EP0707891A1 - Verfahren zum Zerkleinern und/oder Aufbereiten eines Guts sowie Vorrichtung hierfür - Google Patents

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EP0707891A1
EP0707891A1 EP95810642A EP95810642A EP0707891A1 EP 0707891 A1 EP0707891 A1 EP 0707891A1 EP 95810642 A EP95810642 A EP 95810642A EP 95810642 A EP95810642 A EP 95810642A EP 0707891 A1 EP0707891 A1 EP 0707891A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
penetration
elements
braking
shredded
rotating shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP95810642A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ernst Habegger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ANALYSA BODENBERATUNG and UMWELTTECHNIK AG
Original Assignee
ANALYSA BODENBERATUNG and UMWELTTECHNIK AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ANALYSA BODENBERATUNG and UMWELTTECHNIK AG filed Critical ANALYSA BODENBERATUNG and UMWELTTECHNIK AG
Publication of EP0707891A1 publication Critical patent/EP0707891A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/16—Details
    • B02C18/24—Drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/14—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within horizontal containers
    • B02C18/141—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within horizontal containers with axial flow

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for comminuting and / or processing a good according to the preamble of claim 1 and 5 respectively.
  • the preparation of a good is understood to mean mixing, dispersing, emulsifying, suspending, ... several components with one another.
  • corundum disc mills grind according to the principle of the mill stone, the material to be ground being introduced centrally and being ground between two rough, generally horizontal surfaces. Supported by centrifugal force, the ground as well as the material to be ground was transported radially outwards. With these disc mills, only relatively dry powder could be obtained (Flour) shredded goods are crushed. Wet material could not be crushed because it blocked the grinding roughness of the disks and formed a "lubricating film" on them.
  • perforated disk mills also known as a meat grinder
  • the material to be shredded was pressed against a perforated disk and additionally partly into the holes thereof, the material partially pressed into the holes being cut off by a rotating knife.
  • Shredding using perforated disk mills was only possible with plastically or elastically deformable material. Material that could not be partially pressed into the holes on the perforated disc could not be crushed.
  • grinding and cutting size reduction devices dry, powdery material to be shredded (in flour) was ground, while damp material could only be processed using one of the cutting shredding methods listed above. With the cutting processes, the grinding elements are inevitably regrinded, while grinding mills do not require any post-treatment or require replacement within very long periods, provided the correct friction material has been used.
  • the object of the invention is to provide a device for comminuting and / or processing, in particular organic, preferably stem-and / or leaf-shaped material, in which regrinding of the comminuting elements is not necessary during the period of use.
  • the material is neither cut nor ground in the invention. It is severed by rapidly moving punch elements by means of a kink break. In other words, the inertia of the particles to be comminuted is so great in relation to the relative speed of the breakdown elements that they are not accelerated or are accelerated only insignificantly and are therefore severed. Compare this to a fast moving rod with which the stems at rest can be severed, such as z. B. Children do not approve of punching through flower head stems with a stick. There is therefore no cutting, but a cutting due to the laws of inertia. A cutting edge is therefore not required.
  • regrinding of the edges of the penetration elements of the device according to the invention is not necessary and is also not provided.
  • the wear of the elements begins at their outer radial ends only through material abrasion.
  • the plant for shredding organic garden waste shown in FIG. 1 has a filling hopper 1 for the material and a belt conveyor 3 , with which the filled material can be conveyed into a water bath 5 .
  • the water bath 5 is used to separate organic plant matter, ie grass, leaves, vegetable waste, ..., from soil and in particular from stones.
  • the organic plant matter floats on the water surface of the water bath 5 while soil and stones sink down and accumulate there. They are removed from time to time.
  • the material floating on the water surface is now conveyed with a screw conveyor 7 shown in FIG. 2 via an inlet funnel 9 through a pipe 11 .
  • a plurality of axially extending, spaced-apart longitudinal bars 12 are arranged on the wall of the tube 11 and also of the inlet funnel 9 , so that the edge of the screw conveyor 10 does not run directly along the tube wall.
  • the tube 11 is flanged to a flange 13b of a likewise cylindrical mill housing 14 by means of a flange 13a .
  • a drive 15 here an electric motor, is flanged; Instead of an electric motor, other direct or indirect drives, such as. B. an internal combustion engine and drives via gears, belts, ... can be used.
