Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prallvermahlung, insbesondere von k²rnigem Mahlgut wie Getreide oder Würfel, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Prallmühle mit koaxial gegensinnig umlaufenden, angetriebenen Rotoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
Sie findet insbesondere Anwendung zur Vermahlung von Mahlgut für Tierfutter.
Bei herk²mmlichen Schlagmühlen (siehe z. B. EP-B-51 389 oder DE-A-3 708 914) wird die Feinheit des Produkts weitgehend von der Sieblochung (Siebfeinheit) bestimmt, wobei das Mahlgut solange im Mahlraum verbleibt, bis ein Passieren des Siebes m²glich wird. Das Mahlgut wird einer Vielzahl von Schlägen des/der Rotors/Rotoren ausgesetzt, bis die entsprechende Feinheit erreicht ist. Dies bedingt einen hohen Energieaufwand und ein teilweise übermässiges Zerkleinern des Mahlgutes.
Ist das Sieb im Schlagraum angeordnet, wie z. B. gemäss der EP-B-98 441, bei der der Rotor einer Schlagmühle konzentrisch von einem Sieb umgeben ist, trifft das Mahlgut mit hoher Geschwindigkeit auf den Siebmantel, was den Siebverschleiss erh²ht.
Zur Verbesserung der Energiebilanz derartiger Schlagmühlen wurden auch Schleuderkanäle vorgeschlagen (siehe DE-PS-699 100 und DE-A-3 708 914), um die den Mahlgutteilchen erteilte Energie zum F²rdern derselben aus dem Schlagraum heraus auf ein anschliessendes Sieb zu nutzen. Auch bei derartigen tangentialen Schleuderkanälen wird das Mahlgut auf das Sieb geworfen.
Zumeist weisen Schlagmühlen ein fest stehendes Gehäuse mit einem darin angeordneten und angetriebenen Rotor auf. Es ist darüber hinaus bekannt, Desintegratoren zur Feinstzerkleinerung mit zwei koaxialen, gegensinnig umlaufend angetriebenen Rotoren auszubilden (DE-A-3 417 556). Die Rotoren tragen jeweils mindestens zwei konzentrische Schaufelkränze, wobei die Schaufelkränze beider Rotoren alternierend ineinander greifen. Der Antrieb beider Rotoren erfolgt durch einen gemeinsamen Antrieb. Hierzu ist der eine Rotor an einer Hohlwelle befestigt und der andere Rotor über eine Buchse an einer, die Hohlwelle durchsetzenden Welle angeordnet. Beide Wellen sind in einer Aussenlagerung gelagert. Der hohe konstruktive Aufwand ist erforderlich, um einen Turboeffekt gemäss EP-A-48 012 bei sicherer Lagerfunktion zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Prallvermahlung von k²rnigem Mahlgut und eine Prallmühle zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die bei geringem technischem und wirtschaftlichem Aufwand eine hohe Gleichmässigkeit der Vermahlung des Mahlgutes (geringe Streuung der Teilchengr²sse) mit minimalem Gehalt an Staubfraktionen erm²glicht. Dies geschieht in überraschend einfacher Weise durch die Merkmale des Kennzeichens der Ansprüche 1 bzw. 4.
Die übliche Vermahlung von Mahlgut in einer Mehrzahl von Zerkleinerungsvorrichtungen (hohe Reibung) führt zur teilweise übermässigen Zerkleinerung des Produktes und hohem Energieverbrauch, in Verbindung mit vergleichsweise hohem Verschleiss. Dies resultiert daraus, dass die Aufl²sung des Mahlgutes vorrangig in der sich bewegenden Schicht zwischen den Enden der Schläger und der Sieboberfläche/Siebkammer erfolgt, beim Turboeffekt erfolgt auch Prallung zwischen den Teilchen selbst. !berraschend zeigte sich nun, dass durch Anwendung einer "reinen" Prallung die Nachteile des bekannten Standes der Technik vermieden werden k²nnen. Erfindungsgemäss wird das Mahlgut zunächst beschleunigt und prallt nachfolgend gegen Arbeitsorgane.
Da hierzu Geschwindigkeiten von über 100 m/s erforderlich sind, wird ein Maximum an Zerkleinerung bei m inimaler Reibung durch eine Gegenprallung des beschleunigten Mahlgutes durch eine an sich bekannte Bewegung in entgegengesetzter Richtung erreicht. Das Mahlgut wird zunächst in einer rotierenden Bewegung beschleunigt und nachfolgend geprallt durch Umwandlung des Geschwindigkeitsvektors in einen der Beschleunigung entgegengesetzten Vektor. Beschleunigung und Prallung wechseln sich zyklisch in zwei Zwischenzonen ab, welche miteinander durch Str²me noch nicht genügend zerkleinerter Teilchen verbunden sind, mit Ausscheidung von Teilchen gewünschter Gr²sse zwischen den Zyklen.
