KR20190057310A

KR20190057310A - 미세 분쇄기

Info

Publication number: KR20190057310A
Application number: KR1020197009377A
Authority: KR
Inventors: 토르스텐 부르홀스트
Original assignee: 휴고 포겔상 마시네바우 게엠베하
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2019-05-28
Also published as: ES2767726T3; CN109906117A; CN109906117B; BR112019005314A2; US20190210034A1; US11253864B2; WO2018054982A1; KR102394355B1; EP3515602B1; PL3515602T3; JP6828144B2; JP2019529096A; EP3515602A1; DE202016105242U1

Abstract

본 발명은 분쇄 장치(1)로서, 제1 원형 경로 상에 배치된 제1 톱니형 절단 에지(40)를 갖는 복수개의 제1 절단 요소(24); 절단 재료를 절단하기 위하여 상기 제1 톱니형 절단 에지(40)에 대응하는 제2 톱니형 절단 에지(44)를 갖는 적어도 하나의 제2 절단 요소(26) - 상기 제2 절단 요소(26)는 상기 제1 원형 경로와 동심인 제2 원형 경로 상에서 회전축(A)을 중심으로 변위가능함 - 를 포함한다. 이 경우에, 상기 제2 톱니형 절단 에지(44)는 복수개의 톱니(100)를 포함하며, 각각의 톱니는 방사상 내측 플랭크(102) 및 방사상 외측 플랭크(104)를 포함하며, 각각은 회전축(A)에 대해 일정 각도(α, β)에 있다. 장치는 또한 회전축(A)을 중심으로 상기 제2 절단 요소(26)를 회전식으로 구동하기 위한 드라이브(16); 및 복수개의 제1 절단 요소(24) 및 제2 절단 요소(26)가 서로에 대해 회전축(A)의 방향으로 축방향으로 변위 가능할 수 있도록 하여 이들 사이의 절단 간극이 조정 가능한 조정 메카니즘(60)을 포함한다.

Description

미세 분쇄기

본 발명은 서로에 대해 회전 가능한 제1 및 제2 절단 요소를 갖는 분쇄 장치에 관한 것이다.

일반적 분쇄 장치는 예를 들어 EP 2 613 884 B1에 공지되어 있다. 그러한 절단 장치들은 고체, 고형 물질 또는 고체를 함유하는 액체를 분쇄하는데 사용되거나, 예를 들면 음식 산업에서 특히 소위 습식 분쇄기로서 사용되거나, 다른 에너지 용도에 대한 바이오-서스펜션을 마련하는데 사용되거나 또는 다른 농업 용도에서 고체와 혼합되는 유동성 혼합물을 마련하는데 및 이 경우에 그 내부에 함유된 고체를 분쇄하는데 사용된다.

추가의 이러한 절단 장치는 PCT/EP 2010/053800에 공지되어 있다. 이 종래 기술의 분쇄 장치에서, 제1 및 제2 절단 요소는 한편으로는 고정된 원형 천공 디스크 및 천공 디스크의 중심 축 주위로 회전하는 블레이드에 의해 형성되며, 이 블레이드는 천공 디스크의 표면 상의 절단 에지와 맞닿는다. 분쇄될 덩어리는 천공 디스크의 구멍을 통해 가압되거나 또는 상기 구멍을 통해 흐르고, 이 경우 구멍을 통과하는 고형물은 블레이드 에지와 각 구멍을 구획하는 에지 사이의 전단 작용에 의해 분쇄된다.

그러나 그러한 분쇄기는 실제로 거친 분쇄를 제공하는 데 적합하다는 것이 알려졌지만, 대체로 실시됨이 입증되었지만, 그 물질을 더 분쇄하기 위한 일부 공정이 필요하다는 사실이 밝혀졌다. 예를 들어, 긴 섬유질, 분뇨 또는 잔디 사일리지와 같이 발효하기 어려운 물질에 적용된다. 알려진 분쇄기가 여기에서 섬유를 절단할 수 있지만, 매우 짧은 섬유 부분으로의 분쇄는 일반적으로 불가능하다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 긴 섬유질, 분뇨 또는 잔디 사일리지와 같은 발효하기 어려운 재료의 미세 분쇄가 효과적이고 효율적으로 가능한, 상기 유형의 분쇄 장치를 제공하고자 한다.

이 목적은, 제1 원형 경로 상에 배치된 제1 톱니형 절단 에지를 갖는 복수개의 제1 절단 요소; 절단 재료를 절단하기 위해 제1 톱니형 절단 에지에 대응하는 제2 톱니형 절단 에지를 갖는 적어도 하나의 제2 절단 요소 - 상기 제2 절단 요소는 상기 제1 원형 경로와 동심인 제2 원형 경로상에서 회전축을 중심으로 변위 가능하고, 상기 제2 톱니형 절단 에지는 복수개의 톱니(jag)를 포함하고, 각각의 톱니는 방사상 내측 플랭크 및 방사상 외측 플랭크를 포함하며, 이들은 각각이 회전축에 대해 일정 각도에 있음 - , 상기 제2 절단 요소를 상기 회전축을 중심으로 회전식으로 구동하기 위한 드라이브; 및 복수개의 제1 절단 요소 및 제2 절단 요소가 서로에 대해 회전축의 방향으로 축방향으로 변위 가능할 수 있도록 하여 이들 사이의 절단 간극이 조정 가능한 조정 메카니즘을 포함한다.

