KR100501712B1

KR100501712B1 - Method and device for crushing of bulk materials

Info

Publication number: KR100501712B1
Application number: KR10-1999-7006598A
Authority: KR
Inventors: 크라에메르구이도; 크라파취오이겐; 크라파취볼로디아
Original assignee: 뷜러아게
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 2005-07-18
Also published as: WO1998040163A1; ATE224234T1; CN1163304C; DE19709345A1; EP0964748A1; TR199901748T2; NO994320L; KR20000070365A; AU5980198A; EP0964748B1; ES2181161T3; DK0964748T3; DE59805608D1; CN1246080A; RU2224595C2; UA66782C2; NO994320D0

Abstract

The invention relates to a method and a device for fragmenting bulk materials. A rotor (4) having beating elements (5) is positioned in the milling chamber of said device and surrounded by a sieve (6) which has several deflecting elements (7, 9) on its surface (6a). The milling process is characterized by a pulsing motion, whereby the direction in which the product is fed to and drawn away from the beating elements alternates, which separates the fines from the total flow.

Description

Method and device for crushing bulk materials

본 발명은 벌크 재료, 특히 혼합 사료 산업 및 제분 산업에서 사용되는 곡물의 분쇄 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for grinding bulk materials, in particular grains used in the mixed feed industry and the milling industry.

대다수의 분쇄 장치는 망체에 의하여 전체 주연 또는 그 일부분이 둘러싸여 있고 충격 기구를 갖는 로타(rotor)가 하우징 내에 배치되어 있는 것이 알려져 있다. 이러한 장치에 있어서, 재료는 작동 영역, 즉 충격 기구와 로타를 둘러싸고 있는 챔버의 내부 표면(망체, 배플(baffle)) 사이의 영역으로 공급되며, 여기에서 분쇄된다. 충격 기구가 분쇄된 재료의 층으로 직접 이동하므로 마찰 원리에 의하여 분쇄가 이루어지며, 진다. 이는 입자의 지나친 분쇄, 과도한 에너지 소모 및 충격 기구와 로타의 대량 마모와 같은 최종 효과를 나타낸다.It is known that the majority of grinding devices are surrounded by their entirety, or part of their periphery, with a rotor having an impact mechanism disposed in the housing. In such a device, the material is fed into the operating area, ie the area between the impact mechanism and the inner surface (mesh, baffle) of the chamber surrounding the rotor, where it is ground. Since the impact mechanism moves directly to the layer of crushed material, pulverization is achieved and broken by the friction principle. This has the final effect such as excessive grinding of the particles, excessive energy consumption and mass wear of the impact mechanism and the rotor.

상기 언급된 종류의 한 장치가 DE 1 250 721호로부터 알려져 있다. 이 특허문헌은 주위의 충격 요소가 천공된 바스킷 내의 천공된 플레이트 사이에 배치된 마찰턱(friction cheek) 또는 충격턱과 함께 작용하는 충격 제분기를 개시한다. 이러한 이중 암(two-armed) 타격 크로스(beating cross)와 3개의 마찰턱을 갖는 도 4에 도시된 실시 형태가 사용되는 경우 특히 에너지의 소모가 크다.One device of the kind mentioned above is known from DE 1 250 721. This patent discloses an impact mill in which peripheral impact elements act with friction cheeks or impact jaws disposed between perforated plates in a perforated basket. The energy consumption is particularly high when the embodiment shown in FIG. 4 with this two-armed beating cross and three rubbing jaws is used.

