Labor-Hammerbrecher zur Probenvorbereitung

Labor-Hammerbrecher für die Probenvorbereitung | TOB-CP-Serie

Produktübersicht und ideale Anwendungen

Ein Hammerbrecher reduziert die Partikelgröße durch den Aufprall schnell rotierender Hämmer auf das in die Kammer eingeführte Material. Die TOB-CP-Serie ist ein abgedichteter Hammerbrecher für Labor- bis Pilotmaßstab, der für die kontinuierliche oder chargenweise Verarbeitung mittelharter Materialien wie Kohle, Erze, Gesteine, Mineralien und bestimmte industrielle Zwischenprodukte entwickelt wurde. Im Gegensatz zu offenen Brechern, die erhebliche Staubmengen erzeugen, verfügt die TOB-CP-Serie über ein vollständig geschlossenes Gehäuse, das modernen Umwelt- und Arbeitsschutzstandards entspricht und sie sowohl für saubere Analyselabore als auch für Produktionsbereiche geeignet macht.

Das Material tritt tangential in die Brechkammer ein, wo es von Hochgeschwindigkeitshämmern getroffen wird, die auf einem Rotor montiert sind. Die Zentrifugalkraft treibt die zerkleinerten Partikel gegen einen Rost oder ein Sieb an der Auslassöffnung, wodurch nur Partikel unterhalb der Zielgröße die Kammer verlassen. Diese tangentiale Zuführung und Mahlwirkung minimieren Verstopfungen und gewährleisten eine gleichmäßige Austragung selbst bei Materialien mit bis zu 20 % Feuchtigkeit. Das abgedichtete Design verhindert das Austreten von Staub und minimiert den Feuchtigkeitsverlust während des Zerkleinerns, sodass der ursprüngliche Feuchtigkeitsgehalt der Probe für die anschließende Analyse erhalten bleibt.

Ideal für:

• Geologische und Bergbaulabore, die Gesteins- oder Erzproben für chemische Analysen vorbereiten.
• Labore für Kohlequalitätstests, die repräsentative Proben zerkleinern müssen, ohne den Feuchtigkeitsgehalt zu verändern.
• Pilotanlagen zur Verarbeitung von Großproben mittelharter Materialien für metallurgische Tests oder Versuche zur Mineralverarbeitung.
• Industrielle Qualitätskontrollabteilungen in der Zement-, Keramik- und Feuerfestindustrie, die eine gleichmäßige Partikelgrößenreduzierung benötigen.
• Forschungseinrichtungen und Lehrlabore, die einen zuverlässigen, wartungsarmen Brecher für eine große Bandbreite an Materialien benötigen.

Nicht sicher, welches Modell (TOB-CP-200*150 oder TOB-CP-350*200) zu Ihrem täglichen Durchsatz und Ihrer Aufgabegröße passt? Kontaktieren Sie unsere Ingenieure für Zerkleinerung und Mahlen mit Ihrem Materialtyp und der gewünschten Ausgangsgröße.

Die Position des Hammerbrechers in Arbeitsabläufen der Probenvorbereitung

In einer typischen Analyse- oder Verarbeitungskette befindet sich die TOB-CP-Serie nach der Primärzerkleinerung und vor dem Feinstmahlen oder Pulverisieren. In einem Kohleanalyselabor könnte der Arbeitsablauf beispielsweise wie folgt aussehen:

1. Primärzerkleinerung:Große Brocken werden zunächst mit einem Backenbrecher auf
2. Sekundärzerkleinerung:Der TOB-CP-Hammerbrecher reduziert das Material weiter auf ≤6 mm oder ≤3 mm und erzeugt ein gleichmäßiges Produkt, das zum Teilen und Pulverisieren geeignet ist.
3. Teilen:Eine repräsentative Teilprobe wird mit einem Riffelteiler entnommen.
4. Feinmahlen:Der abgeteilte Anteil wird in einem Pulverisierer oder einer Kugelmühle auf Analysefeinheit (

Der Hammerbrecher ist der entscheidende Schritt, der die Lücke zwischen grober Primärzerkleinerung und feinem analytischem Mahlen schließt. Wenn dieser Zwischenschritt übersprungen oder schlecht durchgeführt wird, wird die abschließende Pulverisierungsstufe überlastet und die Analysenprobe ist möglicherweise nicht wirklich repräsentativ.