한편으로, 본 발명은 톱니형 절단 에지를 갖는 절단 요소의 구현이 섬유 재료의 절단에 유리하다는 통찰력에 기초한다. 반면에, 절단 에지의 전체 길이는 톱니형 절단 에지의 구현에 의해 증가되며, 따라서 절단 동작 또한 증가시킨다. 복수개의 제1 절단 요소의 원형 배치는 제2 절단 요소가 회전할 때의 효율적인 절단이라는 목적에 알맞다. 복수개의 제1 절단 요소는 또한 체(sieve)의 역할을 하여, 분할되지 않은 재료가 보유되고, 제1 절단 요소에 의해 분할된 후에만 통과할 수 있다. 본원에서 복수개라는 용어는 이들 요소 중 2 개 이상이 항상 존재한다는 것을 의미한다. 또한, 본 발명은 제1 및 제2 절단 에지 사이의 절단 간극이 조정 가능하다는 아이디어에 기초한다. 이것은 필요에 따라 재료를 더 거칠거나 더 세밀하게 분할하는 경우에 특히 유리하다. 이 경우 절단 간극은 최소로 줄여서, 절단 요소가 서로 직접 접하도록 할 수 있다. 따라서 특히 미세한 분쇄가 이루어진다. 절단 간극은 또한 양의 방향으로 조정될 수 있어서, 절단 요소는 서로 일정 거리로 회전한다. 이보다 덜 미세한 분쇄가 이루어 지는데, 이것은 더 거친 재료 또는 우수하게 발효 가능한 재료에 특히 적합하다.

절단 간극을 조정하기 위한 조정 메카니즘이 본 발명에 따라 제공된다. 제1 및 제2 절단 요소는 조정 메카니즘에 의해 서로 축방향으로 상대적으로 변위될 수있다. 즉, 한편으로는 복수개의 제1 절단 요소는 고정되어 있는 동안 제2 절단 요소만을 축방향으로 변위시키는 것이 가능하다. 이러한 변형은 특히 간단한 구조를 이루므로 특히 바람직하다. 그러나, 다른 변형예에서, 제2 절단 요소는 고정되고, 복수개의 제1 절단 요소는 회전축을 따라 상대적으로 변위될 수 있다.

다른 실시예에서, 두 절단 요소가 서로를 향해 변위되는 것이 제공된다. 바람직하게는, 복수개의 제2 절단 요소, 특히 2, 4, 6 또는 8 개의 제2 절단 요소가 제공된다. 상기 요소는 바람직하게는 원형 경로 상에 균일하게 분포되어, 균일한 분쇄가 일어나고, 원심력이 드라이브의 구동 샤프트 상에서 균형을 이룬다.

제2 절단 요소는 바람직하게는 회전축에 평행한 주 평면을 가지고 배치된 판형 본체를 포함한다. 변형예에서, 주 평면이 회전축에 대하여 일정 각도로 진행하여, 제2 절단 요소의 경사로 인해, 유체에 대한 나사 운반(screw conveyance)이 제공되어, 유동이 야기될 수 있다.

제2 톱니형 절단 에지는 복수개의 톱니를 포함하고, 각각의 톱니는 각각 회전축에 대해 소정 각도에 있는 방사상 내측 플랭크 및 방사상 외측 플랭크를 포함한다. 바람직하게는, 제2 절단 에지는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 개의 톱니를 포함한다. 톱니의 수는 처리할 체적 유동에 따라 다르다. 플랭크는 곡선 또는 직선일 수 있다. 직선 플랭크는 생산이 단순화된다는 이점을 가지며, 또한 절단 요소의 재연마가 간단한 방식으로 수행될 수 있다는 이점을 갖는다. 제1 및 제2 절단 에지는 서로 대응하여, 제2 절단 에지의 상기 톱니의 기하학적 형상이 또한 제1 절단 에지에 대응하여 적용된다. 따라서, 이것은 제2 절단 에지의 상기 톱니들의 각각의 끝부분이 상기 제1 절단 에지의 톱니들 사이의 골에 맞물린다. 절단 간극은 전체 절단 에지를 따라 실질적으로 일정한 폭을 포함하는 것이 바람직하다.

바람직한 제1 실시예에서, 상기 톱니는 회전축에 대해 소정 각도로 진행하는 경로 상에 배치된다. 따라서 재료 절단은 평면에서 이루어지지 않고 오히려 절두 원추형(frusto-conical) 표면 또는 원뿔형 표면 상에서 발생한다. 경로는 바람직하게는 45 ° 내지 70 °의 범위, 특히 약 60 °의 회전축에 대한 각도를 포함한다. 이것은 재료가 분쇄 장치 내로 축방향으로 들어가고 방사형으로 유출 될 수 있다는 특별한 이점이 있다. 여기서 장점은 모터 배치가 간단하다는 것이다; 이것은 축방향으로 배치될 수 있으며 짧은 샤프트를 구비할 수 있다. 절단 재료(cut-through material)가 모터의 구동 샤프트 주위로 흐를 필요는 없다.

또한, 외측 플랭크와 내측 플랭크의 각도가 다른 것이 바람직하다. 이는 축방향 변위를 통해 절단 간극을 변경하는 경우에 축방향 변위 동안에는 회전축에 대한 큰 각도가 작고 예각인 경우 보다 절단 간극에서 큰 차이를 초래하기 때문에 내측 및 외측 에지에 대해 상이한 절단 간극 폭을 초래한다. 결과적으로, 방사상 외측 플랭크와 방사상 내측 플랭크 상의 절단 간극은 상이하게 조정될 수 있다. 그러나, 변형예에서, 내측 및 외측 에지의 각도가 동일하도록 제공될 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 적어도 일부의 복수개의 톱니의 외측 플랭크의 각도는 내측 플랭크의 각도보다 크도록 제공된다. 이것은 조정 메커니즘을 사용하여 마모 조정을 할 때 특히 유용하다. 방사상 외측 플랭크는 방사상 외측 유동 및 원심력 때문에 더 빨리 마모된다는 것이 밝혀졌다. 각도가 바깥쪽에 더 평평한 경우, 더 강한 재조정, 즉 축방향 변위 동안 간극이 좁아지는 것이 여기에서 수행 될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 방사상 외측 톱니의 방사상 외측 플랭크의 각도는 방사상 내측 톱니의 방사상 외측 플랭크의 각도 보다 큰 것이 바람직하다. 즉, 방사상으로 더 멀리 있는 톱니는 방사상 내측 톱니 보다 더 평평한 에지를 포함한다. 이미 위에서 언급한 내용과 동일한 내용이 여기에 적용된다. 방사상 외측에 있는 톱니는 한편으로는 원심력으로 인해 다른 한편으로는 높은 절단 속도로 인해 높은 마모에 노출된다. 방사상 외측에 있는 톱니는 방사상 내측 톱니 보다 높은 경로 속도로 변위되므로, 마모를 증가시킬 수 있다. 편평한 각을 제공함으로써, 축방향 조정 동안보다 높은 절입(infeed)이 발생하고, 절단 간극은 절단 요소의 수명 기간 동안 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 여기서 간극은 플랭크 평면에 수직으로 측정된다.

