DE1963264C3 - Vorrichtung zum Zerkleinern eines Materials - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerkleinern eines Materials mit einem vertikalen, von unten nach oben gasdurchströmten Behandlungsraum, mit einem in den Einlaßbercich dieses Raumes mündenden Materialcinlaß, mit einem unter dem Einlaßbcreich angeordneten Rohrstück, mit mehreren axial übereinander und koaxial in dem Rohrstück angeordneten Rotoren mit wenigstens jeweils zwei bezüglich der Achse massenausgleichend wirkenden Flügeln sowie mit einem Antrieb für die Rotoren.

Bei solchen Vorrichtungen wird das zu zerkleinernde Material in den Behandlungsraum eingeführt und zerstückelt, wobei sich die erhaltenen Bruchstücke in der Trägergasslrömung unter den vereinten Wirkungen der Schwerkraft und der von der Trägergasströmung herrührenden aerodynamischen Kräften bewegen. Dabei besteht die Gefahr des Verstopfens der Vorrichtung. Wohl wird durch die unter dem Einlaßbereich angeordneten Rotoren die Zerkleinerungswirkung unterstützt, aber es ist nicht gewährleistet, daß der Trägergassirom in Bereichen geringer Gasgeschwindigkeit auch alle Bruchstücke von relativ großen Abmessungen mitnimmt, und daß sich nicht Zonen bilden, in denen Teilchen von kleinen Abmessungen nicht mehr herabfallen.

Die Erfindung sorgt für solche gleichmäßige Zerkleinerung des Materials und für derart konstante Trägergeschwindigkeit, daß keine Verstopfung auftreten kann. Das erreicht sie dadurch, daß der Querschnitt des Behandlungsraumes vom Einlaßbcreich bis zum Rohrstück für das Aufrechterhalten einer ungefähr konstanten Gasgeschwindigkeit fast gleichbleibend ausgebildet ist und daß senkrecht zur Achse des Rohrstückes wenigstens unter einigen der Rotoren Lochplatten mit Löchern von vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt vorgesehen sind, die bei zwei aufeinanderfolgenden Platten auf Lücke angeordncl sind und deren tatsächlicher oder äquivalentei Durchmesser das Zwei- bis Fünffache des axialer Abstandes zwischen der Oberseite der Lochplatte und den Flügeln des jeweils darüber angeordneter Rotors beträgt.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezug nähme auf die Zeichnungen an Hand von Beispielei erläutert.

F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch eine erste Aus führungsform;

F i g. 2 und 3 zeigen Draufsichten auf einzeln Teile der Vorrichtung;

F i g. 4 stellt teilweise längsgeschnitten eine zweite Ausführungsform der Erfindung dar, F i g. 5 eine dritte Ausführungsform. Wie in den Figuren dargestellt, weist die Vorrichtung einen lotrechten Behandlungsraum 1 auf, in dem das Trägergas z.B. unter dem Einfluß eines nicht dargestellten Gebläses von unten nach oben strömt. Das zu zerkleinernde Material wird im allgemeinen in Form von zusammengebackenen oder zusammengeklebten Bruchstücken oder von Krümeln oder auch in Form z. B. eines aus einer Filteranlage kommenden Kuchens in den Behandlungsraum! durch eine Zufuhrrutsche A eingeführt, welche aul der Höhe einer Einführungszone 2 mündet, in welcher dann das Material zerkle^:nert wird, wobei sich die erhaltenen Bruchstücke in der Trägergasströmung unter den vereinten Wirkungen der Schwerkraft und der von der Trägergasstrcmung herrührenden aerodynamischen Kräfte bewegen.

