DE9309739U1 - Device for pelleting plant material - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG (Priorität vom 29.01.1993 DE-G 93 01 258.6)DESCRIPTION (Priority from 29.01.1993 DE-G 93 01 258.6)
Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Pelletieren von pflanzlichem Gut, insbesondere Halmgut, zu schüttfähigen Preßlingen für die Herstellung von tierischen Futtermitteln, Brennstoffen zur Energiegewinnung oder für die industrielle Weiterverarbeitung.The invention relates to a device for pelletizing plant material, in particular stalk material, into pourable pellets for the production of animal feed, fuels for energy production or for further industrial processing.
Der Oberbegriff des Schutzanspruches 1 geht von der US-PS 4 824 352 aus, welche eine Pelletierpresse für die Verarbeitung von groben und langen Fasern, insbesondere Stroh, zu Tierfutter offenbart. Das Material wird über einen Schneckenförderer einem sich erweiternden Trichter zugeführt, der im Einlaufzwickel von zwei zwangsläufig angetriebenen, zahnradartig ineinandergreifenden Hohlwalzen angeordnet ist. Vom Zahngrund aus führen mehrere radial sich verengende Bohrungen in den Innenraum der Hohlwalzen. Die Zähne sind in axialer Richtung langgestreckt und wälzen sich aneinander ab. Das in den Zwickelbereich der Hohlwalzen herangeführte Halmgut wird von den in die Zahnlücken eintauchenden Zähnen verdichtet und durch die radialen Bohrungen zu Strängen verpreßt, die im Hohlraum der Hohlwalzen abbrechen und axial aus den Hohlräumen abgeführt werden.The generic term of claim 1 is based on US-PS 4,824,352, which discloses a pelletizing press for processing coarse and long fibers, in particular straw, into animal feed. The material is fed via a screw conveyor into an expanding funnel, which is arranged in the inlet gusset of two positively driven, gear-like intermeshing hollow rollers. From the tooth base, several radially narrowing holes lead into the interior of the hollow rollers. The teeth are elongated in the axial direction and roll against each other. The stalk material fed into the gusset area of the hollow rollers is compressed by the teeth that penetrate into the tooth gaps and pressed through the radial holes into strands that break off in the hollow space of the hollow rollers and are axially discharged from the hollow spaces.
Die praktische Arbeit mit derartigen Pelletiervorrichtungen zeigt, daß es problematisch ist, große Halmgutmengen störungsfrei zu verpressen. Das Halmgut wickelt sich nämlich um die Zähne der Hohlkörper und baut sich im Zahngrund neben den radialen Bohrungen widerstandserhöhend auf, so daß immer wieder Blockierungen der rotierendenPractical work with such pelletizing devices shows that it is difficult to press large quantities of stalk material without problems. The stalk material wraps around the teeth of the hollow bodies and builds up in the tooth base next to the radial holes, increasing resistance, so that the rotating
Körper eintreten. Solche Einrichtungen sind erst recht nicht geeignet, Preßlinge hoher Dichte aus Halmgut herzustellen, um sie als Brennmaterial oder für industrielle Zwecke einzusetzen, weil der Reibungswiderstand der ineinandergreifenden Zähne sowie der konischen Bohrungen viel zu groß ist, so daß die zum Antrieb der Hohlwalzen benötigte Energie übermäßig anwächst und mit den herkömmlichen Mitteln gar nicht erbracht werden kann. Es kommt hinzu, daß die sich an den Hohlwalzen absetzenden Rückstände des Halmgutes aufgrund der gesteigerten Kompressionswirkung bis auf Pyrolysetemperaturen erhitzt werden, deren verkohlte Rückstände ebenfalls rasch zum Ausfall der Pelletiervorrichtung führen.Such devices are not suitable for producing high-density pellets from stalk material to be used as fuel or for industrial purposes, because the frictional resistance of the interlocking teeth and the conical holes is far too great, so that the energy required to drive the hollow rollers increases excessively and cannot be provided by conventional means. In addition, the residues of the stalk material that settle on the hollow rollers are heated to pyrolysis temperatures due to the increased compression effect, the charred residues of which also quickly lead to the failure of the pelletizing device.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorbekannte Pelletiereinrichtung dahingehend weiterzuentwickeln, daß eine störungfreie Pressung von Halmgut im Dauerbetrieb ermöglicht und obendrein ein hoher Durchsatz des Halmgutes bei niedriger Antriebsleistung erreicht werden kann.The invention is therefore based on the object of further developing the previously known pelletizing device in such a way that trouble-free pressing of stalk material in continuous operation is possible and, in addition, a high throughput of the stalk material can be achieved with low drive power.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruches 1.The solution to the problem posed according to the invention results from the characterizing features of claim 1.
Zufolge der Ausbildung der Zähne als in radialer Richtung sich langerstreckende Stege, zwischen denen sich radiale Schächte als Preßkanäle befinden, wird vermieden, daß im Preßvorgang befindliches Material sich stauen und zu Blockierungen führen kann.Due to the design of the teeth as elongated webs extending in the radial direction, between which there are radial shafts as pressing channels, it is avoided that material in the pressing process can build up and lead to blockages.
Die erhebliche radiale Erstreckung der Zähne hat in Verbindung mit ihrer Beheizung den Vorteil, daß das in den Schächten befindliche verpreßte Material eine bestimme Zeit unter Wärme- und Druckeinwirkung verweilen kann, was zu einer gewissen Aushärtung und Formbeständigkeit führt. Auf diese Weise kann die Dichte des Preßlings in erwünschtem Maß gesteigert und der Preßling als schüttfähiges Brennmaterial oder als Ausgangsprodukt für industrielle Weiterverarbeitung eingesetzt werden.The considerable radial extension of the teeth, in conjunction with their heating, has the advantage that the pressed material in the shafts can remain under the influence of heat and pressure for a certain time, which leads to a certain degree of hardening and dimensional stability. In this way, the density of the pressed part can be increased to the desired extent and the pressed part can be used as pourable fuel or as a starting product for further industrial processing.
Es ist zwar durch die US-PS 3 192 881 bekannt, die Zufunrund Preßorgane einer Pelletierpresse zu beheizen. Das dabei angewandte Verdichtungsverfahren beruht aber auf Anwendung der Fliehkraft und ist nicht in der Lage, die Aufgabe der Erfindung zu lösen. Erst recht können keine Preßlinge hoher Dichte hergestellt werden.It is known from US Patent 3,192,881 to heat the feed and pressing elements of a pelletizing press. However, the compaction process used is based on the application of centrifugal force and is not capable of solving the problem of the invention. It is even more difficult to produce pellets with a high density.
Ferner ist es durch die FR-A-I 371 346 bekannt, zahnradartig ineinandergreifende Hohlwalzen einer Pelletiereinrichtung mit einem Gehäuse zu umgreifen, wobei Schüttgut für pharmazeutische Anwendungszwecke, zu Düngemitteln oder zu keramischen bzw. mineralischen Produkten verarbeitet werden soll. Abgesehen davon, daß diese Anwendungszwecke gattungsfremd sind, beruht die Verdichtung dieser vorbekannten Anlage ebenfalls auf sich aneinander abwälzenden Zähnen, in deren Zahngrund radial sich erstreckende Bohrungen als Verdichtungskanäle angeordnet sind. Sie kann demnach ebenfalls nicht die Aufgabe der Erfindung lösen.Furthermore, FR-A-I 371 346 discloses the use of a housing to enclose hollow rollers of a pelletizing device that mesh with one another like gear wheels, whereby bulk material is to be processed for pharmaceutical purposes, into fertilizers or into ceramic or mineral products. Apart from the fact that these applications are not related to the type, the compaction of this previously known system is also based on teeth that roll against one another, in the base of which radially extending holes are arranged as compaction channels. It therefore cannot solve the problem of the invention either.
