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Verfahren und Vorrichtung zum Zerkleinern von Stoffen durch Schlagwirkung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerkleinern von Stoff durch Schlagwirkung,
bei welchem der zu zerkleinernde Stoff unzusammengeballt in einemRieselstroin infolge
der eigenen Schwere in eine Zerkleinerungszone gefördert wird, in welcher er einem
Stoß durch eine bewegliche Schlagfläche etwa senkrecht zu seiner Bewegungsbahn ausgesetzt
wird. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf einen zur Ausübung des vorgenannten
Verfahrens dienenden Stoßbrecher, der mit einem abwärts gerichteten Führungsschacht
versehen ist, mit dessen Hilfe der- zu zerkleinernde Stoff einem drehbaren Schlagrad
zugeführt wird.
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Es ist eine Zerkleinerungsvorrichtung bekannt, bei welcher die einem
Schlag ausgesetzten. Teile aus der Zerkleinerungszone in der gleichen Richtung ausgetrieben
werden, von welcher der Stoff in die Zerkleinerungszone eingeführt wird. Die dem
Schlag ausgesetzten Teile werden daher bei der bekannten Vorrichtung aufwärts gestoßen
und gelangen dann wieder in die Zerkleinerungszone, um eine Anzahl von weiteren
Schlägen zu erhalten, bis sie durch dieArme der Trommel der Zerkleinerungsvorrichtung
nach dem Boden derVorrichtung herumgeführt werden. Von diesem Boden wird der mehr
oder weniger pulverisierte oder zerstäubte Stoff weggeführt.
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Das Veefahren nach der Erfindung besteht darin, daß die Fallgeschwindigkeit
des Stoffes und die Bewegung der Schlagfläche derartig gegeneinander abgestimmt
sind, daß die beim Hindurch-wandern eines einzelnen Stoffteiles durch die Zerkleinerungszone
erforderliche Zeit im wesentlichen dem Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden,
auf den Stoff ausgeübten Schlägen entspricht. Bei dem- Verfahren nach der Erfindung
erhält daher jeder Teil des Stoffes durch die Schlagglieder nur einen einzigen Stoß;
und es wird der Stoffteil nicht in die Zerkleinerungszone zurückgeschleudert. Hierdurch
ist der Vorteil erzielt, daß der Stoff im wesentlichen nur aufgebrochen, jedoch
nicht in nennenswertem Maße pulverisiert oder zerstäubt wird. Hierbei ist zu berücksichtigen,
daß es in manchen Fällen sehr erwünscht ist, die Erzeugung von zerstäubtem oder
fein gemahlenem Stoff zu vermeiden.
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Ein einfacher und zuverlässig wirkender Stoßbrecher zur Ausübung des
Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch geschaffen, daß das Schlagrad in bezug
auf den Führungsschacht derartig angeordnet ist und die Schlagflächen in bezug auf
die Umlaufbahn
dieser Schlagflächen derartig rückwärts geneigt sind,
daß das von den Schlagflächen getroffene Zerkleinerungsgut, ohne an der Schlagflächen
entlang zu gleiten, im weser lichen rechtwinklig zu den Schlagflächen weg-' getrieben
wird.
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Auf der Zeichnung ist ein Stoßbrecher zur Ausführung des Verfahrens
nach der Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht.
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Fig. z ist eine schematische Seitenansicht einer mit dem Stoßbrecher
nach der Erfindung versehenen Anlage und veranschaulicht einige Teile im Schnitt;
Fig.2 stellt die vorgenannte Anlage im Grundriß dar; Fig. 3 ist ein senkrechter
Schnitt durch den Stoßbrecher; Fig.4 ist ein waagerechter Schnitt nach der Linie
4-4 der Fig.3; Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3 ; Fig. 6 ist
ein Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 3 ; Fig. 7 und 8 veranschaulichen im Schnitt
die Anordnung der Stoßbrecherwangen in bezug auf die Stoßplatte; Fig.9 und io stellen
eine Stoßplatte dar, die an entgegengesetzten Rändern mit Flanschen versehen sind,
die mit der Stoßplatte aus einem Stück bestehen.
