EP3782733B1 - Scherleiste für vorrichtung zum zerkleinern von schüttgutkörnern - Google Patents

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EP3782733B1
EP3782733B1 EP19192568.4A EP19192568A EP3782733B1 EP 3782733 B1 EP3782733 B1 EP 3782733B1 EP 19192568 A EP19192568 A EP 19192568A EP 3782733 B1 EP3782733 B1 EP 3782733B1
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EP
European Patent Office
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rotor
shear bar
groove
bulk material
shear
Prior art date
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Application number
EP19192568.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3782733A1 (de
Inventor
Simon KÜNZLE
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.)
Buehler AG
Original Assignee
Buehler AG
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Publication date
Application filed by Buehler AG filed Critical Buehler AG
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Priority to PCT/EP2020/072649 priority patent/WO2021032570A1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C9/00—Other milling methods or mills specially adapted for grain
    • B02C9/02—Cutting or splitting grain

Definitions

  • the invention relates to a shear bar for a device for comminuting bulk material grains and in particular cereal grains and kernels.
  • the invention also relates to a method for comminuting bulk material grains with a shear bar according to the invention.
  • Devices for comminuting bulk material grains are for example from the U.S. 1,744,169 and EP 1 151 797 A1 known. These devices comprise a perforated hollow drum which is rotatably mounted horizontally. The grain to be cut is conveyed into the interior of the rotating hollow drum and falls through the openings of the hollow drum. The grains protruding from the openings are then stripped off with knives and cut.
  • the disadvantage of such devices is that not all cereal grains are cut in the first pass.
  • the device for comminuting is thus always followed by at least one separating device (for example sifter or door) which sorts out grain that has not been cut or is insufficiently cut, which is then returned to the device.
  • the size distribution of the cut grains is very broad and unsatisfactory.
  • the device of the WO 2019/086375 A1 comprises two elements movable relative to one another, of which a first element is a rotor which is rotatably mounted about a rotor axis and has a cylindrical rotor Is formed circumferential surface and has a receiving portion in the form of an at least partially formed circumferential groove. Bulk material grains can be positioned within this circumferential groove.
  • the circumferential groove is crossed by at least one axial groove arranged in the rotor.
  • the second element which is designed as a shear bar, is arranged movably along the axial groove.
  • the shear bar also has a receiving section which is designed in the form of recesses along a longitudinal section of the shear bar.
  • the first receiving section (the circumferential groove) and the second receiving section (the recesses along a longitudinal section of the shear bar) are connected to one another via a passage and form a receptacle in which a bulk material grain can be positioned via the feed device.
  • the two receiving sections are displaced relative to one another by moving the shear bar in the axial groove of the rotor in such a way that the cross section of this passage is narrowed. As a result, a bulk material grain located in the receptacle is comminuted.
  • this object is achieved by a shear bar according to claim 1, a device comprising at least one such shear bar and a method carried out with this device.
  • any restriction of the mobility of the shear bar in the axial groove of the rotor of the device for comminuting bulk grains and in particular cereal grains and kernels can be overcome by using a shear bar which has a groove-shaped recess in at least one section of at least one of the larger side surfaces which extends over at least half the width of the side surface of the shear bar and extends to the end of the end face of the shear bar facing away from the upper section.
  • the fine-grained material (flour dust) formed from the bulk material grains during the grinding process is effectively conveyed out of the axial groove of the rotor of the device for grinding bulk material grains and especially grains and kernels with the help of the recess.
  • no foreign material collects within the axial groove of the rotor, which could impair the mobility of the shear bar in the axial groove.
  • cereal grains mean both fruits from plants of the sweet grass genus and from so-called pseudo-cereal plants such as quinoa and buckwheat.
  • Cereal kernels are cereal grains that have been peeled or peeled.
  • the device with the shear bar according to the invention is particularly suitable for the comminution of grains and kernels.
  • Such a device usually comprises 100 to 300, preferably 150 to 280 and particularly preferably 200 to 250 shear bars. According to the invention, at least 50%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 90% and particularly preferably all of these shear bars according to the invention are preferred. Part of the shear bars can be different from the one in the WO 2019/086375 A1 described type.
  • the shear bars according to the invention must be dimensioned in such a way that they can be used in the device described here for comminuting bulk material grains and can perform their function. This requires such a length and width of the cuboid shear bar that it can be arranged and moved in the axial grooves of the rotor of the device described here for comminuting bulk material grains.
  • the shear bar according to the invention preferably has a length in the range from 30 to 90 cm, preferably 40 to 80 cm and particularly preferably 50 to 70 cm, a width in the range from 10 to 25 cm, particularly preferably 15 to 20 cm, and a thickness in the range from 1 to 10 cm, preferably 2 to 5 cm and particularly preferably 2.5 to 4 cm.
  • the shear bar according to the invention is cuboid, i.e. it has a structure with a cuboid cross-section and two larger side surfaces and two smaller side surfaces (i.e. with a smaller area than the larger side surfaces).
  • a small side surface of the shear bar according to the invention comprises cutouts, preferably 50 to 100 and particularly preferably 60 to 80 cutouts, for forming a sawtooth-shaped section. These recesses form the second receiving sections described below. According to the invention, these recesses preferably have a trapezoidal profile.
  • the shear bar according to the invention has a groove-shaped recess in at least one section of at least one of the larger side surfaces, which extends over at least half the width of the side surface of the shear bar and extends to the end of the end face of the shear bar facing away from the upper section.
  • the shear bar has a groove-shaped depression in at least one section of both larger side surfaces.
  • the feature “extends to the end of the end face of the shear bar facing away from the upper section” means that the groove-shaped depression on the end face of the shear bar facing away from the upper section does not have a boundary wall, but is open. As a result, material located in the groove-shaped recess (such as flour dust) can be conveyed out of the groove-shaped recess and away from the shear bar downwards.
  • the groove-shaped depression is made in such a way that the fine-grained material (flour dust) that accumulates during the comminution process can accumulate in it sufficiently so that it does not impair the mobility of the shear bar.
  • the groove-shaped depression must have a minimum depth.
  • the width of the shear bar according to the invention defines a maximum depth for the groove-shaped depression. In the area of the recess, the shear bar according to the invention must still have a sufficient thickness so that the shear bar can be operated stably in the device.
  • the groove-shaped depression preferably has a depth of 0.2 to 1.0 cm, preferably 0.5 to 0.8 cm.
  • the shear bar has a groove-shaped depression in at least one section of at least one of the larger side surfaces, this section preferably extending over 60 to 95%, particularly preferably 70 to 90% of the total length of the larger side surface.
  • the groove-shaped depression preferably extends over a length of 20 to 80 cm, particularly preferably 30 to 70 cm and particularly preferably 40 to 60 cm.
  • the groove-shaped depression preferably has a width of 5 to 15 cm, particularly preferably 8 to 13 cm.
  • the shear bar has a groove-shaped recess with two long side walls, of which one side wall of the groove-shaped recess has a smaller slope than the other side wall of the groove-shaped recess.
  • One of the long side walls preferably has a steep slope in the range from 60 to 90 °, particularly preferably 70 to 89 °, while the other long side wall has a smaller slope in the range of 20 to 45 °, particularly preferably 30 to 40 °.
  • the long side wall with the smaller slope is additionally slightly curved at its ends. As a result, a boat-like profile of the groove-shaped recess is formed.
  • the shear bar has a groove-shaped recess, the groove-shaped recess in turn having holes.
  • Particularly preferably 10 to 30, particularly preferably 15 to 25 holes are arranged in the groove-shaped depression.
  • These holes preferably have a square or rectangular cross section.
  • the holes are particularly preferably evenly spaced from one another, with a distance of preferably 5 to 10 cm between each two holes.
  • the holes have a width of preferably 15 to 40 cm, particularly preferably 20 to 30 cm, and a height of preferably 3 to 15 cm, particularly preferably 5 to 13 cm.
  • the shear bar according to the invention comprises an upper section at one end of its longitudinal extent, which is designed such that the shear bar can be arranged in a holder in a tensile and pressure-resistant manner.
  • the upper section of the shear bar according to the invention therefore preferably has a shape that enables the shear bar to be hooked into a corresponding holder of a holder described below, this section of the shear bar being at the top in the suspended state.
  • the shear bar has a certain minimal play (ie minimal mobility) in the stored state and only experiences a force during the intended movement in the axial groove of the rotor.
  • the upper section of the shear bar according to the invention can have a T-shaped or clothes hanger-like shape.
  • the device according to the invention for comminuting bulk material grains comprises a first element with a first surface and a first receiving section, a second element with a second surface and a second receiving section, and a feed device.
  • the first surface and the second surface are arranged parallel to and facing one another.
  • the first element and the second element are also reversibly movable relative to one another between a first position and a second position.
  • the direction of movement i.e. the movement vector of the second element, lies in the plane of the first surface and the second surface.
  • the first receiving section and the second receiving section are connected to one another via a passage and thereby form a receptacle in which a bulk material grain can be positioned via the feed device.
  • a cross section of the passage is narrowed, so that a bulk material grain located in the receptacle is subjected to a shear force and broken or comminuted.
  • the cross-section of the passage lies in a plane parallel to the first surface and the second surface.
  • the virtual area the passage (since it is not a physical surface) will shrink as you move the first element and the second element.
  • the first receiving section and the second receiving section are designed as a groove or recess.
  • the receiving section is defined by a recess or groove and an envelope surface of the first or second element.
  • the envelope surface comprises the imaginary continuation of the first or second surface in the region of the depression or groove.
  • the first element and the second element have a plurality of first receiving sections and second receiving sections, which each form a corresponding plurality of receptacles.
  • typically 50 to 100 cutouts are formed as second receiving sections in a shear bar and a corresponding number of circumferential grooves in the circumferential surface of the rotor.
  • the feed device can be a simple opening which allows the bulk material grain to be introduced into the receptacle.
  • the first element is designed as a rotor mounted rotatably about a rotor axis and having a cylindrical circumferential surface, the first receiving section being an at least partially designed circumferential groove.
  • the rotor has an axial groove which crosses the circumferential groove.
  • the first surface is designed as a side wall of the axial groove.
  • the second element is designed as a shear bar according to the invention, arranged in the axial groove and mounted reversibly movably along the axial groove, the second receiving section being a recess in the shear bar.
  • the recess in the shear bar is preferably designed as a continuation of the circumferential groove of the rotor when the shear bar and rotor are in the first position.
  • Partially formed circumferential groove means that the circumferential groove does not necessarily have to extend over the entire circumference of the rotor, but can also only be formed in sections on the circumferential surface.
  • the circumferential groove can have an annular or a helical course.
  • Axial groove means that the groove has a parallel course to the rotor axis.
  • the axial groove can be formed by a material recess in the rotor surface. It is also conceivable that strips on a rotor surface are arranged at a distance from one another and aligned parallel to the rotor axis, so that a groove is formed between the strips.
  • the rotor When the device is operated, the rotor is rotated about the rotor axis. Bulk material grains are fed to the circumferential groove and the recess via the feed device.
  • the device preferably further comprises a housing with a housing wall which at least partially surrounds the rotor coaxially and at least one feed opening (as part of the feed device) and has at least one outlet opening for the bulk material grains.
  • the supply is preferably carried out through a supply opening in the housing wall, which extends along an axial direction, preferably over the entire height of the rotor.
  • the housing wall preferably has at least one movable housing wall section.