  • a shaft journal 17 driven by the motor 15 the bearing 18 of which can be inserted into the mill housing 14 , three piercing elements 21a to 21c, each spaced apart by a spacer 19, and a straight or angled, propeller-shaped pre-shredder 25 spaced apart by a further spacer 23 are arranged .
  • a total of four braking elements 26a to 26d spaced apart by three spacer rings 27a to 27c , are arranged between the breakdown elements 21a to 21c and the pre-shredder 25 .
  • a fluid inlet ring 29 rests on the foremost braking element 26a .
  • the punch element 21a shown in FIG. 3 is designed as an impeller with three vanes 37 spaced apart from one another at the same angle. Starting from a central ring 39 , the width of the frustoconical wings 37 tapers by a total angle of 6 °.
  • the central opening 41 of the ring 39 has a uniform corrugation 42 which acts as a positive fit for the surface of the shaft journal 17 which is formed analogously to this (not shown).
  • the corrugation of the shaft journal 17 consists of axially extending recesses in order to be able to push the penetration elements 21a to 21c from the journal head.
  • the spacers 19 and 23 have a breakthrough (not shown) which is analogous to the breakthrough 41 .
  • the outer diameter of the spacers 19 and 23 corresponds to that of the ring 39 .
  • the braking element 26a shown in FIG. 4 is designed with an outer and an inner ring 43 and 44 with three spokes 45 as a spoke wheel. Each spoke 43 widens outwards by a total angle of 6 °.
  • the diameter of the central inner circle opening 45 is larger than the outer diameter of the spacers 19 and 23 by a play tolerance.
  • the outer diameter of the inner ring 44 is as small as possible, but is dimensioned so large that, due to the material push during the comminution process, the position of the braking elements 26a to 26d is sufficiently high.
  • the inner diameter of the outer ring 43 is larger than the radial length of each wing 37 by a tolerance.
  • the ring width of the outer ring 43 is so large that a sufficient number of openings 47 can be made through which (not shown) Grip holding rods of the mill housing 14 for holding the braking elements 26a to 26d .
  • the puncture and braking elements 21a to 21c and 26a to 26d consist of 2 to 3 mm thick, wear-resistant material, such as. B. steel, stainless steel, ceramic, ... with unsharpened edges. They are preferably made from sheet metal (e.g. punched out, laser cut, ). As a result of the inner ring 44 of the braking elements 26a to 26d and also because of the slight inclination of the wings 37 and the spokes 45 , the two cannot interlock during rotation under the conveying pressure of the material.
  • the punching and braking elements 21a to 21c and 26a to 26d , the pre- shredder 25 and the spacer disks and rings 19, 23 and 27a to 27c are assembled with the mill housing 14 removed from the pipe section 30 .
  • the braking element 26d is pushed onto the bars of the mill housing 14 and then the spacer 27c .
  • the punch element 21a is pushed onto the shaft journal 17 of the motor 15 , then the spacer 26 .
  • the spacers 19 and 23 as well as the penetration elements 21a to 21c are tightened onto the shaft journal 17 .
  • the mill housing 14 is pushed onto the pipe section 30 and the fastening screws (not shown) on the flanges 13a and 13b are tightened. The mill is assembled.
  • the puncture elements 21a and 21b rotate at approximately 10,000 to 15,000 revolutions per minute, which results in peripheral speeds of the puncture elements 21a and 21b at their outer ends of approximately 100 m / s and at the wing base of 35 m / s.
  • the speeds are so high that, as stated in the introduction, the material transported through the breakthrough elements 21a and 21b is broken up by kink breakage.
  • the power consumption of the motor 15 is preferably measured using a power measurement unit 51 . If the power consumption now increases, the delivery capacity of the screw conveyor 7 via its drive motor 54 is reduced via a limiter unit 53 connected to the power measurement unit 51 . The device is no longer overloaded. Continuous operation without interruption is possible. Since the drive is usually the performance "weak point" of the device, the delivery rate is controlled in such a way that the drive runs in its optimal range.
  • the penetration element 55 shown in FIG. 5 has pivoted wings 56 which have a plurality of indentations 57 on the convexly curved wing contour exhibit.
  • the braking element 59 shown in FIG. 6 is formed, which likewise has indentations 61 on its convex contours of the spokes 60 .
  • the indentations 57 and 61 can also be formed on the concave side of the wings 56 or the spokes 60 .
  • the indentations are arranged on the penetration elements on the front edge in the direction of rotation and are formed on the braking elements on the edge, which is intended to brake the material.
