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Maschine zum Zerkleinern oder Vermahlen von körnigem Schüttgut Die
Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Zerkleinern von körnigem Schüttgut,
z. B. für die ersten Stufen beim Mahlen von Weizen oder anderen Körnerfrüchten.
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In einer Maschine nach der Erfindung ist eine Einlaßöffnung vorgesehen,
durch die ein Strom des zu zerkleinernden Gutes auf ein sich drehendes Schleuderrad
gegeben wird, das radiale Flügel aufweist, welche das Gut so leiten, daß es im wesentlichen
tangential vom Umfang des Schleuderrades weggeschleudert wird. Außerdem sind Prallkörper
im Kreise um das Schleuderrad so angeordnet, daß sie in der Schleuderrichtung des
Gutes liegen, wobei jeder Prallkörl>er eine Prallfläche hat, die etwa senkrecht
zur Schleuderrichtung des auftreffenden Gutes liegt. Die Prallkörper und ihre Prallflächen
sind vorzugsweise langgestreckt mit ihrer größten Ausdehnung parallel zur Achse
des Schleuderrades. Gemäß einer Ausführung der Erfindung sind die Prallkörper in
Gruppen entlang einer getrennten Kreisbahn angeordnet, wobei jede Prallkörpergruppe
aus einem Stück besteht, das mehrere durch in Schleuderrichtung verlaufende Zwischenräume
getrennte, nebeneinander angeordnete Prallkörper bildet, deren Zwischenräume sich
vorzugsweise in der Schleuderrichtung des Gutes erweitern.
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Bei der Durchführung der Zerkleinerung eines Gutes der obenerwähnten
Art, wie z. B. Weizen oder anderem Getreide, wird dem Gutsstrom eine drehende Bewegung
aufgezwungen, so daß er sich
als dünner Kreisstrom mit hoher Geschwindigkeit
ausbreitet. Die einzelnen Teilchen werden dabei etwa tangential weggeschleudert
und prallen gegen die Prallflächen, die etwa senkrecht zur Schleuderrichtung liegen.
Die im Stromenthaltene Luft und kleine Teilchen des Gutes können durch die Zwischenräume
hindurchtreten, während die Teilchen, die auf die Prallflächen stoßen, zwischen
den Prallkörpern hindurchströmen oder sich axial nach unten bewegen können.
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Ein Ausführungsbeispiel der Maschine gemäß der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen vertikalen Schnitt durch eine
Ausführung; wobei bestimmte Teile der Maschine in Seitenansicht wiedergegeben sind;
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht einer fest stehenden Prallkörpergruppe, welche ein
Element der Maschine nach Fig. i ist, Fig. 3 einen Längsschnitt nach Linie 111-III
der Fig. 2, Fig.4 eine Unteransicht der Prallkörpergruppe nach Fig. 2 und 3, Fig.5
eine Oberansicht der Maschine nach Fig. i mit weggebrochenen Teilen zur Wiedergabe
des inneren Aufbaus, Fig.6 einen vergrößerten Teilschnitt nach Linie VI-VI der Fig.
z..
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Fig. i zeigt eine Maschine mit einem Gehäuse 2, das aus einem oberen
Hauptgußstück oder Deckel 4 und einem Trichterboden 6 besteht, der mit dem Deckel
4 verschraubt ist. Das Gehäuse 2 wird von drei Säulen 8 getragen, die an ihren oberen
Enden in Ausnehmungen 9 der fest mit dem Deckel 4 verbundenen Arme io eingesteckt
sind: Die Säulen 8 werden in den Ausnehmungen 9 durch Paßsitz gehalten. Das untere
Ende jeder Säule ist mit einem Fuß i i versehen. Auf dem Deckel ist ein Elektromotor
14 angeordnet, der über drei Säulen 12 durch Stiftschrauben auf dem Deckel 4 befestigt
ist. Der Motor 14 hat eine sich nach unten durch ein langgestrecktes Lagerschild
16 erstreckende Welle, die in dem Hochleistungsrollenlager 17 gelagert ist. Die
Welle läuft in einen Konus 18 aus, der nach unten aus dem Gehäuse 16 herausragt.
