DE102017103956A1

DE102017103956A1 - baffle reactor

Info

Publication number: DE102017103956A1
Application number: DE102017103956.2A
Authority: DE
Inventors: Ralf Schäfer
Original assignee: SCHAEFER ELEKTROTECHNIK und SONDERMASCHINEN GmbH; Schafer Elektrotechnik und Sondermaschinen GmbH
Current assignee: SCHAEFER ELEKTROTECHNIK und SONDERMASCHINEN GmbH; Schafer Elektrotechnik und Sondermaschinen GmbH
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2018-08-30

Abstract

Prallreaktor (1) zum Zerkleinern von Zerkleinerungsgut, umfassend einen zylindrischen Mantel (2) und einen Boden (3), welche einen Prallreaktorraum (4) einschließen, wobei zumindest eine Einfüllöffnung (5) zum Einfüllen des Zerkleinerungsgutes und zumindest eine Entnahmeöffnung (6) zum Ausschleusen des zerkleinerten Zerkleinerungsgutes vorgesehen sind und wobei ein rotierbar gelagerter Rotor (7) in dem Prallreaktorraum (4) angeordnet ist, wobei der Rotor (7) mit Prallelementen (8) versehen ist, wobei zumindest eine Einströmöffnung (9) zum Einbringen eines Fluidstrahls (10) in den Prallreaktorraum mündet.

Impingement reactor (1) for crushing comminuted material, comprising a cylindrical shell (2) and a bottom (3) enclosing a baffle reactor space (4), at least one filling opening (5) for filling the comminuted material and at least one removal opening (6) for Wherein a rotatably mounted rotor (7) in the baffle reactor space (4) is arranged, wherein the rotor (7) is provided with baffles (8), wherein at least one inlet opening (9) for introducing a fluid jet ( 10) opens into the baffle reactor space.

Description

Die Erfindung betrifft einen Prallreaktor zum Zerkleinern von Zerkleinerungsgut, umfassend einen zylindrischen Mantel und einen Boden, welche einen Prallreaktorraum einschließen, wobei zumindest eine Einfüllöffnung zum Einfüllen des Zerkleinerungsgutes und zumindest eine Entnahmeöffnung zum Ausschleusen des zerkleinerten Zerkleinerungsgutes vorgesehen sind und wobei ein rotierbar gelagerter Rotor in dem Prallreaktorraum angeordnet ist.The invention relates to a baffle reactor for comminuting comminuted material, comprising a cylindrical shell and a bottom, which include a baffle reactor space, wherein at least one filling opening for filling the comminuted material and at least one removal opening for discharging the comminuted material to be comminuted are provided and wherein a rotatably mounted rotor in the Impeller reactor space is arranged.

Prallreaktoren der eingangs genannten Art werden verwendet, um Gegenstände, auch bezeichnet als Zerkleinerungsgut oder Mahlgut, zu zerkleinern. Dabei kann es sich bei dem Zerkleinerungsgut um Verbundmaterialien handeln, die so zerkleinert werden, dass eine Stofftrennung möglich ist. Bei dem Zerkleinerungsgut kann es sich aber auch um einheitliches Material handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Zerkleinerungsgut um Mahlgut pflanzlichen Ursprungs handeln, zum Beispiel um Getreide wie Weizen, Kaffee, Kakaobohnen, Nüsse oder dergleichen.Baffle reactors of the type mentioned are used to crush objects, also referred to as crushed material or regrind. In this case, the comminuted material can be composite materials which are comminuted in such a way that a material separation is possible. The comminuted material can also be a uniform material. In particular, the comminuted material may be ground material of plant origin, for example cereals such as wheat, coffee, cocoa beans, nuts or the like.

Das Zerkleinerungsgut wird über die Einfüllöffnung über den Prallreaktorraum gegeben, in welchem ein im Bodenbereich angeordneter Rotor mit hoher Drehzahl rotiert und dabei das Zerkleinerungsgut durch eine Schlagbeanspruchung mit einem hohen Impulsübertrag zerkleinert. Nach erfolgter Zerkleinerung wird das zerkleinerte Zerkleinerungsgut über die Entnahmeöffnung aus dem Prallreaktorraum ausgeschleust.The material to be comminuted is introduced via the filling opening via the impingement reactor chamber, in which a rotor arranged in the bottom region rotates at high speed and thereby comminuting the comminuted material by a impact load with a high momentum transfer. After the comminution, the comminuted material to be comminuted is discharged from the impingement reactor space via the removal opening.

Aus der EP 0 859 693 B1 ist ein Prallreaktor bekannt, mit einem zylindrischen Grundkörper, in welchem ein durch ein Antriebsmotor angetriebener Rotor angeordnet ist. Der Rotor ist aus verschleißfestem Material ausgebildet und weist an seinen propellerförmigen oder flügelförmigen Enden austauschbare Prallelemente auf. In dem zylindrischen Mantel des Prallreaktors können Auswurföffnungen angeordnet sein, welche mit geschlitzten oder gelochten Abdeckblechen abgedeckt sein können, so dass ein differenzierter Austrag von zerkleinerten Partikeln in gewünschter Partikelgröße möglich ist.From the EP 0 859 693 B1 a baffle reactor is known, with a cylindrical base body, in which a driven by a drive motor rotor is arranged. The rotor is made of wear-resistant material and has replaceable impact elements on its propeller-shaped or wing-shaped ends. In the cylindrical shell of the baffle reactor ejection openings can be arranged, which can be covered with slotted or perforated cover plates, so that a differentiated discharge of comminuted particles in the desired particle size is possible.

