Technisches G_ebiet

Die Erfindung betrifft einen Pral lauflöser für körn-, griess- oder mehlartige Güter mit einem rotierenden Schleuderrad, welches von einem Prallring umgeben ist. und ein konzentrisches SDeiserohr sowie einen Ringab- führkanal aufweist.

Stand der Technik

In der Mühle bzw. dem müllerischen Vermählen werden verschiedenartige Prallmaschinen verwendet. Je nach Einsatz werden diese als Pral lauflöser. als Steri¬ lisator und im englischen Sprachraum als Entoleter bezeichnet. Verfahrenstechnisch handelt es sich teils um identische, teils um sehr ähnliche Vorgänge. Je nach Anwendungsfall wird die Prallkraft bzw. die Aufprallgeschwindigkeit, die auf das Produkt ausgeübt wird, angepasst.

Die Einzelteile der Güter weisen eine sehr grosse Festigkeit auf, sei es das Getreidekorn als Ganzes, genauso die Griess- oder Mehlteile. Demgegenüber ist ein Getreidekorn, das z.Bsp. durch einen Kornkäfer ausgehöhlt wurde, bruchempfindlich. Insekten sowie Insekteneier sind stark schlagempfindlich. Dieser

Sachverhalt wird mit der Prallung ausgenützt, indem z.B. mit der als Sterilisator bezeichneten Prall¬ maschine hohle Körner zertrümmert, Insekten und Insekteneier abgetötet werden.

Ein wesentliches Ziel der Mühle ist ferner das Trennen der Endosoer schicht von dem weissen Mehlkern. Das Mahlgut von einem Walzenstuhl wird in dem jeweils folgenden Plansichter in die gewünschten Fraktionen aufgeteilt. Beim Einsatz des Prallauflösers diagrammatisch zwischen dem Walzenstuhl und dem Plansichter werden die bei der Vermahlung entstehenden Plättchen aufgelöst und zusammenhängende En- dospermteiIchen aufgelockert.

In sehr vielen Anwendungsfällen erlauben die jeweils spezifisch gewählten geometrischen Verhältnisse mit einer optimalen Umfangsgeschwindigkeit des Schleuder¬ rades einen sehr guten Effekt für das gewollte Arbeitsergebnis. Insbesondere wird in jüngster Zeit diese Art der Werterhaltung, bzw. das Verhindern von Verderbnis der Grundnahrungsmittel, ohne Anwendung von irgendwelchen nachteiligen thermischen Verfahren oder der in ihrer Wirkung nie abschliessend geklärten Strahleneinwirkungen allgemein gewünscht. Es ist dies der gezielte mechanische Eingriff mit der Möglichkeit der ausschliessenden mechanischen Separation der Fraktionen. Es war deshalb eines der Hauptziele der Erfindung, in diesem Sinne die mechanische Lösung zu verbessern.

Der Hauptnachteil der bisher bekannten Lösungen liegt darin, dass bei Steigerung des Produktdurchsatzes durch die Prallmaschine die gewünschte Wirkung um-

gekehrt zur Durchsatzsteigerung sich verringerte, verbunden mit der sehr unangenehmen Tatsache, dass zumindest im Falle der Abtötung von wertmindernden Kleinstlebewesen dies nicht sofort bemerkt werden kann. Es ist ebenfalls nicht leicht festzustellen, ob die Pralltrennung von Endosperm und Mehlteilchen optimal durchgeführt wird. Dies führte dazu, dass sich in der Fachwelt eine Tendenz breitmachte. Prallmaschinen würden "wenig" bringen. Tatsächlich konnte dies mit Praxisuntersuchungen in einzelnen Fällen auch belegt werden. Es musste jedoch meistens auch zugestanden werden, dass die einzelnen Prall¬ maschinen über die jeweils zulässigen Durchsatzmengen belastet wurden.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung wurde nun die Aufgabe gestellt, die Prallmaschine zu verbessern, damit eine echte Durch- satzvergrösserung möglich wird, dies jedoch bei Er¬ haltung der Arbeitsqual ität bzw. einer nahezu 100^igen Wirksamkeit sei es der Unschädlichmachung wertmindern¬ der Insekten oder der Endospermloslösung von der Schale.

Die neue Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schleuderrad wenigstens zwei axial versetzte

Schleuderkanäle aufweist.

