用于减小固体颗粒尺寸的尺寸减小装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于固体颗粒的尺寸减小装置，固体颗粒作为液流中的悬浮液输送通过尺寸减小装置。尺寸减小装置包括壳体，其在相对两侧至少部分地开放以便于在流动方向上引入和排出悬浮液的目的。至少两个反向旋转的尺寸减小器件设置于壳体内，其中每个尺寸减小器件优选包括多个切割元件，该切割元件分别设置于具有纵向轴线的公共的旋转轴上。该悬浮液的流动方向相对于尺寸减小器件的轴的纵向轴线成直角。具有在每种情况下与尺寸减小器件的轴的纵向轴线平行的纵向轴线的两个彼此相对的导轨分配给尺寸减小器件。根据本发明，每个肋状物仅仅覆盖导轨宽度的平行于流动方向的至少部分区域。
【专利说明】用于减小固体颗粒尺寸的尺寸减小装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于减小固体颗粒尺寸的尺寸减小装置和方法。
【背景技术】
[0002]本发明涉及尺寸减小装置，其具体用于(初步地)减小待泵送物料的尺寸，例如用于减小通过偏心螺杆泵或诸如此类装置所传送物料的尺寸。这种尺寸减小装置例如在沼气设备、污水处理厂等中使用，以便对废水或诸如此类物质中的粗粒组分初步进行尺寸减小到可泵送的尺寸。
[0003]DE 3782387T2描述了用于减小固体废物物料尺寸的装置。固体废物物料被引入到反向旋转、互相啮合的切割元件的中间空间内。具体地，切割元件是具有径向突出切割齿的切割盘。固体物料优选借助于液体输送通过切割元件的反向旋转的布置。该文献还描述了导轨，其平行于液体的流动方向延伸并包括多个平行布置的指状物，所述指状物之间构成槽口。指状物之间的间距很小，以至于在它们之间所产生的流动通道阻止尺寸未减小的废物物料通过，但允许固体废物的小颗粒借助于流通的液体通过所述流动通道。从而液体的流率增加，同时增强尺寸减小效果。
[0004]US 5160095描述了用于固体或悬浮于溶液中的固体的尺寸减小装置。后者包括两列堆叠的反向旋转切割盘，所述切割盘优选包括作为切割装置的齿。两列堆叠的切割盘设置于两个侧轨之间。每个侧轨包括多个肋状物，在每种情况下在肋状物之间构成凹部。肋状物和凹部相对于所述切割盘的平面成角度设置，这样两个或多个切割盘延伸经过每个肋状物。具体地，至少两个切割盘的齿定位成靠近相应的肋状物，以至于实现对由流体输送通过肋状物之间凹部的每一个固体实现良好的尺寸减小。具体地，流动通过的固体的最大尺寸可精确地由该布置来控制而不会降低流速。
[0005]本发明的问题在于实现固体颗粒的特别均匀的尺寸减小，其相比于现有技术有所改进以便保护之后的装置，其中具体地不允许较大的颗粒流动通过尺寸减小装置而不经受尺寸减小。
[0006]上述问题由本发明的用于减小固体颗粒尺寸的尺寸减小装置和方法来解决。进一步的有利实施例在从属权利要求中描述。
【发明内容】
[0007]本发明涉及一种用于固体颗粒的尺寸减小装置。固体颗粒作为液流中的悬浮液输送通过尺寸减小装置。也就是说，固体颗粒已经存在于悬浮液中，例如作为在污水处理厂或诸如此类中的废水。或者固体颗粒悬浮于水或其它合适的液体中，然后被输送通过尺寸减小装置。
[0008]尺寸减小装置包括壳体，其在相对两侧至少部分地开放以便于在流动方向上引入和排出悬浮液的目的。至少两个反向旋转的尺寸减小器件设置于壳体内。每个尺寸减小器件优选包括多个切割元件，所述切割元件分别设置于公共的旋转轴上。每个旋转轴具有纵向轴线，其中所述纵向轴线平行于彼此设置。具体地，所述切割元件构成为切割盘，与圆锯的锯片相当，且在每种情况下由间隔件彼此分隔开。间隔件优选具有与切割盘相同的厚度，这样第一尺寸减小器件的间隔件位于与第二尺寸减小器件的切割盘相同的同一平面内。从而所述第一尺寸减小器件的切割盘与所述第二尺寸减小器件的间隔件一起形成一对彼此一起操作的尺寸减小元件。
[0009]悬浮液的流动方向垂直于尺寸减小器件的轴的纵向轴线，这样夹带于悬浮液中的固体颗粒优选在至少两个尺寸减小器件之间输送。
