EP0978317B1 - Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine mit rotierendem Schlagradsystem - Google Patents

Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine mit rotierendem Schlagradsystem Download PDF

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EP0978317B1
EP0978317B1 EP19990114886 EP99114886A EP0978317B1 EP 0978317 B1 EP0978317 B1 EP 0978317B1 EP 19990114886 EP19990114886 EP 19990114886 EP 99114886 A EP99114886 A EP 99114886A EP 0978317 B1 EP0978317 B1 EP 0978317B1
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EP
European Patent Office
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air
swept
spacing
size reduction
impact
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP19990114886
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English (en)
French (fr)
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EP0978317A1 (de
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Wilhelm Pallmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pallmann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Original Assignee
Pallmann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/02—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft
    • B02C13/06—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft with beaters rigidly connected to the rotor
    • B02C13/08—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft with beaters rigidly connected to the rotor and acting as a fan
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/28—Shape or construction of beater elements
    • B02C13/2804—Shape or construction of beater elements the beater elements being rigidly connected to the rotor

Definitions

  • the invention relates to a gas-flow crushing machine with a rotating impact wheel system according to claim 1 and claim 8.
  • Such machines are mainly used for the processing of waste wood used, the waste wood is crushed until it is used as a starting material z. B. can be used in the chipboard industry.
  • the trend goes according to the secondary raw materials created during recycling in the woodworking industry, increasingly effective machines with use higher throughputs.
  • machine performance cannot be achieved by a proportional one alone Achieve enlargement of the dimensions of known machines. That would find uncontrollable shredding processes take place in the shredding room Inhomogeneity and thus reduced quality of the shredded material.
  • a generic shredder is for example from the German patent specification 19 05 286 and German design specification 19 09 022 known.
  • a beater mill with a rotating beater wheel system is disclosed there, in which the feed material is axially in by the air flow generated by the beater wheel the shredding room is sucked. There the air and material flow is on the cone-shaped central area of the bat wheel into one of the Deflected deflector-shaped annular disk-shaped channel that the Feed material feeds an annular, corrugated grinding track. In the grinding gap between the corrugations of the grinding track and the striking edges of the beater wheel the feed is crushed to the desired fineness. there the air and material flow on the grinding path towards the screen surfaces redirected, through which the shredded material is viewed and removed.
  • the shredding principle is based on a swirling of the feed material With the help of vortices generated on the inner surface of the grinding track, the Feed material due to repeated impacts on striking plates and corrugations is unlocked.
  • Another shredding machine is known from FR 2 270 004 A.
  • the striking plates of the FR 2 270 004 A are not almost, but about an axis rotatably attached.
  • the invention is based on the task Efficiency of a shredding machine of the type mentioned above to increase.
  • the basic idea of the invention is to unlock the Material necessary vortex zone, when a club plate is passed on the shredding path arises through appropriate measures shape that a more intense swirling and thus an extremely effective Dissolution of the feed takes place.
  • the feed is always checked passed through the shredding room, whereby a shredded material of constant size and high quality.
  • the measures according to the invention for no increase in energy consumption, but only convert the energy inherent in the racket wheel into more Shredding capacity around.
  • this is achieved by a fixed arrangement of a variety of Punch plate pairs, consisting of two at a short distance opposite striking plates. This creates an alternating sequence the impact plates on the shredding path with a short distance as a result the short distance between a pair of striking plates and a larger distance due to the greater distance between the striking plate pairs.
  • the gap between the Striking plates of a pair of striking plates limited in depth.
  • This can e.g. B. by appropriate mounting of the striking plates on the carrier plate, so that a U-shaped channel is formed by the support plate and impact plates.
  • the the resulting spatially defined conditions largely determine uniform flow conditions with the consequence of a constantly high Efficiency.
  • Another way to take advantage of the flow conditions in the vortex zone to influence happens by keeping different distances between the striking plates of a pair of striking plates and the comminution path. So carries an increase in the distance between the in the direction of rotation rear impact plate and the effective area compared to the distance of the front Striking plate and the active surface for a faster exit from the spinal zone between the striking plates. In reverse order, the Residence time of the comminuted material in this zone can be increased.
  • the arrangement according to the invention of two striking plates proves to be Forming a pair of striking plates as extremely advantageous, since the position of the individual impact plates in the radial direction independently of each other only by Loosen the fastening screws and move them radially Can be adjusted. This is simple and, above all, quick and way given a possibility depending on the crushing process optimize the size of the material to be shredded by the geometric conditions be changed in a targeted manner in order to control the material flow and vortex formation.
  • the vortex zone according to claim 8 by the arrangement concentric washers on the beater wheel influenced in a suitable manner become.
  • One or more of these washers can be removed from the carrier washer or carrier ring disc in the direction of the free ends of the striking plates on Racket wheel can be arranged, whereby between the discs or Washer chambers are formed, which are open in the radial direction. Under The air and material flow passes through these washers on its way through the comminution chamber, with air swirls in the individual chambers are generated.