Beim Gegenstand der Erfindung wälzen sich hingegen die Stege nicht aneinander ab, und sie berühren sich auch nicht beim Eintauchen in die zwischen Stegen des jeweils anderen Hohlkörpers befindlichen Schächte. Die Stegkanten passieren einander in einer nur geringen Distanz, was zum AbscherenIn the case of the subject matter of the invention, however, the webs do not roll against each other, and they do not touch each other when immersed in the shafts located between the webs of the other hollow body. The web edges pass each other at only a small distance, which leads to shearing
des zwangsweise durch Preßschnecke herangeführten Halmgutes führt. Da sich zwischen den Stegen nur die radial durchgehenden Schächte befinden und somit kein Zahngrund mit darin befindlicher Bohrung vorgesehen ist, kann sich auch kein zum Verkohlen neigender stau des in Pressung befindlichen Halmgutes entwickeln.of the stalk material that is forced in by the press screw. Since there are only the radially continuous shafts between the webs and therefore no tooth base with a hole in it is provided, no build-up of the stalk material that is being pressed, which could lead to charring, can develop.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt in ihrer hohen Leistung und im Wirkungsgrad, weil sich mit der Erfindung sehr große Durchsatzmengen je Zeiteinheit bei einem verhältnismäßig geringen Energieaufwand verpressen lassen.The main advantage of the arrangement according to the invention lies in its high performance and efficiency, because the invention enables very large throughput quantities per unit of time to be compressed with a relatively low energy expenditure.
Mit den Gegenständen der Schutzansprüche 2 bis 4 werden vorteilhafte Beispiele für die konstruktive Gestaltung der Hohlwalzen aufgezeigt.The subject matter of claims 2 to 4 shows advantageous examples for the structural design of the hollow rollers.
Die Anordnung der Pelletiereinrichtung auf einer Erntemaschine gemäß den Schutzansprüchen 5 bis 9 bringt den erheblichen Vorteil mit sich, daß das Pelletieren von Halmgut in einem Arbeitsgang auf dem Feld beim Ernteeinsatz vom Mähen bis zum Bunkern der gepreßten Pellets geschehen kann.The arrangement of the pelletizing device on a harvesting machine according to claims 5 to 9 brings with it the significant advantage that the pelletizing of stalk material can be done in one operation in the field during harvesting from mowing to bunkering the pressed pellets.
Es ist zwar durch die bereits erwähnte US-A-3 192 881 eine Erntemaschine mit einer Mäheinrichtung für Halmgut (Heu) und einer pick-up-Einrichtung mit Zwangsförderung des gemähten Gutes über eine Förderschnecke zu einer Pelletiervorrichtung bekannt, deren Preßwerkzeuge erwärmt werden. Die Abwärme der Brennkraftmaschine wird dabei zum Beheizen der Fördermittel für das Halmgut eingesetzt, wohingegen für das Beheizen der Preßorgane der Pelletiervorrichtung eine besondere Wärmequelle installiert werden muß.A harvesting machine with a mowing device for stalks (hay) and a pick-up device with forced conveyance of the mown material via a conveyor screw to a pelletizing device, whose pressing tools are heated, is known from the already mentioned US-A-3 192 881. The waste heat from the internal combustion engine is used to heat the conveying means for the stalks, whereas a special heat source must be installed to heat the pressing elements of the pelletizing device.
Bei der Erfindung werden hingegen die Stege bevorzugt durch die Abgase der Brennkraftmaschine auf vorzugsweise mehr als 150°C, insbesondere 165°C erhitzt. Das Halmgut läßt sich am besten verarbeiten, wenn es eine Feuchtigkeit von 16 bis 18 % enthält. Liegt die Feuchtigkeit des Erntegutes unterhalb dieser Werte, empfiehlt es sich, dem Halmgut auf dem Weg zur Pelletierpresse Feuchtigkeit zuzusetzen.In the invention, however, the webs are preferably heated by the exhaust gases of the internal combustion engine to preferably more than 150°C, in particular 165°C. The stalk material can be processed best if it contains a moisture content of 16 to 18%. If the moisture content of the harvested material is below these values, it is recommended to add moisture to the stalk material on the way to the pelleting press.
Die Gegenstände der Schutzansprüche 10 bis 30, die zum Teil selbständigen Erfindungscharakter besitzen, befassen sich mit wichtigen Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen Lehre, die aus intensiven Versuchen und Testen der verschiedensten Pelletiereinrichtungen entstanden sind.The subject matter of claims 10 to 30, some of which have an independent inventive character, deal with important further developments of the inventive teaching, which have arisen from intensive experiments and tests of the most diverse pelletizing devices.
Die Geometrie der erfindungsgemäßen Stege und Schächte gemäß den Schutzansprüchen 10 bis 16 beinhaltet vorteilhafte Ausgestaltungen der Lehre der Erfindung.The geometry of the webs and shafts according to the invention according to claims 10 to 16 contains advantageous embodiments of the teaching of the invention.
Die Gegenstände der Schutzansprüche 17 bis 23 haben zum Vorteil, daß die Verdichtung und die Verweilzeit des Halmgutes in den Schächten optimal geschehen kann. Hierbei wird vor allem erreicht, daß das gepreßte Material bei verminderter Reibung einer bestimmten Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird und damit für den Einsatz als Brennmaterial wichtige Eigenschaften erhält.The objects of claims 17 to 23 have the advantage that the compaction and the residence time of the stalk material in the shafts can be optimal. This primarily ensures that the pressed material is exposed to a certain heat effect with reduced friction and thus acquires important properties for use as fuel.
In den übrigen Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbart, deren Vorteile sich aus der Beschreibung dieser Merkmale ergeben.The remaining subclaims disclose advantageous embodiments of the invention, the advantages of which emerge from the description of these features.
Diese und weitere Merkmale der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen:These and other features of the invention are shown schematically and by way of example in the drawing. Show:
Fig. 1: eine Erntemaschine mit einerFig. 1: a harvester with a
Pelletiervorrichtung gemäß der Erfindung;Pelletizing device according to the invention;
Fig. 2: eine Schnittansicht derFig. 2: a sectional view of the
Pelletiervorrichtung, gesehen entlang einer Linie II-II in Fig. 3;Pelletizing device, seen along a line II-II in Fig. 3;
Fig. 3: eine Schnittansicht derFig. 3: a sectional view of the
Pelletiervorrichtung, gesehen entlang einer Linie III-III in Fig. 2;Pelletizing device, seen along a line III-III in Fig. 2;
Fig. 4: eine schematische Darstellung einerFig. 4: a schematic representation of a
Preßvorrichtung für Halmgut, die in der Erntemaschine der Fig. 1 einsetzbar ist;Pressing device for stalk material, which can be used in the harvester of Fig. 1;
Fig. 5: einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch einFig. 5: a section corresponding to Fig. 2 through a
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pelletiervorrichtung;preferred embodiment of the pelletizing device;
Fig. 6: einen Teilschnitt entsprechend Fig. 5 inFig. 6: a partial section corresponding to Fig. 5 in
vergrößerter Darstellung;enlarged view;
Fig. 7: einen radialen Längsschnitt durch einenFig. 7: a radial longitudinal section through a
Steg in etwa natürlicher Größe;Bridge in approximately natural size;
Fig. 8: einen radialen Längsschnitt durch mehrereFig. 8: a radial longitudinal section through several
in verschiedenen Eingriffstellungen befindlichen Stege;webs in different engagement positions;
Fig. 9: eine Teilstirnansicht auf einenFig. 9: a partial front view of a
Flanschkörper mit darin befindlichen Aussparungen;Flange body with recesses therein;
Fig. 10: eine Teilstirnansicht gemäß Fig. 9 mit inFig. 10: a partial front view according to Fig. 9 with
den Aussparungen angeordneten und verkeilten Stegen;the webs arranged and wedged in the recesses;
Fig. 11: eine Draufsicht auf die Anordnung gemäßFig. 11: a plan view of the arrangement according to
Fig. 10;Fig. 10;
Fig. 12: eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,Fig. 12: a side view, partly in section,
auf eine stationäre Pelletiereinrichtung undto a stationary pelletizing device and
Fig. 13: einen Vertikalschnitt längs der LinieFig. 13: a vertical section along the line
XIII-XIII durch die Pelletiervorrichtung gemäß Fig. 12.XIII-XIII by the pelletizing device according to Fig. 12.