  • the movable housing wall section is arranged in such a way that, viewed radially with respect to the rotor axis, the movable housing wall section overlaps the first receiving section and the second receiving section.
  • a corresponding number of movable housing wall sections is preferably provided, which are arranged adjacently in the axial direction in order to overlap all of the receiving sections.
  • a plurality of housing wall sections are also preferably arranged next to one another in the circumferential direction of the rotor in order to cover all of the shear bars.
  • the movable housing wall section thus enables the foreign body to be displaced radially outward.
  • the movable housing wall section can for example be designed as a hinged flap. However, the housing wall section is preferably designed and supported in such a way that an essentially translatory movement in the radial direction is made possible.
  • the movable housing wall section is preferably prestressed in the direction of the rotor, in particular in the radial direction Direction of the rotor preloaded.
  • the preload can take place with the aid of an elastic element and is preferably implemented with a spring element, the spring preload force of which is preferably adjustable. By adjusting the spring preload force, the movable housing wall section can be adapted to the bulk material grains to be comminuted, so that only foreign bodies cause a displacement of the housing wall section.
  • the at least one movable housing wall section preferably interacts with a movement sensor for determining a movement of the movable housing wall section.
  • the movement of the movable housing wall section can thus be determined with the movement sensor and consequently the presence of a foreign body can be recognized. Then it can be provided, for example, that the device to protect the rotor is stopped or that the bulk material grains are sorted out because of the foreign bodies they contain.
  • the motion sensor preferably comprises a flexible line and a process sensor, in particular a pressure or fill level sensor.
  • the flexible line is filled with a fluid, preferably with a liquid, and is arranged radially with respect to the rotor axis further away from the rotor axis than the movable housing wall section.
  • the flexible line is arranged in the housing in such a way that a movement of the movable housing wall section causes an elastic deformation of the line, which in turn causes a pressure or fill level change in the flexible line.
  • the process sensor enables the determination of a pressure or level change in the line, which can be traced back to the movement of the movable housing wall section.
  • the line is particularly preferably arranged essentially parallel to the rotor axis and is filled with a liquid, a change in the liquid level in the line being able to be determined by means of a capacitive sensor.
  • the change in the liquid level can take place by directly determining the liquid level or by determining the displacement of a floating body in the line.
  • the feed opening is provided with a braking device which slows down the supply of bulk material grains and supports the reception of the bulk material grains in the receptacle.
  • This braking device is preferably designed as a grid which is attached to the feed opening.
  • a storage chamber on the side facing away from the rotor is also provided. The bulk material grains collect in the storage chamber and thus reach the rotor through the grid with appropriately large perforations, line up in the circumferential groove and are carried along by the rotation of the rotor.
  • the rotor axis is preferably arranged vertically.
  • the cross section of the passage at the transition between the circumferential groove and the recess of the shear bar is reduced, and the bulk material grains are thus comminuted.
  • the comminuted bulk material grains then leave the device through the outlet opening.
  • the circumferential groove is preferably designed in such a way that the comminuted bulk material grains can leave the circumferential groove, for example by gravity.
  • a finger attached to the housing can be formed which protrudes into the circumferential groove and supports leaving the circumferential groove.
  • a type of comb with a corresponding number of fingers can also be arranged on the housing.
  • the circumferential groove is preferably a circumferential groove. This means that with the shear bar in the first position, a circumferential groove is formed from the circumferential groove and the recess.
  • the axial groove preferably extends over the entire height of the rotor.
  • the circumferential groove and the corresponding recess in the shear bar preferably have a trapezoidal profile in the radial section through the rotor.
  • the profile of an isosceles trapezoid is preferred.
  • the base of the trapezoidal circumferential groove is open and corresponds to the circumferential surface of the rotor. The other, shorter base side thus extends essentially parallel to the circumferential surface of the rotor.
  • This preferred configuration of the circumferential groove ensures that the bulk material grains can leave the circumferential groove independently. In addition, damage to the rotor and / or the shear bar is largely avoided if there are solid objects such as stones.
  • the profile of the circumferential groove ensures that solids, which cannot be crushed due to their hardness and could lead to damage to the device, are pushed outwards by the legs of the circumferential groove and the recess with respect to a rotor axis without affecting the rotor and / or can damage the shear bar, in particular if a movable housing wall section is provided. Openings are then preferably formed in the housing which enable foreign bodies to be removed from the device.
  • the movable housing wall section is preferably spring-preloaded in the direction of the rotor.
  • the spring force of the preload is selected so that when foreign bodies are moved out of the circumferential groove and / or the recess through the profile thereof, the foreign body is pressed against the movable housing wall section and displaces it, so that an opening is released through which the foreign body can leave the device.
  • the bulk material grains are fed to the device without foreign bodies, e.g. by means of an upstream cleaning, which can be done mechanically, optically, magnetically, etc.
  • the bulk material grains can also be analyzed at the feed opening in order to identify foreign bodies and initiate the necessary steps.
  • a torque determination of a drive of the rotor can also be used in order to recognize an increased load.
  • a shear pin can also be provided in order to be able to separate the rotor from the drive if foreign bodies which cannot be crushed get into the circumferential groove.
  • the load on the shear bar can also be monitored or the shear bar can be secured with a shear pin or a predetermined breaking point, which separates the shear bar from a shear bar drive in the event of an overload.
  • the rotor has a plurality of circumferential grooves which, in particular, are equally spaced from one another are.
  • the shear bar comprises a corresponding number of recesses, each recess being assigned to a first circumferential groove in the first position.
  • a recess assigned to a first circumferential groove in the first position is preferably assigned to a second circumferential groove in the second position, the second circumferential groove preferably being arranged adjacent to the first circumferential groove.
  • the recess which in the first position has formed a continuous channel with the first circumferential groove assigned to it, forms a continuous channel with another, second circumferential groove, in which the bulk material grains can be reduced in size.
  • the second circumferential groove viewed in the axial direction of the rotor, is preferably arranged adjacent to the first circumferential groove.
  • the shear bar does not necessarily have to be moved from the first position to the second position and then back to the first position.
  • a movement from the first position to the second position and analogously from the second position to the first position
  • several comminution cycles can thus be carried out, depending on the number of circumferential grooves arranged between the first and second circumferential grooves.
  • the rotor comprises a plurality of shear bars which are each arranged in an axial groove.
  • the shear bars are particularly preferably arranged at the same distance from one another on the circumferential surface of the rotor, particularly preferably arranged at a distance from one another between 1 and 10 mm.
  • the circumferential groove preferably has a width between 1 and 10 mm and / or a depth between 1 and 10 mm.
  • the rotor preferably has an outside diameter between 200 and 600 mm.
  • the housing wall which at least partially surrounds the rotor, is preferably arranged at a distance of between 0 and 5 mm from the circumferential surface of the rotor.
  • the housing wall thus serves as a closure of the circumferential groove, so that when the shear bar is moved, the bulk material grains arranged in the circumferential groove remain in the circumferential groove.
  • the housing wall or parts thereof can have openings for the removal of foreign bodies and / or be provided with movable and possibly spring-loaded housing wall sections for.
  • the rotor can preferably be driven at a speed of between 5 and 100 revolutions / min.
  • the shear bar is preferably displaceable by means of a cam gear.
  • a cam gear represents a very simple variant for the formation of an actuator for the shear bar or the large number of shear bars.
  • shear bar can also be driven differently, e.g. by means of mechanical, pneumatic or hydraulic actuators.
  • the cam mechanism comprises at least one control cam, which is arranged non-rotatably with respect to a direction of rotation of the rotor at an axial end of the rotor.
  • the control cam is preferably a control wheel mounted rotatably about an axis.
  • the control cam is arranged in such a way that an axial end of the shear bar (s) touches the control cam when the rotor rotates and is moved axially.
  • a punch is preferably arranged on the axial end of the shear bar that interacts with the control cam and is guided axially into a guide bore of the rotor.
  • the punch preferably interacts with an elastic element, in particular a spring element, or is already pretensioned in the axial direction. This ensures that the movement of the shear bar between the first position and the second position is brought about by the control cam in only one direction, while the elastic element moves the shear bar back in the opposite direction.
  • shear bars are assigned to a punch so that the shear bars can be moved in groups, for example in groups of 5 shear bars, between the first position and the second position.
  • the cam gear preferably comprises a circumferential groove in which a projection of the shear bar is arranged.
  • the circumferential groove serves as a guide for the projection of the shear bar and is designed in such a way that the shear bar is moved back and forth between the first position and the second position when the rotor is rotated.
  • the invention also relates to a method for comminuting bulk material grains with a device according to the invention, in which there is no return of the product.
  • the product is thus fed directly to a subsequent process step or stored.
  • the device as described above it is possible to further process the comminuted bulk material grains directly, ie without a separation step, without the product being returned to the same device or to an analog device.
  • the dimensions of the first receiving section and the second receiving section it is possible to define the maximum particle size of the comminuted bulk material grains.
  • the distance perpendicular to the first or second surface between the plane of the passage and a delimitation of the first or second receiving section determines the maximum grain size that can be achieved with the device.
  • the maximum grain size corresponds exactly to the width of the shear bar.
  • the device 1 comprises a first element 2 and a second element 5.
  • the receiving sections 4 and 7 are designed as a recess of the respective element 2 and 5 and thus form a receptacle for the bulk material grain K (supplied via the feed device 8) the second element 2 and 5 also each have a flat surface 3 and 6, which are arranged parallel to one another.
  • the comminuted bulk material grain K can then be removed from the device 1 through the through-hole 4 and / or 7.
  • the first element 2 and the second element 5 are according to the invention by means of a drive is moved back and forth between the first position P1 and a second position P2, not shown.
  • the direction of movement M lies in the plane of the first surface 3 or second surface 6.
  • the device 1 comprises a housing 11 which has a supply opening 8 and an outlet opening 12 for the bulk material grains K.
  • the device 1 comprises a rotor 21 with a cylindrical circumferential surface, which in the Figures 4A and 4B is shown schematically.
  • the rotor 21 is mounted rotatably about a rotor axis A by means of bearings 13.
  • a motor unit 14 comprising a motor and a gearbox serves as a rotor drive.
  • the rotor 21 is shown schematically.
  • the rotor 21 has a plurality of circumferential circumferential grooves 41, 41 ′ on its circumferential surface, only two of which are shown, which are designed to receive the bulk material grains K.
  • Each circumferential groove 41, 41 ' has a width B and a depth T extending in the radial direction of the rotor 21 (which in FIG Figure 6A will be shown).
  • the rotor 21 also has a plurality of inventive shear bars 51, 51 ', of which only the shear bar 51 in the Figures 4A and 4B is shown.
  • the shear bar 51 is arranged in an axial groove 10 of the rotor 21 and is displaceable along a direction of movement M.
  • the axial groove 10 crosses the circumferential groove 41 (and 41 ').
  • the rotor thus has a plurality of axial grooves, in which Figures 4A and 4B only one axial Groove 10 is shown for the sake of simplicity. It can be seen that the functioning of that of the device of Figure 1 is equivalent to.
  • the first receiving section is designed as a circumferential groove 41 or 41 ′, and the first surface 3 corresponds to a side wall 31 of the axial groove 10.
  • the shear bar 51 thus corresponds to the second element 5, the second receiving section 7 being designed as a recess 71 or 71 'of the shear bar 51.
