CN105102209A - 造粒或粒化装置 - Google Patents

Abstract

一种用块状材料生产颗粒的装置，特别是有可熔化部分的软质块状材料，例如废物、塑料或日常垃圾，包括一个环形模(1)，在其中形成径向取向的压制通道(2)，所述压制通道(2)从环形模(1)的内表面(3)延伸到环形模(1)的外表面(4)，其中，所述环形模(1)具有一个穿过其中心的水平旋转轴(13)并配置为能由一驱动单元驱动，所述环形模(1)界定了一个压实腔(5)，并且有至少一个工作辊轮(6)，布置在压实腔(5)中，用于压实和压制待造粒的块状材料到压制通道(2)中；本发明的装置具有第一和第二机体(20、30)，其中两个机体(20、30)在环形模(1)的旋转轴(13)方向上是可分离的，其中环形模(1)安装在第一机体(20)中，至少一个工作辊轮(6)安装在第二机体(30)中。

Description

造粒或粒化装置

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序所述的用块状材料生产颗粒的装置。

背景技术

各种用块状材料生产颗粒的装置是已知的，例如CH594494、DE2733062、EP172359和WO2012146696。这样的装置也适用于作为造粒机，具有一个环形模，在其中形成径向取向的压制通道。在其内区域中，环形模限定了一个压实腔。这些环形模通常垂直地布置，其中，压实腔通过相应的侧壁元件闭合。两个或三个压辊位于压实腔中，其中环形模或压辊被驱动以便使得进入到压实腔的块状材料通过压制通道(也被称为分割通道)被压实和压制。

不同类型的材料，例如塑料、纸、木材、垃圾，煤炭或者有机材料和所有类型的尘状或粉状废物通过这样的装置加工成高度压实的颗粒。

在穿透压制通道的期间，块状材料被压实成模形成物。由于在压制通道的内表面和模形成物的外表面之间摩擦，还有由此产生摩擦热，模形成物表面上被高度地压实，以便在压实过程后，模形成物具有一个光滑的表面，该表面将多个颗粒一起包围和保存。

已知的装置已经成功地用于压制成颗粒的动物饲料的生产中。然而，当这类用于动物饲料造粒的具有两个或多个压辊的装置用于软质材料造粒，例如塑料或包含塑料的废物时，待造粒的材料由于动荡、摩擦和压辊之间的压制而受热，以便塑料部分熔化，压力面下层的材料分布减少，其中这可能导致材料结块，或者甚至呈现粘稠的浓度。

这样的结块或者粘稠在装置的起始阶段是特别成问题的，因为压制通道被冷却材料和废物材料瘀滞，该冷却材料和废物材料沿着模的内表面在压辊和和模粘稠物之间被压缩，且由于越来越粘稠，不能压缩通过压制通道。在压辊前面，加热和压实的材料堆积成起始块状物，其浓度变得越来越粘稠，以便模和压辊之间的材料压实变弱，沿着模的压辊打滑没有旋转。然后，已不可能正常操作该装置。

为了避免废物材料造粒中这样粘稠的危险，待投入装置的废物材料干燥到5-10％的残留水分，因为水含量作为废物材料中的润滑剂，高的水含量增加了模和压辊之间废物材料粘稠的危险。此外，过多的水分将阻碍稳定的颗粒结构，因为在压缩操作和压实加热后颗粒将扩张，从而将造成所谓的“松软颗粒”。残留水分的减少仅仅降低了粘稠的危险，但不能完全消除这种危险。

可以看到另一个不利是，因为当使用几个压辊时由于压辊压制表面和内模表面之间大的孔径张角，块状材料的楔形物大概更多。事实上，这个楔形物能够阻碍压辊，其中这引起材料的即刻加热和混合塑料废物的熔化过程(因为是用于造粒过程的废物处理的情况)。这能够导致压实腔燃烧。

因此，通过已知的具有两个或多个压辊的装置仅仅能够低材料产量地造粒相对的软质材料，例如日常垃圾、塑料或普通废物。根据待造粒的材料的类型和成分，结块可能具有软的、粘稠的浓度，该浓度导致压辊的粘稠或导致装置堵塞的高硬度。因此，当处理包含可熔化部分的软质材料时，进入装置的材料量需要保证很小以致不能发生结块。

为了消除相对软质材料，例如日常垃圾、塑料或普通废物的造粒中的粘稠，提出了例如EP0687273中描述的这类装置。这种装置具有一个大工作压辊和一个小支撑压辊，其中大工作压辊具有一个比带有几个工作压辊的装置更小的孔径张角。相应地，这增加了压实长度，也就是块状材料压实的起始点和工作压辊和环形模之间的接触点之间的距离，压实在该接触点结束。

小的压缩角意味着工作压辊的外表面和环形模的内表面之间的间距慢慢地减小超过相对长的压实长度，以便在整个压实长度上压缩力非常一致地作用在投入到工作压辊和环形模之间的块状材料上。这样，在所有压制通道中实现了相同的压力。

