Vorrichtung zum Blähen von Perlit oder anderem blähbaren Gut
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Blähen von Perlit oder anderem blähbaren Gut, mit einer sich nach unten konisch verengenden Behandlungskammer, in deren oberen Teil die Heissluftleitung tangential einmündet und von der eine zur Abfuhr des geblähten Gutes dienende Austrageleitung wegführt.
Bei bekannten Ausführungen dieser Art führt die Austrageleitung vom unteren Ende der Behandlungskammer weg. Das zusammen mit der Heissluft über die Heissluftzuleitung der Behandlungskammer zugeführte Gut bewegt sich in der Behandlungskammer im wesentlichen schraubenlinienförmig nach unten um dort zur Gänze in die Austrageleitung zu gelangen. Somit werden über die Austrageleitung auch nicht blähbare Beimengungen, sowie noch nicht genügend geblähte Teilchen des zu behandelnden Gutes zusammen mit den fertig geblähten Teilchen ausgetragen, wodurch das erhaltene Produkt keine einheitlich gute Qualität aufweist. Es ist übrigens auch bekannt, Perlitteilchen so lange in einem Heissluftstrom zu belassen, bis sie so stark gebläht sind, dass sie vom Heissluftstrom zufolge ihrer Volumsvergrösserung mitgenommen und ausgetragen werden können.
Bei bekannten, auf diesem Prinzip beruhenden Ausführungen mündet aber die Heissluftzuleitung in den unteren Teil der Behandlungskammer ein, in der sich der Heissluftstrom schraubenlinienförmig aufwärts bewegt und am oberen Ende der Behandlungskammer durch die Austrageleitung austritt.
Auch bei solchen Ausführungen ist die Erzielung eines einheitlich geblähten Produktes kaum gewährleistet, da noch nicht fertig geblähte Teilchen zufolge ihres grösseren spez. Gewichtes durch den Heissluftstrom nach aussen geschleudert werden, und zwar in jenen durch die die Kammerinnenwandung begrenzten Bereich des aufsteigenden Heissluftstromes, in welchem dieser den grössten Weg zurückzulegen und daher die grösste Geschwindigkeit hat. Dadurch ist in diesem Bereich auch die grösste Schleppkraft des Heissluftstromes vorhanden, wodurch auch nicht fertig geblähte Teilchen nach oben mitgerissen und aus der Behandlungskammer ausgetragen werden können.
Erfindungsgemäss führt bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Austrageleitung vom oberen Ende der als Zyklon wirksamen Behandlungskammer weg. Bei einer solchen Ausbildung findet im unteren Bereich der Behandlungskammer eine Umkehr des absteigenden rotierenden Heissluftstromes statt, der sodann schnell rotierend zentral aufsteigt und hiebei die bereits fertig geblähten Teilchen bis in die Austrageleitung mitnimmt, wogegen noch nicht fertig geblähte Teilchen bzw. überhaupt nicht blähbare Beimengungen zufolge ihres höheren spez. Gewichtes vor Erreichen der Austrageleitung durch die Rotation des aufsteigenden Luftstromes aus diesem in den entlang der Innenwandung der Behandlungskammer abwärts geführten Luftstrom hinaus geschleudert werden.
Damit werden die noch nicht fertig geblähten Teilchen und auch nicht blähbare Verunreinigungen in der Behandlungskammer mit Sicherheit zurückbehalten, da sie eben zwangsweise wieder nach unten geführt werden. Die blähbaren Teilchen bleiben so lange in der Behandlungskammer, bis sie den erforderlichen Blähgrad, also das entsprechend geringe spez. Gewicht erreicht haben, um erst dann vom aufsteigenden Luftstrom in die Austrageleitung mitgenommen zu werden. Überhaupt nicht blähbare Beimengungen des Ausgangsmaterials sammeln sich im unteren Bereich der Behandlungskammer an.
Wie angegeben, ist es an sich bekannt, die Austrageleitung vom oberen Ende der Behandlungskammer wegzuführen. Bei den betreffenden Ausführungen wird jedoch, wie bereits ausgeführt, die Heissluft von unten her in die Behandlungskammer eingebracht, wodurch es keineswegs zu einer Umkehr des Heissluftstromes und damit auch nicht zu den erfindungsgemässen Vorteilen kommen kann.