  • These vortices are from the behind the Striking plates generated vortices superimposed, their axis of rotation by 90 ° is offset. This creates extremely complex flow conditions of which the feed material is carried along and against the shredding path or Ring discs is thrown, so that the feed to an extreme effective way is unlocked.
  • this area becomes divided into a plurality of chambers, which are gradually fed by the feed material be hiked through.
  • the feed material becomes ever finer towards the striking plate ends.
  • the feed is always controlled by the Area of shredding and also with shredding machines very large dimensions, especially great depth, is prevented from large particles get into the comminuted material and its inhomogeneity and thus lead to a reduction in quality. This is mostly at Shredding machines with a wide shredding path without wire mesh from Significance in which the shredded material is removed without sighting.
  • the distance between each washer to the shredding path and the distance between the washers adjustable.
  • the swirl chamber can be tailored to the type of feed, the requirements for maintaining a constant material flow and the desired degree of fineness can be adjusted.
  • the double current mill 1 has a housing 2, the one drum-shaped crushing room 3 encloses.
  • the front of the Housing 2 has a central, circular opening, which by means of a pivotable housing cover 4 is closable.
  • the housing cover 4 has a central inlet opening 5, which is used to feed the double stream mill 1 serves.
  • a is on the housing cover 4 above the inlet opening 5
  • Feeding shaft 6 attached, in the manner of a heavy goods separator is trained.
  • the Loading chute 6 in its interior pivotable guide surfaces 7.
  • the beater wheel 8 is free in the interior of the drum-shaped comminution space 3 rotatably arranged.
  • the beater wheel 8 is of a horizontal, the Inlet opening 5 opposite drive shaft 9, which at the rear of the Housing 2 is mounted in the bearings 10, driven.
  • To connect the Double current mill 1 to an external engine carries the outside of the Housing 2 lying end of the drive shaft 9, a multi-pulley 11.
  • Das other end of the drive shaft 9 carries the actual bat wheel 8.
  • Das Bat wheel 8 consists of a cylindrical seat 12 which on the Drive shaft 9 is plugged in and non-positively connected to it.
  • the cylindrical seat 12 is surrounded by a coaxial support plate 13, the opposite a likewise coaxial carrier washer 14 in a predetermined Distance is arranged so that between the support plate 13 and Ring carrier disk 14, an annular disk-shaped channel 26 is formed.
  • the inner one The circumference of the carrier ring disk 14 closes with a small gap Housing cover 4, which for this purpose with the formation of a conical Widening 15 is guided into the interior of the crushing room 3.
  • On the outside The circumference of the carrier disk 13 and the carrier ring disk 14 are a large number parallel carrier plates 16 attached in a ring shape, on the front and Back of the striking plates 17 are attached.
  • the central region of the carrier disk 13 has a deflection device 18 in Form of a hollow truncated cone, on the widening in the direction of entry Conical surface one for the division of the air and material flow parallel and coaxial arranged to the support plate 13 arranged washer 19.
  • the beater wheel 10 is at a radial distance from a cylindrical active surface 20 surround so that an annular gap 21 between beater wheel 10 and active surface 20 (Fig. 2) arises.
  • the active surface 20 is in its central region as a grinding track 22 trained, for which the surface is covered with impact and corrugated elements. Which regions of the active surface 20 adjoining on both sides of the grinding track 22 consist of annular sieve tracks 23 and 24 with radial sieve passages, via which the regrind is finally arranged in the bottom of the housing Exhaust opening 25 arrives.
  • the air and material flow is shown symbolically in FIG. 1 by arrows.
  • the Feed material first enters the feed chute 6 from above and is by the air flow generated by the beater wheel 8 through the inlet opening 5 in sucked the inside of the shredding room 3.
  • the air and Material flow deflected by more than 90 ° with the aid of the guide surfaces 7, Impurities in the feed, such as B. nails, screws, etc., due to their high dead weight and its resulting inertia over the below open feed chute 6.
  • the Grinding track 22 also causes a further division of the air and material flow to the laterally adjoining screen tracks 23 and 24 through which the Airflow with the sufficiently fine material occurs and the double flow mill 1 leaves again via the outlet opening 25.
  • the 2 shows a radial section through the outer region of the Beater wheel 8 and the grinding track 22.
  • the grinding track 22 encloses this Beater wheel 8 concentric.
  • the inner surface of the grinding track 22 is of axial Corrugations 27 formed, in the present example by semicircular Wells 28 are separated, otherwise different, the desired Fineness can be designed accordingly.
  • the feed material gradually arrives with an axial Direction of movement out of the area of the grinding track 22 and into the area the sieve tracks 23 and 24 into it.
  • the bat wheel 8 strokes with his outer circumference of the support plate 13 evenly distributed in pairs Striking plates 17a, 17b along the inner surface of the grinding track 22.
  • Attachment of the striking plates 17a, 17b serve the carrier plates 16, which Rigidly connect the carrier ring disk 14 to the carrier disk 13 and to the latter
  • a striking plate 17a, 17b is fixed on the front and back.
  • Fig. 3 shows a further possibility to vortex formation in the comminution room Taxes. Only the upper part of a double-stream mill 1 is shown, the same reference numerals for the same features as in FIG. 1 have been used.