  • the device according to the invention can be used not only for shredding "garden waste”, but in general for shredding substances, including solids, such as pharmaceutical and chemical active substances, pigments, minerals, fruit pulps, and for crushing lumpy products (apples, cherries, bananas, cheese) Etc.).
  • shredding substances including solids, such as pharmaceutical and chemical active substances, pigments, minerals, fruit pulps, and for crushing lumpy products (apples, cherries, bananas, cheese) Etc.).
  • the device described above can by no means only be used for the comminution of vegetable-organic matter, but also for the preparation of dispersions, emulsions, suspensions, etc.
  • the consistency of the shredded goods can be adjusted from a "soupy" broth to a dry powder, taking into account the moisture of the incoming goods.
  • the finely shredded product can be applied immediately after the cut as a kind of manure to the cut by a suitable addition of water, without the rotting processes interfering with the lawn growth. The same can be done with fallen leaves.
  • a co-rotating (not shown) "expeller propeller” can also be placed on the shaft journal 17 .
  • a further inlet opening (not shown) for a liquid or a gas can also be arranged between the braking element 26d and the motor flange of the mill housing 14 .
  • the desired fluid is then let in such that the crushing process is not substantially disrupted by the breakdown / braking elements 21a to 21c and 26a to 26d .
  • the crushing elements of the device according to the invention are simple and therefore inexpensive to manufacture elements which do not require any subsequent service work, such as e.g. B. grinding, need.
  • the degree of comminution can also be influenced by slight changes in the number of breakthrough and braking elements.
  • the number of penetration and braking elements that can be attached is only limited by the length of the shaft journal 17 , the housing depth and the length of the pipe section 30 .
  • the distances between the puncture and braking elements can also be easily changed by using spacers and spacers with different thicknesses. All of these changes can be carried out in a standard mill housing.
  • the penetration elements can also be coated with carbide, oxide, oxynitride, .. - Coating and a diamond (sliver) coating can be provided.
  • a conically tapering or widening housing can also be used.
  • the knock-off elements can be made thicker and also thinner.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)

Abstract

Bei dem Verfahren zum Zerkleinern von insbesondere organischem stengel- und/oder blattförmigem Gut wird wenigstens ein relativ zum zu zerkleinernden Gut schnell bewegtes Durchschlagelement (21a bis 21c) verwendet. Die Relativgeschwindigkeit des Durchschlagelements (21a-c) zum Gut ist so hoch, daß getroffene Teile des Guts einen Knickdurchbruch erfahren. D. h., die Trägheit der zu zerkleinernden Teilchen ist im Verhältnis zur Relativgeschwindigkeit der Durchschlagelemente (21a-c) so groß, daß sie nicht oder nur unwesentlich beschleunigt und deshalb durchgetrennt werden. Man vergleiche hierzu einen schnell bewegten Stab, mit dem in Ruhe befindliche Stiele durchtrennbar sind, wie es z. B. Kinder beim nicht gutzuheißenden Abschlagen von Blumenkopfstengeln mit einem Stock tun. Es erfolgt somit kein Schneiden, sondern eine Durchtrennung aufgrund der Trägheitsgesetze. Eine Schneide wird deshalb nicht benötigt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Zerkleinern und/oder Aufbereiten eines Guts gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 5.
  • Unter dem Aufbereiten eines Guts wird ein Vermischen, Dispergieren, Emulgieren, Suspendieren, ...mehrerer Komponenten miteinander verstanden.
  • Zum Zerkleinern und/oder Aufbereiten eines Guts wurden bisher die nachfolgenden bekannten Verfahren angewandt:
  • Die bekannten Korundscheibenmühlen mahlen nach dem Prinzip des Mühlsteins, wobei das zu mahlende Gut zentrisch eingeführt und zwischen zwei rauhen, in der Regel horizontal liegenden Flächen zerrieben wurde. Durch die Fliehkraft unterstützt, wurde das gemahlene wie auch das zu mahlende Gut radial nach außen transportiert. Mit diesen Scheibenmühlen konnte nur relativ trockenes, zu Pulver (Mehl) zerreibbares Gut zerkleinert werden. Feuchtes Gut konnte nicht zerkleinert werden, da es die reibende Rauhigkeit der Scheiben verstopfte und auf diesen einen "Schmierfilm" bildete.
  • Anstelle den Zerkleinerungsprozeß zwischen zwei Reibflächen zu vollziehen, konnten auch mehrere ineinandergreifende geschärfte Zahnringe verwendet werden, wobei der gegenseitige Zahnabstand pro Ring sowie auch die Zahnbreite zu den äußeren Ringen hin abnahm.