이 경우에, 바람직하게는 방사상 외측 톱니의 방사상 외측 플랭크의 각도가 방사상 내측 톱니의 방사상 외측 플랭크의 각도 보다 크도록 제공될 수 있다. 즉, 톱니가 더 외측에 있을 수록, 각도가 더 평평해진다. 바람직하게는, 각도는 연속적으로 변해야 한다. 대신에 바람직하게는, 방사상 내측 톱니로부터 방사상 외측 톱니 까지의 각도가 점차 변화한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 톱니의 방사상 외측 플랭크는 상기 톱니의 방사상 내측 플랭크보다 길다. 바람직하게는, 2, 3, 4, 5개 또는 바람직하게는 모든 톱니가 제공된다. 결과적으로, 회전축에 대해 일정 각도인 경로상의 톱니의 배치가 단순화되고 절단 에지 외부로 방사상으로 연장된다.

특히 바람직한 실시예에 따르면, 제2 절단 요소는 축방향으로 변위 가능한 허브 상에 장착되며, 조정 메커니즘은 허브의 축방향 위치를 결정하기 위한 장치를 포함한다. 상기 허브는 특히 전기 모터에서 드라이브에 결합되는 구동 샤프트 상에서 지지되는 것이 바람직하다. 허브는 예를 들어 페더 키(feather key)를 사용하여 축방향으로 재배치 가능한 샤프트-허브 연결부에 부착된다. 허브의 축방향 위치는 조정 메카니즘에 의해 결정되고, 따라서 제1 및 제2 절단 요소 사이의 거리가 결정된다. 제1 절단 요소는 바람직하게는 구동 샤프트의 축방향 위치에 기초하여 이 실시예에 따라 정지 상태로 배치된다. 예를 들어, 제1 절단 요소는 구동 샤프트가 또한 지지되는 하우징에 영구적으로 결합될 수 있다.

바람직하게는, 상기 장치는 허브의 축방향 위치를 한정하기 위한 제1 나사와, 축방향 위치를 고정하기 위한 제2 잠금 나사를 포함한다. 축방향 위치는 바람직하게는 제1 나사에 의해 조절된다. 제1 나사는 바람직하게는 허브의 세그먼트를 통과하여 연장되며, 구동 샤프트 상에 지지된다. 또한, 나사가 샤프트 세그먼트 내의 나사식 세그먼트에 의해 안내되고 허브 상에 지지되는 반대 경우도 바람직하다. 다시, 다른 변형도 생각할 수 있다. 허브 자체가 샤프트 상에 나사산으로 배치되고 이러한 방식으로 샤프트에 대해 축방향으로 조정 가능할 수도 있다. 이 위치를 결정하기 위해, 이 실시예에 따르면, 제1 나사에 너트의 형태로 또는 데드락(deadlock)의 형태로 구현될 수 있는 다른 잠금 나사가 제공되어, 제1 나사가 더 이상 회전할 수 없게되는 결과를 초래한다. 제1 및 제2 잠금 나사는 바람직하게는 허브의 원주 둘레에 제공되는 복수개의 것이 바람직하다. 결과적으로 균일 한 동력 전달이 보장된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 분쇄 장치는 제3 원형 경로 상에 배치된 제3 톱니형 절단 에지를 갖는 복수개의 제3 절단 요소를 더 포함한다. 바람직하게는, 제3 원형 경로는 제1 원형 경로와 동심이며, 동일한 직경을 갖는다. 바람직하게는, 복수개의 제3 절단 요소는 복수개의 제1 절단 요소에 대해 특히 회전축에 수직인 평면에 대해 실질적으로 거울-대칭으로 구현된다.

동시에, 제2 절단 요소가 절단 재료를 절단하기 위하여 제3 톱니형 절단 에지에 대응하는 제4 톱니형 절단 에지를 포함하는 것이 바람직하다. 대안적으로, 적어도 하나의 제4 절단 요소가 제4 절단 에지를 포함하여 제공되는 것도 고려할 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 제4 절단 에지는 제2 절단 요소 상에 구현되어, 제2 절단 요소는 총 두 개의 절단 에지, 즉 제2 절단 에지와 제4 절단 에지를 포함한다. 따라서 제2 절단 요소는 이중 에지로 구현된다. 제4 절단 에지의 톱니 형상과 관련하여 제2 절단 에지에도 전술한 바와 동일하게 적용된다. 이와 관련하여, 상기 제2 절단 에지의 설명에 대해 충분히 언급된다.

또한, 제2 절단 에지 및 제4 절단 에지는 실질적으로 거울 대칭으로 구현되는 것이 바람직하다. 대칭 평면은 바람직하게는 회전축에 실질적으로 수직하게 배치된다. 제1 및 제2 절단 에지와 제3 및 제4 절단 에지 사이의 절단이 균일하게 진행되도록, 대칭적인 구현에 의해 제2 절단 요소의 양 측면에서 균일한 절단이 발생된다. 그 결과, 양면의 마모가 대략 균일하게 되어, 유지 보수가 간단해진다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 조정 메카니즘에 의해, 복수개의 제3 절단 요소 및 제2 절단 요소는 서로에 대한 회전축의 방향으로 축방향 변위 가능하여, 이들 사이의 절단 간극이 조정 가능하다. 결과적으로, 제3 및 제4 절단 에지 사이의 절단 간극은 조정 메카니즘에 의해 조정 가능하다. 제2 절단 요소가 고정식으로 장착되는 경우, 복수개의 제1 절단 요소 및 복수개의 제3 절단 요소는 제1 및 제2 절단 에지와 제4 절단 에지 사이의 절단 간극을 균일하게 구현하기 위해 제2 절단 요소를 향하여 실질적으로 균일하게 축방향으로 변위될 필요가 있다.