Das Mahlgut wird auf eine erste Vermahlungsstufe geleitet, wo es in definierter Richtung beschleunigt wird und gegen eine Fläche von Arbeitsorganen prallt. Unter der Schlageinwirkung werden die Mahlgutk²rner in Teilchen unterschiedlicher Gr²sse unter !bermittlung des der Beschleunigung entgegengesetzten Geschwindigkeitsvektors zerkleinert. Danach gelangen die zerkleinerten Teilchen auf einen Separator, wo sie entsprechend separiert werden. Der Separator ist ausserhalb der Zerkleinerungszone angeordnet und die Teilchen nähern sich tangential an. Die Teilchen gewünschter Gr²sse werden als Fertigprodukt abgeführt, grobe Teilchen gelangen durch Rückführung in die Zerkleinerungszone auf eine zweite Zerkleinerungsstufe und werden dort erneut einer Beschleunigung und Prallung unterworfen, wobei jedoch, im Unterschied zur ersten Stufe, feinere Teilchen entstehen.
Es folgt wiederum eine Separierung in Grob- und Fertigprodukt ausserhalb der Zerkleinerungszone, wobei das Grobprodukt erneut der ersten Zerkleinerungsstufe zugeführt wird.
Zur Leistungserh²hung und Verbesserung der Granulationsverteilung im Fertigprodukt wird zusätzlich ein Sieb ausserhalb des Mahlraumes angeordnet, um letztendlich die Siebflächen zu erh²hen.
Umfangreiche Untersuchungen bestätigen die Vermutung, dass weitere Siebflächen nur in dem Teil des Mahlraumes bzw. der Produkt-Umlaufkanäle sinnvoll sind, in dem das Produkt mehr oder weniger gegen das Sieb geschleudert wird.
Ein Schleuderkanal gemäss der DE-A-3 708 914 ohne Sieb im Kanal kann hierzu keine begründete Anregung vermitteln. Erforderlich ist eine Verlagerung der genannten zusätzlichen Siebfläche in den Bogenbereich des Kanales. Dies erm²glicht, dass Feinprodukt nahezu vollständig bei Erreichen der erforderlichen Granulation ausgesiebt wird, was gegenüber Vergleichsl²sungen auch den Leistungsbedarf deutlich senkt.
Bei Einbau des zusätzlichen Siebes liegen die Kanäle am Ausgang der zylindrischen Kammer aneinander an und bilden den gemeinsamen Kanal, welcher in der Produktlaufrichtung in zwei getrennte gekreuzte Kanäle, die mit den Arbeitsbereichen verbunden sind, übergeht.
Das Sieb ist im gekrümmten Teil des Kanals so angebracht, dass sich ein hinter dem Sieb bildender Raum entsteht, welcher mit dem sich hinter dem Sieb befindenden Raum der zylindrischen Kammer durch eine Rohrleitung verbunden ist.
Der Zerkleinerungszyklus ist geschlossen und die Separierung der Teilchen erfolgt ausserhalb dessen, was sowohl eine Senkung des Energieverbrauchs als auch des Verschleisses der Separiereinrichtung gestattet. Gleichzeitig wird eine differenzierte Behandlung von unterschiedlich grossen Teilchen erreicht. Die Verwendung von zwei Zerkleinerungsstufen erlaubt eine Einflussnahme auf Teilchen mit abweichender Bearbeitungsintensität in jeder Stufe.
Das Verfahren kann in einer Prall- bzw. Schlagmühle mit zylindrischer Kammer, die mit Ein- und Auslassstutzen für das Mahlgut sowie darin koaxial installierten Rotoren, die mit daran befestigten Arbeitsorganen in entgegengesetzter Richtung drehen, ausgeführt werden. Die Kammer ist perforiert ausgeführt und mittels der ersten und zweiten Rotoren in zwei Kammerbereiche unterteilt, wobei die Bereiche untereinander durch sich kreu zende Kanäle verbunden sind, die ausserhalb ihrer Begrenzungen angeordnet sind und die einen geschlossenen Fluss des Mahlgutes ergeben.