Unter der Einführungszone 2 zur Einführung des Materials ist ein zylindrisches RolirstückS angeordnet, das vom Trägergas durchströmt wird, und in dem Rohrstück 5 sind gleichachsig mehrere Rotoren 6 a, 6 b, 6 c und 6 d mit je zwei Flügeln 7 angeordnet. Die Rotoren liegen axial übereinander, und ihre Flügel7 sind, wie Fig.2 zeigt, über den Umfang gleichmäßig verteilt. Sie reichen bis an die Innenwand des Rohrstückes 5 und tragen an ihren Enden je ein Schabeglied 8, das mit einem gewissen Spiel mit der Innenwand des Rohrstückes zusammenwirkt.

Antriebsmittel erteilen diesen Rotoren eine Drehzahl, die so ausreichend groß ist, daß die Flügel7. die nicht oder nut ungenügend zerkleinerten Teile des eingeführten Materials erfassen, so daß diese Teile weiter zerkleinert werden zu Stücken, die vom Trägergasstrom mitgenommen werden können.

Erfindungsgemäß ist der Querschnitt vom Einlaßbereich 2 bis zum Rohrstück 5 fast gleichbleibend ausgebildet, so daß darin eine ungefähr konstante Gasgeschwindigkeit aufrechterhalten wird, und senkrecht zur Achse des Rohrstückes 5 sind unter den Rotoren 6 a, 6 b, 6 c und 6d Lochplatten 50 mit Löchern 51 von vorzugsweise Kreisform vorgesehen, die bei zwei aufeinanderfolgenden Platten auf Lücke angeordnet sind und deren tatsächlicher oder äquivalenter Durchmesser d das Zwei- bis Fünffache des axialen Abstandes e zwischen der Oberseite der Lochplatte 50 und den Flügeln 7 des jeweils darüber angeordneten Rotors beträgt.

Bei den Ausführungen gemäß F i g. 1 bis 4 ist zwischen allen vier Rotoren je eine Lochplatte 50 angeordnet, also insgesamt drei Lochplattcn zwischen den vier Rotoren.

Jede Lochplatte 50 ist so ausgebildet, dalJ ihr Umfangsrand 52 Löcher 51 schneidet, so daß das sich durch Zentrifugierung in dem Rohrstück 5 ansammelnde zu zerstückelnde Material durch die Trägergasströmung durch die von dem Umfangsrand 52 geschnittenen Löcher 51 hindurch nach oben befördert werden kann. . .

Eine derartige gelochte Wand besitzt dann, wie in F i g. 3 dargestellt, einen diskontinuierlichen Umfangsrand 52 und kann zweckmäßig durch Ausschneiden aus einem handelsüblichen gelochten Blech erhalten werden, dessen Löcher einen der obigen Bedingung genügenden Durchmesser besitzen.

Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform betrifft eine \nlage, in welcher das zu zerstückelnde Material in die Einführungszone2 durch eine pneumatische Zufuhrrutsche A eingeführt wird, d.h. welche eine gewisse Gasmenge (im allgemeinen Luft) zur Förderung des Materials benutzt.

Der Querschnitt an der Stelle der Einführungszone 2 ist dann größer als der Querschnitt an der Stelle des Rohrstückes 5, damit die Bedingung der Gleichheit der Geschwindigkeiten eingehalten wird, und der das Rohrstück 5 mit der Einführungszone 2 verbindende Abschnitt ist leicht konisch.

Beispielshalber kann angegeben werden, daß der zur Förderung des Materials in der Zufuhrrutsche/4 erforderliche Bruchteil der Gasmenge etwa 20 "/« der Trägergasmenge beträgt.

Die in Fig.4 dargestellte Ausführungsform Letrifft eine Anlage, bei welcher das zu zerstückelnde Material in die Einführungszone 2 durch eine mechanische Zufuhrrutsche A gebracht wird, d. h. welche mechanische Mittel zur Beförderung des Materials benutzt (z. B. eine Förderschnecke).