  • a side surface 61 of the shear bar 51 which borders on the side wall 31 of the axial groove 10, accordingly corresponds to the second surface 6 of the second element 5.
  • Circumferential groove 41 and recess 71 have an identical cross section in the radial section through the rotor 21 and are in the first Position P1 the Figure 5A aligned so that they form a passage 9.
  • the bulk material grains K are fed via a (in Figures 4a and 4b Feed opening 8 (not shown) is fed to the rotating rotor 21, where they enter the circumferential grooves 41, 41 'and are carried along by the rotation of the rotor 21.
  • the associated reduction in the cross section of a transition 9 between the respective circumferential groove 41, 41 'and the recess 71, 71' of the shear bar 51 in the area of the intersection between the circumferential grooves 41, 41 'and axial grooves 10, 10' has the consequence that the bulk material grains K are crushed.
  • the shredding is in the Figure 4B shown. If the width B of the circumferential groove 41, 41 'corresponds to the width of the shear bar 51, it can thus be ensured that the size distribution of the comminuted bulk material grains K corresponds to a maximum of B.
  • FIG. 5 a detail of the feed and discharge device of the device 1 is shown separately.
  • the inlet 8 and outlet openings 12 are connected to corresponding inlet openings 80 and outlet openings 120 of a housing wall 16 via a line.
  • inlet openings 80 or outlet openings 120 are arranged circumferentially of the rotor 21, wherein in the Figure 5 only one input port 80 and one output port 120 are shown.
  • the inlet opening 80 is provided with a grid 17.
  • a storage container 18 is arranged, which is filled with bulk material grains when the device 1 is operated, so that it can be ensured that bulk material grains can be fed to the rotor 21 over the entire height.
  • the grid 17 supports the formation of a bulk material grain column in the storage container 18 and ensures that not too many bulk material grains reach the rotor 21, which could lead to malfunctions in the device 1.
  • an outlet opening 120 is arranged downstream of the inlet opening 80.
  • a comb device 19 is attached to the housing wall 16.
  • the comb device 19 has a plurality of fingers 20 which are each assigned to a circumferential groove 41, 41 'of the device. The fingers 20 protrude into the respective circumferential groove 41, 41 'and have the effect that the comminuted bulk material grains are removed from the circumferential groove 41, 41' and can leave the device 1 through the exit opening 120 for further processing.
  • FIG. 6A and 6B an embodiment of the drive of the inventive shear bars 51, 51 'is shown.
  • the shear bars 51, 51 'etc. are connected to a holder 29 in a tensile and compression-proof manner.
  • the holder 29 is in turn connected to a stamp 27, 27 'in a tensile and pressure-proof manner.
  • the punches 27 and 27 'etc. (only two of which are provided with a reference number for the sake of clarity) are guided axially with respect to the axis of rotation A of the rotor 21 in an associated guide bore 30 or 30' of the rotor 21.
  • control cams 26 are arranged, of which only one in the Figures 6A and 6B are visible.
  • the cam 26 is rotatably mounted with respect to a direction of rotation of the rotor 21 so that it remains stationary when the rotor 21 is rotating, is designed as a circular control wheel and freely rotatable about the axis Z - ie without a drive.
  • the plunger 27 is pressed upwards by the spring force of the spiral spring 28.
  • the punch 27 is moved upwards again until the holder 29 encounters a stop against a stop surface of the rotor 21.
  • the shear bars 51, 51 'etc. thus return from the second position P2 to the starting position, which corresponds to the first position P1.
  • control cams 26 are provided in accordance with the examples described above, which drive the shear bars 51, 51 'etc. between the respective inlet opening 80 and outlet opening 120.
  • the housing wall 16 comprises a plurality of housing wall segments 24, which are each assigned to a circumferential groove 41 of the rotor 21 and are arranged next to one another in the axial direction of the rotor 21.
  • housing wall section 24 is provided with a reference number.
  • Each housing wall section 24 is pretensioned in the direction of the rotor 21 by a spiral spring 34.
  • the trapezoidal profile of the circumferential groove 41 and the recess 71 of the shear bar 51 according to the invention causes the bulk material grains K to be pressed against the housing wall 16 when the shear bar 51 is moved.
  • the pretensioning force of the spiral spring 34 is selected so that the housing wall sections 24 are not displaced when the shear bar 51 is moved.
  • a foreign body which is hard and therefore cannot be crushed by the device 1
  • the trapezoidal profile causes the foreign body to be pressed against the associated housing wall section 24 and this in the radial direction of the rotor 21 moves outwards.
  • damage to the rotor 21 and in particular to the circumferential groove 41 or the recess 71 of the shear bar 51 is largely avoided.
  • the housing wall 16 comprises a plurality of movable housing wall sections 24, which are analogous to the housing wall sections 24 of FIG Figure 7 are trained.
  • the device 1 additionally comprises a movement sensor 25.
  • the movement sensor 25 comprises a flexible line 35, which is arranged radially with respect to the axis of rotation A outside the housing wall 16, directly behind the housing wall sections 24.
  • the flexible line 35 runs parallel to the axis of rotation A of the rotor 21 and is filled with a liquid up to a desired level.
  • a level sensor monitors the liquid level.
  • the flexible line 35 is arranged in such a way that it is squeezed when a housing wall section 24 is displaced outward, and thus a rise in the liquid level caused.
  • the level sensor determines the deviation of the liquid level from the target level. It can thus be recognized whether one or more housing wall sections 24 have been displaced and thus that objects are contained in the device 1 which cannot be comminuted.
  • the shear bar 51 is cuboid and has recesses 71 in one of the smaller side surfaces, which have already been described above.
  • the shear bar 51 thus has a sawtooth-shaped profile at least in one surface section.
  • the shear bar 51 also has a groove-shaped recess 72, which has been described above, in at least one section of one of the larger side surfaces.
  • the shear bar 51 also has an upper section 73 which is designed such that the shear bar 51 can be mounted in a holder 29 of the device 1 without pressure or tension.
  • the upper section 73 is T-shaped, which enables the shear bar 51 to be hooked into the holder 29.
  • Figure 9b is a side view of the shear bar 51 according to FIG Figure 9a shown.
  • Figure 9c is a side view of the shear bar 51 according to FIG Figure 9a shown. It can be seen that in this embodiment Groove-shaped recesses 72 are arranged in both larger side surfaces of the shear bar 51.
  • FIG. 10 a schematic view of a second embodiment of a shear bar 51 according to the invention is shown. This embodiment differs from that in Figures 9a to 9c The embodiment shown in that 72 holes 74 are arranged in the groove-shaped recess.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Scherleiste für eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern und insbesondere von Getreidekörnern und -kernen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern mit einer erfindungsgemässen Scherleiste.
  • Vorrichtungen zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern, sogenannte Grützeschneidemaschinen, sind beispielsweise aus der US 1,744,169 und EP 1 151 797 A1 bekannt. Diese Vorrichtungen umfassen eine perforierte Hohltrommel, welche horizontal drehbar gelagert ist. Das zu schneidende Getreide wird in das Innere der sich drehenden Hohltrommel gefördert und fällt durch die Öffnungen der Hohltrommel hindurch. Die aus den Öffnungen herausragenden Getreidekörner werden dann an Messern abgestreift und geschnitten. Nachteilig bei solchen Vorrichtungen ist, dass nicht alle Getreidekörner beim ersten Durchgang geschnitten werden. Der Vorrichtung zum Zerkleinern ist somit immer wenigstens eine Trennvorrichtung (z.B. Sichter oder Trieur) nachgeschaltet, welche nicht oder ungenügend geschnittenes Getreide aussortiert, welches der Vorrichtung dann rückgeführt wird. Zudem ist die Grössenverteilung der geschnittenen Getreidekörner sehr breit und nicht zufriedenstellend.
  • In der WO 2019/086375 A1 wurde eine verbesserte Vorrichtung zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern beschrieben, welche eine effizientere und gleichmässige Zerkleinerung von Schüttgutkörnern ermöglicht und keine nachgeschaltete Trennvorrichtung benötigt.
  • Die Vorrichtung der WO 2019/086375 A1 umfasst zwei relativ zueinander bewegliche Elemente, von denen ein erstes Element als um eine Rotorachse drehbar gelagerter Rotor mit einer zylindrischen Umfangsfläche ausgebildet ist und einen Aufnahmeabschnitt in Form einer zumindest teilweise ausgebildeten Umfangsnut aufweist. Innerhalb dieser Umfangsnut können Schüttgutkörner positioniert werden.
  • Die Umfangsnut wird von wenigstens einer im Rotor angeordneten axialen Nut gekreuzt. Innerhalb dieser axialen Nut ist das zweite Element, welches als Scherleiste ausgebildet ist, beweglich entlang der axialen Nut angeordnet. Die Scherleiste weist ebenfalls einen Aufnahmeabschnitt auf, welcher in Form von Aussparungen entlang eines Längsabschnitts der Scherleiste ausgebildet ist.
  • In einer ersten Position stehen der erste Aufnahmeabschnitt (die Umfangsnut) und der zweite Aufnahmeabschnitt (die Aussparungen entlang eines Längsabschnitts der Scherleiste) über einen Durchgang miteinander in Verbindung und bilden eine Aufnahme, in welche ein Schüttgutkorn über die Zufuhreinrichtung positionierbar ist. In einer zweiten Position sind die beiden Aufnahmeabschnitte durch Bewegung der Scherleiste in der axialen Nut des Rotors derart gegeneinander verschoben, dass der Querschnitt dieses Durchgangs verengt wurde. Dadurch wird ein in der Aufnahme befindliches Schüttgutkorn zerkleinert.
  • Die Vorrichtung der WO 2019/086375 A1 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 10 im Detail erläutert.
  • Es hat sich gezeigt, dass bei langem Betrieb der Vorrichtung gemäss der WO 2019/086375 A1 die Beweglichkeit der Scherleiste in der axialen Nut nicht mehr ausreichend gewährleistet sein kann, wodurch die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung eingeschränkt wird. Dies liegt vermutlich an dem während des Zerkleinerungsvorgangs aus den Schüttgutkörnern gebildeten feinkörnigen Material (sogenannter Mehlstaub), welcher auf die Scherleiste eine Reibungskraft ausübt.
  • Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorstehend beschriebenen Nachteil zu überwinden.
  • Gemäss der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Scherleiste gemäss Anspruch 1, einer Vorrichtung umfassend mindestens eine derartige Scherleiste sowie einem mit dieser Vorrichtung durchgeführten Verfahren gelöst.
  • Im Detail betrifft die vorliegende Erfindung eine Scherleiste für eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern und insbesondere von Getreidekörnern und -kernen, wobei die Scherleiste quaderförmig mit kleineren und grösseren Seitenflächen ausgebildet ist und vorzugsweise eine Länge im Bereich von 30 bis 90 cm, eine Breite im Bereich von 10 bis 25 cm und eine Dicke im Bereich von 1 bis 10 cm aufweist, umfassend
    • einen oberen Abschnitt, welcher so ausgebildet ist, dass die Scherleiste in einer Halterung zug- und druckfest angeordnet werden kann,
    • eine kleine Seitenfläche mit Aussparungen, vorzugsweise 50 bis 100 Aussparungen, zur Ausbildung eines sägezahnförmigen Abschnitts,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Scherleiste in mindestens einem Abschnitt mindestens einer der grösseren Seitenflächen eine nutförmige Vertiefung aufweist, welche sich über mindestens die Hälfte der Breite der Seitenfläche der Scherleiste erstreckt und sich bis an das Ende der vom oberen Abschnitt abgewandten Endfläche der Scherleiste erstreckt.