  • rotatable beater wheel 8 consisting of a coaxial carrier disc 13 and Carrier washer 14 and carrier plates 16 and impact plates attached thereto 17.
  • the beater wheel 8 is at a radial distance from an active surface 20 in shape a grinding track 22 with screen tracks 23 and 24 adjoining on both sides enclosed.
  • annular Channel 31 formed, which is divided by two annular walls 32 and 33.
  • the channel 31 is the shredded and shredded material of the sieves 23 and 24 Outlet opening 25 in the bottom area of the double stream mill 1 is fed.
  • Concentric to the carrier disc 13 and ring carrier disc 14 are to the free Ends of the striking plates 17 and carrier plates 16 towards further annular disks 34, 35, 36 and 37 arranged in this way with the striking plates 17 in form open chambers in the radial direction.
  • the distance between the washers 34 and 35 or 36 and 37 to one another and to the carrier disk 13 or Carrier washer 14 and towards the active surface 20 depends on the Properties of the feed material, the desired fineness of the shredded material and freely adjustable to control the material flow.
  • Fig. 4 The operation of a double-stream mill 1 according to the invention setting flow conditions are shown in Fig. 4 on a large scale.
  • the arrow 38 symbolizes how the air and material flow in that formed by the carrier disk 13 and carrier ring disk 14 (FIG. 3) annular disk-shaped channel 26 in the radial direction between the striking plates 17 passes through on the grinding track 22, where it in on both sides in Direction of the screen tracks 23 and 24 is deflected.
  • Vortex zones whose axes of rotation are offset by 90 °, arise extremely complex flow conditions leading to an intense and powerful Swirl the feed material. The result is quick and effective shredding of the feed material in a narrow fluctuation range in terms of fineness.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine mit einem rotierenden Schlagradsystem gemäß Patentanspruch 1 und Patentanspruch 8.
Derartige Maschinen werden vor allem bei der Aufbereitung von Altholz eingesetzt, wobei das Altholz so weit zerkleinert wird, bis es als Ausgangsstoff z. B. in der Spanplattenindustrie weiterverwendet werden kann. Durch den steigenden Anfall an Altholz, aber auch durch die stetig wachsende Nachfrage nach den beim Recycling entstehenden Sekundärrohstoffen geht dabei der Trend in der holzverarbeitenden Industrie dahin, immer wirksamere Maschinen mit höheren Durchsatzleistungen einzusetzen. Eine solche Erhöhung der Maschinenleistung läßt sich aber nicht allein durch eine proportionale Vergrößerung der Abmessungen bekannter Maschinen erzielen. Dadurch fänden im Zerkleinerungsraum unkontrollierbare Zerkleinerungsvorgänge statt, die zur Inhomogenität und damit Qualitätsminderung des zerkleinerten Materials führten.
Eine gattungsgemäße Zerkleinerungsmaschine ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 19 05 286 und der deutschen Auslegeschrift 19 09 022 bekannt. Dort ist eine Schlägermühle mit rotierendem Schlagradsystem offenbart, bei der das Aufgabegut durch den vom Schlägerrad erzeugten Luftstrom axial in den Zerkleinerungsraum gesaugt wird. Dort wird der Luft- und Materialstrom an dem konusförmig ausgebildeten Zentralbereich des Schlägerrades in einen vom Schlägerrad gebildeten ringscheibenförmigen Kanal umgelenkt, der das Aufgabegut einer ringförmigen, geriffelten Mahlbahn zuführt. In dem Mahlspalt zwischen den Riffeln der Mahlbahn und den Schlagkanten des Schlägerrades erfolgt die Zerkleinerung des Aufgabeguts bis zur gewünschten Feinheit. Dabei wird der Luft- und Materialstrom an der Mahlbahn in Richtung der Siebflächen umgelenkt, über die das zerkleinerte Gut gesichtet und abgezogen wird.
Das Zerkleinerungsprinzip beruht auf einer Durchwirbelung des Aufgabeguts mit Hilfe von an der Innenfläche der Mahlbahn erzeugten Wirbeln, wobei das Aufgabegut durch wiederholtes Aufprallen an Schlagplatten und Riffeln aufgeschlossen wird. Eine weitere Zerkleinerungsmachine ist aus FR 2 270 004 A bekannt. Die Schlagplatten der FR 2 270 004 A sind nicht fast, sondern um eine Achse rotierbar befestigt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad einer Zerkleinerungsmaschine der eingangs genannten Art weiter zu steigern.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Zerkleinerungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die zum Aufschließen des Materials notwendige Wirbelzone, die beim Vorbeistreichen einer Schlägerplatte an der Zerkleinerungsbahn entsteht, durch geeignete Maßnahmen so zu gestalten, daß eine intensivere Verwirbelung und damit ein äußerst effektives Auflösen des Aufgabeguts stattfindet. Dabei wird das Aufgabegut stets kontrolliert durch den Zerkleinerungsraum geleitet, wodurch ein Zerkleinerungsgut von konstanter Größe und hoher Qualität entsteht. Darüber hinaus führen die erfindungsgemäßen Maßnahmen zu keiner Steigerung des Energieverbrauchs, sondern wandeln lediglich die dem Schlägerrad innewohnende Energie in mehr Zerkleinerungsleistung um.