Überlegungen zur Materialfeuchtigkeit:Die TOB-CP-Serie toleriert Aufgabematerialien mit bis zu 20 % Feuchtigkeit, wodurch viele andere Brechertypen verstopfen oder blockieren würden. Da die Zerkleinerungswirkung auf Prall statt auf Druck basiert, bildet feuchtes Material keinen klebrigen Kuchen. Das abgedichtete Design bedeutet außerdem, dass der Feuchtigkeitsgehalt der Probe weitgehend erhalten bleibt; dies ist entscheidend, wenn der Feuchtigkeitsgehalt selbst ein zu messender Parameter ist (wie beim Kohlehandel). Eine geringe Luftzirkulation innerhalb der Kammer kann vorhanden sein, aber der gesamte Feuchtigkeitsverlust während einer normalen Charge beträgt typischerweise weniger als 0,5 %.

Funktionsweise des Hammerbrechers: Betriebsprinzip

Die Brechkammer ist zylindrisch und besitzt eine horizontale Rotorwelle, die durch ihre Mitte verläuft. Auf dieser Welle sind mehrere schwenkbare oder feste Hämmer aus 45#-Kohlenstoffstahl montiert, die für Verschleißfestigkeit wärmebehandelt sind. Wenn der Motor (1,5 kW oder 3 kW, je nach Modell) gestartet wird, dreht sich der Rotor mit hoher, aber kontrollierter Geschwindigkeit, und die Hämmer werden durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrückt.

Das Material wird durch einen tangentialen Einlass an der Oberseite oder Seite der Kammer eingeführt. Sobald ein Brocken eintritt, wird er vom ersten Hammer getroffen und gegen die Innenwand der Kammer geschleudert. Er prallt zurück und wird wiederholt getroffen, bis seine Größe so weit reduziert ist, dass er durch die Öffnungen des Austragsrostes gelangen kann (standardmäßig 6 mm oder 3 mm, wenn ein feineres Sieb installiert ist). Partikel, die noch zu groß sind, verbleiben in der Mahlzone, bis sie klein genug sind.

Das Design mit „tangentialer Zuführung“ ist besonders wichtig für Materialien, die dazu neigen, in einem oben beschickten Trichter Brücken zu bilden. Durch den tangentialen Eintritt wird das Material sofort von der Hammerrotation erfasst und in den Zerkleinerungspfad gezogen, anstatt auf dem Rotor zu liegen und eine Blockierung zu verursachen. Dieses Design ermöglicht zusammen mit einem richtig dimensionierten Austragsrost Durchsätze von 200–500 kg/h (TOB-CP-200*150) oder 800–1200 kg/h (TOB-CP-350*200, korrigiert) ohne Stoßbetrieb oder Verklemmen.

Kein Staub, keine Verschmutzung:

Die gesamte Kammer und Antriebseinheit sind in einem abgedichteten Gehäuse mit Zugangstüren für Reinigung und Wartung eingeschlossen. Der Einlass kann mit einer abgedichteten Rutsche verbunden werden, und der Auslass kann mit einer flexiblen Manschette ausgestattet werden, die das zerkleinerte Material in einen Sammelbehälter oder ein Fördersystem leitet. Im normalen Betrieb tritt kein Staub aus, wodurch strenge Anforderungen an den Arbeitsschutz erfüllt und ein separates Staubabsaugsystem überflüssig wird.