영국특허 GB 1 411 085호에는 제분기의 분쇄 챔버로 도달하는 재료의 흐름이 로타 종단의 특별한 원추형 형태에 의하여 영향을 받는 충격 제분기가 기술되어 있다. 이로 인하여 로타의 지나친 마모가 감소될 수 있다.미국특허 US-PS 2225095호는 제품을 방사상으로 공급하는 해머 제분기용 망체(sieve)를 개시한다. 로타를 둘러싸고 있는 망체는 내주연 상에 분포된 삼각형 편향 요소들이 배치되어 있다. 이들 편향 요소는 위치가 고정되어 있다. 망체 바스킷의 두께 및 망체와 유사하게 천공된 것을 대략적으로 나타내는 미국특허 US-PS 2465056호에 유사한 장치가 도시되어 있으며, 여기에서 부가적인 요소들이 또한 망체 상에 분포되어 있다. .GB 1 411 085 describes an impact mill in which the flow of material to the milling chamber of the mill is affected by the special conical shape of the rotor ends. This can reduce excessive wear of the rota. U.S. Patent No. US-PS 2225095 discloses a sieve for a hammer mill that radially supplies the product. The mesh surrounding the rota is arranged with triangular deflection elements distributed on the inner circumference. These deflection elements are fixed in position. A similar device is shown in US Pat. No. US Pat. No. 24,65056, which roughly shows the thickness of the net basket and the perforation similar to the net, wherein additional elements are also distributed on the net. .

도 1은 충격 제분기의 개략적인 종단면도.1 is a schematic longitudinal sectional view of an impact mill;

도 2 및 도 2a는 방사상으로 배열된 편향 요소를 이용한 제분기의 개략적인 측단면도.2 and 2a are schematic side cross-sectional views of a mill using radially arranged deflection elements;

도 3은 다른 통공의 부분들을 갖는 망체의 평면도.3 is a plan view of a mesh with parts of another through hole;

도 4는 조절 가능한 편향 요소를 갖는 제분기의 개략적인 측단면도.4 is a schematic side cross-sectional view of a mill with an adjustable deflection element.

도 5는 조절 가능한 편향 요소와 망체의 개략적인 부분 상세도.5 is a schematic partial detail view of the adjustable deflection element and mesh;

본 발명의 목적은 분쇄 중에 에너지의 소모를 줄이고 완성된 제품에서의 입자 균일도를 높이며 작동 기구와 망체의 유효 수명을 연장시키는데 있다.It is an object of the present invention to reduce the consumption of energy during grinding, to increase particle uniformity in the finished product and to extend the useful life of the operating mechanism and the net.

본 발명의 장치는 유입구와 유출구를 갖는 하우징, 충격 로타 및 충격 로타를 둘러싸는 다수의 편향 요소를 갖는 망체를 나타낸다. 망체의 주연 상의 편향 플레이트들은 비터(beater)로부터 동일한 거리 또는 다양한 거리를 갖고 배치된다. 편향 요소는 반경에 대하여 20°~80°의 경사 각도를 갖는 평활한 표면을 가지며, 이들은 로타에 대하여 공정을 위하여 도달되는 곡물의 직경을 초과하지 않은 최소 폭의 간격을 형성한다. 편향 요소들은 반경에 대하여 그들의 경사 방향으로 회전, 즉 이 망체 표면을 향하여 또는 반대 방향으로 망체 표면 상의 회전 포인트를 중심으로 회전할 수 있도록 가동한다. The device of the present invention represents a housing having an inlet and an outlet, an impact rotor and a mesh having a plurality of biasing elements surrounding the impact rotor. Deflection plates on the periphery of the mesh are arranged at the same distance or at various distances from the beater. The deflection elements have a smooth surface with an inclination angle of 20 ° to 80 ° with respect to the radius, which forms a minimum width gap for the rotor that does not exceed the diameter of the grain reached for processing. The deflecting elements move so as to rotate in their oblique direction with respect to the radius, i.e., rotate about the point of rotation on the mesh surface towards or opposite the mesh surface.

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바람직한 실시 형태에 따라서, 편향 요소는 방사상으로 배열되고 잘 알려진 바와 같이 측변 엣지가 망체를 향하여 정렬된 삼각 기둥을 형성한다.According to a preferred embodiment, the deflecting elements form a triangular column which is arranged radially and, as is well known, the side edges are aligned towards the mesh.

편향 요소는 망체의 주연을 따라 조절 가능하다. 그로 인하여 이미 마모된 망체의 부분이 덮여지기 때문에 망체 표면의 주연을 따른 편향 요소의 조절 가능한 실행의 가능성은 동작 동안에 망체의 균일한 마모가 이루어지는 것을 가능하게 한다. The deflection element is adjustable along the perimeter of the mesh. The possibility of an adjustable implementation of the deflection element along the periphery of the mesh surface thus makes it possible to achieve a uniform wear of the mesh during operation since the part of the already worn mesh is covered.