在已知的装置中，环形模和工作压辊分别安装在机体的一侧，以便另一侧自由地可拆卸用于向装置中提供块状材料。环形模通常位于一个水平安装的中空驱动轴上，且通过传送带或同步传送带或通过一个齿轮主要驱动。进料口布置在对面。压辊固定在第二轴上，该第二轴延伸通过中空驱动轴且可旋转地安装在其中。由于空间的原因，轴具有相对高的杠杆。由于压辊和环形模自身重量高，轴承承受负荷高，因此磨损严重。为了分别减少或分散作用在轴承上的力，已经提出了带有几个工作压辊或一个工作压辊和至少一个支撑压辊的造粒机。在一些装置中，模中的这种压辊构造被这样实现以便当施压时，2-3或4个压辊关于模运转面产生自动定心作用，一个压辊的压力能够被相对的压辊吸收。

US2295838公开了一种带有单一压辊的装置，其中环形模和压辊安装在相对的侧面。为了对装置进行维修工作或更换环形模，装置必须在压辊侧面上可分解或压辊能够向上枢转。为了实现这种枢转运动，由于压辊的尺寸，压辊的旋转轴必须位于环形模的垂直直径线上，以便压辊在枢转运动期间不紧靠环形模。然而，这意味着进料必须垂直地布置在压辊上面，相应地进料能够再次导致粘稠和堵塞。

发明内容

本发明的目的在于进一步改进一种装置，通过该装置能够高产量地造粒软质块状材料，该软质块状材料包括可熔化部分，例如废物、塑料或日常垃圾，其中消除了装置粘稠或结块的危险，其中本发明的目的也在于既额外减少了粘稠和结块的危险，又分别简化了维修步骤，扩展了该装置的应用范围。

这个目的通过具有权利要求1的特征的装置实现。本发明的装置用块状材料生产颗粒，特别是包含可熔化部分，例如废物、塑料或日常垃圾的软质块状材料，其包括一个环形模，在其中形成径向取向的压制通道，其中所述压制通道从环形模的内表面延伸到环形模的外表面。环形模具有水平对齐且延伸通过其中心的旋转轴，其中环形模这样设计以便使其能够通过驱动单元在旋转方向上被驱动，最好为液压驱动器。环形模限定了一个压实腔。为了压实和压制待造粒的块状材料到压制通道中，在压实腔中布置至少一个工作压辊。此外装置具有第一和第二机体，其中环形模可旋转地安装在第一机体中，至少一个工作压辊可旋转地安装在第二机体中，其中至少两个机体之一最好可替换地安装在基座和/或上部结构上，以便在环形模的旋转轴方向上相对于环形模能够替换至少一个工作压辊。

这样，能够在模轴上直接驱动环形模，例如，通过液压驱动器，从而淘汰了易发生故障的传送带、滑轮和杠杆。因为两个机体分别确保了工作压辊的简单维修或简单调换，因此，环形模和工作压辊能够在轴向方向上被简单地拆开，其中这也允许分离的大压辊的使用。在带有单一大压辊的装置中，由于环形模和工作压辊在安装两个可分离的机体中，也能够淘汰支撑压辊。

本发明优选的实施例其特征如从属权利要求。

本发明装置优选的实施例中，第一机体和/或第二机体安装在基座和/或上部结构上，以便其能够沿着环形模的水平旋转轴方向替换，例如，通过滑动轴承。该替换最好为液压驱动。

本发明的造粒机的另一个优选实施例中，在压实腔中仅仅布置单一的工作压辊。工作压辊的旋转轴布置环形模水平径线的下面，并且在环形模的旋转方向穿过环形模的垂直直径线。

选择这样的压辊构造的位置，以便通过进料轴、进料螺杆、提升油缸或其他强制进料机构，如滑块、活塞等形式投入的块状材料由于重力最后直接送到在工作压辊的下面。由于块体重量不同，块状材料不能分成不同成分。这也防止了不良的湍流，从而相应地抑制了块状材料过热。能够额外减少包括可熔化部分的软质材料结块的危险。此外，由于在前面另外提供的支撑压辊的旋转和离心力，没有发生材料积累。然而，最后送到上面区域中的块状材料能够在没有阻碍的状态再次下落。

此外，本发明的压辊构造具有的优点是，在由于外来物或过度进料产生阻塞的故障期间，仅仅很少的块状材料分别位于在入口区和压实腔中。相比之下，当在传统压辊构造，例如带有2到3或4个压辊，发生过度进料或者粘稠时，块状材料以过热膏状(能够点燃)的形式分布在整个压实腔中，可能导致中断持续几个小时。因此，采用本发明的压辊构造，装置的操作时间也能够显著增加。