Die mechanische Zerkleinerung des Zerkleinerungsgutes durch die durch den Rotor aufgebrachte hohe mechanische Energie bewirkt ein Zerkleinern des Zerkleinerungsgutes in Partikel, wobei die Partikelgröße durch die Art des Zerkleinerungsgutes sowie Dauer des Zerkleinerungsvorgangs und Ausgestaltung und Drehzahl des mit den Prallelementen versehenen Rotors vorgegeben ist. Dabei kann es je nach Ausgestaltung des Zerkleinerungsgutes wünschenswert sein, feinste zerkleinerte Partikel zu erzeugen.The mechanical comminution of the material to be comminuted by the high mechanical energy applied by the rotor causes comminution of the comminuted material into particles, the particle size being determined by the type of material to be comminuted and the duration of the comminution process and the design and speed of the rotor provided with the impact elements. Depending on the design of the material to be comminuted, it may be desirable to produce finest comminuted particles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Prallreaktor derart weiterzuentwickeln, dass besonders fein zerkleinerte und besonders gleichmäßig zerkleinerte Partikel aus dem Zerkleinerungsgut herstellbar sind.The invention has for its object to further develop the impact reactor such that particularly finely crushed and particularly uniformly crushed particles from the crushed material can be produced.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved with the features of claim 1. In advantageous embodiments, the dependent claims relate.

Zur Lösung der Aufgabe mündet zumindest eine Einströmöffnung zum Einbringen eines Fluidstrahls in den Prallreaktorraum. Die zumindest eine Einströmöffnung ermöglicht das Einbringen eines Fluidstrahls in den Prallreaktorraum. Der Fluidstahl bewirkt lokal eine Beschleunigung bereits zerkleinerter Partikel, welche durch Zusammenprall weiter zerkleinert werden. Die durch den Fluidstrahl beschleunigten Partikel prallen gegen den zylindrischen Mantel, den Boden oder gegen den Rotor. Des Weiteren prallen die zu zerkleinernden Partikel gegen andere Partikel. Beides bewirkt eine weitere Zerkleinerung des Zerkleinerungsgutes. Insofern bildet der erfindungsgemäße Prallreaktor eine Kombination eines Prallreaktors mit einem mit Prallelementen versehenen Rotor mit einer Strahlmühle. Die Zerkleinerung ist eine Kombination einer durch Impulsübertragung bewirkten Zerkleinerung durch den Rotor einerseits und den Fluidstrahl andererseits.To solve the problem opens at least one inflow opening for introducing a fluid jet into the baffle reactor space. The at least one inflow opening enables the introduction of a fluid jet into the impingement reactor space. The fluid steel locally causes an acceleration of already crushed particles, which are further crushed by collision. The particles accelerated by the fluid jet collide against the cylindrical shell, the bottom or against the rotor. Furthermore, the particles to be crushed bounce against other particles. Both causes a further crushing of the crushed material. In this respect, the baffle reactor according to the invention forms a combination of a baffle reactor with a rotor provided with baffles with a jet mill. The comminution is a combination of comminution caused by momentum transfer by the rotor on the one hand and the fluid jet on the other hand.

Ein Fluidstrahl im Sinne der Erfindung weist eine Ausströmgeschwindigkeit von mindestens 100 m/s auf. Das bedeutet, dass der Fluidstrahl die Einströmöffnung mit einer Geschwindigkeit von mindestens 100 m/s in Richtung des Prallreaktorraums verlässt.A fluid jet in the sense of the invention has an outflow velocity of at least 100 m / s. This means that the fluid jet leaves the inlet opening at a speed of at least 100 m / s in the direction of the baffle reactor space.

Bei dem erfindungsgemäßen Prallreaktor ist insbesondere vorteilhaft, dass auch grobes, bzw. größeres Zerkleinerungsgut in den Prallreaktorraum gegeben werden kann. Dieses wird zunächst durch den mit Prallelementen versehenen Rotor zerkleinert. Anschließend erfolgt eine weitere Zerkleinerung durch Einwirkung des Fluidstrahls auf die bereits zerkleinerten Partikel. Das Mahlergebnis ist ein besonders feines Mahlgut. Insofern ermöglicht der Fluidstrahl, welcher über die Einströmöffnung in den Prallreaktorraum eingebracht wird eine weitere Zerkleinerung der durch den Rotor des Prallreaktors bereits vorzerkleinerten Partikel.In the baffle reactor according to the invention is particularly advantageous that even coarse or larger crushed material can be placed in the baffle reactor space. This is first crushed by the rotor provided with baffles. Subsequently, a further comminution takes place by the action of the fluid jet on the already comminuted particles. The grinding result is a particularly fine ground material. In this respect, the fluid jet, which is introduced via the inflow opening into the impingement reactor chamber, enables further comminution of the particles which have already been pre-shredded by the rotor of the impingement reactor.