한편, 상이한 통공 부분이 교대로 배열된 망체를 이용하므로서 망체의 표면을 따르는 삼각 기둥 작동 요소의 연결 변위에 의하여 동일한 통공을 갖는 망체 부분들을 덮는 것이 가능하다. 이와 같이 함으로서 완성 제품의 입자 크기를 사전에 결정할 수 있다.On the other hand, it is possible to cover the network parts having the same through hole by the connecting displacement of the triangular pillar operating element along the surface of the network by using a network in which different through parts are arranged alternately. In this way, the particle size of the finished product can be determined in advance.

위에 도시된 장치에서의 제분 또는 크기 감소는 편향 요소와 로타의 충격 장치 사이의 작동 영역에서 일어난다: 이는 소위 충격 원리에 기초한 것이다. 충격 장치로의 제품 흐름의 각 공급물과 함께 떠있는 제품(suspended product)은 단일의 충격을 받게된다. 이렇게 하여 거친 입자와 미세 입자로 분리된다. 큰 운동 에너지를 갖는 거친 입자들은 다음 충격 장치로 곧바로 날아간다. 반대로 작은 운동 에너지를 갖고 로타에 의하여 발생된 공기의 흐름에 영향을 받는 미세 입자들은 상기 로타의 주위를 날며 통공이 형성된 챔버 표면을 따라 계속 이동하여 챔버를 벗어난다. 이와 같이 하여 미세 입자는 로타의 다음 충격 장치에 상호 충돌함이 없이 분리된다. 이는 충격 장치로의 공급과 이로부터의 급송이 다수회 교대로 이루어지면서 제품이 분쇄 챔버에 공급된 후 제품의 흐름에 맥동 특성을 부여한다.The milling or size reduction in the device shown above takes place in the operating region between the deflection element and the impact device of the rotor: it is based on the so-called impact principle. The suspended product with each feed of the product flow to the impact device is subjected to a single impact. In this way, coarse and fine particles are separated. Coarse particles with high kinetic energy fly directly to the next impact device. Conversely, the fine particles having a small kinetic energy and affected by the flow of air generated by the rota continue to move around the rota along the surface of the chamber in which the holes are formed and leave the chamber. In this way, the fine particles are separated without colliding with the next impact device of the rotor. This imparts pulsating characteristics to the flow of the product after it has been fed into the grinding chamber, with alternating feeding and feeding from the impact device.

더욱이, 공정의 효율은 재료가 로타에 대하여 어떠한 각도로 공급되는 경우 증가된다는 것이 나타난다. 이 각도는 반경에 대하여 20°~80°의 범위에서 변화한다. Furthermore, it appears that the efficiency of the process is increased when the material is fed at an angle to the rotor. This angle varies in the range of 20 ° to 80 ° with respect to the radius.

이하, 본 발명이 도면 및 예시적인 실시예에 의하여 다음과 같이 보다 상세히 설명된다. Hereinafter, the present invention is described in more detail as follows by means of figures and exemplary embodiments.

도 1의 충격 제분기는 유입구(2)와 유출구(3)를 갖는 하우징(1)을 포함한다. 충격 장치(5)를 갖는 로타(4)가 하우징(1) 내에 수용되어 있다. 로타는 망체(6)로 둘러싸여 있으며 그 표면(6a)에는 바람직하게는 삼각형 단면을 갖는 수개의 편향 요소(7, 9)가 배열되어 있다. 그 주변에서 망체(6)는 편향 요소(7, 9)에 의하여 망체 부분들로 나누어지며, 이 편향 요소들은 망체로부터 로타를 향하여 내측으로 향하고 로타의 회전 방향으로 경사진 평활 작동 표면을 포함한다. 이 경우에 있어서, 경사 각도(α)는 반경에 대하여 20°~80°범위이며, 충격 장치(5)의 종단과 편향 요소(7, 9) 사이의 거리(h)는 초기 제품의 알곡 직경보다 작다.The impact mill of FIG. 1 comprises a housing 1 having an inlet 2 and an outlet 3. The rotor 4 with the impact device 5 is housed in the housing 1. The rota is surrounded by a mesh 6 and on its surface 6a there are arranged several deflection elements 7, 9 which preferably have a triangular cross section. At its periphery the net 6 is divided into net part by deflecting elements 7, 9 which comprise a smooth operating surface inward from the net towards the rotor and inclined in the direction of rotation of the rotor. . In this case, the inclination angle α ranges from 20 ° to 80 ° with respect to the radius, and the distance h between the end of the impact device 5 and the deflection elements 7, 9 is less than the grain diameter of the initial product. small.

