Maschine zum Verformen von pulver- oder pastenförmigem Material zu Granulat
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Verformen von pulver- oder pastenförmigem Material zu Granulat, bei der die Formen oder die Formlöcher nicht in den Walzen selbst, sondern in einem zwischen den beiden Walzen laufenden Formring untergebracht sind.
Bei den bekannten Walzengranulatoren wird zwischen den beiden gegensinnig laufenden Walzen im Produkt durch den Keilspalteffekt ein Druck erzeugt. Dieser Druck presst das zu granulierende Produkt durch Bohrungen oder in Formen, die in einer oder beiden Walzen selbst angeordnet sind. Diese Konstruktionen haben den Nachteil, dass die Korngrösse des Granulats nach unten mit ca. 3 mm begrenzt ist. Ebenso macht es oft Schwierigkeiten, eine gleichmässige Länge des Granulates zu erhalten. Werden Feststoffe verarbeitet, bei denen die Festigkeit im Granulat durch thermische Prozesse, z. B. Abkühlen oder chemische Prozesse erfolgt, so ist eine betriebsichere Verformung des Produktes schwer erreichbar. Einerseits ist keine scharfe Trennung der plastischen und festen Zone möglich, anderseits ist zwischen beiden Zonen auch keine genügende Verweilzeit vorhanden.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile dadurch behoben, dass die Formen oder Formlöcher in einem Zwischenring zwischen den Walzen angeordnet sind.
Der Erfindungsgegenstand ist beispielsweise in den beiliegenden Zeichnungen in schematischer Form dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Maschine mit glatten Walzen,
Fig. 2 einen Längsschnitt nach Linie A-B der Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Maschine mit Hohlwalze,
Fig. 4 einen Längsschnitt nach Linie D der Fig. 3,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Maschine mit 2 Hohlwalzenpaaren.
In Fig. 1 und 2 ist in schematischer Form eine Maschine mit einem Glattwalzenpaar 1 und 2 dargestellt.
Zwischen den Walzen läuft im Keilspalt 3 der Formring 4. Er wird entweder durch die Reibung im Keilspalt 3 angetrieben oder durch Zähne auf der Walze 1, die in eine seitliche Perforation des Formringes 4 eingreifen.
Das im Keilspalt 3 aufgegebene Material wird durch den Keilspalteffekt in die Formlöcher 5 des Formrings gepresst. Der umlaufende Formring transportiert die so gebildeten Formkörper zur Ausstossvorrichtung 7. Im vorliegenden Fall handelt es sich um ein Druckluftrohr 7. Die durch die Düsen 8 austretenden scharfen Luftstrahlen schleudern die Formkörper 9 aus den Formlöchern 5 heraus. Dieses Ausstossprinzip wird im Zusammenhang mit dafür geeigneten Lochformen meistens für kleines Granulat verwendet. Für grössere Formkörper finden mechanische Ausstosser Verwendung, deren Steuerung von der schon erwähnten seitlichen Perforation des Formrings erfolgt. Ist der Formring sehr elastisch, so kann das Ausstossen auch durch eine starke Umlenkung des Formrings mittels Walzen oder durch eine schlagartige Erschütterung erfolgen.
Um ein vorzeitiges Durchfallen von pulverförmigem Ausgangsmaterial im Keilspalt zu verhüten, kann der Formring über einen Gleitschuh 10 geführt werden, dessen Rinne 11 gleichzeitig zum Sammeln von Abfall dient, der an der Innenwand des Formrings 4 durch die Kante 12 abgeschabt wird.
Diese Ausführungsform ist besonders geeignet für sehr kleines Granulat zum Beispiel von 1 mm Durchmesser und 1 mm Länge, wobei der Formring nur 1 mm stark ausgeführt ist. Für grosse brikettartige Stücke können die Formen auch einseitig nur auf der Aussenseite des Ringes angeordnet sein.