Im Vergleich zu einer Strahlmühle ist vorteilhaft, dass auch grobe bzw. große Partikel in den Prallreaktorraum eingebracht werden können, da diese zunächst durch den Rotor zerkleinert werden. Im Vergleich zu einem Prallreaktor, der ausschließlich einen mit Prallelementen versehenen Rotor aufweist, ergibt sich ein feineres Mahlgut, bzw. Zerkleinerungspartikel mit kleinerer Partikelgröße.Compared to a jet mill is advantageous that coarse or large particles can be introduced into the baffle reactor space, since they are first crushed by the rotor. In comparison to a baffle reactor, which only has a rotor provided with baffles, results in a finer material to be ground, or comminution particles with smaller particle size.

Funktionsbedingt bildet sich bei einem Prallreaktor mit einem rotierenden Rotor während der Zerkleinerung am zylindrischen Mantel ein Ring aus Zerkleinerungsgut. Dieser wird durch den Fluidstrahl durchmischt, was eine weitere Zerkleinerung bewirkt. For functional reasons, a ring of comminuted material is formed in a baffle reactor with a rotating rotor during comminution on the cylindrical jacket. This is mixed by the fluid jet, which causes a further crushing.

Bevorzugt sind mehrere Einströmöffnungen vorgesehen. Dadurch können mehrere Fluidstrahlen in den Prallreaktorraum geleitet werden. Dies führt zu einer besseren Durchmischung des Zerkleinerungsgutes in dem Prallreaktorraum, was zu einer besseren Zerkleinerung führt.Preferably, a plurality of inflow openings are provided. As a result, a plurality of fluid jets can be conducted into the baffle reactor space. This leads to a better mixing of the comminuted material in the baffle reactor space, which leads to a better comminution.

Zumindest eine Einströmöffnung kann in den Mantel eingebracht sein. Dabei kann die Einströmöffnung so ausgerichtet sein, dass das Zerkleinerungsgut gezielt in Richtung des Rotors geleitet wird, bzw. in dem Bereich des Rotors gehalten wird. Dies bewirkt eine gleichmäßige Zerkleinerung des gesamten in den Prallreaktorraum eingebrachten Zerkleinerungsgutes.At least one inflow opening can be introduced into the jacket. In this case, the inflow opening can be aligned so that the comminuted material is directed specifically in the direction of the rotor, or is held in the region of the rotor. This causes uniform comminution of the entire comminuted material introduced into the impact reactor chamber.

Zumindest eine Einströmöffnung kann in den Boden eingebracht sein. Eine in den Boden eingebrachte Einströmöffnung bewirkt, dass sich das Zerkleinerungsgut nicht am Boden absetzen kann, sondern in Form eines Fließbettes oder einer Wirbelschicht in Bewegung gehalten wird. Auch dies bewirkt eine gleichmäßige Zerkleinerung des gesamten in den Prallreaktorraum eingebrachten Zerkleinerungsgutes.At least one inflow opening can be introduced into the ground. An inflow opening introduced into the bottom causes the comminuted material not to settle to the bottom, but is kept in motion in the form of a fluidized bed or a fluidized bed. This also causes uniform comminution of the entire comminuted material introduced into the impact reactor chamber.

Zumindest eine Einströmöffnung kann in dem Rotor vorgesehen sein. Dabei kann die zumindest eine Einströmöffnung den Prallelementen zugeordnet sein. Ferner kann die Einströmöffnung je nach Zerkleinerungsaufgabe den Fluidstrahl in Drehrichtung oder entgegen der Drehrichtung des Rotors in den Prallreaktorraum leiten. Dadurch, dass sich der Rotor bereits mit hoher Drehzahl in dem Prallreaktorraum dreht ergibt sich ein Fluidstrahl mit einer besonders hohen Geschwindigkeit und es kann ein besonders hoher Impuls auf das Zerkleinerungsgut übertragen werden. Dies bewirkt eine besonders feine Zerkleinerung des Zerkleinerungsgutes.At least one inflow opening can be provided in the rotor. In this case, the at least one inflow opening can be assigned to the impact elements. Furthermore, the inflow opening can, depending on the comminution task, guide the fluid jet in the direction of rotation or against the direction of rotation of the rotor into the impingement reactor space. The fact that the rotor is already rotating at high speed in the baffle reactor space results in a fluid jet having a particularly high speed and it is possible to transmit a particularly high pulse to the comminuted material. This causes a particularly fine comminution of the crushed material.

Die Einströmöffnung kann als Düse ausgebildet sein. Die Düse bewirkt eine Erhöhung der Geschwindigkeit und eine Fokussierung des Fluidstrahls. Ein derartig beschleunigter und fokussierter Fluidstrahl beeinflusst die Zerkleinerung des Zerkleinerungsgutes in einem großen Volumenbereich des Prallreaktorraumes. Eine für den erfindungsgemäßen Prallreaktor vorteilhafte Düse ist rund ausgebildet und weist einen Querschnitt von 2 mm bis 5 mm auf.The inflow opening may be formed as a nozzle. The nozzle causes an increase in the speed and a focusing of the fluid jet. Such an accelerated and focused fluid jet influences the comminution of the comminuted material in a large volume area of the impingement reactor space. An advantageous for the impact reactor according to the invention nozzle is round and has a cross section of 2 mm to 5 mm.