  • Ferner konnten anstelle der horizontal liegenden rauhen Reibflächen auch kegelartig ineinander greifende Flächen verwendet werden, welche mit Schneidrillen versehen waren.
  • Bei den bekannten Lochscheibenmühlen - auch als Fleischwolf bekannt - wurde das zu zerkleinernde Gut gegen eine Lochscheibe und zusätzlich teilweise in deren Löcher hineingedrückt, wobei das in die Löcher teilweise eingedrückte Material durch ein umlaufendes Messer abgeschnitten wurde. Zerkleinern mittels Lochscheibenmühlen war nur von plastisch bzw. elastisch verformbarem Material möglich. Material, welches auf der Lochscheibe liegend sich nicht partiell in die Löcher eindrücken ließ, konnte nicht zerkleinert werden.
  • Es lassen sich somit aus dem Stand der Technik reibende und schneidende Zerkleinerungsgeräte (-mühlen) unterscheiden. Trockenes, pulvrig (in Mehl) zu zerkleinerndes Gut wurde zerrieben, während feuchtes Material bisher nur mit einer der oben aufgeführten schneidenden Zerkleinerungsmethoden bearbeitet werden konnte. Bei den schneidenden Verfahren ist zwangsläufig ein Nachschleifen der Zerkleinerungselemente notwendig, während reibende Mühlen keine Nachbehandlung oder nur innerhalb sehr großer Zeiträume einen Ersatz benötigen, sofern das richtige Reibmaterial verwendet wurde.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Zerkleinern und/oder Aufbereiten von insbesondere organisch-pflanzlichem, bevorzugt stengel- und/oder blattförmigem Gut zu schaffen, bei dem ein Nachschleifen der Zerkleinerungselemente während der Benutzungsdauer nicht notwendig ist.
  • Im Gegensatz zu den bekannten Mühlen wird bei der Erfindung das Gut weder geschnitten noch gemahlen. Es wird durch rasch bewegte Durchschlagelemente mittels Knickbruch durchtrennt. D. h., die Trägheit der zu zerkleinernden Teilchen ist im Verhältnis zur Relativgeschwindigkeit der Durchschlagelemente so groß, daß sie nicht oder nur unwesentlich beschleunigt und deshalb durchgetrennt werden. Man vergleiche hierzu einen schnell bewegten Stab, mit dem in Ruhe befindliche Stiele durchtrennbar sind, wie es z. B. Kinder beim nicht gutzuheißenden Durchschlagen von Blumenkopfstengeln mit einem Stock tun. Es erfolgt somit kein Schneiden, sondern eine Durchtrennung aufgrund der Trägheitsgesetze. Eine Schneide wird deshalb nicht benötigt.
  • Damit nach dem ersten Durchtrennen (Durchschlagen) weitere Durchtrennungen möglich sind, sollte eine Radialbewegung der Teilstücke des durchtrennten Guts möglichst unterbleiben. Hierzu wechseln in Transportrichtung des zu zerkleinernden Guts rotierende Durchschlagelemente mit feststehenden Abbremselementen ab.
  • Im Gegensatz zu den bekannten Zerkleinerungsvorrichtungen ist ein Nachschleifen der Kanten der Durchschlagelemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie oben bereits erwähnt nicht notwendig und auch nicht vorgesehen. Eine Abnutzung der Elemente erfolgt beginnend an deren äußeren radialen Enden lediglich durch Materialabrieb. Von einem gewissen Vorteil kann es jedoch sein, in größeren zeitlichen Abständen bei zu starkem Abrieb die Konturen der unten beschriebenen Durchschlag- und Abbremselemente wieder der ursprünglichen Kontur anzupassen.
  • Im folgenden werden Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Beschreibungstext. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Darstellung einer die erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltenden Anlage zum Zerkleinern von organischen Gartenabfällen,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung der in Figur 1 verwendeten Zerkleinerungsvorrichtung,
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf eines der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung verwendeten Durchschlagelemente,
    Fig. 4
    eine Draufsicht auf eines der zusammen mit den Durchschlagelementen verwendeten Abbremselementen,
    Fig. 5
    eine Variante zu dem in Figur 3 dargestellten Durchschlagelement und
    Fig. 6
    eine Variante zu dem in Figur 4 dargestellten Abbremselement.