本发明的造粒机优选的实施例中，在压实腔中仅仅布置单一工作压辊。工作压辊的外径最好等于环形模内径的0.6倍-0.8倍。工作压辊最好布置为穿过环形模的垂直直径线以便直径线和垂直直径线之间的角度为10°到30°之间，最好为大约20°。环形模和工作压辊的宽度可达300mm，最好达到500mm。环形模和工作压辊的宽度优选为350-500mm。环形模的内径最好等于大约1500mm。

工作压辊的旋转轴与环形模的内表面最好分别隔开至少工作压辊的半径，以便工作压辊与环形模各自的外表面相接触，且与环形模的内表面或可以紧贴环形模内表面的块状材料的料坯摩擦接合。

工作压辊和环形模之间的间距能够不断调整，例如通过将工作压辊安装在第二机体中，以便该工作压辊能够垂直于环形模的水平旋转轴被垂直地替换，例如，通过滑动轴承。此外，工作压辊安装在第二机体中或环形模安装在第一机体中，以便他们能够，例如，通过滑动轴承，相对于基座和/或上部结构垂直于环形模的水平旋转轴被水平地替换。这样，工作压辊能够固定在相对于环形模的某一位置，或通过自动距离控制带有一定压力地紧贴环形模的运转面或料坯上。

为了实现这样的距离控制，优选地提供了一种用于工作压辊的调整设备，通过该设备，工作压辊的旋转轴的位置能够相对于环形模的水平旋转轴的位置自动和/或连续地调整。自动和/或连续地调整可以以轴向位移的形式发生，该轴向位移通过凸轮、齿条导轨或其他调整机构实现。在装置运行期间，自动距离控制能够连续地改变从环形模的内表面或运转面到工作压辊的距离。此时，由于压制通道的长度而产生的这类摩擦情况能够通过压辊和模之间的距离控制(从环形模到工作压辊的距离)转移到压实腔5中，也就是通过产生块状材料各种料坯，新投入的材料最初需要通过压力辊和模之间被压缩。因此，不再需要使用具有不同厚度和钻孔深度的环形模，工具费用显著减少。在带有2-4个压辊的传统装置中，由于压辊直径/模直径比，这类距离控制仅仅能够在最小距离上有条件地实现。优选地，分别液压驱动距离控制或相应的位移。

压缩腔最好通过至少一个侧壁限定，该至少一个侧壁具有一个进料口，用于投入待造粒的块状材料。进料口根据环形模的旋转方向布置在工作压辊的前面，以便通过进料口投入的块状材料直接进到工作压辊，压实和压制到压制通道中。进料口最好布置在环形模水平直径线之上或其下面。用于待造粒的块状材料的强制进料机构可以在进料口上。

此外，本发明的造粒机可以带有一个进料机构，最好为强制进料机构，用于待造粒的块状材料，其中所述进料机构具有一个出料口，该出料口通到压实腔中。出料口最好根据环形模的旋转方向布置在工作压辊的前面，并且布置在环形模水平径线的下面。强制进料机构最好具有一个出料口，该出料口通到压实腔中。强制进料机构可以以，例如进料螺杆通道的形式实现，该进给螺杆以缺口的形式向下面和后面开口(也就是远离进料口或进口)。然后，进料通过强制进料机构的缺口在整个环形模的宽度进行。

能够看到，如果环形模和工作压辊的宽度实现了高达500mm，强制进料机构特别的优点是在压实腔中始终确保了块状材料最优的分布。压实腔的这种加宽导致压缩容量显著增加。

此外，本发明的造粒机可以具有一个敲落或切割设备，布置在环形模的外表面，环形模水平直径线的下面并在环形模旋转方向穿过环形模的直径线。

因此，敲落或切割设备仅仅布置在模的外侧压辊的压缩区域中，并使其可以精确地限定颗粒长度。相比之下，多个压辊的构造取决于不同的敲落设备，且颗粒排料不是限定和结合在某一位置，而是分布在模的周围。因此，需要几个敲落设备来得到几乎相同长度的颗粒。由于模的圆周速度，软质颗粒和不同硬度的颗粒投入到模里面并粘附在那里或结构损坏。

在本发明的装置上，敲落或切割设备的布置具有的优点是，由于重力，分离的颗粒能够在无障碍的状态下掉落到在环形模下面延伸的传送带上，其中这允许，例如，在污泥沉淀处理中所要求的软质或膏状颗粒的后续烘干。

优选地使用液压驱动器代替在这类装置中通常使用的电动驱动器。在这种情况下，特别有利的是，通过液压驱动器大部分消除由待造粒的块状材料(例如，包含软质和硬质材料的废物)的不同结构所引起的负载峰值，该负载峰值直接传输给电动马达，导致功率消耗的波动。液压系统可以实现功率消耗值仅仅轻微地波动，代替马达电流(ampere)消耗的波动。此外，因为电价往往取决于功率峰值，运行费用能够降低。

