Misch- und Dispergiervorrichtung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Misch- und Dispergiervorrichtung mit zueinander koaxial angeordneten und relativ zueinander um ihre gemeinsame Zentralachse rotierbaren Trägern für Hauptzerkleinerungswerkzeuge, die je in einem Rotationsflächenmantel über einen Arbeitsspalt mit den Hauptzerkleinerungswerkzeugen des anderen Trägers zerkleinernd auf das zu dispergierende Gut einwirken, wobei der von den inneren, rotierende Hauptzerkleinerungswerkzeugen umschlossene Innenraum von einer Stirnseite her für den Eintritt des zu dispergierenden Gutes offen und frei zugänglich ist.
So rotiert z. B. nach der deutschen Auslegeschrift Nr. 1 079 597 innerhalb wenigstens einer Schar von feststehenden Hauptzerkleinerungsorganen, die an einem Träger'befestigt sind, wenigstens ein dazu koaxialer Rotor, dessen Hauptzerkleinerungsorgane mit denjenigen des feststehenden Aussenteilers über einen Arbeitsspalt scherend und prallend zusammenwirken. Dabei können die gegeneinander beweglichen Hauptzerkleinerungsorgane, beispielsweise auch nur diejenigen des Rotors, an ihren Axialenden schlagende, reissende oder schneidende Ansätze tragen, welche die zu dispergierende GutL masse vor dem Eintritt in den inneren Zuführungsraum durch die Eintrittsöffnung erfassen und zerkleinern.
Es kann dabei aber auch wenigstens ein Teil der relaitv zueinander rotierenden Werkzeuge durch im wesentlichen radial gerichtete Durchbrechungen in z. B. zylindrischen, konischen oder glockenförmigen Mänteln gebildet werden, wobei ihr Durchgangsquerschnitt dem zu bearbeitenden Gut bzw. der zu erzielenden Feinheit desselben angepasst werden können.
Mit derartigen Dispergiereinrichtungen ist es möglich, Gemische mit grobstückigem Gut zu bearbeiten, ohne dass dabei der innere Zuführungsraum durch solche klumpige, faserige oder thixotrope Beimischungen verstopft wird.
Die Erfahrung hat aber gezeigt, dass z. B. bei der bekannten Vorrichtung sehr grobe Anteile des Gutes nicht in den Zuführungsraum hineindringen, oder wenn noch klumpige Gutstücke in den Zuführungsraum gelangen, mit den Rotorwerkzeugen rotieren können, ohne an den Werkzeugen des nächstgrösseren Kranzes zerkleinert zu werden, wenn z. B. das spezifische Gewicht derartiger Klumpen keine genügende Radialdruckkomponente aufkommen lässt, wie dieses bei porösen oder faserigen Agglomeraten oft der Fall ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorzerkleinerung des in den Innenraum der rotierenden Hauptzerkleinerungswerk zeuge von der offenen Stirnseite her eintretenden Gutes in der Nähe der offenen Stirnseite mindestens ein Vorzerkleinerungswerkzeug mitrotierend derart angebracht und ausgebildet ist, dass es je in einer quer zur Rotationsachse gelegenen Kreis- oder Ringzone kreist und in dieser Wirkungszone eintretendes Gut durch scherende, prallende oder reissende Einwirkung vorzerkleinert, und dass ausserdem wenigstens an einem der Hauptzerkleinerungswerkzeuge mindestens ein Hilfszerkleinerungsorgan so angeordnet und ausgebildet ist, dass es quer durch den Arbeitsspalt gegen die Rotationsmantel-Wirkfläche der anderen Hauptzerkleinerungswerkzeuge vorsteht, zum Zwecke,
auf Gutteile innerhalb des Arbeitsspaltes zerkleinernd einzuwirken.
Derartige als Vorsprünge ausgebildete Hilfszerkleinerungsorgane können beispielsweise als rei ssende Zähne an wenigstens einem der zusammen arbeitenden Werkzeuge benachbarter, relativ zuein ander rotierender Werkzeugkränze angeformt oder eingesetzt sein.
Sämtliche Hauptwerkzeuge bzw. Vorzerkleinerungswerkzeuge können in an sich bekannter Weise an ihren Haltern bzw. untereinander verbunden aus einem einzigen Stück gefertigt oder verschraubt sein.
Die Vorzerkleinerungswerkzeuge können z. B. mit Vorteil als ein- oder mehrflüglige Messer ausgebildet sein, deren vorausgehende Kante angeschärft, bogenförmig gestaltet oder gegebenenfalls schräg angestellt sein kann.
Die ganze Vorrichtung kann zum Eintauchen in das Gut ausgebildet sein; sie kann auch im Boden eines Behälters oder in einem Durchlaufgehäuse für das zu bearbeitende Gut montiert sein, wobei dann mit Vorteil eine Zuführungsleitung gegen den Einlass zum Innenraum der Vorrichtung gerichtet und eine Auslassleitung von dem Gehäuse her weggeführt ist.