  • Es hat sich erfindungsgemäss überraschend gezeigt, dass das aus dem Stand der Technik bekannte Problem der bei langem Betrieb möglicherweise auftretenden Einschränkung der Beweglichkeit der Scherleiste in der axialen Nut des Rotors der Vorrichtung zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern und insbesondere von Getreidekörnern und -kernen dadurch überwunden werden kann, dass eine Scherleiste eingesetzt wird, welche in mindestens einem Abschnitt mindestens einer der grösseren Seitenflächen eine nutförmige Vertiefung aufweist, welche sich über mindestens die Hälfte der Breite der Seitenfläche der Scherleiste erstreckt und sich bis an das Ende der vom oberen Abschnitt abgewandten Endfläche der Scherleiste erstreckt.
  • Das während des Zerkleinerungsvorgangs aus den Schüttgutkörnern gebildete feinkörnige Material (Mehlstaub) wird mit Hilfe der Vertiefung aus der axialen Nut des Rotors der Vorrichtung zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern und insbesondere von Getreidekörnern und -kernen effektiv herausbefördert. Innerhalb der axialen Nut des Rotors sammelt sich somit kein Fremdmaterial an, welches die Beweglichkeit der Scherleiste in der axialen Nut beeinträchtigen könnte.
  • Die Vorrichtung mit der erfindungsgemässen Scherleiste kann in den folgenden Gebieten eingesetzt werden:
    • Verarbeitung von Getreide, Getreidevermahlungsprodukten und Getreideendprodukte der Müllerei oder Spezialmüllerei;
    • Verarbeitung von Hülsenfrüchten;
    • Herstellung von Futter für Nutz- und Haustiere, Fische und Krustentiere;
    • Verarbeitung von Ölsaaten;
    • Verarbeitung von Biomasse und Herstellung von Energiepellets;
    • industrielle Mälzerei- und Schroterei-Anlagen;
    • Verarbeitung von Kakaobohnen, Nüssen und Kaffeebohnen.
  • Als Getreidekörner im Sinne der vorliegenden Erfindung sind sowohl Früchte aus Pflanzen der Gattung der Süssgräser als auch aus sogenannten Pseudogetreidepflanzen wie z.B. Quinoa und Buchweizen gemeint. Getreidekerne sind Getreidekörner, welche geschält beziehungsweise enthäutet worden sind.
  • Die Vorrichtung mit der erfindungsgemässen Scherleiste eignet sich insbesondere für die Zerkleinerung von Getreidekörnern und -kernen.
  • Üblicherweise umfasst eine derartige Vorrichtung 100 bis 300, vorzugsweise 150 bis 280 und besonders bevorzugt 200 bis 250 Scherleisten. Erfindungsgemäss bevorzugt sind mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 70%, besonders bevorzugt mindestens 90% und insbesondere bevorzugt sämtliche dieser Scherleisten erfindungsgemässe Scherleisten. Ein Teil der Scherleisten können von der in der WO 2019/086375 A1 beschriebenen Art sein.
  • Die erfindungsgemässen Scherleisten müssen derart dimensioniert sein, dass sie in der hier beschriebenen Vorrichtung zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern eingesetzt und ihre Funktion ausüben können. Das bedingt eine derartige Länge und Breite der quaderförmigen Scherleiste, dass sie in die axialen Nuten des Rotors der hier beschriebenen Vorrichtung zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern angeordnet und bewegt werden kann.
  • Vorzugsweise weist die erfindungsgemässe Scherleiste eine Länge im Bereich von 30 bis 90 cm, bevorzugt 40 bis 80 cm und insbesondere bevorzugt 50 bis 70 cm, eine Breite im Bereich von 10 bis 25 cm, insbesondere bevorzugt 15 bis 20 cm, und eine Dicke im Bereich von 1 bis 10 cm, bevorzugt 2 bis 5 cm und insbesondere bevorzugt 2,5 bis 4 cm auf.
  • Die erfindungsgemässe Scherleiste ist quaderförmig, d.h. sie weist eine Struktur mit quaderförmigem Querschnitt und zwei grösseren Seitenflächen und zwei kleineren Seitenflächen (d.h. mit kleinerem Flächeninhalt als die grösseren Seitenflächen) auf.
  • Eine kleine Seitenfläche der erfindungsgemässen Scherleiste umfasst Aussparungen, vorzugsweise 50 bis 100 und insbesondere bevorzugt 60 bis 80 Aussparungen, zur Ausbildung eines sägezahnförmigen Abschnitts. Diese Aussparungen bilden die nachstehend beschriebenen zweiten Aufnahmeabschnitte. Erfindungsgemäss bevorzugt weisen diese Aussparungen ein trapezförmiges Profil auf.
  • Weiterhin weist die erfindungsgemässe Scherleiste in mindestens einem Abschnitt mindestens einer der grösseren Seitenflächen eine nutförmige Vertiefung auf, welche sich über mindestens die Hälfte der Breite der Seitenfläche der Scherleiste erstreckt und sich bis an das Ende der vom oberen Abschnitt abgewandten Endfläche der Scherleiste erstreckt.
  • Gemäss einer bevorzugten erfindungsgemässen Ausführungsform weist die Scherleiste eine nutförmige Vertiefung in mindestens einem Abschnitt von beiden grösseren Seitenflächen auf.
  • Das Merkmal "sich bis an das Ende der vom oberen Abschnitt abgewandten Endfläche der Scherleiste erstreckt" bedeutet, dass die nutförmige Vertiefung an der vom oberen Abschnitt abgewandten Endfläche der Scherleiste keine Begrenzungswand aufweist, sondern offen ist. Dadurch kann in der nutförmigen Vertiefung befindliches Material (wie Mehlstaub) aus der nutförmigen Vertiefung heraus und von der Scherleiste nach unten weg befördert werden.
  • Die nutförmige Vertiefung ist derart beschaffen, dass sich das während des Zerkleinerungsvorgangs anfallende feinkörnige Material (Mehlstaub) ausreichend darin anhäufen kann, so dass es die Beweglichkeit der Scherleiste nicht beeinträchtigt. Mit anderen Worten muss die nutförmige Vertiefung eine Mindesttiefe aufweisen. Die Breite der erfindungsgemässen Scherleiste definiert andererseits eine maximale Tiefe für die nutförmige Vertiefung. Im Bereich der Vertiefung muss die erfindungsgemässe Scherleiste immer noch eine ausreichende Dicke aufweisen, damit die Scherleiste in der Vorrichtung stabil betrieben werden kann. Erfindungsgemäss bevorzugt weist die nutförmige Vertiefung eine Tiefe von 0,2 bis 1,0 cm, vorzugsweise 0,5 bis 0,8 cm auf.
  • Gemäss einer weiteren bevorzugten erfindungsgemässen Ausführungsform weist die Scherleiste eine nutförmige Vertiefung in mindestens einem Abschnitt mindestens einer der grösseren Seitenflächen auf, wobei sich dieser Abschnitt vorzugsweise über 60 bis 95%, besonders bevorzugt 70 bis 90% der Gesamtlänge der grösseren Seitenfläche erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich die nutförmige Vertiefung über eine Länge von 20 bis 80 cm, besonders bevorzugt 30 bis 70 cm und insbesondere bevorzugt 40 bis 60 cm.
  • Vorzugsweise weist die nutförmige Vertiefung eine Breite von 5 bis 15 cm, besonders bevorzugt 8 bis 13 cm auf.
  • Gemäss einer weiteren bevorzugten erfindungsgemässen Ausführungsform weist die Scherleiste eine nutförmige Vertiefung mit zwei langen Seitenwänden auf, von denen eine Seitenwand der nutförmigen Vertiefung gegenüber der anderen Seitenwand der nutförmigen Vertiefung eine geringere Steigung aufweist. Bevorzugt weist dabei eine der langen Seitenwände eine grosse Steigung im Bereich von 60 bis 90°, besonders bevorzugt 70 bis 89° auf, während die andere lange Seitenwand eine geringere Steigung im Bereich von 20 bis 45°, besonders bevorzugt 30 bis 40° aufweist. Besonders bevorzugt ist die lange Seitenwand mit der geringeren Steigung an ihren Enden zusätzlich leicht gekrümmt. Dadurch wird ein bootähnliches Profil der nutförmigen Vertiefung ausgebildet.
  • Gemäss einer weiteren bevorzugten erfindungsgemässen Ausführungsform weist die Scherleiste eine nutförmige Vertiefung auf, wobei die nutförmige Vertiefung ihrerseits Löcher aufweist. Besonders bevorzugt sind in der nutförmigen Vertiefung 10 bis 30, insbesondere bevorzugt 15 bis 25 Löcher angeordnet. Diese Löcher weisen vorzugsweise einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf. Besonders bevorzugt sind die Löcher gleichmässig voneinander beabstandet, wobei zwischen jeweils zwei Löchern ein Abstand von vorzugsweise 5 bis 10 cm vorhanden ist. Die Löcher weisen eine Breite von vorzugsweise 15 bis 40 cm, besonders bevorzugt 20 bis 30 cm, und eine Höhe von vorzugsweise 3 bis 15 cm, besonders bevorzugt 5 bis 13 cm auf.
  • Weiterhin umfasst die erfindungsgemässe Scherleiste einen oberen Abschnitt an einem Ende ihrer Längsausdehnung, welcher so ausgebildet ist, dass die Scherleiste in einer Halterung zug- und druckfest angeordnet werden kann. Darunter ist zu verstehen, dass die erfindungsgemässe Scherleiste in der Vorrichtung zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern nicht eingespannt wird, d.h. durch die Lagerung nicht mit Kräften und/oder Momenten beaufschlagt wird. Der obere Abschnitt der erfindungsgemässen Scherleiste weist vorzugsweise daher eine derartige Form auf, welche ein Einhängen der Scherleiste in eine entsprechende Halterung eines nachstehend beschriebenen Halters ermöglicht, wobei dieser Abschnitt der Scherleiste im eingehängten Zustand sich oben befindet. Die Scherleiste weist hierbei im gelagerten Zustand ein gewisses minimales Spiel (d.h. minimale Beweglichkeit) auf und erfährt einzig bei der bestimmungsgemässen Bewegung in der axialen Nut des Rotors eine Kraft.
  • Beispielweise kann der obere Abschnitt der erfindungsgemässen Scherleiste eine T-förmige oder Kleiderbügelähnliche Form aufweisen.
  • Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern umfasst allgemein ausgedrückt ein erstes Element mit einer ersten Fläche und einem ersten Aufnahmeabschnitt, ein zweites Element mit einer zweiten Fläche und einem zweiten Aufnahmeabschnitt, und eine Zufuhreinrichtung. Die erste Fläche und die zweite Fläche sind dabei zueinander parallel und zugewandt angeordnet.
  • Das erste Element und das zweite Element sind ferner relativ zueinander zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position reversibel bewegbar. Die Bewegungsrichtung, d.h. der Bewegungsvektor des zweiten Elements, liegt dabei in der Ebene der ersten Fläche und der zweiten Fläche.