Der Querschnitt an der Stelle der Einführungsrone 2 ist dann gleich dem Querschnitt an der Stelle des Rohrstückes 5, damit die Bedingung der Gleichheit der Geschwindigkeiten eingehalten w.rd, und der das Rohrstück 5 mit der Etnführungszone 2 verbindende Abschnitt hat einen konstanten Querschnitt.

Das Profil der Flügel 7 der Rotoren 6 a, 6 b, 6 c. 6 d, 6 e ist vorzugsweise so beschaffen, daß bei der Drehung ('er Rotoren kein Auftrieb erzeugt wird. Elin Bewegungswiderstand dieses Profils bei der Drehung der Rotoren kann jedoch nicht vermieden werden und erzeugt eine Wirbelbewegung in der Trägergasströmung.

Diese Wirbelbewegung kann in gewissen Fällen schädlich sein, da sie die Zentrifugierung der Bruchstücke am Eingang der Behandlungskolonne 1 erzeugt, welche ein Ankleben der Bruchstücke an der Innenwand derselben erzeugen kann. Diese Wirbelbewegung kann außerdem die Einführung des Materials stören oder sogar dieses in die Zufuhrrutsche A zurückdrücken.

Um diesem Nachteil abzuhelfen, ist gleichachsig in dem Rohrstück 5 zwischen den Rotoren 6 a, 6 />. 6 c, 6 el, 6 e und der Behandlungskolonne 1 wenigstens ein zusätzlicher Rotor mit wenigstens einem Flügel angeordnet, welcher bis zu der Innenwand des Rohrstückes 5 reicht und an seinem Ende mit einem Schabeglied versehen ist, welches mit einem gewissen betrieblichen Spiel mit dieser Innenwand zusammenwirkt, wobei Antriebsmittel vorgesehen sind, welche diesem Rotor eine zu der Drehung der Rotoren 6 a. 6 b, 6 c, 6d, 6e entgegengesetzte Drehung mit größenordnungsmäßig gleicher Drehzahl teilen.

Wie in Fi g. 5 dargestellt, wird in dem Rohrstück ί ein zusätzlicher Rotor 12 mit zwei diametral gegenüberliegenden Flügeln 13 angeordnet, deren Er der mit dem Schabeglied 14 zum Abschaben der Innen wand des Rohrstückes 5 versehen sind.

Jedes Schabeglied 14 wird dann durch einen zv der Achse des Rohrstückes 5 parallelen, sich axia beiderseits des Endes des betreffenden Flügels 13 er streckenden Stift gebildet. Dadurch ist die gesamii auf der Höhe der Rotoren 6 a, 6 b, 6 c, 6 d, 6e lie gende Innenwand des Rohrstückes 5 der Wirkun; der Schabeglieder 8 ausgesetzt.

Die axiale Ausdehnung dieser Stifte ist Vorzugs weise so groß, daß sich die Wirkung der Schabeglie der 14 auf eine Zone erstreckt, welche der von dei

Schabeglicdern 8 des Rotors 6 α der Rotoranordnung 6 a, 6b, 6 c, 6d, 6e bestrichenen Zone benachbart ist.

Der zusätzliche Rotor 12 ist an einer Welle 15 angebracht, welche zu der die Rotoren 6 a, 6 b, 6 c, 6 d, 6e tragenden Welle 9 gleichachsig ist, welche dann eine Hohlwelle ist.

Es ist zu bemerken, daß zweckmäßig unter dem Rohrstück 5 eine konvergierende und divergierende Düse 16 angeordnet wird, deren divergierender Teil sich an das untere Ende des Rohrstückes 5 anschließt.

Axial durch die Rotoranordnung 6a, 6b, 6c, 6rf, 6 e tretende Materialbruchstücke werden dann wachsenden aerodynamischen Kräften ausgesetzt, welche gegenüber der Wirkung der Schwerkraft vorherrschend werden und diese Bruchstücke zwangläufig nach oben befördern.