Wenn nun einer derartigen in Betrieb gesetzten Vorrichtung ein Gemisch, welches aus flüssigen und festen oder auch nur aus festen, Stücke oder Klumpen enthaltenden Komponenten, besteht, zugeführt oder die Vorrichtung in ein solches heterogenes Gemisch eingeführt wird, so erfolgt schon bei der ersten Berührung des oder der Vorzerkleinerungsorgane ein intensiver schneidender bzw. zerreissender Angriff auf das oder die festen oder klumpigen, faserigen und thixotropen Stücke des Gemisches. Der Drehzahl der mit dem es umgebenden Organkranz rotierenden Vorzerkleinerungsorgane entsprechend erfolgt der Angriff der Vorzerkleinerungsorgane auf das stückige Gut schlag- bzw. stossweise mit einer Frequenz, welche gleich der Zahl des oder der Vorzerkleinerungsorgane also Messer, Haken usw.) X Drehzahl des rotierenden Halters, an welchem die Vorzerkleinerungsorgane befestigt sind, ist.
Besitzt die Vorrichtung also ein Vorzerkleinerungsorgan, z. B. in Gestalt eines Messers, und beträgt die Umlaufzahl des Vorzerkleinerungsorgans mit seinem rotierenden Halter 12 000/Min., so führt das Vorzerkleinerungsorgan in der Sek. 200 Schnitte gegen den ihm zugeführten Körper aus, wodurch wenigstens 200 kleine abgehackte Stücke, etwa in der Form von Schnitzeln, in den Zuführungsraum der Vorrichtung hinein- gesaugt und von den Werkzeugen des letzteren durch die zwischen denselben befindlichen Lücken radial /tangential ausgeschleudert an den Statorwerkzeugen zerprallt werden.
Ist die Vorrichtung beispielsweise mit zwei solchen Vorzerkleinerungsorganen, wie Messern usw., versehen, so beträgt die Schlag- und Schneidfrequenz gegen einen derartigen Körper 3 > ( 200 = 600/Sek, wodurch wenigstens 600 Teilchen von dem stückigen Gut abgeschert und in den Zuführungsraum der Vorrichtung hineinbefördert bzw. durch das in derselben herrschenden Vakuum hineingesogen werden.
Ausführungsbeispiele erfindungsgemässer Mischund Dispergiervorrichtungen bzw. der wesentlichen Teile davon sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein als Tauchgerät ausgebildetes Hauptausführungsbeispiel im Axialschnitt,
Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1, 3 und 6,
Fig. 3 eine Variante der eigentlichen Zerkleinerungsvorrichtung ebenfalls im Axialschnitt,
Fig. 4 und 5 Draufsichten auf Vorzerkleinerungsmesser,
Fig. 6 und 7 weitere Varianten der eigentlichen Zerkleinerungsorgane ebenfalls im Axialschnitt,
Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Messerkreuz geschnitten nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7,
Fig. 9 eine Draufsicht auf die Öffnungsebene eines Innenrotors,
Fig. 10 und 11 weitere Varianten der eigentlichen Zerkleinerungsorgane im Axialschnitt,
Fig. 12 einen Querschnitt durch die Variante nach Fig. 11,
Fig.
13, 14, 15 und 16 Varianten in der Ausbildung der Zerkleinerungsorgane,
Fig. 17 eine Variante zu einem Vorzerkleinerungsmesser nach Fig. 4, 5, 6,
Fig. 18, 19 weitere Varianten in der Ausbildung der Zerkleinerungsorgane.
Nach Fig. 1 ist ein Motorgehäuse 10 mit einem Handgriff 11 und einem Betätigungsschalter 12 versehen und trägt unter einem Telleraufsatz 10a eine Zylinderhülse 13, an welcher als feststehender Träger der Boden 140 eines äusseren, feststehenden Kranzes von in einer zylindrischen bzw. leicht konischen Rotationsfläche gelegenen Hauptzerkleinerungswerkzeuge 14 befestigt ist. Im Innern der Hülse 13 ist die vom Motor 10 aus angetriebene Antriebswelle 15 für einen auf ihren äusseren Endzapfen 150 aufgeschraubten Rotor 160 gelagert.
Dieser besteht aus einem scheiben- oder auch sternförmigen Boden 160 als Träger für koaxial zu den Hauptzerkleinerungsorganen 14 angeordnete Hauptzerkleinerungsstäbe 161, von denen einer 161 a mit einem Nabenzapfen 162 durch ein radial gerichtetes Messer 163, das in der Öffnungsebene II-II des Rotorinnenraumes 16 gelegen ist, fest verbunden ist. Die Hauptzerkleine rungsstäbe 161 des Rotors sind an den vorausliegenden Kanten angeschärft, um im Zusammenwirken mit den feststehenden Stäben 14 die Scherwirkung auf das zu zerkleinernde Gut, das aus dem Innenraum 16 nach aussen geschleudert wird, zu verbessern.