Es ergibt sich ein geschlossener Vermahlungsprozess mit vorgebbarer Teilchengr²sse und der M²glichkeit der automatischen Steuerung des Prozesses.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen die
Fig. 1 eine Prallmühle;
Fig. 2 einen Schnitt A-A der Prallmühle;
Fig. 3 einen Schnitt B-B der Prallmühle;
Fig. 4 eine Seitenansicht einer weiteren Ausgestaltung der Prallmühle mit einem Sieb im gekrümmten Teil des Kanals;
Fig. 5 einen Grundriss der Prallmühle gemäss Fig. 4;
Fig. 6 eine Prallmühle mit darin ausgebautem Schild;
Fig. 7 Schild mit Jalousie;
Fig. 8 eine weitere Variante der erfindungsgemässen Prallmühle mit offener Rotoranordnung;
Fig. 9 eine weitere Ausgestaltungsform gemäss Fig. 8 in einer 3-Rotoranordnung.
Eine Prallmühle wird mit dem zu vermahlenden Gut gespeist. Dieses gelangt über einen Einlass 2 im freien Fall in einen ersten Arbeitsbereich 12 einer Kammer 4. Hier wird das Mahlgut unter der Einwirkung eines, durch eine Drehbewegung eines ersten Rotors 6 erzeugten Luftstrom auf eine erste Reihe von Schaufeln 7 des ersten Rotors 6 geleitet. Die einzelnen K²rner des Mahlgutes werden von diesen Schaufeln 7 erfasst, beschleunigt und mit hoher Geschwindigkeit gegen Schaufeln 9 eines zweiten Rotors 8 geworfen. Die Schaufeln 9 befinden sich zwischen der ersten und einer zweiten Reihe von Schaufeln 7 des ersten Rotors 6.
Infolge der Prallung der K²rner gegen die Schaufeln 9 des zweiten Rotors 8, der sich in entgegengesetzter Richtung zum ersten Rotor 6 dreht, werden die K²rner teilweise zerkleinert, mittels der Schaufeln 9 erneut beschleunigt und gegen die zweite, äussere Reihe der Schaufeln 7 geschleudert. Infolge Prallwirkung an den Schaufeln 7 erfolgt eine weitere Zerkleinerung der K²rner in Teilchen unterschiedlicher verschiedener Feinheit. Diese gelangen von den Schaufeln 7 in Drehrichtung des ersten Rotors 6 bahnf²rmig auf die Oberfläche des Siebes 5. Während sich die Teilchen in einem Luftpolster reibungsarm in Drehrichtung des ersten Rotors 6 auf der Oberfläche des Siebes 5 bewegen, erfolgt unter Einwirkung von Zentrifugalkraft und des Luftstromes eine Separierung in eine grobe und eine Feinfraktion.
Teilchen, die die \ffnungen des Siebes 5 passieren, verlassen die Schlagmühle über einen Auslass 3, während gr²bere Teilchen infolge weiterer Bewegung in einen seitlichen Kanal 14 und von dort in einen zweiten Arbeitsbereich 13 der Kammer 4 gelangen. Unter Einwirkung derselben Kräfte wie im Arbeitsbereich 12, werden die Teilchen von den Schaufeln 9 des zweiten Rotors 8 erfasst und gegen die Schaufeln 7 des ersten Rotors 6 geschleudert. Auf Grund der Prallung erfolgt eine zusätzliche Zerkleinerung der Teilchen, welche, die Schaufeln 7 verlassend, sich in Drehrichtung des ersten Rotors 6 wieder auf der Oberfläche des Siebes 5 bewegen. Die Feinfraktion wird wiederum nach Passieren des Siebes 5 über den Auslass 3 ausgetragen. Die noch verbleibende Grobfraktion kann über den Kanal 15 einer weiteren Vermahlung zugeführt werden.
Die Anzahl der !berführungsstufen der Grobfraktionen vom ersten Arbeitsbereich 12 in den zweiten Arbeitsbereich 13 hängt von der Art des Mahlgutes, seiner Feuchtigkeit und der Intensität der Prallung ab.
In einem Gehäuse 1 der Prallmühle sind horizontal und koaxial erste und zweite Rotoren 6 und 8 mit daran befestigten Schaufeln 7 bzw. 9 angeordnet. An ihrem äusseren Umfang sind die Rotoren 6, 8 von einem Sieb 5 umgeben, wodurch eine zylindrische Kammer 4, die durch die Rotoren 6, 8 in zwei Arbeitsbereiche 12 und 13 unterteilt ist, gebildet ist.
Der Antrieb der Rotoren 6, 8 erfolgt durch Elektromotoren 10 und 11.
Der erste Rotor 6 hat zwei Reihen und der zweite Rotor 8 eine Reihe Schaufeln 7 bzw. 9, die mit der Rotorscheibe in zwei Hälften geteilt ist. Eine Hälfte der Schaufeln 9 des zweiten Rotors 8 ist zwischen den Schaufelreihen des ersten Rotors 6 angeordnet.