도 2 및 도 2a는 망체(6) 또는 그 표면(6a)에 대하여 내측으로 향한 삼각 기둥을 형성하는 측부 엣지를 갖는 편향 요소(9)의 방사상 구조를 도시한다.2 and 2a show the radial structure of the deflection element 9 with side edges forming a triangular pole facing inward with respect to the net 6 or its surface 6a.

도 3은 다른 통공을 갖는 부분들(A 및 B)을 대안적으로 포함하며 동일 통공 부분을 덮는 삼각 기둥을 갖는 망체(6)를 도시한다. FIG. 3 shows a mesh 6 having alternative triangular pillars A and B having different apertures and covering the same aperture portion.

도4는 편향 요소(7)의 조절 가능한 장치를 도시하고 있으며, 도 5는 망체의 표면(6a)에 배치된 피봇트(80)를 중심으로 하여 망체를 향한 그리고 망체로부터의 편향 요소(7)의 회전 방향을 도시한다. 로타(4)의 회전 방향은 시계 방향 또는 반시계 방향일 수 있다. FIG. 4 shows an adjustable device of the deflection element 7 and FIG. 5 shows the deflection element 7 towards and from the net about the pivot 80 arranged on the surface 6 a of the net. ) Shows the direction of rotation. The rotation direction of the rota 4 may be clockwise or counterclockwise.

특히 도 2a와 비교하여, 망체(6)의 주면을 따라서 편향 요소(7, 9)는 링(10)내에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있다.In particular compared to FIG. 2A, the deflection elements 7, 9 are arranged slidably in the ring 10 along the main surface of the net body 6.

제분기의 작동은 다음과 같다. The operation of the mill is as follows.

초기 제품(크기가 감소되지 않은 곡물)이 유입구(2)를 통하여 양측으로부터 로타(4)에 공급되며, 원심력의 결과로서 곡선형의 로타 경로 상에서 망체의 표면 (6a) 또는 연속된 두 개의 편향 요소(7 또는 9)에 의하여 한정된 망체의 부분(S: 도 2 참조)상으로 밀려진된다. 로타(4) 내에서 충격 장치(5)로의 노출의 결과로서 초기 제품은 부분적으로 크기가 감소된다는 것이 지적되어야 한다. 도 4에서 망체 (6)를 따른 그 이동 동안에 제품은 편향 요소(7)의 평활한 경사 표면에 도달하고 그 운동 방향이 변화하며, 따라서 로타(4)의 충격 장치(5)에 의하여 한번의 충격을 받게 된다. 제품이 충격장치(5)와 충돌할 때, 충격 중에 이들이 받는 관성의 결과로서 제품은 여러 크기의 입자로 분쇄되고 로타(4)의 회전 방향으로 편향 요소(7)를 뒤따르는 망체의 다음 부분(S)에 도달한다. 망체의 표면(6a)을 따르는 운동 중에 원심력과 로타에 의하여 발생된 공기 흐름의 결과로서 제품이 크기에 따라 제품의 분리가 일어난다. 망체(6)의 통공을 통과한 이들 입자들는 유출구(3)를 통하여 충격 제분기 밖으로 배출 제품(완성된 제품)으로서 이송된다. 망체를 통과하지 못한 거친 입자와 일부 작은 입자는 제품의 운동 방향에 배치된 다음 편향 요소(7)에 도달한다.The initial product (unreduced grain) is fed to the rota 4 from both sides via the inlet 2, and as a result of centrifugal forces the surface of the mesh 6a or two continuous deflection elements on a curved rota path. It is pushed onto a portion of the mesh defined by (7 or 9) (S: see FIG. 2). It should be pointed out that the initial product is partially reduced in size as a result of exposure to the impact device 5 in the rotor 4. During its movement along the net 6 in FIG. 4 the product reaches the smooth inclined surface of the deflection element 7 and the direction of movement thereof changes, thus making one impact by the impact device 5 of the rotor 4. Will receive. When the product collides with the impact device 5, as a result of the inertia they receive during the impact, the product is crushed into particles of various sizes and the next part of the mesh following the deflection element 7 in the direction of rotation of the rotor 4 ( S) is reached. Separation of the product occurs in accordance with the size of the product as a result of the air flow generated by the centrifugal force and the rota during the movement along the surface 6a of the mesh. These particles which have passed through the openings of the net body 6 are conveyed out of the impact mill through the outlet 3 as discharged product (finished product). Coarse particles and some small particles that do not pass through the net are placed in the direction of motion of the product and then reach the deflection element 7.