Ebenso ist die vorausgehende Kante 165 des Messers 163 geschärft (siehe Fig. 2). Durch das rotierende Messer 163 werden von Gutstücken, die zerkleinert werden sollen, kleine Schnitzel abgeschnitten bzw. abgerissen, die in den Innenraum 16 des Rotors gelangen und beim Durchschleudern durch die Rotorstäbe 161 und die Statorstäbe 14 noch fein zerkleinert. Grössere Gutstücke können nicht in den Rotorinnenraum eindringen.
Es ist vorgesehen, die Vorrichtung nach Fig. 1 in einen mit der zu dispergierenden Gutmasse gefüllten Behälter B (strichpunktiert) einzutauchen.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 bildet der an der feststehenden Hülse 13 befestigte Boden 140 den feststehenden Träger für die feststehenden Hauptzerkleinerungswerkzeuge 14, die an der Peripherie des Bodens 140 in Axialrichtung von diesem abstehen, derart, dass deren Innenflächen in einer zur Zentralachse der Hülse 13 koaxialen Rotationsmantelfläche liegen.
In ähnlicher Weise bildet der an der motorisch angetriebenen Welle 15 festsitzende Boden 160 den Träger für rotierende Hauptzerkleinerungswerkzeuge 161, die an der Peripherie des Bodens 160 in Axialrichtung von diesem abstehen, derart, dass deren Aussenflächen in einer zur Zentralachse der Hülse 13 bzw. der Welle 15 koaxialen Rotationsmantelfläche liegen, die von der inneren Rotationsmantelfläche der feststehenden Hauptzerkleinerungsorgane 14 durch einen Luftspalt getrennt ist.
Der von den inneren, rotierenden Hauptzerkleinerungswerkzeugen 161 umschlossene Innenraum des Rotors 16 ist grundsätzlich von der unteren Stirnseite her für den Eintritt des zu dispergierenden Gutes offen und frei zugänglich.
Hingegen bildet der erwähnte Messerbalken 163 der die Nabe 162 des Motors mit dem einen, 161a, der rotierenden Hauptzerkleinerungsorgane 161 verbindet, und dessen vorausgehende Messerschneide 165 in der Ebene der offenen Stirnseite zum erwähnten Rotorinnenraum kreist, ein rotierendes Vorzerkleinerungswerkzeug, das grössere Gutteile, die durch seine Wirkzone hindurch in den Rotorinnenraum eintreten, vorzerkleinert.
Ausserdem sind an den Innenflächen mindestens eines der feststehenden Hauptzerkleinerungswerkzeuge 140 Zähne 149 ausgebildet, die quer durch den erwähnten Arbeitsluftspalt gegen die Rotationsmantel-Wirkfläche der rotierenden Hauptzerkleinerungswerkzeuge vorstehen, d. h. gemäss Zeichnung sogar in Ausnehmungen 168 derselben hineinragen, um als Hilfszerkleinerungsorgane zu wirken. Diese wirken zerreissend oder sonstwie zerkleinernd auf Gutteile innerhalb des Arbeitsspaltes ein, insbesondere auf sich dort gern anhängende Fasern.
In der Variante nach Fig. 3 durchsetzt die Rotortriebswelle 25, die den darauf aufgesetzten Rotor 26 trägt, den Boden des Stators 24. Stator und Rotor tragen wie in Fig. 1 je eine Schar von in einer Zylinderfläche gelegenen, stabförmigen Hauptzerkleinerungsorganen, die zusammen durch Scher- und Prallwirkung das aus dem Innenraum 260 ausgeschleuderte Gut dispergieren. Auf dem Wellenzapfen 150 ist ein Nabenkörper 27 mit einem einflügligen Messer 270 aufgeschraubt, das als Vorzerkleinerungswerkzeug in der Öffnungsebene des Innenraumes gelegen ist und dessen äusseres Ende frei ist.
An den Innenseiten der feststehenden Hauptzerkleinerungswerkzeuge 24 sind nach innen abstehende Zähne 249 und ebenso an den Aussenseiten der rotierenden Hauptzerkleinerungswerkzeuge 26 sind nach aussen abstehende Zähne 269 als Hilfs zerkleinerungswerkzeuge zum Zerkleinern von Gutteilen im Arbeitsluftspalt ausgebildet.
Wie in Fig. 3 und 2 punktiert eingezeichnet, kann die Rotornabe Mitnehmerarme 261, beispielsweise winkelversetzt zu den Messerflügeln 260 tragen, die dazu bestimmt sind, das Gut mitzunehmen und in den Bereich der Hauptzerkleinerungsorgane zu schleudern.
Es könnten als Vorzerkleinerungswerkzeuge, statt eines einflügligen auch mehrflüglige Messer 271, 272, nach den Fig. 4 und 5 auf der Nabe 27 montiert sein. Die Nabe 27 mit den an ihr montierten Messern ist leicht auswechselbar. Sie trägt eine über die Öffnungsebene E-E vorstehende Kuppe 273, die bei einer Verwendung gemäss Fig. 1 eine Minimaldistanz der rotierenden Teile vom Boden eines Gefässes B sichert. Gemäss Fig. 3 ist aber vorgesehen, dass die eigentliche Zerkleinerungsvorrichtung in einem Durchlaufgehäuse C montiert ist, das eine dias zu zerkleinernde Gut in axialer Richtung zum Innenraum 260 des Rotors 26 leitende Zuleitung C1 und eine tangential vom Umfang wegführende Abflussleitung C2 für das zerkleinerte Gut bildet.