Fig. 1 zeigt eine von einer Fahrerkabine (1) aus steuerbare, selbstfahrende Erntemaschine, deren Räder (3) von einer Brennkraftmaschine (5) angetrieben werden. Die Erntemaschine trägt an ihrem vorderen Ende ein Mähwerkzeug (7), zum Beispiel ein Kreiselmähwerkzeug mit Vorzerkleinerungeinrichtungen, das zu erntendes Halmgut schneidet und zerkleinert. Ein Schrägförderer (9) überführt das vorzerkleinerte Halmgut auf einen Vertikalförderer (11), der es einer im oberen Bereich der Erntemaschine angeordneten Umlenkwalze (13) eines Nachzerkleinerungswerks zuführt. Die Umlenkwalze (13) übergibt das nachzerkleinerte Halmgut einer Trogschnecke (15), an die sich eine Preßschnecke (17) anschließt. Der Ausgang der Preßschnecke (17) mündet in einer nachfolgend noch näher erläuterten Pelletiervorrichtung (19), die das von der Preßschnecke (17) vorverdichtete Halmgut zu schüttfähigen Pellets komprimiert. Die Pelletiervorrichtung (19) ist oberhalb eines im hinteren Bereich der Erntemaschine angeordneten Bunkers (21) angeordnet, der die Pellets aufnimmt.Fig. 1 shows a self-propelled harvesting machine that can be controlled from a driver's cab (1), the wheels (3) of which are driven by an internal combustion engine (5). The harvesting machine has a mowing tool (7) at its front end, for example a rotary mowing tool with pre-shredding devices that cuts and shreds the stalks to be harvested. An inclined conveyor (9) transfers the pre-shredded stalks to a vertical conveyor (11), which feeds them to a deflection roller (13) of a post-shredding system arranged in the upper area of the harvesting machine. The deflection roller (13) transfers the post-shredded stalks to a trough screw (15), which is followed by a pressing screw (17). The outlet of the press screw (17) leads into a pelletizing device (19) explained in more detail below, which compresses the stalk material pre-compacted by the press screw (17) into pourable pellets. The pelletizing device (19) is arranged above a bunker (21) arranged in the rear area of the harvesting machine, which receives the pellets.
Die Pelletiervorrichtung (siehe Fig. 2 und 3) umfaßt zwei parallel zueinander gelagerte, als Hohlwalzen (33) ausgebildete Pelletierkörper, die an ihrem Umfang ineinandergreifende Stege und Schächte aufweisen, und über einen Wärmekreislauf von der Abwärme der Brennkraftmaschine (5) auf wenigstens 100°C, vorzugsweise jedoch auf mehr als 150°C, erwärmt werden. Der Wärmekreislauf umfaßt bei diesem Beispiel einen an den Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossenen Wärmetauscher (23) oder bildet als solcher den Kühlmittelkreislauf und ist über Verbindungsleitungen (25) an nachfolgend noch näher erläuterte Wärmemittelkanäle der Pelletierkörper angeschlossen. Auf diese Weise kann die Abwärme der Brennkraftmaschine (5) rückgewonnen werden, was den Gesamtwirkungsgrad der Erntemaschine erheblich verbessert. Die Brennkraftmaschine (5) treibt nicht nur die Räder (3) der Erntemaschine an, sondern zumindest auch die Pelletierkörper der Pelletiervorrichtung (19) und gegebenenfalls auch das Kreiselmähwerkzeug (7) einschließlich der Förderer (9) bis (17).The pelletizing device (see Fig. 2 and 3) comprises two pelletizing bodies, which are mounted parallel to one another and are designed as hollow rollers (33), which have interlocking webs and shafts on their circumference and are heated by the waste heat of the internal combustion engine (5) to at least 100°C, but preferably to more than 150°C, via a heat circuit. In this example, the heat circuit comprises a heat exchanger (23) connected to the coolant circuit of the internal combustion engine or forms the coolant circuit as such and is connected via connecting lines (25) to heat medium channels of the pelletizing bodies, which are explained in more detail below. In this way, the waste heat of the internal combustion engine (5) can be recovered, which significantly improves the overall efficiency of the harvesting machine. The internal combustion engine (5) drives not only the wheels (3) of the harvesting machine, but also at least the pelletizing bodies of the pelletizing device (19) and if necessary also the rotary mower tool (7) including the conveyors (9) to (17).
Eine wesentliche Steigerung des Wirkungsgrades der Gesamtanlage wird dann erreicht, wenn die Abgase der Brennkraftmaschine (5) zum Beheizen der Pelletiereinrichtung verwendet werden. Dann läßt sich ohne weitere Energiezufuhr eine Erwärmung der Preßelemente auf ca. 165°C erreichen, was sich als optimal für den Preßvorgang herausgestellt hat.A significant increase in the efficiency of the entire system is achieved when the exhaust gases from the internal combustion engine (5) are used to heat the pelletizing device. The pressing elements can then be heated to approx. 165°C without any additional energy input, which has proven to be optimal for the pressing process.
Es versteht sich daher, daß zusätzlich oder anstelle des mit dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine (5) verbundenen Wärmetauschers (23) auch andere Wärmetauscher gegebenenfalls zusätzlich zur Erfassung anderer Abwärmequellen der Brennkraftmaschine vorgesehen sein können.It is therefore understood that in addition to or instead of the heat exchanger (23) connected to the cooling circuit of the internal combustion engine (5), other heat exchangers may also be provided, if necessary in addition to collecting other waste heat sources of the internal combustion engine.
Die Fig. 2 und 3 zeigen Einzelheiten der Pelletiervorrichtung (19). Die Pelletierkörper haben die Form von zwei zueinander achsparallel in einem Gehäuse (27) an Lagern (29,31) drehbar gelagerten Hohlwalzen (33), die über ein Zahnradgetriebe (35) von einer Antriebswelle (37) aus gegensinnig rotierend angetrieben werden.Figures 2 and 3 show details of the pelletizing device (19). The pelletizing bodies have the shape of two hollow rollers (33) which are mounted axially parallel to one another in a housing (27) on bearings (29, 31) and which are driven in opposite directions by a drive shaft (37) via a gear transmission (35).
Die Hohlräder (33) haben eine Vielzahl angenähert im Axiallängsschnitt eben verlaufende Stege (39), die einen Hohlraum (41) umschließen. Die Stege (39) sitzen lösbar befestigt axial zwischen einem plattenförmigen Flanschkörper (43), der seinerseits an einem mit dem Getriebe (35) verbundenen Achszapfen (45) gehalten ist, und andererseits an einem ringförmigen, eine Auslaßöffnung (47) umschließenden Flanschkörper (49). In Umfangsrichtung begrenzen jeweils benachbarte Stege (39) einen etwa keilförmig zum Hohlraum (41) hin sich verjüngenden, stufenlos vom Außenumfang zum Innenumfang der Umfangswand durchgehenden Preßkanal (Schacht) (51). In die in Axialrichtung der Hohlwalzen (33) im Querschnitt langgestreckt rechteckförmigen Schächte (51) greifen die radial äußeren Endbereiche der Stege (39) der jeweils anderen Hohlwalze als Preßstempel ein, während die Hohlwalzen (33) gegensinnig rotieren. Von der Preßschnecke (17) in den Abwälzspalt der beiden Hohlwalzen (33) zwangsweise gefördertes und zerkleinertes Halmgut wird von den Stegen (39) in die Schächte (51) hineingedrückt und dort verdichtet. Die Abmessung der Stege (39) ist so gewählt, daß sie mit Schnittluft in die Schächte (51) eingreifen, sich also nicht berühren, während die Hohlräder (33) über das Getriebe (35) relativ zueinander zwangsweise angetrieben werden.The ring gears (33) have a large number of webs (39) which are approximately flat in axial longitudinal section and which enclose a cavity (41). The webs (39) are releasably fastened axially between a plate-shaped flange body (43), which in turn is held on an axle journal (45) connected to the gear (35), and on the other hand on an annular flange body (49) which encloses an outlet opening (47). In the circumferential direction, adjacent webs (39) delimit a press channel (shaft) (51) which tapers approximately wedge-shaped towards the cavity (41) and runs continuously from the outer circumference to the inner circumference of the circumferential wall. The radially outer end areas of the webs (39) of the other hollow roller engage as press stamps in the shafts (51) which are elongated and rectangular in cross-section in the axial direction of the hollow rollers (33), while the hollow rollers (33) rotate in opposite directions. The stalk material which is forcibly conveyed and shredded by the press screw (17) into the rolling gap of the two hollow rollers (33) is pressed into the shafts (51) by the webs (39) and compacted there. The dimensions of the webs (39) are selected so that they engage in the shafts (51) with cutting air, i.e. do not touch each other, while the hollow gears (33) are forcibly driven relative to each other via the gear (35).
