CN103391809A - 用于颗粒化和结块的方法及用于该方法的工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于颗粒化和/或结块装置的颗粒化和/或结块工具，该工具包括紧固轴和大致盘状元件，所述盘状元件具有直径d并紧固到所述紧固轴。盘状元件具有上表面、下表面和连接所述上表面和所述下表面的周界表面。为了提供用于颗粒化和/或结块装置的颗粒化和/或结块工具、对应的颗粒化和/或结块装置和用于颗粒化和/或结块的方法，其中，可以快得多地实现期望的颗粒化或结块结果并且最重要的是可实现范围从0.1到0.8毫米的产量高得多的、细得多的颗粒材料，周界表面具有多个大致V形的凹槽，这些凹槽与轴的轴线平行地延伸。

Description

用于颗粒化和结块的方法及用于该方法的工具

本发明涉及一种用于颗粒化和结块的方法及用于该方法的装置。

颗粒化和结块是已知的工艺流程。当颗粒化时，颗粒材料、即颗粒状并易于倾倒的固体由一种或多种成分生产而成。当结块时，颗粒尺寸范围转变成较大尺寸，因此是粉碎的反义词。

已知为了颗粒化或结块将对应成分和任何添加剂引入混合器中，并借助搅拌工具来将它们混合在一起。

为此所用的搅拌工具通常具有多个臂，这些臂安装在中心轴杆上并径向向外延伸，并在它们的径向外端部处向上或向下倾斜。

然而，已表明借助这些工具和装置获得期望的颗粒化或结块所需的搅拌时间相当长。此外，借助已知工具仅可以获得具有范围从0.1毫米到2.0毫米或更大的颗粒尺寸分布的颗粒状材料。范围小于1.0毫米的颗粒状材料的产量相对较小，在30-60％。为此，对于尺寸范围从0.1毫米到0.8毫米的细颗粒材料优选使用获得几乎100％产量的喷雾颗粒化机（Sprühgranulator）。

因此，从如上所述的现有技术出发，本发明的目的在于提供一种用于颗粒化和/或结块装置的颗粒化和/或结块工具以及对应的颗粒化和/或结块装置以及用于颗粒化或结块的方法，借助它们可以非常快速地获得期望的颗粒化或结块效果，并且最重要的是可以获得范围从0.1到0.8毫米的产量高得多的、细得多的颗粒材料。

根据本发明，该目的通过用于颗粒化和/或结块装置的颗粒化和/或结块工具来实现，其中，该工具具有紧固轴和大致盘状元件，该盘状元件紧固到该紧固轴，并具有直径d，盘状元件具有上表面、下表面和连接上表面与下表面的周界表面。此外，周界表面具有多个大致V形凹槽，这些凹槽与轴的轴线平行地延伸。

令人惊奇的是，已表明这种工具在颗粒化以及在结块时产生好得多的效果。

由于本发明基本上为了颗粒化而研发，接下来仅参照颗粒化来描述本发明。然而，已表明在结块时也可获得这些优点，因而明确地指出工具和方法还可用于结块。

在一个特别较佳形式的实施例中，凹槽具有凹槽深度t，t是盘状元件的直径d的0.05到0.4倍之间、较佳是0.1到0.3倍之间并且最佳是0.15到0.25倍之间。凹槽必须首先不是太深，以确保待颗粒化的材料沿径向向外沿盘状元件的上和下表面作充分运动，另一方面必须不是太小，因为基本上是在由上表面或下表面和凹槽壁构成的边缘处或凹槽内进行期望的颗粒化作用。由此，凹槽从盘状元件的上表面延伸到下表面。

因此，由盘状元件的凹槽壁与其上表面或下表面之间形成的边缘应尽可能为尖锐边缘，即，角部半径应小于1毫米。

在另一特别较佳形式的实施例中，至少一个凹槽壁至少部分地由比盘状元件硬的材料制成。如上所述，期望的颗粒化作用很大程度上由凹槽来产生，这会造成凹槽壁以及特别是由盘状元件的凹槽壁与其上表面或下表面形成的边缘的加大磨损。因此，规定凹槽壁至少部分地、最好是与周界表面毗邻的部分由更硬材料制成。由此，盘状元件可以例如在末端采用硬质金属合金（碳化物）、陶瓷材料或硬化钢元件。

