EP0628350A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Zerkleinern und Mischen von Gut - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Zerkleinern und Mischen von Gut Download PDF

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EP0628350A1
EP0628350A1 EP94810214A EP94810214A EP0628350A1 EP 0628350 A1 EP0628350 A1 EP 0628350A1 EP 94810214 A EP94810214 A EP 94810214A EP 94810214 A EP94810214 A EP 94810214A EP 0628350 A1 EP0628350 A1 EP 0628350A1
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piston
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comminution
lowered
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    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/08—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within vertical containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/805—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis wherein the stirrers or the receptacles are moved in order to bring them into operative position; Means for fixing the receptacle
    • B01F27/806—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis wherein the stirrers or the receptacles are moved in order to bring them into operative position; Means for fixing the receptacle with vertical displacement of the stirrer, e.g. in combination with means for pivoting the stirrer about a vertical axis in order to co-operate with different receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/16—Details

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for comminuting and mixing material according to the preamble of claims 1 and 7.
  • Such comminution and mixing devices are required above all in the laboratory for a wide variety of applications. Difficulties arise with different materials because the goods e.g. is thrown away from the knife instead of being cut up because the material is taken away by the knife instead of being cut or because for some other reason the consistency of the material does not allow it to be properly shredded and mixed. This is especially true for fibrous, flaky or ribbon-like materials with a low specific weight and in a dry state.
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages of the known, in particular to create a universally applicable device and a method of the type mentioned, which reliably for wet or dry grinding of a wide variety of materials, alone or in solid or dry suspension or other mixed states enables.
  • the invention can be implemented in a particularly simple manner if the device for reducing the size of the working space is a piston which is displaceably arranged in a grinding container.
  • the comminution container can obviously be a commercially available vessel or a cup, into the opening of which the knife and the piston are inserted. It is important that the piston corresponds approximately to the inside diameter of the container so that there is no overly large free annular space between the piston and the inside wall of the container.
  • the piston is spring-mounted by means of a bearing device.
  • the storage can be made structurally simple on the holder for the knife or the rotating shaft.
  • a device 1 has a drive motor 5 for comminuting a material 4 located in the working space 2 of a comminution container 3.
  • the drive motor 5 is attached to the column 7 of a tripod 8 by means of a lowering device 6.
  • the crushing container 3 is replaceably on the base plate 9 of the stand 8.
  • a mounting tube 10 is fastened to the drive motor 5, in which a shaft 11 driven by the drive motor 5 rotates.
  • a knife 12 is attached to the shaft 11.
  • a piston 13 is also arranged on the mounting tube 10.
  • the piston 13 has a central bore 14 which is vertically displaceable on the mounting tube 10. The piston 13 is accordingly held vertically displaceably by a spring 15 on the mounting tube 10 or on the drive motor 5.
  • FIG. 1 shows the beginning of the crushing process of a loose, fibrous, high volume material.
  • the knife 12 is first immersed in the comminution container 3, the material 4 mainly being thrown outwards, but not significantly comminuted.
  • FIG. 2 shows how knife 12 is lowered further and piston 13, the working space 2 is continuously reduced in size together with the cutting area of the knife, thereby compressing the loose material 4 and bringing it into the cutting area of the knife 12 and holding it there. In this way, the good 4 can be crushed properly.
  • the spring 15 allows the piston 13 to deflect upwards when a certain density of the material 4 is reached.
  • the spring force of the spring 15 can be readily determined depending on the power of the drive motor 5, the knife 12 used, the lifting / lowering motor power and the intended application.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment in which an annular lid 17 is provided as a device for reducing the working space 2 in the container 3.
  • the lid 17 rests on a spring 15 which is placed in the container 3.
  • a cylindrical thickening 18 is provided on the holder tube 10 for the knife 12, which closes the opening 19 in the cover 17 when the drive motor 5 is lowered by means of the lowering device 6.
  • the thickening 18 presses the cover 17 downward against the force of the spring 15.
  • the work space 2 is reduced analogously to the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the function of the arrangement otherwise corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • springs 15 of different heights and / or thickenings 18 of different depths and adapted lids 17 can be used in order to enable an optimal reduction in the working space, depending on the contents.
  • both the spring 15 and the lid 17 can be easily removed from the vessel 3 and e.g. clean together with this.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Zerkleinern und Mischen von Gut (4) rotiert ein Messer (12) im Arbeitsraum (2) eines Behälters (3). Während des Zerkleinerns und Mischens ist der Arbeitsraum (2) durch einen Kolben (3) verkleinerbar. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zerkleinern und Mischen von Gut gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 und 7.