Gemäß Patentanspruch 1 gelingt dies durch feste Anordnung einer Vielzahl von Schlagplattenpaaren, bestehend aus zwei sich in geringem Abstand gegenüberliegenden Schlagplatten. Dadurch entsteht eine alternierende Abfolge der Schlagplatten an der Zerkleinerungsbahn mit einem kurzen Abstand infolge des geringen Abstandes eines Schlagplattenpaares und einem größeren Abstand bedingt durch den größeren Abstand der Schlagplattenpaare untereinander.
In dem Zwischenraum zweier Schlagplatten eines Schlagplattenpaares entsteht eine energiereiche Wirbelzone, in der Luftwirbel mit hoher Geschwindigkeit und geringem Durchmesser erzeugt werden. In dieser Zone findet ein großer Teil der Zerkleinerungsarbeit statt. In dem sich anschließenden Bereich zwischen zwei Schlagplattenpaaren kommt es aufgrund der vergrößerten Platzverhältnisse zu einer Entspannung der Wirbelzone, in der Luftwirbel größeren Durchmessers und geringerer Geschwindigkeit zu beobachten sind. In dieser Zone findet eine Auflockerung des zuvor zerkleinerten Aufgabeguts statt, wobei bereits genügend feine Teilchen mit dem an der Zerkleinerungsbahn umgelenkten Luftstrom nach dem Prinzip der Windsichtung mitgerissen werden.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens die in Rotationsrichtung hintere Längskante einer Schlagplatte gebrochen. Dadurch wird die Bildung von Wirbeln begünstigt und die Zerkleinerungsleistung weiter gesteigert.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Spalt zwischen den Schlagplatten eines Schlagplattenpaares in der Tiefe begrenzt. Dies kann z. B. durch entsprechende Montage der Schlagplatten an der Trägerplatte geschehen, so daß von Trägerplatte und Schlagplatten ein U-förmiger Kanal gebildet wird. Die dadurch entstehenden räumlich definierten Verhältnisse bedingen weitgehend einheitliche Strömungsverhältnisse mit der Folge eines konstant hohen Wirkungsgrades.
Eine weitere Möglichkeit, die Strömungsverhältnisse in der Wirbelzone vorteilhaft zu beeinflussen, geschieht durch Einhalten unterschiedlicher Abstände zwischen den Schlagplatten eines Schlagplattenpaares und der Zerkleinerungsbahn. So trägt eine Vergrößerung des Abstandes zwischen der in Rotationsrichtung hinteren Schlagplatte und der Wirkfläche gegenüber dem Abstand der vorderen Schlagplatte und der Wirkfläche zu einem schnelleren Verlassen der Wirbelzone zwischen den Schlagplatten bei. Bei umgekehrter Anordnung kann die Aufenthaltszeit des Zerkleinerungsgutes in dieser Zone erhöht werden.
Dabei erweist sich die erfindungsgemäße Anordnung zweier Schlagplatten unter Bildung eines Schlagplattenpaares als äußerst vorteilhaft, da sich die Position der einzelnen Schlagplatten in radialer Richtung unabhängig voneinander nur durch Lösen der Befestigungsschrauben und radiales Verschieben der jeweiligen Schlagplatte verstellen lässt. Dadurch ist auf einfache und vor allem schnelle Art und Weise eine Möglichkeit gegeben, den Zerkleinerungsvorgang in Abhängigkeit des Zerkleinerungsgutes zu optimieren, indem die geometrischen Verhältnisse gezielt verändert werden, um den Materialfluss und die Wirbelbildung zu steuem.
Durch die Verdoppelung der Schlagplattenzahl am Schlägerrad fällt außerdem der Verschleiß an jeder einzelnen Schlagplatte geringer aus, da sich die Abnutzung insgesamt auf eine größere Anzahl an Schlagplatten verteilt. Auf diese Weise erreicht man höhere Maschinenlaufzeiten und höhere Schlagplattenstandzeiten.
Unabhängig von der Anordnung einer Vielzahl von Schlagplattenpaaren am Schlägerrad kann die Wirbelzone gemäß Patentanspruch 8 durch die Anordnung konzentrischer Ringscheiben am Schlägerrad in geeigneter Weise beeinflußt werden. Eine oder mehrere dieser Ringscheiben können von der Trägerscheibe bzw. Trägerringscheibe in Richtung der freien Enden der Schlagplatten am Schlägerrad angeordnet sein, wodurch zwischen den Scheiben bzw. Ringscheiben Kammern gebildet werden, die in radialer Richtung offen sind. Unter diesen Ringscheiben streicht der Luft- und Materialstrom auf seinem Weg durch den Zerkleinerungsraum hindurch, wobei beim Unterströmen Luftwirbel in den einzelnen Kammern erzeugt werden. Diese Wirbel werden von den hinter den Schlagplatten erzeugten Wirbeln überlagert, deren Rotationsachse um 90° versetzt ist. So entstehen äußerst komplexe Strömungsverhältnisse, aufgrund derer das Aufgabegut mitgerissen und gegen die Zerkleinerungsbahn bzw. Ringscheiben geschleudert wird, so daß das Aufgabegut auf eine äußerst wirkungsvolle Art aufgeschlossen wird.
