用于減小固體顆粒尺寸的尺寸減小裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于固體顆粒的尺寸減小裝置，固體顆粒作為液流中的懸浮液輸送通過尺寸減小裝置。尺寸減小裝置包括殼體，其在相對兩側(cè)至少部分地開放以便于在流動方向上引入和排出懸浮液的目的。至少兩個反向旋轉(zhuǎn)的尺寸減小器件設(shè)置于殼體內(nèi)，其中每個尺寸減小器件優(yōu)選包括多個切割元件，該切割元件分別設(shè)置于具有縱向軸線的公共的旋轉(zhuǎn)軸上。該懸浮液的流動方向相對于尺寸減小器件的軸的縱向軸線成直角。具有在每種情況下與尺寸減小器件的軸的縱向軸線平行的縱向軸線的兩個彼此相對的導(dǎo)軌分配給尺寸減小器件。根據(jù)本發(fā)明，每個肋狀物僅僅覆蓋導(dǎo)軌寬度的平行于流動方向的至少部分區(qū)域。
【專利說明】用于減小固體顆粒尺寸的尺寸減小裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于減小固體顆粒尺寸的尺寸減小裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明涉及尺寸減小裝置，其具體用于(初步地)減小待泵送物料的尺寸，例如用于減小通過偏心螺桿泵或諸如此類裝置所傳送物料的尺寸。這種尺寸減小裝置例如在沼氣設(shè)備、污水處理廠等中使用，以便對廢水或諸如此類物質(zhì)中的粗粒組分初步進(jìn)行尺寸減小到可泵送的尺寸。
[0003]DE 3782387T2描述了用于減小固體廢物物料尺寸的裝置。固體廢物物料被引入到反向旋轉(zhuǎn)、互相嚙合的切割元件的中間空間內(nèi)。具體地，切割元件是具有徑向突出切割齒的切割盤。固體物料優(yōu)選借助于液體輸送通過切割元件的反向旋轉(zhuǎn)的布置。該文獻(xiàn)還描述了導(dǎo)軌，其平行于液體的流動方向延伸并包括多個平行布置的指狀物，所述指狀物之間構(gòu)成槽口。指狀物之間的間距很小，以至于在它們之間所產(chǎn)生的流動通道阻止尺寸未減小的廢物物料通過，但允許固體廢物的小顆粒借助于流通的液體通過所述流動通道。從而液體的流率增加，同時增強(qiáng)尺寸減小效果。
[0004]US 5160095描述了用于固體或懸浮于溶液中的固體的尺寸減小裝置。后者包括兩列堆疊的反向旋轉(zhuǎn)切割盤，所述切割盤優(yōu)選包括作為切割裝置的齒。兩列堆疊的切割盤設(shè)置于兩個側(cè)軌之間。每個側(cè)軌包括多個肋狀物，在每種情況下在肋狀物之間構(gòu)成凹部。肋狀物和凹部相對于所述切割盤的平面成角度設(shè)置，這樣兩個或多個切割盤延伸經(jīng)過每個肋狀物。具體地，至少兩個切割盤的齒定位成靠近相應(yīng)的肋狀物，以至于實(shí)現(xiàn)對由流體輸送通過肋狀物之間凹部的每一個固體實(shí)現(xiàn)良好的尺寸減小。具體地，流動通過的固體的最大尺寸可精確地由該布置來控制而不會降低流速。
[0005]本發(fā)明的問題在于實(shí)現(xiàn)固體顆粒的特別均勻的尺寸減小，其相比于現(xiàn)有技術(shù)有所改進(jìn)以便保護(hù)之后的裝置，其中具體地不允許較大的顆粒流動通過尺寸減小裝置而不經(jīng)受尺寸減小。
[0006]上述問題由本發(fā)明的用于減小固體顆粒尺寸的尺寸減小裝置和方法來解決。進(jìn)一步的有利實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中描述。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明涉及一種用于固體顆粒的尺寸減小裝置。固體顆粒作為液流中的懸浮液輸送通過尺寸減小裝置。也就是說，固體顆粒已經(jīng)存在于懸浮液中，例如作為在污水處理廠或諸如此類中的廢水?；蛘吖腆w顆粒懸浮于水或其它合適的液體中，然后被輸送通過尺寸減小裝置。
[0008]尺寸減小裝置包括殼體，其在相對兩側(cè)至少部分地開放以便于在流動方向上引入和排出懸浮液的目的。至少兩個反向旋轉(zhuǎn)的尺寸減小器件設(shè)置于殼體內(nèi)。每個尺寸減小器件優(yōu)選包括多個切割元件，所述切割元件分別設(shè)置于公共的旋轉(zhuǎn)軸上。每個旋轉(zhuǎn)軸具有縱向軸線，其中所述縱向軸線平行于彼此設(shè)置。具體地，所述切割元件構(gòu)成為切割盤，與圓鋸的鋸片相當(dāng)，且在每種情況下由間隔件彼此分隔開。間隔件優(yōu)選具有與切割盤相同的厚度，這樣第一尺寸減小器件的間隔件位于與第二尺寸減小器件的切割盤相同的同一平面內(nèi)。從而所述第一尺寸減小器件的切割盤與所述第二尺寸減小器件的間隔件一起形成一對彼此一起操作的尺寸減小元件。
[0009]懸浮液的流動方向垂直于尺寸減小器件的軸的縱向軸線，這樣夾帶于懸浮液中的固體顆粒優(yōu)選在至少兩個尺寸減小器件之間輸送。
[0010]此外，平行于尺寸減小器件的軸的縱向軸線的兩個彼此相對的導(dǎo)軌分配給尺寸減小器件。每個導(dǎo)軌包括底板。在其間存在通道的肋狀物平行于流動方向構(gòu)成在底板的朝向相應(yīng)相鄰的尺寸減小器件的那側(cè)上。懸浮液可以流動通過這些通道，只要其中夾帶的固體顆粒不超過由通道寬度所預(yù)先確定的最大尺寸即可。通過導(dǎo)軌，具體地防止超過由通道尺寸所預(yù)先確定的最大尺寸的固體顆粒在所述側(cè)輸送通過尺寸減小器件，而不經(jīng)受尺寸減小。相反，這些大的固體顆粒被迫再次返回到中央懸浮液流內(nèi)且在至少兩個尺寸減小器件之間輸送，從而經(jīng)受尺寸減小。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，肋狀物以及在肋狀物之間構(gòu)成的通道僅僅分別覆蓋導(dǎo)軌寬度的至少部分區(qū)域。