优选为比例控制用于驱动和进料，以便使环形模和/或工作压辊的驱动器为均布负载，并且实现待造粒的块状材料的最优进料。例如，如果环形模的液压驱动器的压力增加超过预设值，将因此减少进料机构的液压驱动器的供油和块状材料的进料量。相应的压力参数能够不断地调整。

此外，优选为反转和阻塞控制。例如，如果环形模的液压驱动器的压力在预定时间(例如十分之一秒)超过不断调整的峰值，在相应的峰值压力下，将停止块状材料进料，环形模的液压驱动器短暂地反转并停止，或液压系统切换到阻塞模式，并且立即随环形模的离心质量使环形模减速。为此，供油在毫秒内停止，液压马达由于反压力而减速。

在传送带或齿轮(gearings)运行的机械驱动器中，当处理混杂物或外来物如石头时，带/滑轮或齿轮将至少短暂地超负荷并且倾向于损坏。为此，大部分装置在驱动轴中具有一个剪切销系统，将驱动器和压实器外壳分离。

能够事先以盘式制动器、剪切销或其他机构的形式实现的紧急制动设备被淘汰，因为这样的实例已经被带有峰值压力检测器和反转电路的液压驱动器公开。当检测到相应的压力时，能够选择性的引发反转或立即停止。

例如，由于过度进料或过热和结块，在操作顺序中的阻塞，通过将工作压辊自动连接到一个挠性液压驱动器能够消除，该挠性液压驱动器有可变力矩和可变转速。

因此，带有液压驱动器的装置的操作比传统装置更可靠和故障更少。

工作压辊额外和优选的液压驱动器，用于驱动环形模的力矩不同，使其可以将本装置用于以前不可想象的应用，例如粒化和分离材料。

本装置另一个优选的实施例中，工作压辊的旋转轴能够相对于环形模的水平旋转轴倾斜多达10度。工作压辊可以为圆柱或轻微圆锥的形状。

工作压辊和环形模的运转面可以通过相对于环形模的运转面枢转工作压辊来改变，也就是通过在环形模的直径线方向上倾斜工作压辊的旋转轴。这使得本装置适用于粒化和分离混合材料的额外应用，例如，橡胶和皮革/纺织物或塑料/纺织物/纸的混合材料。

环形模和工作压辊的驱动器带有同步、异步或各自不同的旋转速度或在经受负载的单元(带有液压驱动器)上的力矩分布，使其也可以利用上述装置作为用于破碎和分离混合材料的粒化装置，例如，橡胶和皮革/纺织物或塑料/纺织物/纸的混合材料。在这种情况下，环形模是作为粒化设备使用而不是压制元件。根据其材料，环形模的厚度可以不变，但是压制通道从外面镗孔，从而摩擦通道减少为一个仅仅具有筛选功能的通道。这使其可以通过本装置或粒化装置破碎混合材料，例如，橡胶和皮革/纺织物或塑料/纺织物/纸的混合材料，并生产颗粒直径为最大破碎尺寸的颗粒。因此，该颗粒能通过筛选设备和基于重量的分离器分离。粒化过程相似，待粒化的块状材料最好以能够测量的破碎尺寸投入到装置中。工作压辊和环形模的旋转轴之间的相对倾角也能够分别影响或增加粒化效果。

这类粒化装置也能够是一个独立的发明。

分别造粒或粒化装置的上述实施例中，环形模也可以不具有环形模轴，直接安装在第一机体的轴承组件上。这种连同延伸通过环形模的工作压辊轴的直接安装允许可变的设计的装置，带有一个或多个-并且不同的-环形模和/或工作压辊。在这种情况下，几个环形模可以组合成一个鼓状物。

在这种情况下，至少一个环形模典型地支撑在两个旋转的外凸缘之间，通过该外凸缘环形模能够可旋转地安装在每个凸缘的一对轴承辊上。环形模可以可替换地安装在两个滚动轴承之间，该滚动轴承彼此平行布置。在各自的轴承辊或滚动轴承之间适当选择的间距确保了环形模安装在稳定的状态，由于其自身的重量-如果适用的话，连同由工作压辊在装置操作期间产生的接触压力或者与从上面作用在凸缘的外侧和/或内侧的附加支撑辊。轴承辊可以布置在平行于环形模的旋转轴的两个轴上，其中这特别有利于宽重的环形模的安装稳定性。

在这种情况下，如果适用的话，工作压辊可以通过轴(工作压辊轴)支撑和驱动，该轴延伸通过环形模，并且两边安装在环形模的外面的第二机体上。

正如上面提到的，可以通过单一机械或液压驱动单元驱动在这种直接安装布置中的环形模和/或工作压辊，来实现环形模和工作压辊的同步或异步驱动，或环形模在工作压辊上的摩擦作用，反之亦然。理所当然的，电动和/或液压驱动单元能够根据各自的要求用于本装置的所有实施例。

