nicht nur den Leistungsbedarf des Prallbechers, sondern sie führen auch zu einer unerwünscht großen Schwankungsbreite der Partikelgröße des zerkleinerten Gutes, wobei dessen Qualität beeinträchtigende Feinstpartikel zudem erneut eine störende Staubentwicklung fördern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Prallbrecher der zuerst genannten Gattung zu schaffen, bei die innere Reibung zwischen mit einander kollidierenden Brechgutanteilen und die Staubentwicklung gering gehalten werden und bei dem mit vergleichsweise geringer zum Antrieb des Rotors erforderlicher Leistung eine weitgehende und zudem gleichmäßige Zerkleinerung des Brechgutes erzielt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Prallfläche bildende Innenseite der Wand des Gehäuses im wesentlichen nach Art des Mantels mindestens eines sich nach unten erweiternden Kegelstumpfes ausgebildet ist, daß unterhalb des Rotors mindestens ein Einsatz angeordnet ist, dessen Außenseite ebenfalls im wesentlichen nach Art eines sich nach unten erweiternden Kegelstumpfes ausgebildet ist und daß die Innenseite der Wand des Gehäuses und die gegenüber dieser keine Relativbewegung ausführende Außenseite des Einsatzes zwei zwischen sich einen Ringspalt begrenzende Prallflächen für eine Mehr­ fachzerkleinerung des Gutes bilden.

Der erfindungsgemäße Prallbrecher bietet den Vorteil, daß er bei einfachem Aufbau sehr leistungsfähig ist und daß bei ihm die im Brechgut nach dem Aufprall auf die erste Prallfläche noch vorhandene Energie für weitere Zerkleinerungsvorgänge genutzt und auf diese Weise ein sehr günstiges Zerkleine­ rungsergebnis erzielt wird, wobei es praktisch zu keinem den Energiebedarf durch innere Reibung erhöhenden und die Staub­ entwicklung fördernden Zusammenstößen zwischen Brechgutpartikeln mit sich kreuzenden Bewegungsbahnen kommt; das Brechgut durchläuft von der Aufgabe auf die Gutaufnahmefläche des Rotors bis zum Verlassen des Brechers vielmehr weitgehend determinierte Bahnen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung mehrerer in der beigefügten Zeichnung dargestellter Ausfüh­ rungsformen. Es zeigt

Fig. 1 teilweise im Schnitt die perspektivische Ansicht eines besonders einfach aufgebauten Prallbrechers,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Rotor des Prallbrechers und die einen Ringraum begrenzenden Prallflächen,

Fig. 3 stark schematisiert die wesentlichen Teile des Prall­ brechers gemäß Fig. 1 mit einer konkaven Gutaufnahmefläche des Rotors in einer ersten Betriebsstellung,

Fig. 4 stark schematisiert die wesentlichen Teile eines Prallbrechers gemäß Fig. 1 mit einer planen Gutaufnahmeflä­ che des Rotors in einer zweiten Betriebsstellung,

Fig. 5 stark schematisiert die wesentlichen Teile eines Prallbrechers gemäß Fig. 1 mit einer konvexen Gutaufnahme­ fläche des Rotors in einer dritten Betriebsstellung,

Fig. 6 stark schematisiert die wesentlichen Teile eines Prallbrechers gemäß Fig. 1 mit einem sich verjüngenden Ring­ raum zwischen den Prallflächen in einer der Fig. 4 entspre­ chenden Betriebsstellung,

Fig. 7 eine der Draufsicht gemäß Fig. 2 entsprechende Drauf­ sicht auf einen Prallbrecher mit einem modifizierten Gehäuse und einem modifizierten Einsatz,

Fig. 8 eine der Draufsicht gemäß Fig. 2 entsprechende Drauf­ sicht eines mit Prallplatten ausgestatteten Prallbrechers gemäß den Fig. 1 und 2 und

Fig. 9 einen Schnitt durch einen weiteren Prallbrecher, bei dem das Prallgut in einen Ringraum mit einem stehenden und einem rotierenden Einsatz zerkleinert wird.