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Der Deckel 4 weist eine zentrale Einlaßöffnung 2o auf, die von einem
sich nach unten erstreckenden Kragen 22 umgeben ist und den Strom des zu behandelnden
Gutes aus einem unmittelbar über der Öffnung 2o endenden Schacht 24 aufnimmt. Der
Schacht ist durch einen Flansch 26 mit dem Deckel 4 verschraubt. Er hat in seiner
oberen Wandung eine Öffnung 28, durch die sich das Lagerschild 16 erstreckt: Wie
aus Fig. 5 deutlich erkennbar ist, endet der Schacht 24 auf der einen Seite seiner
Längsmittellinie am Kragen 22 in einer Ablaufkante 29 und auf der anderen Seite
innerhalb des Kragens 22 (siehe auch Fig. i) in einer Ablaufkante 3o, die radial
zur Achse des Schleuderrades verläuft, wobei der Schacht der Außenwandung des Lagerschildes
16 entsprechend abgeschnitten ist.
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Auf dem Konus 18 der Motorwelle ist mit einer Mutter 32 und einer
Unterlagscheibe 34 ein Schleuderrad 36 aufgekeilt, das konzentrisch direkt unter
der Einlaßöffnung 2o angeordnet ist. Das Schleuderrad 36 besteht aus einem schlüsselartigen
unteren Teil 38 und einem Oberteil 4o, die starr miteinander verbunden sind. Der
Teil 38 hat einen mittleren Nabenteil 39, der von einer sich aufwärts und auswärts
erstreckenden Wandung umgeben ist, die in einem Ringflansch 41 endet, welcher eine
obere ebene Kreisringfläche 42 aufweist. Der Teil 4o ist ringförmig und weist am
äußeren Rand eine Anzahl (z. B. 72) flache radiale Flügel 44 von gleichem Abstand
auf, die sich nach unten erstrecken und sich gegen die Fläche 42 des Teiles 38 anlegen.
Die Flügel 44 haben einen Querschnitt, wie er in Fig.6 dargestellt ist, und der
durch eine Vorderfläche 46, eine Rückenfläche 48 und Stirnflächen 50 und
51 bestimmt ist. Jeder zweite Flügel 44 ist mit dem Teil 38 durch Kopfschrauben
52 verbunden, die damit die Teile 38 und 40 gegeneinander sichern und so eine starre
Schleuderradkonstruktion bilden. In gleichem Abstand um das Schleuderrad herum sind
vier Scheibenkeile 54 angeordnet, welche Drehbeanspruchungen aufnehmen und gewährleisten,
daß die beiden Teile 38 und 40 in genauer Übereinstimmung liegen. Das Schleuderrad
36 verjüngt sich nach außen, so daß es im wesentlichen gleichmäßig beansprucht wird
und ist so gestaltet, daß sein Schwerpunkt etwa mit der Mitte des Lagers 17 zusammenfällt.
Das Schleuderrad 36 und der Läufer des Motors 14 sind vor dem Einbau dynamisch ausgerichtet,
aber infolge der Wahrscheinlichkeit ungleichmäßiger Verteilung des Gutes sollte
die beschriebene Lage des Schleuderrades 36 angestrebt werden, um eine Durchbiegung
der Motorwelle und zu starke Schwingungen zu verhindern.
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Das Schleuderrad 36 ist von im Kreise angeordneten Prallkörpergruppen
56 umgeben, deren Zahl 6o sein kann und die starr in zylindrischen Bohrungen 57
der oberen Wandung des Deckels 4 gehalten sind. Wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt
ist, besteht jede dieser Prallkörpergruppen aus einem Haltekörper 58, an welchem
drei langgestreckte flache parallele Prallkörper 6o, 62, 64 mit Zwischenräumen 61
und 63 angeordnet sind. Der mittlere Prallkörper 62 verjüngt sich im Querschnitt
von einer Kante zur anderen Kante, so daß die Zwischenräume 61 und 63 sich im Querschnitt
erweitern (Fig.4 und 6). Die Prallkörper greifen mit ihren oberen einheitlich ausgebildeten
Endteilen in Schlitze des Körpers 58 ein, die durch Zwischenwände 66 voneinander
getrennt sind. Zwei Bolzen 68 mit Muttern 69, die durch die Endteile und die Zwischenwandungen
66 hindurchgehen, sichern die Prallkörper im Haltekörper 58; die Köpfe und Muttern
der Bolzen 68 liegen in Ausnehmungen des Körpers 58, so daß der letztere eine glatte
äußere zylindrische Fläche 7o aufweist, mit Ausnahme des oberen Endes dieser Fläche,
wo ein Stift 72 angeordnet ist, der mit Paßsitz in einer Bohrung des Körpers sitzt
und über die Zylinderfläche vorsteht.