  • Derartige Zerkleinerungs- und Mischvorrichtungen werden vor allem im Laborbereich für die verschiedensten Anwendungen benötigt. Bei verschiedenen Materialien treten dabei Schwierigkeiten auf, weil das Gut z.B. vom Messer weggeschleudert statt zerschnitten wird, weil das Gut vom Messer mitgenommen statt geschnitten wird oder weil aus irgendeinem andern Grunde die Konsistenz des Guts ein einwandfreies Zerkleinern und Mischen nicht zulässt. Dies trifft vor allem bei faserigen, flockigen oder bandförmigen Materialien mit niedrigem spezifischem Gewicht und in trockenem Zustand zu.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine universell einsetzbare Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welche zuverlässig zum nassen oder trockenen Zerkleinern der verschiedensten Materialien, allein oder in fester oder trockener Suspension oder anderen Mischzuständen ermöglicht.
  • Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe in erster Linie gemäss Kennzeichen der Patentansprüche gelöst.
  • Durch die Verkleinerung des Arbeitsraums von seiner Oberseite her wird zuverlässig erreicht, dass auch lockere, faserige, flaum- oder schaumförmige Mischgüter in ihrem Volumen kontinuierlich verkleinert, kompaktiert und dem Schneidbereich des Messers zugeführt werden können, sowie im Schneidbereich des Messers gehalten werden. Dabei ist es wesentlich, dass der Arbeitsraum von der Oberseite des Behälters her zusammen mit dem Absenken des Messers hin verkleinert wird. Wesentlich ist, dass dies z.B. durch ein Absenken eines Kolbens oder einer anderen Kompressions-Einrichtung bewirkt wird, weil dabei der Arbeitsraum vom Arbeitsbereich des Messers her und mit diesem zusammen fortschreitend reduziert wird. Besonders einfach lässt sich die Erfindung jedoch realisieren, wenn die Einrichtung zum Verkleinern des Arbeitsraums ein in einem Zerkleinerungs-Behälter verschiebbar angeordneter Kolben ist. Dabei kann der Zerkleinerungs-Behälter ersichtlicherweise ein handelsübliches Gefäss oder ein Becher sein, in dessen Öffnung das Messer und der Kolben eingeführt werden. Wichtig ist dabei, dass der Kolben etwa dem Innendurchmesser des Behälters entspricht so dass kein allzugrosser freier Ringraum zwischen Kolben und Behälter-Innenwand entsteht.
  • Dabei haben sich Anordnungen bewährt, bei denen das Messer an einer rotierenden Welle in den Zerkleinerungs-Behälter absenkbar angeordnet ist und bei denen der Kolben zusammen mit dem Messer abgesenkt werden kann. Zweckmässig ist es dabei, wenn die Welle und der Kolben an einer absenkbaren Halterung befestigt sind.
  • Um ein kontinuierliches Zusammenpressen des Guts und eine Kollision zwischen dem Gut im Behälter und dem Kolben zu vermeiden, ist es besonders zweckmässig, wenn der Kolben mittels einer Lagereinrichtung federnd gelagert ist.
  • Die Lagerung kann dabei konstruktiv einfach an der Halterung für das Messer bzw. der rotierenden Welle vorgenommen werden. Alternativ ist es auch möglich, den Kolben z.B. direkt am Behälter oder an einer separaten Hilfseinrichtung zu befestigen.
  • Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    Die schematische Darstellung einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung in Seitenansicht,
    Figur 1a
    eine Draufsicht auf den Kolben gemäss Figur 1,
    Figur 2
    die Vorrichtung gemäss Figur 1 bei abgesenktem Messer und verkleinertem Arbeitsraum, und
    Figur 3 und 4
    ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei verschiedenen Betriebszuständen.
  • Gemäss Figur 1 und 2 weist eine Vorrichtung 1 einen Antriebsmotor 5 zum Zerkleinern eines im Arbeitsraum 2 eines Zerkleinerungs-Behälters 3 befindlichen Guts 4 auf. Der Antriebsmotor 5 ist mittels einer Absenk-Einrichtung 6 an der Säule 7 eines Stativs 8 befestigt. Der Zerkleinerungs-Behälter 3 steht auswechselbar auf der Grundplatte 9 des Stativs 8. Am Antriebsmotor 5 ist ein Halterungs-Rohr 10 befestigt, in welchem eine vom Antriebsmotor 5 getriebene Welle 11 rotiert. An der Welle 11 ist ein Messer 12 befestigt. Am Halterungs-Rohr 10 ist ausserdem ein Kolben 13 angeordnet. Der Kolben 13 weist eine zentrische Bohrung 14 auf, welche auf dem Halterungs-Rohr 10 vertikal verschiebbar ist. Der Kolben 13 wird demnach durch eine Feder 15 vertikal verschiebbar am Halterungs-Rohr 10 bzw. am Antriebsmotor 5 gehalten.