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Der Behälter i, der zur Aufnahme des zu zerkleinernden Stoffes dient,
ist mit einer Auslaufrinne 2 mit seitlichen Führungsplatten 3 versehen. Der zu behandelnde
Stoff wird durch eine Fördervorrichtung 4. in der Pfeilrichtung aufwärts nach der
Stelle befördert, von der er herabfallen soll, um zerkleinert zu werden. Bei der
dargestellten Ausführungsform besteht die Fördervorrichtung 4 aus einem über Trommeln
5, 6 laufenden endlosen Förderband, welches mit Hilfe einer Riemscheibe 7 und eines
Riemens 8 angetrieben wird.
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Der Stoff wird an der höchsten Stelle des Förderbandes 4 entladen
und fällt in den senkrechten Führungsschacht 9 herab.
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Die Zerkleinerung des Stoffes wird gemäß der Erfindung mittels eines
in der Nähe des unteren Endes des Führungsschachtes q umlaufenden Schlaggliedes
io (Fig. 3) bewirkt, das mit einer oder mehreren Schlagflächen versehen ist. Die
Bewegungsgeschwindigkeit und der Winkel dieser Schlagflächen sind in bezug auf den
Fall der Stoffteile längs des Schachtes 9 so gewählt, daß ein sofortiges Anhalten
und ein Wechsel der Bewegungsrichtung der einzelnen Stoffteile herbeigeführt wird.
Hierdurch wird die an der Schlagflache eintretende Reibung oder Abnützung, die sonst
sehr groß wäre, auf ein Mindestmaß herabgesetzt, und es wird eine Änderung der Bewegungsrichtung
der Stoffteile herbei-.: geführt; wie in Fig. 3 dargestellt ist: Am Ende der Bewegung
in .der neuen Richtung können die Stoffteile wieder durch einen zweiten Zerkleinerungsstoß
gegen Platten 53 angehalten -werden.
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Das Gehäuse 12 (Fig. 3) des Stoßbrechers ist 'mit dem oberen Teil
13, der hinteren Wand 14, der vorderen Wand 15 und den Seitenwänden 16 versehen.
Am unteren Teil des Gehäuses ist ein Auslaufmundstück 17 mit einer schrägen Wand
18 und erforderlichenfalls mit einer schrägen Zwischenwand i9 vorgesehen.
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Das vorher erwähnte Gehäuse i2 ist auf einem Sockel 2o (Fig. 5) befestigt.
liebendem Gehäuse sind Träger 21 angeordnet, auf denen Lager z2 befestigt sind,
in denen die Enden 23 der Welle 24 drehbar sind. Auf dieser Welle ist eine Antriebsriemenscheibe
25 angebracht, die durch einen Riemen 26 (Fig. 2) von der Riemenscheibe 27 eines
Motors 28 in Drehung gesetzt wird.
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Auf der Welle 24 ist die Rotornabe ::"9 aufgekeilt. Mit der Nabe 29
ist mittels einer Scheibe 3o ein ringförmiger Flansch 3 i verbunden. Von dem Flansch
31 erstrecken sich mehrere Rippen 32 (Fig. 3) nach außen, die vom Halbmesser des:
Rotors in bezug auf die Drehrichtung dieses Rotors nach hinten geneigt sind. Die
Rippen 32 können durch Zwischenrippen 33 (Fig. 3 und 6) verstärkt sein.