Handelt es sich bei der bisher geschilderten Arbeitsweise um die Herstellang von einzelnen Formkörpern in allseitig geschlossenen Formen, so gibt Fig. 3 und 4 das schematisch dargestellte Beispiel einer Maschine mit Durchlaufformung. Zwischen den Walzen 20 und 21 läuft wiederum ein Formring 23 mit den düsenartig aus gebildeten Formlöchern 24. Die Walze 21 ist als Druckwalze glatt ausgebildet, während die Walze 20 unter den Formlöchern 24 des Fonnrings 23 den Hohlraum 25 hat, so dass die aus dem Keilspalt 26 durch die Formlöcher 24 herausgepressten Produkt-Nudeln 27 frei austreten können. Diese Nudeln werden beim weiteren Umlauf des Formrings von dem Messer 28 zu Einzelstücken 29 abgeschnitten und in bekannter Weise mittels einer Rinne 22 abtransportiert.
Für pulverförmige Stoffe, bei denen die Gefahr besteht, dass sie im Keilspalt durch die Formlöcher 24 hindurchfallen, ist wiederum der Gleitschuh 30 vorgesehen.
Fig. 6 zeigt eine spezielle Ausführungsform der Erfindung, bei der eine zweimalige Verformung des Materials zur besseren VeRestigung erfolgt. Der Formring 40 läuft hierbei durch 2 Walzenpaare 41-42 urd 43-44, wobei einmal die innere Walze 41, das andere Mal die äussere Walze 44 als Hohlwalze ausgebildet sind. Das im Keilspalt 45 aufgegebene Material wird, wie bei Fig.
3 und 4 beschrieben, zunächst nach innen gepresst. Die so gebildeten Nudeln 46 werden im Keilspalt 47 wieder erfasst und nach aussen gedrückt, wo sie vom Messer 48 zu Einzelstücken abgeschnitten werden. Bei entsprechender Grösse des Formrings können auch noch mehr Walzenpaare angeordnet werden.
Die Erfindung zeigt besondere Vorteile bei der Verarbeitung von Kunststoffen, die im Keilspalt bei hohen Temperaturen im aufgeschmolzenen plastifizierten Zustand in den Formring gepresst werden, wobei die Walzen beheizt werden. Durch Abkühlen des Formrings auf dem weiteren Umlaufweg mittels Anblasen von Luft oder Gas werden die Formlinge so abgekühlt und verfestigt, dass sie schnittfähig werden. Der Formring kann nach der Abkühlung zwischen dem Messer auch ohne Keilspalt durch Warmluft oder induktiv wieder aufgeheizt werden.
Zur Verbesserung des Keilspalteffekts wird oft einer Walze eine etwas höhere Geschwindigkeit erteilt und damit im Keilspalt eine bessere Friktion erzielt. Ein ähnlicher Effekt kann bei verschiedenen Materialien auch dadurch erzielt werden, dass man eine Walze des Walzenpaares im Keilspalt tangential oder radial oszillieren lässt.
Die Erfindung kann auch mit verzahnten Walzen realisiert werden. Der Formring erhält dann aussen und/ oder innen die entsprechende Gegenvezzahnuag, wobei die Fotmiöcher im Zahngrund untergehracht sind.
Machine for shaping powder or paste material into granules
The invention relates to a machine for shaping powder or paste-like material into granules, in which the molds or the mold holes are not accommodated in the rollers themselves, but in a molding ring running between the two rollers.
In the known roller granulators, a pressure is generated between the two rollers running in opposite directions in the product due to the wedge gap effect. This pressure presses the product to be granulated through bores or in molds that are arranged in one or both rollers themselves. These constructions have the disadvantage that the grain size of the granulate is limited to approx. 3 mm below. It is also often difficult to obtain a uniform length of the granulate. Are solids processed in which the strength in the granules is due to thermal processes, e.g. B. cooling or chemical processes takes place, a reliable deformation of the product is difficult to achieve. On the one hand, no sharp separation of the plastic and solid zones is possible; on the other hand, there is also insufficient dwell time between the two zones.
