CN105983472A - 用于粉碎热敏感的给料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于将热敏感的给料粉碎到小于500μm的颗粒大小的方法。为了在放弃低温粉碎的条件下实现经济的给料加工，根据本发明提出以下方法步骤：a)将给料在粉碎装置中预粉碎到小于4mm的大小，其中，得到预粉碎的给料在预粉碎机构的输出部中的温度T1在第一调节回路R1中通过以下方法被调节，在预粉碎之前和/或在预粉碎期间和/或在预粉碎之后给给料添加水，并且，b）将得到预粉碎的给料在精研磨装置中精研磨到小于500μm的大小，其中，得到预粉碎的给料在精研磨的输出部中的温度T2在第二调节回路R2中通过以下方法被调节，在精研磨之前和/或在精研磨期间和/或在精研磨之后给得到预粉碎的给料添加水。

Description

用于粉碎热敏感的给料的方法
技术领域
本发明涉及用于粉碎热敏感的给料（Aufgabegut）、尤其用于精研磨（Feinmahlung）热塑性塑料、橡胶、树胶（Kautschuk）和弹性体到小于500μm、优选小于425μm的颗粒大小的方法。
背景技术
在粉碎给料时，待施加用于粉碎的能量的相当大的部分被转化为热量。为此的起因是所述给料在粉碎过程中承受的切割力、摩擦力和碰撞力。因此，在粉碎热敏感的给料时，为了避免热方面的损坏必要的是，冷却给料并且/或者通过降低生产产能减少热量输入。
在空气流动通过的粉碎装置中，所述给料的冷却通过对于给料在所述装置内的运输必要的空气流进行。这些所谓的自身空气（Eigenluft）能够由所述装置自身产生并且必要时能够通过抽吸鼓风机得到支持。在热不敏感的给料的情况下，已知的装置有足够的内在的自身空气流通用以如下地强烈地冷却粉碎工具，使得所述给料的损害得到排除。
当应该粉碎热敏感的给料时，那么经常出现问题。尤其是在粉碎具有低的软化点的材料、如例如热塑性塑料时，所述类型的装置的经营商面对困难的任务。为了实现尽可能高的机器产能，给料的研磨应该在最大可能的温度下发生。在此，如果与材料相关的边界温度被超过，那么发生所述给料的软化和熔焊，具有以下结果：各个颗粒结块并且由此被粉碎的物料的粒大小和粒分布不再处于期望的范围中。或者发生所述给料的热的分解，其中，被加热到所述边界温度以上的颗粒附着在机器部件和尤其所述粉碎工具处，使得不仅所述机器产能而且还有最终产品的质量受其损害。
为了在给料粉碎的情况下避免给料的热的损坏，已知的是，减少粉碎装置的机器产能。由此每个时间单元完成更少的粉碎工作并且由此生产更少的多余热量。在此然而必须承受的代价是，所述粉碎装置没有完全地充分利用，这与原则上对这样的装置的经济方面的运行的要求相矛盾。
该问题在所述精研磨时被增强，因为得到示出的是，待制造的最终产品越精细，越多的粉碎工作必须被完成并且到所述给料中的热量输入越大。
通过扩大所述类型的粉碎装置的自身空气成分提高冷却作用用以能够冷却额外的热量，这仅仅在较窄的界限中是可行的，因为所述自身空气成分确定了流动速度和由此研磨物料在研磨区域中的停留时间并且由此也确定了所述最终产品的精细度。
此外，在精研磨确定的材料、如例如橡胶、树胶和弹性体时存在如下的问题，所述给料基于其弹性的特性不能容易地被研磨。出于该原因，人们在所述情况下也已经转入到以下的方法，即将所述给料通过添加冷却剂冷却到远远低于凝固点的温度上。通过随之出现的所述给料的脆化而后允许以破碎的方法（低温粉碎）粉碎脆化的颗粒。因为所述给料到要求的低温度上的冷却要求相当大的冷却剂的量，所以所述类型的粉碎证实是非常成本耗费的。此外，所述低温粉碎得到如下的最终产品，所述最终产品的颗粒的突出之处在于具有相对平滑的表面的立方体的形状。然而，这种材料特性对于最终产品的一些应用是不利的，尤其当要求有与其它材料进入尽可能紧密的连接的能力时。