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An entgegengesetzten. Seiten des Flansches 31 und der Querrippen
32 sind Seitenringe 34 angeordnet: Diese Ringe können mit Aussparungen 35 versehen
sein, in die entsprechende Vorsprünge des Flansches 3 1 greifen. Jeder Ring
34 besteht aus drei getrennten Abschnitten. Diese Abschnitte sind am Rotor durch
Bolzen 36 und Sicherungsplatten 37 befestigt. Die Bolzen 36 sind durch Öffnungen
in dem Flansch 31 oder in den Querrippen 32 hindurchgeführt. Durch die §icherungsplatten
37 und durch das angrenzende freie Ende eines der Ringabschnitte 3:f. erstrecken
sich kleinere Bolzen 38, welche an ihren inneren Enden mit innerenAbnutzungsplatten
39 (Fig. 6) verbunden sind. Die eigentlichen Schlagplatten io liegen an den nach
vorn geneigten Flächen der Querrippen 32 an. An der Seite jeder Platte io ist ein
sich seitwärts erstreckender Ansatz 40 vorgesehen. Die Ansätze 4o greifen in entsprechende
Aussparungen 41 der Seitenplatten oder Ringe 34. Um die Abnutzungsplatten an ihrer
Stelle zu halten, sind Keile 42 vorgesehen, die zwischen gegenüberliegenden Kanten
des Seitenringes 34 verschiebbar sind, wie aus Fig. 3 und 6 ersichtlich ist. Gegen
eine Daumen-oder Keilfläche q.3 wirkt eine entsprechende
Fläche
des Keils 42. Es ist ferner ein Sicherungsbolzen 44 vorgesehen, der durch eine Mutter
,45 nach innen gezogen werden kann. Der Bolzen 44 erstreckt sich durch einen am
Flansch 31 vorgesehenen rabenartigen Ansatz 46.
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Durch Anziehen des Bolzens 45 wird der Keil 4.2 nach innen längs der
Keilfläche .43 gezogen, so daß die entgegengesetzte Seite des Keils j,,2 gegen den
Ansatz 4o der Schlagplatte io gepreßt wird. Auf diese Weise wird die Schlagplatte
nicht nur sicher verriegelt, sondern sie kann auch leicht entfernt oder ausgewechselt
werden. Es kann auch beispielsweise der Winkel der Platten dadurch geändert werden,
daß neue Platten mit abweichendem Winkel eingesetzt werden. In diesem Fall kann
auch der Keil 4.2 durch einen Keil von etwas anderer Form ersetzt werden.
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Um zu verhindern, daß der Stoff sich an der Außenseite der Seitenplatten
oder Ringglieder 3.4 festsetzt, ist ein ringförmiger Flansch 47 vorgesehen, der
sich von jeder Seitenwand 16 des Gehäuses nach innen erstreckt (vgl. Fig. 5). Um
den Innenraum des Stoßbrechers leicht zugänglich zu machen, können eine oder mehrere
abnehmbare Wände, Deckel o. dgl. vorgesehen sein. Zu diesem Zweck sind beispielsweise,
wie in Fig. 3 dargestellt ist, der Seitenwandteil48 und der Deckelteil .1 .9 mittels
eines Scharniers 5o am Gehäuse drehbar, so daß die genannten Teil;. in: die gestrichelt
dargestellte: Stellung geklappt werden können.
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Die Schlagplatten io können mit Wangenplatten 51 (Fig. 7 und 8) versehen
sein, die an jeder Schlagplatte io anliegen. Diese Wangenplattenneigen dazu, sich
hauptsächlich an der Innenseite abzunutzen, an der die Wangenplatten an der Schlagplatte
anliegen. Bei der Anordnung nach Fig. 7 ist die Wangenplatte mit einer Leiste versehen,
die sich gegen die Schlagplatte io stützt. Durch die genannte Leiste wird die Wangenplatte
an der Stelle der größten Abnutzung verstärkt oder verdickt. Bei der Anordnung nach
Fig. 8 ist die Schlagplatte io an den Kanten mit Aussparungen versehen, in welche
die Kanten der Wangenplatten 51 greifen.
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In Fig. 9 und io ist eine Schlagplatte io 'dargestellt, die an ihren
entgegengesetzten Kanten mit Flanschen 52 versehen ist, die mit der Schlagplatte
aus einem Stück bestehen. Die Schlagplatte io nimmt mit Hilfe dervorgenannten Flansche
5- die Abnutzung auf, welche durch die angrenzenden Kanten der oben beschriebenen
Wangenplatten aufgenommen wurde.