[0012]根據(jù)一個特別優(yōu)選的實(shí)施例，每個肋狀物包括兩個對準(zhǔn)的部分肋狀物。在對準(zhǔn)的部分肋狀物之間構(gòu)成中央的基本上非結(jié)構(gòu)化的中間區(qū)域。導(dǎo)軌的對準(zhǔn)的部分肋狀物的總體之間的凹谷從而具體構(gòu)成于導(dǎo)軌的平行于尺寸減小器件的軸的縱向軸線的中間區(qū)域內(nèi)。具體地，凹谷底部包括非結(jié)構(gòu)化的區(qū)域，其沒有肋狀物或部分肋狀物以及在后者即部分肋狀物之間構(gòu)成的通道，在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行小固體顆粒的第二尺寸減小過程。
[0013]根據(jù)一個實(shí)施例，在導(dǎo)軌寬度上的未由肋狀物覆蓋的大部分非結(jié)構(gòu)化的部分區(qū)域中的懸浮液可從兩個肋狀物之間構(gòu)成的通道傳送到在另外兩個肋狀物之間構(gòu)成的通道內(nèi)。具體地，在肋狀物的對準(zhǔn)的部分肋狀物之間的中間區(qū)域內(nèi)包含液流和夾帶的固體顆粒的懸浮液可從兩個肋狀物之間構(gòu)成的通道傳送到在另外兩個肋狀物之間構(gòu)成的通道內(nèi)。例如，如果固體顆粒流動通過在第一和第二部分肋狀物之間構(gòu)成的通道并且進(jìn)入到非結(jié)構(gòu)化的中間區(qū)域內(nèi)，在該中間區(qū)域內(nèi)會發(fā)生固體顆粒流動方向的偏轉(zhuǎn)，其原因在于所述固體顆粒不再攜載于由通道所限定的路徑內(nèi)。例如，對于固體顆粒而言可以發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以至于現(xiàn)在所述固體顆粒在第二對準(zhǔn)的部分肋狀物和第三對準(zhǔn)的部分肋狀物之間構(gòu)成的通道內(nèi)向前輸送。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，具有懸浮液不同流速的不同的部分區(qū)域被分配給尺寸減小裝置的導(dǎo)軌，所述懸浮液包括液流和所夾帶的固體顆粒。懸浮液在流動方向上相繼流動通過部分區(qū)域。該懸浮液以入口速度輸送到尺寸減小裝置內(nèi)。在包括肋狀物的第一部分區(qū)域內(nèi)，懸浮液流動通過的橫截面面積小于入口區(qū)域。根據(jù)連續(xù)性方程(具有保持的質(zhì)量(with retent1n of the mass))和 Navier-Stokes (納維斯托克斯)方程(移動量)，從而產(chǎn)生懸浮液的增大的流速。當(dāng)懸浮液到達(dá)不包括肋狀物的第二部分區(qū)域時，流速減小，其原因在于在該區(qū)域內(nèi)通流的橫截面增大。
[0015]相似于前述，在懸浮液進(jìn)入到包括肋狀物以及橫截面積再次減小的之后的第三部分區(qū)域時，懸浮液的流速增加，并且當(dāng)懸浮液從尺寸減小裝置離開時由于出口面積增加而下降。在所述第一部分區(qū)域內(nèi)的流速優(yōu)選大致等于在第三部分區(qū)域內(nèi)的流速，以及進(jìn)入到尺寸減小裝置內(nèi)的懸浮液的入口速度優(yōu)選對應(yīng)于懸浮液離開尺寸減小裝置的出口速度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，部分肋狀物分別包括平行于流動方向的大致構(gòu)成等腰三角形的側(cè)面，其中所述等腰三角形的基底設(shè)置于所述導(dǎo)軌的底板上，并且其中三角形的與基底相對定位且指向尺寸減小器件方向的尖端優(yōu)選倒圓。
[0017]在其與非結(jié)構(gòu)化中間區(qū)域相鄰的區(qū)域中，部分肋狀物優(yōu)選構(gòu)成為首先朝向中間區(qū)域較急劇地傾斜然后稍緩地傾斜，這樣在兩個對準(zhǔn)的部分肋狀物之間構(gòu)成大致U形的凹谷。如已經(jīng)描述的那樣，懸浮液在中間區(qū)域內(nèi)的流速小于在相鄰的部分區(qū)域內(nèi)的流速。從而該懸浮液在中間區(qū)域內(nèi)停留時間更長。此外，中間區(qū)域的U形促進(jìn)渦流的形成和湍流，從而包含于懸浮液中的固體顆粒被反復(fù)地朝向尺寸減小器件的鄰近導(dǎo)軌的切割元件推進(jìn)并通過碰撞而經(jīng)受進(jìn)一步的尺寸減小。
[0018]肋狀物，特別是對準(zhǔn)的部分肋狀物設(shè)置于導(dǎo)軌的底板上，以至于用于懸浮液的相應(yīng)通道在底板的指向尺寸減小器件的那側(cè)和(部分)肋狀物的側(cè)面之間構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，底板的指向尺寸減小器件的那側(cè)包括中央凹部。后者特別是沿著底板的整個長度構(gòu)成，與流動方向成直角且平行于尺寸減小器件的軸的縱向軸線。中央凹部優(yōu)選相對于中心縱向軸線對稱，所述中心縱向軸線平行于尺寸減小器件的軸的縱向軸線。例如中央凹部具有等腰梯形的形狀，其中所述梯形的較短底邊形成凹部的中間區(qū)域。