In Fig. 1 ist 1 ein Gestell für eine aus einer Wand 2 und einem Deckel 3 bestehendes Gehäuse eines Prallbrechers. Im Innern des Gehäuses 2, 3 ist auf einer über einen Keilriemen 4 durch einen Motor 5 antreibbaren Welle 6 ein tellerförmiger Rotor 7 befestigt, auf dessen Gutaufnahmefläche 8 vielfach als Pralleisten bezeichnete Führungselemente 9 für das durch einen Einfülltrichter 10 im Deckel 3 schüttbare Gut angeord­ net sind. Unterhalb des während des Betriebes des Prallbre­ chers mit hoher Drehzahl umlaufenden Rotors 7 befindet sich ein feststehender Einsatz 11, der nach Art einer sich vom Rand des Rotors 7 nach unten erstreckenden ruhenden Schürze ausgebildet ist. Die Außenseite 12 des Einsatzes begrenzt zusammen mit der Innenseite 13 der Wand einen Ringspalt 14, den das zu zerkleinernde Gut passiert. Sowohl die Wand 2 als auch der Einsatz 11 haben im wesentlichen die Form von Kegelstümpfen, deren Erzeugende gegenüber der Längsachse 15 der Welle 6 einen Winkel α von 60° bis 85° einschließt (vgl. Fig. 3).

Um den Abstand zwischen der Innenseite 13 der Wand 2 und der Außenseite 12 des Einsatzes variieren zu können, ist die Wand 2 über Ausleger 16 und Schraubhülsen 17 an Schraubspindeln 18 gelagert. Durch die Einleitung von Drehbewegungen in die Schraubspindeln 18 läßt sich die Wand 2 relativ zum Deckel 3 bewegen. Die Fig. 3 bis 5 zeigen drei unterschiedliche Positionen der Wand 2 gegenüber dem Deckel 3, wobei der Ringspalt 14 in der Fig. 3 am kleinsten und in der Fig. 5 am größten ist. Außerdem ist in den Fig. 3 bis 5 angedeu­ tet, daß die Gutaufnahmeflächen 8 des Rotors 7 unterschiedli­ che Formen haben können. Während in Fig. 4 wie in Fig. 1 eine plane Gutaufnahmefläche 8 dargestellt ist, zeigt die Fig. 3 einen Rotor 7 mit einer konkaven Gutaufnahmefläche 19 und die Fig. 5 einen Rotor 7 mit einer konvexen Gutaufnahme­ fläche 20.

Statt mit einem Ringspalt 14 jeweils konstanten Querschnitts zu arbeiten, kann auch ein Ringspalt 21 mit abnehmendem Quer­ schnitt verwendet werden, wie er in Fig. 6 wiedergegeben ist.

Die Fig. 2 bis 6 lassen erkennen, daß das zu brechende Gut 22 nach dem Auftreffen auf den Rotor 7 mit hoher Geschwindig­ keit zunächst radial nach außen gegen die schräge Innenseite 13 der Wand 2 geschleudert wird, auf die es in der Schleuder­ ebene betrachtet unter einem Winkel von etwa 90° auftrifft. Durch die Neigung der Wand 2 zur Längsachse 15 der Welle 6 prallt das Gut 22 schräg nach unten ab, um anschließend auf einer in den Fig. 3 bis 5 angedeuteten, im wesentlichen zick-zack-förmigen Bahn 23 den jeweiligen Ringspalt 14 bzw. 21 zu passieren. Die Ausbildung der Wand 2 und des Einsatzes 11 und die daraus resultierende Form des Ringspaltes 14 bzw. 21 reduzieren mit anderen Worten energieverzehrende Zusammen­ stöße zwischen vom Rotor 7 nach außen geschleuderte und von der Innenseite 13 der Wand 2 zurückprallendes Brechgut und unterdrücken auf diese Weise in starkem Maße durch "innere Reibung" beim Brechvorgang entstehende Verluste, wobei gleichzeitig infolge besserer Energieausnutzung eine intensi­ vere Zerkleinerung des zu brechenden Gutes erreicht wird.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten bevorzugten Aus­ führungsform haben die Außenwand 2 und die Wand des Einsatzes 11 exakt die Form von Kegelstümpfen, die durch Biegen von den Mänteln der Kegelstümpfe entsprechenden Blechstreifen herge­ stellt sind. Fig. 7 dagegen zeigt eine Wand 2, die ebenso wie der mit ihr einen Ringspalt 14 begrenzende Teil des Ein­ satzes 11 aus planen, trapezförmigen Segmenten 24 bzw. 25 besteht, die im Bereich ihrer Längsseiten durch Schweißen miteinander verbunden sind. In allen Fällen sind die sich gegenüberliegenden Flächen der Wand 2 und des Einsatzes 11 mit verschleißfesten Prallplatten 26 bekleidet.

Fig. 8 läßt erkennen, daß bei einer Lösung gemäß Fig. 2 die Möglichkeit besteht, Prallplatten 26 schräg zur Wand 2 anzuordnen.