In einem Durchfluss system können mehrere Zerkleinerungsvorrichtungen hintereinander angeordnet werden, oder es kann ein mehrmaliger Durchlauf des Gutes durch dieselbe Zerkleinerungsvorrichtung vorgesehen sein.
Die Variante nach Fig. 6 entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 3, was die Antriebswelle 35, den Rotor 36 und den Stator 34 anbetrifft. Die auf den Wellenzapfen 350 auswechselbar aufgeschraubte Nabe 37 trägt ein zweiflügliges Messer 370 als Vorzerkleinerungswerkzeug, und die Hauptzerkleinerungswerkzeuge sind mit Hilfszerkleinerungswerkzeugen in Form von Zähnen 349, 369 versehen.
Die Stirnenden 341 der feststehenden Hauptzerkleinerungsstäbe 340 stehen über der Öffnungsebene E-E axial vor und sind angeschärft, um ein Endringen in stückiges Gut z. B. Obst oder Kartoffeln zu erleichtern.
Es ist vorgesehen, die Vorrichtung nach Fig. 6 in ein konisches, mit Gut gefülltes Gefäss D wie ein Stempel hineinzupressen. Der Statorboden trägt zu diesem Zweck einen radial vorstehenden Distanzierungsrand 342 und enthält Löcher 343 zum Gutbzw. Flüssigkeitsdurchtritt.
Gemäss den Fig. 7 und 8 sind die äusseren Enden eines kreuzförmigen Messers 47 als Vorzerkleinerungswerkzeug in der Öffnungsebene E-E eines auf der Antriebswelle 45 sitzenden Rotors 46, auf den oberen Stirnenden der zum Rotor gehörigen Haupt zerkleinerungsstäbe aufgeschraubt und der Innenraum des Rotors ist leer. Der Stator ist mit 44 bezeichnet. Die Rotorwelle 45 ist dabei durch den Boden eines Gefässes F geführt und darin gelagert.
Der Stator trägt dabei einen das Messer 47-von der Peripherie her übergreifenden Reisszahn 440, der allfällige Gutfasern, die vom Messer 47 und dem Rotor 46 erfasst werden, fortwährend zerreisst oder abschert. Ausserdem sind an den Hauptzerkleinerungswerkzeugen als Hilfszerkleinerungswerkzeuge Zähne 449, 469 ausgebildet.
Gemäss Fig. 9 sind auf Stirnenden der Rotorstäbe 56 im Dreieck drei Messer 57 als. Vorzer- kleinerungswerkzeuge befestigt.
Gemäss Fig. 10 ist auf dem Zapfen 650 einer Antriebswelle 65 auswechselbar die Nabe 660 eines Rotors 66 befestigt, der sowohl die Schar der in der Zylinderebene gelegenen Hauptzerkleinerungsstäbe 661 als auch die radial orientierten Vorzerkleinerungsorgane 662 trägt. Der Stator ist mit 64 bezeichnet. Als Hilfszerkleinerungswerkzeuge stehen von den rotierenden Hauptzerkleinerungswerkzeugen Zähne 669 vor, die in Ausnehmungen der feststehenden Hauptzerkleinerungswerkzeuge hineinragen.
Gemäss den Fig. 11 und 12 sind axial gerichtete Rotorstäbe 76 als Hauptzerkleinerungswerkzeuge auf den Enden eines Radialmesserbalkens 77 als Vorzerkleinerungswerkzeuge fest aufgesetzt, und koaxial zum Stator 74 auf der Welle 75 aufgesetzt, und zwar gemäss Fig. 11 mit Hilfe einer Büchse 750.
Hilfswerkzeuge sind mit 779 bzw. 748 bezeichnet.
Fig. 13 zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 11. Der Unterschied besteht darin, dass der Stator gemäss Fig. 13 als Zylindermantel 78 ausgebildet ist, der radial orientierte Durchbrechungen 780 mit eingesetzten Zähnen 789 als Hilfszerkleinerungswerkzeuge enthält, die zusammen mit den Zerkleinerungsstäben des direkt auf die Welle 75 aufgesetzten Rotors ebenfalls zerkleinernd auf das Gut einwirken.
Gemäss Fig. 14 sind die als Messer 790 ausgebildeten Hauptzerkleinerungsorgane des Stators 79 gegenschräg zu den als Messer 800 ausgebildeten rotierenden Hauptzerkleinerungsorganen des auf der Welle 80'sitzenden Rotors 80 ausgebildet, damit sie wie Scheren zusammenwirken. An den rotierenden Messern 800 sind Radialarme 801 als Vorzerkleinerungswerkzeuge ausgebildet.