[0010]此外，平行于尺寸减小器件的轴的纵向轴线的两个彼此相对的导轨分配给尺寸减小器件。每个导轨包括底板。在其间存在通道的肋状物平行于流动方向构成在底板的朝向相应相邻的尺寸减小器件的那侧上。悬浮液可以流动通过这些通道，只要其中夹带的固体颗粒不超过由通道宽度所预先确定的最大尺寸即可。通过导轨，具体地防止超过由通道尺寸所预先确定的最大尺寸的固体颗粒在所述侧输送通过尺寸减小器件，而不经受尺寸减小。相反，这些大的固体颗粒被迫再次返回到中央悬浮液流内且在至少两个尺寸减小器件之间输送，从而经受尺寸减小。
[0011]根据本发明，肋状物以及在肋状物之间构成的通道仅仅分别覆盖导轨宽度的至少部分区域。
[0012]根据一个特别优选的实施例，每个肋状物包括两个对准的部分肋状物。在对准的部分肋状物之间构成中央的基本上非结构化的中间区域。导轨的对准的部分肋状物的总体之间的凹谷从而具体构成于导轨的平行于尺寸减小器件的轴的纵向轴线的中间区域内。具体地，凹谷底部包括非结构化的区域，其没有肋状物或部分肋状物以及在后者即部分肋状物之间构成的通道，在该区域内进行小固体颗粒的第二尺寸减小过程。
[0013]根据一个实施例，在导轨宽度上的未由肋状物覆盖的大部分非结构化的部分区域中的悬浮液可从两个肋状物之间构成的通道传送到在另外两个肋状物之间构成的通道内。具体地，在肋状物的对准的部分肋状物之间的中间区域内包含液流和夹带的固体颗粒的悬浮液可从两个肋状物之间构成的通道传送到在另外两个肋状物之间构成的通道内。例如，如果固体颗粒流动通过在第一和第二部分肋状物之间构成的通道并且进入到非结构化的中间区域内，在该中间区域内会发生固体颗粒流动方向的偏转，其原因在于所述固体颗粒不再携载于由通道所限定的路径内。例如，对于固体颗粒而言可以发生偏转，以至于现在所述固体颗粒在第二对准的部分肋状物和第三对准的部分肋状物之间构成的通道内向前输送。
[0014]根据本发明的一个实施例，具有悬浮液不同流速的不同的部分区域被分配给尺寸减小装置的导轨，所述悬浮液包括液流和所夹带的固体颗粒。悬浮液在流动方向上相继流动通过部分区域。该悬浮液以入口速度输送到尺寸减小装置内。在包括肋状物的第一部分区域内，悬浮液流动通过的横截面面积小于入口区域。根据连续性方程(具有保持的质量(with retent1n of the mass))和 Navier-Stokes (纳维斯托克斯)方程(移动量)，从而产生悬浮液的增大的流速。当悬浮液到达不包括肋状物的第二部分区域时，流速减小，其原因在于在该区域内通流的横截面增大。
[0015]相似于前述，在悬浮液进入到包括肋状物以及横截面积再次减小的之后的第三部分区域时，悬浮液的流速增加，并且当悬浮液从尺寸减小装置离开时由于出口面积增加而下降。在所述第一部分区域内的流速优选大致等于在第三部分区域内的流速，以及进入到尺寸减小装置内的悬浮液的入口速度优选对应于悬浮液离开尺寸减小装置的出口速度。
[0016]根据本发明的一个实施例，部分肋状物分别包括平行于流动方向的大致构成等腰三角形的侧面，其中所述等腰三角形的基底设置于所述导轨的底板上，并且其中三角形的与基底相对定位且指向尺寸减小器件方向的尖端优选倒圆。
[0017]在其与非结构化中间区域相邻的区域中，部分肋状物优选构成为首先朝向中间区域较急剧地倾斜然后稍缓地倾斜，这样在两个对准的部分肋状物之间构成大致U形的凹谷。如已经描述的那样，悬浮液在中间区域内的流速小于在相邻的部分区域内的流速。从而该悬浮液在中间区域内停留时间更长。此外，中间区域的U形促进涡流的形成和湍流，从而包含于悬浮液中的固体颗粒被反复地朝向尺寸减小器件的邻近导轨的切割元件推进并通过碰撞而经受进一步的尺寸减小。
[0018]肋状物，特别是对准的部分肋状物设置于导轨的底板上，以至于用于悬浮液的相应通道在底板的指向尺寸减小器件的那侧和(部分)肋状物的侧面之间构成。根据本发明的一个实施例，底板的指向尺寸减小器件的那侧包括中央凹部。后者特别是沿着底板的整个长度构成，与流动方向成直角且平行于尺寸减小器件的轴的纵向轴线。中央凹部优选相对于中心纵向轴线对称，所述中心纵向轴线平行于尺寸减小器件的轴的纵向轴线。例如中央凹部具有等腰梯形的形状，其中所述梯形的较短底边形成凹部的中间区域。
[0019]该梯形的较长底边优选大致在大致三角形的部分肋状物的对称轴线与其相应基底的交点之间延伸。具体地，在两个对准的部分肋状物之间构成的U形凹谷的顶点与梯形的较短底边的中心点重合。