Vorteilhaft kann die Eintauchtiefe der Austrageleitung in das Innere der Behandlungskammer mittels eines in der Austrageleitung verschiebbaren Rohrstutzens einstellbar sein. Dies bietet in vorliegendem Zusammen hang wesentliche Vorteile. Es ist nämlich dadurch ermöglicht, auch grobkörniges bzw. verschiedenste Korngrösse aufweisendes Ausgangsmaterial so zu verarbeiten, dass ein den jeweiligen Anforderungen entsprechendes Endprodukt erreicht wird. Grobkörniges Blähgut muss nämlich, um auch im Inneren jedes Kornes vollkommen gebläht zu werden, längere Zeit dem Heissluftstrom ausgesetzt werden, also in der Behandlungskammer öfters ab- und aufsteigen, als feinkörniges Blähgut, obwohl vielleicht der Auftrieb von noch nicht fertig geblähtem grobkörnigen Gut dem Auftrieb von bereits fertig geblähtem feinkörnigen Gut schon entsprechen würde.
Es würde also bei in die Behandlungskammer vorgeschobenem Rohrstutzen, welche Einstellung man bei Verarbeitung von gleichmässigem, feinkörnigem Gut wählen wird, auch noch nicht fertig geblähtes grobkörniges Material durch den aufsteigenden Luftstrom aus der Behandlungskammer ausgetragen werden. Man wird somit für die Verarbeitung von grobkörnigem bzw. verschiedenste Korngrösse aufweisendem Ausgangsmaterial den Rohrstutzen aus der Behandlungskammer zurückziehen, wodurch die noch nicht fertiggeblähten grobkörnigen Teilchen öfters abund aufsteigen als die bereits fertiggeblähten feinkörnigen Teilchen. Durch die Einstellbarkeit der Eintauchtiefe der Austrageleitung ist es also möglich, ein nicht speziell sortiertes bzw. grobkörniges Ausgangsmaterial zu verarbeiten, wobei im Endprodukt alle Teilchen einen der Einstellung entsprechenden Blähgrad aufweisen.
Weiters ist aber auch ermöglicht, bei Verarbeitung von gleichmässige Körnung aufweisendem Ausgangsmaterial, die Qualität, also die Gleichmässigkeit des Blähgrades aller Körner, vorzuwählen. Ist nämlich eine besonders gleichmässige Blähung der Körner gefordert, so wird man den Rohrstutzen ganz aus der Behandlungskammer zurückziehen, wogegen bei in die Behandlungskammer vorgeschobenem Rohrstutzen wohl die Blähung nicht so gleichmässig, jedoch die Leistung der Anlage höher ist. Eine solche Vorrichtung kann somit den jeweiligen Gegebenheiten und den jeweiligen Anforderungen an das Endprodukt besonders gut angepasst werden.
Am unteren Ende der Behandlungskammer kann ein mit seiner Spitze in das Innere der Behandlungskammer ragender, die Zyklonwirkung begünstigender Kegel vorgesehen sein. Durch diesen Kegel wird die Umlenkung des das Gut mitführenden Heissluftstromes wesentlich begünstigt und damit die Mitnahme des Gutes durch den Heissluftstrom verbessert. Der Kegel kann dabei unter Freigabe einer zur Abfuhr von nicht blähbaren Beimengungen dienenden Öffnung von der Behandlungskammer wegbewegbar sein. Der Kegel hat dann eine Doppelfunktion, da er einerseits als Umlenkkörper, anderseits aber auch als Abschlusskörper wirkt.
Ferner kann die Behandlungskammer in an sich bekannter Weise doppelwandig ausgebildet sein, wobei die an ein Gebläse angeschlossene Luftleitung in den unteren Bereich des zwischen den beiden Wandungen befindlichen Raumes einmündet, und vom oberen Bereich dieses Raumes eine zur Heizvorrichtung führende, in die Heissluftleitung übergehende Luftleitung wegführt. Dadurch wird nicht nur eine Vorwärmung der Behandlungsluft, sondern auch eine entsprechende Kühlung der Innenwandung der Behandlungskammer erzielt, was in vorliegendem Zusammenhang deshalb besonders wichtig ist, weil durch den rotierenden Luftstrom die bereits erwärmten Teilchen des zu blähenden Gutes unter Anpressen an die Innenwandung der Behandlungskammer nach unten geführt werden.