Ein Einlass 2, der seitlich am ersten Arbeitsbereich 12 am Gehäuse 1 angeordnet ist, dient der Speisung der Prallmühle mit Mahlgut. Unterhalb der Kammer 4 ist ein Auslass 3 für das vermahlene Gut (Fertigprodukt) angeordnet.
In Fortsetzung des Siebes 5 sind Kanäle 14 und 15 am Gehäuse 1 angeordnet zur Rückführung der ungenügend zerkleinerten (groben) Teilchenfraktionen. Die Kanäle 14, 15 sind ausserhalb der Kammer 4 angeordnet. In seiner Breite entspricht der Kanal 14 der Breite der Reihe der Schaufeln 7 des ersten Rotors 6, die näher zur Achse 16 angeordnet ist. Der Kanal 14 hat eine gekrümmte, kurvenartige Form, ausgehend von der Kammer 4 und seitlich und zentral in den Arbeitsbereich 13 mündend. Analog ist der Kanal 15 konzipiert. Er geht ebenfalls von der Kammer 4 aus und mündet seitlich und zentral in den Arbeitsbereich 12.
Die Gr²sse des Spaltes zwischen den Enden der Schaufeln 7 des ersten Rotors 6 und dem Sieb 5 ist so zu bemessen, dass die Bewegung des zerkleinerten Produktes auf dem Sieb 5 unter Einwirkung der Zentrifugalkraft ohne unmittelbare Einwirkung der äusseren Schaufeln 7 erfolgt.
Der Anstellwinkel der Schaufeln 7, 9 ist entsprechend klein zu wählen, um die beschriebene, verschleissmindernde Bewegungsbahn der Teilchen zu erreichen.
Die Elektromotoren 10, 11 sind etwa gleich belastet.
Der perforierte Teil der Kammer 4 ist demontierbar, um einen Siebwechsel zu erm²glichen.
Ebenfalls sollte der perforierte Teil der Kammer 4 einen m²glichst grossen Teil ihrer zylindrischen Oberfläche einnehmen, um einen leistungsfähigen Trennprozess zu erreichen.
Durch Vergr²sserung der Anzahl der Reihen an Schaufeln 7, 9 auf den Rotoren 6, 8 kann die Zahl der Vermahlungsstufen erh²ht werden, z.B. auf sieben Stufen, wobei der erste Rotor 6 dann drei und der zweite Rotor 8 zwei Reihen Schaufeln 7 bzw. 9 aufweist.
Zur Erh²hung der Leistung und zur Verbesserung der Granulationsverteilung im Fertigprodukt ist es zweckmässig, ein weiteres Sieb 17 zu verwenden, welches ausserhalb der zylindrischen Kammer 4 angebracht ist. Dabei liegen die Kanäle am Ausgang der zylindrischen Kammer aneinander an und bilden dabei den gemeinsamen Kanal, welcher in der Produktlaufrichtung in zwei getrennte gekreuzte Kanäle 14 und 15, die mit den Arbeitsbereichen 13 und 12 verbunden sind, übergeht.
Das Sieb 17 ist im gekrümmten Teil des Kanals 23 so angebracht, dass ein sich hinter dem Sieb bildender Raum 18 entsteht, welcher mit dem sich hinter dem Sieb befindenden Raum 19 der zylindrischen Kammer 4 durch eine Rohrleitung 20 verbunden ist.
Die Vorrichtung mit dem Sieb 17 arbeitet folgendermassen:
Das Getreide gelangt über das Rohr 2 in den Arbeitsbereich 12, wird mit den Schaufeln 7 und 9, welche an den entsprechenden ersten bzw. zweiten Rotoren 6 und 8 befestigt sind, zerkleinert und kommt auf das Sieb 5, wo das Vermahlungsprodukt in zwei Fraktionen getrennt wird. Die Fraktion gewünschter Feinheit wird durch den Auslass 3 aus der Vorrichtung als Fertigprodukt abgezogen, die Grobfraktion, welche die \ffnung des Siebes 5 nicht passiert hat, wird durch den Kanal 23 zum Sieb 17 geleitet. Auf dem Sieb 17 wird das zerkleinerte Material einer nochmaligen Trennung nach Fraktionen unterzogen. Der Durchgang durch das Sieb 17 gelangt in den sich hinter dem Sieb befindlichen Raum 18, von wo er in den sich hinter dem Sieb befindenden Raum 19 der zylindrischen Kammer 4 gelenkt wird.
Das Produkt aus dem sich hinter dem Sieb befindenden Raum wird durch den Auslass 3 als Fertigprodukt abgeleitet.