[0020]对准的部分肋状物例如可以分别与导轨的与轴的纵向轴线平行的中心纵向轴线重合和镜像对称。此外，可做出规定，使得部分肋状物的两个三角形侧面之间的相应距离从基底在尖端的方向上变窄，即肋状物在设置于底板上的底面区域中的厚度大于在倒圆尖端的区域中的距离。
[0021]根据尺寸减小装置的实施例，尺寸减小器件的轴的纵轴线垂直取向，即直立，以及导轨的肋状物水平取向。在这种情况下相应的最上侧和最下侧的肋状物可在壳体排出侧上仅仅构成单个部分肋状物。取代导入侧上的对准的部分肋状物，非结构化的中间区域以延长的形式构成。作为装配下部壳体并容纳轴承和密封件的结果，在其中集成偏转导轨，而不是不存在部分肋状物，所述偏转导轨使得流偏转到切割元件。作为该设计措施的结果，可以防止在轴密封区域中通流较大的固体颗粒。
[0022]本发明还涉及通过尺寸减小装置用于减小固体颗粒尺寸的方法。固体颗粒作为液流中的悬浮液输送通过尺寸减小装置。悬浮液流动通过具有切割元件的至少两个反向旋转的尺寸减小器件，其中大的固体颗粒的尺寸被减小。具有不超过最大尺寸的固体颗粒的至少一部分悬浮液可在尺寸减小器件之一和导轨之间流动。悬浮液具体流动通过通道，所述通道构成在位于导轨的指向尺寸减小器件的那侧上突出的肋状物之间。根据本发明，在流动通过所述导轨的通道的过程中进行第二尺寸减小过程，在该过程中那些固体颗粒的尺寸减小，其不超过最大尺寸因此可输送通过通道。
[0023]小的固体颗粒具体通过下述事实减小尺寸，所述事实即在悬浮液在尺寸减小器件和所述导轨之间通过的过程中至少在悬浮液内部的区域中形成涡流。夹带于悬浮液中的小固体颗粒在该区域中反复地朝向尺寸减小器件推进，从而经受进一步的尺寸减小。当悬浮液的流速在涡流形成的区域中也降低时，上述尤其可能发生。
[0024]本发明具体涉及尺寸减小装置的带有肋状物的导轨的几何构型实施例，以及输送通过尺寸减小装置的悬浮液的相关联的有利流动控制和流速(速度)。导轨上的肋状物不构成为连续的，而是包括中央加宽区域，其中流动通过该区域的悬浮液的固体颗粒被减速。此外，在该中央加宽区域中优选形成涡流。这种涡流形成用于将固体颗粒朝向侧轨并反复地朝向尺寸减小器件的切割元件引导。
[0025]替代所述特征或除了所述特征之外，该方法可包括上述装置的一个或多个特征和/或特性。替代地或附加地，该装置还可包括上述方法的单独的或多个特征和/或特性。
[0026]导轨的特殊几何特征的相互作用，特别是具有中央非结构化U形湍流区域的导轨实施例，不同的流速区和两部分式的肋状物形状导致包含于悬浮液中的固体颗粒通过尺寸减小装置的有利流动特性，从而导致固体颗粒的更好的尺寸减小和均质化，所述肋状物形状包括部分肋状物的渐细，每一部分肋状物构成为三角形的形状。特别是，确保固体颗粒的下述部分也特别好地减小尺寸且尽可能地均质化，所述固体颗粒的所述部分不直接在两个尺寸减小器件之间通过，而是在侧面通过后者即尺寸减小器件。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]将在下面借助于所附附图对本发明的示例性实施例及其优点进行更详细的说明。在附图中各个元件相对于彼此的尺寸比例不总是对应于实际的尺寸比例，因为为了便于更好地说明，某些形状仅被简化地表示，以及其它形状可相对于其它元件扩大地表示。
[0028]图1示出根据现有技术的具有横向导轨的尺寸减小装置。
[0029]图2示出在每种情况下根据本发明的用于尺寸减小装置的导轨的不同图示。
[0030]图3示意性地示出在每种情况下根据图2根据本发明的在导轨的各种图示中悬浮液的通流。
[0031]图4示出根据本发明通过具有导轨的尺寸减小装置的横截面A-A(类似于图1)。
[0032]附图标记清单
[0033]1尺寸减小装置
[0034]2 壳体
[0035]3尺寸减小器件
[0036]4切割盘
[0037]5 轴
[0038]6间隔件
[0039]7 导轨
[0040]7* 突起
[0041]8肋状物
[0042]9 槽口
[0043]10 导轨
[0044]11 底板
[0045]12肋状物
[0046]13部分肋状物
[0047]14中间区域
[0048]15中央凹部
[0049]16 基底
[0050]17U形凹谷
[0051]18邻近中间区域的区域