上面也已经提到了，第二机体或工作压辊的支撑/安装可以被这样实现，以便至少一个工作压辊能够相对于至少一个环形模在环形模旋转轴的方向上被替换。

因此，工作压辊能够在轴向方向上简单地拉出来进行维修程序或调换工作压辊或环形模。特别是当有几个模和工作压辊时，能够实现可分离的工作压辊轴，其中可以通过例如分离的凸缘或两个轴部分的重合区域实现这个可分离性，该区域以形状合适和保证扭矩的状态相互接合，以便工作压辊能够从两边在轴向方向上拉出。

此外，在轴向方向上的移位性能够允许工作压辊相对于环形模在几毫米到厘米的有限范围内振动。当使用几个环形模时，这也可以使工作压辊按要求从一个环形模变换到另一个环形模。

工作压辊和环形模之间的间距也能够通过上述工作压辊的移位性不断地调整(在垂直于环形模旋转轴的垂直和水平方向上)。如上所述，如果用一个工作压辊，也能够调整倾斜，如果需要的话，同样可以振动。

能看到这样直接安装布置的一个优点是因为几个环形模能够成行布置，组合成一个鼓状物，其中，为了这个目的，环形模最好连接到在中间布置的连接凸缘。在这种情况下，连接凸缘也典型地安装在滚动轴承或附加轴承辊对上。

此外，直接安装能够实现块状材料从两边进料，也就是通过布置在两边的上述形式的进料机构。当用由几个环形模组成的鼓状物和一个或多个工作压辊时，这是特别有利的。

上述直接安装和几个环形模成行布置也能够是一个独立的发明。

此外，关于上述装置，其有利于实现以下单一特征或与任何一个前述特征相结合：

-工作压辊轴可以实现一个中空轴形式以便连接冷却水用于有效地冷却工作压辊；

-连接凸缘和/或外凸缘可以径向地向内伸出超过带有径向布置的压制通道的环形模，来形成单一压实腔；

-单一环形模的压制通道可以具有不同的直径和/或长度，允许在相同的机器中同时生产不同的颗粒。

附图说明

结合附图详细描述本发明的示例性实施例。这些附图中：

图1示出了本发明装置的一个实施例的剖视图；

图2示出了如图1的实施例的侧视图，其中第一和第二机体是分离的；

图3示出了如图1的实施例的俯视图，其中工作压辊是倾斜的；

图4示出了本发明装置的一个实施例通过环形模的横截面，该装置带有单个工作压辊，也就是在(a)中带有料坯，在(b)中不带有料坯；

图5示出了本装置的一个实施例的前方透视图，该装置带有三个环形模且直接安装；

图6示出了本装置的一个实施例的后方透视图，该装置带有三个环形模且直接安装；

图7示出了如图5和图6的装置的侧视图；和

图8示出了本装置的一个实施例的前方透视图，该装置带有一个环形模且直接安装。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

图1、图2和图3示出了本发明装置的一个实施例，该装置带有两个能在水平旋转轴方向上分离的基体，其中，图2示出了分离状态的装置，图3示出了带有一个倾斜压辊的装置。

该装置具有一个第一机体20和一个第二机体30。水平第一轴21安装在第一机体20中，环形模1布置在所述轴的末端。所述轴21通过液压马达22驱动。第一机体20这样安装以便其能够在基座40的第一滑动轴承41上在旋转轴13的方向被替换。此外，第一机体被这样安装以便其能够在基座40的第二滑动轴承42上垂直于环形模1的旋转轴13被替换。

水平第二轴31安装在第二机体中，工作压辊6布置在所述轴的末端。所述第二轴31通过液压马达32驱动。第二机体30被这样安装以便其能够在第三滑动轴承43中垂直于环形模1的水平旋转轴被垂直地替换。搬运器43最好布置在第二轴31的两边且分别具有第三和第四滑动轴承43。

由于不同滑动轴承的布置，环形模和工作压辊能够在轴线方向上简单地拆开。此外，在装置的操作期间，能够简单地控制环形模的工作面和工作压辊的外表面之间的间距。

工作压辊的旋转轴10、10'、10”能够相对于环形模13的水平旋转轴倾斜。图3示出了如图1的装置，其中工作压辊的旋转轴10标记为倾斜位置10'、10”。正常位置10和两个倾斜位置之间的角度分别等于大约10度，其中，能够实现0-20度之间的任一角度。

图4(a)和(b)示出了本发明装置的一个实施例通过环形模的横截面，该装置用块状材料生产颗粒，特别是包括可熔化部分，例如废物、塑料或日常垃圾的软质块状材料的块状材料。该装置具有一个环形模1，在其中形成径向取向的压制通道2，其从环形模1的内表面3延伸到环形模1的外表面4。在它的内部区域中，环形模1限定了一个压实腔5。工作压辊6布置在压实腔5中。工作压辊6具有一个外表面8，通过该外表面8，工作压辊6在环形模1的内表面3上滚动。