In Fig. 9 schließlich ist schematisch ein Prallbrecher dar­ gestellt, der im Grundaufbau dem Prallbrecher gemäß den Figu­ ren 1 und 2 ähnelt. Für die Fig. 9 wurden daher weitgehend die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1. Anders als bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Zerkleinerung des Brechgutes beim Prallbrecher gemäß Fig. 9 gewissermaßen in zwei Stufen, indem unterhalb des Einsatzes 11 ein weiterer Einsatz 27 angeordnet ist. In den Einsatz 27 sind Drehbewegungen einleitbar, die zweckmäßigerweise gegen­ läufig zur Drehbewegung des Rotors 7 erfolgen. Durch die ex­ zentrische Lagerung des Einsatzes 27 auf einer Buchse 28 wird anfallendes Überkorn des zerkleinerten Gutes nachträglich einem Quetschvorgang unterworfen und auf diese Weise nachzer­ kleinert. Durch die höhenverstellbare Ausbildung der den wei­ teren Einsatz 27 umschließenden Wand 29 der zweiten Stufe läßt sich deren Ringraum ebenfalls an unterschiedliche Gege­ benheiten anpassen.

Claims (18)

1. Prallbrecher mit einem um eine vertikale Achse drehbar gelagerten tellerförmigen Rotor und einem diesen umgebenden Gehäuse mit einer eine Prallfläche bildenden Wand, gegen de­ ren Innenseite bei umlaufendem Rotor auf diesen geschüttetes Gut zwecks Zerkleinerung geschleudert wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Prallfläche bildende Innenseite (13) der Wand (2) des Gehäuses (2, 3) im wesentlichen nach Art des Mantels mindestens eines sich nach unten erweiternden Kegel­ stumpfes ausgebildet ist, daß unterhalb des Rotors (7) minde­ stens ein Einsatz (11) angeordnet ist, dessen Außenseite (12) ebenfalls im wesentlichen nach Art eines sich nach unten erweiternden Kegelstumpfes ausgebildet ist und daß die Innen­ seite (13) der Wand (2) des Gehäuses (2, 3) und die gegenüber dieser keine Relativbewegung ausführende Außenseite (12) des Einsatzes (11; 27) zwei zwischen sich einen Ringspalt (14) begrenzende Prallflächen für eine Mehrfachzerkleinerung des Gutes bilden.

2. Prallbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine erste Prallfläche bildende Wand (2) des Gehäuses (2, 3) zwecks Veränderung der Größe des Ringspaltes (14) ge­ genüber dem Einsatz (11) in der Höhe verstellbar ist.

3. Prallbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Abstand zwischen den von der Innenseite (13) der Wand (2) des Gehäuses (2, 3) und der Außenseite (12) des Ein­ satzes (11) gebildeten Prallflächen innerhalb des Ringspaltes (14) konstant ist.

4. Prallbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Abstand zwischen den von der Innenseite (13) der Wand (2) des Gehäuses (2, 3) und der Außenseite (12) des Ein­ satzes (11) gebildeten Prallflächen zum unteren Ende des Ringspaltes (21) hin abnimmt.

5. Prallbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (11) nach Art ei­ ner sich vom Außenrand des Rotors (7) nach unten erstrecken­ den ruhenden, d. h. nicht umlaufenden Schürze ausgebildet ist.

6. Prallbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge der die eine Prallfläche bildenden Wand des Gehäuses (2, 3) 60° bis 85° beträgt.

7. Prallbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Einfülltrichter (10) zugewandte Gutaufnahmefläche (8) des Rotors (7) plan ist.

8. Prallbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Einfülltrichter (10) zugewandte Gutaufnahmefläche (20) des Rotors (7) konvex ist.

9. Prallbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Einfülltrichter (10) zugewandte Gutaufnahmefläche (19) des Rotors (7) konkav ist.

10. Prallbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (7) mit die Abflug­ bahn des Gutes vom Rotor (7) beeinflussenden Gutführungsele­ menten (9) versehen ist.

11. Prallbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (2) des Gehäu­ ses (2,3) aus trapezförmigen, planen Segmenten (24) besteht.

12. Prallbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallflächen mit aus­ tauschbaren Prallplatten (26) ausgestattet sind.

13. Prallbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den unterhalb des Rotors (7) angeordneten Einsatz (11) ein weiterer von einer Wand (29) umschlossener Einsatz (27) anschließt.

14. Prallbrecher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräge der Außenseiten der beiden Einsätze (11, 27) unterschiedlich groß ist.

15. Prallbrecher nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der weitere Einsatz (27) in eine Drehbewegung versetzbar ist.

16. Prallbrecher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegungen des Rotors (7) und des weiteren Ein­ satzes (27) gegenläufig sind.

17. Prallbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Einsatz (27) auf einer gegenüber der Längsachse der Rotorwelle (6) exzentrisch angeordneten Buchse (28) gelagert ist.

18. Prallbrecher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die den weiteren Einsatz (27) umschließende Wand (29) in der Höhe verstellbar ist.