Erst mit der Erfindung ist erkannt worden, dass bisher dem Produktstrom, bzw. den Produktströmen einerseits und der Situation am Ort der Aufprallung anderseits zu wenig Beachtung geschenkt wurde. Eine zu grosse Konzentration des Produktstromes hat zur Folge, dass

mit einem Teil des Produktstromes gleichsam ein Produktpolster über den Prallflächen aufgebaut wird, sodass auf diese Weise die Aufprallung gedämpft und z.Bsp. die für die Zerschlagung der hohlen Körner bzw. der Insekteneier erforderliche AufSchlagkraft nicht mehr entsteht. Im zweiten Fall erfährt der Produkt¬ strom eine störende Ablenkung, sei es, dass in gewissen Bereichen zuviel Produkt durchf1 iesst, an anderen zu wenig wenig. Der Prallauflöser ist insofern eine schwierige Maschine, als ein Gemisch verarbeitet wird. Es gelten die Gesetze der Luftströmung im Sinne eines Ventilators und aber auch die physikalischen Gesetze einer Produktschleuder. Aus naheliegenden Gründen ist deshalb bis heute vermieden worden, eine Dichtstromschleuder direkt mit einem Wasser- oder Luftmodell zu vergleichen, weil in dem Schleuderrad durch die starke Umlenkung und Beschleunigung des Gutes, extreme Entmischungen auftreten. Erst durch die Verwendung von mehr als einem Schleuderkanal in einer Maschine kann die Produktlenkung beherrscht werden.

Versuche haben gezeigt, dass auf diese Weise tatsäch¬ lich der Produktdurchsatz bei nur geringem baulichen Mehraufwand und gleicher Wirksamkeit der Prallung verdoppelt werden kann. Ueberraschenderweise erlaubt die neue Erfindung noch eine ganze Anzahl besonders vorteilhafter Ausgestaltungen.

So wird besonders bevorzugt anschlie'ssend an das Speiserohr in dem Schleuderrad ein Leitapparat an¬ geordnet und mit dem Schleuderrad fest mitrotierend verbunden. Der Leitapparat weist dabei eine Mehrzahl von Einzugskanälen auf, welche bis in die ringschei¬ benförmigen Schleuderkanäle geführt sind.

Bei der axialen Versetzung der Schleuderkanäle entstehen gezwungenermassen unterschiedliche Formen von Ein∑ugskanälen. Auch hier haben grössere Ver¬ suchsreihen ergeben, dass im Fall von zwei axial versetzten Schleuderkanälen eine ^' Mehrzahl von Einzugskanälen erforderlich ist, wobei dem dem Speiserohr fernen Schleuderkanal eine doppelte Zahl von Einzugskanälen zugeordnet werden sollen, dies im Verhältnis zu der Zahl der Einzugskanäle für den dem Speiserohr nahen Schleuderkanal. Resp. es soll ein entsprechendes Flächenverhältnis für den Einzug ein¬ gehalten werden. Damit ergab sich eine genaue Produkt¬ halbierung für beide Schleuderkanäle bzw. beide Schleuderkanäle ergeben identische Schleuderbedingun- gen für das Gut.

Vorteilhaft ist ferner, wenn die in dem zum Speiserohr fernen Schleuderkanal mündenden Einzugskanäle am äus¬ seren Umfang einen querschnittsverengenden Einbau auf- weisen. Dabei wird der Einbau als Ringabschnitt mit verjüngter Form zu der Rotationsachse ausgebildet.

Die je gleichen Einzugskanäle werden symmetrisch pla¬ ziert. Bei einem weiteren, ganz besonders bevorzugten Ausgestaltungsgedanken wird jedem Schleuderkanal eine gesonderte, ringförmige Prallfläche zugeordnet.

Eine optimale Arbeit für die Prallung entsteht, wenn das Schleuderrad als Doppelrad ausgebildet ist und der Prallring zwei entgegengesetzt gerichtete Prallflächen aufweist, bevorzugt wird dabei dem Doppelrad bzw. den zwei Prallflächen ein gemeinsamer Gutabführkanal zu¬ geordnet, welcher in einem tangentialen Gutabführkanal mündet.

Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung werden die Prallflächen in Bezug auf das Doppelrad als zwei in Gegenrichtung sich öffnende Kegelstumpfe ausgebildet. Sowohl in Bezug auf die Selbstreinigung, wie auch für den Pralleffekt weist der Leitapparat flache Leit¬ schaufeln auf.

Ferner ist es möglich, bei Fortführung des Erfindungs¬ gedanken ein Schleuderrad mit drei oder vier axial versetzten Schleuderkanälen zu realisieren, wobei von dem Einzug gesehen, je entfernter der Schleuderkanal ist, eine umso grössere Zahl Einzugskanäle in diesen münden sollen, resp. die entsprechende Einzugsfläche anzupassen ist. Bevorzugt wird dabei jedem Schleu- derkanal ein je separater Prallring zugeordnet.

Die baulichen Aufwendungen können sehr tief gehalten werden bei Anflanschung eines elektrischen Antrieb¬ motors direkt an das Gehäuse des Prallauflösers. Das Schleuderrad hat dann die Anzahl Umdrehungen pro Minute wie der Elektromotor, z.B. 3000 U/min.