  • Wenn das erste Element und das zweite Element sich in der ersten Position befinden, stehen der erste Aufnahmeabschnitt und der zweite Aufnahmeabschnitt über einen Durchgang miteinander in Verbindung und bilden dabei eine Aufnahme, in welche ein Schüttgutkorn über die Zufuhreinrichtung positionierbar ist. Beim Bewegen der Element relativ zueinander von der ersten Position in die zweite Position wird ein Querschnitt des Durchgangs verengt, so dass ein sich in der Aufnahme befindliches Schüttgutkorn einer Scherkraft ausgesetzt und gebrochen bzw. zerkleinert wird.
  • Der Querschnitt des Durchgangs liegt in einer Ebene parallel zur ersten Fläche und zur zweiten Fläche. Der virtuelle Flächeninhalt des Durchgangs (da es sich nicht um eine physische Fläche handelt) wird beim Bewegen des ersten Elements und des zweiten Elements verkleinert.
  • Der erste Aufnahmeabschnitt und der zweite Aufnahmeabschnitt sind dabei als Nut beziehungsweise Aussparung ausgebildet.In einem solchen Fall wird der Aufnahmeabschnitt durch Aussparung oder Nut und eine Hüllfläche des ersten bzw. zweiten Elements definiert. Insbesondere umfasst die Hüllfläche die gedachte Fortsetzung der ersten bzw. zweiten Fläche im Bereich der Vertiefung oder Nut.
  • Das erste Element und das zweite Element weisen eine Mehrzahl von ersten Aufnahmeabschnitten und zweiten Aufnahmeabschnitten auf, die jeweils eine entsprechende Mehrzahl von Aufnahmen bilden. Bei einer Vorrichtung wie hier beschrieben sind typischerweise 50 bis 100 Aussparungen als zweite Aufnahmeabschnitte in einer Scherleiste und eine entsprechende Anzahl an Umfangsnuten in der Umfangsfläche des Rotors ausgebildet.
  • Bei der Zufuhreinrichtung kann es sich im einfachsten Fall um eine einfache Öffnung handeln, welche es erlaubt, das Schüttgutkorn in die Aufnahme einzuführen.
  • Das erste Element ist als um eine Rotorachse drehbar gelagerter Rotor mit einer zylindrischen Umfangsfläche ausgebildet, wobei der erste Aufnahmeabschnitt eine zumindest teilweise ausgebildete Umfangsnut ist.
  • Der Rotor weist dabei eine axiale Nut auf, welche die Umfangsnut kreuzt. Die erste Fläche ist als eine Seitenwand der axialen Nut ausgebildet.
  • Das zweite Element ist als erfindungsgemässe Scherleiste ausgebildet, in der axialen Nut angeordnet und entlang der axialen Nut reversibel beweglich gelagert, wobei der zweite Aufnahmeabschnitt eine Aussparung in der Scherleiste ist.
  • Bevorzugt ist die Aussparung der Scherleiste als Fortsetzung der Umlaufnut des Rotors ausgebildet, wenn Scherleiste und Rotor sich in der ersten Position befinden.
  • Mit "teilweise ausgebildeter Umfangsnut" ist gemeint, dass die Umfangsnut sich dabei nicht zwangsläufig über den gesamten Umfang des Rotors erstecken muss, sondern auch nur abschnittsweise an der Umfangsfläche ausgebildet sein kann.
  • Die Umfangsnut kann dabei einen ringförmigen oder einen schraubenlinienförmigen Verlauf aufweisen.
  • Mit "axialer Nut" ist gemeint, dass die Nut einen parallelen Verlauf zur Rotorachse aufweist. Die axiale Nut kann durch eine Materialaussparung in der Rotoroberfläche ausgebildet sein. Denkbar ist auch, dass Leisten an einer Rotoroberfläche voneinander beabstandet und parallel zur Rotorachse ausgerichtet angeordnet werden, so dass zwischen den Leisten eine Nut ausgebildet wird.
  • Beim Betreiben der Vorrichtung wird der Rotor um die Rotorachse gedreht. Schüttgutkörner werden der Umlaufnut und der Aussparung über die Zufuhreinrichtung zugeführt.
  • Bevorzugt umfasst die Vorrichtung ferner ein Gehäuse mit einer Gehäusewand, welche den Rotor zumindest abschnittsweise koaxial umgibt und wenigstens eine Zufuhröffnung (als Teil der Zufuhreinrichtung) und wenigstens eine Auslassöffnung für die Schüttgutkörner aufweist.
  • Bevorzugt erfolgt das Zuführen durch eine Zufuhröffnung in der Gehäusewand, welche sich entlang einer axialen Richtung, bevorzugt über die gesamte Höhe, des Rotors erstreckt.
  • Bevorzugt weist die Gehäusewand wenigstens einen beweglichen Gehäusewandabschnitt auf. Der bewegliche Gehäusewandabschnitt ist derart angeordnet, dass radial bezüglich der Rotorachse betrachtet der bewegliche Gehäusewandabschnitt den ersten Aufnahmeabschnitt und den zweiten Aufnahmeabschnitt überlappt.
  • Bevorzugt ist eine entsprechende Anzahl von beweglichen Gehäusewandabschnitten vorgesehen, welche in axialer Richtung benachbart angeordnet sind, um sämtliche Aufnahmeabschnitte zu überlappen. Bevorzugt sind in Umfangsrichtung des Rotors ebenfalls mehrere Gehäusewandabschnitte nebeneinander angeordnet, um sämtliche Scherleisten zu überdecken.
  • Dadurch wird erreicht, dass Fremdkörper, welche härter sind als die zu zerkleinernden Schüttgutkörner und den Rotor beschädigen können, aus der Umfangsnut und/oder der Aussparung durch das Profil derselben radial nach aussen gedrückt werden. Der bewegliche Gehäusewandabschnitt ermöglicht somit eine Verschiebung des Fremdkörpers radial nach aussen.
  • Der bewegliche Gehäusewandabschnitt kann beispielsweise als angelenkte Klappe ausgebildet sein. Bevorzugt wird jedoch der Gehäusewandabschnitt derart ausgebildet und gelagert, dass eine im Wesentlichen translatorische Bewegung in radialer Richtung ermöglicht wird. Der bewegliche Gehäusewandabschnitt ist dabei bevorzugt in Richtung des Rotors vorgespannt, insbesondere in radialer Richtung des Rotors vorgespannt. Die Vorspannung kann anhand eines elastischen Elements erfolgen und wird bevorzugt mit einem Federelement realisiert, dessen Federvorspannkraft bevorzugt einstellbar ist. Durch eine Einstellung der Federvorspannkraft kann der bewegliche Gehäusewandabschnitt an die zu zerkleinernden Schüttgutkörner angepasst, so dass lediglich Fremdkörper eine Verschiebung des Gehäusewandabschnittes verursachen.
  • Bevorzugt wirkt der wenigstens eine bewegliche Gehäusewandabschnitt mit einem Bewegungssensor zur Ermittlung einer Bewegung des beweglichen Gehäusewandabschnittes zusammen.
  • Mit dem Bewegungssensor kann somit die Bewegung des beweglichen Gehäusewandabschnittes ermittelt und folglich das Vorhandensein eines Fremdkörpers erkannt werden. Daraufhin kann z.B. vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zum Schutz des Rotors angehalten oder dass die Schüttgutkörner aufgrund des enthaltenen Fremdkörpers aussortiert werden.
  • Der Bewegungssensor umfasst bevorzugt eine flexible Leitung und einen Prozesssensor, insbesondere einen Druck- oder Füllstandsensor. Die flexible Leitung ist mit einem Fluid, bevorzugt mit einer Flüssigkeit, gefüllt und radial bezüglich der Rotorachse weiter entfernt von der Rotorachse als der bewegliche Gehäusewandabschnitt angeordnet. Die flexible Leitung ist derart im Gehäuse angeordnet, dass eine Bewegung des beweglichen Gehäusewandabschnittes eine elastische Verformung der Leitung verursacht, welche wiederum eine Druck- bzw. Füllstandänderung in der flexiblen Leitung verursacht. Der Prozesssensor ermöglicht dabei die Ermittlung einer Druck- bzw. Füllstandänderung in der Leitung, welche auf die Bewegung des beweglichen Gehäusewandabschnittes zurückzuführen ist.
  • Besonders bevorzugt ist die Leitung im Wesentlichen parallel zur Rotorachse angeordnet und ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, wobei mittels eines kapazitiven Sensors eine Änderung des Flüssigkeitsniveau in der Leitung ermittelbar ist. Die Änderung des Flüssigkeitsniveaus kann dabei durch eine direkte Ermittlung des Flüssigkeitspegels oder durch die Ermittlung der Verschiebung eines Schwimmkörpers in der Leitung erfolgen.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist die Zufuhröffnung mit einer Bremsvorrichtung versehen, welche die Schüttgutkörnerzufuhr verlangsamt und die Aufnahme der Schüttgutkörner in die Aufnahme unterstützt. Bevorzugt ist diese Bremsvorrichtung als Gitter ausgebildet, welches an der Zufuhröffnung angebracht ist. Eine Vorratskammer an der dem Rotor abgewandten Seite ist ferner vorgesehen. Die Schüttgutkörner sammeln sich in der Vorratskammer an und gelangen somit durch das Gitter mit entsprechend gross gewählter Perforation zum Rotor, reihen sich in der Umlaufnut auf und werden durch die Drehung des Rotors mitgenommen.
  • Die Rotorachse ist bevorzugt vertikal angeordnet.
  • Durch die relative Bewegung der Scherleiste relativ zum Rotor wird der Querschnitt des Durchganges am Übergang zwischen Umfangsnut und Aussparung der Scherleiste verringert, und die Schüttgutkörner werden somit zerkleinert. Die zerkleinerten Schüttgutkörner verlassen dann die Vorrichtung durch die Auslassöffnung.
  • Die Umlaufnut ist dabei bevorzugt derart ausgebildet, dass die zerkleinerten Schüttgutkörner die Umlaufnut verlassen können, z.B. durch Schwerkraft.
  • Zusätzlich oder alternativ kann ein am Gehäuse befestigter Finger ausgebildet sein, welcher in die Umfangsnut hineinragt und das Verlassen der Umfangsnut unterstützt. Bei einem Rotor wie bei der hier beschriebenen Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Umfangsnuten kann auch eine Art Kamm mit einer entsprechenden Anzahl von Fingern am Gehäuse angeordnet sein.
  • Bevorzugt ist die Umfangsnut eine umlaufende Nut. Damit ist gemeint, dass mit der Scherleiste in der ersten Position, eine Umlaufende Nut aus der Umlaufnut und der Aussparung gebildet wird.
  • Bevorzugt erstreckt sich die axiale Nut über die gesamte Höhe des Rotors.
  • Die Umfangsnut und die entsprechende Aussparung der Scherleiste weisen bevorzugt im Radialschnitt durch den Rotor ein trapezförmiges Profil auf. Bevorzugt ist das Profil eines gleichschenkligen Trapezes. Dabei ist die Basis der trapezförmigen Umfangsnut offen und stimmt mit der Umfangsfläche des Rotors überein. Die andere, kürzere Grundseite erstreckt sich somit im Wesentlichen parallel zur Umfangsfläche des Rotors.
  • Durch diese bevorzugte Ausgestaltung der Umfangsnut wird erreicht, dass die Schüttgutkörner die Umlaufnut selbstständig verlassen können. Zudem wird damit eine Beschädigung des Rotors und/oder der Scherleiste weitestgehend vermieden, falls Festkörper wie z.B. Steine vorhanden sind.