그후, 다양한 크기의 입자들을 포함한 제품의 흐름이 편향 요소(7, 9)의 표면을 따라 이동하는 것을 제외하고는 위에서 설명된 공정과 유사한 공정이 이루어진다. 큰 운동 에너지를 갖는 거친 입자는 반경에 대하여 20°~80°범위의 각도로 표면을 떠나 자유 비산하여 로타(4)의 단일 충격을 받게 된다. 작은 에너지를 갖는 작은 미세 입자는 편향 요소(7, 9) 주변을 돌며, 따라서 충격없이 망체의 다음 부분(S)에 도달한다. 작은 입자는 편향 요소(7, 9)의 바로 뒤에서 망체의 표면(6a)에 도달하는 반면에, 보다 큰 입자는 회전 방향의 더 뒤쪽에서 망체의 표면(6a)에 부딪친다. 이렇게 하여 미세 입자는 편향 요소(7, 9)와의 다음 이동, 즉 이들이 망체의 통공을 통과하는 확률이 증가될 때까지 망체의 표면(6a)을 따라 보다 긴 거리를 이동한다. 동시에, 거친 입자는 단지 간단하게 망체의 표면(6a)과 접촉하여 마모면에서 감소에 기여한다. Thereafter, a process similar to that described above is carried out except that the flow of product comprising particles of various sizes moves along the surface of the deflection element 7, 9. Coarse particles having a large kinetic energy leave the surface at an angle in the range of 20 ° to 80 ° with respect to the radius and are free to fly and are subjected to a single impact of the rotor 4. Small fine particles with small energy circulate around the deflection elements 7, 9, thus reaching the next part S of the net without impact. Small particles reach the surface 6a of the mesh just behind the deflection elements 7, 9, while larger particles hit the surface 6a of the mesh further back in the direction of rotation. In this way the fine particles travel longer distances along the surface 6a of the mesh until the next movement with the deflection elements 7, 9, ie the probability that they pass through the apertures of the mesh, is increased. At the same time, the coarse particles merely simply contact the surface 6a of the mesh and contribute to the reduction in wear.

요구된 크기의 입자들이 망체(6)의 통공을 통하여 연속적으로 제거되기 때문에 편향 요소(7, 9)에 의한 크기 감소를 위한 각 다음 제품 이송은 제품의 양이 연속적으로 감소한다는 점에서 이전의 장치와는 다르다.Since the particles of the required size are continuously removed through the apertures of the mesh 6, each subsequent product transfer for size reduction by the deflecting elements 7, 9 has been reduced to the previous device in that the amount of product is continuously reduced. Is different.

벌크 제품의 입자 크기를 감소시키기 위한 방법은 다음 원리에 기초한다.The method for reducing the particle size of bulk products is based on the following principle.