Im Inneren der Hohlräume (41) deren axiale Tiefe (bezogen auf die axiale Länge der Stege (39)) kleiner ist als deren Innendurchmesser, sitzen zentrisch angeordnete, zur Auslaßöffnung (47) hin sich verjüngende Brechkegel (53), die die aus den Schächten (51) radial nach innen austretenden Preßstränge zu Pellets aufbrechen und zur Auslaßöffnung (47) umlenken. Radiale Leitbleche (55) (Fig. 2), die die Stege (39) zum Brechkegel (53) hin verlängern, verstärken diese Wirkung. Die Hohlwalzen sind bei diesem Beispiel mit nach unten gerichteter Auslaßöffnung (47) angeordnet, so daß die gebrochenen Pellets unmittelbar in den Bunker (21) (Fig. 1) fallen können.Inside the hollow spaces (41), whose axial depth (relative to the axial length of the webs (39)) is smaller than their inner diameter, there are centrally arranged crushing cones (53) tapering towards the outlet opening (47), which break up the pressed strands emerging radially inwards from the shafts (51) into pellets and divert them to the outlet opening (47). Radial guide plates (55) (Fig. 2), which extend the webs (39) towards the crushing cone (53), reinforce this effect. In this example, the hollow rollers are arranged with the outlet opening (47) pointing downwards, so that the broken pellets can fall directly into the bunker (21) (Fig. 1).
Wie am besten Fig. 3 zeigt, enthalten die Stege (39) Wärmemittelkanäle (57), die über den Flanschkörper (43) und den Achszapfen (45) mit einer Flüssigkeits-Drehkupplung (59) verbunden sind, an die die Wärmemittelleitungen (25) angeschlossen sind. In den Wärmemittelkanälen (57) zirkuliert von den Wärmetauscher (23) der Brennkraftmaschine (5) auf mindestens 150"C erwärmtes, flüssiges Wärmeträgermedium, beispielsweise in Form eines wärmefesten Öls oder dergleichen. Die Temperierung des zu pelletierenden Halmguts in den Schächten (51) mindert die zum Antrieb der Hohlwalzen (33) erforderliche Antriebsleistung und verringert den zur Kompaktierung erforderlichen Druck in den Schächten (51). Es versteht sich, daß gegebenenfalls in den Wärmemittelkreislauf eine Wärmepumpe geschaltet sein kann, falls das von der Brennkraftmaschine (5) gelieferte Temperaturniveau zu niedrig sein sollte. Zusätzlich zu den Wärmemittelkanälen (57) sind auch im Gehäuse (61) der den Zuführweg bildenden Preßschnecke (17), wie auch in den die Hohlwalzen (33) bis auf den Zuführweg engpassend umschließenden Bereichen (63) des Gehäuses (27) weitere mit dem Wärmetauscher (23)As best shown in Fig. 3, the webs (39) contain heat medium channels (57) which are connected via the flange body (43) and the axle journal (45) to a fluid rotary coupling (59) to which the heat medium lines (25) are connected. In the heat medium channels (57), liquid heat transfer medium heated to at least 150°C by the heat exchanger (23) of the internal combustion engine (5), for example in the form of a heat-resistant oil or the like, circulates. The tempering of the straw material to be pelletized in the shafts (51) reduces the drive power required to drive the hollow rollers (33) and reduces the pressure required for compaction in the shafts (51). It is understood that a heat pump can be connected to the heat medium circuit if the temperature level supplied by the internal combustion engine (5) is too low. In addition to the heat medium channels (57), there are also further heat transfer medium in the housing (61) of the press screw (17) forming the feed path, as well as in the areas (63) of the housing (27) which tightly enclose the hollow rollers (33) up to the feed path. Heat exchangers (23)
(Fig. 1) verbundene Wärmemittelkanäle (65) vorgesehen. Die Wärmemittelkanäle (65) in den Gehäusewänden (63) oder dem Gehäuserohr (61) können gegebenenfalls entfallen. Soweit die Heizleistung der Wärmemittelkanäle (65) für sich genommen ausreicht, können gegebenenfalls auch stattdessen die Wärmemittelkanäle (57) der Hohlwalzen (33) entfallen.(Fig. 1) connected heat medium channels (65) are provided. The heat medium channels (65) in the housing walls (63) or the housing tube (61) can be omitted if necessary. If the heating power of the heat medium channels (65) is sufficient on its own, the heat medium channels (57) of the hollow rollers (33) can also be omitted instead if necessary.
Jeder der beiden Hohlwalzen (33) können zur Verbesserung der Preßwirkung zwei achsparallel zu den Hohlwalzen (33) drehbar in dem Gehäuse (27) gelagerte Nachpreßwalzen (67) beziehungsweise (69) zugeordnet sein. Die Nachpreßwalzen (67,69) haben im Gegensatz zu den Hohlwalzen (33) ausschließlich radial abstehende Stempel (71), die in die Schächte (51) der zugeordneten Hohlwalze (33) eingreifen. Die Nachpreßwalzen (67,69) kämmen nacheinander mit der zugeordneten Hohlwalze (33), wobei die Eindringtiefe der Stempel (71) von in Drehrichtung (73) der Hohlwalzen aufeinanderfolgenden Nachpreßwalzen zunimmt. Die unterschiedliche Eindringtiefe der Stempel (71) kann durch unterschiedliche Stempelhöhen und/oder unterschiedlichen Achsabstand zwischen den Nachpreßwalzen und den Hohlwalzen erreicht werden. Die Nachpreßwalzen (67,69) können lose durch den Eingriff der Stempel (71) angetrieben sein; sie können aber auch mit dem Getriebe (35) zwangssynchronisiert sein.To improve the pressing effect, two post-pressing rollers (67) and (69) can be assigned to each of the two hollow rollers (33) that are axially parallel to the hollow rollers (33) and can rotate in the housing (27). In contrast to the hollow rollers (33), the post-pressing rollers (67, 69) have only radially projecting punches (71) that engage in the shafts (51) of the associated hollow roller (33). The post-pressing rollers (67, 69) mesh one after the other with the associated hollow roller (33), whereby the penetration depth of the punches (71) increases from subsequent post-pressing rollers in the direction of rotation (73) of the hollow rollers. The different penetration depths of the punches (71) can be achieved by different punch heights and/or different axial distances between the post-pressing rollers and the hollow rollers. The repressing rollers (67, 69) can be loosely driven by the engagement of the punches (71); however, they can also be forcibly synchronized with the gear (35).
Um die Eindringtiefe der Stege (39) in die Schächte (51) justieren zu können, ist das Gehäuse (27) quer zur Verbindungsebene der Hohlwalzenachsen in zwei Gehäusehälften (75) unterteilt, an welchen je eine der Hohlwalzen (33) einschließlich der zugeordneten Nachpreßwalzen (67,69) gelagert ist. Die Gehäusehälften (75) sind angenähert in Richtung der Achsverbindungsebene relativ zueinander justierbar. Die Justierbewegung erfolgt zweckmäßigerweise um die Drehachse eines der Zahnräder desIn order to be able to adjust the penetration depth of the webs (39) into the shafts (51), the housing (27) is divided into two housing halves (75) transversely to the connecting plane of the hollow roller axes, on each of which one of the hollow rollers (33) including the associated post-press rollers (67, 69) is mounted. The housing halves (75) can be adjusted relative to one another approximately in the direction of the axis connecting plane. The adjustment movement is expediently carried out around the rotation axis of one of the gear wheels of the
Getriebes (35), um den Eingriff der Zahnräder unabhängig von der Justierstellung aufrecht erhalten zu können. Es versteht sich, daß andere, den Zwangseingriff der Hohlwalzen sicherstellende Getriebeketten, beispielsweise in Form von Gliederketten oder Zahnriemen, ebenfalls einsetzbar sind.Gear (35) in order to be able to maintain the engagement of the gears regardless of the adjustment position. It goes without saying that other gear chains that ensure the positive engagement of the hollow rollers, for example in the form of link chains or toothed belts, can also be used.