그러나, 본 발명의 바람직한 변형예에서, 복수개의 제1 절단 요소는 고정식으로 장착되고, 제2 절단 요소는 이에 대한 제1 절단 요소에 대해 변위될 것이다. 따라서, 절단 간극의 협소화를 균일하게 실시하기 위해서는 복수개의 제3 절단 요소가 축방향으로 2회 이송될 필요가 있다. 바람직하게는 조정 메카니즘이 이것을 고려하여 제3 절단 요소의 이중 절입을 항상 제공한다.

바람직하게는, 제3 절단 요소는 하우징에 장착되고, 조정 메커니즘은 하우징의 축방향 위치를 결정하기 위한 장치를 포함한다. 바람직하게는, 하우징의 축방향 위치 결정 장치는 하우징의 축방향 위치를 한정하기 위한 제1 나사와 하우징의 축방향 위치를 고정하기 위한 제2 잠금 나사를 포함한다. 따라서, 메커니즘은 전술한 제1 절단 간극을 조정하기 위한 장치와 유사하게 구현된다. 하우징의 축방향 위치를 규정하기 위한 나사의 나사산은 허브의 축방향 위치를 규정하기 위한 나사와 같이 이중 나사산 피치를 가질 수 있다. 그런 다음 제3 절단 요소에 대해 이중 인피드를 제공하기 위해 동일한 의미로 나사를 조정하는 것으로 충분하다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 분쇄 장치는 제1 및 제2 절단 요소의 상류에 배치된 예비 분쇄기를 더 포함하며, 적어도 하나의 제1 예비 절단 에지를 포함하는 제1 예비 절단 요소와, 적어도 하나의 제2 예비 절단 에지를 포함하며 제1 예비 절단 요소에 대해 제4 원형 경로상에서 변위될 수 있는 제2 예비 절단 요소를 포함하며, 상기 제2 예비 절단 요소는 상기 제2 절단 요소와 함께 변위되도록 드라이브에 결합된다. 예비 분쇄기는 바람직하게는 EP 2 614 884에 기술된 분쇄 장치와 실질적으로 동일하게 구현된다. 제2 절단 요소를 구동시키는 구동 샤프트에 예비 분쇄기를 연결함으로써, 제1 및 제2 예비 절단기에 의한 예비 분쇄가 미세 분쇄 전에 추가적으로 발생하고, 이는 본 발명에 따른 제1, 제2 및 선택적으로는 제3 절단 요소를 통해 수행된다. 그러한 실시예에서, 분쇄 장치는 두 개의 분쇄 단계를 포함하기 때문에, 단일 분쇄 장치로 거친 재료를 직접 미세하게 분쇄하는 것이 가능하다. 두 개의 분쇄 단계를 연결하기 때문에 하나의 드라이브만 필요하다.

바람직한 개선예에서, 제2 절단 요소는 회전축에 대해 소정 각도로 배치된다. 이것은 바람직하게는 분쇄 장치의 모든 제2 절단 요소에 적용된다. 바람직하게는, 모든 제2 절단 요소는 동일한 방향으로 소정 각도로 배치된다. 제2 절단 요소는 바람직하게는 대체로 판형이어서, 판형 절단 요소의 평면은 일정 각도로 배치된다. 절단 톱니는 또한 바람직하게는 이 실시예에서 절단 요소에 대해 소정의 각도로 배치되어, 절단 톱니가 바람직하게는 회전축에 수직인 평면을 한정한다.

제2 절단 요소의 경사는 개개의 절단 톱니가 연속적으로 그러나 비동시적으로 맞물리므로 보다 균일한 하중을 달성한다. 결과적으로, 하중 토크의 변동이 감소되기 때문에, 드라이브의 전류 소모가 훨씬 균일하게 될 수 있다. 또한, 본 실시예를 통해, 특히 기어 박스의 수명을 연장시킬 수 있으며, 또한 소음 발생을 줄일 수 있다.

바람직하게는, 적어도 하나의 제2 절단 요소는 회전축에 대해 일정 각도로 둘러싸고, 상기 각도는 >0° 내지 90°, 바람직하게는 >0° 내지 45°, 보다 바람직하게는 5° 내지 45°의 범위에 있다. 상기 효과를 얻기 위해서는 약간의 경사도 충분할 수 있음이 밝혀졌다. 많은 응용 분야에서 45°각도가 최적이다.

제2 절단 요소는 허브 상에 장착되는 것이 바람직하며, 여기서 허브는 회전축에 대해 일정 각도로 배치된 장착면을 갖는 적어도 하나의 방사상 리세스를 포함하고, 제2 절단 요소는 장착면 상에 장착된다. 제2 절단 요소는 이러한 방식으로 구조적으로 간단하게 유지될 수 있다. 제2 절단 요소가 마모되고 교체되어야 하기 때문에 제2 절단 요소는 가능한 단순한 것이 유리하다. 따라서 비용 효율적인 생산이 특히 바람직하다. 경사에 기인하여 발생하는 증가된 복잡성은 이 실시예에 따라 허브에 전송되며, 이 허브는 일반적으로 교체될 필요가 없다. 허브의 장착면의 경사는 양호하게는 제2 절단 요소의 경사를 한정한다.