替代地或与此结合地，盘状元件的凹槽壁具有凹部，较佳由更硬材料制成的耐磨元件装入该凹部内。装入凹部内的元件能牢固地连接到盘状元件或与盘状元件可拆卸地连接。当耐磨元件磨损时，它们可以简单地进行更换。

或者，包括凹槽在内的盘状元件整个径向外部区域可由更硬材料制成。

还已表明，当更硬材料或耐磨元件突出超过上表面和/或下表面和/或周界表面距离a时，这种颗粒化作用能进一步加强，这是因为颗粒化作用仅通过由更硬材料制成的部分产生。在此，距离a应小于盘状元件的厚度e。

此外，对于许多应用场合来说，有利的是凹槽壁具有由比盘状元件硬的材料制成的、彼此分开的至少两个部分或者两个插入的耐磨元件，最好是使更硬材料或耐磨元件在两个部分内突出超过上表面和/或下表面。

此外，已表明颗粒化作用能在如下情况下改善，即，从周界表面沿轴的方向延伸凹槽深度t的圆形部内的上表面不具有轴向向上突出超过凹槽壁或超过紧固到凹槽壁上或内的更硬材料制成的元件的元件。对不同工具几何形状的调查已表明轴向向上突出到盘状元件上侧并且不与凹槽壁直接毗邻的突出部会导致颗粒化的材料与盘表面之间的较差接触，这明显影响了颗粒化效果。

最好是，至少在从周界表面沿轴的方向延伸盘状元件直径的0.35倍或更好地0.45倍的圆形部分内的盘状元件的上表面上除了可能存在的更硬材料外没有突出超过盘状元件的上表面的元件。理想的是，仅紧固轴突出超过盘状元件的上表面。盘状元件的上表面较佳地不被干扰，并且尽可能平坦和光滑。

由于通常根据本发明的工具不能直接安装在容器底部上，所以对于许多应用来说有利的是，下表面具有至少一个以及较佳为至少两个涡状元件，这些涡状元件沿轴向突出超过下表面，涡状元件较佳地沿周向具有相同的角度间隔。

因此，例如，涡状元件能固定到在盘状元件的两个相邻凹槽之间形成的各个“轮幅”上。或者，还可以将对应的涡状元件紧固到仅每隔一个、两个或三个“轮幅”上。

在又一特别较佳形式的实施例中，规定凹槽设置成沿周向彼此等间距地隔开。

还已表明凹槽宽度与沿周向各凹槽之间的距离之比有利地大于0.05，较佳在0.1到5之间，并且最佳在0.3到2之间。

对于许多应用来说，有利的是工具具有两个盘状元件，它们设置在紧固轴上，并沿轴向彼此间隔开一定距离。显然，还可设有多于两个盘状元件。

基本上，根据本发明的工具能用于任何容器中。容器轴线可例如垂直、水平或相对于垂线倾斜地设置。在垂直容器的情况下观察到良好的颗粒化特性，在这种容器中，工具绕其自身轴线同心地在固定位置转动或者相对于容器的中心偏心地绕混合器中心并绕其自身轴线转动。

然而，根据本发明的工具最好用于具有可转动容器的颗粒化和/或结块装置中，根据本发明的颗粒化和/或结块工具设置在可转动容器内，并且最好不随着容器转动。换言之，容器转动，而颗粒化工具的紧固轴基本上保持在相同位置。然而，颗粒化工具能绕轴的轴线转动。

