CN105050723B - 颗粒材料调节器和生产优化颗粒材料的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种颗粒材料调节器，用于优化颗粒材料的粒度，该颗粒材料调节器具有：两个盘(1，2)，所述两个盘能够相对于彼此旋转，并且以基本相互平行的关系布置；颗粒材料进口，通过所述颗粒材料进口，颗粒材料可以穿入该调节器，进入位于两个盘之间的环形间隙(7)；以及捕获容器(10)，所述捕获容器用于接收通过离心力而从两个盘之间的间隙排出的颗粒材料。根据本发明，提出了，该捕获容器(10)具有弹性帘(11)，其中，该弹性帘与捕获容器的壁至少部分地隔开，并且限制从该间隙排出的颗粒材料的轨迹。

Description

颗粒材料调节器和生产优化颗粒材料的设备

本发明涉及用于优化颗粒材料的粒度的颗粒材料调节器。

具体地，在工业陶瓷中，需要具有高度可浇注性的陶瓷颗粒材料。因此，这些粒度应当位于预定的粒度范围内。具有过大粒度和过小粒度的颗粒材料通常都是不需要的。

在工业陶瓷中大多数遇到的用于生产颗粒材料的工艺是喷雾干燥。为此目的，细粉末与液体混合以构成悬浮液。然后，在喷雾干燥器中将悬浮液颗粒化，也就是说，通过热环境中的喷嘴系统或离心盘将悬浮液雾化。由此导致的液滴在干燥室中由与所述液滴成相反流动关系的热空气干燥。液滴中包含的微粒凝聚成块，并且形成颗粒材料。残余的湿气和颗粒材料尺寸分布可能会受影响，尤其是基于喷嘴的几何形状受影响。已经确立数十年的该工艺的优势在于100–800μm范围内的高颗粒材料产量。其缺点在于大量的液体，这些液体对于喷射操作是必要的，并且首先必须进给到固体，然后几乎再次完全干透。

对于用以生产颗粒材料的可替换工艺是所谓的“生长结块”。其中，起始材料以粉末微粒的形式被进给到混合器中。在添加了水和可能的有机粘结剂之后，通过混合运动形成团块或者颗粒材料。

生长结块在经济上是具有明显优势的，但是随着非常快速地形成直径明显大于1000μm的大颗粒，会导致更坏的粒度分布。因此，必须要加工这些颗粒材料。

例如在EP 1 070 543中已知颗粒材料调节器，藉由该调节器，可以减小颗粒材料的粒度。所述调节器具有能够相对于静止壳体旋转的元件，该可旋转元件具有形状为锥形表面的部分。由于各不同的锥角，在表面形状为锥形的部分和该静止壳体之间的是在横截面中成锥形地延伸的间隙。待加工的颗粒材料微粒穿过该间隙并且在此被粉碎。出口间隙布置地非常靠近该壳体壁。

当使用用于工业陶瓷的颗粒材料时，特别是用于与藉由生长结块生产的且因此在刚生产后通常包含10％至15％的含水量的颗粒材料时，在该颗粒材料调节器中，特别是在注射区域和静止壳体内，通常发生的是大团块和肿块粘附在一起并且重新形成，并且此类团块和肿块严重地有害影响已优化的颗粒材料的质量。

也已知盘磨机，其使用相对于彼此可旋转并且以基本相互平行的关系布置的两个盘，在盘的顶侧上布置有齿，其中待研磨的材料被引入到位于两个盘之间的基本环形的间隙中。由于该相对的旋转运动(其中，一般，两个盘中的一个是静止的而另一个绕其盘的轴线旋转)，待研磨的材料在该间隙中藉由在各齿处的剪切作用而被研磨。此类盘磨机不能用以调整生长结块或颗粒材料，因为位于各齿之间的空间由湿气和颗粒而胶粘，并由此该磨机被阻塞。通常使用这些类型的磨机的区域是研磨干燥的矿产原料、塑料或者纸浆悬浮液。