바람직한 개선예에서, 적어도 하나의 제2 절단 요소는 유동 저항을 감소시키기 위한 통로를 포함한다. 이는 제2 절단 요소가 플레이트 형상인 경우에 특히 바람직하다. 그 결과, 유동 저항이 감소되고 분쇄 장치의 에너지 요구량이 감소될 수 있다. 이것은 제2 절단 요소가 일정 각도로 배치되는 경우 특히 바람직한데, 그 이유는 바람직하게는 절단 톱니가 항상 맞물리기 때문이다.

이하에서는, 관련 도면을 참조하여 2개의 실시예를 사용하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 설치 상태에 있는 제1 실시예에 따른 분쇄 장치의 단면도;
도 2는 도 1의 Z의 상세도;
도 3은 분쇄 장치의 단면도;
도 4는 제2 절단 요소의 상세도;
도 5는 도 4에 따른 섹션 B-B;
도 6은 도 1에 따른 장치 상의 부분 파단을 갖는 평면도;
도 7은 제2 실시예에 따른 설치 상태의 분쇄 장치;
도 8은 제3 실시예에 따른 분쇄 장치의 제2 절단 요소와 함께 하는 허브의 사시도; 및
도 9는 도 8의 허브의 측면도이다.

분쇄 장치(1)는 파이프 시스템의 포트(2) 내에 배치된다. 포트(2)는 대응 튜브에 플랜지될 수 있는 입구(4) 및 출구(6)를 포함한다. 내부에서, 포트(2)는 입구(4)와 출구(6)를 서로 분리시키는 분리판(8)을 포함한다. 통로(10)는 분리 플레이트(8)에 구현되며, 통로 내에 분쇄 장치(1)가 삽입된다. 분쇄 장치(1)는 추가의 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 그것은 메인 하우징(12)을 포함하는데, 여기서 드라이브(16)에 연결되는 구동 샤프트(14)가 지지된다. 전체 분쇄 장치(1)는 피봇 메카니즘(18)을 통해 포트(2) 상에 피봇식으로 장착되고, 도 1을 참조하여 피벗 포인트(pivot point)(20) 주위에서 포트(2)로부터 피봇식으로 멀어질 수 있다. 이는 예를 들어, 개별 부품들이 거기에서 걸리는 경우에, 분쇄 장치(1) 및 포트(2)에 대한 유지 보수를 수행하는데 사용된다.

분쇄 장치(1)(도 2 참조)는 복수개의 제1 절단 요소(24), 적어도 하나의 제2 절단 요소(26) 및 본 실시예에 따라 복수개의 제3 절단 요소(28)가 상호 작용하는 절단 유닛(22)을 포함한다. 제3 절단 요소(28)에 의해 환형으로 둘러싸인 하부 세그먼트에서, 절단 유닛(22)은 절단될 재료가 절단 유닛(22)으로 들어가는 원형 입구 개구(30)를 포함한다. 재료가 절단 유닛을 통과한 후에, 복수개의 제1 절단 요소(24)와 복수개의 제3 절단 요소(28) 사이의 갭(32)(도 2에서 하나에만 참조 번호를 제공)을 통해 방사상으로 빠져 나간다. 재료의 유동 경로는 도 2에서 점선 화살표(P)로 도시된다. 따라서, 재료는 입구(4)를 통해 유입 된 다음, 개구(30)를 통해 약간 상향으로 절단 유닛(22) 내로 유입되고, 방사상으로 빠져 나와서 분리 판(8) 뒤에 분쇄되어 출구(6)로 유출될 수 있다. 재료의 약간 상향으로의 흐름은 또한 돌과 같은 절단되지 않는 고체 성분을 분리시키는 역할을 한다. 이들은 아래로 떨어지고, 포트(2)의 바닥에서 제거될 수 있다.

도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 절단 메카니즘 및 조정 메카니즘이 이제 더 상세히 설명된다.

드라이브(16)는 메인 하우징(12) 상에 배치된다. 구동 샤프트(14)는 드라이브(16) 또는 드라이브(16)의 출력 샤프트(상세하게는 도시되지 않음)에 회전 가능하게 부착된다. 한편, 중앙 나사(32)는 이러한 목적으로 제공되고, 페더 키(feather key)는 회전력을 전달하기 위해 제공된다. 구동 샤프트(14)는 메인 하우징(12) 상의 베어링(36)에 의해 지지된다.

복수개의 제1 절단 요소(24)는 초기에 메인 하우징(12)에 대해 전면 측에 부착된다. 이 목적을 위해 추가의 나사 연결부(38)가 제공된다. 다수의 제1 절단 요소(24)는 전체적으로 일체로 구현되고, 개별 절단 에지(40)는 몸체로부터 밀링되어, 절단 요소(24)가 공통 하우징 세그먼트(42)를 포함하며, 메인 하우징(12)에 대해 하나의 유닛으로서 부착될 수 있다. 절단 요소(24)는 원형 경로 상에 배치되고, 각각은 회전 평면(A)에 대해 방사상으로 주 평면과 정렬된다. 원형 경로의 중심 축은 회전축(A)과 동일하다.

제2 절단 요소(26)는 제1 절단 요소(24)의 제1 톱니형 절단 에지(40)에 대응하여 제공된다. 비록 하나만이 참조 부호(26)가 제공되지만, 전체적으로 7 개의 제2 절단 요소(26)가 제공된다. 절단 요소(26)는 톱니 형상으로 구현되고 제1 절단 에지(40)에 대응하는 제2 절단 에지(44)를 포함한다. 제2 절단 요소(26)는 클램핑 연결부(46)를 통해 허브(48)에 부착된다. 허브(48)는 다시 샤프트(14) 상에 축방향으로 지지되고, 페더 키(50)는 토크 전달을 위해 제공된다. 허브(48)는 회전축(A)의 방향으로 축방향으로 재배치 가능하며, 따라서 구동 샤프트(14)의 샤프트 쇼울더(52)와 허브(48)의 단면(54) 사이의 간격이 제공된다. 도 3으로부터 쉽게 알 수있는 바와 같이, 허브(48)가 도 3에 대해 상향으로 더 가압되어, 단 부면(54)이 쇼울더(52)와 접촉하게 될 수 있다.