在此，容器的转动轴线和轴的轴线较佳地彼此平行地设置，最好是容器的转动轴线和轴的轴线彼此间隔开一定距离。

此外，有利的是容器的转动轴线相对于垂线略倾斜。在此，5°到30°之间的倾斜角度被证实特别好的。

此外，本发明还涉及用于颗粒化或结块的方法，其中，将待颗粒化或待结块的成分引入容器内，并采用如上所述的颗粒化和/或结块装置、用工具混合。

从实施例的较佳形式的说明中，其它优点、特征和可能的应用将变得清楚。

图1示出根据本发明的颗粒化工具的第一种形式的实施例。

图2示出根据本发明的颗粒化工具的第二种形式的实施例；

图3示出根据本发明的颗粒化工具的第三种形式的实施例；

图4示出根据本发明的颗粒化工具的第四种形式的实施例；

图5示出根据本发明的颗粒化工具的第五种形式的实施例；

图6示出根据本发明的颗粒化工具的第六种形式的实施例；

图7示出根据本发明的颗粒化工具的第七种形式的实施例；

图8示出根据本发明的颗粒化工具的第八种形式的实施例；

图9示出根据本发明的颗粒化工具的第九种形式的实施例；

图10示出根据本发明的颗粒化工具的第十种形式的实施例；

图11示出根据本发明的颗粒化工具的第十一种形式的实施例；

图12示出根据本发明的颗粒化工具的第十二种形式的实施例；

图13示出根据本发明的颗粒化工具的第十三种形式的实施例；

图14到16示出本发明的第十四种形式的实施例。

图1示出根据本发明的第一种形式的实施例的平面图。工具10由盘状元件11构成，该盘状元件在中心具有开口13，盘状元件11借助该开口能附连到紧固轴（未示出）。

盘状元件11具有在图1中可见的上表面、面向纸面的下表面以及连接上表面和下表面的周界表面。周界表面具有多个V形凹槽12，这些凹槽具有凹槽深度t。

凹槽具有宽度b，并且凹槽之间的距离为a。盘状元件11具有直径d。凹槽壁形成为尖锐边缘，即，上表面和下表面与凹槽壁之间的交汇区域未倒角，而是具有非常小的曲率半径。相邻各凹槽沿周向彼此间隔开18°。

图2示出本发明的第二种形式的实施例，其中，工具20也具有开口23，该开口用于将工具紧固到紧固轴。第二种形式的实施例与第一种形式的实施例的区别主要在于设有明显更多的凹槽22。因此，各凹槽沿周向彼此间隔开11.25°的角度。

图3示出本发明的第三种形式的实施例。工具30由盘状元件构成。在此，又设有中心开口33，以紧固到紧固轴（未示出）。

在此形式的实施例中还存在两圈螺纹孔34和35，其中，一个或多个涡状元件（Aufwirbelelment）能紧固到工具30的下表面上。

图4示出本发明的第四种形式的实施例，其中，凹槽42的横截面不对称地形成。此外，凹槽基部具有平台。

图5示出本发明的第五种形式的实施例，其中，凹槽宽度大到使两个相邻凹槽之间的距离变成最小。

在图6中所示工具60的实施例形式的情况下，凹槽62具有一个大致平坦的凹槽壁和一个凸形弯曲的凹槽壁。

图7示出根据本发明的工具70的第七种形式的实施例。

图8到11示出本发明的第八到第十一种形式的实施例。这些形式的实施例的区别在于不同的凹槽几何形状和不同的凹槽宽度和深度。

图12示出另一较佳形式的实施例。工具120具有带有大量凹槽122的盘状元件121。各凹槽122在一个凹槽壁上具有一个凹部125，该凹部设置成接纳较佳地比盘状元件121的材料更硬的材料。例如可将硬质金属合金（碳化物）插入该凹部内。