由DE 197 15 772 C1已知用于在合成材料基础上加工副制品（Abfallprodukt）的方法和装置。所述副制品首先在破碎机中经受预粉碎并且在此得到的原研磨物料临时存储在储备容器中。紧接着所述原研磨物料被供应给撞击漩涡磨机（Prallwirbelmühle）中用于进一步粉碎。在研磨物料中包含的不同的材料在接下来的站中被分离并且作为次级原材料被供应给再回收利用。在此，也已经识别出的是，通过在所述撞击漩涡磨机中的研磨过程产生摩擦热量，所述摩擦热量虽然对于干燥所述研磨物料来说是值得期望的，但是尽管如此仍不应该太热。为了将所述研磨空气的温度保持在70℃和92℃之间的范围中，被提出的是：在至所述撞击漩涡磨机的输入部中水被供应给所述研磨空气。
此外，DE 37 08 914 A1公开了用于粉碎研磨物料的冲击磨机，具有在壳体内部布置的、装备有冲击工具的转子。所述研磨物料通过供应开口被提供至所述转子并且在其被粉碎之后被输送至分开机构（Separiereinrichtung）。以研磨物料对所述冲击磨机的配量在此根据用于所述转子的驱动装置的功率消耗进行，方法是在所述驱动装置的电流消耗过大时所述供应被抑制。
发明内容
在该背景下，本发明的任务在于，提供用于将热敏感的给料粉碎到最大500μm、优选最大425μm的直径上的可行方案，而所述给料在此不必被冷却到凝固点下。
该任务通过根据本发明的特征的方法得到解决：
用于将热敏感的给料、尤其是热塑性塑料、橡胶、树胶和弹性体粉碎到小于500μm的颗粒大小的方法，其特征在于以下的方法步骤：
a) 将所述给料在由第一过程气体PG1流动通过的、旋转的粉碎装置中预粉碎到小于4mm的大小，其中，得到预粉碎的给料在预粉碎机构的输出部中的温度T1在第一调节回路R1中通过以下方法被调节：在预粉碎之前和/或在预粉碎期间和/或在预粉碎之后给所述给料添加水；并且，
b）将所述得到预粉碎的给料在由第二过程气体PG2流动通过的、旋转的精研磨装置中精研磨到小于500μm的大小，其中，所述得到预粉碎的给料在精研磨的输出部中的温度T2在第二调节回路R2中通过以下方法被调节：在精研磨之前和/或在精研磨期间和/或在精研磨之后给所述得到预粉碎的给料添加水。
以对给料低温粉碎为基础的方法形成本发明的出发点，因为专业人士至今都是以下一致的观点：即不能以其它方法实现将颗粒粉碎到低于500μm、优选低于425μm的直径上。本发明的贡献是：已经脱离了这样的想法并且形成以下的方法，所述方法允许在远高于0℃的温度的情况下精研磨热敏感的材料。低温的粉碎和由此专门的冷却剂如例如液态的氮的成本密集的使用由此是非必需的，这带来了显著的经济方面的优点。
相对于低温的粉碎的另外的优点以根据本发明的粉碎的类型的不同的作用方式为依据。在所述低温的粉碎时，通过所述给料的脆化在冲击能量作用的条件下实现物料颗粒的破碎，而在根据本发明的方法中所述物料颗粒基本上通过撕裂（Reißen）被粉碎。结果是被粉碎的具有粗糙的表面的物料颗粒的不规则的构造，这在进一步应用所述颗粒时极大地改善了其与其它材料的连接特性。
根据本发明，所述给料的连续的冷却相应地通过在量方面与粉碎装置或者说精研磨装置的自身空气相关的、恒定的产品气体流PG1或者PG2进行，所述产品气体流在通常情况下从环境空气中补偿。然而，一方面所述产品气体流的冷却能力不足够以使热敏感的给料充分地得到冷却；另一方面所述产品气体流的冷却能力根据空气湿度和空气温度波动。出于该原因，根据本发明的解决方案在预粉碎或者精研磨之前和/或期间和/或之后同时地监测温度的情况下通过有目的地添加冷却剂到粉碎或者说精研磨过程中相应地设置冷却能力的动态的补充。优选地，水作为冷却介质得到应用，其作为雾、喷雾或者射束供应给物料流。