对于用于工业陶瓷的颗粒材料，特别是对于用于藉由生长结块生产的且因此在刚生产后通常包含10％至15％的可自由移动水分的颗粒材料，也不可以使用这些机器。

盘磨机的两个盘布置在壳体内，该壳体通常紧密地包围所述盘，以接收藉由离心力而从两个盘之间的间隙中排出的材料。换句话说，起始成分通过这两个盘的相对运动而在这两个盘之间的间隙中被研磨，并且由于离心力而被向外抛出，使得它们撞击在捕获容器的壁上。如果此类盘磨机用于加工颗粒材料，然后从研磨盘排出的颗粒材料会保持粘附到壳体的刚性壁上，作为最终的结果，其意味着颗粒材料粒形成肿块，使得留在盘磨机上的颗粒材料的质量也变得更差。

由于所描述的现有技术，因此，本发明的目的是提供一种颗粒材料调节器，藉由该调节器，可以加工已经由制粒混合器从细粉末和添加水而生产的并且具有范围为大约10％至15％的含水量的颗粒材料。

根据本发明，该目的通过一种颗粒材料调节器实现，该颗粒材料调节器具有与盘磨机类似的机构，也就是说，具有：两个盘，所述两个盘能够相对于彼此旋转，并且以基本相互平行的关系布置；颗粒材料进口，通过所述颗粒材料进口，颗粒材料可以穿入该调节器，进入位于两个盘之间的环形间隙；以及捕获容器，所述捕获容器用于接收通过离心力而从两个盘之间的间隙排出的颗粒材料。然而，应当注意的是，该捕获容器具有弹性帘，该弹性帘与捕获容器壁至少部分地隔开，并且布置成使得该弹性帘限制从该间隙排出的颗粒材料的轨迹。

以此方式，弹性材料悬挂在捕获容器中，使得藉由离心力而从该间隙排出的颗粒材料冲击在该弹性帘上。由于该弹性帘相对于捕获容器壁具有一定间隔，该弹性帘可以相应地移动，由此，显著降低粘附到弹性帘的颗粒材料的可能性。原则上，该弹性帘可以由任何弹性材料形成，具体地可以有任何聚合物材料形成，具体地可以有任何弹性体形成。该弹性帘特别优选地包括聚氨酯。

在优选实施例中，弹性帘布置成完全围绕该对盘。此具有这样的优势：基本上越过整个盘周界上排出的颗粒材料撞击在弹性帘上，并且从弹性帘基本上掉落，而不会粘附到捕获容器中。

已经发现，该弹性帘有利地是钟形构造。在此情形下，该弹性帘与所述两个盘中的一个在整个周界上尽可能远地相邻。

在此方面，优选实施例中，该弹性帘形成为使得该弹性帘包括与环形间隙的虚拟径向延长部构成的15°至75°之间的角度，优选地25°至65°之间的角度，最优选地35°至45°之间的角度。此方案的结果是，从环形间隙中排出的颗粒材料球以基本相同的角度冲击弹性帘。

更特别地，已经发现，过大的冲击角度不能防止颗粒材料粘附到弹性帘上。若是具有过小的冲击角度，捕获容器必须显著增大，此会增加颗粒材料调节器的成本，而此不会带来附加的有益效果。

在优选实施例中，该弹性帘具有大体S形横截面，也就是说，该弹性帘具有更靠近该间隙的凹区和与该凹区相邻的凸区。优选地，环形间隙的虚拟径向延长部基本上在凹区和凸区之间的连接部附近与弹性帘相交。

还发现，该弹性帘至少在朝向该间隙的侧部是基本光滑的，也就是说，该弹性帘没有球突、凹槽或凸条。在其它优选实施例中，两个盘能够绕它们的盘轴线旋转。已经发现，该措施避免了可能潮湿的颗粒材料附粘或阻塞在两个盘之间，也就说，避免了可能潮湿的颗粒材料附粘或阻塞在该环形间隙内。如果两个盘都旋转，它们必须以不同的速度被驱动。在此情形下，各旋转盘的旋转方向可以是相同的方向或是相反的方向。

在优选实施例中，一盘具有中心开口，可以通过该中心开口供应颗粒材料。例如，具有中心开口的该盘可以由中空轴驱动，通过该中空轴，颗粒材料经由该中心开口而进给到该间隙。

例如，两个盘可以是水平定向的。在该情形下，上盘应当具有中心开口，通过该中心开口，颗粒材料可以藉由重力而进给到该间隙中。

为了能够调整颗粒材料尺寸，优选的实施例提供了用于调整间隙宽度的装置。在特别优选的实施例中，该可调整的盘藉由三个安装点而可调整地安装成使得除了该间隙宽度，也可以通过个别调整安装点而调整所述盘相对于彼此的平行度。