Die Einströmöffnungen können so angeordnet sein, dass sich zumindest zwei aus den Einströmöffnungen austretende Fluidstrahlen kreuzen. Im Bereich der sich kreuzenden Fluidstrahlen ergeben sich besonders hohe Geschwindigkeits- und Druckdifferenzen, so dass in diesen Bereichen eine besonders hohe Energie auf das Zerkleinerungsgut übertragen wird. Dies bewirkt eine besonders feine Zerkleinerung des Zerkleinerungsgutes.The inflow openings can be arranged so that at least two fluid jets emerging from the inflow openings intersect. In the area of intersecting fluid jets, particularly high speed and pressure differences result, so that in these areas a particularly high energy is transferred to the material to be comminuted. This causes a particularly fine comminution of the crushed material.

Die Einströmöffnungen können so angeordnet sein, dass die Fluidstrahlen eine Spiralströmung ergeben. Bei dieser Ausgestaltung wird das in den Prallreaktorraum eingefüllte Zerkleinerungsgut ständig in Bewegung gehalten, so dass eine besonders effektive Zerkleinerung durch den Rotor gegeben ist. Dabei können die Einströmöffnungen so angeordnet sein, dass die Fluidstrahlen eine Spiralströmung ergeben, dessen Drehbewegung der Drehbewegung des Rotors entgegengesetzt ist. Auch hierbei ergeben sich besonders hohe Differenzgeschwindigkeiten und ein hoher Impulsübertrag.The inflow openings may be arranged so that the fluid jets yield a spiral flow. In this embodiment, the comminuted material introduced into the impact reactor chamber is constantly kept in motion so that a particularly effective comminution by the rotor is provided. In this case, the inflow openings may be arranged so that the fluid jets result in a spiral flow whose rotational movement is opposite to the rotational movement of the rotor. Again, this results in particularly high differential speeds and a high momentum transfer.

Der Fluidstrahl kann Druckluft umfassen. Druckluft ist einfach und kostengünstig bereitstellbar. Ein vorteilhafter Fluidstrahl weist vor dem Austritt aus der Einströmöffnung einen Druck von mindestens 1 bar auf. Vorzugsweise beträgt der Druck mindestens 3 bar. Mit den derzeit technisch zur Verfügung stehenden Mitteln ist dabei denkbar, einen Druck von bis zu 10 bar für den Fluidstrahl vorzusehen.The fluid jet may include compressed air. Compressed air is easy and inexpensive to deploy. An advantageous fluid jet has a pressure of at least 1 bar before it leaves the inlet opening. Preferably, the pressure is at least 3 bar. With the currently technically available means is conceivable to provide a pressure of up to 10 bar for the fluid jet.

Der Fluidstrahl kann Dampf umfassen. Vorzugsweise kommt dabei Wasserdampf zum Einsatz. Wird ein Dampf enthaltender Fluidstrahl in den Prallreaktorraum geleitet, bewirkt die Entspannung des Dampfes die Entstehung sehr hoher lokaler Druckdifferenzen mit daraus resultierenden hohen Differenzgeschwindigkeiten. Dadurch erhalten die Partikel einen hohen Impuls. Des Weiteren erfolgt durch den Dampf eine Wärmeübertragung auf das Zerkleinerungsgut, wodurch bereits durch die hohe Temperaturdifferenz bzw. den in sehr kurzer Zeit erfolgten Wärmeübertrag eine Zerkleinerung der Partikel erfolgen kann.The fluid jet may include steam. Preferably, steam is used. If a vapor-containing fluid jet is conducted into the baffle reactor space, the expansion of the vapor causes the formation of very high local pressure differences with resulting high differential speeds. This gives the particles a high impulse. Furthermore, the heat is transferred to the comminuted material by the steam, which means that comminution of the particles can already take place due to the high temperature difference or the heat transfer occurring in a very short time.

Der Fluidstrahl kann Additive umfassen. So ist es denkbar, eine Mischung aus Druckluft und Trockeneis als Fluidstrahl in den Prallreaktorraum zu leiten. Das Trockeneis liegt dabei zunächst in Form von Partikeln vor, welche nach Eintreten in den Prallreaktorraum verdampfen. Auch hierbei treten lokal hohe Temperaturdifferenzen und hohe Druckdifferenzen auf, welche zu einer weiteren Zerkleinerung des Zerkleinerungsgutes führen. Ein vergleichbarer Effekt ergibt sich, wenn als Additiv Flüssigstickstoff zum Einsatz gelangt. In beiden Fällen kann durch die Temperaturabsenkung eine Versprödung des Zerkleinerungsgutes herbeigeführt werden, was eine effektivere Zerkleinerung bewirkt. Ferner ist es denkbar, ein Additiv in Form eines Superabsorbers mit dem Fluidstrahl in den Prallreaktorraum zu leiten.The fluid jet may include additives. So it is conceivable to direct a mixture of compressed air and dry ice as a fluid jet in the baffle reactor space. The dry ice is initially in the form of particles which evaporate after entering the baffle reactor space. Here, too, occur locally high temperature differences and high pressure differences, which lead to a further comminution of the crushed material. A comparable effect is obtained when liquid nitrogen is used as an additive. In both cases, embrittlement of the comminuted material can be brought about by the temperature reduction, which results in more effective comminution. Furthermore, it is conceivable to pass an additive in the form of a superabsorber with the fluid jet into the baffle reactor space.