In den Ausführungsformen nach den Fig. 15 bzw. 16 ermöglichen korbförmig gebogene Rotor-, Schlag- und Reisszähne 810 bzw. 820 zusammen mit Statorreisszähnen 811 bzw. 821 ein Zerreissen des Gutes in gröbere Stücke ohne Feinzerteilung. Dabei können einzelne der Zähne 810 gemäss Fig. 15 Mitnehmerschaufeln 810' tragen. Radialteile 812 bzw.
822 und Zähne 813 bzw. 823 an den Rotorarmen 810 bzw. 820 dienen als Vorzerkleinerungs- bzw.
Hilfszerkleinerungswerkzeuge.
Die Variante nach Fig. 17 zu Fig. 4, 5 und 6 zeigt, dass die Flügel 831 einer mittels Bajonettsteckverschluss auf die Rotorwelle 83 aufgesetzten Messernabe 830 als Vorzerkleinerungswerkzeuge schräg zur Drehebene orientiert sein können.
Gemäss den Fig. 18 und 19 tragen die Statorzähne 840 bzw. 850 radial nach innen vorstehende, gemäss Fig. 18 eingesetzte, gemäss Fig. 19 angeformte Zähne 841 bzw. 851, die den Arbeitsspalt radial durchsetzen und als Hilfszerkleinerungswerkzeuge entsprechend geformte Nutschlitze 842 bzw.
852 der Rotorzähne 843 bzw. 853 durchfliegen.
In beiden Fig. 18 und 19 sind an den Stirnenden der rotierenden Hauptzerkleinerungswerkzeuge als Vorzerkleinerungswerkzeuge nach innen gerichtete Radialansätze 845 bzw. 855 angeformt.
Die Zahl der Vorzerkleinerungswerkzeuge kann je nach der Grösse der Vorrichtung vervielfacht werden, unter der Bedingung, dass der periphere Abstand der Vorzerkleinerungsorgane so gross bleibt, dass die zerhackten Schnitzel des stückigen Gutes, ohne die Vorrichtung zu verstopfen, durch die Segmente zwischen den Vorzerkleinerungswerkzeugen hindurch in den Zuführungsraum gelangen. Deshalb wird man bei einer sehr kleinen Vorrichtung mit einem Durchmesser der Zuführungskammer von z. B.
30 mm, gegebenenfalls nur ein Vorzerkleinerungswerkzeug vorsehen, während bei einer Vorrichtung von z. B. 50mm Durchmesser des Zuführungsraumes gegebenenfalls zwei, bei einem Durchmesser von z. B. 150mm des Zuführungsraumes zwei bis drei Vorzerkleinerungswerkzeuge und bei einem Durchmesser einer Vorrichtung für die industrielle Produktion von z. B. 300 mm Durchmesser des Zuführungsraumes gegebenenfalls zwei bis vier oder mehr Vorzerkleinerungswerkzeuge vorgesehen werden können. Für besondere Zwecke können zwei oder mehr annährend radiale Vorzerkleinerungswerkzeuge auch einfacherweise an den Scher- und Prallorganen des inneren Organkranzes in an sich bekannter Weise, z. B. durch Verschraubung, angebracht werden, so dass sich gegebenenfalls die Verbindung zwischen Vorzerkleinerungsorganen und Welle in der Achse der Vorrichtung erübrigt.
Dadurch bleibt dann die Zuführungskammer vollständig frei, was bei kleineren Vorrichtungen, je nach der Art des zu bearbeitenden Gutes, von Vorteil sein kann.
Die beiden relativ entgegengesetzt zueinander rotierenden Organkränze können je nach Bedarf mit beliebig vielen, zusammenarbeitenden Scher- und Prallorganen versehen sein. Es können auch mehr als zwei zusammenarbeitende Organkränze, die sich umschliessen, vorgesehen werden, wodurch die Zahl der Scherungen und Prallungen, gegebenenfalls gleichzeitig durch Erhöhung der Zahl der zusammenarbeitenden Organe der sich umschliessenden Kränze praktisch beliebig hohe Prall- und Scherfrequenzen erreicht werden können. Die Verbindung zwischen Organkränzen, die in der gleichen Richtung rotieren sollen, kann dann in an sich bekannter Weise z. B. wie in der deutschen Auslegeschrift Nr. 1079597 beschrieben, durch Ringscheiben erfolgen.
Die zusammenarbeitenden Werkzeuge können an jeder geeigneten Stelle ihrer peripheren und/oder tangentialen Arbeitsflanke mit reissenden oder scherenden Vorsprüngen versehen sein, so dass der Scherwiderstand fester Bestandteile des Gutes leichter gebrochen wird. Die zusammenarbeitenden Organkränze können auch geschlossene Ringe mit Durchbrechungen, die eventuell bis zur Sie'bfeinheit gehen, darstellen.
Mixing and dispersing device
The present invention relates to a mixing and dispersing device with carriers for main comminuting tools which are arranged coaxially to one another and rotatable relative to one another about their common central axis, each of which has a comminuting effect on the material to be dispersed in a surface of revolution over a working gap with the main comminuting tools of the other carrier, whereby the interior space enclosed by the inner, rotating main comminution tools is open and freely accessible from one end face for the entry of the material to be dispersed.