  • Die in Figur 1 dargestellte Anlage zum Zerkleinern von organischen Gartenabfällen hat einen Einfülltrichter 1 für das Gut und einen Bandförderer 3, mit dem das eingefüllte Gut in ein Wasserbad 5 förderbar ist. Das Wasserbad 5 dient zum Abscheiden von organisch-pflanzlichem Gut, d. h. Gras, Blätter, Gemüseabfälle, ..., von Erde und insbesondere von Steinen. Das organisch-pflanzliche Gut schwimmt auf der Wasseroberfläche des Wasserbads 5, während Erde und Steine nach unten sinken und sich dort ansammeln. Sie werden von Zeit zu Zeit abgeführt.
  • Das auf der Wasseroberfläche schwimmende Gut wird nun mit einem in Figur 2 dargestellten Schneckenförderer 7 über einen Einlauftrichter 9 durch ein Rohr 11 gefördert. Auf der Wandung des Rohres 11 wie auch des Einlauftrichters 9 sind mehrere axial verlaufende, voneinander distanzierte Längsstäbe 12 angeordnet, damit der Rand der Förderschnecke 10 nicht direkt an der Rohrwandung entlang läuft. Das Rohr 11 ist mittels eines Flansches 13a an einen Flansch 13b eines ebenfalls zylindrischen Mühlengehäuses 14 angeflanscht. An der gegenüberliegenden Stirnseite des Mühlengehäuses 14 ist ein Antrieb 15, hier ein Elektromotor, angeflanscht; anstelle eines Elektromotors können selbstverständlich auch andere direkte oder indirekte Antriebe, wie z. B. ein Verbrennungsmotor sowie Antriebe über Getriebe, Riemen, ... verwendet werden.
  • Auf einem vom Motor 15 angetriebenen Wellenzapfen 17, dessen Lagerung 18 in das Mühlengehäuse 14 ausbaubar eingesetzt ist, sind drei durch je eine Distanzscheibe 19 voneinander distanzierte Durchschlagelemente 21a bis 21c und ein durch eine weitere Distanzscheibe 23 distanzierter, gerader oder abgewinkelter, propellerförmiger Vorzerkleinerer 25 angeordnet. Jeweils zwischen den Durchschlagelementen 21a bis 21c sowie dem Vorzerkleinerer 25 sind insgesamt vier Abbremselemente 26a bis 26d, distanziert durch drei Distanzringe 27a bis 27c, angeordnet. Auf dem vordersten Abbremselement 26a liegt ein Fluideinlaßring 29 auf. Auf diesen Ring 29 drückt im montierten Zustand der Vorrichtung ein über den Flansch 13a des Rohrs 11 vorstehendes Rohrstück 30. Im montierten Zustand sind somit die Abbremselemente 26a bis 26d zwischen dem Rohrstück 30 und einem Absatz 32 im Inneren des Mühlengehäuses 14 fest eingeklemmt. Durch eine Nut 31 des Rings 29 führt ein Fluideinlaßelement 33, hier für Wasser, bis in den Mühleninnenraum 34. Das mit der Vorrichtung zerkleinerte Gut wird durch eine Auslaßöffnung 35 in der Nähe des Gehäusegrunds, an dem der Motor 15 angeflanscht ist, ausgelassen. Der besseren Darstellung wegen ist die Auslaßöffnung 35 in Figur 2 gegenüber derjenigen in Figur 1 um 90° verschwenkt dargestellt.
  • Das in Figur 3 dargestellte Durchschlagelement 21a ist als ein Flügelrad mit drei unter gleichem Winkel voneinander distanzierten Flügeln 37 ausgebildet. Ausgehend von einem zentrischen Ring 39 verjüngt sich die Breite der kegelstumpfförmigen Flügel 37 um einen Gesamtwinkel von 6°. Der zentrische Durchbruch 41 des Rings 39 weist eine gleichmäßig Wellung 42 auf, welche als Formschluß für die analog hierzu (nicht dargestellte) ausgebildete Oberfläche des Wellenzapfens 17 wirkt. Die Wellung des Wellenzapfens 17 besteht aus axial verlaufenden Vertiefungen, um die Durchschlagelemente 21a bis 21c vom Zapfenkopf her aufschieben zu können. Die Distanzscheiben 19 und 23 weisen einen zum Durchbruch 41 analog ausgebildeten (nicht dargestellten) Durchbruch auf. Der Außendurchmesser der Distanzscheiben 19 und 23 entspricht demjenigen des Rings 39.