도 3에 도시된 허브(48)의 위치에서, 절단 에지(40, 44)는 실질적으로 접촉하여 단지 십분의 몇 밀리미터의 절단 간극을 형성하도록 정렬된다. 절단 에지(40, 44)에 마모가 있으면 조정이 필요할 수 있다. 거친 분쇄를 제공하기 위해서는 절단 간극이 증가되어야 한다고 생각할 수도 있다. 이러한 목적을 위해, 본 발명에 따른 분쇄 장치(1)는 이하 설명되는 조정 메카니즘(60)을 포함한다.

이 실시예에 따른 조정 메카니즘(60)은 먼저 제2 절단 요소 또는 요소들(26)을 운반하는 재배치 가능한 허브(48)를 구비한다. 허브(48)의 축방향 위치를 조정하기 위해, 제1 나사(62)가 본 실시예에 따라 제공되고, 이 나사는 허브(48) 내의 대응하는 나사식 구멍(64)를 통과하여 연장한다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 나사(62)의 풋은 허브(48)의 단부면(54)으로부터 일정 정도까지 연장되고, 샤프트 쇼울더(52)와 접촉된다. 유사하게, 나사(62)의 헤드는 나사식 구멍(64)의 환형 쇼울더 상에 놓이지 않고, 그로부터 일정 간격을 갖는다. 단부면(54)으로부터의 나사 풋의 과잉 길이의 정도까지, 단부면(54)의 거리가 샤프트 쇼울더(52)에 조정되어, 한정될 수 있다. 이 위치를 고정하기 위해, 제2 잠금 나사(66)가 제공되는데, 이는 커버(68)를 허브(48) 및 구동 샤프트(14)에 대해 고정하여(braces), 허브(48)를 한정한다. 단지 제1 나사(62) 및 제2 잠금 나사(68)가 도 3에 도시되지만, 균일한 인장력을 달성하기 위해 다수의 이러한 나사가 허브(48) 및 커버(68)의 원주 둘레에 제공될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

이 실시예(도 3)에 따르면, 절단 유닛(22)은 제1 절단 요소(24)와 실질적으로 동일하게 형성된 복수개의 제3 절단 요소(28)를 더 포함한다. 상기 절단 요소는 또한 톱니형 절단 에지(70)를 포함한다. 제3 절단 요소(28)는 선택적이지만, 더 높은 분쇄 속도를 유도한다. 이 실시예에 따른 제3 절단 요소(28)는 제2 절단 요소(26)의 제4 절단 에지(72)와 대응한다. 제3 절단 요소(28)는 재료로부터 밀링되어 공통 하우징(74)을 포함한다. 입구(30)는 또한 하우징(74)을 관통하여 한정된다.

제3 절단 요소(28)는 하우징(74)을 통해 제1 절단 요소(24)의 하우징(42)에 부착된다. 제3 절단 에지(70)와 제4 절단 에지(72) 사이의 거리는 조정 메카니즘(60)에 의해 조정 가능하다. 이 목적을 위해, 나사(62)의 나사식 구멍(64)과 유사한 원리를 갖는 나사식 구멍(76)이 하우징(74)(도 5 참조)에 제공된다. 나사식 구멍(76)에 나사(78)가 삽입되고, 이 나사는 제1 절단 요소(24)의 하우징(42) 상의 정지부(80)에 대해 그 풋 단부로 지지된다. 제3 절단 요소(28)의 외경은 제1 절단 요소(24)의 세그먼트(82)의 내부 직경보다 약간 작기 때문에, 제3 절단 요소(28)를 갖는 하우징 부분(74)은 제1 절단 요소(24)를 갖는 제1 하우징 부분(42) 내로 침투할 수 있다. 나사(78)에 의한 축방향 조정 중에 하우징(74)을 안내하기 위해, 리세스(86)와 결합하는 가이드 탭(84)이 제공된다. 다른 나사(88)가 축방향 위치를 결정하고 고정하기 위하여 제공되는데, 여기서 나사는 하우징(42) 상의 나사식 구멍(90)에 결합하고, 두 하우징 부분(72, 74)을 서로에 대해 고정하고 나사(78)에 압력에 가한다.

하나의 제2 절단 요소(26)가 상기 톱니(jag; 100)의 기하학적 구조를 볼 수있는 도 4에 도시되어 있다. 단지 하나의 톱니(100)가 도 4에서 참조 번호들로 제공되지만, 다른 톱니들도 구현된다. 상기 톱니(100)는 2 개의 플랭크(flank; 102, 104)를 포함하며, 102는 방사상 내측 플랭크를 지칭하고, 104는 방사상 외측 플랭크를 지칭한다. 방사상 내측 플랭크(102)는 회전축(A) 또는 그에 평행한 축(A')에 대해 각도 α로 둘러싸고 있다. 대응 각도 β로 축(A')에 대해 플랭크(104)를 둘러싼다. 방사상 외측 플랭크(104)는 방사상 내측 플랭크(102)보다 길기 때문에, 톱니(100)는 회전축에 대해 소정 각도에 있는 경로(B) 상에 전체적으로 배치된다. 이 실시예에서, 회전축(A)에 수직인 평면(E)에 기초하여, 각도(γ)는 대략 30 °의 범위에서 기술된다.