Die Fraktion, welche die \ffnungen des Siebes 17 nicht passiert hat, gelangt über den Kanal 14 zur weiteren Vermahlung. Das Fertigprodukt passiert das Sieb 5, der ungenügend zerkleinerte Produktanteil wird als Abstoss über den Kanal 15 vom Sieb 17 in den Arbeitsbereich 12 zur weiteren Vermahlung gelenkt.
Es muss hervorgehoben werden, dass die Trennung auf dem Sieb 17, wie auch auf dem Sieb 5 unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft des durch die Rotoren erzeugten Luftstromes erfolgt. Die Regulierung der Feinheit der Vermahlung erfolgt durch den Austausch der Siebe gegen Siebe erforderlicher Lochung.
Die Leistung der Vorrichtung kann auch durch den Einsatz eines Schildes 21, welcher am Ausgang der zylindrischen Kammer 4, zwischen dem grossen Rotor und dem Sieb 5 befestigt ist, erh²ht werden. Dabei kann der Schild 21 aus einem Stück bestehen oder mit einer Jalousie 22 bestückt sein.
Durch den Schild 21 kann die Produktfraktion, welche ungenügenden Kontakt mit der Oberfläche des Siebes gehabt hat, zur weiteren Trennung auf das Sieb 5 gelenkt werden. Ausserdem hilft der Schild 21 den notwendigen Druck des Luftstromes auf dem Sieb 5 zu erzeugen, wodurch die Intensität des Durchganges der Teilchen durch die \ffnungen des Siebes erh²ht wird.
Die Jalousie 22 hilft ihrerseits die Durchblasintensität des Siebes 17 zu erh²hen. Darüber hinaus lässt das erfindungs gemässe Prinzip in weiterer Ausgestaltung auch offene Anordnungen der gegenläufigen Rotoren zu. Hierbei erfolgt die Anordnung der Rotoren nebeneinander in einer Ebene (Fig. 8, 9).
Ohne direkte Begrenzung auf diese Varianten ist es hierbei sinnvoll, weitere zwei bzw. drei Rotoren nebeneinander und verbunden durch Kanäle anzuordnen, wobei dies in einer horizontalen oder vertikalen Ebene erfolgen kann und einen geringeren Fertigungsaufwand erwarten lässt.
Das Produkt gelangt über einen Einlass 2 in den dritten Rotor 24, wird beschleunigt und zerkleinert und gelangt über den Kanal 25 in den Arbeitsraum des gleichläufigen Rotors 26, wobei eine erneute Beschleunigung und zweite Zerkleinerung erfolgt. Danach wird das zerkleinerte Produkt über den Kanal 27 in vorgenannter Weise aus dem Mahlraum ausgetragen und separiert (nicht dargestellt). In Abwandlung dessen, gelangt das Produkt nach der ersten Zerkleinerung im Mahlraum des dritten Rotors 24 über den Kanal 25, 25 min in den Mahlraum der gleichsinnig laufenden vierten bzw. fünften Rotoren 26, 28 und wird erneut zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt gelangt über die Kanäle 27, 27 min in einen gemeinsamen, nicht explizit dargestellten Kanal wiederum zur Separierung.
Der im Vergleich zu herk²mmlichen Schlagmühlen wesentlich geringere Energiebedarf und die geringe Reibungsbeeinflussung führen zu einer vernachlässigbaren Erwärmung der erfindungsgemässen Schlagmühle im Betrieb und damit auch zu einem geringen Feuchteverlust des Mahlgutes.
Infolge des Betriebes der erfindungsgemässen Prallmühle ohne Aspiration ist es auch m²glich, Gerste wirtschaftlich zu vermahlen.
Bei der Getreidevermahlung zu Mehl ist der Einsatz der Prallmühle als B1-Passage (erster Schrot) und B2-Passage (zweiter Schrot) m²glich.
Die erfindungsgemässe Prallmühle ist nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt.
Bezugszeichen
1 Gehäuse
2 Einlass
3 Auslass
4 Kammer
5 Sieb
6 erster Rotor
7 Schaufel
8 zweiter Rotor
9 Schaufel
10 Elektromotor
11 Elektromotor
12 erster Arbeitsbereich
13 zweiter Arbeitsbereich
14 Kanal
15 Kanal
16 Achse
17 Sieb
18 Raum
19 Raum
20 Rohrleitung
21 Schild
22 Jalousie
23 Kanal
24 dritter Rotor
25, 25 min Kanal
26 vierter Rotor
27, 27 min Kanal
28 fünfter Rotor
The invention relates to a method for impact grinding, in particular granular regrind such as grain or cubes, according to the preamble of claim 1 and an impact mill with coaxial rotating rotors driven rotors according to the preamble of claim 4.