Durch die Anordnung mehrerer Ringscheiben nebeneinander wird dieser Bereich in eine Vielzahl von Kammern unterteilt, welche von dem Aufgabegut schrittweise durchwandert werden. Infolge der Zerkleinerungsarbeit in den einzelnen Kammern wird das Aufgabegut in Richtung der Schlagplattenenden immer feiner wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das Aufgabegut stets kontrolliert durch den Bereich der Zerkleinerung gelangt und auch bei Zerkleinerungsmaschinen mit sehr großen Abmessungen, insbesondere großer Tiefe, verhindert wird, daß zu große Teilchen in das zerkleinerte Gut gelangen und zu dessen Inhomogenität und somit Qualitätsminderung führen würden. Dies ist vor allem bei Zerkleinerungsmaschinen mit breiter Zerkleinerungsbahn ohne Siebbahnen von Bedeutung, bei denen das zerkleinerte Material ohne Sichtung abgezogen wird.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Abstand einer jeden Ringscheibe zur Zerkleinerungsbahn sowie der Abstand der Ringscheiben untereinander einstellbar. Dadurch kann die Wirbelkammer gezielt an die Art des Aufgabeguts, die Erfordernisse zum Erhalt eines konstanten Materialflusses und den erwünschten Feinheitsgrad angepaßt werden.
Den höchsten Wirkungsgrad einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsmaschine erreicht man durch gleichzeitige Anordnung einer Vielzahl von Schlagplatten gemäß Patentanspruch 1 und koaxialen Ringscheiben am Schlägerrad gemäß Patentanspruch 8, da dadurch die vom Schlägerrad bewerkstelligte Zerkleinerungsleistung am größten ist. Somit ergeben sich aus der Kombination der unterschiedlichen Ausführungsformen gemäß den Patentansprüchen 1 bis 7 und den Patentansprüchen 8 bis 14 eine Vielzahl möglicher Ausgestaltungen der Erfindung, die alle Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1
eine schematische Schnittdarstellung einer Doppelstrommühle,
Fig. 2
einen Schnitt durch den äußeren Bereich des Schlägerrades entlang der in Fig. 3 dargestellten Linie II-II,
Fig. 3
einen Vertikalschnitt durch die oberen Hälfte einer erfindungsgemäßen Doppelstrommühle und
Fig. 4
eine Draufsicht auf eine Schlagplattenhälfte in großem Maßstab mit Darstellung der Strömungsverhältnisse.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Doppelstrommühle 1 in stark vereinfachter Darstellung. Die Doppelstrommühle 1 besitzt ein Gehäuse 2, das einen trommelförmigen Zerkleinerungsraum 3 umschließt. Die Vorderseite des Gehäuses 2 weist eine zentrale, kreisförmige Öffnung auf, die mit Hilfe eines schwenkbaren Gehäusedeckels 4 verschließbar ist. Auch der Gehäusedeckel 4 besitzt eine zentrale Einlaßöffnung 5, die zur Beschickung der Doppelstrommühle 1 dient. Zu diesem Zweck ist am Gehäusedeckel 4 über der Einlaßöffnung 5 ein Beschickungsschacht 6 befestigt, der nach Art eines Schwergutabscheiders ausgebildet ist. Zur Steuerung des Luft- und Materialstroms weist der Beschickungsschacht 6 in seinem Inneren schwenkbare Leitflächen 7 auf.
Im Inneren des trommelförmigen Zerkleinerungsraums 3 ist das Schlägerrad 8 frei drehbar angeordnet. Das Schlägerrad 8 wird von einer horizontalen, der Einlaßöffnung 5 gegenüberliegenden Antriebswelle 9, die an der Rückseite des Gehäuses 2 in den Lagern 10 gelagert ist, angetrieben. Zum Anschluß der Doppelstrommühle 1 an eine externe Kraftmaschine trägt das außerhalb des Gehäuses 2 liegende Ende der Antriebswelle 9 eine Mehrrillenscheibe 11. Das andere Ende der Antriebswelle 9 trägt das eigentliche Schlägerrad 8. Das Schlägerrad 8 besteht aus einem zylinderförmigen Sitz 12, der auf die Antriebswelle 9 aufgesteckt und kraftschlüssig mit ihr verbunden ist. Der zylinderförmige Sitz 12 ist von einer koaxialen Trägerscheibe 13 umgeben, der gegenüber eine ebenfalls koaxiale Trägerringscheibe 14 in vorbestimmtem Abstand angeordnet ist, so daß zwischen Trägerscheibe 13 und Ringträgerscheibe 14 ein ringscheibenförmiger Kanal 26 gebildet wird. Der innere Umfang der Trägerringscheibe 14 schließt mit einem geringen Spalt an den Gehäusedeckel 4 an, der zu diesem Zweck unter Bildung einer konusförmigen Aufweitung 15 ins Innere des Zerkleinerungsraums 3 geführt ist. Am äußeren Umfang der Trägerscheibe 13 und der Trägerringscheibe 14 sind eine Vielzahl paralleler Trägerplatten 16 kranzförmig angebracht, auf deren Vorder- und Rückseite die Schlagplatten 17 angebracht sind.