Der Fluidstrahl kann auch durch ein Inertgas gebildet sein. Dadurch kann neben der Zerkleinerung auch eine Inertisierung des Prallreaktorraums bewirkt werden, was insbesondere bei explosivem Zerkleinerungsgut vorteilhaft ist. The fluid jet may also be formed by an inert gas. As a result, inertization of the baffle reactor space can be effected in addition to the comminution, which is advantageous in particular in the case of explosive comminuted material.

Zwischen Boden und zylindrischem Mantel kann zumindest ein Spalt angeordnet sein. Der Spalt bildet eine weitere Entnahmeöffnung und dient der Entnahme der staubigen Anteile des zerkleinerten Zerkleinerungsgutes. Vorzugsweise ist der Spalt so ausgebildet, dass er ausschließlich feinpulverige Bestandteile des Zerkleinerungsgutes hindurchlässt. Dabei ermöglicht der Spalt ein kontinuierliches Ausschleusen von Zerkleinerungsgut aus dem Prallreaktorraum. Größere Partikel können über die Entnahmeöffnung, beispielsweise in Form einer Klappe aus dem Prallreaktorraum entnommen werden. Es ist aber auch denkbar, dass der Spalt die einzige Entnahmeöffnung zum Entnehmen des zerkleinerten Zerkleinerungsgutes darstellt. Dabei sind vorzugsweise mehrere Spalte vorgesehen, welche über den Umfang des Prallreaktors verteilt sind. Aufgrund der Beanspruchung durch den Rotor und ggf. durch die Ausbildung einer Spiralströmung durch die Fluidstrahlen sammelt sich zerkleinertes Zerkleinerungsgut vorwiegend im Umfangsbereich des Prallreaktors an. Durch die über den Umfang verteilten Spalte kann dabei das feinpulverige Zerkleinerungsgut besonders gut aus dem Prallreaktorraum herausgeführt werden.At least one gap can be arranged between the bottom and the cylindrical jacket. The gap forms a further removal opening and serves to remove the dusty fractions of the comminuted material to be comminuted. Preferably, the gap is formed so that it passes only finely pulverulent constituents of the comminuted material. The gap allows a continuous discharge of comminuted material from the baffle reactor space. Larger particles can be removed via the removal opening, for example in the form of a flap from the baffle reactor space. However, it is also conceivable that the gap is the only removal opening for removing the comminuted material to be comminuted. In this case, preferably a plurality of gaps are provided, which are distributed over the circumference of the baffle reactor. Due to the stress caused by the rotor and possibly by the formation of a spiral flow through the fluid jets, crushed comminuted material collects predominantly in the peripheral region of the impact reactor. Due to the gaps distributed over the circumference, the pulverulent comminution material can be led out of the blast reactor space particularly well.

Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang ein über den Boden in dem Prallreaktorraum eingeleiteter Fluidstrahl. In diesem Fall ist zumindest eine Einströmöffnung in den Boden eingebracht. Der über den Boden in den Prallreaktorraum eingebrachte Fluidstrahl bewirkt eine Trennung von leichten und schweren Partikeln, was den Austrag des Zerkleinerungsgutes über den Spalt positiv beeinflusst.Particularly advantageous in this connection is a fluid jet introduced via the bottom in the baffle reactor space. In this case, at least one inflow opening is introduced into the ground. The introduced over the bottom of the impingement reactor space fluid jet causes a separation of light and heavy particles, which positively influences the discharge of the crushed material through the gap.

Einige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Prallreaktors werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Diese zeigen, jeweils schematisch:

1 einen Prallreaktor in der Seitenansicht;
2 einen Prallreaktor mit kreuzenden Einströmöffnungen in der Draufsicht;
3 einen Prallreaktor mit spiralförmig angeordneten Einströmöffnungen in der Draufsicht;
4 einen Prallreaktor mit Einströmöffnungen am Rotor in der Draufsicht;
5 einen Prallreaktor mit Einströmöffnungen am Rotor und in dem Mantel;
6 im Ausschnitt einen Prallreaktor mit bodenseitigen Einströmöffnungen;
7 im Ausschnitt einen Prallreaktor mit mehreren bodenseitigen Einströmöffnungen
8 im Ausschnitt einen Prallreaktor mit mehreren bodenseitigen Einströmöffnungen;
9 im Ausschnitt einen Prallreaktor mit Spalt im Bodenbereich;
Fig. 10 für die Einströmöffnungen strömungsoptimierte Prallelemente.

Some embodiments of the impact reactor according to the invention are explained below with reference to the figures. These show, in each case schematically:

1 a baffle reactor in the side view;
2 a baffle reactor with crossing inlet openings in plan view;
3 a baffle reactor with spirally arranged inflow openings in plan view;
4 a baffle reactor with inflow openings on the rotor in plan view;
5 a baffle reactor with inflow openings on the rotor and in the shell;
6 in clipping a baffle reactor with bottom inlet openings;
7 in the neckline a baffle reactor with several bottom inlet openings
8th in the neckline a baffle reactor with a plurality of bottom-side inlet openings;
9 in the neckline a baffle reactor with gap in the bottom area;
FIG. 10 for the inflow openings flow-optimized impact elements.