It is particularly used for grinding regrind for animal feed.
In conventional impact mills (see e.g. EP-B-51 389 or DE-A-3 708 914) the fineness of the product is largely determined by the perforation of the sieve (sieve fineness), the ground material remaining in the grinding chamber until it passes through Sieben becomes possible. The regrind is exposed to a large number of blows of the rotor (s) until the corresponding fineness is reached. This requires a high amount of energy and a partially excessive grinding of the ground material.
Is the sieve arranged in the impact area, such as. B. according to EP-B-98 441, in which the rotor of an impact mill is concentrically surrounded by a sieve, the ground material hits the sieve jacket at high speed, which increases sieve wear.
To improve the energy balance of such impact mills, centrifugal channels have also been proposed (see DE-PS-699 100 and DE-A-3 708 914) in order to use the energy imparted to the regrind particles to convey them out of the impact area onto a subsequent sieve. Even with such tangential centrifugal channels, the ground material is thrown onto the sieve.
Mostly, impact mills have a fixed housing with a rotor arranged and driven therein. It is also known to design disintegrators for very fine comminution with two coaxial rotors driven in opposite directions (DE-A-3 417 556). The rotors each carry at least two concentric blade rings, the blade rings of both rotors alternately intermeshing. Both rotors are driven by a common drive. For this purpose, one rotor is fastened to a hollow shaft and the other rotor is arranged via a bushing on a shaft which penetrates the hollow shaft. Both shafts are stored in an external bearing. The high design effort is necessary in order to achieve a turbo effect in accordance with EP-A-48 012 with a safe bearing function.
The invention is based on the object of providing a method for impact milling of granular regrind and an impact mill for carrying out the method which, with little technical and economic outlay, ensures a high degree of uniformity in the milling of the regrind (minimal scattering of the particle size) with a minimal content of dust fractions enabled. This is done in a surprisingly simple manner by the features of the characterizing part of claims 1 and 4, respectively.
The usual grinding of regrind in a plurality of comminution devices (high friction) leads to excessive comminution of the product and high energy consumption, in connection with comparatively high wear. This results from the fact that the ground material is primarily dissolved in the moving layer between the ends of the beaters and the sieve surface / sieve chamber, with the turbo effect there is also a bounce between the particles themselves. Surprisingly, it was found that by using a "pure" Impact the disadvantages of the known prior art can be avoided. According to the invention, the regrind is first accelerated and then bounces against work organs.
Since speeds of over 100 m / s are required for this purpose, a maximum of comminution with minimal friction is achieved by a rebound of the accelerated ground material by a movement in the opposite direction, which is known per se. The regrind is first accelerated in a rotating movement and then bounced by converting the speed vector into a vector opposite to the acceleration. Acceleration and impingement alternate cyclically in two intermediate zones, which are connected to one another by streams of not yet comminuted particles, with the separation of particles of the desired size between the cycles.
The regrind is passed to a first grinding stage, where it is accelerated in a defined direction and strikes a surface of work organs. Under the impact of the impact, the regrind particles are broken down into particles of different sizes by transmitting the speed vector opposite to the acceleration. The shredded particles then go to a separator, where they are separated accordingly. The separator is located outside the crushing zone and the particles approach each other tangentially. The particles of the desired size are discharged as a finished product, coarse particles are returned to the comminution zone at a second comminution stage and are subjected to an acceleration and impact again, however, in contrast to the first stage, finer particles are formed.
There is again a separation into coarse and finished product outside the comminution zone, the coarse product again being fed to the first comminution stage.
In order to increase performance and improve the granulation distribution in the finished product, a sieve is additionally arranged outside the grinding chamber in order to ultimately increase the sieve area.
Extensive studies confirm the assumption that additional sieve surfaces are only useful in the part of the grinding chamber or the product circulation channels in which the product is thrown more or less against the sieve.
A centrifugal channel according to DE-A-3 708 914 without a sieve in the channel cannot provide any justified suggestion for this. It is necessary to relocate the additional screen surface mentioned in the arch region of the channel. This enables the fine product to be screened almost completely when the required granulation is reached, which also significantly reduces the power requirement compared to comparison solutions.
When the additional sieve is installed, the channels abut each other at the outlet of the cylindrical chamber and form the common channel, which merges into two separate crossed channels, which are connected to the work areas, in the direction of product travel.
The sieve is mounted in the curved part of the channel in such a way that a space is formed behind the sieve, which is connected to the space of the cylindrical chamber located behind the sieve by a pipeline.
The crushing cycle is closed and the particles are separated outside of that, which allows both a reduction in energy consumption and wear of the separating device. At the same time, differentiated treatment of particles of different sizes is achieved. The use of two comminution stages allows the influence on particles with different processing intensities in each stage.