Wichtige technische Vorteile der TOB-CP-Serie

1. Tangentiale Zuführung verhindert Brückenbildung und gewährleistet einen gleichmäßigen Materialfluss
   Viele Hammerbrecher verwenden eine Schwerkraftzuführung direkt über dem Rotor. Feuchte oder faserige Materialien können eine Brücke bilden und die Zuführung stoppen. Die TOB-CP-Serie führt das Material tangential ein, sodass die Bewegung des Rotors das Material aktiv in die Zerkleinerungszone zieht. Diese Eigenschaft beseitigt praktisch manuelles Freistochern und Ausfallzeiten durch Zuführungsblockaden, insbesondere bei Materialien mit Oberflächenfeuchtigkeit.
2. Abgedichtetes Design beseitigt Staub und bewahrt die Feuchtigkeit
   Das vollständig geschlossene Gehäuse sorgt dafür, dass die Laborumgebung staubfrei bleibt. Dies ist nicht nur eine Komfortfunktion; in einem Kohlelabor stellt luftgetragener Staub eine Atemwegsgefahr und ein Explosionsrisiko dar. Das abgedichtete Design erhält außerdem die natürliche Feuchtigkeit der Probe, sodass das Ergebnis einer anschließenden Feuchtigkeitsanalyse den ursprünglichen Zustand des Materials und nicht einen künstlich getrockneten Zustand widerspiegelt.
3. Gleichmäßige Austragspartikelgröße durch austauschbaren Rost
   Der Austragsrost oder das Sieb bestimmt die maximale Partikelgröße. Die Standardöffnung des Rostes beträgt 6 mm, aber ein 3 mm-Rost kann montiert werden, um ein feineres Produkt zu erzeugen. Da der Rost austauschbar ist, kann ein einziger Brecher zwei unterschiedliche Probenvorbereitungsprotokolle erfüllen, indem einfach der Rost gewechselt wird – kein separater Brecher für verschiedene Zielgrößen erforderlich.
4. Robuste Konstruktion mit Hämmern aus 45#-Kohlenstoffstahl
   Die Hämmer bestehen aus 45#-Kohlenstoffstahl, einem Material, das für sein gutes Gleichgewicht zwischen Zähigkeit und Verschleißfestigkeit bekannt ist. Sie widerstehen den Aufprallbelastungen beim Zerkleinern harter Materialien wie Quarz oder Granit und sind gleichzeitig einfach zu bearbeiten und auszutauschen. Die Lebensdauer der Hämmer hängt von der Abrasivität des Aufgabematerials ab und beträgt bei kontinuierlichem Betrieb typischerweise mehrere Monate; der Austausch ist eine unkomplizierte Arbeit.
5. Große Flexibilität bei der Stromversorgung (AC 220 V oder 380 V)
   Das kleinere Modell (TOB-CP-200*150) kann entweder mit einphasigem Wechselstrom 220 V oder dreiphasigem 380 V-Strom bestellt werden und ist damit mit standardmäßigen Laborsteckdosen weltweit kompatibel. Das größere Modell (TOB-CP-350*200) wird mit dreiphasigem 380 V betrieben, wie es aufgrund seiner höheren Motorleistung zu erwarten ist.
6. Kompakte Stellfläche, einfach zu verlagern
   Mit einem Gewicht von jeweils 65 kg und 110 kg sind die beiden Modelle kompakt und können von zwei Personen auf einem Wagen bewegt werden. Sie passen auf eine stabile Laborbank oder einen speziellen Rahmen, und die Zugangstüren ermöglichen eine gründliche Reinigung, ohne den Brecher von seiner Position entfernen zu müssen.

Vollständige technische Spezifikationen

Die folgende Tabelle listet die Spezifikationen für beide verfügbaren Modelle auf. Die Parameter werden im Werk unter Verwendung standardisierter Testmaterialien und Bedingungen bestimmt.

Häufige Betriebsprobleme und Fehlerbehebung

Empfohlene Betriebsrichtlinien

1. Vorsiebung:Das Aufgabematerial immer sieben, um Stücke zu entfernen, die größer als die maximale Aufgabegröße sind (
2. Startsequenz:Den Brecher immer starten, bevor Material zugegeben wird. Dadurch wird verhindert, dass der Motor unter Last startet, und das Risiko einer Verstopfung wird reduziert. Den Brecher vor der Materialzufuhr 30 Sekunden laufen lassen.
3. Vorschubrate:Das Material schrittweise und nicht auf einmal zuführen. Für den TOB-CP-200*150 ist eine Vorschubrate von etwa 5–10 kg pro Minute typisch. Für das größere Modell können bis zu 30 kg/min dauerhaft verarbeitet werden. Auf das Motorgeräusch achten; eine tiefe Änderung der Tonhöhe weist auf eine Überlastung hin.
4. Reinigung zwischen Proben:Für analytische Arbeiten, bei denen eine Kreuzkontamination nicht akzeptabel ist, das Gitter ausbauen und die Kammer, den Rotor und die Austragsrinne absaugen. Für noch strengere Protokolle eine kleine Menge des nächsten Materials zerkleinern und als „Spülmaterial“ verwerfen, bevor die Probe gesammelt wird.
5. Grenzwerte für den Feuchtigkeitsgehalt:Obwohl der Brecher bis zu 20 % Feuchtigkeit toleriert, können sehr nasse Materialien schließlich Ablagerungen am Gitter verursachen. Wenn dies auftritt, eine Charge trockenen Materials (z. B. Sand) durch den Brecher laufen lassen, um die Oberflächen zu reinigen, oder das Gitter entfernen und trocknen, bevor fortgefahren wird.

Warum die TOB-CP-Serie gegenüber einem Standard-Backenbrecher für die sekundäre Zerkleinerung wählen

Warum Labore Hammerbrecher gegenüber kleinen Backenbrechern für den letzten Zerkleinerungsschritt bevorzugen:
In einem Kohle- oder Mineralprüflabor besteht die Aufgabe des Brechers nicht nur darin, Gestein zu zerkleinern, sondern eine einheitliche, repräsentative Probe zu erzeugen, ohne deren chemische oder physikalische Eigenschaften zu verändern. Hammerbrecher wie die TOB-CP-Serie zeichnen sich hierbei aus, da sie eine gleichmäßige maximale Korngröße erzeugen, die Staubentwicklung reduzieren und die Feuchtigkeit bewahren. Ein Backenbrecher ist zwar robust, hinterlässt jedoch eine breitere Partikelgrößenverteilung und kann mehr Staub erzeugen, was zu Probenverlust und einer möglichen Verunreinigung der Laborluft führt.

