DE68924339T2

DE68924339T2 - Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung.

Info

Publication number: DE68924339T2
Application number: DE68924339T
Authority: DE
Inventors: Oogawara Yukimi
Original assignee: Nakaya Jitsugyo Co Ltd
Current assignee: Nakaya Jitsugyo Co Ltd
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1996-04-11
Anticipated expiration: 2009-10-18
Also published as: JPH02222736A; US4995561A; EP0384004A2; EP0384004A3; EP0384004B1; JPH0775675B2; DE68924339D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung dieser Art wird durch die FR-A 321 090 offenbart. Die US-A 1 589 741 offenbart eine Pulvermühle, die einen mit Spiralflügeln ausgestatteten Abgabe-Kegel zum Zurückstoßen von Kugeln und groben Material aufweist.
Stabmühlen zum Herstellen von gemahlenem Sand für Beton sind bekannt. Eine Stabmühle umfaßt eine zylindrische Mahltrommel und eine Anzahl von innerhalb der zylindrischen Trommel vorgesehenen Eisenstäben. Stein- Bruchstücke und Wasser werden der drehenden Mahltrommel zugeführt, in der die Eisenstäbe Stöße auf die Stein-Bruchstücke zur Herstellung von zerkleinertem Sand ausüben.
In der obigen Stabmühle werden die Eisenstäbe entlang der Innenwand der Drehtrommel angehoben und fallen zum Zerkleinern der Stein-Bruchstücke herab. Die Härte der Eisenstäbe ist viel höher als die der Stein-Bruchstücke, so daß die Stöße auf die Stein-Bruchstücke sehr stark sind. Trotzdem zerkleinern die Eisenstäbe diese nicht genügend zum Erhalten einer guten Sandqualität.
Unter Flußsand, Gebirgs- oder Formsand, Meersand und Landsand ist der Flußsand der Härteste und hat die kugelförmigste Gestalt und die beste Qualität als ein Zuschlagstoff. Ein Experiment hat gezeigt, daß der Korngestalt- Prozentsatz (Einheitsvolumenmasse dividiert durch Dichte im absolut trockenen Zustand) einer durch Waschen mit Wasser vorbereiteten Flußsandprobe gemäß den Japanischen Industrie-Standards (JIS) A 5004 bei 57 bis 59 Prozent liegt, während der durch die obige Stabmühle erlangte Korngestalt-Prozentsatz des gemahlenen Sandes bei ungefähr 53 Prozent liegt.
Es ist wünschenswert, daß die Korngrößen-Verteilungskurve zwischen zwei gestrichelte Linien A und B in Fig. 13 fällt (Standard-Korngrößenbereich eines feinen Zuschlagstoffes für Beton gemäß der Japanischen Gesellschaft für Bauingenieure).
Ein Test hat gezeigt, daß die Korngrößen-Verteilungskurve des gemahlenen Sandes der Stabmühle nicht immer in diesen Bereich fällt.
Mit anderen Worten hat der mit der Stabmühle hergestellte gemahlene Sand flache und scharfe Partikel mit rauhen Oberflächen. Einige dieser Partikel weisen ebenso Risse auf. Diese Eigenschaften haben nachteilige Auswirkungen auf die Beton-Eigenschaften wie Verarbeitbarkeit und Fließfähigkeit.
Die Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung gemäß der oben genannten FR-A-321 090 umfaßt eine Zerkleinerungstrommel, die eine Masse von Bearbeitungssteinen enthält. Da die Steine dazu neigen, auf den Boden der Umfangswand der sich drehenden Zerkleinerungstrommel zu sinken und dort zu verbleiben, ist die Zerkleinerungseffizienz dieser bekannten Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung schlecht. Obwohl eine Anzahl von Durchgangsbohrungen nahe dem ersten Ende um die Umfangswand herum vorgesehen ist, wobei jede Durchgangsbohrung teilweise von einem innen radial vorstehenden Schild verdeckt ist, das leicht gegen die Drehrichtung der Zerkleinerungstrommel geneigt ist, verbessern diese Schilder kaum den Zerkleinerungseffekt, weil die Bearbeitungssteine und Stein-Bruchstücke beim Drehen der Zerkleinerungstrommel ohne jede grundlegende Anderung der Lage über die schräge Oberfläche der Schilder gleiten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungsvorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, die eine verbesserte Zerkleinerungseffizienz auiweist.
Zur Lösung ist eine erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Stein-Bruchstücke und Wasser werden durch den Einlaß der Zerkleinerungstrommel, in der sich Bearbeitungssteine befinden, zugeführt. Die Bearbeitungssteine, Stein-Bruchstücke und Wasser werden mit Hilfe der Rührblätter beim Drehen der Trommel gerührt, und der Sand und Wasser werden durch einen auf der Umfangsfläche der Trommel vorgesehenen Auslaß abgegeben, so daß der Sand und Wasser durch die hohe Zentrifugalkraft ohne Schwierigkeiten schnell abgegeben werden. Das am Auslaß angebrachte Siebelement sorgt dafür, daß nur Sand der gewünschten Partikelgröße abgegeben wird.