Würde nun die Wandung nicht ausreichend gekühlt werden, dann könnten die Teilchen an dieser ankleben, wodurch die Wandung mit einer rauhen Schicht überzogen würde, was die Rotation des Luftstromes und die Mitnahme der zu behandelnden Teilchen durch denselben wesentlich beeinträchtigen würde.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Mit 1 ist die sich nach unten konisch verengende, als Zyklon wirksame Behandlungskammer bezeichnet, in deren oberen Teil 1' die Heissluftzuleitung 2 tangential einmündet. Die zur Abfuhr des geblähten Gutes dienende Austrageleitung 3 führt vom oberen Ende der Behandlungskammer 1 weg. Die Eintauchtiefe der Austrageleitung 3 in das Innere der Behandlungskammer 1 ist mittels eines in der Austrageleitung verschiebbaren Rohrstutzens 4 einstellbar. Am unteren Ende der Behandlungskammer 1 ist ein mit seiner Spitze 5 in das Innere der Behandlungskammer ragender, die Zyklonwirkung begünstigender Kegel 6 vorgesehen. Dieser ist unter Freigabe einer zur Abfuhr von nicht blähbaren Beimengungen dienenden Öffnung 7 von der Behandlungskammer 1 wegbewegbar. Zu diesem Zweck weist der Kegel 6 eine Schubstange 8 auf, die in einer Führung 9 verschiebbar gelagert ist.
Die Behandlungskammer 1 ist doppelwandig ausgebildet. Die an ein Gebläse 10 angeschlossene Luftzuleitung 11 mündet dabei in den unteren Bereich des zwischen den beiden Wandungen 12, 13 befindlichen Raumes 14. Vom oberen Bereich des Raumes 14 führt eine zur Heizeinrichtung 15 führende, in die Heissluftleitung 2 übergehende Luftleitung 17 weg. Die Heizvorrichtung weist einen porösen keramischen Brennerkörper 18 auf, der mit seiner zylindrischen Innenwandung 19 einen Teil der Luftleitung bildet. Der keramische Brennerkörper 18 ist von einem Mantel 20 unter Freilassung eines Zwischenraumes 21 allseitig umgeben. In den Zwischenraum 21 mündet eine Ölleitung 22, durch welche Öl mittels einer Pumpe 23 dem keramischen Brennerkörper 18 zuführbar ist.
Während des Betriebes der Heizvorrichtung wird Öl über den Zwischenraum 20 in den äusseren Bereich des keramischen Brennerkörpers 18 eingepresst, um beim weiteren Durchtritt durch diesen Körper zufolge dessen hoher Temperatur zu vergasen, und nach Austritt aus dem Brennerkörper 18 an dessen Innenwandung 19 zu verbrennen. Durch den durch das Gebläse 10 erzeugten Luftstrom bildet sich eine mit ihrer Spitze bis in die Behandlungskammer 1 reichende Flamme aus. Die Heissluftleitung 2 ist von einer Wärmeisolierung 24 umgeben. Über eine Einbringöffnung 25 ist das zu behandelnde Gut in die Behandlungskammer eindosierbar.
Der in die als Zyklon wirksame Behandlungskammer 1 tangential eintretende Heissluftstrom bewegt sich entlang der Innenwand der Kammer rotierend nach unten, wobei zufolge der nach unten konischen Verengung der Behandlungskammer die Rotation des Stromes schneller wird. Am unteren Ende der Behandlungskammer 1 tritt, durch den Kegel 6 begünstigt, die für den Zyklon charakteristische Umkehr des Heis sluftstromes ein, der nun schnell rotierend zentral in der Behandlungskammer aufsteigt und in die Austrageleitung 3 eintritt. Dabei wird das durch die Einbringvorrichtung 25 in den Heissluftstrom eindosierte zu behandelnde Gut nach unten mitgerissen, um sodann mit dem zentralen, aufsteigenden Heissluftstrom aufzusteigen. Während des Verweilens im Heissluftstrom wird das Gut gebläht, wodurch sich das spez.