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Es hat sich herausgestellt, daß die Abnutzung der Schlagplatte io
am äußeren Teil der Schlagfläche am größten ist. Anstatt daß die Schlagplatte io
gleichmäßig stark ausgebildet wird, so daß sie umkehrbar ist, kann :-sie erforderlichenfalls
an der äußeren Kante beträchtlich verstärkt sein. Bei dieser Anordnung wird der
starken Abnutzung des äußeren Teils der Schlagplatte io durch die Verstärkung dieser
Schlagplatte Rechnung getragen.
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Um zu gestatten, daß kleine Teile aus dein Zwischenraum zwischen den
Seitenringen 34. und den Seitenwänden 16 entweichen können; kann der ringförmige
Flansch .47 im unteren Teil des Stoßbrechers teilwess,e weggeschnitten sein. Auf
diese Weise ist eine Üffnung geschaffen, durch welche die feinen Teile entweichen
und in dieAblaufrinne fallen können. Es wird daher die Ansammlung von feinen Teilen
verhindert, und es werden die äußeren Flächen .der Seitenringe 34 gegen Abnutzung
geschützt.
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Die Seitenringe 34 können mit inneren Abnutzungsplatten versehen sein.
Diese Abnutzungsplatten erstrecken sich zweckmäßig von der Rückseite jedes der drei
Ansätze des Rotors weit genug, um gegen die Kanten der Wangenplatten zu stoßen.
Die entgegengesetzten Kanten der Wangenplatten 51 und der inneren Abnutzungsplatten
für die Seitenringe 34. können abgeschrägt sein. Auf diese Weise wird durch die
Wangenplatten 51 und durch die inneren Abnutzungsplatten für die -Seitenringe-34
ein vollständiger Schutz für die Innenfläche der Seitenringe 34. geschaffen.
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Wenn der Stoff in dem Schacht g herabfällt und die Schlagflächen io
gegen diesen Stoff wirken, so wird der Stoff im allgemeinen seitlich in der Richtung
der Pfeile in Fig. 3 bewegt: Die auf diese Weise abgelenkten Stoffteile sind bereits
im Augenblick des Aufpralles zerkleinert worden, und diese zerkleinerten Teile werden
mit großer Geschwindigkeit seitwärts bewegt. Die mit hoher Geschwindigkeit seitwärts
getriebenen kleinen Teile prallen gegen einezusätzlicheZerkleinerungsplatte 53,
so daß eine weitere Zerkleinerungs- oder Mahlwirkung hervorgerufen wird. Wenn der
Stoff in genügender Menge und genügend stetig in dem Schacht 9 herabfällt, so werden
in der Praxis die kleineren Teile gegen die ortsfeste Zerkleinerungsplatte 53 mit
solcher Geschwindigkeit getrieben, daß sich an der Vorderfläche dieser Platte eine
gewisse Schicht des Stoffes ansammelt. Die kleineren Teile treffen auf diese Stoffschicht
auf, so daß eine sehr gründlicheMahlwirkung durch das Auftreffen eines Stoffteil
gegen einen anderen Stoffteil sowie durch den Anprall gegen die ortsfeste Platte
selbst erzielt wird. Um das geschilderte Ergebnis zu erreichen, ist eine bogenförmige
Stützwand
54 vorgesehen, die mittels zweier Gelenkzapfen 55 am
Gehäusedrehbar ist, so daß die Wand 5,4 leicht zum Zweck der Reinigung o. dgl. aufgeklappt
werden kann. Gewöhnlich ist die Wand 54 mittels Bolzen 56 am Gehäuse befestigt.