工作压辊6被这样安装以便其围绕通过其中心延伸的水平旋转轴10是可旋转的。旋转轴10可调整地布置在装置中环形模1的直径线D上，其中工作压辊6的旋转轴10或它的中心与环形模1的内表面3分别隔开至少工作压辊6的半径，以便工作压辊6的外表面8与环形模1的内表面3或块状材料的料坯16接触(参见图4(b))。

工作压辊6的调整可以以轴向位移的形式自动发生，该轴向位移通过凸轮、齿条导轨或其他调整机构实现。在装置操作期间，自动压辊调整能够分别连续地改变工作压辊6之间的间距或从环形模1的内表面3到工作压辊6的间距。此时，由于压制通道的长度而产生的这类摩擦情况能够通过距离控制(压辊和环形模)转移到压实腔5中。因此，不再需要使用具有不同厚度和钻孔深度的环形模，工具费用显著减少。

环形模1通过一个驱动单元(未示出)在箭头12标记的旋转方向上被驱动，以便其围绕通过其中心延伸的水平轴13旋转。由于分别在工作压辊6的外表面8和环形模1的内表面或块状材料的料坯16之间的摩擦作用，工作压辊6设置为在旋转方向12围绕它的旋转轴10旋转。本发明的范围也包括以下实施例：工作压辊6通过驱动单元6被驱动，且环形模1由于与工作压辊6的摩擦作用被驱动。

工作压辊6被这样布置以便工作压辊6的旋转轴10布置在环形模1水平直径线DH的下面并且以环形模的旋转方向穿过环形模的垂直直径线DV。直径线D和水平直径线DH包括一个在10度到30度之间的夹角α[alpha]，最好为大约20度，工作压辊6的旋转轴10布置在直径线D上。工作压辊6的外径为环形模1内径的0.6倍到0.8倍。

在环形模1中形成的压实腔5分别通过前侧壁和后侧壁限定在轴线方向，该前侧壁和后侧壁轴向地布置在环形模1的前面和后面并且覆盖整个环形模。前侧壁包括一个进料口14(在图1和图2中用虚线说明)，进料通道与该进料口的外侧连接。进料口14布置在环形模1水平直径线DH的下面，并且布置在相对旋转方向12直接在工作压辊6的压制区域的前面。

进料通道通常可以以垂直进料管的形式实现，进料通道的下端具有一个弧形端部区域，直接与进料口14连接。待造粒的块状材料注入进料通道并且通过弧形端部区域转入到压实腔5。

优选的实施例中，装置具有一个强制进料机构，该强制进料机构主动输送待造粒的块状材料通过进料口进入工作压辊6的压制区域。强制进料机构可以以进料通道的形式实现，该强制进料机构由垂直进料管和水平进料螺杆通道组成，水平进料螺杆通道布置在强制进料机构的下端并且通向进料口14。延伸到环形模1边缘的进料螺杆可旋转地安装在进料螺杆通道中。进给螺杆最好具有连续送料的螺纹以便待造粒的材料在其输送到压实腔5期间被压制，其中，这导致在材料进入压实腔5时膨胀并由此输送到压实腔5的深处。进料螺杆的使用使其可以分别实现压实腔5的大深度或实现环形模1的大宽度从而压制通道2的数量和由此整个装置的容量能够增加。

大的工作压辊6根据旋转方向12布置在进料口14后面，以便通过进料通道投入到压实腔5中的材料立即被压辊6压实，并且通过压制通道2被压制，这对于本发明是必要的。此外，进料口14略高一点地布置在压制区域的上面以便由于重力块状材料也最后处于压制区域中。

离开压制通道2的模形成物通过切割刀24被切成颗粒，其中切割刀布置在环形模1的外表面4上，并且根据旋转方向12布置在工作压辊6的后面。切割设备能够有角度地和垂直地调整，以便其也能够用于敲落设备。在切割设备上的直接冷却装置防止了在切割过程中模形成物被成串拉出。

颗粒的直径通常在4-24mm之间，取决于已加工原材料或原材料中颗粒的用途，其中颗粒的长度大约等于1.5倍的颗粒直径。因此，直径为6mm的颗粒长度大约为8-9mm。

由于在压实过程期间，进入的块状材料基本上完全通过工作压辊6被压制，生产的细颗粒的比例非常小，仅仅少许材料保留在压实腔5中和进料口14和工作压辊6和环形模1之间的接触点25之间的区域的外面，从而没有发生显著的材料湍流，其中这样的材料湍流导致传统装置显著的热分散和压实材料的加热，此外，其中产生的灰尘和蒸汽形成沉淀混合物，堆积在压缩工作上和压缩工作之间，导致故障。