[0052]19 尖端
[0053]20 通道
[0054]22 侧部
[0055]30固体颗粒
[0056]40入口边缘
[0057]42出口边缘
[0058]45 涡流
[0059]α 角度
[0060]Β 宽度
[0061]D 厚度
[0062]Δ ν速度变化
[0063]FS 液流
[0064]γ 角度
[0065]L纵向轴线
[0066]S悬浮液
[0067]SR流动方向
[0068]ν 速度
[0069]I (部分)区段
[0070]II (部分)区段
[0071]III (部分)区段
[0072]IV (部分)区段
[0073]V (部分)区段
【具体实施方式】
[0074]相同的附图标记用于本发明的相同或等同作用的元件。此外，为了便于更清楚地观察，在各图中仅示出为了描述相应附图所需的附图标记。所示的实施例仅仅代表如何实施根据本发明的装置或者根据本发明的方法，而并不代表决定性的限制。
[0075]图1示出根据现有技术的具有横向导轨7的尺寸减小装置1。具体地，图1示出一个完整的尺寸减小装置1，其中未示出前侧壁。该侧壁和相对的侧壁包括用于包含固体颗粒的悬浮液的入口开口和相应的出口开口。两个尺寸减小器件3设置于以横截面示出的壳体2内。所述尺寸减小装置分别包括多个切割盘4，所述切割盘4设置为在彼此之上的堆叠。尺寸减小器件3a的切割盘4a设置于公共轴5a上，以及尺寸减小器件3b的切割盘4b设置于第二公共轴5b上。在本例中，第二公共轴5b为驱动轴，其由例如马达Μ的驱动装置驱动。第一公共轴5a是从动或随动轴5a，所述轴5a绕其纵向轴线相对于轴5b在相反方向上旋转。
[0076]切割盘4分别由间隔件6彼此分隔开，其中间隔件6优选具有与切割盘4相同的厚度，这样尺寸减小器件3a的间隔件6位于与尺寸减小器件3b的切割盘4b相同的同一平面内。以这种方式，尺寸减小器件3a的切割盘4a与另一尺寸减小器件3b的间隔件6b —起形成一对彼此一起操作的尺寸减小构件。
[0077]导轨7在壳体2内设置于尺寸减小器件3的侧面处。所述导轨例如可包括在它们的相对端部处的三角形突起7*，所述突起用作用于使得固体颗粒朝向切割盘4切割齿的前边缘偏转的偏转元件。从现有技术中已知的导轨7的示例性实施例在图1B中示出，以及图1C示出通过根据图1A的具有根据图1B中所示导轨7的尺寸减小装置1的横截面图示。导轨7包括肋状物8，在肋状物8之间构成槽口 9。肋状物8和槽口 9平行于带有将被减小尺寸的固体颗粒的液体的流动方向延伸。在每种情况下肋状物8的指向尺寸减小器件3的那侧构成为凹入式拱部，尤其大致与尺寸减小器件3的切割盘4的外周边处于形配合的方式。此外，导轨7靠近尺寸减小器件3设置，但与后者相距有距离，从而使得小固体颗粒可以通过，但大的固体颗粒不能通过。此外，导轨7的肋状物8之间的距离很小，以至于在肋状物8之间产生的流动通道防止尺寸未减小的废物物料通过，但允许固体废物的小固体颗粒借助于通流的液体通过。因此，尺寸未减小的废物物料偏转，且必须在两个尺寸减小器件3a、3b之间通过，该尺寸减小器件适于将废物物料的尺寸减小。
[0078]图2示出在每种情况下根据本发明的用于根据图1A的尺寸减小装置1的导轨10的不同图示。具体地，这样的尺寸减小装置1在每种情况下包括两个彼此相对的导轨10，其邻近包括两部分式的尺寸减小装置1 (参见图1)的尺寸减小器件3a和3b的旋转切割机构定位。通过垂直于尺寸减小器件3a、3b的轴5a、5b的垂直布置，导轨10设置于壳体2的上部和下部之间。通过尺寸减小器件3a、3b的轴5a、5b的水平布置，导轨10被分配给壳体2的上侧壁以及导轨10被分配给壳体2的下侧壁。具体地，导轨10设置于壳体2的内侧上，平行于尺寸减小器件3a、3b的轴5a、5b的纵向轴线L5a、L5b(也参见图1)。
[0079]图2A示出导轨10的透视图，图2B示出俯视图，图2C示出从前侧看到的视图，以及图2D示出侧视图。
[0080]导轨10还包括肋状物12，类似于现有技术，其用于确保在肋状物12之间产生的流动通道防止尺寸未减小的固体颗粒通过，但允许小的固体颗粒借助于通流液体通过。因而液体的通流增加，同时增强尺寸减小效果。