  • Das in Figur 4 dargestellte Abbremselement 26a ist mit einem Außen- und einem Innenring 43 und 44 mit drei Speichen 45 als Speichenrad ausgebildet. Jede Speiche 43 verbreitert sich nach außen um einen Gesamtwinkel von 6°. Der Durchmesser des zentrischen Innenkreisdurchbruchs 45 ist um eine Spieltoleranz größer als der Außendurchmesser der Distanzscheiben 19 und 23. Der Außendurchmesser des Innenrings 44 ist möglichst klein, aber so groß bemessen, daß infolge des Materialschubs während des Zerkleinerungsvorgangs eine ausreichend hohe Lagestabilität der Abbremselemente 26a bis 26d gegeben ist. Der Innendurchmesser des Außenringes 43 ist um eine Toleranz größer als die radiale Länge jedes Flügels 37. Die Ringbreite des Außenrings 43 ist so groß gewählt, daß eine ausreichende Anzahl von Durchbrüchen 47 anbringbar sind, durch die (nicht dargestellte) Haltestäbe des Mühlengehäuses 14 zur Halterung der Abbremselemente 26a bis 26d greifen.
  • Die Durchschlag- und Abbremselemente 21a bis 21c sowie 26a bis 26d bestehen aus 2 bis 3 mm dickem, verschleißbeständigem Material, wie z. B. Stahl, Rostfreistahl, Keramik, ... mit ungeschärften Kanten. Sie werden bevorzugt aus Blechplatten hergestellt (z. B. ausgestanzt, lasergeschnitten, ...). Infolge des Innenrings 44 der Abbremselemente 26a bis 26d sowie auch infolge der leichten Neigung der Flügel 37 und der Speichen 45 ist ein Ineinanderverhaken beider während der Rotation unter dem Förderdruck des Guts nicht möglich.
  • Die Montage der Durchschlag- und Abbremselemente 21a bis 21c sowie 26a bis 26d, des Vorzerkleinerers 25 sowie der Distanzscheiben und -ringe 19, 23 und 27a bis 27c erfolgt bei vom Rohrstück 30 abgezogenem Mühlengehäuse 14. Als erstes wird das Abbremselement 26d auf die Stäbe des Mühlengehäuses 14 geschoben und dann die Distanzscheibe 27c. Anschließend wird das Durchschlagelement 21a auf den Wellenzapfen 17 des Motors 15 aufgeschoben, dann die Distanzscheibe 26. Als nächstes kommt das Abbremselement 27b und der Distanzring 27c auf die Gehäusestäbe, dann das Durchschlagelement 21b auf dem Wellenzapfen 17, usw. das letzte Abbremselement 26a und der Ring 29 auf die Gehäusestäbe. Nach Aufstecken des Vorzerkleinerers 25 werden die Distanzscheiben 19 und 23 sowie die Durchschlagelemente 21a bis 21c auf den Wellenzapfen 17 festgezogen. Nun wird das Mühlengehäuse 14 auf das Rohrstück 30 geschoben und die nicht dargestellten Befestigungsschrauben an den Flanschen 13a und 13b angezogen. Die Mühle ist montiert.
  • Bei eingeschaltetem Motor 15 drehen sich die Durchschlagelemente 21a und 21b mit etwa 10 000 bis 15 000 Umdrehungen pro Minute, was Umfangsgeschwindigkeiten der Durchschlagelemente 21a und 21b an ihren äußeren Enden von etwa 100 m/s und am Flügelgrund von 35 m/s ergibt. Die Geschwindigkeiten sind derart hoch, daß wie in der Einleitung ausgeführt, das durch die Durchschlagelemente 21a und 21b hindurch transportierte Gut durch Knickbruch zerkleinert wird.
  • Je mehr Material eingebracht wird, desto größer müßte nun die eingespiesene Leistung des Motors 15 sein. Um nun eine Überlastung des Motors 15 zu vermeiden, könnte man den Motor 15 bei einer zu hohen Stromaufnahme einfach abstellen und wieder abkühlen lassen und nach dem Abkühlen versuchen wieder anzustellen, was jedoch nicht möglich wäre, da das an den Durchschlagelementen 21a und 21b befindliche Gut ein Anfahren verhindern würde; man müßte die Mühle erst entleeren. Ein besserer Weg wird nun hier aufgezeigt:
  • Die Leistungsaufnahme des Motors 15 wird bevorzugt mit einer Leistungsmeßeinheit 51 gemessen. Steigt nun die Leistungsaufnahme, so wird über eine mit der Leistungsmeßeinheit 51 verbundene Begrenzereinheit 53 die Förderleistung des Schneckenförderers 7 über deren Antriebsmotor 54 reduziert. Es erfolgt nun keine Überlastung der Vorrichtung mehr. Es ist ein kontinuierlicher Betrieb ohne Unterbruch möglich. Da in der Regel der Antrieb die leistungsmäßige "Schwachstelle" der Vorrichtung ist, wird die Förderleistung derart gesteuert, daß der Antrieb in seinem optimalen Bereich läuft.