[0019]該梯形的較長底邊優(yōu)選大致在大致三角形的部分肋狀物的對稱軸線與其相應(yīng)基底的交點(diǎn)之間延伸。具體地，在兩個對準(zhǔn)的部分肋狀物之間構(gòu)成的U形凹谷的頂點(diǎn)與梯形的較短底邊的中心點(diǎn)重合。
[0020]對準(zhǔn)的部分肋狀物例如可以分別與導(dǎo)軌的與軸的縱向軸線平行的中心縱向軸線重合和鏡像對稱。此外，可做出規(guī)定，使得部分肋狀物的兩個三角形側(cè)面之間的相應(yīng)距離從基底在尖端的方向上變窄，即肋狀物在設(shè)置于底板上的底面區(qū)域中的厚度大于在倒圓尖端的區(qū)域中的距離。
[0021]根據(jù)尺寸減小裝置的實(shí)施例，尺寸減小器件的軸的縱軸線垂直取向，即直立，以及導(dǎo)軌的肋狀物水平取向。在這種情況下相應(yīng)的最上側(cè)和最下側(cè)的肋狀物可在殼體排出側(cè)上僅僅構(gòu)成單個部分肋狀物。取代導(dǎo)入側(cè)上的對準(zhǔn)的部分肋狀物，非結(jié)構(gòu)化的中間區(qū)域以延長的形式構(gòu)成。作為裝配下部殼體并容納軸承和密封件的結(jié)果，在其中集成偏轉(zhuǎn)導(dǎo)軌，而不是不存在部分肋狀物，所述偏轉(zhuǎn)導(dǎo)軌使得流偏轉(zhuǎn)到切割元件。作為該設(shè)計措施的結(jié)果，可以防止在軸密封區(qū)域中通流較大的固體顆粒。
[0022]本發(fā)明還涉及通過尺寸減小裝置用于減小固體顆粒尺寸的方法。固體顆粒作為液流中的懸浮液輸送通過尺寸減小裝置。懸浮液流動通過具有切割元件的至少兩個反向旋轉(zhuǎn)的尺寸減小器件，其中大的固體顆粒的尺寸被減小。具有不超過最大尺寸的固體顆粒的至少一部分懸浮液可在尺寸減小器件之一和導(dǎo)軌之間流動。懸浮液具體流動通過通道，所述通道構(gòu)成在位于導(dǎo)軌的指向尺寸減小器件的那側(cè)上突出的肋狀物之間。根據(jù)本發(fā)明，在流動通過所述導(dǎo)軌的通道的過程中進(jìn)行第二尺寸減小過程，在該過程中那些固體顆粒的尺寸減小，其不超過最大尺寸因此可輸送通過通道。
[0023]小的固體顆粒具體通過下述事實(shí)減小尺寸，所述事實(shí)即在懸浮液在尺寸減小器件和所述導(dǎo)軌之間通過的過程中至少在懸浮液內(nèi)部的區(qū)域中形成渦流。夾帶于懸浮液中的小固體顆粒在該區(qū)域中反復(fù)地朝向尺寸減小器件推進(jìn)，從而經(jīng)受進(jìn)一步的尺寸減小。當(dāng)懸浮液的流速在渦流形成的區(qū)域中也降低時，上述尤其可能發(fā)生。
[0024]本發(fā)明具體涉及尺寸減小裝置的帶有肋狀物的導(dǎo)軌的幾何構(gòu)型實(shí)施例，以及輸送通過尺寸減小裝置的懸浮液的相關(guān)聯(lián)的有利流動控制和流速(速度)。導(dǎo)軌上的肋狀物不構(gòu)成為連續(xù)的，而是包括中央加寬區(qū)域，其中流動通過該區(qū)域的懸浮液的固體顆粒被減速。此外，在該中央加寬區(qū)域中優(yōu)選形成渦流。這種渦流形成用于將固體顆粒朝向側(cè)軌并反復(fù)地朝向尺寸減小器件的切割元件引導(dǎo)。
[0025]替代所述特征或除了所述特征之外，該方法可包括上述裝置的一個或多個特征和/或特性。替代地或附加地，該裝置還可包括上述方法的單獨(dú)的或多個特征和/或特性。
[0026]導(dǎo)軌的特殊幾何特征的相互作用，特別是具有中央非結(jié)構(gòu)化U形湍流區(qū)域的導(dǎo)軌實(shí)施例，不同的流速區(qū)和兩部分式的肋狀物形狀導(dǎo)致包含于懸浮液中的固體顆粒通過尺寸減小裝置的有利流動特性，從而導(dǎo)致固體顆粒的更好的尺寸減小和均質(zhì)化，所述肋狀物形狀包括部分肋狀物的漸細(xì)，每一部分肋狀物構(gòu)成為三角形的形狀。特別是，確保固體顆粒的下述部分也特別好地減小尺寸且盡可能地均質(zhì)化，所述固體顆粒的所述部分不直接在兩個尺寸減小器件之間通過，而是在側(cè)面通過后者即尺寸減小器件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]將在下面借助于所附附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行更詳細(xì)的說明。在附圖中各個元件相對于彼此的尺寸比例不總是對應(yīng)于實(shí)際的尺寸比例，因?yàn)闉榱吮阌诟玫卣f明，某些形狀僅被簡化地表示，以及其它形狀可相對于其它元件擴(kuò)大地表示。
[0028]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有橫向?qū)к壍某叽鐪p小裝置。
[0029]圖2示出在每種情況下根據(jù)本發(fā)明的用于尺寸減小裝置的導(dǎo)軌的不同圖示。
[0030]圖3示意性地示出在每種情況下根據(jù)圖2根據(jù)本發(fā)明的在導(dǎo)軌的各種圖示中懸浮液的通流。
[0031]圖4示出根據(jù)本發(fā)明通過具有導(dǎo)軌的尺寸減小裝置的橫截面A-A(類似于圖1)。
[0032]附圖標(biāo)記清單
[0033]1尺寸減小裝置
[0034]2 殼體
[0035]3尺寸減小器件