[0081]然而与图1中所示的现有技术相比，肋状物12有多个结构性差异。具体地，它们的几何形状显示下列特性:肋状物12沿着导轨10的整个宽度B1(l不构成连续的，而是各自分成两个部分肋状物13a、13b，其间具有所谓的无肋状物的中间区域14。
[0082]构成山状的所有部分肋状物13a的总体形式第一山脉，以及所有山状的部分肋状物13b的总体形成第二山脉。凹谷通过所有无肋状物的中间区域14的总体在后者即山脉之间构成，所述凹谷基本上沿着导轨的中心纵向轴线L1(l延伸，平行于尺寸减小器件3a、3b的轴5a、5b的纵向轴线L5a、L5b(也参见图1)。
[0083]此外，导轨10的其上设置肋状物12的基板11包括平行于尺寸减小器件3a、3b的轴5a、5b的纵向轴线L5a、L5b的中央凹部15 (也参见图1)。在形成肋状物12的对准的部分肋状物13a、13b之间的无肋状物的中间区域14在每种情况下具体设置于基板11的中央凹部15内。如将结合图3更详细解释说明的那样，无肋状物的中间区域14形成具有较低流速v3的湍流区，在该区域中固体颗粒30通过碰撞到切割盘4的旋转切割边缘而减小尺寸(参见图1和图4)。
[0084]此外，肋状物12在两侧上包括对称的侧面倾斜角，以便对流动到部分区段上的液流中的固体颗粒施加方向性的影响。部分肋状物13a、13b具体具有大致等腰三角形的形状，其中所述三角形的基底16被分配给底板11以及相对于基底定位的尖端19具有角度γ，优选为倒圆的钝角γ (st)。
[0085]如具体也可在图2A、2D和2E中看到的那样，肋状物12的部分肋状物13a、13b在底板11的区域内从部分肋状物13a、13b的基底16朝向它们的圆化尖端19变窄。这意味着在基底16的区域中的厚度D16大于在尖端19区域中的厚度D19。
[0086]此外，部分肋状物13a、13b构成为在它们的邻近中间区域14的区域18a、18b内首先较急剧地倾斜然后稍缓地倾斜，这样在每种情况下在肋状物12的两个对准的部分肋状物13a、13b之间构成U形的凹谷17。
[0087]图3在每种情况下示意性地示出根据图2根据本发明的在导轨10的各种图示中带有固体颗粒的悬浮液在流动方向SR上的通过。具体在图3中形象地示出流速V。
[0088]图4示出根据本发明通过具有导轨10的尺寸减小装置1*的横截面A_A(类似于图1)，具体是根据本发明在两个导轨10之间的两个尺寸减小器件3a、3b的布置。将被减小尺寸的固体颗粒物30、30e作为液流FS中的悬浮液S传送通过尺寸减小装置1*。
[0089]在导轨10的相邻肋状物12之间构成是通道20，只有具有限定的最大尺寸的小固体颗粒30κ可以进入到该通道20内。较大的固体颗粒30 e被引导回到主液流内，从而引导回到尺寸减小器件3a、3b的切割盘4之间。小固体颗粒30κ的流动路线趋于遵循肋状物12的几何轮廓，小固体颗粒30κ进入到在两个相邻肋状物12之间构成的通道20内。
[0090]如结合图2已经描述的那样，肋状物12的每个部分区域13a、13b的轮廓结构做出规定使得部分肋状物13a、13b的厚度D从侧向部分处的基底16开始朝向肋状物高度或圆化尖端19变窄。流或通道20的横截面面积朝向肋状物12的基底16变窄使得较小的固体颗粒30κ能够跟随液流FS而没有问题。另一方面，通道20的横截面积在部分肋状物13a、13b的尖端19处扩大。这导致紧邻旋转切割盘4区域中的局部升高流速v+(具体参见图3A和图4)，其效果是流动通道20内的较大固体颗粒30JI乎不可避免地进入到由尺寸减小器件3a、3b构成的尺寸减小装置1*的切割机构内。
[0091]流动路线也遵循所述轮廓，因为部分肋状物13a、13b的侧壁分别具有减小肋状物12的部分肋状物13a、13b的壁厚或厚度D的倾向，以及因为在流场中流动路线总是在该场的任意点处相切于流动方向SR。在肋状物12的中间区域14中，在该区域中肋状物12不构成连续的，小固体颗粒30κ在流动方向SR上经受不同的变化。在中间区域中14存在具有增加自由度的流动区域。小固体颗粒3(^被限制在肋状物12的流动通道20内在部分肋状物13a、13b的同一侧上向前传送，然而小固体颗粒30κ也可通过流动方向SR的小幅变化到流动方向SR1在中间区域14内从部分区域13b的一侧转换到同一肋状物12的对准的部分区域13a的另一侧。因而固体颗粒30κ可在中间区域14内改变到不同的方向，优选以相对于流动方向SR成锐角α的方式进入到其它通道20内。