  • Durch das Profil der Umfangsnut wird erreicht, dass Festkörper, welche aufgrund ihrer Härte nicht zerkleinert werden können und zu einer Beschädigung der Vorrichtung führen könnten, von den Schenkeln der Umfangsnut und der Aussparung bezüglich einer Rotorachse nach aussen geschoben werden, ohne dass diese den Rotor und/oder die Scherleiste beschädigen können, insbesondere wenn ein beweglicher Gehäusewandabschnitt vorgesehen ist. Bevorzugt sind im Gehäuse dann Öffnungen ausgebildet, welche das Entfernen von Fremdkörpern aus der Vorrichtung ermöglichen.
  • Bevorzugt wird das mit dem beweglichen Gehäusewandabschnitt realisiert. Der bewegliche Gehäusewandabschnitt ist bevorzugt in Richtung des Rotors federvorgespannt. Die Federkraft der Vorspannung ist so ausgewählt, dass, wenn Fremdkörper aus der Umfangsnut und/oder der Aussparung durch das Profil derselben bewegt werden, der Fremdkörper gegen den beweglichen Gehäusewandabschnitt gedrückt wird und diesen verschiebt, so dass eine Öffnung freigegeben wird, durch welche der Fremdkörper die Vorrichtung verlassen kann.
  • Selbstverständlich ist es wünschenswert, dass die Schüttgutkörner der Vorrichtung ohne Fremdkörper zugeführt werden, z.B. durch eine vorgeschaltete Reinigung, welche mechanisch, optisch, magnetisch usw. erfolgen kann. Die Schüttgutkörner können auch an der Zufuhröffnung analysiert werden, um Fremdkörper zu erkennen und die notwendigen Schritte einzuleiten.
  • Alternativ kann auch eine Drehmomentermittlung eines Antriebs des Rotors herangezogen werden, um eine erhöhte Belastung zu erkennen. Auch kann ein Abscherstift vorgesehen sein, um den Rotor vom Antrieb trennen zu können, falls Fremdkörper in der Umlaufnut gelangen, welche nicht zerkleinert werden können. Auch kann die Belastung der Scherleiste überwacht werden bzw. die Scherleiste mit einem Abscherstift beziehungsweise einer Sollbruchstelle gesichert werden, welcher bei Überbelastung die Scherleiste von einem Scherleistenantrieb trennt.
  • Der Rotor weist wie vorstehend beschrieben eine Mehrzahl von Umlaufnuten auf, welche insbesondere voneinander gleich beabstandet sind. Die Scherleiste umfasst dabei eine entsprechende Anzahl von Aussparungen, wobei in der ersten Position jede Aussparung einer ersten Umlaufnut zugeordnet ist.
  • Das bedeutet insbesondere, dass in der ersten Position die Umlaufnut und die der Umlaufnut zugeordnete Aussparung jeweils einen durchgehenden Kanal bilden, in welcher die Schüttgutkörner verkleinert werden können.
  • Somit können mit einer einzigen Scherleiste alle Schüttgutkörner, welche sich in den Umfangsnuten befinden, gleichzeitig zerkleinert werden. Vorteilhaft ist auch, dass nur ein Aktuator für die Scherleiste vorhanden sein muss.
  • Bei der erfindungsgemässen Scherleiste mit einer Mehrzahl von Aussparungen ist bevorzugt eine in der ersten Position einer ersten Umlaufnut zugeordnete Aussparung in der zweiten Position einer zweiten Umlaufnut zugeordnet, wobei die zweite Umlaufnut bevorzugt der ersten Umlaufnut benachbart angeordnet ist.
  • Das bedeutet insbesondere, dass in der zweiten Position die Aussparung, welche in der ersten Position mit der ihr zugeordneten, ersten Umlaufnut einen durchgehenden Kanal gebildet hat, mit einer anderen, zweiten Umlaufnut einen durchgehenden Kanal bildet, in welcher die Schüttgutkörner verkleinert werden können. Die zweite Umlaufnut ist in axialer Richtung des Rotors betrachtet bevorzugt der ersten Umlaufnut benachbart angeordnet.
  • Damit können Schüttgutkörner beim Bewegen der Scherleiste von der ersten Position in die zweite Position zerkleinert und aus der Umlaufnut bzw. Aussparung entfernt werden, wobei bei der Bewegung von der zweiten Position in die erste Position ebenfalls Schüttgutkörner zerkleinert werden können, insbesondere wenn die Vorrichtung mit mehreren Zu- und Auslassöffnungen, welche umfänglich des Rotors angeordnet sind, ausgestattet ist.
  • Somit muss pro Zerkleinerungszyklus die Scherleiste nicht zwangsläufig von der ersten Position in die zweite Position und dann zurück in die erste Position gebracht werden. Mit einer Bewegung von der ersten Position in die zweite Position (und analog von der zweiten Position in die erste Position) können somit mehrere Zerkleinerungszyklen durchgeführt werden, je nach Anzahl der zwischen der ersten und der zweiten Umlaufnut angeordneten Umlaufnuten.
  • Der Rotor umfasst wie vorstehend ausgeführt eine Mehrzahl von Scherleisten, welche jeweils in einer axialen Nut angeordnet sind. Die Scherleisten sind besonders bevorzugt an der Umfangsfläche des Rotors voneinander gleich beabstandet angeordnet, insbesondere bevorzugt zwischen 1 bis 10 mm voneinander beabstandet angeordnet.
  • Die Umfangsnut weist bevorzugt eine Breite zwischen 1 und 10 mm und/oder eine Tiefe zwischen 1 und 10 mm auf.
  • Der Rotor weist bevorzugt einen Aussendurchmesser zwischen 200 und 600 mm auf.
  • Die Gehäusewand, welche den Rotor zumindest teilweise umgibt, ist bevorzugt von der Umfangsfläche des Rotors zwischen 0 und 5 mm beabstandet angeordnet. Die Gehäusewand dient somit als Abschluss der Umfangsnut, so dass beim Bewegen der Scherleiste die in der Umfangsnut angeordneten Schüttgutkörner in der Umfangsnut verbleiben. Wie oben bereits beschrieben kann die Gehäusewand oder Teile davon mit Öffnungen für die Entfernung von Fremdkörpern und/oder mit beweglichen und ggf. federvorgespannten Gehäusewandabschnitten für versehen sein.
  • Der Rotor ist bevorzugt mit einer Drehzahl zwischen 5 und 100 Umdrehungen/min antreibbar.
  • Die Scherleiste ist bevorzugt mittels eines Kurvengetriebes verschiebbar. Ein Kurvengetriebe stellt eine sehr einfache Variante zur Ausbildung eines Aktuators für die Scherleiste oder die Vielzahl an Scherleisten dar.
  • Es versteht sich aber, dass die Scherleiste auch anders angetrieben werden kann, z.B. mittels mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Aktuatoren.
  • Das Kurvengetriebe umfasst wenigstens eine Steuerkurve, welche bezüglich einer Drehrichtung des Rotors drehfest an einem axialen Ende des Rotors angeordnet ist. Die Steuerkurve ist bevorzugt ein um eine Achse drehbar gelagertes Steuerrad. Die Steuerkurve ist dabei derart angeordnet, dass ein axiales Ende der Scherleiste(n) bei Drehung des Rotors die Steuerkurve berührt und axial bewegt wird.
  • Bevorzugt ist an dem mit der Steuerkurve zusammenwirkenden, axialen Ende der Scherleiste ein Stempel angeordnet, welcher in eine Führungsbohrung des Rotors axial geführt wird. Bevorzugt wirkt der Stempel mit einem elastischen Element, insbesondere ein Federelement, zusammen oder ist bereits in axialer Richtung vorgespannt. Damit wird sichergestellt, dass die Bewegung der Scherleiste zwischen der ersten Position und der zweiten Position nur in einer Richtung von der Steuerkurve bewirkt wird, während durch das elastische Element die Scherleiste in die entgegengesetzte Richtung zurückbewegt wird. Alternativ können an beiden axialen Enden des Rotors Steuerscheiben vorgesehen sein, welche die Bewegung der Scherleiste zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewirken.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere, benachbart angeordnete Scherleisten einem Stempel zugeordnet, so dass die Scherleisten gruppenweise, beispielsweise in Gruppen von 5 Scherleisten, zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegt werden können.
  • Durch diese bevorzugte Antriebsanordnung können grosse Kräfte auf die Scherleisten ausgeübt werden, welche für das Zerkleinern der Schüttgutkörner notwendig sind. Zudem ist eine solche Antriebsanordnung sehr robust, konstruktiv einfach und verschleissarm.
  • Das Kurvengetriebe umfasst bevorzugt eine Umlaufnut, in welchr ein Vorsprung der Scherleiste angeordnet ist. Die Umlaufnut dient als Führung für den Vorsprung der Scherleiste und ist derart ausgebildet, dass die Scherleiste beim Drehen des Rotors zwischen der ersten Position und der zweiten Position hin-und-her bewegt wird.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung, bei welchem keine Rückführung des Produktes erfolgt. Das Produkt wird somit direkt einem nachgeschalteten Verfahrensschritt zugeführt oder eingelagert. Bei der Vorrichtung wie oben beschrieben ist es möglich, die zerkleinerten Schüttgutkörner direkt, d.h. ohne Trennschritt, weiter zu verarbeiten, ohne dass eine Produktrückführung auf die gleiche oder auf eine analoge Vorrichtung stattfindet.
  • Insbesondere ist es dabei möglich, durch Auswahl der Dimensionen des ersten Aufnahmeabschnittes und des zweiten Aufnahmeabschnittes, die maximale Partikelgrösse der zerkleinerten Schüttgutkörner zu definieren. Dabei bestimmt der Abstand senkrecht zur ersten bzw. zweiten Fläche zwischen der Ebene des Durchganges und einer Abgrenzung des ersten bzw. zweiten Aufnahmeabschnittes die maximale Korngrösse, die mit der Vorrichtung erreichbar ist.
  • Im Falle einer Vorrichtung mit Scherleisten welche voneinander gleich beabstandet sind und so breit sind wie der Abstand zwischen den benachbarten Scherleisten, entspricht die maximale Korngrösse genau der Breite der Scherleiste.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren besser beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische, perspektivische Darstellung einer allgemeinen Ausführungsform des Funktionsprinzips der Vorrichtung zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern;
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung mit geschlossenem Gehäuse;
    Fig. 3
    die Vorrichtung der Fig. 2 mit offenem Gehäuse;
    Fig. 4A
    eine schematische Darstellung des Rotors der Figur 3 in der ersten Position;
    Fig. 4B
    eine schematische Darstellung des Rotors der Figur 3 beim Bewegen von der ersten Position in die zweite Position;
    Fig. 5
    eine schematische Ansicht der Zufuhröffnung und der Auslassöffnung der Vorrichtung der Figur 3;
    Fig. 6A
    eine perspektivische Ansicht einer Steuerkurve mit Stempeln zur axialen Bewegung der Scherleisten;
    Fig. 6B
    eine teilweise Schnittansicht der Steuerkurve mit Stempeln;
    Fig. 7
    eine Schnittansicht durch die Gehäusewand mit beweglichen Gehäusewandabschnitten;
    Fig. 8
    eine Schnittansicht durch die Gehäusewand mit beweglichen Gehäusewandabschnitten und Bewegungssensor;
    Fig. 9a
    eine schematische, perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Scherleiste;
    Fig. 9b
    eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Scherleiste von Fig. 9a;
    Fig. 9c
    eine Querschnittansicht der erfindungsgemässen Scherleiste von Fig. 9a;
    Fig. 10
    eine schematische, perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Scherleiste.