Der zentrale Bereich der Trägerscheibe 13 weist eine Umlenkeinrichtung 18 in Form eines Hohlkegelstumpfes auf, an deren sich in Einlaufrichtung erweiternde Kegelfläche eine zur Aufteilung des Luft- und Materialstroms parallel und koaxial zur Trägerscheibe 13 angeordnete Ringscheibe 19 angeordnet ist.
In radialem Abstand ist das Schlägerrad 10 von einer zylinderförmigen Wirkfläche 20 umgeben, so daß zwischen Schlägerrad 10 und Wirkfläche 20 ein Ringspalt 21 (Fig. 2) entsteht. Die Wirkfläche 20 ist in ihrem mittleren Bereich als Mahlbahn 22 ausgebildet, wozu die Oberfläche mit Prall- und Riffelelementen belegt ist. Die sich zu beiden Seiten der Mahlbahn 22 anschließenden Bereiche der Wirkfläche 20 bestehen aus ringförmigen Siebbahnen 23 und 24 mit radialen Siebdurchgängen, über die das Mahlgut schließlich zur im Gehäuseboden angeordneten Auslaßöffnung 25 gelangt.
Der Luft- und Materialstrom ist in Fig. 1 durch Pfeile sinnbildlich dargestellt. Das Aufgabegut gelangt zunächst von oben in den Beschickungsschacht 6 und wird durch den vom Schlägerrad 8 erzeugten Luftstrom durch die Einlaßöffnung 5 in das Innere des Zerkleinerungsraums 3 gesaugt. Dabei wird der Luft- und Materialstrom mit Hilfe der Leitflächen 7 um mehr als 90° umgelenkt, wobei Verunreinigungen im Aufgabegut wie z. B. Nägel, Schrauben etc., infolge ihres hohen Eigengewichts und ihrer sich daraus ergebenden Trägheit über den unten offenen Beschickungsschacht 6 ausgeschieden werden.
An der Umlenkeinrichtung 18 und der Verteilscheibe 19 erfährt der axiale gerichtete Luft- und Materialstrom eine Umlenkung in radialer Richtung, wobei er durch den von der Trägerscheibe 13 und Trägerringscheibe 14 gebildeten ringscheibenförmigen Kanal 26 zu der Wirkfläche 20 gelangt und dort beim Aufprall an der Mahlbahn 22 und den Schlagplatten 17 aufgeschlossen wird. Die Mahlbahn 22 bewirkt zudem eine weitere Aufteilung des Luft- und Materialstroms zu den sich seitlich anschließenden Siebbahnen 23 und 24, durch die der Luftstrom mit dem ausreichend gefeinten Material tritt und die Doppelstrommühle 1 über die Auslaßöffnung 25 wieder verläßt.
In Fig. 2 sieht man einen radialen Schnitt durch den äußeren Bereich des Schlägerrades 8 und der Mahlbahn 22. Die Mahlbahn 22 umschließt das Schlägerrad 8 konzentrisch. Die Innenfläche der Mahlbahn 22 wird von axialen Riffeln 27 gebildet, die im vorliegenden Beispiel durch halbkreisförmige Vertiefungen 28 getrennt sind, ansonsten auch anders, dem gewünschten Feinheitsgrad entsprechend, ausgebildet sein können. In den Vertiefungen 28 gelangt das Aufgabegut im Zuge der Zerkleinerung allmählich mit axialer Bewegungsrichtung aus dem Bereich der Mahlbahn 22 heraus und in den Bereich der Siebbahnen 23 und 24 hinein.
Unter Einhaltung des Ringspaltes 21 streicht das Schlägerrad 8 mit seinen am äußeren Umfang der Trägerscheibe 13 paarweise gleichmäßig verteilten Schlagplatten 17a, 17b an der Innenfläche der Mahlbahn 22 entlang. Zur Befestigung der Schlagplatten 17a, 17b dienen die Trägerplatten 16, die die Trägerringscheibe 14 starr mit der Trägerscheibe 13 verbinden und an deren Vorder- und Rückseite je eine Schlagplatte 17a, 17b fixiert ist. Dabei stehen die der Mahlbahn 22 gegenüberliegenden Längsränder der Schlagplatten 17a, 17b über den entsprechenden Längsrand der Trägerplatte 16, so daß ein zur Mahlbahn 22 hin offener, U-förmiger Kanal gebildet wird. Zur Befestigung der Schlagplatten 17a und 17b auf der Trägerplatte 16 können beispielsweise nicht dargestellte Schrauben dienen, die durch radial ausgerichtete Langlöcher in den Schlagplatten 17a und 17b reichen. Das ermöglicht ein Verstellen der Schlagplatten 17a und 17b in radialer Richtung.