[0092]因为在肋状物12的部分肋状物13a、13b之间的通道20内的流速相对而言高于外侧尺寸减小器件3a、3b，且由于固体颗粒30κ具有相对小的质量，其结果是重力的影响几乎可以忽略不计，固体颗粒30κ?于湍流SR2也可改变进入到在更高水平处的导轨10的通道20*内(也参见图2Α结合根据图1Α的布置)。
[0093]具体地，在受控体积内可确定四个速度变化Δν，其包括从导轨10的入口边缘40到出口边缘42的区段，包括存在于其中的所有肋状物12。这些示于图3Β中。
[0094]从力到^的第一速度变化Δ vl随着进入到区段II内发生，其中通道20在肋状物12的部分肋状物13b之间构成，其平行于流动方向SR。如果考虑连续性方程(具有保持的质量)，其中:
[0095]vlX在区段I中的流入的悬浮液的横截面面积
[0096]= v2X在区段II内的通道20的横截面面积
[0097]以及如果考虑Navier-Stokes方程(移动量)，那么有可能根据该速度场和压力场对后者求解。因而可用面积减小，而速度相应地增加，即在区段II中的流速v2大于在区段I中的流速vl。在流动通过区段I1、肋状物12的部分肋状物13b的端部之后，所述悬浮液进入到区段III内，该区段III具体包括在肋状物12的对准的部分肋状物13a、13b之间的中间区域14。在此悬浮液经受从v2到v3的第二速度变化Λν2。由于通流的横截面积再次增加，通过速度变化Δ V2，悬浮液的速度v2降低到速度v3。
[0098]当悬浮液进入到之后的区段IV进入到肋状物12的部分肋状物13a之间的通道20内时，速度再次改变。通过从v3到v4的速度变化Δν3，流速依次增加，其中区段IV中的速度ν4趋于大致对应于区段II中的速度v2。当悬浮液然后最终从由肋状物12形成的通道20离开时，确定尺寸减小装置1*(参见图4)的出口速度v5，其具有速度变化Λν4，在低于ν4的速度下。
[0099]在邻近中间区域14的区域18a、18b(参见图2A和2F)中的部分肋状物13a、13b的实施例导致在中间区域14内形成U形凹部，特别是U形凹谷17。具体地，这也由图2E中所示的导轨10的底板的中央凹部15协助。涡流45由于流速v3和悬浮液的流动特性在中间区域14中的U形凹部内形成。U形凹谷17由于流动力、表面张力和夹带效应(entrainmenteffect)开始形成涡流45，其然后又导致湍流并增加固体颗粒30、30κ夹带于悬浮液中被反复朝向切割盘4推进的概率。
[0100]本发明基于利用机械流动特性，由此以便产生适于固体颗粒30、30κ的附加尺寸减小的区域。从而预期实现在现有可用的双轴尺寸减小装置的基本尺寸减小性能上的改进。从原则上而言，所述导轨相对于多轴尺寸减小装置的相应适应性改变也是可以设想到的。
[0101]只要固体颗粒30、30e、30K—进入尺寸减小装置1*的吸入区就发生第一尺寸减小过程，固体颗粒30、30e、30K由于侧向倾斜的部分肋状物13b在切割盘4的方向上偏转，特别是沿着等边侧部22。当固体颗粒30、30e、30K接着沿着流动方向SR在肋状物12的部分肋状物13a、13b之间的通道20内流动时，在部分区段II内的即在到达肋状物12的中间区域14之前的流速v2增加。一旦悬浮液到达在肋状物12的对准的部分肋状物13a、13b之间的中间区域14，其流速v3由于横截面面积增大而减小。此外，该形状构造刺激涡流45的形成。
[0102]在这些条件下夹带于悬浮液中的固体颗粒30、30κ倾向于更频繁地朝向切割盘4供给到中间区域14内。从而使得能够进行次级切割过程或尺寸减小过程，这实际上是与切割盘4的切割边缘的碰撞并带来固体颗粒30、30κ的进一步尺寸减小。固体颗粒30、30KS后进入到部分区段IV内，在该部分区段IV内通道20再次在肋状物12的部分肋状物13a之间构成，在这之后，它们则完全离开尺寸减小装置。
[0103]特别是在图3B和3D中，还可以看出最上侧和最下侧肋状物12*在每种情况下只包括一个部分区域13a以及相邻的加长中间区域14*。具体地，最上侧和最下侧的肋状物12*不包括与部分区域13a对准的任何部分区域13b。作为该设计措施的结果，能够防止在轴密封区域中通过较大的固体颗粒。