Die Rührblätter heben die Bearbeitungssteine, die Stein-Bruchstücke und das Wasser in der Nähe des Einlasses und/oder des Auslasses an und stoßen sie in Richtung der Mitte der Zerkleinerungstrommel, so daß sich die Zerkleinerung effizient verstärkt. Wenn Rührblätter auf der Innenseite des ersten Endes der Zerkleinerungstrommel vorgesehen werden, erhöht sich auch die Transporteffizienz der Stein-Bruchstücke in Richtung des Auslasses.
Vorzugsweise ist ein Kanal mit einer Öffnung in der Mitte einer Endwand vorgesehen. Am zweiten Ende der Zerkleinerungstrommel ist zum Einleiten von Wasser in die Zerkleinerungstrommel ein Rohr in die Öffnung eingeführt. Daher strömt zusätzlich zum Einlaß Wasser nahe dem Auslaß in die Zerkleinerungstrommel und beschleunigt die Trennung des Sandes von den Bearbeitungssteinen.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verdeutlicht.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung von der linken Seite;
Fig. 2 ist eine Vorderansicht der Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung;
Fig. 3 ist eine rückwärtige Ansicht der Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung von der rechten Seite;
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 4;
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 4;
Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 3;
Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Abgabebereichs der Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung;
Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch einen vorderen Bereich der Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung im Betrieb;
Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch einen rückwärtigen Bereich der Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung im Betrieb;
Fig. 11 zeigt einen Längsschnitt der Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung im Betrieb;
Fig. 12 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung;
Fig. 13 zeigt ein Diagramm, das die Korngrößenverteilung des Sandes veranschaulicht.
In Fig. 1 bis 4 umfaßt eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung eine zylindrische Zerkleinerungstrommel 2 und eine Antriebseinrichtung 3 zum Drehen der Trommel 2. Die Antriebseinrichtung 3 umfaßt einen Unterbau 4, vier auf dem Unterbau 4 mit einem Halter 5 befestigte Walzen 6, einen auf einer Seite des Unterbaus 4 montierten Motor 7, ein auf der Motorwelle 8 befestigtes Zahnrad 9, ein in der Mitte einer Umfangswand 2a der Trommel 2 vorgesehenes untersetztes Zahnrad 10 und eine auf die Zahnräder 9 und 10 gelegte Kette 11. Das Drehmoment des Motors 7 wird mit der Kette 11 auf die Trommel 2 übertragen, so daß die Trommel auf den Walzen 6 rotiert. Alternativ sind die Zahnräder 9 und 10 Zahnriemenscheiben oder Keilriemenscheiben und die Kette 11 ist ein Zahnriemen oder Keilriemen.
Wie am besten in Fig. 12 gezeigt ist, sind zwei Paare der Walzen 13, die jeweils eine Kante einer Endwand 2b der Trommel 2 abstützen, auf gegenüberliegenden Seiten mit dem Unterbau 4 über Halter 14 mit Bolzen 15 verbunden, die in Schlitze 16 eingesetzt sind, so daß es möglich ist, die Halter 14 in Richtung a-b einzustellen, sobald die Roller abgenutzt sind.
Das Zentrum der Endwand 2b ist zur Zuführung von Stein-Bruchstücken und Wasser mit einen Einlaß 17 versehen. Entlang der Umfangsfläche 2a angrenzend an die andere Endwand 2c ist ein Auslaß 19 vorgesehen. Ein Siebelement 20 ist auf den Auslaß 19 gesetzt, durch welches der Sand und Wasser abgegeben werden. Die Maschenweite des Siebelementes 20 liegt bei 10 mm.
Wie am besten in Fig. 5 bis 8 gezeigt ist, ist auf der Innenseite der Umfangswand 2a zur Stoßreduzierung eine Pufferschicht 21 befestigt. Die Pufferschicht 21 ist aus Natur-Kautschuk hergestellt und hat einen hoben Reibungswiderstand und dient ebenso als Dämpfer. Eine Anzahl von parallelen, langgestreckten Vorsprüngen 22 ist in regelmäßigen Abständen auf der Innenseite der Umfangsfläche 2a angeordnet. Eine Anzahl von Rührblättern 23 und 24 ist an den Endwänden 2b und 2c mit Halterungen 18 zum Rühren der Bruchsteine und Bewegen des Sandes zum Auslaß angebracht.
Wie am besten in Fig. 9 bis 11 gezeigt ist, hat eine Anzahl von Bearbeitungssteinen 25 Korngrößen größer als 10 mm, oder die Gitter des Siebelementes 20 sind in der Zerkleinerungstrommel angeordnet. Die Bearbeitungssteine werden in einer Einheit von 1 bis 1,5 kg nachgefüllt.