Rotiert das Schlägerrad 8 entgegen des Uhrzeigersinns in Richtung des Pfeils, wird durch die Schlagplatten 17a, 17b ein Luftstrom erzeugt, der den gesamten Zerkleinerungsraum 3 durchströmt und dabei das Aufgabegut mit sich führt. Im oberflächennahen Bereich der Mahlbahn 22 beobachtet man Luftschichten mit geringer Geschwindigkeit, an denen infolge der rotierenden Schlagplatten 17a, 17b Luft mit hoher Geschwindigkeit vorbeigeführt wird. Im Ringspalt 21 wird dabei die Luft zwischen den Schlagplatten 17a, 17b und der Mahlbahn 22 komprimiert, bevor sie sich hinter der Schlagplatte 17a, 17b wieder ausdehnen kann. Dadurch kommt es zur Bildung einer ausgeprägten Wirbelzone hinter den einzelnen Schlagplatten 17a, 17b. Die dabei entstehenden Wirbel besitzen eine zur Antriebswelle parallele Rotationsachse und sind in Fig. 2 mit den Ringpfeilen 29a, 29b gekennzeichnet.
Durch den U-förmig begrenzten Raum hinter der ersten Schlagplatte 17a können sich die Wirbel 29a nicht frei ausdehnen um Energie abzubauen, sondern weisen zwangsweise einen geringen Durchmesser und hohe Umlaufgeschwindigkeiten auf. In dieser ersten energiereichen Wirbelzone findet ein großer Teil der Zerkleinerungsarbeit statt.
Hinter der zweiten Schlagplatte 17b fehlt die räumliche Begrenzung, so daß sich hier Wirbel 27b mit größerem Durchmesser einstellen, die besonders gut zur Auflockerung des zerkleinerten Aufgabematerials beitragen.
Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit, die Wirbelbildung im Zerkleinerungsraum zu steuern. Es ist lediglich der obere Teil einer Doppelstrommühle 1 dargestellt, wobei für gleiche Merkmale die gleichen Bezugszeichen wie unter Fig. 1 verwendet worden sind.
Man sieht auch hier ein innerhalb eines Gehäuses 2 um eine Achse 30 frei drehbares Schlägerrad 8, bestehend aus einer koaxialen Trägerscheibe 13 und Trägerringscheibe 14 und daran befestigten Trägerplatten 16 und Schlagplatten 17. Das Schlägerrad 8 ist in radialem Abstand von einer Wirkfläche 20 in Form einer Mahlbahn 22 mit beidseits anschließenden Siebbahnen 23 und 24 umschlossen. Zwischen Gehäuse 2 und Wirkfläche 20 wird ein kreisringförmiger Kanal 31 gebildet, der von zwei Ringwänden 32 und 33 unterteilt ist. In dem Kanal 31 wird das über die Siebbahnen 23 und 24 gesichtete und zerkleinerte Gut der Auslaßöffnung 25 im Bodenbereich der Doppelstrommühle 1 zugeführt.
Konzentrisch zur Trägerscheibe 13 und Ringträgerscheibe 14 sind zu den freien Enden der Schlagplatten 17 und Trägerplatten 16 hin weitere Ringscheiben 34, 35, 36 und 37 angeordnet, die auf diese Weise mit den Schlagplatten 17 in radialer Richtung offene Kammern bilden. Der Abstand der Ringscheiben 34 und 35 bzw. 36 und 37 untereinander sowie zur Trägerscheibe 13 bzw. Trägerringscheibe 14 und zur Wirkfläche 20 hin ist in Abhängigkeit der Eigenschaften des Aufgabeguts, der erwünschten Feinheit des zerkleinerten Guts und zur Steuerung des Materialflusses frei einstellbar.
Die sich beim Betrieb einer erfindungsgemäßen Doppelstrommühle 1 einstellenden Strömungsverhältnisse sind in Fig. 4 in großem Maßstab dargestellt. Man erkennt durch den Pfeil 38 versinnbildlicht, wie der Luft- und Materialstrom in dem von der Trägerscheibe 13 und Trägerringscheibe 14 (Fig. 3) gebildeten ringscheibenförmigen Kanal 26 in radialer Richtung zwischen den Schlagplatten 17 hindurch auf die Mahlbahn 22 trifft, wo er zu beiden Seiten nach außen in Richtung der Siebbahnen 23 und 24 umgelenkt wird.
Dabei unterstreicht er zunächst den äußeren Umfang der Trägerscheibe 13 und erzeugt in der ersten Kammer 39 eine durch Pfeile angedeutete Wirbelzone, deren Rotationsachse tangential zur Rotationsrichtung des Schlägerrades 8 verläuft. Der gleiche Vorgang wiederholt sich in den Kammern 40 und der mit der Gehäusewand gebildeten Kammer 41, wo weitere Wirbelzonen entstehen.
Durch Überlagerung dieser Wirbelzonen mit den unter Fig. 2 beschriebenen Wirbelzonen, deren Rotationsachsen um 90° versetzt sind, entstehen äußerst komplexe Strömungsverhältnisse, die zu einer intensiven und kraftvollen Verwirbelung des Aufgabeguts führen. Das Ergebnis ist eine schnelle und effektive Zerkleinerung des Aufgabeguts in einem engen Schwankungsbereich hinsichtlich des Feinheitsgrades.