Die Figuren zeigen einen Prallreaktor 1 zum Zerkleinern von Zerkleinerungsgut. Der Prallreaktor 1 umfasst einen zylindrischen Mantel 2 und einen Boden 3, welche einen Prallreaktorraum 4 einschließen. In dem Prallreaktorraum 4 ist ein Rotor 7 vorgesehen, wobei der Rotor 7 durch einen außerhalb des Prallreaktors 1 angeordneten Elektromotor 12 in Rotation versetzbar ist. Der Rotor 7 und der Elektromotor 12 sind über eine Welle 13 wirkverbunden und gegenüber dem Boden 3 gelagert. Die den Rotor 7 mit dem Elektromotor 12 verbindende Welle 13 verläuft in Axialrichtung des zylindrischen Mantels 2. Der Rotor 7 ist mit schwertförmigen Flügeln 14 versehen, welche radial von der Welle 13 abragen. An den freien Enden der Flügel 14 sind Prallelemente 8 angeordnet, wobei die Prallelemente 8 auswechselbar an den Flügeln 14 befestigt sind.The figures show a baffle reactor 1 for crushing comminution material. The impact reactor 1 includes a cylindrical shell 2 and a floor 3 which has a baffle reactor space 4 lock in. In the baffle reactor room 4 is a rotor 7 provided, wherein the rotor 7 through one outside the baffle reactor 1 arranged electric motor 12 is in rotation displaceable. The rotor 7 and the electric motor 12 are about a wave 13 operatively connected and opposite the ground 3 stored. The the rotor 7 with the electric motor 12 connecting shaft 13 runs in the axial direction of the cylindrical shell 2 , The rotor 7 is with sword-shaped wings 14 provided which radially from the shaft 13 protrude. At the free ends of the wings 14 are impact elements 8th arranged, with the baffles 8th interchangeable on the wings 14 are attached.

Der Prallreaktor 1 weist eine verschließbare Einfüllöffnung 5 zum Einfüllen des Zerkleinerungsgutes und eine verschließbare Entnahmeöffnung 6 zum Ausschleusen des zerkleinerten Zerkleinerungsgutes auf. Vorliegend ist die Entnahmeöffnung 6 mit einer schwenkbar in dem zylindrischen Mantel 2 gelagerten Klappe versehen, welche verriegelbar ist.The impact reactor 1 has a closable filling opening 5 for filling the comminuted material and a closable removal opening 6 for discharging the comminuted material to be crushed. In the present case is the removal opening 6 with a pivotable in the cylindrical shell 2 provided flap which is lockable.

Der Prallreaktorraum 4 ist der an dem Boden 3 angewandten Stirnseite mit einem Deckel 15 verschlossen, wobei dem Deckel 15 eine Absaugöffnung 16 zugeordnet ist. Der Absaugöffnung 16 ist eine Abscheideeinrichtung 19, hier eine Klassiereinrichtung in Form eines Abweiserades zugeordnet. Das Abweiserad weist zwei voneinander beabstandete Rotorscheiben mit dazwischen angeordneten Rotorblättern auf. Das Abweiserad ist so ausgebildet, dass Partikel mit einer Partikelgröße von höchstens 5 µm hindurchgelassen und somit über die Absaugöffnung 16 aus dem Prallreaktor 1 hinausgetragen werden können.The baffle reactor room 4 is the one on the ground 3 applied end face with a lid 15 closed, taking the lid 15 a suction opening 16 assigned. The suction opening 16 is a separator 19 , assigned here a classifier in the form of a deflector. The deflector wheel has two spaced-apart rotor disks with rotor blades arranged therebetween. The deflection wheel is designed such that particles with a particle size of at most 5 μm are passed through and thus via the suction opening 16 can be carried out of the impact reactor 1.

Der Prallreaktor 1 weist zumindest eine Einströmöffnung 9 zum Einbringen eines Fluidstrahls 10 in den Prallreaktorraum 4 auf. Zur Bildung der Fluidstrahlen 10 wird Druckluft verwendet, wobei je nach Zerkleinerungsgut auch Dampf zum Einsatz gelangen kann. Am Austritt der Einströmöffnung 9 weist der Fluidstrahl 10 eine Geschwindigkeit von 100 m/s auf. Ferner können Additive wie Trockeneis, Flüssigstickstoff oder Superabsorber in den Fluidstrahl eingemischt werden.The impact reactor 1 has at least one inflow opening 9 for introducing a fluid jet 10 in the baffle reactor room 4 on. To form the fluid jets 10 compressed air is used, and depending on the material to be crushed and steam can be used. At the outlet of the inflow opening 9 indicates the fluid jet 10 a speed of 100 m / s. Further, additives such as dry ice, liquid nitrogen or superabsorbent can be mixed in the fluid jet.