Gewicht der blähbaren Teilchen verringert, so dass diese durch den zentralen aufsteigenden Luftstrom bis in die Austrageleitung mitgenommen werden können. Noch nicht fertiggeblähte oder überhaupt nicht blähbare Teilchen werden zufolge der Fliehkraft des schnell rotierenden zentralen Luftstromes aus diesem hinaus in den entlang der Innenwandung absteigenden Luftstrom geschleudert, so dass diese Teilchen den Umlaufprozess nochmals durchlaufen, wodurch die Verweilzeit in der Behandlungskammer so lange ausgedehnt wird, bis auch sie den gewünschten Blähgrad aufweisen und damit in die Austrageleitung 3 mitgenommen werden können.
Dadurch, dass die Eintauchtiefe der Austrageleitung in das Innere der Behandlungskammer veränderbar ist, ist es möglich, die Qualität des geblähten Gutes vorzuwählen. Wird nämlich der verschiebbare Rohrstutzen 4 in die Behandlungskammer weit vorgeschoben, so werden durch die Austrageleitung 3 auch Teilchen ausgetragen, die nur einen geringen Blähgrad aufweisen, der aber dabei gerade noch ausreicht, dass die Teilchen in die Austrageleitung mitgerissen werden. Ist hingegen weitgehend einheitliches und dabei stark geblähtes Gut gewünscht, dann wird man den Rohrstutzen möglichst weit aus der Behandlungskammer zurückziehen.
Die zu blähenden Teilchen müssen dann im aufsteigenden Luftstrom einen grösseren Weg zurücklegen, wobei bis in den oberen Bereich des zentralen Luftstromes mitgenommene, jedoch noch nicht im gewünschtem Masse geblähte Teilchen aus dem aufsteigenden Luftstrom in den absteigenden Luftstrom geschleudert werden. Nicht blähbare Teilchen sammeln sich im unteren Bereich der Behandlungskammer an und können bei aus der Öffnung 7 herausbewegtem Kegel 6 durch diese Öffnung aus der Behandlungskammer ausgetragen werden.
Die über die Luftzuleitung 11 in den Zwischenraum 14 zwischen den beiden Kammerwandungen 12, 13 eingeblasene Luft kühlt die Innenwandung der Behandlungskammer und wird somit vorgewärmt. Eine Kühlung der Innenwandung ist in vorliegendem Zusammenhang insofern besonders vorteilhaft, als dadurch ein Ankleben der sich entlang dieser Wandung nach unten bewegenden Teilchen verhindert wird. Ein Ankleben der Teilchen könnte nämlich eine rauhe Oberfläche der Innenwandung hervormfen, was die Mitnahme des zu blähenden Gutes beeinträchtigen würde.
Um spezielle Verarbeitungseigenschaften zu erzielen, kann der mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung geblähte Perlit noch in an sich bekannter Weise, z. B. unter Verwendung von Siliconöl, hydrophobisiert werden, um wasserabstossenden Perlit zu erhalten.
Device for expanding perlite or other expandable material
The invention relates to a device for expanding perlite or other expandable material, with a downwardly conically narrowing treatment chamber, in the upper part of which the hot air line opens tangentially and from which a discharge line serving to remove the expanded material leads away.
In known designs of this type, the discharge line leads away from the lower end of the treatment chamber. The material supplied to the treatment chamber together with the hot air via the hot air supply line moves essentially helically downwards in the treatment chamber in order to get there completely into the discharge line. Thus, non-expandable admixtures as well as insufficiently expanded particles of the goods to be treated are also discharged via the discharge line together with the finished expanded particles, as a result of which the product obtained does not have a uniformly good quality. Incidentally, it is also known to leave perlite particles in a stream of hot air until they are so swollen that they can be carried along and carried away by the stream of hot air due to their increased volume.
In known designs based on this principle, however, the hot air supply line opens into the lower part of the treatment chamber, in which the hot air stream moves upwards in a helical manner and exits at the upper end of the treatment chamber through the discharge line.
Even with such designs, the achievement of a uniformly expanded product is hardly guaranteed, since not yet completely expanded particles due to their larger spec. Weight are thrown outwards by the hot air flow, namely in that area of the rising hot air flow bounded by the inner wall of the chamber, in which it has to cover the greatest distance and therefore has the greatest speed. As a result, the greatest drag force of the hot air flow is also present in this area, so that even particles that have not yet been fully expanded can be carried upwards and carried out of the treatment chamber.