도 4에 대해 보다 오른쪽에 있으며 방사상 더 외측에 놓인 톱니(100)의 각도(β)는, 도 4에서 보다 왼쪽에 있으며, 방사상 더 내측에 놓인 톱니의 각도(β) 보다 더 크다. 즉, 방사상으로 더욱 외측에 위치하는 톱니의 플랭크(104)가 방사상으로 내측으로 위치하는 톱니(100) 보다 더 평평한 효과를 갖는다. 이제 제2 절단 요소(26)와 제1 절단 요소(24) 사이의 축방향 거리가 감소되면, 방사상으로 더 외측에 위치하는 플랭크(104)와 절단 에지(40)에서의 대응하는 카운터 플랭크 사이의 거리는 방사상 더 내측에 위치하는 플랭크(104)와 대응하는 카운터 플랭크 사이의 거리 보다 불균형적으로 작아지며, 이 둘은 플랭크면에 대해 정상적인 거리로 보인다. 이는 마모 조정이 이루어지고 이 목적을 위해 축방향 조정이 수행될 때, 방사상 외측에 있는 톱니(100) 상의 더 높은 마모를 보상하는 것을 가능하게 한다.

분쇄 장치(1)의 제2 실시예는 도 7에 도시되어 있으며, 동일한 부분에는 동일한 참조 번호가 부여되어 있으며, 그 예에 대해서는 제2 실시예의 상기 설명을 참조한다(도 1-6 참조).

제1 실시예(특히, 도 2 참조)와는 대조적으로, 이 실시예에 따른 분쇄 장치(1)는 예비 분쇄기(120)를 포함한다. 예비 분쇄기(120)는 제1 예비 절단 요소(122) 및 제2 예비 절단 요소(124)를 포함한다. 제1 예비 절단 요소(122)는 천공된 디스크로서 구현되고, 입구 개구(30)의 전방에 장착된다. 제2 예비 절단 요소(124)는 총 4개의 블레이드(125a, 125b)를 갖는 블레이드 홀더이다(도 7에서는 2개의 블레이드 만이 도시되어 있음). 블레이드 홀더는 샤프트 연장부(126)를 통해 구동 샤프트(14)에 연결되어, 블레이드 홀더가 구동 샤프트(14), 허브(48), 따라서 하나 이상의 제2 절단 요소(26)와 함께 회전한다. 예비 절단 요소(122)는 바람직하게는 EP 2 613 884로부터의 천공된 디스크와 같이 구현되고, 제2 예비 절단 요소(124)는 EP 2 613 884 B1로부터의 블레이드 홀더와 같이 바람직하게 구현된다. 천공된 디스크의 홀의 에지는 블레이드 홀더의 블레이드(125a, 125b)와 함께 대응하는 절단을 형성하고, 절단될 재료는 블레이드 홀더의 회전에 의해 분리될 수 있다. 이러한 제품은 이미 시장에서 알려져 있으며 "RotaCut"이라는 이름으로 특허권자에 의해 판매된다.

도 8 및 도 9는 제3 실시예를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 8 및 도 9에는 허브(48) 및 제2 절단 요소(26)만이 도시되어 있다. 분쇄 장치(1)의 나머지 구성 요소는 첫 번째 두 실시예와 동일하므로, 명료함을 위해 여기에 도시되지 않았다. 따라서, 도 8 및 도 9에 도시된 유닛은 제1 실시예(도 1 내지 도 7)의 분쇄 장치(1)에도 사용될 수 있다.

허브(48)는 장착면(132)을 한정하는 복수개의 방사상 오목부(130)를 포함한다. 각각의 제2 절단 요소(26)는 상기 장착면(132)으로서 장착된다. 이는 각각이 제3 실시예에서 2개의 나사(134, 136)에 의해 달성되며, 이는 제2 절단 요소(26) 상의 대응하는 관통 구멍(도시되지 않음)을 관통하고 내부에 나사식으로 블라인드 홀(도시 없음)이 제공되는 허브(48)에 나사 조임된다. 상기 나사 연결부에 대한 대안으로서, 다른 연결부, 특히 클램핑 및/또는 플러그 연결부가 고려되고 바람직하다.

제2 절단 요소(26)는 모두 회전축(A)에 대해 소정의 각도로 배치된다. 제1 실시예에서의 절단 요소(26)는 회전축(A)과 한 평면에 함께 놓이거나 또는 적어도 그에 평행하게 놓여 있지만, 이들은 이 실시예에서 각도 γ 를 애워싼다. 각도 γ는 판 형상의 제2 절단 요소에 의해 정의된 평면(E)과 회전축(A) 사이에서 측정된다. 본 실시예에서의 각도 γ는 약 45 °이다(도 9 참조). 그러나, 이는 또한 상이한 값을 가질 수 있으며, 바람직하게는 >0 ° 내지 90 °의 범위 내에있다. 개개의 절단 톱니(100)는 차례로 양호하게는 소정 각도로 되어있고, 실제로 보상 각도(ε)(도 9 참조)로 되어있으므로, 절단 톱니는 대체로 회전축(A)에 수직으로 정렬된다. 이는 효과적인 절단을 용이하게 한다. 절단 톱니(100)의 경사는 도 9의 중간에 도시된 제2 절단 요소(26)로부터 가장 잘 보여지며, 표시되는 각도를 기초로 한다.

이 실시예에서의 다른 차이점은 제2 절단 요소가 각각 통로(140)를 포함한다는 것이다. 통로(140)는 기본적으로 제2 절단 요소(26)의 외부 윤곽에 거의 적합하도록 구현되지만, 허브(48)에 제2 절단 요소(26)를 부착하고 또한 절단하기 위한 충분한 벽 두께를 가지도록 한다. 능동적인 유체 유동을 가능하게 하거나, 또는 통로(140)의 특정 기하학적 형상에 의해 상기 유동에 긍정적으로 영향을 미치기 위해, 상이한 기하학적 형상이 여기에서 가능하다. 통로(140)는 또한 제1의 두개의 실시예의 제2 절단 요소(26)에 제공될 수 있으며(도 1 내지 도 7), 제3 실시예에서는 단지 선택적으로 제공될 수 있다(도 8 및 도 9).