[0036]4切割盤
[0037]5 軸
[0038]6間隔件
[0039]7 導(dǎo)軌
[0040]7* 突起
[0041]8肋狀物
[0042]9 槽口
[0043]10 導(dǎo)軌
[0044]11 底板
[0045]12肋狀物
[0046]13部分肋狀物
[0047]14中間區(qū)域
[0048]15中央凹部
[0049]16 基底
[0050]17U形凹谷
[0051]18鄰近中間區(qū)域的區(qū)域
[0052]19 尖端
[0053]20 通道
[0054]22 側(cè)部
[0055]30固體顆粒
[0056]40入口邊緣
[0057]42出口邊緣
[0058]45 渦流
[0059]α 角度
[0060]Β 寬度
[0061]D 厚度
[0062]Δ ν速度變化
[0063]FS 液流
[0064]γ 角度
[0065]L縱向軸線
[0066]S懸浮液
[0067]SR流動方向
[0068]ν 速度
[0069]I (部分)區(qū)段
[0070]II (部分)區(qū)段
[0071]III (部分)區(qū)段
[0072]IV (部分)區(qū)段
[0073]V (部分)區(qū)段

【具體實(shí)施方式】
[0074]相同的附圖標(biāo)記用于本發(fā)明的相同或等同作用的元件。此外，為了便于更清楚地觀察，在各圖中僅示出為了描述相應(yīng)附圖所需的附圖標(biāo)記。所示的實(shí)施例僅僅代表如何實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的裝置或者根據(jù)本發(fā)明的方法，而并不代表決定性的限制。
[0075]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有橫向?qū)к?的尺寸減小裝置1。具體地，圖1示出一個完整的尺寸減小裝置1，其中未示出前側(cè)壁。該側(cè)壁和相對的側(cè)壁包括用于包含固體顆粒的懸浮液的入口開口和相應(yīng)的出口開口。兩個尺寸減小器件3設(shè)置于以橫截面示出的殼體2內(nèi)。所述尺寸減小裝置分別包括多個切割盤4，所述切割盤4設(shè)置為在彼此之上的堆疊。尺寸減小器件3a的切割盤4a設(shè)置于公共軸5a上，以及尺寸減小器件3b的切割盤4b設(shè)置于第二公共軸5b上。在本例中，第二公共軸5b為驅(qū)動軸，其由例如馬達(dá)Μ的驅(qū)動裝置驅(qū)動。第一公共軸5a是從動或隨動軸5a，所述軸5a繞其縱向軸線相對于軸5b在相反方向上旋轉(zhuǎn)。
[0076]切割盤4分別由間隔件6彼此分隔開，其中間隔件6優(yōu)選具有與切割盤4相同的厚度，這樣尺寸減小器件3a的間隔件6位于與尺寸減小器件3b的切割盤4b相同的同一平面內(nèi)。以這種方式，尺寸減小器件3a的切割盤4a與另一尺寸減小器件3b的間隔件6b —起形成一對彼此一起操作的尺寸減小構(gòu)件。
[0077]導(dǎo)軌7在殼體2內(nèi)設(shè)置于尺寸減小器件3的側(cè)面處。所述導(dǎo)軌例如可包括在它們的相對端部處的三角形突起7*，所述突起用作用于使得固體顆粒朝向切割盤4切割齒的前邊緣偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)元件。從現(xiàn)有技術(shù)中已知的導(dǎo)軌7的示例性實(shí)施例在圖1B中示出，以及圖1C示出通過根據(jù)圖1A的具有根據(jù)圖1B中所示導(dǎo)軌7的尺寸減小裝置1的橫截面圖示。導(dǎo)軌7包括肋狀物8，在肋狀物8之間構(gòu)成槽口 9。肋狀物8和槽口 9平行于帶有將被減小尺寸的固體顆粒的液體的流動方向延伸。在每種情況下肋狀物8的指向尺寸減小器件3的那側(cè)構(gòu)成為凹入式拱部，尤其大致與尺寸減小器件3的切割盤4的外周邊處于形配合的方式。此外，導(dǎo)軌7靠近尺寸減小器件3設(shè)置，但與后者相距有距離，從而使得小固體顆?？梢酝ㄟ^，但大的固體顆粒不能通過。此外，導(dǎo)軌7的肋狀物8之間的距離很小，以至于在肋狀物8之間產(chǎn)生的流動通道防止尺寸未減小的廢物物料通過，但允許固體廢物的小固體顆粒借助于通流的液體通過。因此，尺寸未減小的廢物物料偏轉(zhuǎn)，且必須在兩個尺寸減小器件3a、3b之間通過，該尺寸減小器件適于將廢物物料的尺寸減小。
[0078]圖2示出在每種情況下根據(jù)本發(fā)明的用于根據(jù)圖1A的尺寸減小裝置1的導(dǎo)軌10的不同圖示。具體地，這樣的尺寸減小裝置1在每種情況下包括兩個彼此相對的導(dǎo)軌10，其鄰近包括兩部分式的尺寸減小裝置1 (參見圖1)的尺寸減小器件3a和3b的旋轉(zhuǎn)切割機(jī)構(gòu)定位。通過垂直于尺寸減小器件3a、3b的軸5a、5b的垂直布置，導(dǎo)軌10設(shè)置于殼體2的上部和下部之間。通過尺寸減小器件3a、3b的軸5a、5b的水平布置，導(dǎo)軌10被分配給殼體2的上側(cè)壁以及導(dǎo)軌10被分配給殼體2的下側(cè)壁。具體地，導(dǎo)軌10設(shè)置于殼體2的內(nèi)側(cè)上，平行于尺寸減小器件3a、3b的軸5a、5b的縱向軸線L5a、L5b(也參見圖1)。
[0079]圖2A示出導(dǎo)軌10的透視圖，圖2B示出俯視圖，圖2C示出從前側(cè)看到的視圖，以及圖2D示出側(cè)視圖。