The process can be carried out in an impact or impact mill with a cylindrical chamber, which has inlet and outlet connections for the regrind and coaxially installed rotors which rotate in the opposite direction with the working elements attached to it. The chamber is perforated and divided into two chamber regions by means of the first and second rotors, the regions being connected to one another by intersecting channels which are arranged outside their boundaries and which result in a closed flow of the ground material.
The result is a closed grinding process with predeterminable particle size and the possibility of automatic control of the process.
The invention is described below using an exemplary embodiment with reference to a drawing. In the drawing they show
1 shows an impact mill;
Figure 2 shows a section A-A of the impact mill.
3 shows a section B-B of the impact mill;
4 shows a side view of a further embodiment of the impact mill with a sieve in the curved part of the channel;
5 shows a plan view of the impact mill according to FIG. 4;
6 shows an impact mill with a shield removed therein;
Fig. 7 shield with blind;
8 shows a further variant of the impact mill according to the invention with an open rotor arrangement;
FIG. 9 shows a further embodiment according to FIG. 8 in a 3-rotor arrangement.
An impact mill is fed with the material to be ground. This passes through an inlet 2 in free fall into a first working area 12 of a chamber 4. Here, the regrind is passed onto a first row of blades 7 of the first rotor 6 under the action of an air flow generated by a rotary movement of a first rotor 6. The individual grains of the ground material are gripped by these blades 7, accelerated and thrown against blades 9 of a second rotor 8 at high speed. The blades 9 are located between the first and a second row of blades 7 of the first rotor 6.
As a result of the collision of the grains against the blades 9 of the second rotor 8, which rotates in the opposite direction to the first rotor 6, the grains are partially comminuted, accelerated again by means of the blades 9 and hurled against the second, outer row of the blades 7. As a result of the impact effect on the blades 7, the grains are further broken down into particles of different fineness. These reach the surface of the screen 5 from the blades 7 in the direction of rotation of the first rotor 6, while the particles in an air cushion move with little friction in the direction of rotation of the first rotor 6 on the surface of the screen 5, under the action of centrifugal force and the air flow separation into a coarse and a fine fraction.
Particles that pass through the openings of the sieve 5 leave the impact mill via an outlet 3, while larger particles, as a result of further movement, enter a lateral channel 14 and from there into a second working area 13 of the chamber 4. Under the action of the same forces as in the working area 12, the particles are picked up by the blades 9 of the second rotor 8 and hurled against the blades 7 of the first rotor 6. Because of the impact, there is an additional comminution of the particles which, leaving the blades 7, move again on the surface of the screen 5 in the direction of rotation of the first rotor 6. The fine fraction is again discharged through the outlet 3 after passing through the sieve 5. The remaining coarse fraction can be fed to a further grinding via the channel 15.
The number of transfer stages of the coarse fractions from the first work area 12 to the second work area 13 depends on the type of the ground material, its moisture and the intensity of the impact.
In a housing 1 of the impact mill, first and second rotors 6 and 8 with blades 7 and 9 attached to them are arranged horizontally and coaxially. The rotors 6, 8 are surrounded on their outer circumference by a sieve 5, as a result of which a cylindrical chamber 4, which is divided into two working areas 12 and 13 by the rotors 6, 8, is formed.
The rotors 6, 8 are driven by electric motors 10 and 11.
The first rotor 6 has two rows and the second rotor 8 has a row of blades 7 and 9, which is divided into two halves with the rotor disk. One half of the blades 9 of the second rotor 8 is arranged between the rows of blades of the first rotor 6.
An inlet 2, which is arranged on the side of the first working area 12 on the housing 1, serves to feed the impact mill with regrind. An outlet 3 for the ground material (finished product) is arranged below the chamber 4.
In continuation of the sieve 5, channels 14 and 15 are arranged on the housing 1 for returning the insufficiently comminuted (coarse) particle fractions. The channels 14, 15 are arranged outside the chamber 4. The width of the channel 14 corresponds to the width of the row of blades 7 of the first rotor 6, which is arranged closer to the axis 16. The channel 14 has a curved, curved shape, starting from the chamber 4 and opening laterally and centrally into the working area 13. Channel 15 is designed analogously. It also starts from chamber 4 and opens laterally and centrally into work area 12.
The size of the gap between the ends of the blades 7 of the first rotor 6 and the sieve 5 is to be dimensioned such that the movement of the comminuted product on the sieve 5 takes place under the action of the centrifugal force without the direct action of the outer blades 7.