According to the invention, in a device of the type mentioned at the outset, the discharge line leads away from the upper end of the treatment chamber, which acts as a cyclone. With such a design, the descending, rotating hot air flow is reversed in the lower area of the treatment chamber, which then rises rapidly in a rotating manner in the center and takes the already inflated particles with it into the discharge line, whereas particles that have not yet been inflated or additions that cannot be inflated at all result their higher spec. Weight before reaching the discharge line by the rotation of the ascending air stream are thrown out of this into the air stream guided downwards along the inner wall of the treatment chamber.
In this way, the not yet fully expanded particles and also non-expandable impurities are retained in the treatment chamber with certainty, since they are forcibly guided back down again. The expandable particles remain in the treatment chamber until they have the required degree of expansion, i.e. the correspondingly low spec. Have reached weight, only then to be carried along by the rising air stream into the discharge line. Admixtures of the starting material that are not expandable at all collect in the lower area of the treatment chamber.
As indicated, it is known per se to lead the discharge line away from the upper end of the treatment chamber. In the case of the embodiments in question, however, as already stated, the hot air is introduced into the treatment chamber from below, which in no way leads to a reversal of the hot air flow and thus also cannot lead to the advantages according to the invention.
The depth of immersion of the discharge line into the interior of the treatment chamber can advantageously be adjusted by means of a pipe socket that can be displaced in the discharge line. In the present context, this offers significant advantages. This is because it makes it possible to process even coarse-grained or very different grain size starting material in such a way that an end product corresponding to the respective requirements is achieved. Coarse-grained expanded material has to be exposed to the hot air flow for a longer period of time in order to be completely expanded inside each grain, i.e. it must rise and fall more often in the treatment chamber than fine-grained expanded material, although perhaps the buoyancy of coarse-grained material that has not yet been expanded is the buoyancy of already ready-blown fine-grained goods would already correspond.
With the pipe socket pushed forward into the treatment chamber, which setting is chosen when processing even, fine-grained material, coarse-grained material that has not yet been expanded would also be discharged from the treatment chamber by the rising air stream. For the processing of coarse-grained starting material or raw material with a wide variety of grain sizes, the pipe socket is withdrawn from the treatment chamber, so that the coarse-grained particles that have not yet been blown up and down more often than the fine-grained particles that have already been blown out. The adjustability of the immersion depth of the discharge line makes it possible to process a starting material that is not specially sorted or coarse-grained, with all particles in the end product having a degree of expansion that corresponds to the setting.
Furthermore, however, it is also possible to preselect the quality, that is to say the evenness of the degree of expansion of all the grains, when processing starting material having a uniform grain size. If a particularly uniform expansion of the grains is required, the pipe socket will be withdrawn completely from the treatment chamber, whereas if the pipe socket is pushed forward into the treatment chamber, the expansion will not be as even, but the performance of the system will be higher. Such a device can thus be adapted particularly well to the respective conditions and the respective requirements of the end product.
At the lower end of the treatment chamber, a cone which protrudes with its tip into the interior of the treatment chamber and promotes the cyclone effect can be provided. Through this cone, the deflection of the hot air stream carrying the item is significantly promoted and thus the entrainment of the item by the hot air stream is improved. The cone can be moved away from the treatment chamber, releasing an opening serving to remove non-expandable additions. The cone then has a double function, since it acts on the one hand as a deflecting body, but on the other hand also as a closing body.
Furthermore, the treatment chamber can be double-walled in a manner known per se, with the air line connected to a blower opening into the lower area of the space located between the two walls, and an air line leading to the heating device leading to the hot air line leading away from the upper area of this space . This not only preheats the treatment air, but also a corresponding cooling of the inner wall of the treatment chamber, which is particularly important in the present context because the rotating air flow causes the already heated particles of the material to be expanded to be pressed against the inner wall of the treatment chamber below.
If the wall were not cooled sufficiently, the particles could stick to it, whereby the wall would be covered with a rough layer, which would significantly impair the rotation of the air flow and the entrainment of the particles to be treated by the same.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically in the drawing.