Claims (15)

  1. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine, insbesondere zur Aufbereitung zellulosehaltiger Stoffe wie z. B. Holzspäne, mit einem rotierenden Schlagradsystem, insbesondere Schlägermühle, wobei über den äußeren Umfang des Schlägerrads (8) verteilt und zu dessen Achse parallele Schlagplatten (17) kranzförmig fest angeordnet sind, die zur Erzeugung von Wirbelzonen in vorbestimmtem radialem Abstand entlang einer das Schlägerrad (8) koaxial umfassenden, zylinderförmigen Wirkfläche (20) streichen, wobei neben jeder Schlagplatte (17a) in geringem tangentialem Abstand eine weitere Schlagplatte (17b) paarweise angeordnet ist.
  2. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Schlagplatten (17a, 17b) voneinander zwischen 0,5 cm und 3,0 cm liegt, vorzugsweise 1,5 cm beträgt.
  3. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Schlagplatten (17a, 17b) voneinander der Dicke der die Schlagplatten (17a, 17b) tragenden Trägerplatte (16) entspricht.
  4. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Trägerplatte (16) und Schlagplatten (17a, 17b) einen gegenüber der Wirkfläche (20) offenen, U-förmigen Kanal bilden.
  5. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der an einer Trägerplatte (16) befestigten Schlagplatten (17a, 17b) zur Wirkfläche (20) unterschiedlich groß sind.
  6. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der in Rotationsrichtung vorderen Schlagplatte (17a) kleiner ist als der Abstand der nachfolgenden Schlagplatte (17b).
  7. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Wirkfläche (20) gegenüberliegenden Schlagkanten der Schlapplatten (17a, 17b), insbesondere der in Rotationsrichtung hinteren Kante, gebrochen sind.
  8. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine, insbesondere zur Aufbereitung zellulosehaltiger Stoffe wie z. B. Holzspäne, mit einem rotierenden Schlagradsystem, insbesondere Schlägermühle, wobei das Schlägerrad (8) aus einer Welle (9) sowie einer daran befestigten koaxialen Trägerscheibe (13) und einer ihr in axialem Abstand gegenüberliegenden Trägerringscheibe (14), die über Schlagplatten (17) miteinander fest verbunden sind, besteht und wobei das Schlägerrad (8) konzentrisch in radialem Abstand von einer zylinderförmigen Wirkfläche (20) umgeben ist, wobei daß im Bereich des äußeren Umfangs der Trägerscheibe (13) und Trägerringscheibe (14) weitere konzentrische Ringscheiben (34, 35, 36, 37) in vorbestimmtem axialem Abstand am Schlägerrad (8) angeordnet sind.
  9. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der konzentrischen Ringscheiben (34, 35, 36, 37) untereinander zwischen 2,5 cm und 15,0 cm liegt, vorzugsweise 5,0 cm beträgt.
  10. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Ringscheiben (34, 35, 36, 37) in Richtung der freien Enden der Schlagplatten (17) zunimmt.
  11. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Ringscheiben (34, 35, 35, 37) zur Wirkfläche (20) zwischen 1,5 cm und 8,0 cm, vorzugsweise 4,0 cm beträgt.
  12. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der einzelnen Ringscheiben (34, 35, 36, 37) zur Wirkfläche (20) unterschiedlich groß ist.
  13. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der äußeren Ringscheiben (34, 37) zur Wirkfläche (20) größer ist als der Abstand der inneren Ringscheiben (35, 36) zur Wirkfläche (20).
  14. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbreite der Ringscheiben (34, 35, 36, 37) zwischen 5,0 cm und 12,5 cm liegt, vorzugsweise 10,0 cm beträgt.
  15. Gasdurchströmte Zerkleinerungsmaschine, insbesondere zur Aufbereitung zellulosehaltiger Stoffe, wie zum Beispiel Holzspäne, mit einem rotierenden Schlagradsystem, insbesondere Schlägermühle, wobei das Schlägerrad (8) aus einer Welle (9) sowie einer daran befestigten koaxialen Trägerscheibe (13) und einer ihr in axialem Abstand gegenüberliegenden Trägerringscheibe (14 besteht, wobei die Trägerscheibe (13) und Trägerringscheibe (14) mit über ihrem äußeren Umfang verteilten, axial ausgerichteten Schlagplatten (17) fest miteinander verbunden sind, die in radialem Abstand entlang einer das Schlägerrad (8) koaxial umfassenden zylinderförmigen Wirkfläche (20) streichen, dadurch gekennzeichnet, dass neben jeder Schlagplatte (17a) in geringem tangentialem Abstand eine weitere Schlagplatte (17b) paarweise angeordnet ist, so dass eine alternierende Abfolge von Schlagplatten in geringem und demgegenüber größerem gegenseitigem Abstand entsteht und dass im Bereich des äußeren Umfangs der Trägerscheibe (13) und Trägerringscheibe (14) weitere konzentrische Ringscheiben (34, 35, 36, 37) in axialem Abstand am Schlägerrad (8) angeordnet sind.
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