The angle of attack of the blades 7, 9 should be chosen to be correspondingly small in order to achieve the described wear-reducing movement path of the particles.
The electric motors 10, 11 are loaded approximately the same.
The perforated part of the chamber 4 can be dismantled in order to change the screen.
The perforated part of the chamber 4 should also take up as much of its cylindrical surface as possible in order to achieve an efficient separation process.
By increasing the number of rows of blades 7, 9 on the rotors 6, 8 the number of grinding stages can be increased, e.g. on seven stages, the first rotor 6 then having three and the second rotor 8 having two rows of blades 7 and 9, respectively.
In order to increase the performance and to improve the granulation distribution in the finished product, it is expedient to use a further sieve 17, which is attached outside the cylindrical chamber 4. The channels lie against one another at the outlet of the cylindrical chamber and form the common channel, which merges into two separate crossed channels 14 and 15 in the direction of product travel, which channels are connected to the working areas 13 and 12.
The screen 17 is mounted in the curved part of the channel 23 in such a way that a space 18 is formed behind the screen, which is connected to the space 19 of the cylindrical chamber 4 behind the screen by a pipeline 20.
The device with the sieve 17 works as follows:
The grain reaches the working area 12 via the pipe 2, is crushed with the blades 7 and 9, which are fastened to the corresponding first and second rotors 6 and 8, and comes to the sieve 5, where the ground product is separated into two fractions becomes. The fraction of desired fineness is withdrawn from the device as a finished product through the outlet 3, the coarse fraction, which has not passed through the opening of the sieve 5, is passed through the channel 23 to the sieve 17. The crushed material is subjected to a further separation according to fractions on the sieve 17. The passage through the sieve 17 reaches the space 18 located behind the sieve, from where it is directed into the space 19 of the cylindrical chamber 4 located behind the sieve.
The product from the space behind the sieve is discharged as a finished product through outlet 3.
The fraction which did not pass through the openings of the sieve 17 passes through the channel 14 for further grinding. The finished product passes through the sieve 5, the insufficiently comminuted product portion is directed as a repulsion via the duct 15 from the sieve 17 into the work area 12 for further grinding.
It must be emphasized that the separation on the screen 17, as well as on the screen 5, takes place under the action of the centrifugal force of the air flow generated by the rotors. The fineness of the grinding is regulated by exchanging the sieves for perforations required.
The performance of the device can also be increased by using a shield 21 which is attached to the outlet of the cylindrical chamber 4, between the large rotor and the sieve 5. The shield 21 can consist of one piece or can be equipped with a blind 22.
The shield 21 can be used to direct the product fraction, which has had insufficient contact with the surface of the sieve, onto the sieve 5 for further separation. In addition, the shield 21 helps to generate the necessary pressure of the air flow on the sieve 5, which increases the intensity of the passage of the particles through the openings in the sieve.
The blind 22 in turn helps to increase the blowing intensity of the sieve 17. In addition, the principle according to the invention also permits open arrangements of the counter-rotating rotors in a further embodiment. The rotors are arranged side by side in one plane (FIGS. 8, 9).
Without direct limitation to these variants, it makes sense to arrange two or three rotors next to each other and connected by channels, which can be done in a horizontal or vertical plane and can be expected to result in lower production costs.
The product reaches the third rotor 24 via an inlet 2, is accelerated and comminuted, and reaches the working space of the co-rotating rotor 26 via the channel 25, with renewed acceleration and second comminution taking place. The comminuted product is then discharged from the grinding chamber via the channel 27 and separated (not shown). In a modification of this, after the first comminution in the grinding chamber of the third rotor 24, the product reaches the grinding chamber of the fourth or fifth rotors 26, 28 running in the same direction via the channel 25, 25 min and is comminuted again. The comminuted product passes through the channels 27, 27 min into a common channel (not explicitly shown) for separation.
The significantly lower energy requirement and the low friction influence compared to conventional impact mills lead to a negligible heating of the impact mill according to the invention in operation and thus also to a low moisture loss of the ground material.
As a result of operating the impact mill according to the invention without aspiration, it is also possible to mill barley economically.
When grinding grain into flour, the impact mill can be used as a B1 passage (first shot) and B2 passage (second shot).
The impact mill according to the invention is not limited to these embodiments.
Reference numerals
1 housing
2 inlet
3 outlet
4 chamber
5 sieve
6 first rotor
7 shovel
8 second rotor
9 shovel
10 electric motor
11 electric motor
12 first work area
13 second work area
14 channel
15 channel
16 axis
17 sieve
18 room
19 room
20 pipeline
21 shield
22 blinds
23 channel
24 third rotor
25, 25 min channel
26 fourth rotor
27, 27 min channel
28 fifth rotor