Die Prallkörpergruppen 56
sind genau in die Bobrungen 57 des Deckels ,4 eingepaßt. Am oberen Ende jeder Bohrung
57 befindet sich ein radialer Festlegungsschlitz, in welchem das vorstehende h:nde
des Stiftes 72 genau hineinpaßt.
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Die Prallkörpergruppen 56 bilden also einen Kranz 77 von in Gruppen
angeordneten Prallkörpern. In dem dargestellten Beispiel sind io8 Prallkörper vorgesehen.
Diese Prallkörper sind in Abstand von dem Schleuderrad 36 und konzentrisch zu diesem
angeordnet und hängen von der Gehäusewandung nach unten. Wie in Fig. i dargestellt
ist, ist die vertikale Länge dieser Prallkörper größer als die vertikale Breite
des ringförmigen Auslasses des Schleuderrades 36. Die Prallkörper bilden mit der
Kegelstumpffläche 78 des Deckels 4 eine Diffusionszone 79, deren Zweck unten näher
erläutert wird. Unter Umständen können die Prallkörpergruppen 56 auf dem ganzen
Umfang mit gleichen Zwischenräumen zwischen sich in gleichem Abstand angeordnet
werden.
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Während der Arbeit dreht sich das Schleuderrad 36 entgegen dem Uhrzeigersinn
in Richtung des Pfeiles in Fig.6. Die Stifte 72 sind in bezug auf die Prallkörper
6o, 62, 64 und die zugehörigen Schlitze in den Bohrungen 57 in bezug auf die "lclise
des Schleuderrades so angeordnet, daß, wie Fig. 5 und 6 zeigen, die Zwischenräume
61 und 63 jeder Prallkörpergruppe 56 annähernd tangential zum Umfang des Schleuderrades
36 liegen. Die Prallkörpergruppen 56 sind so dicht nebeneinander angeordnet, daß
keine von der Schleuderradperipherie ausgehende Tangente zwischen den benachbarten
Gruppen hindurchlaufen kann, und jede Gruppe überlappt die benachbarte Gruppe quer
zur tangentialen Schleuderrichtung des Gutes annähernd zur Hälfte.
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Jeder Prallkörper weist eine Prall- oder Stoßfläche auf, die etwa
senkrecht zu der Schleuderrichtung des Gutes liegt. Das weggeschleuderte Gut prallt
also etwa im rechten Winkel gegen diese I'rallflächen. Die von dem Gut mitgenommene
Luft gelangt teilweise durch die Zwischenräume 61 und 63 nach außen, während ein
anderer Teil nach unten abgelenkt wird. Wie schon erwähnt, erweitern sich die Zwischenräume
in Strömungsrichtung, so daß die in die Zwischenräume eintretenden Teilchen sich
nicht festsetzen können.
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Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, hat jede Prallkörpergruppe 56 oben
einen Rand 73, der sich auf die Oberfläche des Deckels 4 auflegt und die Lage der
Gruppen in den Bohrungen 57 axial festlegt. Außerdem hat jede Gruppe oben einen
Ansatz 74 mit einer Querbohrung 76. Während des Einbaus der Prallkörpergruppe wird
ein Werkzeug in die Bohrung 76 gesteckt, mit dem die Prallkörpergruppe so gedreht
wird, daß das Ende des Stiftes 72 in die zugehörige Ausnehmung im Deckel 4 eintreten
kann. Die Bohrung 76 ermöglicht auch, die Prallkörpergruppe zur Besichtigung, Reparatur
oder Erneuerung herauszunehmen, ohne andere Teile der Maschine auseinandernehmen
zu müssen.