Die Förderleistung der Preßschnecke (17) ist zweckmäßigerweise einstellbar, beispielsweise durch Variation der Schneckendrehzahl, um für eine gleichmäßige und optimale Beschickung der Hohlwalzen (33) mit zu pelletierendem Gut zu sorgen. Die Schneckendrehzahl wird zweckmäßigerweise abhängig von der Antriebsleistung der Hohlwalzen (33) über einen Regelkreis auf einem konstanten Sollwert gehalten.The conveying capacity of the press screw (17) is expediently adjustable, for example by varying the screw speed, in order to ensure a uniform and optimal feeding of the hollow rollers (33) with the material to be pelletized. The screw speed is expediently kept at a constant setpoint via a control circuit depending on the drive power of the hollow rollers (33).
Zur Einstellung der Schneckendrehzahl kann ein stufenloses, steuerbares Getriebe vorgesehen sein. Die Förderleistung der Preßschnecke kann jedoch auch in anderer Weise variiert werden, beispielsweise durch Verwendung einer axial verstellbaren Kegelschnecke in einem Kegelgehäuse.A continuously variable, controllable gear can be provided to adjust the screw speed. However, the conveying capacity of the press screw can also be varied in other ways, for example by using an axially adjustable conical screw in a conical housing.
Es versteht sich, daß bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen der Pelletiervorrichtungen und der Preßvorrichtung andere Wärmequellen als die Abwärme der Brennkraftmaschine einer Erntemaschine eingesetzt werden können. Darüber hinaus ist hervorzuheben, daß die mechanische Konstruktion der Pelletiervorrichtungen der Fig. 2 und 3 im Einzelfall auch ohne Heizeinrichtungen zur Erwärmung der Preßkanäle eingesetzt werden kann.It is understood that in the above-described embodiments of the pelletizing devices and the pressing device, other heat sources than the waste heat from the internal combustion engine of a harvesting machine can be used. In addition, it should be emphasized that the mechanical construction of the pelletizing devices in Figs. 2 and 3 can also be used in individual cases without heating devices for heating the pressing channels.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 bis 11 ist eine bevorzugte Ausführungsvariante für die erfindungsgemäße Pelletiereinrichtung gezeigt, deren Einzelmerkmale sich aus der Praxis und konsequenten Fortentwicklung desIn the embodiment of Fig. 5 to 11, a preferred embodiment variant for the pelletizing device according to the invention is shown, the individual features of which have been developed from practice and consistent further development of the
Gegenstandes der Fig. 2 ergeben haben.subject of Fig. 2.
Das Gehäuse (27) der Pelletiereinrichtung weist einen Gehäuserahmen (28) und eine Gehäuseschale (30) auf. Die Gehäuseschale (30) umgreift beide Hohlkörper (33) mit wesentlich geringerem Spiel als in Fig. 2 dargestellt. Das zu pelletierende Material wird in zerkleinertem Zustand über einen Gehäuseanschluß (32) in den Zwickelbereich der Hohlwalzen (33) zwangsweise herangeführt. Der Gehäuseanschluß (32) besitzt einen keilförmig sich in Förderrichtung erweiternden Hohlraum (34). Im gegenüberliegenden Zwickelbereich ist ein keilförmiges Bauteil (36) mit dem Gehäuse (28,30) verbunden, dessen Außenfläche (38) nahezu in Gleitreibung mit den äußeren Stirnbereichen der Stege (39) sich befindet.The housing (27) of the pelletizing device has a housing frame (28) and a housing shell (30). The housing shell (30) encompasses both hollow bodies (33) with significantly less play than shown in Fig. 2. The material to be pelletized is forced into the gusset area of the hollow rollers (33) in a shredded state via a housing connection (32). The housing connection (32) has a wedge-shaped cavity (34) that widens in the conveying direction. In the opposite gusset area, a wedge-shaped component (36) is connected to the housing (28, 30), the outer surface (38) of which is in almost sliding friction with the outer end areas of the webs (39).
Es hat sich nun in der Praxis herausgestellt, daß es von großem Vorteil ist, wenn die Gehäuseschale (30) nicht zentrisch zur Drehachse der Stege (39) liegt. Wenn man das Spiel zwischen der Innenfläche der Gehäuseschale (30) und den Außenmantelbereichen der Stege (39) veränderlich macht, und zwar so, daß im Bereiche der Berührungsstelle der StegeIt has now been shown in practice that it is of great advantage if the housing shell (30) is not centric to the axis of rotation of the webs (39). If the clearance between the inner surface of the housing shell (30) and the outer casing areas of the webs (39) is made variable, in such a way that in the area of the contact point of the webs
(39) mit dem keilförmigen Bauteil (36) ein minimales Spiel(39) with the wedge-shaped component (36) a minimal clearance
(40) und am übergang der Gehäuseschale (30) zum Gehäuseanschluß (32) ein maximales Spiel (42) eingestellt wird, dann ist die Blockiergefahr der Rotation der Hohlkörper (33) in dem Gehäuse (28,30) beseitigt. Der Unterschied des Spieles ist verhältnismäßig gering; mit einem Unterschied von 1 mm sind gute Erfahrungen gemacht worden. Die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf diese Maßangabe.(40) and a maximum clearance (42) is set at the transition from the housing shell (30) to the housing connection (32), then the risk of blocking the rotation of the hollow bodies (33) in the housing (28,30) is eliminated. The difference in clearance is relatively small; good experience has been gained with a difference of 1 mm. However, the invention is not limited to this dimension.
In der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 6 ist gezeigt, daß dem Gehäuseanschluß (32) ein Schneckengehäuse (44) benachbart ist, das eine in Förderrichtung des zu pelletierenden Gutes keilförmig sich verjüngenden Hohlraum (46). Dementsprechend ist die darin geführte Preßschnecke (48) ebenfalls keilförmig, wie dies auch aus Fig. 4 hervorgeht.In the enlarged view according to Fig. 6 it is shown that the housing connection (32) is adjacent to a screw housing (44) which has a hollow space (46) tapering in a wedge shape in the conveying direction of the material to be pelletized. Accordingly, the press screw (48) guided in it is also wedge-shaped, as can also be seen from Fig. 4.
Mit dieser Maßnahme wird nicht nur ein zwangsweises Heranführen des zu pelletierenden Halmgutes erreicht, sondern auch ein erheblicher Förderdruck erzielt, der das im Hohlraum (34) befindliche Material zum Eindringen in die Schächte (51) zwingt.This measure not only ensures that the stalk material to be pelletized is brought in, but also achieves a considerable conveying pressure, which forces the material in the cavity (34) to penetrate into the shafts (51).
Außerdem erkennt man deutlich, daß die radiale Länge der Stege (39) und damit auch die radiale Länge der dazwischen befindlichen Schächte (51) wesentlich größer als die durchschnittliche Dicke der Stege (39) bzw. Schächte (51) ist. Ferner sieht man aus Fig. 8, daß die Eindringtiefe (52) der Stege (39) in die Schächte (51) verhältnismäßig minimal ist.It can also be clearly seen that the radial length of the webs (39) and thus also the radial length of the shafts (51) located between them is significantly greater than the average thickness of the webs (39) or shafts (51). It can also be seen from Fig. 8 that the penetration depth (52) of the webs (39) into the shafts (51) is relatively minimal.
Die Geometrie der Stege (39), deren einzelner Aufbau in Fig. 7 gezeigt wird, ist so beschaffen, daß die Stegkanten (70) beim Ineinandergreifen sich nicht gegenseitig berühren sollen. Es ist vielmehr gewollt, daß zwischen den Stegkanten (70) ein kleines Spiel verbleibt. Die Stege (39) wälzen sich demnach nicht aneinander ab, wie dies beim Stand der Technik geschieht.The geometry of the webs (39), the individual structure of which is shown in Fig. 7, is such that the web edges (70) should not touch each other when they mesh. Rather, it is intended that a small amount of play remains between the web edges (70). The webs (39) therefore do not roll against each other, as is the case with the prior art.