Das eine Ende dieser Bolzen erstreckt sich durch Winkelstücke 57, die an der Gehäuseseitenwand
16 angebracht sind. Am oberen Ende der Platte 53 ist ein Winkelstück 58 vorgesehen,
durch welches die äußeren Enden der Bolzen 56 in der Schließlage der Platte 53 hindurchgeführt
sind. Die eigentlichen Prallplatten 59, von denen bei der dargestellten Ausführungsform
zwei Stück vorhanden sind, sind an dem Rahmenteil 54 mittels Bolzen leicht abnehmbar
befestigt. Der Umriß der Platte 59 ist im allgemeinen bogenförmig, damit der zu
zerkleinernde Stoff unmittelbar . beim Aufprall auf die Platte 59. vollständig angehalten
und ein streifendes oder winkliges Auftreffen der Stoffteile vermieden wird. Der
Rotor hat solche Geschwindigkeit, daß alle Stoffteile von den eigentlichen Schlagflächen
io voll erfaßt werden. Die Stoffteile werden jedoch infolge der Umdrehungsgeschwindigkeit
des Rotors in etwas verschiedenen Bahnen weggetrieben. Die Prallplatten 59 sind
daher derartig gekrümmt, daß unabhängig von dem Winkel, in welchem die Stoffteile
von dem Rotor abprallen, die seitlich weggetriebenen Stoffteile stets im wesentlichen
senkrecht auf die Platten 59 auftreffen. Die Prallplatten 59 bilden einen Bogen,
dessen Mitte etwa in der Fläche der Rotorschlagplätte io liegt, wenn diese Schlagplatte
ungefähr eine senkrechte, der Längsrichtung des Schachtes 9 entsprechende Stellung
einnimmt. Es ist ferner ersichtlich; daß, sobald sich eine der Schlagplatten io
über die Fallinie des Stoffes längs des Schachtes 9 hinausbewegt, eine andere Schlagplatte
den Strom kreuzt, bevor ein Teil des Stoffes weit genug fallen kann, um -den Flansch
31 zu berühren. Auf diese Weise wird jeder durch den Schacht 9 herabfallende Stoffteil
sicher von einer der Schlagplatten io erfaßt und wird auf diese Weise durch Stoß
zerkleinert. Die zerkleinerten Teile werden dann gegen die ortsfesten Prallplatten
59 getrieben, um bei dem Aufprall gegen diese Platten oder gegen den an diesen Platten
angesammelten zerkleinerten Stoff einer weiteren Zerkleinerungs- und Mahlwirkung
ausgesetzt zu werden. Mit anderen Worten, es kann nicht eine Ladung des durch eine
Schlagplatte weggetriebenen Stoffes von der Fläche der Platte 59 wegfallen, bevor
die nächste Ladung gegen diese Platte trifft.
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Der Stoff fällt dann zwischen den g6neigten Flächen 18 oder i9 nach
außen und verläßt auf diese Weise den Stoßbrecher. In manchen Fällen kann es zweckmäßig
sein, den Stoßbrecher in einem geschlossenen Kreislauf zu verwenden. Hierbei wird
der bei dem Brechvorgang erzeugte feinere Stoff ausgesiebt, und die übergroßen Teile
werden zurückbefördert, tun einem weiteren Zerkleinerungsvorgang ausgesetzt zu werden.
Zu diesem Zwecke kannbeispielsweise die nachfolgend beschriebene Einrichtung verwendet
werden.
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Das endlose Förderband 6o (Fig. i) läuft über die untere Trommel 61
und über die obere Trommel 62. Der Antrieb des Förderbandes 6o kann beispielsweise
durch den Motor 63 unter Vermittlung des Riemens 6.1 der Riemenscheibe 65, des Zahntriebes
66 und des: Zahnrades 67 erfolgen. Der Stoff, der aus dem Stoßbrecher entsprechend
der Ausführungsform nach Fig. z und 2 austritt, wird von dem Förderband 6o aufgenommen
und nach einem Verteilungsbehälter 68 befördert. Aus diesem Behälter kann der Stoff
durch Rinnen 69, 7o nach den Sieben 71, 72 geleitet werden. Die übergroßen Stoffteile
werden aus den Sieben durch Rinnen 73, 7.1 nach der Fördervorrichtung 4 geleitet.
Der ausgesiebte feine Stoff kann nach einem anderen Förderband 75 geleitet werden,
so daß er aus dem Zerkleinerungskreislauf ausscheidet.