尽管如此，如果颗粒材料很快地附粘并且阻塞在环形间隙中，优选实施例提供一种枢转装置，藉由该枢转装置，一盘，优选地，上盘，可以绕平行于间隙所在平面延伸的枢转轴线进行枢转，以保证通达该间隙。然后可以去除该粘着材料，并且该调节器准备再次使用。

如果各盘在形成该间隙的它们的表面处是基本平坦的，则是更加有利的。因为各盘没有布置任何齿，所以进一步降低了沉积的风险。

在其它特别优选的实施例中，该颗粒材料调节器布置在与颗粒混合器相同的壳体中。这两个部件一起形成用于生产优化颗粒材料的设备。

本发明的其它优点、特征和可能的用途可从下文对较佳实施例的描述和相关附图中显现出来，附图中：

图1是该调节装置的工作远离的示意图，以及

图2示出了根据本发明的调节器的一部分的截面图。

图1示意性地示出了根据本发明的调节器的工作原理。该调节器具有两个旋转盘1、2，所述旋转盘被驱动以使得它们相对于彼此旋转。在所示实例中，所述两个盘沿不同方向被驱动。环形间隙7位于两个盘之间。上盘2由中空轴4驱动，通过该中空轴4，可以进给待优化的颗粒材料。下盘1在中部具有中空锥体5和一排叶片6。在重力的影响下藉由该中空轴4通过各盘之间的颗粒材料由该锥体5和叶片6而径向向外移动，使得通过藉由径向加速度而将颗粒材料输送到到环形间隙7中。在该间隙中，颗粒材料被粉碎直到颗粒材料再次在环形间隙7的周界处从环形间隙7排出。

会看到的是，环形间隙7具有布置成径向进一步向内的锥形会聚部和一个这样的部分，即，在该部分中，该间隙保持基本恒定，并且与该锥形会聚部相邻，使得该部分布置成径向进一步向外。

该颗粒材料在该锥形会聚部被粉碎，使得该颗粒材料可以随后在具有基本恒定的间隙宽度的径向向外的相邻间隙部分中被碾压。作为对上述方案的替代，也可以提供多个锥形会聚部。

在图1中所示的盘通常安装在捕获容器中。

图2示出了本发明的一实施例。该调节器在此以截面图的形式示出。尽可能地使用与图1中的附图标记相同的附图标记。在此，颗粒材料也可以由中空轴4提供。通过轴8而驱动下盘1，而通过中空轴4驱动上盘2。颗粒材料在环形间隙7中被粉碎，并且由旋转盘径向加速，使得颗粒材料以不低的速度在周界处从环形间隙7排出。在已知的调节器中，排出的颗粒材料撞击到紧密围绕该喷射间隙的壳体壁上，并且通过例如旋转清理指部而从此处沿颗粒材料排出的方向传送。

然而，具体地，当颗粒材料具有一般水平的含水量时，颗粒材料会发生这样的情况：以高速从环形间隙7中排出的颗粒材料粘附到壳体壁，使得颗粒材料积聚在壳体壁处，此颗粒材料然后可能不受控地从该壁上脱离。脱离的颗粒片包括彼此粘结并且不能用于进一步加工的颗粒材料微粒。

由此，根据本发明的调节器具有弹性帘11，该弹性帘11布置成使得从环形间隙7中排出的颗粒材料微粒首先冲击该弹性帘11。在优选实施例中，该弹性帘11是钟形构造，该弹性帘11布置成相对于捕获容器10的壁隔开，使得当颗粒材料冲击时，会导致摆动，此使得颗粒材料保持粘着在弹性帘上的可能性显著降低。尽管如此，在此也可以不排除颗粒材料的个别微粒粘附到弹性帘的可能性。由此，该弹性帘布置成使得从环形间隙排出的微粒基本上以大约40度至50度的冲击角度遇到弹性帘11。此具有这样的优势：已粘附到弹性帘11上的颗粒材料微粒不会由其它颗粒的冲击而压在弹性帘上，但是会由于接下来的微粒在弹性帘上的冲击而以移动，此通常具有这样的效果：粘附到该弹性帘的微粒脱离并且落入捕获容器9中。