Eine derartige Anlage kann zur Trocknung von Farbpigmenten benutzt werden, welche in die Anlage in Form eines Gemischs von Krümeln und feinen Teilchen eingeführt werden. Das Behandlungsgas wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch vorgewärmte Luft gebildet, deren Geschwindigkeit in den verschiedenen Teilen der Anlage folgende Werte hat:

— An der engsten Stelle der konvergierenden und divergierenden Düse 16 größenordnungsmäßig 50 bis 100 m/s,

— in dem Rohrstück S größenordnungsmäßig 30 bis 70 m/s,

— in der Einführungszone 2 größenordnungsmäßig 20 bis 50 m/s,

_ls — und in der Behandlungskolonne 1 größenordnungsmäßig 5 bis 15 m/s.

Die mittlere Abmessung der in der Behandlungskolonne 1 beförderten Farbpigmentbruchstücke beao trägt etwa 0,2 bis 0,5 mm.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zerkleinern eines Materials mit einem vertikalen, von unten nach oben gasdurchströmten Behandlungsraum, mit einem in den Einlaßbereich dieses Raumes mündenden Materialeinlaß, mit einem unter dem Einlaßbereich angeordneten Rohrstück, mit mehreren axial übereinander und koaxial in dem Rohrstück angeordneten Rotoren mit wenigstens jeweils zwei bezüglich der Achse massenausgleichend wirkenden Flügeln sowie mit einem Antrieb für die Rotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Behandlungsraumes rom Einlaßbereich (2) bis zum Rohrstück (5) für das Aufrechterhalten einer ungefähr konstanten Gasgeschwindigkeit fast gleichbleibend ausgebildet ist und daß senkrecht zur Achse des Rohrstückes (5) wenigstens unter einigen der Rotoren (6«, 6 b, 6 c, 6 d) Lochplatten (50) mit Löchern (51) von vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt vorgesehen sind, die bei zwei aufeinanderfolgenden Platten auf Lücke angeordnet sind und deren tatsächlicher oder äquivalenter Durchmesser (d) das Zwei- bis Fünffache des axialen Abstandes (e) zwischen der Oberseite der Lochplatte (50) und den Flügeln (7) des jeweils darüber angeordneten Rotors (6 a, 6 b, 6 r. 6 d) beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen allen Rotoren (6 a, 6 b. 6 c. 6 (I) jeweils eine Lochplatte (50) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Lochplattcn (50) zwischen vier Rotoren (6 a, 6 b, 6 c, 6 d) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (51) in den Umfangsrand (52) der Lochphitlcn (50) einschneiden.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit pneumatischer Materialzuführung. dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil zwischen dem Rohrstück (5) und dem Einlaßbereich (2) zum Einlaßbereich (2) hin leicht konisch erweitert ist und in diesen übergeht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit mechanischer Materialzuführung, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Einiaßbereichcs (2) und des Rohrstückes (5) gleich sind und der des dazwischen angeordneten Verbindungsteils konstant ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Schaber (8), die an den der Wand des Rohrstückes (5) benachbarten Enden der Flügel (7) der Rotoren angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen zusätzlichen, koaxial in dem Rohrstück (5) angeordneten Rotot (12), der wenigstens einen Flügel (13) aufweist, an dessen der Innenwand des Rohrstückes (5) benachbarten Seite ein Schaber angebracht ist, wobei der Rotor (12) entgegen der Drehrichtung der Rotoren (6 a, 6 b, 6 c, 6i/) dreht, die Drehzahl jedoch in der gleichen Größenordnung liegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Rotor (12) zwei diametral angeordnete Flügel (13) hat.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaber (8, 14) aus parallel zur Achse des Rohrstückes (5) ausgerichteten, sich beiderseits der Rotorenden erstreckenden Stiften bestehen.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Rohrstück (5) eine konvergente-divergente Düse (16) angeordnet ist, deren divergenter Teil sich an das untere Ende des Rohrstückes (5) anschließt.