Eine Sprühpistole 27 ist angrenzend an der Endwand 2b zum Zuführen von Wasser vorgesehen. Eine Rinne 29 ist zum Einleiten des Wassers 26 und der Steinbruchstücke 28 (Sand) in den Einlaß 17 vorgesehen. Beispiele der Stein-Bruchstücke 28 (Sand) sind Meersand, Grubensand und gemahlene Steine. Eine Leitung 30 mit einer Öffnung 31 ist in der Mitte der gegenüberliegenden Endwand 2c vorgesehen. Ein Rohr ist zum Zuführen von Wasser in die Öffnung 31 eingefügt. Ein Auffangbehälter 35 ist zum Verdecken des unteren Bereiches des Auslasses 19 vorgesehen, und eine Ablaßrinne 36 ist unterhalb des Auffangbehälters 35 vorgesehen.
Im Betrieb befindet sich eine Anzahl von Bearbeitungssteinen 25 in der Zerkleinerungstrommel 2, und Wasser 26 und Stein-Bruchstücke 28 werden, während der Motor 7 zum Drehen der Zerkleinerungstrommel 2 in die Richtung W rotiert, kontinuierlich durch den Einlaß 17 über die Rinne 29 der Zerkleinerungstrommel 2 zugeführt. Der daraus entstehende Sand 37 und Wasser werden durch das Siebelement 20 am Auslaß 19 in den Auffangbehälter 35 und Ablaßrinne 36 abgegeben.
Wie am besten in Fig. 9 und 11 gezeigt ist, heben die Rührblätter 23 die Bearbeitungssteine 25, die Stein-Bruchstücke 28 und das Wasser in die Nähe des Einlasses 17 an und stoßen sie in Richtung der Mitte der Zerkleinerungstrommel, so daß die Zerkleinerungseffizienz erhöht wird. Außerdem ist der Transportwirkungsgrad der Stein-Bruchstücke 28 zum Auslaß 19 höher als der Transportwirkungsgrad durch das Wasser 26 der Sprühpistole 27 allein.
Wie am besten in Fig. 10 und 11 gezeigt ist, heben die Rührblätter 24 die Bearbeitungssteine 25, die Stein-Bruchstücke 28 und das Wasser in die Nähe des Auslasses 19 und stoßen sie zur Mitte, wobei die Zerkleinerungseffizienz erhöht wird. Das Wasser, daß durch das Rohr 32 strömt, hilft beim Trennen des Sandes von den Bearbeitungssteinen 25, so daß es das Abgeben des Sandes durch den Auslaß beschleunigt.
Der Zerkleinerungsprozeß läuft entlang der schrägen Linie (L) ab, die durch den Einlaß 17 und den Auslaß 19 hindurchgeht. Dieses entspricht einem natürlichen Fluß, in dem Sand produziert wird. Mit anderen Worten werden kugelförmige Partikel der Stein-Bruchstücke 28 nach und nach durch Reibung zerstoßen, während flache Stein-Bruchstücke zerdrückt werden und Salz Lehm und Muschelreste von ihnen entfernt werden.
Die Gummischicht 21 auf dem Inneren der Zerkleinerungstrommel 2 vermindert den zwischen den Steinbruchstücken 28 und den Bearbeitungssteinen 25 und der Umfangswand 2a erzeugten Stoß, wobei jeder starke Stoß, mit dem, wie in einer konventionellen Stabmühle alle Stein-Bruchstücke zerdrückt werden, vermieden wird.
Der große Reibungswiderstand der Gummischicht 21 verstärkt den Anhebungsprozeß im Inneren der Umfangswand 2a, so daß die Zerkleinerungseffizienz erhöht wird. Gleichzeitig ändern die langgestreckten Vorsprünge 22 laufend die Lage der Bearbeitungssteine 25, wobei der Zerkleinerungsprozeß gleichmäßig auf die Stein-Bruchstücke wirkt.
Der so hergestellte Sand 37 wird durch die Zentrifugalkraft durch den Auslaß 19 in den Auffangbehälter 35 und dann in die Ablaßrinne 36 abgegeben. Der Sand 37 und Wasser werden einem gestaffelten Abscheider (nicht gezeigt) zugeführt, damit der Sand vom Wasser getrennt wird. Ein Test zeigte, daß der Korngestalt-Prozentsatz des Sandes 37 58 bis 59 Prozent betrug, zeigte also, daß der Sand sehr nah an die Eigenschaften von Flußsand herankommt.
Wie in Fig. 13 gezeigt, zeigte der Test, daß die Korngrößen-Verteilungskurve X des Sandes 37 nicht nur in den Bereich zwischen den gestrichelten Linien A und B fällt, sondern auch entlang der Mitte läuft, daß also der Sand eine gleichmäßige Qualität aufweist.
Eine Anzahl der Zerkleinerungsvorrichtungen zur Sandherstellung 1 kann in Reihe so verbunden werden, daß der Sand von der Ablaßrinne 36 einer Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung zum Einlaß 17 einer nachfolgenden Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung befördert wird. In dieser Anordnung kann man aus einer gleichmäßigen Mischung verschiedener Stein-Bruchstücke einen gemahlenen Sand guter Qualität erhalten.
Wie oben beschrieben wurde, ist der Auslaß auf der Umfangsfläche der Trommel so vorgesehen, daß eine große Zentrifugalkraft den Sand kräftig durch den Auslaß abgibt, so daß die Produktivität erhöht wird.
Abgesehen davon, daß Wasser durch ein Ende der Trommel zugeführt wird, wird Wasser durch das andere Ende zugeführt, so daß die Abscheidung des Sandes von den Bearbeitungssteinen beschleunigt wird.
Mit mindestens einer an den Enden der Trommel montierten Rühreinrichtung ist es möglich, auf den gegenüberliegenden Seiten einen genauso guten Zerkleinerungsprozeß wie an der Umfangsfläche zu schaffen, so daß die Zerkleinerungseffizienz erhöht wird.