  • Anstelle der drei Durchschlagelemente 21a bis 21c sowie der vier Abbremselemente 26a bis 26d können auch andere Anzahlen gewählt werden. Auch können andere Konturen der Speichen 45 sowie der Flügel 37, wie sie z. B. in den Figuren 5 und 6 dargestellt sind, gewählt werden.
  • Im Gegensatz zu dem in Figur 3 dargestellten Durchschlagelement 21a hat das in der Figur 5 dargestellte Durchschlagelement 55 geschwenkte Flügel 56, welche an der konvex gewölbten Flügelkontur mehrere Einbuchtungen 57 aufweisen. Analog hierzu ist das in Figur 6 dargestellte Abbremselement 59 ausgebildet, welches ebenfalls an seinen konvex ausgebildeten Konturen der Speichen 60 Einbuchtungen 61 aufweist. Auch können die Einbuchtungen 57 und 61 an der konkav ausgebildeten Seite der Flügel 56 bzw. der Speichen 60 ausgebildet werden. Die Einbuchtungen werden jedoch bei den Durchschlagelementen an der in Rotationsrichtung vorderen Kante angeordnet sowie bei den Abbremselementen an der Kante ausgebildet, welche zum Abbremsen des Guts dienen soll.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nicht nur zum Zerkleinern von "Gartenabfällen" verwendet werden, sondern allgemein zum Zerkleinern von Stoffen, auch Feststoffen, wie pharmazeutischen und chemischen Wirkstoffen, Pigmenten, Mineralien, Fruchtpulpen, zum Vermusen von stückigen Produkten (Äpfel, Kirschen, Bananen, Käse etc.). Kurz, die oben beschriebene Vorrichtung ist keineswegs nur bei der Zerkleinerung von pflanzlich organischem Gut einsetzbar, sondern auch zur Aufbereitung von Dispersionen, Emulsionen, Suspensionen, etc..
  • Durch die Zugabe von Wasser durch das Wassereinlaßelement 33 - bei anderen Verwendungen können selbstverständlich auch andere Flüssigkeiten wie z. B. Öle zugegeben werden - kann die Konsistenz des zerkleinerten Guts von einer "suppigen" Brühe bis zu einem trockenen Pulver unter Berücksichtigung der Feuchte des Eingangsguts eingestellt werden. Wird z. B. Grasschnitt zerkleinert, so kann durch eine geeignete Wasserzugabe das fein zerkleinerte Produkt sofort nach den Schnitt als eine Art Gülle auf den Schnitt aufgebracht werden, ohne daß es zu das Rasenwachstum störenden Fäulnisprozessen kommt. Analog kann mit abgefallenen Blättern verfahren werden.
  • Zwischen dem Grund des Wellenzapfens 17 und dem Abbremselement 26d kann auch zusätzlich auf dem Wellenzapfen 17 ein mitrotierender (nicht dargestellter) "Austreibpropeller" angeordnet werden, der das eventuell mit einer Flüssigkeit angereicherte, zerkleinerte Gut durch die Auslaßöffnung 35 austreibt. Auch kann zwischen dem Abbremselement 26d und dem Motorflansch des Mühlengehäuses 14 eine weitere (nicht dargestellte) Einlaßöffnung für eine Flüssigkeit oder ein Gas angeordnet werden. Entsprechend dem mit dem Austreibpropeller erzeugten Über- bzw. Unterdruck wird dann das gewünschte Fluid derart eingelassen, daß der Zerkleinerungsprozeß durch die Durchschlag-/Abbremselemente 21a bis 21c und 26a bis 26d nicht wesentlich gestört wird.