插入的硬质金属合金（碳化物）能沿轴向突出超过上表面和下表面并超过周界表面。

图13示出本发明的第十三种形式的实施例，其中，凹槽深度非常小。

图14到16示出本发明的实施例的第十四种形式。图14示出工具140的立体图。该工具140具有两个盘状元件141和146，两者均设置在紧固轴147上。它们沿轴向彼此间隔开一定距离。两个盘状元件141、146具有凹槽142。在各种情况下，各凹槽142的一个凹槽壁具有由更硬材料、例如硬质金属合金（碳化物）制成的两个部分。这些硬质金属合金（碳化物）板147沿轴向和径向突出超过盘状元件的上表面、下表面和周界表面。此外，上盘状元件146具有四个U形开口148，待颗粒化的材料通过开口能流到下盘状元件141。

图15示出下盘状元件41的平面图。可以看到硬质金属合金（碳化物）插件147和147’设置在凹槽壁内的对应凹部内。

图16中所示的上盘状元件146具有对应的U形开口148，通过U形开口，材料能从上方经由开口148流到下盘状元件141。

Claims (14)

1.一种用于颗粒化和/或结块装置的颗粒化和/或结块工具，所述工具具有紧固轴和大致盘状元件，所述盘状元件具有直径d并紧固到紧固轴，并具有上表面、下表面和连接所述上表面和所述下表面的周界表面，所述周界表面具有多个大致V形的凹槽，所述凹槽与轴的轴线平行地延伸。

2.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述凹槽具有凹槽深度t，所述深度t是所述直径d的0.05到0.4倍之间、较佳是0.1到0.3倍之间并且最佳是0.15到0.25倍之间。

3.如权利要求1或2所述的工具，其特征在于，至少一个凹槽壁至少部分地由比所述盘状元件硬的材料制成。

4.如权利要求1到3中任一项所述的工具，其特征在于，在所述盘状元件的所述凹槽壁内设有凹部，耐磨元件装入所述凹部内，并且较佳地由比所述盘状元件硬的材料制成。

5.如权利要求4所述的工具，其特征在于，所述耐磨元件突出超过所述上表面和/或所述下表面和/或所述周界表面距离a，所述距离a较佳地小于所述盘状元件的厚度e，所述耐磨元件突出超过所述上表面的距离a等于或不等于所述耐磨元件突出超过所述下表面的距离a，并且等于或不等于所述耐磨元件突出超过所述周界表面的距离a。

6.如权利要求5所述的工具，其特征在于，至少一个凹槽壁具有至少两个凹部，两个凹部彼此间隔开，并且在任何情况下均将耐磨元件装入凹部内，耐磨材料较佳地在两个部分内突出超过所述上表面和/或所述下表面。

7.如权利要求1到6中任一项所述的工具，其特征在于，从所述周界表面沿所述轴的方向延伸至少凹槽深度t的圆形部内的上表面不具有轴向向上突出超过所述凹槽壁或超过紧固到所述凹槽壁上或内的耐磨元件的元件。

8.如权利要求1到7中任一项所述的工具，其特征在于，所述下表面具有至少一个、较佳地至少两个涡状元件，所述涡状元件沿轴向突出超过所述下表面，所述涡状元件较佳地沿周向具有相同的角度间隔。

9.如权利要求1到8中任一项所述的工具，其特征在于，所述凹槽设置成沿周向彼此等距离，凹槽宽度与沿周向各凹槽之间的距离之比较佳地大于0.05、较佳在0.1到5之间并且最佳在0.3到2之间。

10.如权利要求1到9中任一项所述的工具，其特征在于，至少两个盘状元件设置成沿轴向彼此间隔开一定距离。

11.一种具有容器和设置在所述容器内的根据权利要求1到10所述的颗粒化和/或结块工具的颗粒化和/或结块装置。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述容器的转动轴线和所述轴的轴线彼此平行地设置，所述容器的转动轴线和所述轴的轴线较佳地彼此间隔开一定距离。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述容器可转动，较佳地所述颗粒化和/或结块工具的轴固定在一个位置，特别较佳地，所述颗粒化和/或结块工具绕其轴线可转动。

14.一种用于颗粒化或结块的方法，其中，将待颗粒化或结块的成分引入容器内，并用工具混合，其特征在于，采用如权利要求11到13所述的颗粒化和/或结块装置。

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