So rotates z. B. according to the German Auslegeschrift No. 1 079 597 within at least one group of fixed main crushing organs, which are attached to a carrier, at least one coaxial rotor whose main crushing organs cooperate with those of the fixed external divider over a working gap in a shearing and impacting manner. The main comminution organs, for example only those of the rotor, can move against each other and carry striking, tearing or cutting attachments at their axial ends, which grasp and comminute the material to be dispersed before it enters the inner feed space through the inlet opening.
However, at least some of the tools rotating relative to one another can also pass through essentially radially directed openings in z. B. cylindrical, conical or bell-shaped jackets are formed, with their passage cross-section can be adapted to the material to be processed or the fineness to be achieved thereof.
With such dispersing devices it is possible to process mixtures with coarse material without the inner feed space being clogged by such lumpy, fibrous or thixotropic admixtures.
However, experience has shown that z. B. with the known device very coarse portions of the goods do not penetrate into the feed space, or if lumpy good pieces still get into the feed space, can rotate with the rotor tools without being crushed on the tools of the next larger ring, if z. B. the specific weight of such lumps does not allow a sufficient radial pressure component to arise, as is often the case with porous or fibrous agglomerates.
The device according to the invention is characterized in that for pre-comminution of the material entering the interior of the rotating main comminution tool from the open end face, at least one pre-comminution tool is attached and designed so that it rotates along with it in a direction transverse to the axis of rotation Circular or ring zone circles and material entering this zone of action is pre-crushed by shearing, impacting or tearing effects, and that in addition at least one auxiliary crushing element is arranged and designed on at least one of the main crushing tools in such a way that it crosses the working gap against the rotating surface of the other Main shredding tools protrudes for the purpose of
have a crushing effect on good parts within the working gap.
Such auxiliary comminuting organs, designed as projections, can, for example, be molded or inserted as tearing teeth on at least one of the tools working together on adjacent tool rings that rotate relative to one another.
All main tools or pre-shredding tools can be manufactured or screwed in a manner known per se on their holders or connected to one another from a single piece.
The pre-shredding tools can, for. B. be designed with advantage as a single or multi-bladed knife, the leading edge of which can be sharpened, curved or, if necessary, made at an angle.
The entire device can be designed for immersion in the material; it can also be mounted in the bottom of a container or in a flow-through housing for the material to be processed, in which case a feed line is advantageously directed towards the inlet to the interior of the device and an outlet line is directed away from the housing.
If a mixture of liquid and solid components or just solid components containing pieces or lumps is fed to such a device, or the device is introduced into such a heterogeneous mixture, the first time the device is touched or the pre-crushing organs an intensive cutting or tearing attack on the solid or lumpy, fibrous and thixotropic pieces of the mixture. Corresponding to the speed of the pre-shredding organs rotating with the surrounding organ ring, the attack of the pre-shredding organs on the lumpy material takes place in jerks or bursts with a frequency which is equal to the number of the preliminary grinding element (s), i.e. knives, hooks, etc.) X speed of the rotating holder, to which the pre-shredding organs are attached.
So if the device has a pre-shredding device, e.g. B. in the form of a knife, and the number of revolutions of the pre-shredding organ with its rotating holder is 12,000 / min., The pre-shredding organ makes 200 cuts in the sec. Against the body fed to it, whereby at least 200 small chopped off pieces, for example in the In the form of chips, sucked into the feed space of the device and impacted radially / tangentially through the gaps between them by the tools of the device and impacted on the stator tools.
If the device is, for example, provided with two such pre-shredding devices, such as knives, etc., the impact and cutting frequency against such a body is 3> (200 = 600 / sec, whereby at least 600 particles are sheared off the lumpy material and fed into the feed space of the Device conveyed in or sucked in by the vacuum prevailing in the same.
Exemplary embodiments of mixing and dispersing devices according to the invention or the essential parts thereof are shown in the drawing. Show it:
1 shows a main exemplary embodiment designed as a diving device in axial section,
Fig. 2 is a section along the line II-II of Figs. 1, 3 and 6,
3 shows a variant of the actual shredding device, also in axial section,
4 and 5 plan views of the pre-shredding knife,
6 and 7 further variants of the actual comminuting organs, also in axial section,
8 shows a plan view of a knife cross sectioned along the line VIII-VIII in FIG. 7,
9 shows a plan view of the opening plane of an inner rotor,
10 and 11 further variants of the actual comminuting members in axial section,
FIG. 12 shows a cross section through the variant according to FIG. 11,
Fig.
13, 14, 15 and 16 variants in the design of the shredding organs,
17 shows a variant of a pre-shredding knife according to FIGS. 4, 5, 6,
18, 19 further variants in the design of the comminuting organs.
According to Fig. 1, a motor housing 10 is provided with a handle 11 and an actuating switch 12 and carries a cylinder sleeve 13 under a plate attachment 10a, on which the base 140 of an outer, fixed ring of located in a cylindrical or slightly conical surface of rotation is a fixed support Main crushing tools 14 is attached. Inside the sleeve 13, the drive shaft 15, driven by the motor 10, is mounted for a rotor 160 screwed onto its outer end pin 150.