Claims

분쇄 장치(1)로서:
제1 원형 경로 상에 배치된 제1 톱니형 절단 에지(40)를 갖는 복수개의 제1 절단 요소(24);
절단 재료를 절단하기 위하여 상기 제1 톱니형 절단 에지(40)에 대응하는 제2 톱니형 절단 에지(44)를 갖는 적어도 하나의 제2 절단 요소(26) - 상기 제2 절단 요소(26)는 상기 제1 원형 경로와 동심인 제2 원형 경로 상에서 회전축(A)을 중심으로 변위가능함 - ;
상기 제2 톱니형 절단 에지(44)는 복수개의 톱니(100)를 포함하며, 각각의 톱니는 방사상 내측 플랭크(102) 및 방사상 외측 플랭크(104)를 포함하며, 각각은 회전축(A)에 대해 일정 각도(α, β)에 있으며,
회전축(A)을 중심으로 상기 제2 절단 요소(26)를 회전식으로 구동하기 위한 드라이브(16); 및
복수개의 제1 절단 요소(24) 및 제2 절단 요소(26)가 서로에 대해 회전축(A)의 방향으로 축방향으로 변위 가능할 수 있도록 하여 이들 사이의 절단 간극이 조정 가능한 조정 메카니즘(60)
을 포함하는, 분쇄 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 톱니(100)는 회전축(A)에 일정 각도로 진행하는 경로(B) 상에 배치되는, 분쇄 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 외측 플랭크(104)의 각도(β) 및 내측 플랭크(102)의 각도(α)는 상이한, 분쇄 장치.
청구항 2에 있어서, 복수개의 톱니(100) 중 적어도 일부의 외측 플랭크(104)의 각도(β)는 내측 플랭크(102)의 각도(α) 보다 더 큰, 분쇄 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 방사상 외측 톱니(100)의 방사상 외측 플랭크(104)의 각도(β)는 방사상 내측 톱니(100)의 방사상 외측 플랭크(104)의 각도(β) 보다 더 큰, 분쇄 장치.
청구항 5에 있어서, 방사상 외측 톱니들(100)의 방사상 외측 플랭크들(104)의 각도(β)는 각각이 방사상 내측 톱니들(100)의 방사상 외측 플랭크들(104)의 각도(β) 보다 더 큰, 분쇄 장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 톱니(100)의 방사상 외측 플랭크(104)는 상기 톱니(100)의 방사상 내측 플랭크(102) 보다 더 긴, 분쇄 장치.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 제2 절단 요소(26)는 축방향으로 변위 가능한 허브(48) 상에 장착되고, 조정 메카니즘(60)은 상기 허브(48)의 축방향 위치를 결정하기 위한 장치를 포함하는, 분쇄 장치.
청구항 8에 있어서, 상기 허브(48)의 축방향 위치를 한정하기 위한 제1 나사(62) 및 축방향 위치를 고정하기 위한 제2 잠금 나사(66)를 포함하는, 분쇄 장치.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 제3 원형 경로 상에 배치된 제3 톱니형 절단 에지(70)를 갖는 복수개의 제3 절단 요소(28)를 더 포함하는, 분쇄 장치.
청구항 10에 있어서, 제3 원형 경로는 제1 원형 경로와 동심이며, 동일한 직경을 갖는, 분쇄 장치.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서, 상기 제2 절단 요소(26)는 절단 재료를 절단하기 위하여 제3 톱니형 절단 에지(70)에 대응하는 제4 톱니형 절단 에지(72)를 포함하는, 분쇄 장치.
청구항 12에 있어서, 상기 제2 절단 에지(44) 및 제4 절단 에지(72)는 실질적으로 거울-대칭으로 구현되는, 분쇄 장치.
청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 조정 메카니즘(60)을 이용함에 의해, 복수개의 제3 절단 요소(28) 및 제2 절단 요소(26)는 서로에 대해 회전축(A)의 방향으로 축방향으로 변위 가능할 수 있도록 하여, 이들 사이의 절단 간극이 조정 가능한, 분쇄 장치.
청구항 14에 있어서, 제3 절단 요소(28)는 하우징(74) 내에 장착되고, 조정 메카니즘(60)은 하우징(74)의 축방향 위치를 결정하기 위한 장치를 포함하는, 분쇄 장치.
청구항 15에 있어서, 하우징(74)의 축방향 위치를 결정하기 위한 장치는 하우징(74)의 축방향 위치를 결정하기 위한 제1 나사(78) 및 하우징(74)의 축방향 위치를 고정하기 위한 제2 잠금 나사(88)를 포함하는, 분쇄 장치.
청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 절단 요소(24, 26)의 상류에 배치된 예비 분쇄기(120)를 더 포함하며,
적어도 하나의 제1 예비 절단 에지를 포함하는 제1 예비 절단 요소(122), 및
제1 예비 절단 요소(122)에 대해 제4 원형 경로 상에서 변위 가능하며, 적어도 하나의 제2 예비 절단 에지(125a, 125b)를 포함하는 제2 예비 절단 요소(124)를 포함하며,
상기 제2 예비 절단 요소(124)는 제2 절단 요소(26)와 함께 변위하기 위한 드라이브(16)에 결합되는, 분쇄 장치.
청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 제2 절단 요소(26)는 회전축(A)에 대해 일정 각도로 배치되는, 분쇄 장치.
청구항 18에 있어서, 적어도 하나의 제2 절단 요소(26)는 >0°내지 90°, 바람직하게는 >0° 내지 45°, 더욱 바람직하게는 5° 내지 45°의 범위의 각도(γ)로 회전축(A)에 대해 둘러싸는, 분쇄 장치.
청구항 18 또는 청구항 19에 있어서, 제2 절단 요소(26)는 허브(48) 상에 장착되고, 상기 허브(48)는 회전축(A)에 대해 일정 각도로 배치된 장착면(132)을 갖는 적어도 하나의 방사상 리세스(130)를 포함하되, 상기 제2 절단 요소(26)는 상기 장착면(132) 상에 장착되는, 분쇄 장치.
청구항 1 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 제2 절단 요소(26)는 흐름 저항을 감소시키기 위한 통로(140)를 포함하는, 분쇄 장치.