Das geringe Spiel zwischen den Stegkanten (70) hat aber zur Auswirkung, daß das in deren Bereich zwangsweise herangeführte Halmgut abgeschert und ohne Verbleib von Rückständen in die Schächte (51) gepreßt wird.However, the slight clearance between the web edges (70) has the effect that the stalk material that is forced into their area is sheared off and pressed into the shafts (51) without leaving any residue.
Um die dabei auftretenden hohen Kräfte aufzufangen, ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 vorgesehen, daß die Stege (39) an der äußeren Stirnseite Verschleißriegel (54) aufweisen, welche mittels Schrauben (56) an den Stegen befestigt sind. Diese Verschleißriegel (54) sind mit Stegansätzen (90) in Nuten (84) geführt, damit der Preßdruck nicht auf die Schrauben (56) sich auswirken kann. Der Verschleißriegel (54) dehnt sich senkrecht zur Zeichenblattebene quaderförmig aus. Wenn man beispielsweise davon ausgeht, daß die Darstellung in Fig. 10 der natürlichen Größe eines Steges (39) entspricht, beträgt die Länge des quaderförmigen Verschleißriegels (54) etwa 100 mm.In order to absorb the high forces that occur, the embodiment in Fig. 7 provides that the webs (39) have wear bars (54) on the outer end face, which are attached to the webs by means of screws (56). These wear bars (54) are guided in grooves (84) with web projections (90) so that the pressing pressure cannot affect the screws (56). The wear bar (54) extends in a cuboid shape perpendicular to the plane of the drawing sheet. If, for example, one assumes that the illustration in Fig. 10 corresponds to the natural size of a web (39), the length of the cuboid wear bar (54) is approximately 100 mm.
Im radialen Querschnitt gemäß Fig. 7 weist der einzelne Steg (39) unterschiedliche Dicken auf. Unmittelbar hinter dem Verschleißriegel (54) befindet sich gegenüber einer keilförmigen Erweiterung (58) des Steges (39) eine Hinterschneidung (64). Im Anschluß an die keilförmige Erweiterung (58) befindet sich ein Bereich (60) konstanter Dicke des Steges, der danach in eine keilförmige Verjüngung (62) übergeht. Wie die Fig. 6 und 8 deutlich zeigen, bestimmen die Außenwandflächen der Stege (39) zufolge ihrer radialen Anordnung am Hohlkörper (33) die Form der Schächte (51). Danach ergibt sich durch die Verschleißriegel (54) zunächst eine schwache und dann durch die keilförmigen Erweiterungen (58) eine stärkere keilförmige Verjüngung der Schächte (51). Auch die Bereiche (60) konstanter Dicke der Stege (39) führen zufolge der radialen Anordnung der Stege (39) zu einer noch schwächeren keilförmigen Verjüngung der Schächte (51) in radialer Richtung.In the radial cross-section according to Fig. 7, the individual web (39) has different thicknesses. Immediately behind the wear bar (54) there is an undercut (64) opposite a wedge-shaped extension (58) of the web (39). Following the wedge-shaped extension (58) there is an area (60) of constant thickness of the web, which then changes into a wedge-shaped taper (62). As Figs. 6 and 8 clearly show, the outer wall surfaces of the webs (39) determine the shape of the shafts (51) due to their radial arrangement on the hollow body (33). This results in the shafts (51) initially being slightly tapered by the wear bars (54) and then being more strongly tapered by the wedge-shaped extensions (58). The areas (60) of constant thickness of the webs (39) also lead to an even weaker wedge-shaped tapering of the shafts (51) in the radial direction due to the radial arrangement of the webs (39).
Man hat es in der Hand, durch das Ausmaß der keilförmigen Verjüngungen (62) der Stege (39) zu bestimmen, ob die Schächte (51) im mittleren und radial inneren Bereich eine konstante Breite oder eine Verjüngung bzw. Erweiterung besitzen. In der Praxis hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schächte (51) sich radial nach innen wieder keilförmig erweitern.It is possible to determine, by the extent of the wedge-shaped tapers (62) of the webs (39), whether the shafts (51) in the middle and radially inner area have a constant width or a taper or widening. In practice, it has proven advantageous if the shafts (51) widen again in a wedge shape radially inwards.
In Fig. 7 ist schließlich gezeigt, daß es sich empfiehlt, in den Außenwandflächen der Stege (39) radial nach innen sich erstreckende Längsrinnen (66) anzuordnen.Finally, Fig. 7 shows that it is advisable to arrange longitudinal grooves (66) extending radially inwards in the outer wall surfaces of the webs (39).
Diese Längsrinnen (66) haben den Sinn, den beim Verdichten des Halmgutes sich stark erhöhenden Gasdruck entweichen zu lassen. Deshalb sind auch an der inneren Stirnseite die Längsrinnen (66) offen.The purpose of these longitudinal grooves (66) is to allow the gas pressure, which increases significantly when the stalk material is compacted, to escape. This is why the longitudinal grooves (66) are also open on the inner front side.
Durch die vorstehend erwähnte Hinterschneidung (64) zwischen der keilförmigen Erweiterung (58) und dem Verschleißriegel (54) wird eine Art Widerhakenwirkung erzeugt, welche das eingepreßte Material daran hindert, einen erheblichen radialen Druck nach außen im Sinne der Druckentspannung auszuüben.The above-mentioned undercut (64) between the wedge-shaped extension (58) and the wear bar (54) creates a kind of barb effect which prevents the pressed-in material from exerting a significant radial pressure outwards in the sense of pressure relief.
Sämtliche geschilderten Maßnahmen führen letztlich dazu, daß die Reibung des durch die Schächte (51) in gepreßter Form geführten Materials an den Außenwänden der Stege (39) so gering wie möglich gehalten wird, was dazu beizutragen hilft, ein Maximum an Materialdurchsatz bei einem Minimum an Energieaufwand zu erhalten. Es empfiehlt sich daher auch, die Außenflächen der Stege (39) möglichst reibungsarm auszubilden.All of the measures described ultimately lead to the friction of the material fed through the shafts (51) in pressed form on the outer walls of the webs (39) being kept as low as possible, which helps to achieve a maximum material throughput with a minimum of energy expenditure. It is therefore also recommended that the outer surfaces of the webs (39) be designed to have as little friction as possible.
Die in den Stegen (39) in parallel zur Rotationsachse der Hohlkörper (33) sich erstreckenden Bohrungen (72) sind, wie schon zu Fig. 2 und 3 ausgeführt, dazu bestimmt, ein Wärmemittel bis unmittelbar an die Preßorgane heranzuführen. Der Wirkungsgrad ist optimal, wenn die Erwärmung der Stege auf über 15O0C, insbesondere im Bereich von 165eC, erfolgt.The holes (72) in the webs (39) extending parallel to the axis of rotation of the hollow bodies (33) are, as already explained in Fig. 2 and 3, intended to bring a heating medium directly to the pressing elements. The efficiency is optimal when the webs are heated to over 150 0 C, especially in the range of 165 0 C.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß die beste Preßwirkung erzielt werden kann, wenn die Auspuffgase der Brennkraftmaschine (5) durch die Bohrungen (72) geleitet werden. Dann ist eine Erwärmung der Stege (39) auf ungefähr 165*C ohne Einsatz einer besonderen Wärmequelle erreichbar.In practice it has been shown that the best pressing effect can be achieved if the exhaust gases of the internal combustion engine (5) are passed through the holes (72). The webs (39) can then be heated to approximately 165°C without the use of a special heat source.
Ausgehend von einer Ausbildung der Stege (39) entsprechend Fig. 7 und 8 ist die Verdichtung des Halmgutes beendet, sobald das in den Schächten (51) befindliche Material das innere Ende des Bereiches (60) konstanter Stegdicke erreicht hat. Dessen ungeachtet erstrecken sich die Stege (39) in radialer Richtung noch wesentlich länger, obwohl zufolge der keilförmigen Verjüngung (62) der Stege (39) keine zusätzliche Verdichtung mehr gewollt ist.Based on a design of the webs (39) according to Fig. 7 and 8, the compaction of the stalk material is finished as soon as the material in the shafts (51) has reached the inner end of the area (60) of constant web thickness. Despite this, the webs (39) extend much further in the radial direction, although no additional compaction is desired due to the wedge-shaped taper (62) of the webs (39).