Technische FAQ — Betrieb und Anwendungen von Hammerbrechern

F1: Kann ich die TOB-CP-Serie zum Zerkleinern von Lithium-Ionen-Batteriematerialien wie Kathodenvorläufern oder Festelektrolyten verwenden?
Ja, mit Vorsicht. Der Brecher kann viele anorganische Materialien verarbeiten, die typisch für die Batterieproduktion sind, wie getrocknete Vorläuferkuchen aus NMC, LFP oder Festelektrolytpulvern. Das abgedichtete Design und die Verwendung von 45#-Stahlhämmern bedeuten jedoch, dass eine Spurenverunreinigung durch Eisen (im ppm-Bereich) möglich ist. Wenn Ihr Material strenge Eisen-Grenzwerte einhalten muss, sollten Sie einen Brecher mit keramisch ausgekleideten oder wolframkarbidhaltigen Kontaktflächen in Betracht ziehen. Für die meisten F&E- und Pilotarbeiten ist die Eisenverunreinigung durch 45#-Stahl vernachlässigbar, wir empfehlen jedoch, dies mit Ihrem Prozessingenieur zu bestätigen.

F2: Wie ändere ich die Austragsgröße von 6 mm auf 3 mm?
Der Brecher wird mit einem standardmäßig installierten 6-mm-Rost geliefert. Um einen 3-mm-Rost zu verwenden, entfernen Sie die vordere Abdeckung der Austragsrinne, schieben den vorhandenen Rost heraus und setzen den 3-mm-Rost an dessen Stelle ein. Der Vorgang dauert etwa 5 Minuten. Geben Sie bei der Bestellung an, ob Sie beide Rostgrößen benötigen; Ersatzroste können separat erworben werden.

F3: Wie lange ist die Lebensdauer der Hämmer und wie werden sie ausgetauscht?
Bei kontinuierlicher Verwendung mit mittelhartem Material (z. B. Kohle, Kalkstein) hält ein Satz Hämmer typischerweise 500–1000 Betriebsstunden. Die Lebensdauer der Hämmer ist bei stark abrasiven Materialien wie Quarzit kürzer. Der Austausch erfolgt durch Öffnen der Seitentür, Entfernen der Drehbolzen und Austauschen jedes einzelnen Hammers. Es wird empfohlen, alle Hämmer gleichzeitig zu ersetzen, um die Rotorbalance aufrechtzuerhalten. Das Austauschverfahren ist im Benutzerhandbuch beschrieben, und TOB kann Ersatzhammer-Kits liefern.

F4: Ist die Produktivitätsangabe von 800~1200 Kg/h für das größere Modell korrekt?
Die Tabelle zeigt die Leistung unter Standardtestbedingungen. In der Praxis beträgt der erreichbare Durchsatz für den TOB-CP-350*200 ungefähr 800–1200 kg/h, abhängig von der Härte und Feuchtigkeit des Aufgabematerials sowie der gewünschten Endpartikelgröße. Der genaue Wert sollte für Ihr spezifisches Material durch einen Testlauf oder durch Beratung unserer Anwendungstechniker überprüft werden.

F5: Kann der Brecher in einer Inertgasatmosphäre verwendet werden, beispielsweise zum Zerkleinern pyrophorer oder feuchtigkeitsempfindlicher Materialien?
Das abgedichtete Gehäuse kann über die Einlass- und Auslassflansche an eine Stickstoff- oder Argon-Spülleitung angeschlossen werden, sodass der Brecher unter leichtem Überdruck mit Inertgas betrieben werden kann. Dies wurde bereits in einigen Speziallaboren durchgeführt. Der Standardmotor ist jedoch nicht explosionsgeschützt. Wenn Sie eine ATEX-Zertifizierung oder einen explosionsgeschützten Motor zum Zerkleinern brennbarer Materialien benötigen, wenden Sie sich bitte an TOB für eine kundenspezifische Lösung.

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Wenn Sie einen primären Backenbrecher für größere Brocken oder einen Pulverisierer für ultrafeines Mahlen benötigen, kontaktieren Sie bitte TOB — unsere Anwendungstechniker können eine vollständige Probenvorbereitungskette empfehlen.

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