Der Gutabführkanal kann aus zwei etwa formgleichen Hälften gebildet werden, welche in einer senkrechten Ebene zu der Drehachse der Welle des Schleuderrades trennbar sind.

Sehr vorteilhaft bildet man den Prallauflöser ven¬ tilatorartig aus, sodass sowohl innerhalb einer senkrechten, wie in einer horizontalen Ebene in allen Raumrichtungen Produktzufuhr und Produktabfuhr wählbar sind.

Dies erlaubt eine fast völlige Freiheit bezüglich des

Einbaues in einen Verarbeitungsbetrieb bzw. erleich¬ tert die entsprechende Planung einer Anlage.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbei¬ spiels mit weiteren Einzelheiten erklärt. Es zeigen

die Fig. 1 einen Schnitt in axialer Richtung durch einen Pral lauflöser

die Fig. 2 einen Schnitt II-II der Fig. 1

die Fig. 3 den Leitapparat eines Doppelrades

die Fig. 4 den Grundriss der Fig. 3

die Fig. 5 bis 8 verschiedene Einbaumöglichkeiten des Pral lauflösers

•die Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem 3-fachen Schleuderrotor

die Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Schleuderrotor als

Doppelrotor ausgebildet ist

die Fig. 11 eine Verdoppelung der Fig. 10, mit

Produktlenkung

Wege zur Ausführung der Erfindung

In der Folge wird nun auf die Fig. 1 Bezug genommen. Der obere Teil der Figur zeigt einen Prallauflöser 1 als Schnitt in axialer Richtung. Ein etwa 3000-tou- riger Elektromotor 2 (untere Bildhälfte) ist mit Schrauben 3 und einem Verbindungsflansch 4 fest an ein unteres feststehendes Gehäuseteil 5 des Pral lauflösers 1 angeschraubt. Der Verbindungsflansch 4 ist so ausgebildet, dass er die Dichtungen für die Abdichtung des Pral lauflösers 1 nach aussen aufnimmt. Ein oberes Gehäuseteil 6 ist mit dem unteren Gehäuseteil 5 derart verbunden, dass dazwischen ein Prallring 7 fest einge¬ spannt wird. Konzentrisch zu den beiden Gehäuseteilen 5 und 6 ist dem oberen Gehäuseteil 6 ein Speiserohr 8 aufgesetzt, durch welches das zu behandelnde Gut in den Prallauflöser 1 eingeführt wird. In den Gehäuse¬ teilen 5 und 6 ist ein Schleuderrad 9 angeordnet. Dabei ist dieses über eine Tragbüchse 10 und einer Sicherungsschraube 12 an der Welle 11 des Elektro- motores 2 aufgesetzt. Das Schleuderrad bzw. Schleudei— rotor 9 wird durch eine äussere Drehscheibe 13, eine innere Drehscheibe 14 sowie einen mittig zwischen den beiden Drehscheiben 13, 14 angeordneten Trennring 15 durch Bolzen 16 zusammengefasst zu einem Doppelrad bzw. Doppelrotor 17 ausgebildet. Es entsteht dabei ein äusserer, dem Speiserohr 8 nahen Schleuderkanal 18 sowie ein innerer, dem Speiserohr 8 fernen Schleuder¬ kanal 19. Der Prallring 7 weist zwei entgegengesetzt gerichtete Prallflächen 20, 21 auf, welche zwei in Gegenrichtung sich öffnende Kegelstumpfe darstellen, wobei die äussere Prallfläche 20 dem äusseren Schleuderkanal 18 und die innere Prallfläche 21 dem inneren Schleuderkanal 19 zugeordnet ist.

In Umfangsrichtung zu dem Schleuderrad 9 bzw. Doppel¬ rad 17 ist ein ventilatorartig in Richtung auf einen Gutabführkanal 22 (Fig. 2) sich erweiternder Gutab¬ führkanal 23 bzw. 24, angeordnet.

In den Figuren 3 und 4 ist der Leitapparat 30 für sich dargestellt. Der Leitapparat 30 weist zwei Sorten flache Leitbleche auf: kurze Leitbleche 31, welche den Produkt-Luftstrom in den inneren (dem Speiserohr 8 näheren) Schleuderkanal 18 sowie lange Leitbleche 32, welche den Produkt-Luftstrom in den äusseren (dem Speiserohr 8 ferneren) Schleuderkanal 19 lenken. Das kurze Leitblech 31 ist in Fig. 3 mit vertikaler Schraffur und- das lange Leitblech 32 mit horizontaler Schraffur versehen.