Der Sinn dieser Maßnahme liegt darin, dem verpreßten Halmgut im Schacht (51) eine längere Verweilzeit zu verschaffen und damit eine Aushärtung des Materials in die Wege zu leiten. Diese längere Verweilzeit darf sich aber nicht widerstandserhöhend auswirken, weshalb die keilförmige Verjüngung (62) und die Oberflächenglattung der Stege (39) bevorzugt wird. Auch die Längsrinnen (66) tragen zur Entgasung und damit zur Reibungsminderung wesentlich bei.The purpose of this measure is to give the compressed stalk material a longer dwell time in the shaft (51) and thus to initiate hardening of the material. However, this longer dwell time must not have the effect of increasing resistance, which is why the wedge-shaped taper (62) and the smooth surface of the webs (39) are preferred. The longitudinal grooves (66) also contribute significantly to degassing and thus to reducing friction.
Ausgehend von diesen Betrachtungen ist das Verhältnis der Eindringtiefe (52) der Stege (39) bzw. Verschleißriegel (54) zur radialen Länge der Stege (39) extrem unterschiedlich zum Stand der Technik. Die Erfindung schlägt vor, dieses Verhältnis in der Größenordnung von mehr als 1:8, vornehmlich 1:10 bis 1:25 zu bemessen.Based on these considerations, the ratio of the penetration depth (52) of the webs (39) or wear bars (54) to the radial length of the webs (39) is extremely different from the state of the art. The invention proposes that this ratio be in the order of more than 1:8, primarily 1:10 to 1:25.
Die Erfindung zeigt obendrein, daß man die Verweilzeit der Preßmasse im Schacht auch noch dadurch optimieren kann, daß man die Strömungsgeschwindigkeit des Heizmediums in den Bohrungen (72) der Stege (39) reduziert. Dies kann man beispielsweise durch Einsatz von Wendeln (77) oder dergleichen Strömungshindernissen in die Bohrungen (72) erreichen, wie dies am Beispiel der Fig. 7 und 13 gezeigt ist.The invention also shows that the dwell time of the molding compound in the shaft can be optimized by reducing the flow rate of the heating medium in the holes (72) of the webs (39). This can be achieved, for example, by using spirals (77) or similar flow obstacles in the holes (72), as shown in the example in Figs. 7 and 13.
In den Fig. 9 bis 11 ist nun im Detail gezeigt, wie die Stege (39) gemäß Fig. 7 mit den Flanschkörpern (43) der Hohlwalzen (33) verbunden werden können, so daß einerseits eine Austauschbarkeit der Stege gegeben ist und andererseits die beim Pressen entstehenden besonders hohen Kräfte aufgefangen werden können, ohne daß Bruchgefahr besteht.Fig. 9 to 11 show in detail how the webs (39) according to Fig. 7 can be connected to the flange bodies (43) of the hollow rollers (33), so that on the one hand the webs can be exchanged and on the other hand the particularly high forces that arise during pressing can be absorbed without there being a risk of breakage.
Fig. 9 zeigt in diesem Zusammenhang den Teilbereich einer Wange (74) des einzelnen Flanschkörpers (43) in einer Stirnansicht. Diese Wange (74) weist regelmäßig verteilte Aussparungen bzw. Durchbrüche (76) auf, die dazu bestimmt sind, jeweils einen Steg (39), gegebenenfalls auch ein Paar benachbarter Stege (39) aufzunehmen, wie dies in Fig. dargestellt ist. Demgemäß bestimmen die Ränder (78) der Aussparungen (76) die radiale Lage des einzelnen Steges (39), die in dieser Lage durch jeweils eine Leiste (80) gegen die Ränder (78) verkeilt sind. Diese Leiste (80) braucht mit nur einer Schraube (82) an der Wange befestigtIn this context, Fig. 9 shows the partial area of a cheek (74) of the individual flange body (43) in a front view. This cheek (74) has regularly distributed recesses or openings (76) which are intended to accommodate a web (39) each, possibly also a pair of adjacent webs (39), as shown in Fig. The edges (78) of the recesses (76) accordingly determine the radial position of the individual web (39), which in this position are wedged against the edges (78) by a strip (80) each. This strip (80) needs to be attached to the cheek with just one screw (82).
zu werden, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist.as shown in Fig. 10.
An ihren Seitenwandflachen weisen die Stege (39) in radialer Richtung sich erstreckende nutenartige Einfräsungen (92) auf, die im Montagezustand den Leisten (80) direkt gegenüberliegen. Wegen der Profilierung der Seitenwandflachen der Stege (39) sind die Einfräsungen (92) nur stellenweise vorhanden. Die Leisten (80) greifen in die Einfräsungen (92) ein und bilden somit beidseits der Wangen (74) achsparallele Anschläge und verhindern damit eine axiale Beweglichkeit der Stege (39) in den Wangen (74).On their side wall surfaces, the webs (39) have groove-like milled recesses (92) extending in the radial direction, which are directly opposite the strips (80) when assembled. Due to the profiling of the side wall surfaces of the webs (39), the milled recesses (92) are only present in places. The strips (80) engage in the milled recesses (92) and thus form axially parallel stops on both sides of the cheeks (74), thus preventing axial movement of the webs (39) in the cheeks (74).
Aus Fig. 10 sieht man weiterhin, daß die Verschleißriegel (54) sich radial über den Außenumfang der Wange (74) hinaus erstrecken.From Fig. 10 it can also be seen that the wear bars (54) extend radially beyond the outer circumference of the cheek (74).
Aus der Draufsicht der Fig. 11 ist ersichtlich, daß die Verschleißriegel (54) nur eine dem Abstand der Wangen (74) entsprechende Länge besitzen. Dadurch ergeben sich Anschläge (88), die zufolge der Verschraubung (56) der Verschleißriegel (54) mit den Stegen (39) ebenfalls eine Fixierung der Stege längs der Achse der Hohlkörper (33) gegenüber den Wangen (74) der Flanschkörper (43,49) ergeben.From the top view of Fig. 11 it can be seen that the wear bars (54) only have a length corresponding to the distance between the cheeks (74). This results in stops (88) which, due to the screw connection (56) of the wear bars (54) with the webs (39), also result in the webs being fixed along the axis of the hollow bodies (33) relative to the cheeks (74) of the flange bodies (43, 49).
Schließlich ragen die Stege (39) mit den überstehenden Bereichen (86) über die Außenflächen der Wangen (74) hinaus, was den Sinn hat, daß die Leisten (80) an der Außenseite der Wangen (74) zum Verkeilen der Stege (39) angeordnet und gegenüber den überstehenden Bereichen (86) zur Einwirkung gebracht werden können.Finally, the webs (39) with the protruding areas (86) protrude beyond the outer surfaces of the cheeks (74), which has the purpose that the strips (80) can be arranged on the outside of the cheeks (74) to wedge the webs (39) and can be brought into action opposite the protruding areas (86).
Die erfindungsgemäße Pelletiereinrichtung kann, wie dies Fig. 12 zeigt, anstelle auf einem Erntefahrzeug auch stationär angeordnet werden. Die Hohlwalzen (33) entsprechen in ihrem Aufbau dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5. Das nicht dargestellte Gehäuse (27) kann ortsfest angeordnet sein.The pelletizing device according to the invention can, as shown in Fig. 12, also be arranged stationary instead of on a harvesting vehicle. The hollow rollers (33) correspond in their construction to the embodiment in Fig. 5. The housing (27), not shown, can be arranged stationary.
Auf einem fahrbaren Gestell (18) ist ein Elektromotor (20) angeordnet, der eine im Gehäuse (22) befindliche Förderschnecke analog (15) in Fig. 1 antreibt. Das vom Feld herantransportierte und gegebenenfalls zerkleinerte Halmgut wird dem konischen Schneckengehäuse (44) (siehe auch Fig. 6) zugeführt, in der eine Kegelschnecke (48) zum zwangsweisen übergeben des Halmgutes an die Hohlwalzen (33) sich befindet.An electric motor (20) is arranged on a mobile frame (18) and drives a conveyor screw located in the housing (22) similar to (15) in Fig. 1. The stalk material transported from the field and possibly shredded is fed to the conical screw housing (44) (see also Fig. 6), in which a conical screw (48) is located for forcibly transferring the stalk material to the hollow rollers (33).