在特别优选的实施例中，该弹性帘的横截面基本上S性构造的，也就是说，它具有凹区和相邻的凸区，其中凹区布置地更靠近环形间隙7。在此方面，弹性帘11布置成使得从该间隙排出的颗粒材料基本上在凹区和凸区之间的连接部附近遇到该弹性帘。

为了能够通过使环形间隙7的宽度变化来调整颗粒材料的尺寸，旋转盘中的一个1或2以高度可调整的方式安装。该间隙的高度调整装置12可以通过一个安装点或者多个、优选地三个安装点来实现，使得除了该间隙宽度外，也可以通过个别调整安装点而调整各盘相对于彼此的平行度。

至少一个盘的圆周速度应当在10m/s以上，并且优选地在20m/s以上。当驱动各盘时，该一个盘的圆周速度应当比另一个盘的圆周速度大至少10％。

附图标记列表

1 下盘

2 上盘

3 颗粒材料

4 中空轴

5 锥体

6 叶片

7 环形间隙

8 轴

9 捕获容器

10 捕获容器壁

11 帘

12 间隙高度调整装置

Claims (15)

1.一种颗粒材料调节器，用于优化颗粒材料的粒度，包括：两个盘，所述两个盘能够相对于彼此旋转，并且以基本相互平行的关系布置；颗粒材料进口，通过所述颗粒材料进口，颗粒材料能够穿入所述调节器，进入位于所述两个盘之间的环形间隙；以及捕获容器，所述捕获容器用于接收通过离心力而从所述两个盘之间的所述间隙排出的颗粒材料，其特征在于，所述捕获容器具有弹性帘，其中，所述弹性帘与所述捕获容器的壁至少部分地隔开，并且限制从所述间隙排出的颗粒材料的轨迹。

2.如权利要求1所述的颗粒材料调节器，其特征在于，所述弹性帘布置成完全围绕所述一对盘。

3.如权利要求2所述的颗粒材料调节器，其特征在于，所述弹性帘具有钟形构造。

4.如权利要求1所述的颗粒材料调节器，其特征在于，所述弹性帘具有与所述环形间隙的虚拟径向延长部构成的15°至75°之间的角度。

5.如权利要求1所述的颗粒材料调节器，其特征在于，所述弹性帘具有S形横截面，也就是说，所述弹性帘具有更靠近所述间隙的凹区和与所述凹区相邻的凸区。

6.如权利要求1所述的颗粒材料调节器，其特征在于，所述弹性帘在朝向所述间隙的侧部是基本平坦的，也就是说，所述弹性帘没有球突、凹槽或凸条。

7.如权利要求1所述的颗粒材料调节器，其特征在于，所述两个盘都能够绕它们的盘轴线旋转。

8.如权利要求1所述的颗粒材料调节器，其特征在于，一盘具有中心开口，所述颗粒材料能够通过所述中心开口供应。

9.如权利要求8所述的颗粒材料调节器，其特征在于，具有所述中心开口的所述盘能够由中空轴驱动，通过所述中空轴，所述颗粒材料经由所述中心开口而进给到所述间隙。

10.如权利要求1所述的颗粒材料调节器，其特征在于，设置有用于调整间隙宽度的装置。

11.如权利要求1所述的颗粒材料调节器，其特征在于，所述两个盘水平地定向，其中，设置有枢转装置，藉由所述枢转装置，一盘能够绕平行于所述间隙所在平面延伸的枢转轴线进行枢转。

12.如权利要求1所述的颗粒材料调节器，其特征在于，所述环形间隙具有锥形横截面的一个或多个部分。

13.如权利要求1所述的颗粒材料调节器，其特征在于，至少一个盘以10m/s以上的圆周速度被驱动，其中，当所述两个盘被驱动时，所述两个盘的圆周速度是不同的。

14.如权利要求1所述的颗粒材料调节器，其特征在于，各所述盘在它们的形成所述间隙的表面处是基本平坦的。

15.一种用于生产优化颗粒材料的设备，包括：壳体，在所述壳体中布置有用于从粉末和可能的液体来生产颗粒材料的制粒混合器；和如权利要求1至14中的任意一项所述的颗粒材料调节器。