压辊6的外表面8和环形模的内表面3之间的间距通过沿着环形模1的直径线D慢慢调整工作压辊6的旋转轴10而慢慢增加，以便块状材料的料坯能够在环形模1的内表面形成。

相较于传统装置，由于本发明的压辊6、7和进料口14的布置，实现了限定加热情况下的压实，因为通过进料口14进入的冷却的块状材料既不经受湍流直接进入工作压辊6，又完全地压实和压制到压制通道2中。因此，在被压实和压制到压制通道之前，待造粒的块状材料既没有经受湍流也没有被加热，从而即使块状材料具有高塑料成分的话，也消除了在塑料被压制到硬模之前塑料熔化和装置粘稠的危险。因此在压实腔5中待造粒的材料的保留时间非常短，此外新鲜冷却的块状材料连续的投入导致压实腔5的持久冷却。因此，本发明的装置使在压实腔5中可以保持低温，压实腔由于压制通道的长度，摩擦热导致压制通道2中的高温。

出人意料地，用本发明的装置造粒的废物材料需要较少地烘干，事实上，其中能够容许相对高的水分含量，甚至在待造粒的块状材料已经到达它的操作温度后，当其接触环形模1时，由于含水量的蒸发产生了冷却效应，从而，在非常高的材料生产量时，冷却的待造粒的块状材料相对高的进料率甚至防止了压实腔5中不良的加热，并且防止了凝结的水珠包裹灰尘和细颗粒，粘结在压辊之间的中间间距里，可能产生阻塞。

既然待造粒的块状材料仅仅在压实腔5中被加热，那么本质上其仅仅通过在通过压制通道2的压制期间产生的摩擦热加热。这个摩擦热能够由压制通道的长度精确地限定。因此，本发明的装置能够具有一个比传统装置带有更大壁厚的环形模和相对更长的压制通道，因为水平进料角使压辊能够发挥非常高的径向压力，而不产生粘稠效应。

在压制通道中的模形成物的压实和温度状态能够通过压制通道的长度精确地限定，因为待造粒的材料各自发生的摩擦热是众所周知的。此外，为了进一步调控由于压制通道的长度生产的此类摩擦情况，可调整的压辊使其可以建立块状材料的料坯。因此，模形成物的浓度能够通过本发明的装置精确地调整，以便当颗粒通过切割刀24被切割时，减少发生的此类传统的切割问题，例如，由于熔融塑料被成串拉出，同时保证了颗粒所要求的硬度。

图5和图6分别示出了造粒或粒化装置的前方透视图和后方透视图，该装置带有三个环形模1、1'、1”，其中，两个环形模1'、1”部分示出。图7示出了如图5和图6的装置的侧视图。

环形模1、1'、1”彼此互相连接，例如，通过连接凸缘51互相拧紧。一个外凸缘52分别布置在两个外环形模1、1”上，驱动单元54的传送带53分别作用在外凸缘的外圆周。环形模1、1'、1”和凸缘51、52共同形成鼓状物，该鼓状物通过凸缘可旋转地安装在几个轴承辊对上，其中轴承辊对包括前轴承辊50和后轴承辊50'。在图6的装置中，前轴承辊和后轴承辊分别布置在前轴和后轴55、55'上，其中轴55、55'或前轴承辊和后轴承辊50、50'彼此这样分开，以便鼓状物由于其自身的重量安装在稳定的状态。使用两个平行布置的滚动轴承代替轴承辊也是可以的。

三个工作压辊6、6'、6”布置在工作压辊轴56上，该工作压辊轴在轴向方向上延伸通过带有环形模1、1'、1”的鼓状物。工作压辊轴56安装在第二机体30的两边。在示出的装置中，工作压辊轴的两边分别被驱动单元57驱动。第二机体30和工作压辊轴56的支撑/安装分别被这样实现以便工作压辊6、6'、6”能够在环形模1、1'、1”的旋转轴方向上(箭头x)相对于环形模1、1'、1”被替换。工作压辊6、6'、6”和环形模1、1'、1”之间的间距也能够通过上述工作压辊6、6'、6”的替换(箭头y、z)不断地调整。当仅仅使用一个工作压辊时(参见图8)，第二机体30和工作压辊轴56的支撑/安装可以特别实现：使得相对z-轴(箭头w)可以有一个倾斜。