Wie aus der Fig. 3 erkennbar ist, kann der Leitapparat 30 einstückig z.B. in Gussform, und die Schleuder¬ kanäle 18 und 19 aus Stahlblech hergestellt und beide Teile zu einer Einheit verbunden werden.

Auch der Schleuderkanal 19 ist völlig selbstreinigend, wenn bei diesem resp. bei diesen ein Einbau 33 in der Form eines Ringabschnitts in dem Einzugsbereich des Schleuderkanales 19 angeordnet wird (in der Fig. 4 mit Kreisringen schraffiert). Bei dem Doppelrotor 17 hat sich eine Verhältniszahl von 2 : 4 in Bezug auf die Anzahl innerer Einzugskanäle 34 zu den äusseren Ein¬ zugskanälen 35 bewährt. Mit Versuchen konnte bewiesen werden, dass mit dieser Ausgestaltung nahezu iden¬ tische Produktströme sich einstellen, was ebenfalls eine Bestätigung für den positiven Effekt der neuen Erfindung darstellt. Das zu bearbeitende Gut-Luftge¬ misch tritt über das Speiserohr 8 direkt in die Ein-

zugskanäle 34 resp. 35 des Leitapparates 30 und wird in Rotation versetzt. In den Einzugskanälen 34 resp. 35 wird das Gemisch beschleunigt und erfährt eine erste Prallung an dem Bolzen 16. Durch die Verwendung von zwei ringförmig angeordneten Sätzen der Bolzen 16 wird dieser Pralleffekt sogar verdoppelt. Die grosse Anzahl der Bolzen 16 haben aber auch den Vorteil einer gleichmässigen Verteilung des Gemisches in Umfangs- richtung. Zudem geben sie einen gewissen Schaufelef- fekt. Das ProduktLuftgemisch wird dann gesondert von den beiden Schleuderkanälen 18 resp. 19 auf je eigene Prallflächen 20 resp. 21 geschleudert. Leicht erkenn¬ bar ist, dass durch die 90 ^a -Umlenkung für beide Ströme, je in die entgegengesetzte Richtung, eine sofortige Trennung des Gemisches stattfindet, das schwere Gut prallt auf die jeweils vorgesehene Prall¬ fläche, die Luft streicht darüber hinweg. Durch die ringförmige und im wesentlichen symmetrische Anordnung der beiden Gutabführkanäle 23 und 24 bildet sich eine stabile Luftströmung neben einer stabilen Produktströ¬ mung, auch nach der Aufprallung. Der wasserturbinen¬ artige, sich in Umfangsrichtung erweiternde Gutabführ¬ kanal 22 unterstützt eine gleichmässige Beaufschlagung der Prallfläche 20 resp. 21, und unterstützt eine Wiedervereinigung von Luft und Gut, welches als Ge¬ misch nach dem Gutabführkanal 22 mit einer pneuma¬ tische Förderung weiter transportiert werden kann.

In den Fig.5 bis 8 sind verschiedene Einbaudisposi- tionen dargestellt. Damit soll zum Ausdruck gebracht werden, dass unabhängig von der Einbaulage der Ar¬ beitseffekt des Prallauflösers 1 immer gewährleistet wird.

In der Fig. 5 wird das zu bearbeitende Gut vertikal von unten in den Pral lauflöser 1 gespiesen und horizontal weggeführt, in Fig. 6 ist die Produktein- speisung senkrecht von oben. Demgegenüber tritt das rohe Gut in den Figuren 7 und 8 horizontal in den Pral lauflöser 1. Die Produktübergabe ist in Fig. 7 vertikal nach unten, in Fig. 8 vertikal nach oben.

Die Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem 3-fachen Schleuderrotor 9, wobei jeder Schleu¬ derkanal 51 resp. 52 resp. 53 je eine eigene Prall¬ fläche 54, resp. 55 resp 56 aufweist. Von den beiden Prallflächen 55 und 56 wird der Produktstrom nach unten, von der Prallfläche 54 nach oben gelenkt. Wichtig ist auch hier, dass der Leitapparat 30 gemäss den gleichen Regeln, wie in den Figuren 1 bis 4 ausgebildet und eine gTeichmässige Produktverteilung für alle Kanäle sichergestellt ist.

In Fig. 10 ist der Schleuderrotor als Doppelrotor aus¬ gebildet, analog zu den Figuren 1 bis 4, jedoch mit zwei Prallflächen 61 resp. 62, die den Produktstrom in gleiche Richtung nach unten lenken.

Die Fig. 11 ist eine Verdoppelung der Fig. 10, jedoch mit Produktlenkung in die zwei entgegengesetzten Rich¬ tungen, wobei der Schleuderrotor 70 als 4-facher Rotor ausgebildet ist.