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Es ist im vorstehenden eine praktische und wirkungsvolle Vorrichtung
beschrieben, in welcher das Verfahren nach der Erfindung ausgeführt werden kann;
jedoch können mannigfache Änderungen bezüglich der Größe, Gestalt, Anzahl und Anordnung
der Teile vorgenommen werden, ohne daß das Wesen der Erfindung geändert wird.
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Die Wirkun£rsweise des vorher beschriebenen Stoßbrechers ist folgende:
Allgemein hat der Stoßbrecher den Zweck, durch- Schlag Teile zu zerkleinern, welche
durch eigene Schwere in die Schlagzone geleitet werden: Mittels des beschriebenen
Stoßbrechers ist erreicht, daß jeder Teil des Stoffes im wesentlichen augenblicklich
angehalten und die Bewegungsrichtung dieses Teils geändert wird. Quer durch den
Strom der herabfallenden Stoffteile werden die aüfeinanderfolgenden Schaufeln eines
drehbaren Schlaggliedes bewegt. Die Schlagflächen der vorgenannten Schaufeln werden
in solchem Winkel zu dem abwärts ,gerichteten, Strom eingestellt und werden mit
solcher Geschwindigkeit in bezug auf die Geschwindigkeit der herabfallenden Teile
bewegt, daß praktisch ein augenblickliches Anhalten und eine Änderung der Bewegungsrichtung
jedes Teils erzielt wird.
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Die in Fig. 3 dargestellten Schlagglieder io werden quer durch die
Bahn der herabfallenden
Stoffteile gedreht und treiben diese Stoffteile
gegen die Prallplatte 59. Die Geschwindigleeit der Bewegung der Stoffteile ist ausreichend,
um eine weitere Zerkleinerung an dieser Stelle herbeizuführen. Die Prallplatte 59
ist gekrümmt, weil die Bahn der Bewegung der Stoffteile, die von dem Schlagglied
io weggetrieben werden, sich hinsichtlich ihres Winkels ändert, wenn das Schlagglied
sich durch den fallenden Strom bewegt. Der ganze Stoff trifft voll auf die Prallplatte
59, und es tritt kein Gleiten oder Aufprallen in falscher Richtung auf diese Platte
ein. Da -in Gleiten der Stoffteile weder beim Aufprall gegen das Schlagglied io
noch gegen das Prallglied 59 stattfindet, ist die Abnutzung der betreffenden Platten
nur gering.
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Die Welle 24 wird mit solcher Geschwindigkeit gedreht, daß keiner
der herabfallenden Teile durch den Ring, der durch die Drehung der Glieder io bestimmt
wird, gelangen kann, ohne durch eins dieser Glieder getroffen zu werden. Es kann
ferner keiner der Teile auf den Flansch 31 des Rotors fallen. Ferner werden die
Stoffteile so rasch hintereinander gegen die Prallplatte 59 geschleudert, daß sich
auf dieser Platte eine Stoffschicht bildet. Mit anderen Worten, die Teile, die bereits
durch Auftreffen gegen die Schlagfläche io zerkleinert sind, werden gegen die Masse
der Teile gerichtet, welche auf der Fläche der Prallplatte 59 ruhen oder an dieser
Fläche entlang fallen. Infolgedessien wird nicht nur eine Zerkleinerung durch Aufprall
der Stoffteile gegen die Platte 59 erreicht, sondern es tritt auch ein gegenseitiges
Zermahlen der Stoffteile ein, so daß ein außerordentlich hoher Grad der Zerkleinerung
erzielt ist.
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Obgleich dieErfindung in wirksamerWeise in Verbindung mit einer frei
fallenden Stoffsäule verwendet werden kann, können auch andere Mittel zur Beförderung
des Stoffs nach dem Stoßbrecher verwendet werden. Beispielsweise kann der zu zerkleinernde
Stoff auf einer schrägen Platte. abwärts gleiten, um in die Stoßzone zu ,gelangen.
Der Stoff kann auch durch andere Mittel in die Stoßzone übergeführt werden.