  • Im Vergleich mit den bekannten Mühlen sind die Zerkleinerungselemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung, nämlich die Durchschlag- wie auch die Abbremselemente, einfache und daher preisgünstig herzustellende Elemente, welche keinerlei nachträgliche Servicearbeiten, wie z. B. Schleifen, benötigen. Auch kann durch geringfügige Veränderungen in der Anzahl der Durchschlag- und Abbremselemente der Grad der Zerkleinerung beeinflußt werden. Die Anzahl anbringbarer Durchschlag- und Abbremselemente ist lediglich durch die Länge des Wellenzapfens 17, die Gehäusetiefe und die Länge des Rohrstücks 30 begrenzt. Auch können problemlos die Abstände zwischen den Durchschlag- und Abbremselementen geändert werden, indem Distanzringe und Distanzscheiben mit unterschiedlichen Dicken verwendet werden. Alle diese Änderungen können in einem standardmäßig ausgebildeten Mühlengehäuse ausgeführt werden.
  • Anstelle der (nicht dargestellten) Gehäusestangen zur Halterung der Abbremselemente 26a bis 26d in ihren Durchbrüchen 47 kann die Außenkontur des Außenrings 43 sowie die Innenseitenwandung des Mühlengehäuses mit einer Längsprofilierung für einen Formschluß, z. B. analog der Wellenzapfenoberfläche, versehen werden.
  • Zur Verlängerung der Lebensdauer können die Durchschlagelemente auch mit Karbid-, Oxid-, Oxinitrid- ,.. - Beschichtung sowie einer Diamant(splitter)beschichtung versehen werden.
  • Anstelle des zylindrischen Mühlengehäuses 14 kann auch ein konisch sich verjüngendes oder erweiterndes Gehäuse verwendet werden. Auch können die Abschlagelemente abweichend von den oben aufgeführten Dicken dicker und auch dünner ausgebildet werden.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Zerkleinern und/oder Aufbereiten von insbesondere organisch-pflanzlichem, bevorzugt stengel- und/oder blattförmigem Gut, indem dieses mit einer hohen Relativgeschwindigkeit, bevorzugt über 30 m/s, insbesondere über 70 m/s, durchschlagen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu zerkleinernde Gut während des Durchschlagens quer zur Durchschlagrichtung transportiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut mit bereits teilweise durchschlagenen Teilmengen entgegen der relativen Durchschlagrichtung abgebremst wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zu zerkleinernde Gut mit einem Fluid angereichert wird.
  5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch wenigstens ein relativ zum zu zerkleinernden Gut schnell bewegtes Durchschlagelement (21a-c), dessen Relativgeschwindigkeit so hoch, bevorzugt über 30 m/s, insbesondere über 70 m/s, gewählt ist, daß getroffene Teile des Guts einen Knickdurchbruch erfahren.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch wenigstens ein jedem Durchschlagelement (21a-c) in Förderrichtung des zu zerkleinernden Guts nachgeordnetes Abbremselement (26a-d), mit dem die durch die Relativbewegung des Durchschlagelements (21a-c) beschleunigten Teilmengen des Guts abbremsbar sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abbremselement (26a-d) mit einem Außenring (43) zur Halterung als Speichenrad, insbesondere zusätzlich mit einem Innenring (44) und bevorzugt mit einer sich gegen außen kegelstumpfförmig verbreiternden Speichenbreite ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Durchschlagelement (21a-c) auf einer rotierenden Welle, bevorzugt auf einem rotierenden Wellenzapfen (17), abziehbar, jedoch verdrehfest angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Durchschlagelement (21a-c) als Flügelrad ausgebildet ist, wobei die Flügelkontur sich nach außen bevorzugt kegelstumpfförmig verjüngt.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, insbesondere nach Anspruch 7 und 8, gekennzeichnet durch wenigstens eine erste Distanzscheibe (19), welche zwischen die auf einem rotierenden Wellenzapfen (17) schiebbaren Durchschlagelemente (21a-c) und zweite Distanzringe (27a-c), welche zwischen die Außenringe (43) der Abbremselemente (26a-d) derart einsetzbar sind, daß Durchschlag- und Abbremselemente (21a-c, 26a-d) abwechselnd zueinander angeordnet sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch eine Fluid-, insbesondere eine Wassereinlaßeinheit (33), welche in Förderrichtung vor dem ersten Durchschlagelement (21c) angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, gekennzeichnet durch eine Leistungsmeßeinheit (51) für eine das bzw. die Durchschlagelemente (21a-c) bewegende Antriebseinheit (15) und eine Fördereinheit (7), deren Förderleistung für das zu zerkleinernde Gut in Abhängigkeit der Leistungsaufnahme, insbesondere der -zunahme der Antriebseinheit (15) einstell- bzw. reduzierbar ist.
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