为了运走通过敲落或切割设备59、59'、59”敲落的颗粒，传送单元58，例如以导板、滑道或传送带的形式，分别布置在鼓状物或环形模1、1'、1”的下面。

用于投入块状材料的进料机构60、60'、60”分别布置在环形模或鼓状物两边，并且分别给一个环形模1、1'、1”提供块状材料。

图8示出了造粒或粒化的装置的投视图，相较于图5-7的装置，该装置特征在于仅仅具有一个环形模1和一个工作压辊6。

符号说明

1,1',1”环形模

2压制通道

3内表面

4外表面

5压实腔

6,6',6”工作压辊

8工作压辊6的外表面

10,10',10”工作压辊6的旋转轴

12环形模1的旋转方向

13环形模1的旋转轴

14进料口

15敲落或切割设备

16块状材料的料坯

20第一机体

21轴

22液压马达

30第二机体

31轴

32液压马达

40基座

41滑动轴承

42滑动轴承

43滑动轴承

44搬运器

50,50'前轴承辊和后轴承辊

51连接凸缘

52外凸缘

53传送带

54驱动单元

55,55'前轴和后轴

56工作压辊轴

57驱动单元

58传送单元

59敲落或切割设备

60进料机构

D环形模1的直径线

DH环形模1的水平直径线

DV环形模1的垂直直径线

Claims (18)

1.一种用块状材料生产颗粒的装置，特别是包括可熔化部分，例如废物、塑料或日常垃圾的软质块状材料，包括

一个环形模(1)，在其中形成径向取向的压制通道(2)，所述压制通道(2)从环形模(1)的内表面(3)延伸到环形模(1)的外表面(4)，其中，所述环形模(1)具有一个延伸通过其中心的水平旋转轴(13)，并且所述环形模(1)实现以便使其能够通过驱动单元在旋转方向(12)上被驱动，其中，所述环形模(1)限定了一个压实腔(5)；并且

至少一个工作压辊(6)布置在压实腔(5)中，并用于压实和压制待造粒的块状材料到压制通道(2)中；

其特征在于，

该装置具有第一和第二机体(20、30)，其中环形模(1)可旋转地安装在第一机体(20)中，至少一个工作压辊(6)可旋转地安装在第二机体(30)中，其中，至少两个机体(20、30)之一最好可替换地安装在基座(40)和/或上部结构上，以便在环形模(1)的旋转轴(13)方向上相对于环形模(1)能够替换至少一个工作压辊(6)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置具有单一工作压辊(6)，工作压辊(6)的旋转轴(10)布置环形模(1)水平直径线(DH)的下面，并且在环形模(1)的旋转方向(12)上穿过环形模(1)的垂直直径线(DV)。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述工作压辊(6)安装在第二机体(30)中和/或环形模(1)安装在第一机体(30)中，以便他们能够相对于基座(40)和/或上部结构垂直于环形模的水平旋转轴被水平地替换。

4.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述工作压辊(6)安装在第二机体(30)中，以便其能够垂直于环形模(6)的水平旋转轴(13)被垂直地替换。

5.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述工作压辊(6)的旋转轴(10)能够相对于环形模(1)的水平旋转轴(13)倾斜。

6.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述工作压辊(6)为圆柱或圆锥形状。

7.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述环形模(1)和/或工作压辊(6)通过电动和/或液压驱动器(22、32)被驱动。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，具有反转和障碍控制。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，具有带有液压驱动器的进料，且通过比例控制来控制环形模(1)和/或工作压辊(6)的液压驱动器(22、32)和进料的液压驱动器，以便使环形模(1)和/或工作压辊(6)的液压驱动器为均布负载，并且实现待造粒的块状材料的最优进料。

10.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，具有液压操作驱动器，用于相对于基座(40)和/或上部结构替换第一和第二机体(20、30)。

11.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，压缩腔(5)通过至少一个侧壁限定，该至少一个侧壁具有一个进料口(14)，用于投入待造粒的块状材料，其中，进料口根据环形模(1)的旋转方向(12)上布置在工作压辊(6)的前面，以便通过进料口(14)投入的待造粒的块状材料直接进到工作压辊(6)，压实和压制到压制通道(2)中，其中，进料口(14)最好布置在环形模(1)水平直径线的下面。

12.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，具有一个进料机构，最好为强制进料机构，用于待造粒的块状材料，所述进料机构具有一个出料口，该出料口通到压实腔(5)中。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述出料口延伸到压实强中和/或根据环形模(1)的旋转方向(12)布置在工作压辊(6)的前面，并且在环形模(1)水平直径线(DH)的下面。

14.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述环形模(1)和工作压辊(6)的宽度达到300mm，最好为500mm，特别是350mm-500mm。

15.如前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述环形模(1,1',1”)最好通过外凸缘(52)可旋转地安装在轴承辊或滚动轴承上。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，至少一个工作压辊(6,6',6”)通过工作压辊轴轴(56)支撑，该工作压辊轴(56)延伸通过环形模(1,1',1”)，并且安装在第二机体(30)上环形模(1,1',1”)的外面两侧。

17.如权利要求15或16所述的装置，其特征在于，几个环形模(1,1',1”)组合成一个鼓状物。

18.如前述权利要求之一所述的装置作为造粒装置的用途，用于从块状材料生产颗粒的，特别是包括可熔化部分，例如废物、塑料或日常垃圾的软质块状材料，或作为一种用于破碎和分离混合材料的粒化装置。