This consists of a disk-shaped or star-shaped base 160 as a carrier for main shredding rods 161 arranged coaxially to the main shredding organs 14, one of which 161 a with a hub pin 162 through a radially directed knife 163, which is located in the opening plane II-II of the rotor interior 16 is firmly connected. The main shredder rods 161 of the rotor are sharpened on the leading edges in order, in cooperation with the fixed rods 14, to improve the shear effect on the material to be shredded, which is thrown out of the interior 16 to the outside.
Likewise, the leading edge 165 of the knife 163 is sharpened (see FIG. 2). The rotating knife 163 cuts off or torn off small chips from good pieces that are to be comminuted, which get into the interior 16 of the rotor and are still finely comminuted when being thrown through the rotor bars 161 and the stator bars 14. Larger good pieces cannot penetrate the rotor interior.
Provision is made for the device according to FIG. 1 to be immersed in a container B (dash-dotted line) filled with the material to be dispersed.
In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the base 140 fastened to the stationary sleeve 13 forms the stationary carrier for the stationary main comminuting tools 14, which protrude from the base 140 in the axial direction at the periphery, in such a way that their inner surfaces are in a direction to the central axis the sleeve 13 are coaxial circumferential surface of rotation.
In a similar way, the base 160, which is fixed to the motor-driven shaft 15, forms the carrier for rotating main comminuting tools 161, which protrude from the base 160 in the axial direction at the periphery, in such a way that their outer surfaces are in one to the central axis of the sleeve 13 or the shaft 15 are coaxial rotational jacket surface, which is separated from the inner rotational jacket surface of the stationary main comminution members 14 by an air gap.
The inner space of the rotor 16, which is enclosed by the inner, rotating main comminution tools 161, is basically open and freely accessible from the lower end face for the entry of the material to be dispersed.
On the other hand, the mentioned cutter bar 163, which connects the hub 162 of the motor with the one, 161a, of the rotating main shredding organs 161, and whose preceding knife edge 165 circles in the plane of the open end face to the aforementioned rotor interior, forms a rotating pre-shredding tool, the larger good parts passing through enter its active zone into the rotor interior, pre-shredded.
In addition, at least one of the fixed main comminuting tools 140 are formed on the inner surfaces with teeth 149 which protrude transversely through the mentioned working air gap against the rotating jacket working surface of the rotating main comminuting tools, i. H. According to the drawing, they even protrude into recesses 168 of the same in order to act as auxiliary comminuting organs. These have a tearing or otherwise comminuting effect on good parts within the working gap, especially on fibers that tend to stick there.
In the variant according to FIG. 3, the rotor drive shaft 25, which carries the rotor 26 placed thereon, passes through the bottom of the stator 24. As in FIG. 1, the stator and rotor each carry a group of rod-shaped main comminution organs located in a cylinder surface, which together pass through Shear and impact effects disperse the material ejected from the interior 260. A hub body 27 with a single-bladed knife 270 is screwed onto the shaft journal 150, which is located as a pre-shredding tool in the opening plane of the interior space and whose outer end is free.
Inwardly protruding teeth 249 are on the insides of the stationary main crushing tools 24 and outwardly projecting teeth 269 are also formed on the outer sides of the rotating main crushing tools as auxiliary crushing tools for crushing good parts in the working air gap.
As shown in dotted lines in FIGS. 3 and 2, the rotor hub can carry driver arms 261, for example at an angle to the knife blades 260, which are intended to take the material with it and to fling it into the area of the main shredding organs.
Instead of a single-winged knife 271, 272, multi-winged knives 271, 272 could be mounted on the hub 27 as pre-shredding tools as shown in FIGS. The hub 27 with the knives mounted on it can easily be replaced. It carries a dome 273 which protrudes beyond the opening plane E-E and which, when used according to FIG. 1, ensures a minimum distance of the rotating parts from the bottom of a vessel B. According to Fig. 3, however, it is provided that the actual shredding device is mounted in a flow-through housing C, which forms a feed line C1 that conducts the material to be shredded in the axial direction to the interior 260 of the rotor 26 and an outflow line C2 for the shredded material that leads tangentially away from the circumference .
Several shredding devices can be arranged one behind the other in a flow-through system, or the material can be passed through the same shredding device several times.
The variant according to FIG. 6 corresponds essentially to that according to FIG. 3, as regards the drive shaft 35, the rotor 36 and the stator 34. The hub 37, which is replaceably screwed onto the shaft journal 350, carries a double-bladed knife 370 as a pre-shredding tool, and the main shredding tools are provided with auxiliary shredding tools in the form of teeth 349, 369.
The front ends 341 of the stationary main comminuting rods 340 protrude axially above the opening plane E-E and are sharpened in order to make an end ring in lumpy material such. B. fruit or potatoes to facilitate.
Provision is made for the device according to FIG. 6 to be pressed into a conical vessel D filled with material like a punch. For this purpose, the stator base has a radially protruding distancing edge 342 and contains holes 343 for the goods or Liquid passage.