  • Figur 1 zeigt den Beginn des Zerkleinerungsvorgangs eines lockeren faserigen Materials mit hohem Volumen. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, taucht zunächst das Messer 12 in den Zerkleinerungs-Behälter 3 ein, wobei das Gut 4 vor allem nach aussen geschleudert, nicht jedoch wesentlich zerkleinert wird. Figur 2 zeigt, wie beim weiteren Absenken von Messer 12 und Kolben 13 der Arbeitsraum 2 laufend zusammen mit dem Schneidbereich des Messers absinkend verkleinert und dadurch das lockere Gut 4 komprimiert und in den Schneidbereich des Messers 12 gebracht und dort gehalten wird. Auf diese Weise lässt sich das Gut 4 einwandfrei zerkleinern. Die Feder 15 erlaubt dabei ein Ausweichen des Kolbens 13 nach oben, wenn eine gewisse Dichte des Guts 4 erreicht wird. Die Federkraft der Feder 15 lässt sich dabei in Abhängigkeit von der Leistung des Antriebsmotors 5, dem eingesetzten Messer 12, der Hebe-/Senk-Motorleistung und der vorgesehenen Anwendung ohne weiteres bestimmen.
  • Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem als Einrichtung zum Verkleinern des Arbeitsraums 2 im Behälter 3 ein kreisring-förmiger Deckel 17 vorgesehen ist. Der Deckel 17 liegt auf einer Feder 15 auf, die im Behälter 3 abgestellt ist. Am Halterungs-Rohr 10 für das Messer 12 ist eine zylindrische Verdickung 18 vorgesehen, welche die Öffnung 19 im Deckel 17 beim Absenken des Antriebsmotors 5 mittels der Absenkeinrichtung 6 verschliesst. Beim weiteren Absenken wird durch die Verdickung 18 der Deckel 17 gegen die Kraft der Feder 15 abwärts gepresst. Dabei wird gemäss Figur 4 der Arbeitsraum 2 analog dem Ausführungsbeispiel gemäss Figur 1 verkleinert. Die Funktion der Anordnung entspricht im übrigen dem Ausführungsbeispiel gemäss Figur 1. Ersichtlicherweise können dabei verschieden hohe Federn 15 und/oder verschieden tiefe Verdickungen 18 und angepasste Deckel 17 eingesetzt werden, um je nach Füllgut eine optimale Verringerung des Arbeitsraums zu ermöglichen. Bei der Anordnung gemäss Figur 3 und 4 lässt sich sowohl Feder 15 als auch Deckel 17 leicht aus dem Gefäss 3 entfernen und z.B. zusammen mit diesem reinigen.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum Zerkleinern und Mischen von Gut (4) mit einem im Arbeitsraum (2) eines Zerkleinerungs-Behälters (3) rotierenden Messer (12), mit einer Einrichtung (13, 17) zum Verkleinern des Arbeitsraums (2) während des Zerkleinerns und Mischens des Guts, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (12) an einer rotierenden Welle (11) in den Zerkleinerungs-Behälter (3) absenkbar angeordnet ist, und dass die Einrichtung (17) zum Verkleinern des Arbeitsraums zusammen mit dem Messer (12) absenkbar angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Verkleinern des Arbeitsraums einen im Zerkleinerungs-Behälter (3) verschiebbar angeordneten Kolben (13) aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (13) absenkbar angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (11) und der Kolben (12) an einer absenkbaren Halterung (10) befestigt sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (13, 17) zum Reduzieren des Arbeitsraums (2) mittels einer Federanordnung (15) derart federnd gelagert ist, dass sie beim Vorschub oder Absenken auf das Gut (4) in einem vorbestimmbaren Arbeitsbereich federnd gegen das Gut drückbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Welle (11) und die Federeinrichtung (15) an einer gemeinsamen Halterung (10) befestigt und mit dieser in den Zerkleinerungs-Behälter (3) absenkbar sind.
  7. Verfahren zum Zerkleinern und Mischen von Gut (4) mit einem rotierenden Messer (12), das in den Arbeitsraum (2) eines Zerkleinerungs-Behälters (3) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (2) des Zerkleinerungs-Behälters (3) während des Zerkleinerns und Mischens von seiner Oberseite her im Volumen verkleinert wird, und dass das rotierende Messer (12) gleichzeitig von oben nach unten abgesenkt wird.
EP94810214A 1993-06-07 1994-04-18 Vorrichtung und Verfahren zum Zerkleinern und Mischen von Gut Expired - Lifetime EP0628350B1 (de)

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