  • In der Figur 1 ist schematisch eine allgemeine Ausführungsform des Funktionsprinzips der Vorrichtung zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst ein erstes Element 2 und ein zweites Element 5. Die Aufnahmeabschnitte 4 und 7 sind als Vertiefung des jeweiligen Elements 2 bzw. 5 ausgebildet und bilden somit eine Aufnahme für das (über die Zuführeinrichtung 8 zugeführte) Schüttgutkorn K. Das erste und das zweite Element 2 und 5 weisen ferner je eine ebene Fläche 3 bzw. 6 auf, die zueinander parallel angeordnet sind. Beim Bewegen des ersten Elements 2 und/oder des zweiten Elements 5 entlang der Bewegungsrichtung M von der in der in der Figur 1 gezeigten ersten Position P1 wird ein Querschnitt des Durchganges 9 verringert und das Schüttgutkorn durch Scherung zerkleinert. Das zerkleinerte Schüttgutkorn K kann dann aus der Vorrichtung 1 durch die Durchgangsbohrung 4 und/oder 7 entnommen werden. Das erste Element 2 und das zweite Element 5 werden erfindungsgemäss mittels eines Antriebs hin-und-her zwischen der ersten Position P1 und einer zweiten, nicht gezeigten Position P2 bewegt. Die Bewegungsrichtung M liegt dabei in der Ebene der ersten Fläche 3 bzw. zweiten Fläche 6.
  • In der Figur 2 ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 11, welches eine Zufuhröffnung 8 und eine Auslassöffnung 12 für die Schuttgutkörner K aufweist.
  • In der Figur 3 ist das Gehäuse 11 der Vorrichtung 1 gemäss Fig. 2 geöffnet, so dass der innere Aufbau der Vorrichtung 1 ersichtlich ist. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Rotor 21 mit einer zylindrischen Umfangsfläche, welcher in den Figuren 4A und 4B schematisch dargestellt ist. Der Rotor 21 ist um eine Rotorachse A mittels Lagern 13 drehbar gelagert. Eine Motoreinheit 14 umfassend einen Motor und ein Getriebe dient als Rotorantrieb. In den Figuren 4A und 4B ist der Rotor 21 schematisch dargestellt. Der Rotor 21 weist an seiner Umfangsfläche eine Mehrzahl von umlaufenden Umfangsnuten 41, 41' auf, von denen nur zwei dargestellt sind, welche zur Aufnahme der Schüttgutkörner K ausgebildet sind. Jede Umlaufnut 41, 41' weist eine Breite B und eine in radialer Richtung des Rotors 21 sich erstreckende Tiefe T auf (welche in der Figur 6A gezeigt wird).
  • Der Rotor 21 weist ferner eine Mehrzahl von erfindungsgemässen Scherleisten 51, 51' auf, von denen nur die Scherleiste 51 in den Figuren 4A und 4B dargestellt ist. Die Scherleiste 51 ist in einer axialen Nut 10 des Rotors 21 angeordnet und entlang einer Bewegungsrichtung M verschiebbar. Die axiale Nut 10 kreuzt die Umlaufnut 41 (und 41'). Der Rotor weist somit eine Mehrzahl von axialen Nuten auf, wobei in den Figuren 4A und 4B nur eine axiale Nut 10 der Einfachheit halber dargestellt ist. Es ist ersichtlich, dass die Funktionsweise derjenigen der Vorrichtung der Figur 1 entspricht. Dabei ist der erste Aufnahmeabschnitt als Umlaufnut 41 bzw. 41' ausgebildet, und die erste Fläche 3 entspricht einer Seitenwand 31 der axialen Nut 10.
  • Die Scherleiste 51 entspricht somit dem zweiten Element 5, wobei der zweite Aufnahmeabschnitt 7 als Vertiefung 71 bzw. 71' der Scherleiste 51 ausgebildet ist. Eine Seitenfläche 61 der Scherleiste 51, welche an der Seitenwand 31 der axialen Nut 10 grenzt, entspricht demzufolge der zweiten Fläche 6 des zweiten Elements 5. Umlaufnut 41 und Vertiefung 71 weisen im Radialschnitt durch den Rotor 21 einen identischen Querschnitt auf und sind in der ersten Position P1 der Figur 5A fluchtend ausgerichtet, sodass sie einen Durchgang 9 bilden.
  • Beim Betreiben der Vorrichtung 1 werden die Schüttgutkörner K über ein (in Fig. 4a und 4b nicht gezeigte) Zufuhröffnung 8 dem sich drehenden Rotor 21 zugeführt, wo sie in die Umlaufnuten 41, 41' gelangen und durch die Drehung des Rotors 21 mitgenommen werden.
  • Ein Ende der Scherleisten 51, 51' wirkt mit einer in Fig. 3 gezeigten Kurvenscheibe 15 zusammen, welche an einem stirnseitigen Ende des Rotors 21 angeordnet ist. Beim Drehen des Rotors 21 werden die Scherleisten 51, 51' somit zwischen einer ersten Position P1 (welche in der Figur 4A gezeigt ist) und einer zweiten, in Fig. 4b dargestellten Position P2 hin und her bewegt. Die damit einhergehende Verringerung des Querschnittes eines Überganges 9 zwischen der jeweiligen Umfangsnut 41, 41' und der Vertiefung 71, 71' der Scherleiste 51 im Bereich der Kreuzung zwischen den Umlaufnuten 41, 41' und axialen Nuten 10, 10' hat zur Folge, dass die Schüttgutkörnerkörner K zerkleinert werden.
  • Die Zerkleinerung ist in der Figur 4B dargestellt. Wenn dabei die Breite B der Umlaufnut 41, 41' der Breite der Scherleiste 51 entspricht, kann somit gewährleistet werden, dass die Grössenverteilung der zerkleinerten Schüttgutkörner K maximal B entspricht.
  • Nach dem Schneiden der Schüttgutkörner werden diese aus der Umlaufnut 41, 41' entfernt und verlassen die Vorrichtung 1 durch die in Fig. 2 und 3 gezeigte Auslassöffnung 12.
  • In der Figur 5 ist ein Detail der Zufuhr- und Abfuhreinrichtung der Vorrichtung 1 gesondert dargestellt. Die Zufuhr- 8 und Auslassöffnung 12 sind über eine Leitung mit entsprechenden Eingangsöffnungen 80 bzw. Ausgangsöffnungen 120 einer Gehäusewand 16 verbunden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind zwischen vier und acht Eingangsöffnungen 80 bzw. Ausgangsöffnungen 120 umfänglich des Rotors 21 angeordnet, wobei in der Figur 5 nur eine Eingangsöffnung 80 und eine Ausgangsöffnung 120 gezeigt werden. Die Eingangsöffnung 80 ist mit einem Gitter 17 versehen. An der dem Rotor 21 abgewandten Seite ist ein Vorratsbehälter 18 angeordnet, welcher beim Betreiben der Vorrichtung 1 mit Schüttgutkörnern gefüllt wird, so dass sichergestellt werden kann, dass Schüttgutkörner über die gesamte Höhe dem Rotor 21 zugeführt werden können. Das Gitter 17 unterstützt die Ausbildung einer Schüttgutkörnersäule in dem Vorratsbehälter 18 und stellt sicher, dass nicht zu viele Schüttgutkörner zum Rotor 21 gelangen, welche zu Störungen der Vorrichtung 1 führen könnten. In Drehrichtung R des Rotors 21 betrachtet, welche durch den Pfeil schematisch dargestellt ist, der Eingangsöffnung 80 nachgeordnet ist eine Ausgangsöffnung 120 angeordnet. An der Gehäusewand 16 ist eine Kammvorrichtung 19 befestigt. Die Kammvorrichtung 19 weist eine Mehrzahl von Fingern 20 auf, welche jeweils einer Umlaufnut 41, 41' der Vorrichtung zugewiesen sind. Die Finger 20 ragen in die jeweilige Umfangsnut 41, 41' hinein und bewirken, dass die zerkleinerten Schüttgutkörner aus der Umlaufnut 41, 41' entfernt werden und durch die Ausgangsöffnung 120 zur weiteren Verarbeitung die Vorrichtung 1 verlassen können.
  • In den Figuren 6A und 6B ist eine Ausgestaltung des Antriebs der erfindungsgemässen Scherleisten 51, 51' dargestellt. Die Scherleisten 51, 51' usw. sind mit einem Halter 29 zug- und druckfest verbunden. Der Halter 29 ist wiederum zug- und druckfest mit einem Stempel 27, 27' verbunden. Die Stempel 27 und 27' usw. (von denen lediglich zwei der Übersicht halber mit einem Bezugszeichen versehen sind) werden in einer zugeordneten Führungsbohrung 30 bzw. 30' des Rotors 21 axial bezüglich der Drehachse A des Rotors 21 geführt. Eine Spiralfeder 28, 28' umgibt den jeweiligen Stempel 27, 27' usw. und ist an einem seiner Enden am Rotor 21 und am anderen Ende am jeweiligen Stempel 27 abgestützt.
  • Im Bereich des axialen Ende S des Rotors 21 sind mehrere Steuerkurven 26 angeordnet, von denen lediglich eine in den Figuren 6A und 6B sichtbar sind. Die Steuerkurve 26 ist bezüglich einer Drehrichtung des Rotors 21 drehfest gelagert, so dass sie bei drehendem Rotor 21 stationär bleibt, ist als kreisrundes Steuerrad ausgebildet und um die Achse Z frei - d.h. ohne einen Antrieb - drehbar gelagert.
  • Bei Drehung des Rotors 21 kommt ein oberer, linsenförmiger Kopf 32 des Stempels 27 in Kontakt mit der Mantelfläche 33 der Steuerkurve 26. Der Stempel 27 wird dabei bis zum Erreichen des Scheitels der Mantelfläche 33 zunächst nach unten gedrückt, wobei die Bewegungsrichtung des Stempels 27 im Wesentlichen parallel zur Drehachse A des Rotors 21 ist. Die Steuerkurve 26 wird gleichzeitig durch Reibung um die Achse Z gedreht.
  • Durch die Bewegung des Stempels 27 werden die Scherleisten 51, 51' usw. von der ersten Position P1 in die zweite Position P2 (in Fig. 6a und 6b nicht gezeigt) bewegt. Der Stempel 27 wird dabei gegen eine Federkraft der Spiralfeder 28 bewegt. Die Spiralfeder 28 wird somit komprimiert.
  • Durch die Federkraft der Spiralfeder 28 wird der Stempel 27 nach oben gedrückt. Durch die weitere Drehung des Rotors 21 und den Verlauf der Mantelfläche 33 wird der Stempel 27 wieder nach oben bewegt, bis der Halter 29 einen Anschlag gegen eine Anschlagsfläche des Rotors 21 erfährt. Die Scherleisten 51, 51' usw. kehren somit von der zweiten Position P2 in die Ausgangsposition zurück, welche der ersten Position P1 entspricht.
  • Um die Durchsatzleistung der Vorrichtung 1 zu erhöhen sind entsprechend der oben beschriebenen Beispiele mehrere Steuerkurven 26 vorgesehen, welche die Scherleisten 51, 51' usw. zwischen der jeweiligen Eingangsöffnung 80 und Ausgangsöffnung 120 antreiben.