[0104]通过参照优选实施例已对本发明进行了描述。然而本领域的技术人员可以设想到可对本发明做出变型或修改，而不脱离在本申请权利要求中所要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于固体颗粒(30)的尺寸减小装置(1，I*)，其中固体颗粒(30)作为液流(FS)中的悬浮液(S)输送通过尺寸减小装置(1，I*)，所述尺寸减小装置(1，1*)具有壳体(2)，该壳体在相对两侧(40，42)至少部分地开放以便于在流动方向(SR)上引入和排出悬浮液(S)，其中至少两个反向旋转的尺寸减小器件(3，3a，3b)设置于壳体(2)内，其中每个尺寸减小器件(3，3a，3b)包括多个切割元件(4，4a，4b)，所述切割元件(4，4a，4b)分别设置于公共的旋转轴(5a，5b)上，其中每个旋转轴(5a，5b)具有纵向轴线(L5a，L5b)，其中悬浮液(S)的流动方向(SR)垂直于尺寸减小器件(3，3a，3b)的轴(5a，5b)的纵向轴线(L5a，L5b)，其中在每种情况下具有与尺寸减小器件(3，3a，3b)的轴(5a，5b)的纵向轴线(L5a，L5b)平行的纵向轴线(Lltl)的两个彼此相对的导轨(7，10)分配给尺寸减小器件(3，3a，3b)，其中每个导轨(7，10)包括底板(11)，在底板(11)上的在其间具有通道(9,20)的肋状物(8，12)平行于流动方向(SR)构成在所述底板的朝向尺寸减小器件(3，3a，3b)的那侧上，其中液流(FS)和夹带于其中的具有由通道(20)的宽度所预先确定的最大尺寸的固体颗粒(30，30κ)的悬浮液能够输送通过通道(9，20)，其特征在于，每个肋状物(12)仅仅覆盖所述导轨(10)宽度(B10)的平行于流动方向(SR)的至少部分区域。
2.根据权利要求1所述的尺寸减小装置(1，I*)，其特征在于，每个肋状物(12)包括两个对准的部分肋状物(13a，13b)，其中在对准的部分肋状物(13a，13b)之间构成中央的基本上非结构化的中间区域(14)，在该中间区域(14)内进行小固体颗粒(30κ)的第二尺寸减小过程。
3.根据权利要求1所述的尺寸减小装置(1，I*)，其特征在于，在导轨(10)的对准的部分肋状物(13a，13b)的总体之间的凹谷(17)构成于导轨(10)的中间区域内，平行于尺寸减小器件(3，3a，3b)的轴(5a，5b)的纵向轴线(L5a，L5b)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的尺寸减小装置(1，1*)，其特征在于，在未由肋状物(12)覆盖的导轨(10)的宽度(Bltl)的部分区域中，液流(FS)和夹带于液流(FS)中的不超过最大尺寸的固体颗粒(30，30κ)能够从两个肋状物(12)之间构成的通道(20)传送到在另外两个肋状物(12)之间构成的通道(20)内，特别是其中在肋状物(12)的对准的部分肋状物(13a，13b)之间的中间区域(14)内，包含液流(FS)和夹带的固体颗粒(30，30κ)的悬浮液(S)能够从两个肋状物(12)之间构成的通道(20)传送到在两个肋状物(12)之间构成的另一通道(20)内。
5.根据权利要求1至4任一项所述的尺寸减小装置(1，I*)，其特征在于，具有包含液流(FS)和夹带的固体颗粒(30，30κ)的悬浮液⑶的不同流速(V)的不同的部分区域(II，III，IV)被分配给尺寸减小装置(I*)的导轨(10)，其中所述悬浮液⑶在流动方向(SR)上相继流动通过部分区域(II，III，IV)，特别是其中在包括肋状物(12)的第一部分区域(II )内，悬浮液(S)流动通过的横截面面积减小以及悬浮液(S)的流速(ν2)相比于进入到尺寸减小装置(1，1*)内的悬浮液(S)的入口速度(Vl)增加，其中，在不包括肋状物(12)的第二部分区域(III)内，悬浮液(S)流动通过的横截面面积相比于在所述第一部分区域(II)内的横截面面积增大，以及悬浮液(S)的流动速度(v3)相比于在所述第一部分区域(II)内的流速(v2)减小，其中，在包括肋状物(12)的第三部分区域(IV)内，悬浮液(S)流动通过的横截面面积相比于在所述第二部分区域(III)内的横截面面积减小，以及悬浮液(S)的流动速度(v4)相比于在所述第二部分区域(III)内的流速(v3)增加，以及悬浮液(S)流动通过的横截面面积相比于在所述第三部分区域(IV)内的横截面面积增加，以及悬浮液(S)离开尺寸减小装置(1，1*)的出口速度(V5)相比于在所述第三部分区域(IV)内的流速(v4)减小，特别是其中在所述第一部分区域(II)内的流动速度(v2)大致对应于在第三部分区域(IV )内的流速(v4)。