[0080]導(dǎo)軌10還包括肋狀物12，類似于現(xiàn)有技術(shù)，其用于確保在肋狀物12之間產(chǎn)生的流動通道防止尺寸未減小的固體顆粒通過，但允許小的固體顆粒借助于通流液體通過。因而液體的通流增加，同時增強(qiáng)尺寸減小效果。
[0081]然而與圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)相比，肋狀物12有多個結(jié)構(gòu)性差異。具體地，它們的幾何形狀顯示下列特性:肋狀物12沿著導(dǎo)軌10的整個寬度B1(l不構(gòu)成連續(xù)的，而是各自分成兩個部分肋狀物13a、13b，其間具有所謂的無肋狀物的中間區(qū)域14。
[0082]構(gòu)成山狀的所有部分肋狀物13a的總體形式第一山脈，以及所有山狀的部分肋狀物13b的總體形成第二山脈。凹谷通過所有無肋狀物的中間區(qū)域14的總體在后者即山脈之間構(gòu)成，所述凹谷基本上沿著導(dǎo)軌的中心縱向軸線L1(l延伸，平行于尺寸減小器件3a、3b的軸5a、5b的縱向軸線L5a、L5b(也參見圖1)。
[0083]此外，導(dǎo)軌10的其上設(shè)置肋狀物12的基板11包括平行于尺寸減小器件3a、3b的軸5a、5b的縱向軸線L5a、L5b的中央凹部15 (也參見圖1)。在形成肋狀物12的對準(zhǔn)的部分肋狀物13a、13b之間的無肋狀物的中間區(qū)域14在每種情況下具體設(shè)置于基板11的中央凹部15內(nèi)。如將結(jié)合圖3更詳細(xì)解釋說明的那樣，無肋狀物的中間區(qū)域14形成具有較低流速v3的湍流區(qū)，在該區(qū)域中固體顆粒30通過碰撞到切割盤4的旋轉(zhuǎn)切割邊緣而減小尺寸(參見圖1和圖4)。
[0084]此外，肋狀物12在兩側(cè)上包括對稱的側(cè)面傾斜角，以便對流動到部分區(qū)段上的液流中的固體顆粒施加方向性的影響。部分肋狀物13a、13b具體具有大致等腰三角形的形狀，其中所述三角形的基底16被分配給底板11以及相對于基底定位的尖端19具有角度γ，優(yōu)選為倒圓的鈍角γ (st)。
[0085]如具體也可在圖2A、2D和2E中看到的那樣，肋狀物12的部分肋狀物13a、13b在底板11的區(qū)域內(nèi)從部分肋狀物13a、13b的基底16朝向它們的圓化尖端19變窄。這意味著在基底16的區(qū)域中的厚度D16大于在尖端19區(qū)域中的厚度D19。
[0086]此外，部分肋狀物13a、13b構(gòu)成為在它們的鄰近中間區(qū)域14的區(qū)域18a、18b內(nèi)首先較急劇地傾斜然后稍緩地傾斜，這樣在每種情況下在肋狀物12的兩個對準(zhǔn)的部分肋狀物13a、13b之間構(gòu)成U形的凹谷17。
[0087]圖3在每種情況下示意性地示出根據(jù)圖2根據(jù)本發(fā)明的在導(dǎo)軌10的各種圖示中帶有固體顆粒的懸浮液在流動方向SR上的通過。具體在圖3中形象地示出流速V。
[0088]圖4示出根據(jù)本發(fā)明通過具有導(dǎo)軌10的尺寸減小裝置1*的橫截面A_A(類似于圖1)，具體是根據(jù)本發(fā)明在兩個導(dǎo)軌10之間的兩個尺寸減小器件3a、3b的布置。將被減小尺寸的固體顆粒物30、30e作為液流FS中的懸浮液S傳送通過尺寸減小裝置1*。
[0089]在導(dǎo)軌10的相鄰肋狀物12之間構(gòu)成是通道20，只有具有限定的最大尺寸的小固體顆粒30κ可以進(jìn)入到該通道20內(nèi)。較大的固體顆粒30 e被引導(dǎo)回到主液流內(nèi)，從而引導(dǎo)回到尺寸減小器件3a、3b的切割盤4之間。小固體顆粒30κ的流動路線趨于遵循肋狀物12的幾何輪廓，小固體顆粒30κ進(jìn)入到在兩個相鄰肋狀物12之間構(gòu)成的通道20內(nèi)。
[0090]如結(jié)合圖2已經(jīng)描述的那樣，肋狀物12的每個部分區(qū)域13a、13b的輪廓結(jié)構(gòu)做出規(guī)定使得部分肋狀物13a、13b的厚度D從側(cè)向部分處的基底16開始朝向肋狀物高度或圓化尖端19變窄。流或通道20的橫截面面積朝向肋狀物12的基底16變窄使得較小的固體顆粒30κ能夠跟隨液流FS而沒有問題。另一方面，通道20的橫截面積在部分肋狀物13a、13b的尖端19處擴(kuò)大。這導(dǎo)致緊鄰旋轉(zhuǎn)切割盤4區(qū)域中的局部升高流速v+(具體參見圖3A和圖4)，其效果是流動通道20內(nèi)的較大固體顆粒30JI乎不可避免地進(jìn)入到由尺寸減小器件3a、3b構(gòu)成的尺寸減小裝置1*的切割機(jī)構(gòu)內(nèi)。
[0091]流動路線也遵循所述輪廓，因?yàn)椴糠掷郀钗?3a、13b的側(cè)壁分別具有減小肋狀物12的部分肋狀物13a、13b的壁厚或厚度D的傾向，以及因?yàn)樵诹鲌鲋辛鲃勇肪€總是在該場的任意點(diǎn)處相切于流動方向SR。在肋狀物12的中間區(qū)域14中，在該區(qū)域中肋狀物12不構(gòu)成連續(xù)的，小固體顆粒30κ在流動方向SR上經(jīng)受不同的變化。在中間區(qū)域中14存在具有增加自由度的流動區(qū)域。小固體顆粒3(^被限制在肋狀物12的流動通道20內(nèi)在部分肋狀物13a、13b的同一側(cè)上向前傳送，然而小固體顆粒30κ也可通過流動方向SR的小幅變化到流動方向SR1在中間區(qū)域14內(nèi)從部分區(qū)域13b的一側(cè)轉(zhuǎn)換到同一肋狀物12的對準(zhǔn)的部分區(qū)域13a的另一側(cè)。因而固體顆粒30κ可在中間區(qū)域14內(nèi)改變到不同的方向，優(yōu)選以相對于流動方向SR成銳角α的方式進(jìn)入到其它通道20內(nèi)。