  • In der Figur 7 ist eine axiale Schnittansicht des Rotors 21 teilweise dargestellt. Die Gehäusewand 16 umfasst dabei eine Mehrzahl von Gehäusewandsegmenten 24, welche jeweils einer Umfangsnut 41 des Rotors 21 zugeordnet sind und in axialer Richtung des Rotors 21 nebeneinander angeordnet sind. Der Übersicht halber ist nur ein Gehäusewandabschnitt 24 mit einem Bezugszeichen versehen.
  • Jeder Gehäusewandabschnitt 24 wird durch eine Spiralfeder 34 in Richtung auf den Rotor 21 vorgespannt.
  • Wie bereits oben erläutert bewirkt das trapezförmige Profil der Umfangsnut 41 und der Vertiefung 71 der erfindungsgemässen Scherleiste 51, dass die Schüttgutkörner K beim Bewegen der Scherleiste 51 gegen die Gehäusewand 16 gedrückt werden.
  • Die Vorspannkraft der Spiralfeder 34 ist so gewählt, dass die Gehäusewandabschnitte 24 beim Bewegen der Scherleiste 51 nicht verschoben werden. Gelangt jedoch ein Fremdkörper, welcher hart ist und somit von der Vorrichtung 1 nicht zerkleinert werden kann, in die Umfangsnut 41 und die Vertiefung 71, bewirkt das trapezförmige Profil, dass der Fremdkörper gegen den zugeordneten Gehäusewandabschnitt 24 gedrückt wird und diesen in radialer Richtung des Rotors 21 nach aussen verschiebt. Dadurch wird eine Beschädigung des Rotors 21 und insbesondere der Umfangsnut 41 bzw. der Vertiefung 71 der Scherleiste 51 weitestgehend vermieden.
  • In der Figur 8 ist eine bevorzugte Weiterbildung der Gehäusewand 16 gezeigt. Die Gehäusewand 16 umfasst eine Mehrzahl von beweglichen Gehäusewandabschnitten 24, welche analog zu den Gehäusewandabschnitten 24 der Figur 7 ausgebildet sind. Die Vorrichtung 1 umfasst zusätzlich einen Bewegungssensor 25. Der Bewegungssensor 25 umfasst dabei eine flexible Leitung 35, welche radial bezüglich der Drehachse A ausserhalb der Gehäusewand 16, unmittelbar hinten den Gehäusewandabschnitten 24, angeordnet ist. Die flexible Leitung 35 verläuft dabei parallel zur Drehachse A des Rotors 21 und ist bis zu einem Sollniveau mit einer Flüssigkeit gefüllt.
  • Ein nicht dargestellter Niveausensor überwacht dabei das Flüssigkeitsniveau. Die flexible Leitung 35 ist dabei so angeordnet, dass sie gequetscht wird, wenn ein Gehäusewandabschnitt 24 nach aussen verschoben wird, und damit eine Steigung des Flüssigkeitsniveaus verursacht wird. Der Niveausensor ermittelt dabei die Abweichung des Flüssigkeitsniveaus vom Sollniveau. Es kann somit erkannt werden, ob ein oder mehrere Gehäusewandabschnitte 24 verschoben worden sind und somit dass Gegenstände in der Vorrichtung 1 enthalten sind, welche nicht zerkleinert werden können.
  • In der Fig. 9a ist eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Scherleiste 51 dargestellt.
  • Die Scherleiste 51 ist quaderförmig und weist in einer der kleineren Seitenflächen Aussparungen 71 auf, welche bereits vorstehend beschrieben wurden. Die Scherleiste 51 hat somit zumindest in einem Oberflächenabschnitt ein sägezahnförmiges Profil.
  • Die Scherleiste 51 weist weiterhin in mindestens einem Abschnitt einer der grösseren Seitenflächen eine nutförmige Vertiefung 72 auf, welche vorstehend beschrieben wurde.
  • Die Scherleiste 51 weist weiterhin einen oberen Abschnitt 73 auf, welcher so ausgebildet ist, dass die Scherleiste 51 druck- und zuglos in einem Halter 29 der Vorrichtung 1 gelagert werden kann. In der Ausführungsform der Fig. 9a ist der obere Abschnitt 73 T-förmig ausgestaltet, was ein Einhängen der Scherleiste 51 in den Halter 29 ermöglicht.
  • In Fig. 9b ist eine Seitenansicht der Scherleiste 51 gemäss Fig. 9a dargestellt.
  • In Fig. 9c ist eine Seitenansicht der Scherleiste 51 gemäss Fig. 9a dargestellt. Es ist zu erkennen, dass bei dieser Ausführungsform in beiden grösseren Seitenflächen der Scherleiste 51 nutförmige Vertiefungen 72 angeordnet sind.
  • In der Fig. 10 ist eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Scherleiste 51 dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 9a bis 9c gezeigten Ausführungsform dadurch, dass in der nutförmigen Vertiefung 72 Löcher 74 angeordnet sind.

Claims (15)

  1. Scherleiste (51) für eine Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern und insbesondere von Getreidekörnern und -kernen, wobei die Scherleiste (51) quaderförmig mit kleineren und grösseren Seitenflächen ausgebildet ist und vorzugsweise eine Länge im Bereich von 30 bis 90 cm, eine Breite im Bereich von 10 bis 25 cm und eine Dicke im Bereich von 1 bis 10 cm aufweist, umfassend
    - einen oberen Abschnitt (73), welcher so ausgebildet ist, dass die Scherleiste (51) in einer Halterung zug- und druckfest angeordnet werden kann,
    - eine kleine Seitenfläche mit Aussparungen (71), vorzugsweise 50 bis 100 Aussparungen, zur Ausbildung eines sägezahnförmigen Abschnitts,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Scherleiste (51) in mindestens einem Abschnitt mindestens einer der grösseren Seitenflächen eine nutförmige Vertiefung (72) aufweist, welche sich über mindestens die Hälfte der Breite der Seitenfläche der Scherleiste (51) erstreckt und sich bis an das Ende der vom oberen Abschnitt (73) abgewandten Endfläche der Scherleiste (51) erstreckt.
  2. Scherleiste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherleiste (51) eine nutförmige Vertiefung (72) in mindestens einem Abschnitt von beiden grösseren Seitenflächen aufweist.
  3. Scherleiste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nutförmige Vertiefung (72) eine Tiefe von 0,2 bis 1,0 cm, vorzugsweise 0,5 bis 0,8 cm aufweist.
  4. Scherleiste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nutförmige Vertiefung (72) zwei Seitenwände aufweist, von denen eine Seitenwand gegenüber der anderen Seitenwand eine geringere Steigung aufweist.
  5. Scherleiste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nutförmige Vertiefung (72) Löcher (74) aufweist.
  6. Scherleiste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (71) ein trapezförmiges Profil aufweisen.
  7. Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern, insbesondere von Getreidekörnern und -kernen, umfassend:
    - ein erstes Element (2) mit einer ersten Fläche (3) und einem ersten Aufnahmeabschnitt (4), wobei das erste Element (2) als um eine Rotorachse (A) drehbar gelagerter Rotor (21) mit einer zylindrischen Umfangsfläche ausgebildet ist, wobei der erste Aufnahmeabschnitt (4) eine zumindest teilweise ausgebildete Umfangsnut (41) ist, und der Rotor wenigstens eine axiale Nut (10) aufweist, welche die Umfangsnut (41) kreuzt, wobei die erste Fläche (3) eine Seitenwand (31) der axialen Nut (10) ist,
    - ein zweites Element (5) mit einer zweiten Fläche (6) und einem zweiten Aufnahmeabschnitt (7), wobei das zweite Element (5) eine Scherleiste (51) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6 ist, welche in der axialen Nut (10) hin-und-her beweglich entlang der axialen Nut (10) angeordnet ist, wobei der zweite Aufnahmeabschnitt (7) eine Aussparung (71) der Scherleiste (51) ist,
    - eine Zufuhreinrichtung (8), wobei
    die erste Fläche (3) und die zweite Fläche (6) zueinander parallel und zugewandt, bevorzugt sich berührend, angeordnet sind,
    das erste Element (2) und das zweite Element (5) relativ zueinander hin-und-her zwischen einer ersten Position (P1) und einer zweiten Position (P2) bewegbar sind, wobei die Bewegungsrichtung in der Ebene der ersten und zweiten Fläche (3,6) liegt,
    in der ersten Position (P1) der erste Aufnahmeabschnitt (4) und der zweite Aufnahmeabschnitt (7) über einen Durchgang (9) miteinander in Verbindung stehen und eine Aufnahme bilden, in welche ein Schüttgutkorn über die Zufuhreinrichtung (8) positionierbar ist,
    beim Bewegen des ersten Elements (2) und des zweiten Elements (5) von der ersten Position (P1) in die zweite Position (P2) ein Querschnitt des Durchgangs (9) verengt wird.
  8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (21) eine Mehrzahl von Scherleisten (51, 51') umfasst, welche jeweils in einer axialen Nut (10, 10') angeordnet sind.
  9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnut (41) eine umlaufende Nut ist.
  10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Nut (10) sich über die gesamte Höhe des Rotors (21) erstreckt.
  11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnut (4) und die Aussparung (71) das Profil eines gleichschenkligen Trapezes aufweisen, wobei die kürzere Grundfläche des Trapezes parallel zur Rotorachse (A) angeordnet ist.
  12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der ersten Position (P1) einer ersten Umlaufnut (41, 41') zugeordnete Aussparung (71, 71') in der zweiten Position (P2) einer zweiten Umlaufnut (41', 41") zugeordnet ist, wobei die zweite Umlaufnut (41', 41") bevorzugt der ersten Umlaufnut (41, 41') benachbart angeordnet ist.
  13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (21) eine Mehrzahl von Scherleisten (51, 51') gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst, welche jeweils in einer axialen Nut (10, 10') angeordnet sind.
  14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherleiste (51) mittels eines Kurvengetriebes von der ersten Position (P1) in die zweite Position (P2) und/oder von der zweiten Position (P2) in die erste Position (P1) bewegbar ist, wobei das Kurvengetriebe wenigstens eine Steuerkurve (26) umfasst, welche bezüglich einer Drehrichtung des Rotors (21) drehfest an einem axialen Ende (S) des Rotors (21) angeordnet ist, wobei bei Drehung des Rotors (21) die Steuerkurve (26) ein axiales Ende der Scherleiste (51) axial bewegt, wobei vorzugsweise die Vorrichtung (1) ferner wenigstens einen in eine Führungsbohrung (30) des Rotors axial geführten Stempel (27) umfasst, wobei der Stempel (27) mit wenigstens einer Scherleiste (51) verbunden ist und bei Drehung des Rotors (21) von der Steuerkurve (26) axial bewegt wird.
  15. Verfahren zur Verarbeitung von Schüttgutkörnern, umfassend die folgenden Schritte:
    - Zerkleinerung von Schüttgutkörnern mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 14;
    - Weiterverarbeitung der zerkleinerten Schüttgutkörner oder Lagerung der zerkleinerten Schüttgutkörner;
    dadurch gekennzeichnet, dass kein Trennschritt zwischen dem Zerkleinerung- und dem Weiterverarbeitungs-/Lagerungsschritt durchgeführt wird und insbesondere, dass keine Produktrückführung der zerkleinerten Schüttgutkörner auf eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Schüttgut stattfindet.
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