6.根据权利要求2至5任一项所述的尺寸减小装置(1，I*)，其特征在于，部分肋状物(13a，13b)分别包括平行于流动方向(SR)的大致构成等腰三角形的侧面，其中所述等腰三角形的基底(16)设置于所述导轨(10)的底板(11)上，并且其中三角形的与基底(16)相对定位且指向尺寸减小器件(3，3a，3b)方向的尖端(19)倒圆。
7.根据权利要求6所述的尺寸减小装置(1，I*)，其特征在于，在其相邻于中间区域(14)的区域(18a，18b)中，部分肋状物(13a，13b)分别构成为首先朝向中间区域(14)较急剧地倾斜然后稍缓地倾斜，以使得在两个对准的部分肋状物(13a，13b)之间在中间区域(14)中构成大致U形的凹谷(17)。
8.根据权利要求2至7任一项所述的尺寸减小装置(1，I*)，其特征在于，导轨(10)的底板(11)包括中央凹部(15)，该中央凹部相对于导轨(10)的中心纵向轴线(Lltl)对称，所述中心纵向轴线(Lltl)平行于尺寸减小器件(3，3a，3b)的轴(5a，5b)的纵向轴线(L5a，L5b)，特别是，其中中央凹部(15)的横截面面积具有等腰梯形的形状，其中所述梯形的较短底边形成凹部的中间区域。
9.根据权利要求8所述的尺寸减小装置(1，1*)，其特征在于，U形凹谷(17)的顶点与梯形的较短底边的中心点重合。
10.根据权利要求6至9任一项所述的尺寸减小装置(1，I*)，其特征在于，对准的部分肋状物(13a，13b)与导轨(10)的与轴(5a，5b)的纵向轴线(L5a，L5b)平行的中心纵向轴线(L10)镜像对称。
11.根据权利要求6至10任一项所述的尺寸减小装置(1，I*)，其特征在于，在部分肋状物(13a，13b)的两个三角形侧面之间的相应距离⑶从基底(16)在尖端(19)的方向上变窄。
12.根据权利要求2至11任一项所述的尺寸减小装置(1，I*)，其特征在于，尺寸减小器件(3，3a，3b)的轴(5a，5b)的纵向轴线(L5a，L5b)垂直取向，以及导轨(10)的肋状物(12)水平取向，其中相应的最上侧和最下侧的肋状物(12*)在壳体(2)排出侧(42)上仅仅包括一个部分肋状物(13a)，并且在导入侧(40)的区域中包括加长的非结构化的中间区域(14*)ο
13.用于减小固体颗粒(30)的尺寸的方法，其中固体颗粒(30)作为液流(FS)中的悬浮液(S)输送通过尺寸减小装置(1，I*)，其中悬浮液(S)流动通过至少两个反向旋转的尺寸减小器件(3，3a，3b)，其中固体颗粒(30)以及特别是较大的固体颗粒(30e)的尺寸在第一尺寸减小过程中被减小，其中具有不超过最大尺寸的固体颗粒(30κ)的至少一部分悬浮液在尺寸减小装置(3)之间流动并进入到通道(20)内，所述通道(20)在导轨(10)的肋状物(12)之间构成，其特征在于，在液流流动通过所述导轨(10)过程中进行较小固体颗粒(30κ)的第二尺寸减小过程。
14.根据权利要求13所述的用于减小固体颗粒(30)的尺寸的方法，其特征在于，在悬浮液在尺寸减小器件(3)和所述导轨(10)之间通过的过程中至少在悬浮液(S)内部的区域中形成涡流(45)，以使得夹带于悬浮液(S)中的不超过最大尺寸的固体颗粒(30κ)反复地朝向尺寸减小器件推进，从而经受进一步的尺寸减小。
15.根据权利要求14所述的用于减小固体颗粒(30)的尺寸的方法，其特征在于，在涡流形成的区域(III)内悬浮液(S)的流速(ν3)减小。
【文档编号】B02C23/36GK104437814SQ201410460644
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】R·沃尔托利尼 申请人:奈赤－泵和系统有限责任公司