如果所述两个用于温度调节的措施还不足够，那么根据本发明规定，抑制预粉碎和/或精研磨的机器产能。为了该目的，所述粉碎装置或者说精研磨装置的最大的能量消耗被减少，所述最大的能量消耗在用于确定待配量的给料的量的调节回路中用作为参考变量。以该方式，被供应的给料的量被减少并且由此抵制热量形成。
为了从预粉碎机构和/或精研磨中取出所述给料，根据有利的实施方式设置了抽吸机构。所述抽吸机构基本上由被施加以负压的抽吸管道形成，所述抽吸管道连接到相应的机器的物料输出部处并且所述给料在所述抽吸管道中被运输走。在该过程中，水能够被额外地供应给物料流，具有以下优点：防止不期望的温度升高。同时，在此能够实现，颗粒被罩上水膜，这抵制了所述物料颗粒结块的倾向。已经得到示出的是，这在给料或者说最终产品运输、仓储、过滤和装袋时带来了巨大的优点。
附图说明
附图以流程图示出根据本发明的方法的过程。
具体实施方式
接下来根据实施例更详细地解释本发明，其中，所述方法的另外的特征和优点得到公开。该实施例涉及橡胶回收料（Gummirecyclat）至橡胶粉末的加工，所述橡胶粉末被引导返回到生产循环中。
根据本发明的方法的过程由在附图中示出的流程图得出。在该实施例中，用于所述根据本发明的方法的原始材料是橡胶剩余物（Gummireste），例如去皮橡胶（Schälgummi），如其在旧轮胎加工时出现的那样，具有约10mm至20mm的块大小。这种给料经由配量站被供应给预粉碎机构，在那儿所述给料被预粉碎到最大4mm、优选最大2mm的颗粒大小上。所述预粉碎在刀片磨机（Messermühle）或者切割磨机（Schneidmühle）中进行，其电气地被驱动的转子配备有刀片。所述转子由过滤篮包围，所述过滤篮如此长地将所述给料保持在所述刀片的作用区域中，直至实现低于滤网的孔直径的粉碎。在所述给料足够地得到粉碎之后，所述物料颗粒在过程气体流PG1中从所述预粉碎机构中被取出。在粉碎的过程中，仅仅一部分的驱动能量被用于物料粉碎，其余的部分被转化成热能量，所述热能量是引发所述给料的温度升高的原因。
根据本发明，通过结合的冷却措施，所述给料的热方面的损坏在此得到预防。多余的热能量的一部分通过体积恒定的过程气体流PG1被引出，所述过程气体流的主要任务是，负责将所述给料运输至粉碎区域并且运输离开所述粉碎区域。通过在所述预粉碎机构下游布置的温度传感器，所述给料在流出所述预粉碎机构时的温度T1被监测。
如果所述粉碎装置的给出的充分利用的情况下自身空气的冷却作用不足够（这能够通过温度T1的升高确定），那么水作为冷却剂在预粉碎之前和/或在预粉碎期间被供应给所述物料流，水通过蒸发从所述给料中吸收热量。通过第一调节回路R1，冷却剂的量被如下地调节，使得所述温度T1保持低于先前确定的理论值、例如低于70℃，优选低于65℃，最优选地低于55℃。在此，材料流在所述预粉碎机构的输出部中具有约3%至5%的自身湿度。
如果这些措施不足以保持所述温度T1，那么所述粉碎装置的配量在调节回路R3中根据电气的电流消耗得到调节。通过减少用于所述粉碎装置的最大的电流消耗A1的理论值，供应给所述预粉碎机构的给料的量得到限制并且由此热量形成也得到限制。
预粉碎了的给料通过抽吸机构被从所述预粉碎机构中取出并且被输送给料仓（Silo）用于临时仓储。所述抽吸机构在机构设备技术方面连接到所述粉碎装置的物料输出部处。为了进一步地将所述给料的温度减少到值T3上，在抽吸机构的区域中水被重新供应。被供应的水的量在调节回路R5中得到确定，其中在所述抽吸机构的区域中现存的物料温度与温度T3比较并且在有偏差的情况下给出调节信号。所述预粉碎了的给料的温度在其临时仓储之前为最大45℃、优选最大40℃，并且优选在20℃和35℃之间。所述自身湿度为10%至15%。
在预粉碎了的给料在料仓中临时仓储时，存在以下的可行方案作为用于避免低温燃烧（Schwelbrand）的安全措施，水重新被添加或者所述料仓被灌水。为了该目的，在调节循环R7中所述预粉碎了的给料的温度被监控并且在超过边界值T5的情况下供应水。所述边界值T5例如最大75℃、优选最大60℃。