7 and 8, the outer ends of a cross-shaped knife 47 as a pre-shredding tool in the opening plane E-E of a rotor 46 seated on the drive shaft 45 are screwed onto the upper ends of the main shredding rods belonging to the rotor and the interior of the rotor is empty. The stator is labeled 44. The rotor shaft 45 is guided through the bottom of a vessel F and stored therein.
The stator carries a tear tooth 440 which extends over the knife 47 from the periphery and which continuously tears or shears off any good fibers that are caught by the knife 47 and the rotor 46. In addition, teeth 449, 469 are formed on the main grinding tools as auxiliary grinding tools.
According to Fig. 9 are on the front ends of the rotor bars 56 in the triangle three knives 57 as. Pre-shredding tools attached.
According to FIG. 10, the hub 660 of a rotor 66 is fastened in an exchangeable manner on the journal 650 of a drive shaft 65 and carries both the group of the main shredding rods 661 located in the cylinder plane and the radially oriented pre-shredding elements 662. The stator is labeled 64. As auxiliary comminuting tools, teeth 669 protrude from the rotating main comminuting tools and protrude into recesses in the stationary main comminuting tools.
11 and 12, axially directed rotor bars 76 as main shredding tools are firmly attached to the ends of a radial cutter bar 77 as pre-shredding tools, and are placed coaxially to the stator 74 on the shaft 75, according to FIG. 11 with the aid of a bush 750.
Auxiliary tools are labeled 779 and 748, respectively.
13 shows an embodiment similar to FIG. 11. The difference is that the stator according to FIG. 13 is designed as a cylinder jacket 78 which contains radially oriented openings 780 with inserted teeth 789 as auxiliary comminuting tools which, together with the comminuting rods, directly The rotor placed on the shaft 75 also has a crushing effect on the material.
According to FIG. 14, the main comminuting organs of the stator 79, designed as knives 790, are designed counter-obliquely to the rotating main comminuting organs, designed as knives 800, of the rotor 80 sitting on the shaft 80 'so that they interact like scissors. Radial arms 801 are designed as pre-shredding tools on the rotating knives 800.
In the embodiments according to FIGS. 15 and 16, basket-shaped curved rotor, hammer and ripper teeth 810 and 820, together with stator ripper teeth 811 and 821, enable the material to be torn into coarser pieces without fine division. Here, individual teeth 810 according to FIG. 15 can carry driver blades 810 '. Radial parts 812 resp.
822 and teeth 813 and 823 on the rotor arms 810 and 820 serve as pre-shredding or
Auxiliary shredding tools.
The variant according to FIG. 17 to FIGS. 4, 5 and 6 shows that the blades 831 of a knife hub 830 placed on the rotor shaft 83 by means of a bayonet plug-in connection can be oriented as pre-shredding tools at an angle to the plane of rotation.
According to FIGS. 18 and 19, the stator teeth 840 and 850, respectively, have teeth 841 and 851 which protrude radially inward, are inserted according to FIG. 18 and are molded according to FIG. 19, which radially penetrate the working gap and, as auxiliary comminuting tools, have correspondingly shaped slot slots 842 and
852 of the rotor teeth 843 and 853 fly through.
In both FIGS. 18 and 19, inwardly directed radial attachments 845 and 855 are formed on the front ends of the rotating main shredding tools as pre-shredding tools.
The number of pre-shredding tools can be multiplied, depending on the size of the device, on condition that the peripheral distance between the pre-shredding organs remains so large that the chopped cuttings of the lumpy product, without clogging the device, pass through the segments between the pre-shredding tools get to the feed room. Therefore, in a very small device with a feed chamber diameter of e.g. B.
30 mm, if necessary only provide a pre-shredding tool, while with a device of z. B. 50mm diameter of the supply space optionally two, with a diameter of z. B. 150mm of the feed space two to three pre-shredding tools and with a diameter of a device for the industrial production of z. B. 300 mm diameter of the feed space, if necessary, two to four or more pre-shredding tools can be provided. For special purposes, two or more approximately radial pre-shredding tools can also simply be attached to the shear and impact organs of the inner organ rim in a manner known per se, e.g. B. by screwing, so that, if necessary, the connection between the pre-crushing members and shaft in the axis of the device is unnecessary.
This then leaves the feed chamber completely free, which can be an advantage with smaller devices, depending on the type of material to be processed.
The two organ rings rotating relatively opposite to one another can be provided with any number of cooperating shear and impact organs as required. It is also possible to provide more than two cooperating wreaths of organs that surround each other, whereby the number of shears and impacts, possibly simultaneously by increasing the number of cooperating organs of the surrounding wreaths, can be achieved practically any high impact and shear frequencies. The connection between organ wreaths, which are to rotate in the same direction, can then in a manner known per se, for. B. as described in the German Auslegeschrift No. 1079597, done by ring discs.
The cooperating tools can be provided with tearing or shearing projections at any suitable point on their peripheral and / or tangential working flank, so that the shear resistance of solid components of the material is more easily broken. The cooperating wreaths of organs can also be closed rings with openings that may go as far as sieve fineness.