Claims

1. Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung, mit:

- einer Zerkleinerungstrommel (2);

- einer Masse von Bearbeitungssteinen (25) in der Zerkleinerungstrommel;

- einer Antriebseinrichtung (3) zum Drehen der Zerkleinerungstrommel;

- einem Einlaß (17) an einem ersten Ende der Zerkleinerungstrommel zum Einführen von Stein-Bruchstücken und Wasser in die Zerkleinerungstrommel;

- einem Auslaßsieb (19,20) in einer Umfangsfläche der Zerkleinerungstrommel angrenzend an ein zweites Ende gegenüber dem ersten Ende zur Abgabe von zerkleinertem Sand und Wasser;

dadurch gekennzeichnet,

daß die Zerkleinerungstrommel (2) eine Anzahl von Rührblättern (23,24) auf der Innenseite des ersten und zweiten Endes zum Rühren, Anheben und Stoßen der Bearbeitungssteine (25), der Stein-Bruchstücke (28) und des Wassers in Richtung der Mitte aufweist;

- daß die Zerkleinerungstrommel (2) eine Pufferschicht (21) aufweist, die auf der Innenseite der Umfangsfläche zur Reduzierung des Stoßes der Stein-Bruchstücke gegen die Oberfläche befestigt ist.

2. Zerkleinerungsvorrichtung zur Sandherstellung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sprühpistole (27) angrenzend an eine Endwand (2b) der Trommel (2) vorgesehen ist und daß eine Rinne vorgesehen ist zum Einleiten des Wassers (26) und der Stein-Bruchstücke (28) in den Einlaß (17).

3. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (30) mit einer Öffnung (31) in der Mitte der Endwand (2c) der Trommel gegenüber dem Einlaß vorgesehen ist und daß ein Rohr (32) in die Öffnung (31) zum Zuführen von Wasser zur Förderung der Trennung des zerkleinerten Sandes von den Bearbeitungssteinen eingefügt ist.

4. Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungstrommel (2) eine Anzahl von parallelen, langgestreckten Vorsprüngen (22) auf der Innenseite der Umfangsfläche entlang der Axialrichtung zum Ändern der Positionen der Bearbeitungssteine (25) beim Drehen der Zerkleinerungstrommel (2) aufweist.

5. Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Rührblätter (23,24) an einer Endwand (2b,2c) an dem jeweiligen ersten und zweiten Ende der Zerkleinerungstrommel (2) angebracht ist.