In den Hohlräumen (41) der Hohlwalzen (33) befinden sich Abstreifer (26), die nach Rakelart gegen die inneren Ränder der Stege (39) wirken und die dort austretenden verdichteten Stränge des Halmgutes abbrechen.In the cavities (41) of the hollow rollers (33) there are scrapers (26) which act like a doctor blade against the inner edges of the webs (39) and break off the compacted strands of the stalk material emerging there.
Wenn man größere Längen der abgebrochenen Preßkörper erzielen will, muß man den Abstreifer (26) eine wählbare Zeit aus der Rakelstellung bringen. Dies kann man beispielsweise mit einer Verstellachse (24) durchführen, an welcher der Abstreifer (26) befestigt ist. Durch Verdrehen dieser Achse läßt sich der Abstand des Abstreifers (26) vom inneren Rand der Stege (39) verändern.If you want to achieve longer lengths of broken-off pressed bodies, you have to move the stripper (26) out of the doctor position for a selectable time. This can be done, for example, using an adjustment axis (24) to which the stripper (26) is attached. By turning this axis, you can change the distance of the stripper (26) from the inner edge of the webs (39).
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 13 zeigt im Gegensatz zu Fig. 3 eine fliegende Lagerung (79) der Hohlkörper (33). Der lagerseitige Flanschkörper (43) ist mit der Antriebswelle (45) fest verbunden. Der auslaufseitige Flanschkörper (49) wird über die Vielzahl der Stege (39) vom Flanschkörper (43) mitgetragen.In contrast to Fig. 3, the embodiment of Fig. 13 shows a floating bearing (79) of the hollow bodies (33). The bearing-side flange body (43) is firmly connected to the drive shaft (45). The outlet-side flange body (49) is supported by the flange body (43) via the large number of webs (39).
Das Gehäuse (27) besteht aus dem Gehäuserahmen (28) und der Gehäuseschale (30), die über Bolzen (81) miteinander verbunden sind und die Stege (39) umgreifen. An beiden Stirnseiten der Stege (39) schließen sich Kammern (83) und (85) an, die zur Zufuhr und Abfuhr von Wärmemitteln bestimmt sind. Auf diese einfache Weise lassen sich z.B. Abgase einer Brennkraftmaschine durch die Bohrungen (72) der Stege (39) führen.The housing (27) consists of the housing frame (28) and the housing shell (30), which are connected to one another via bolts (81) and surround the webs (39). Chambers (83) and (85) are connected to both ends of the webs (39) and are intended for the supply and removal of heat media. In this simple way, for example, exhaust gases from an internal combustion engine can be guided through the holes (72) of the webs (39).
Um die Wärme des Wärmemittels möglichst vollständig auszunutzen, empfiehlt es sich, in den Bohrungen (72) der Stege (39) Elemente, z.B. Wendel (77), anzuordnen, welche die Störmungsgeschwindigkeit des Wärmemittels reduzieren soll. Solche Wendel (77) sind in jeweils einer Bohrung (72) in Fig. 7 und 13 symbolisch dargestellt.In order to utilize the heat of the heat medium as fully as possible, it is recommended to arrange elements, e.g. coils (77), in the holes (72) of the webs (39), which are intended to reduce the flow speed of the heat medium. Such coils (77) are shown symbolically in a hole (72) in Fig. 7 and 13.
STÜCKLISTEPARTS LIST
1 Fahrerkabine1 driver's cabin
3 Rad3 wheel
5 Brennkraftmaschine5 Internal combustion engine
7 Mähwerkzeug7 Mowing tool
9 Schrägförderer9 Inclined conveyor
11 Vertikalförderer11 Vertical conveyor
13 Nachzerkleinerungswerk (Umlenkwalze)13 Secondary shredding unit (deflection roller)
15 Trogschnecke15 trough screw
17 Preßschnecke17 Press screw
18 Gestell18 Frame
19 Pelletiervorrichtung19 Pelletizing device
20 Elektromotor20 Electric motor
21 Bunker21 Bunker
23 Wärmetauscher23 Heat exchangers
24 Verstellachse24 Adjustment axis
25 Verbindungsleitung25 Connecting cable
26 Abstreifer26 scrapers
27 Gehäuse27 Housing
28 Gehäuserahmen28 Housing frame
29 Lager29 warehouses
30 Gehäuseschale30 Housing shell
31 Lager31 warehouses
32 Gehäuseanschluß32 Housing connection
33 Hohlwalze (Hohlrad)33 Hollow roller (hollow gear)
34 keilförmig sich erweiternder Hohlraum34 wedge-shaped widening cavity
35 Zahnradgetriebe35 Gear transmission
36 keilförmiges Bauteil36 wedge-shaped component
37 Antriebswelle37 Drive shaft
38 Außenfläche38 Exterior area
39 Steg39 Bridge
40 minimales Spiel40 minimum game
41 Hohlraum41 Cavity
2323
42 maximales Spiel42 maximum play
43 Flanschkörper43 Flange body
44 Schneckengehäuse44 snail shell
45 Achszapfen45 axle journal
46 keilförmig sich verjüngender Hohlraum46 wedge-shaped tapering cavity
47 Auslaßöffnung47 Outlet opening
48 keilförmige Preßschnecke48 wedge-shaped press screw
49 Stirnträger (Flanschkörper)49 Front support (flange body)
50 radiale Länge50 radial length
51 Preßkanal (Schacht)51 Press channel (shaft)
52 Eindringtiefe52 Penetration depth
53 Brechkegel53 crushing cone
54 Verschleißriegel54 Wear bars
55 radiales Leitblech55 radial baffle
56 Schraube56 Screw
57 Wärmemittelkanal57 Heat medium channel
58 keilförmige Erweiterung58 wedge-shaped extension
59 Flüssigkeits-Drehkupplung59 Fluid rotary coupling
60 Bereich konstanter Dicke60 Area of constant thickness
61 Gehäuse61 Housing
62 keilförmige Verjüngung62 wedge-shaped taper
63 Gehäusebereich63 Housing area
64 Hinterschneidung64 Undercut
65 Wärmemittelkanal65 Heat medium channel
66 Längsrinne66 Longitudinal channel
67 Nachpreßwalze67 Press roller
68 offener Auslauf68 open outlet
69 Nachpreßwalze 7 0 Stegkante69 Press roller 7 0 web edge
71 Stempel71 stamps
72 Wärmemittel-Bohrung72 Heat medium bore
73 Drehrichtung73 Direction of rotation
74 Wange des Flanschkörpers74 cheek of the flange body
75 Gehäusehälften75 housing halves
76 Aussparung76 recess
2424
Claims (30)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9309739U DE9309739U1 (en) | 1993-01-29 | 1993-06-30 | Device for pelleting plant material |
| PL94304059A PL174301B1 (en) | 1993-06-30 | 1994-06-30 | Apparatus for granulating materials of plant origin |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9301258 | 1993-01-29 | ||
| DE9309739U DE9309739U1 (en) | 1993-01-29 | 1993-06-30 | Device for pelleting plant material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9309739U1 true DE9309739U1 (en) | 1993-08-19 |
Family
ID=25960437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9309739U Expired - Lifetime DE9309739U1 (en) | 1993-01-29 | 1993-06-30 | Device for pelleting plant material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9309739U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9402091U1 (en) * | 1994-02-08 | 1994-10-27 | Haimer, Franz, 86568 Hollenbach | Device for pelleting plant material, in particular stalk material |
| US5728447A (en) * | 1993-07-20 | 1998-03-17 | Haimer; Franz | Pressed body prepared from plant material by pelletization and device for preparing same |
-
1993
- 1993-06-30 DE DE9309739U patent/DE9309739U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5728447A (en) * | 1993-07-20 | 1998-03-17 | Haimer; Franz | Pressed body prepared from plant material by pelletization and device for preparing same |
| DE9402091U1 (en) * | 1994-02-08 | 1994-10-27 | Haimer, Franz, 86568 Hollenbach | Device for pelleting plant material, in particular stalk material |
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