1. 로타(4)의 내부 공간으로 공급되는 초기 제품(곡물의 전체 알곡)의 예비입자 크기 감소와 한정된 속도까지의 동시 가속.1.Reduction of the preliminary particle size of the initial product (whole grain of grain) fed into the interior space of the rota 4 and simultaneous acceleration up to a limited speed.

2. 한정된 각도 및 미리 설정된 속도로 예비 크기 감소가 수행된 입자들의 망체(6) 상으로의 이송.2. Transfer of particles onto the mesh 6 where preliminary size reduction has been performed at a defined angle and at a preset speed.

3. 충격 장치(5)에 의한 추가 충격을 위하여 망체(6)에 배열된 경사진 편향 요소(7)의 영향 하에서 미세 입자의 동시 분리 및 불충분하게 크기가 감소된 단편의 공급과 함께 로타(4)를 둘러싸고 있는 망체(6) 또는 망체 표면(6a)을 따른 제품의 이동.3. Rota 4 with simultaneous separation of fine particles and supply of insufficiently reduced fragments under the influence of the inclined deflection element 7 arranged on the net 6 for further impact by the impact device 5. The movement of the product along the mesh 6 or mesh surface 6a surrounding.

4. 불충분하게 크기가 감소된 단편의 로타(4)로의 공급 사이클의 반복, 그 크기 감소 및 망체의 표면(6a)으로의 추가 이송.4. Repetition of the feeding cycle of the insufficiently reduced fragments to the rota 4, its size reduction and further transfer of the mesh to the surface 6a.

아울러, 충격 제분기의 크기 감소 원리는 로타(4)와 망체(6)의 직접적인 상호 작용이 없는 크기 감소에 기초하며, 이는 감소된 에너지 소모와 충격 장치의 증가된 수명에 반영된다.In addition, the principle of the size reduction of the impact mill is based on the size reduction without direct interaction of the rota 4 and the mesh 6, which is reflected in the reduced energy consumption and increased life of the impact device.

챔버의 통공이 형성된 표면은 로타가 통과하는 제품에 충격을 가하는 것을 방지하는데 필요한 거리를 두고 로타로부터 떨어져 있다는 것이 지적된다. 로타로의 제품 공급이 일정한 각도에서 이루어진다면 공정의 효율은 가장 크다. 이 각도는 반경에 대하여 20°~80°범위이어야 한다.It is pointed out that the perforated surface of the chamber is away from the rota at a distance necessary to prevent the rota from impacting the passing product. If the supply to the Rotaro is made at an angle, the process is most efficient. This angle should be in the range of 20 ° to 80 ° with respect to the radius.

Claims

A bulk product grinding apparatus having a housing having an inlet and an outlet, a rota with all or a portion of its perimeter enclosed in the mesh and deflection elements located on the mesh, wherein the biasing elements are arranged to rotate about a radius and the biasing elements are meshed. A device for crushing bulk material, characterized in that it is arranged to rotate about a point of rotation on the mesh surface towards or away from the surface.

The device of claim 1, wherein the deflection element is represented by a smooth operating surface having an inclination angle in the range of 20 ° to 80 ° with respect to the radius.

The device according to claim 1 or 2, wherein the distance between the deflection element and the impact device of the rota is smaller than the grain size of the initial product.

The device of claim 1, wherein the biasing element is arranged adjustable along the major surface of the mesh.

5. An apparatus according to claim 1 or 4, wherein the network represents portions having different apertures.

6. The device according to claim 5, wherein the side edges of the triangular pillar cover portions having the same through hole.

5. An apparatus according to claim 4, wherein the biasing element is displaceable along the ring on the major surface of the mesh surface.

The device of claim 1, wherein the device is an impact and deflection mill.

In the bulk material grinding method,

(a) feeding the pre-milled product to the net body 6 at a constant angle β and a predetermined speed,

(b) moving the product along the net with simultaneous separation of the fine fragments and the supply of insufficiently ground fragments under the influence of the biasing element for further impact on the impact device;

(c) a plurality of iterations of the feed cycle to the rota of the fragments that have not been sufficiently comminuted, their grinding and forward conveying to the surface of the mesh.

10. The method according to claim 9, wherein the angle β can vary within a range of 20 ° to 80 ° with respect to the radius.

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