According to the invention, these disadvantages are eliminated in that the molds or shaped holes are arranged in an intermediate ring between the rollers.
The subject matter of the invention is shown in schematic form, for example, in the accompanying drawings. Show it:
1 shows a cross section through a machine with smooth rollers,
Fig. 2 is a longitudinal section along line A-B of Fig. 1,
3 shows a cross section through a machine with a hollow roller,
FIG. 4 shows a longitudinal section along line D in FIG. 3,
5 shows a cross section through a machine with two pairs of hollow rollers.
In Fig. 1 and 2, a machine with a pair of smooth rollers 1 and 2 is shown in schematic form.
The molding ring 4 runs between the rollers in the wedge gap 3. It is driven either by the friction in the wedge gap 3 or by teeth on the roller 1 which engage in a lateral perforation in the molding ring 4.
The material fed into the wedge gap 3 is pressed into the shaped holes 5 of the shaped ring by the wedge gap effect. The encircling mold ring transports the moldings thus formed to the ejection device 7. In the present case, it is a compressed air pipe 7. The sharp air jets emerging through the nozzles 8 throw the moldings 9 out of the mold holes 5. This ejection principle is mostly used for small granules in connection with suitable hole shapes. For larger moldings, mechanical ejectors are used, which are controlled by the already mentioned lateral perforation of the mold ring. If the molded ring is very elastic, it can also be ejected by a strong deflection of the molded ring by means of rollers or by a sudden shock.
In order to prevent powdery starting material from falling through prematurely in the wedge gap, the molded ring can be guided over a sliding shoe 10, the channel 11 of which also serves to collect waste that is scraped off the inner wall of the molded ring 4 by the edge 12.
This embodiment is particularly suitable for very small granules, for example 1 mm in diameter and 1 mm in length, the shaped ring being only 1 mm thick. For large briquette-like pieces, the molds can also be arranged on one side only on the outside of the ring.
If the method of operation described so far concerns the production of individual molded bodies in molds closed on all sides, then FIGS. 3 and 4 give the schematically illustrated example of a machine with continuous molding. Between the rollers 20 and 21, in turn, a shaped ring 23 with the nozzle-like shaped holes 24 runs. The roller 21 is designed as a smooth pressure roller, while the roller 20 under the shaped holes 24 of the molded ring 23 has the cavity 25 so that the gap from the wedge 26 product noodles 27 pressed out through the shaped holes 24 can escape freely. These noodles are cut into individual pieces 29 by the knife 28 as the mold ring continues to circulate and are transported away in a known manner by means of a channel 22.
The slide shoe 30 is again provided for pulverulent substances that run the risk of falling through the shaped holes 24 in the wedge gap.
Fig. 6 shows a special embodiment of the invention in which the material is deformed twice for better solidification. The form ring 40 runs through two pairs of rollers 41-42 and 43-44, with the inner roller 41 and the outer roller 44 being designed as a hollow roller. The material fed into the wedge gap 45 is, as in Fig.
3 and 4, initially pressed inwards. The noodles 46 formed in this way are grasped again in the wedge gap 47 and pressed outwards, where they are cut by the knife 48 into individual pieces. With a corresponding size of the forming ring, even more pairs of rollers can be arranged.
The invention shows particular advantages in the processing of plastics which are pressed into the molding ring in the wedge gap at high temperatures in the melted, plasticized state, with the rollers being heated. By cooling the molded ring in the further circulation path by blowing air or gas on it, the molded articles are cooled and solidified in such a way that they can be cut. After it has cooled down between the knives, the shaped ring can be reheated by warm air or inductively without a wedge gap.
To improve the wedge gap effect, a roller is often given a slightly higher speed and thus a better friction is achieved in the wedge gap. A similar effect can also be achieved with different materials by letting one roller of the roller pair oscillate tangentially or radially in the wedge gap.
The invention can also be implemented with toothed rollers. The shaped ring then receives the corresponding Gegenvezzahnuag on the outside and / or inside, with the photo holes in the tooth base.