1 zeigt eine erste Ausgestaltung des Prallreaktors 1, bei welchem mehrere Einströmöffnungen 9 vorgesehen sind, welche in den zylindrischen Mantel 2 eingebracht sind. Die Einströmöffnungen 9 sind in Form von mit Düsen versehenen Lanzen ausgebildet. Dabei sind die Einströmöffnungen 9 so angeordnet, dass sich die aus den Einströmöffnungen austretenden Fluidstrahlen 10 kreuzen. Die Einströmöffnungen 9 können dabei in den Prallreaktorraum 4 ragen. Alternativ können die Einströmöffnungen 9 bündig mit der Innenwand des zylindrischen Mantels 2 abschließen. Bei dieser Ausgestaltung sind die Einströmöffnungen 9 geringeren mechanischen Belastungen ausgesetzt. 1 shows a first embodiment of the impact reactor 1 in which several inflow openings 9 are provided, which in the cylindrical shell 2 are introduced. The inflow openings 9 are formed in the form of nozzles provided with lances. Here are the inlet openings 9 arranged so that the emerging from the inlet openings fluid jets 10 cross. The inflow openings 9 can do this in the baffle reactor space 4 protrude. Alternatively, the inflow openings 9 flush with the inner wall of the cylindrical shell 2 to lock. In this embodiment, the inflow openings 9 exposed to less mechanical stress.

2 zeigt die Ausgestaltung gemäß 1 in der Draufsicht. 2 shows the embodiment according to 1 in the plan view.

3 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Prallreaktors 1, bei welcher die Einströmöffnungen 9 spiralförmig in dem zylindrischen Mantel 2 angebracht sind. Dabei ergeben die aus den Einströmöffnungen 9 austretenden Fluidstrahlen 10 eine Spiralströmung. 3 shows an alternative embodiment of the impact reactor 1 in which the inlet openings 9 spiral in the cylindrical shell 2 are attached. The result from the inflow 9 exiting fluid jets 10 a spiral flow.

4 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung des Prallreaktors 1, bei welcher die Einströmöffnungen 9 dem Rotor 7 zugeordnet sind. Bei der vorliegenden Ausgestaltung erfolgt ein Ausstoß der Fluidstrahlen 10 in radialer Richtung. Es ist aber ebenso denkbar, dass die Einströmöffnungen 9 so dem Rotor 7 zugeordnet sind, dass die Fluidstrahlen 10 in oder entgegen der Rotationsrichtung des Rotors 7 strömen. 4 shows a further alternative embodiment of the impact reactor 1 in which the inlet openings 9 the rotor 7 assigned. In the present embodiment, ejection of the fluid jets occurs 10 in the radial direction. But it is also conceivable that the inlet openings 9 so the rotor 7 associated with that are the fluid jets 10 in or against the direction of rotation of the rotor 7 stream.

5 zeigt eine Weiterbildung des Prallreaktors 1 gemäß 4. Bei dieser Ausgestaltung sind auch in dem zylindrischen Mantel 2 Einströmöffnungen 9 vorgesehen, welche so angeordnet sind, dass der Fluidstrahl 10 jeweils radial nach innen strömt. Zusammen mit den Fluidstrahlen 10 des Rotors 7 ergibt sich dann bei jeder Passage des Rotors 7 an einer mantelseitigen Einströmöffnung 9 ein Gegenstrom mit einer besonders hohen Zerklei nerungsenergie. 5 shows a development of the impact reactor 1 according to 4 , In this embodiment are also in the cylindrical shell 2 inflow 9 provided, which are arranged so that the fluid jet 10 each flows radially inward. Together with the fluid jets 10 of the rotor 7 then results at each passage of the rotor 7 on a shell-side inflow opening 9 a countercurrent with a particularly high Zerklei nerungsenergie.

6 zeigt eine Ausgestaltung eines Prallreaktors 1, bei welchem neben Einströmöffnungen 9 in dem zylindrischen Mantel 2 auch Einströmöffnungen im Boden 3 vorgesehen sind, welche bündig mit dem Boden 3 abschließen. Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist der Boden 3 in Richtung des Prallreaktorraums 4 mit einer Bodenverschleißplatte 17 versehen, in welche Kanäle eingebracht sind, welche in die Einströmöffnungen 9 münden. 6 shows an embodiment of a baffle reactor 1 in which besides inlet openings 9 in the cylindrical shell 2 also inflow openings in the ground 3 are provided, which are flush with the ground 3 to lock. In the present embodiment, the floor is 3 in the direction of the baffle reactor space 4 with a floor wear plate 17 provided in which channels are introduced, which are in the inlet openings 9 lead.

7 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Prallreaktors 1 gemäß 5, wobei bei der vorliegenden Ausgestaltung über die Fläche des Bodens 3 verteilt mehrere Einströmöffnungen 9 vorgesehen sind, welche über ein Sammelkanal 18 miteinander verbunden sind. Dadurch können alle in den Boden 3 eingebrachte Einströmöffnungen 9 über eine Fluidquelle versorgt werden. 7 shows an alternative embodiment of the impact reactor 1 according to 5 , wherein in the present embodiment over the surface of the soil 3 distributes several inflow openings 9 are provided, which via a collection channel 18 connected to each other. This allows everyone in the ground 3 introduced inflow openings 9 be supplied via a fluid source.

8 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Prallreaktors 1 gemäß 6, wobei in den Boden 3 eingebrachte Einströmöffnungen 9 unmittelbar an den zylindrischen Mantel 2 angrenzen. 8th shows an alternative embodiment of the impact reactor 1 according to 6 , being in the ground 3 introduced inflow openings 9 directly to the cylindrical shell 2 adjoin.