The treatment chamber, which narrows conically downwards and acts as a cyclone, is designated with 1, in the upper part 1 'of which the hot air supply line 2 opens tangentially. The discharge line 3, which is used to discharge the expanded material, leads away from the upper end of the treatment chamber 1. The depth of immersion of the discharge line 3 into the interior of the treatment chamber 1 can be adjusted by means of a pipe socket 4 which can be displaced in the discharge line. At the lower end of the treatment chamber 1, a cone 6 which projects with its tip 5 into the interior of the treatment chamber and promotes the cyclone effect is provided. This can be moved away from the treatment chamber 1, releasing an opening 7 serving to remove non-expandable admixtures. For this purpose, the cone 6 has a push rod 8 which is mounted displaceably in a guide 9.
The treatment chamber 1 is double-walled. The air supply line 11 connected to a fan 10 opens into the lower area of the space 14 located between the two walls 12, 13. An air line 17 leading to the heating device 15 and merging into the hot air line 2 leads away from the upper area of the room 14. The heating device has a porous ceramic burner body 18 which, with its cylindrical inner wall 19, forms part of the air line. The ceramic burner body 18 is surrounded on all sides by a jacket 20 leaving a gap 21 free. An oil line 22, through which oil can be fed to the ceramic burner body 18 by means of a pump 23, opens into the intermediate space 21.
During operation of the heating device, oil is pressed into the outer area of the ceramic burner body 18 via the intermediate space 20 in order to gasify as it passes through this body due to its high temperature and, after exiting the burner body 18, to burn on its inner wall 19. The air flow generated by the fan 10 forms a flame that extends with its tip into the treatment chamber 1. The hot air line 2 is surrounded by thermal insulation 24. The material to be treated can be metered into the treatment chamber via an introduction opening 25.
The hot air flow tangentially entering the treatment chamber 1, which acts as a cyclone, moves downwards in a rotating manner along the inner wall of the chamber, the rotation of the flow becoming faster due to the downward conical narrowing of the treatment chamber. At the lower end of the treatment chamber 1, favored by the cone 6, the reversal of the hot air flow, which is characteristic of the cyclone, occurs, which now rises rapidly rotating centrally in the treatment chamber and enters the discharge line 3. In the process, the material to be treated, which has been metered into the hot air stream by the introduction device 25, is carried along with it in order to then rise with the central, ascending hot air stream. While staying in the hot air stream, the material is inflated, whereby the spec.
The weight of the expandable particles is reduced so that they can be carried along by the central ascending air stream into the discharge line. Particles which have not yet been fully expanded or which cannot be expanded at all are thrown out of the centrifugal force of the rapidly rotating central air stream into the air stream descending along the inner wall, so that these particles go through the circulation process again, whereby the residence time in the treatment chamber is extended until they also have the desired degree of expansion and can thus be taken into the discharge line 3.
Because the immersion depth of the discharge line into the interior of the treatment chamber can be changed, it is possible to preselect the quality of the puffed material. If the displaceable pipe socket 4 is pushed far into the treatment chamber, particles are also discharged through the discharge line 3 which have only a low degree of expansion, but which is just sufficient for the particles to be carried along into the discharge line. If, on the other hand, largely uniform and at the same time highly expanded material is desired, then the pipe socket will be withdrawn as far as possible from the treatment chamber.
The particles to be inflated then have to cover a greater distance in the ascending air flow, whereby particles which have been carried along but not yet expanded to the desired extent are thrown from the ascending air flow into the descending air flow into the upper area of the central air flow. Non-expandable particles collect in the lower region of the treatment chamber and can be discharged from the treatment chamber through this opening when the cone 6 has moved out of the opening 7.
The air blown into the space 14 between the two chamber walls 12, 13 via the air supply line 11 cools the inner wall of the treatment chamber and is thus preheated. Cooling of the inner wall is particularly advantageous in the present context insofar as this prevents the particles moving downward along this wall from sticking. A sticking of the particles could namely form a rough surface of the inner wall, which would impair the entrainment of the goods to be expanded.
In order to achieve special processing properties, the perlite expanded by means of the device according to the invention can also be used in a manner known per se, e.g. B. using silicone oil, can be made hydrophobic in order to obtain water-repellent perlite.