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Im Betrieb der Maschine gelangt das zu behandelnde Gut durch Schwerkraft
durch den Schacht 2q.. Dabei wird etwa die eine Hälfte über die Ablaufkante
30 in Drehrichtung des Schleuderrades 36 auf den Mittelteil des Rades geleitet,
während der Rest über die Ablaufkante 29 direkt auf den mittleren Teil des Schleuderrades
niederfällt. Die Unterkante des Kragens 22 verteilt den Gutstrom gleichmäßig auf
den anschließenden schüsselartigen Teil 38 des Rades. Durch die Drehbewegung des
Schleuderrades breitet sich das Gut aüs und formt einen gleichförmigen Ringstrom,
der mit wachsender Geschwindigkeit entlang der schüsselartigen Oberfläche des Teiles
38 aufsteigt. Sobald der Strom die innere Kante der Fläche 42 erreicht, wird er
von den Vorderflächen 46 der Flügel 44 (Fig. 6) erfaßt, so daß er in eine große
Anzahl kleiner Ströme unterteilt wird. Jeder dieser Ströme breitet sich aufwärts
auf seiner Führungsfläche aus, während seine Geschwindigkeit anwächst, wodurch sich
eine weitere Verdünnung des Stromes ergibt.
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Das zu zerkleinernde Gut und die mitgenommene Luft werden am Auslaß
des Schleuderrades 36 durch die Schleuderzone 8o (Fig.6) zu dem Prallkörperkranz
77 geschleudert. Die Schleuderbewegung der Gutteilchen, wie z. B. der Weizenkörner,
ist etwas turbulent, aber im allgemeinen tangential gerichtet und hat eine Geschwindigkeit,
die beim Aufprall auf den Prallkörperkranz eine Zerkleinerung verursacht. Die Teilchen,
die nicht direkt auf eine Prallfläche einer Prallkörpergruppe prallen, werden durch
die tangential gerichtete Seitenfläche 82 des Prallkörpers 6o zu der in der Schleuderrichtung
nächsten Prallkörpergruppe 56 geführt. Dadurch, daß die Luft durch die Zwischenräume
61 und 63 und diejenigen zwischen den Prallkörpergruppen ziemlich ungehindert in
die verhältnismäßig große Diffusionszone 79 außerhalb des Prallkörperkranzes hindurchtreten
kann, werden Wirbel in der Schleuderzone weitgehend vermieden. Es können also auch
keine Polster entstehen, die die Teilchen in der Nähe der Prallflächen hemmen oder
ablenken, so daß sich eine gute Zerkleinerung aller Teilchen ergibt.
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Ein Teil des zerkleinerten Gutes wird in die Diffusionszone 79 mitgeführt
und von dort durch Schwerkraft und Luftströmung durch die Entnahmeöffnung im Boden
des Trichters abgeleitet, während die Hauptmenge des zerkleinerten Gutes durch die
Schwerkraft und die Luftströmung direkt von den Prallflächen nach unten zu der Entnahmeöffnung
des Trichters gelangt.
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Die dargestellte Maschine ist besonders zum Zerkleinern von Weizen
geeignet. Gute Wirkungen werden hierbei mit einem Schleuderrad von etwa
700 mm Durchmesser und einer Drehzahl von 17,40 Umdr./min erzielt. Der Prallkörperkranz
hat von der Außenkante der Flügel einen Abstand von etwa 2o mm. Die Maschine kann
natürlich auch zur Zerkleinerung verschiedener anderer Güter verwendet werden, und
die Zahl der Flügel im Schleuderrad und die Zähl der fest stehenden Prallkörper
sowie auch andere Merkmale der
Maschine können selbstverständlich
den besonderen Anwendungsgebieten und Arbeitsbedingungen angepaßt werden. Auch können
die Flügel gekrümmt oder nach vorn oder rückwärts geneigt sein. Die Abmessungen
der Prallkörper und die der Zwischenräume werden so gewählt, daß ein bestimmtes
Gut besonders wirkungsvoll behandelt werden kann. Im allgemeinen muß die Höhe der
Prallkörper größer als die Höhe des Schleuderradauslasses sein, während die Weite
der Zwischenräume geringer sein muß als der Durchschnittswert der kleinsten Abmessung
der Gutsteilchen. Die Breite jeder Prallfläche kann größer oder kleiner sein als
der Durchschnittswert der größten Abmessung der Gutsteilchen. Alle diese Abmessungen
der Maschine richten sich danach, wie die Gutsteilchen gebrochen oder zerkleinert
werden sollen.