[0092]因?yàn)樵诶郀钗?2的部分肋狀物13a、13b之間的通道20內(nèi)的流速相對而言高于外側(cè)尺寸減小器件3a、3b，且由于固體顆粒30κ具有相對小的質(zhì)量，其結(jié)果是重力的影響幾乎可以忽略不計，固體顆粒30κ?于湍流SR2也可改變進(jìn)入到在更高水平處的導(dǎo)軌10的通道20*內(nèi)(也參見圖2Α結(jié)合根據(jù)圖1Α的布置)。
[0093]具體地，在受控體積內(nèi)可確定四個速度變化Δν，其包括從導(dǎo)軌10的入口邊緣40到出口邊緣42的區(qū)段，包括存在于其中的所有肋狀物12。這些示于圖3Β中。
[0094]從力到^的第一速度變化Δ vl隨著進(jìn)入到區(qū)段II內(nèi)發(fā)生，其中通道20在肋狀物12的部分肋狀物13b之間構(gòu)成，其平行于流動方向SR。如果考慮連續(xù)性方程(具有保持的質(zhì)量)，其中:
[0095]vlX在區(qū)段I中的流入的懸浮液的橫截面面積
[0096]= v2X在區(qū)段II內(nèi)的通道20的橫截面面積
[0097]以及如果考慮Navier-Stokes方程(移動量)，那么有可能根據(jù)該速度場和壓力場對后者求解。因而可用面積減小，而速度相應(yīng)地增加，即在區(qū)段II中的流速v2大于在區(qū)段I中的流速vl。在流動通過區(qū)段I1、肋狀物12的部分肋狀物13b的端部之后，所述懸浮液進(jìn)入到區(qū)段III內(nèi)，該區(qū)段III具體包括在肋狀物12的對準(zhǔn)的部分肋狀物13a、13b之間的中間區(qū)域14。在此懸浮液經(jīng)受從v2到v3的第二速度變化Λν2。由于通流的橫截面積再次增加，通過速度變化Δ V2，懸浮液的速度v2降低到速度v3。
[0098]當(dāng)懸浮液進(jìn)入到之后的區(qū)段IV進(jìn)入到肋狀物12的部分肋狀物13a之間的通道20內(nèi)時，速度再次改變。通過從v3到v4的速度變化Δν3，流速依次增加，其中區(qū)段IV中的速度ν4趨于大致對應(yīng)于區(qū)段II中的速度v2。當(dāng)懸浮液然后最終從由肋狀物12形成的通道20離開時，確定尺寸減小裝置1*(參見圖4)的出口速度v5，其具有速度變化Λν4，在低于ν4的速度下。
[0099]在鄰近中間區(qū)域14的區(qū)域18a、18b(參見圖2A和2F)中的部分肋狀物13a、13b的實(shí)施例導(dǎo)致在中間區(qū)域14內(nèi)形成U形凹部，特別是U形凹谷17。具體地，這也由圖2E中所示的導(dǎo)軌10的底板的中央凹部15協(xié)助。渦流45由于流速v3和懸浮液的流動特性在中間區(qū)域14中的U形凹部內(nèi)形成。U形凹谷17由于流動力、表面張力和夾帶效應(yīng)(entrainmenteffect)開始形成渦流45，其然后又導(dǎo)致湍流并增加固體顆粒30、30κ夾帶于懸浮液中被反復(fù)朝向切割盤4推進(jìn)的概率。
[0100]本發(fā)明基于利用機(jī)械流動特性，由此以便產(chǎn)生適于固體顆粒30、30κ的附加尺寸減小的區(qū)域。從而預(yù)期實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有可用的雙軸尺寸減小裝置的基本尺寸減小性能上的改進(jìn)。從原則上而言，所述導(dǎo)軌相對于多軸尺寸減小裝置的相應(yīng)適應(yīng)性改變也是可以設(shè)想到的。
[0101]只要固體顆粒30、30e、30K—進(jìn)入尺寸減小裝置1*的吸入?yún)^(qū)就發(fā)生第一尺寸減小過程，固體顆粒30、30e、30K由于側(cè)向傾斜的部分肋狀物13b在切割盤4的方向上偏轉(zhuǎn)，特別是沿著等邊側(cè)部22。當(dāng)固體顆粒30、30e、30K接著沿著流動方向SR在肋狀物12的部分肋狀物13a、13b之間的通道20內(nèi)流動時，在部分區(qū)段II內(nèi)的即在到達(dá)肋狀物12的中間區(qū)域14之前的流速v2增加。一旦懸浮液到達(dá)在肋狀物12的對準(zhǔn)的部分肋狀物13a、13b之間的中間區(qū)域14，其流速v3由于橫截面面積增大而減小。此外，該形狀構(gòu)造刺激渦流45的形成。
[0102]在這些條件下夾帶于懸浮液中的固體顆粒30、30κ傾向于更頻繁地朝向切割盤4供給到中間區(qū)域14內(nèi)。從而使得能夠進(jìn)行次級切割過程或尺寸減小過程，這實(shí)際上是與切割盤4的切割邊緣的碰撞并帶來固體顆粒30、30κ的進(jìn)一步尺寸減小。固體顆粒30、30KS后進(jìn)入到部分區(qū)段IV內(nèi)，在該部分區(qū)段IV內(nèi)通道20再次在肋狀物12的部分肋狀物13a之間構(gòu)成，在這之后，它們則完全離開尺寸減小裝置。