9 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Prallreaktors 1 gemäß 6, wobei zwischen zylindrischem Mantel 2 und Boden 3 sind über den Umfang des Prallreaktors 1 verteilt mehrere Spalte 11 angeordnet sind. Dabei sind im Bereich der Spalte 11 der zylindrische Mantel 2 und der Boden 3 in radialer Richtung voneinander beabstandet. 9 shows an alternative embodiment of the impact reactor 1 according to 6 , wherein between cylindrical shell 2 and soil 3 are beyond the perimeter of the impact reactor 1 distributes several columns 11 are arranged. Here are in the area of the column 11 the cylindrical jacket 2 and the ground 3 spaced apart in the radial direction.

Den Spalten 11 ist eine Entnahmeeinrichtung in Form eines Auswurfkastens zugeordnet, in welcher sich aus dem Prallreaktorraum 4 ausgetragenes pulveriges Material ansammelt und der weiteren Verarbeitung zugeführt werden kann. Dabei kann in dem Auswurfkasten eine weitere Stofftrennung erfolgen.The columns 11 is associated with a removal device in the form of an ejection box, in which from the baffle reactor space 4 accumulated discharged powdery material and can be supplied for further processing. It can be done in the ejection box a further separation of substances.

10 zeigt im Detail den Rotor 7 im Bereich der Prallelemente 8. Dabei sind die Prallelemente 8 in Abhängigkeit der Anordnung und Strömungsrichtung des Fluidstrahls 10 strömungsoptimiert ausgebildet. Hierzu sind die Prallelemente 8 in Form eines ungleichmäßigen Vierecks ausgebildet. 10 shows in detail the rotor 7 in the area of impact elements 8th , Here are the baffle elements 8th depending on the arrangement and flow direction of the fluid jet 10 designed optimized flow. For this purpose, the baffles 8th formed in the form of an irregular quadrilateral.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0859693 B1 [0004]EP 0859693 B1 [0004]

Claims

Prallreaktor (1) zum Zerkleinern von Zerkleinerungsgut, umfassend einen zylindrischen Mantel (2) und einen Boden (3), welche einen Prallreaktorraum (4) einschließen, wobei zumindest eine Einfüllöffnung (5) zum Einfüllen des Zerkleinerungsgutes und zumindest eine Entnahmeöffnung (6) zum Ausschleusen des zerkleinerten Zerkleinerungsgutes vorgesehen sind und wobei ein rotierbar gelagerter Rotor (7) in dem Prallreaktorraum (4) angeordnet ist, wobei der Rotor (7) mit Prallelementen (8) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einströmöffnung (9) zum Einbringen eines Fluidstrahls (10) in den Prallreaktorraum mündet.Impingement reactor (1) for crushing comminuted material, comprising a cylindrical shell (2) and a bottom (3) enclosing a baffle reactor space (4), at least one filling opening (5) for filling the comminuted material and at least one removal opening (6) for In which the rotor (7) is provided with baffle elements (8), characterized in that at least one inlet opening (9) for introduction a fluid jet (10) opens into the baffle reactor space.

Prallreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einströmöffnungen (9) vorgesehen sind.Baffle reactor after Claim 1 , characterized in that a plurality of inflow openings (9) are provided.

Prallreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einströmöffnung (9) in den zylindrischen Mantel (2) eingebracht ist.Baffle reactor after Claim 1 or 2 , characterized in that at least one inflow opening (9) in the cylindrical shell (2) is introduced.

Prallreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einströmöffnung (9) in den Boden (3) eingebracht ist.Impact reactor according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that at least one inflow opening (9) is introduced into the bottom (3).

Prallreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einströmöffnung (9) in dem Rotor (7) vorgesehen ist.Impact reactor according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that at least one inflow opening (9) in the rotor (7) is provided.

Prallreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnung (9) als Düse ausgebildet ist.Impact reactor according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the inflow opening (9) is designed as a nozzle.

Prallreaktor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnungen (9) so angeordnet sind, dass sich zumindest zwei aus den Einströmöffnungen (9) austretende Fluidstrahlen (10) kreuzen.Impact reactor according to one of Claims 2 to 6 , characterized in that the inflow openings (9) are arranged so that at least two of the inlet openings (9) exiting fluid jets (10) intersect.

Prallreaktor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnungen (9) so angeordnet sind, dass die Fluidstrahlen (10) eine Spiralströmung ergeben.Impact reactor according to one of Claims 2 to 6 , characterized in that the inflow openings (9) are arranged so that the fluid jets (10) give a spiral flow.

Prallreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidstrahl (10) Druckluft umfasst.Impact reactor according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the fluid jet (10) comprises compressed air.

Prallreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidstrahl (10) Dampf umfasst.Impact reactor according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the fluid jet (10) comprises steam.

Prallreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidstrahl (10) ein Additiv umfasst.Impact reactor according to one of Claims 1 to 10 , characterized in that the fluid jet (10) comprises an additive.

Prallreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Boden (3) und zylindrischem Mantel (2) zumindest ein Spalt (11) angeordnet ist.Impact reactor according to one of Claims 1 to 11 , characterized in that between the bottom (3) and cylindrical jacket (2) at least one gap (11) is arranged.