[0103]特別是在圖3B和3D中，還可以看出最上側(cè)和最下側(cè)肋狀物12*在每種情況下只包括一個部分區(qū)域13a以及相鄰的加長中間區(qū)域14*。具體地，最上側(cè)和最下側(cè)的肋狀物12*不包括與部分區(qū)域13a對準(zhǔn)的任何部分區(qū)域13b。作為該設(shè)計措施的結(jié)果，能夠防止在軸密封區(qū)域中通過較大的固體顆粒。
[0104]通過參照優(yōu)選實(shí)施例已對本發(fā)明進(jìn)行了描述。然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)想到可對本發(fā)明做出變型或修改，而不脫離在本申請權(quán)利要求中所要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于固體顆粒(30)的尺寸減小裝置(1，I*)，其中固體顆粒(30)作為液流(FS)中的懸浮液(S)輸送通過尺寸減小裝置(1，I*)，所述尺寸減小裝置(1，1*)具有殼體(2)，該殼體在相對兩側(cè)(40，42)至少部分地開放以便于在流動方向(SR)上引入和排出懸浮液(S)，其中至少兩個反向旋轉(zhuǎn)的尺寸減小器件(3，3a，3b)設(shè)置于殼體(2)內(nèi)，其中每個尺寸減小器件(3，3a，3b)包括多個切割元件(4，4a，4b)，所述切割元件(4，4a，4b)分別設(shè)置于公共的旋轉(zhuǎn)軸(5a，5b)上，其中每個旋轉(zhuǎn)軸(5a，5b)具有縱向軸線(L5a，L5b)，其中懸浮液(S)的流動方向(SR)垂直于尺寸減小器件(3，3a，3b)的軸(5a，5b)的縱向軸線(L5a，L5b)，其中在每種情況下具有與尺寸減小器件(3，3a，3b)的軸(5a，5b)的縱向軸線(L5a，L5b)平行的縱向軸線(Lltl)的兩個彼此相對的導(dǎo)軌(7，10)分配給尺寸減小器件(3，3a，3b)，其中每個導(dǎo)軌(7，10)包括底板(11)，在底板(11)上的在其間具有通道(9,20)的肋狀物(8，12)平行于流動方向(SR)構(gòu)成在所述底板的朝向尺寸減小器件(3，3a，3b)的那側(cè)上，其中液流(FS)和夾帶于其中的具有由通道(20)的寬度所預(yù)先確定的最大尺寸的固體顆粒(30，30κ)的懸浮液能夠輸送通過通道(9，20)，其特征在于，每個肋狀物(12)僅僅覆蓋所述導(dǎo)軌(10)寬度(B10)的平行于流動方向(SR)的至少部分區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尺寸減小裝置(1，I*)，其特征在于，每個肋狀物(12)包括兩個對準(zhǔn)的部分肋狀物(13a，13b)，其中在對準(zhǔn)的部分肋狀物(13a，13b)之間構(gòu)成中央的基本上非結(jié)構(gòu)化的中間區(qū)域(14)，在該中間區(qū)域(14)內(nèi)進(jìn)行小固體顆粒(30κ)的第二尺寸減小過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尺寸減小裝置(1，I*)，其特征在于，在導(dǎo)軌(10)的對準(zhǔn)的部分肋狀物(13a，13b)的總體之間的凹谷(17)構(gòu)成于導(dǎo)軌(10)的中間區(qū)域內(nèi)，平行于尺寸減小器件(3，3a，3b)的軸(5a，5b)的縱向軸線(L5a，L5b)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的尺寸減小裝置(1，1*)，其特征在于，在未由肋狀物(12)覆蓋的導(dǎo)軌(10)的寬度(Bltl)的部分區(qū)域中，液流(FS)和夾帶于液流(FS)中的不超過最大尺寸的固體顆粒(30，30κ)能夠從兩個肋狀物(12)之間構(gòu)成的通道(20)傳送到在另外兩個肋狀物(12)之間構(gòu)成的通道(20)內(nèi)，特別是其中在肋狀物(12)的對準(zhǔn)的部分肋狀物(13a，13b)之間的中間區(qū)域(14)內(nèi)，包含液流(FS)和夾帶的固體顆粒(30，30κ)的懸浮液(S)能夠從兩個肋狀物(12)之間構(gòu)成的通道(20)傳送到在兩個肋狀物(12)之間構(gòu)成的另一通道(20)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的尺寸減小裝置(1，I*)，其特征在于，具有包含液流(FS)和夾帶的固體顆粒(30，30κ)的懸浮液⑶的不同流速(V)的不同的部分區(qū)域(II，III，IV)被分配給尺寸減小裝置(I*)的導(dǎo)軌(10)，其中所述懸浮液⑶在流動方向(SR)上相繼流動通過部分區(qū)域(II，III，IV)，特別是其中在包括肋狀物(12)的第一部分區(qū)域(II )內(nèi)，懸浮液(S)流動通過的橫截面面積減小以及懸浮液(S)的流速(ν2)相比于進(jìn)入到尺寸減小裝置(1，1*)內(nèi)的懸浮液(S)的入口速度(Vl)增加，其中，在不包括肋狀物(12)的第二部分區(qū)域(III)內(nèi)，懸浮液(S)流動通過的橫截面面積相比于在所述第一部分區(qū)域(II)內(nèi)的橫截面面積增大，以及懸浮液(S)的流動速度(v3)相比于在所述第一部分區(qū)域(II)內(nèi)的流速(v2)減小，其中，在包括肋狀物(12)的第三部分區(qū)域(IV)內(nèi)，懸浮液(S)流動通過的橫截面面積相比于在所述第二部分區(qū)域(III)內(nèi)的橫截面面積減小，以及懸浮液(S)的流動速度(v4)相比于在所述第二部分區(qū)域(III)內(nèi)的流速(v3)增加，以及懸浮液(S)流動通過的橫截面面積相比于在所述第三部分區(qū)域(IV)內(nèi)的橫截面面積增加，以及懸浮液(S)離開尺寸減小裝置(1，1*)的出口速度(V5)相比于在所述第三部分區(qū)域(IV)內(nèi)的流速(v4)減小，特別是其中在所述第一部分區(qū)域(II)內(nèi)的流動速度(v2)大致對應(yīng)于在第三部分區(qū)域(IV )內(nèi)的流速(v4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的尺寸減小裝置(1，I*)，其特征在于，部分肋狀物(13a，13b)分別包括平行于流動方向(SR)的大致構(gòu)成等腰三角形的側(cè)面，其中所述等腰三角形的基底(16)設(shè)置于所述導(dǎo)軌(10)的底板(11)上，并且其中三角形的與基底(16)相對定位且指向尺寸減小器件(3，3a，3b)方向的尖端(19)倒圓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的尺寸減小裝置(1，I*)，其特征在于，在其相鄰于中間區(qū)域(14)的區(qū)域(18a，18b)中，部分肋狀物(13a，13b)分別構(gòu)成為首先朝向中間區(qū)域(14)較急劇地傾斜然后稍緩地傾斜，以使得在兩個對準(zhǔn)的部分肋狀物(13a，13b)之間在中間區(qū)域(14)中構(gòu)成大致U形的凹谷(17)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7任一項(xiàng)所述的尺寸減小裝置(1，I*)，其特征在于，導(dǎo)軌(10)的底板(11)包括中央凹部(15)，該中央凹部相對于導(dǎo)軌(10)的中心縱向軸線(Lltl)對稱，所述中心縱向軸線(Lltl)平行于尺寸減小器件(3，3a，3b)的軸(5a，5b)的縱向軸線(L5a，L5b)，特別是，其中中央凹部(15)的橫截面面積具有等腰梯形的形狀，其中所述梯形的較短底邊形成凹部的中間區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的尺寸減小裝置(1，1*)，其特征在于，U形凹谷(17)的頂點(diǎn)與梯形的較短底邊的中心點(diǎn)重合。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的尺寸減小裝置(1，I*)，其特征在于，對準(zhǔn)的部分肋狀物(13a，13b)與導(dǎo)軌(10)的與軸(5a，5b)的縱向軸線(L5a，L5b)平行的中心縱向軸線(L10)鏡像對稱。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至10任一項(xiàng)所述的尺寸減小裝置(1，I*)，其特征在于，在部分肋狀物(13a，13b)的兩個三角形側(cè)面之間的相應(yīng)距離⑶從基底(16)在尖端(19)的方向上變窄。
12.根據(jù)權(quán)利要求2至11任一項(xiàng)所述的尺寸減小裝置(1，I*)，其特征在于，尺寸減小器件(3，3a，3b)的軸(5a，5b)的縱向軸線(L5a，L5b)垂直取向，以及導(dǎo)軌(10)的肋狀物(12)水平取向，其中相應(yīng)的最上側(cè)和最下側(cè)的肋狀物(12*)在殼體(2)排出側(cè)(42)上僅僅包括一個部分肋狀物(13a)，并且在導(dǎo)入側(cè)(40)的區(qū)域中包括加長的非結(jié)構(gòu)化的中間區(qū)域(14*)ο
13.用于減小固體顆粒(30)的尺寸的方法，其中固體顆粒(30)作為液流(FS)中的懸浮液(S)輸送通過尺寸減小裝置(1，I*)，其中懸浮液(S)流動通過至少兩個反向旋轉(zhuǎn)的尺寸減小器件(3，3a，3b)，其中固體顆粒(30)以及特別是較大的固體顆粒(30e)的尺寸在第一尺寸減小過程中被減小，其中具有不超過最大尺寸的固體顆粒(30κ)的至少一部分懸浮液在尺寸減小裝置(3)之間流動并進(jìn)入到通道(20)內(nèi)，所述通道(20)在導(dǎo)軌(10)的肋狀物(12)之間構(gòu)成，其特征在于，在液流流動通過所述導(dǎo)軌(10)過程中進(jìn)行較小固體顆粒(30κ)的第二尺寸減小過程。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于減小固體顆粒(30)的尺寸的方法，其特征在于，在懸浮液在尺寸減小器件(3)和所述導(dǎo)軌(10)之間通過的過程中至少在懸浮液(S)內(nèi)部的區(qū)域中形成渦流(45)，以使得夾帶于懸浮液(S)中的不超過最大尺寸的固體顆粒(30κ)反復(fù)地朝向尺寸減小器件推進(jìn)，從而經(jīng)受進(jìn)一步的尺寸減小。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于減小固體顆粒(30)的尺寸的方法，其特征在于，在渦流形成的區(qū)域(III)內(nèi)懸浮液(S)的流速(ν3)減小。
【文檔編號】B02C23/36GK104437814SQ201410460644
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
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