借助于第二配量站，所述预粉碎了的给料从所述料仓中被供应给所述精研磨。在此，所述给料在5%至10%的自身湿度的情况下具有例如20℃至30℃的温度。
紧接着的精研磨例如能够在涡轮磨机（Turbomühle）中发生，所述涡轮磨机的旋转的冲击板产生高涡流的漩涡场（Wirbelfeld），在其中所述物料颗粒承受高的、实现粉碎的加速力和撞击力。在此，所述磨机的作为体积恒定的过程气体流PG2流动通过粉碎空间的自身空气也对所述给料的冷却作了第一部分的贡献。
如果物料温度升高超过边界值T2（所述边界值在研磨区域下游在从所述精研磨中流出时被监测），那么在所述精研磨之前、例如在通向所述磨机中的输入部中，和/或在所述精研磨期间、例如在所述磨机的研磨区域中，和/或在所述精研磨之后、例如在所述磨机的输出部中，在调节回路R2中水作为冷却剂被供应给所述给料，直至达到温度T2。温度T2例如最大70℃、优选最大65℃、最优选最大55℃。
如果所述措施不足够，那么能够通过抑制所述配量进一步影响温度形成。为了该目的，所述磨机的最大的电流消耗A2被限制并且在调节回路R4中被监测，如已经在所述预粉碎时说明的那样。
在所述精研磨之后，所述最终产品在低于T2的温度并且优选0.5%至2%范围内的自身湿度的情况下大约90%至99%的主要的部分地具有最大500μm的颗粒大小、优选最大425μm。
足够精细化的物料从所述精研磨的取出又主动地通过抽吸机构进行，所述抽吸机构在设备技术方面连接到所述精研磨装置的物料输出部处。为了将物料温度降低到值T4上，在所述抽吸机构的区域中水重新被供应。被供应的水的量在调节回路R6中被确定，其中在所述抽吸机构的区域中现存的物料温度与所述温度T4比较并且在有偏差的情况下给出调节信号。由此，所述温度T4用作为调节回路R6的参考变量，其在该实施例中最大为45℃、优选最大为40℃，例如在20℃和35℃之间。选择性地，通过在所述抽吸机构的空气流中后干燥（Nachtrocknung）所述物料，最大1%的自身湿度被实现。
在紧接着的方法步骤中，离开所述磨机的物料被过滤，其中，大于500μm、优选大于425μm的颗粒被引导返回到所述精研磨中并且足够精细的最终产品被打包。

Claims (10)

1. 用于将热敏感的给料、尤其是热塑性塑料、橡胶、树胶和弹性体粉碎到小于500μm的颗粒大小的方法，其特征在于以下的方法步骤：
a) 将所述给料在由第一过程气体PG1流动通过的、旋转的粉碎装置中预粉碎到小于4mm的大小，其中，得到预粉碎的给料在预粉碎机构的输出部中的温度T1在第一调节回路R1中通过以下方法被调节：在预粉碎之前和/或在预粉碎期间和/或在预粉碎之后给所述给料添加水；并且，
b）将所述得到预粉碎的给料在由第二过程气体PG2流动通过的、旋转的精研磨装置中精研磨到小于500μm的大小，其中，所述得到预粉碎的给料在精研磨的输出部中的温度T2在第二调节回路R2中通过以下方法被调节：在精研磨之前和/或在精研磨期间和/或在精研磨之后给所述得到预粉碎的给料添加水。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述给料至所述粉碎装置的配量在第三调节回路R3中根据所述粉碎装置的能量消耗A1被调节。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述得到预粉碎的给料至所述精研磨装置的配量在第四调节回路R4中根据所述精研磨装置的能量消耗A2被调节。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，被粉碎的给料从所述粉碎装置中被抽吸，其中，在抽吸机构的区域中的温度T3在第五调节回路R5中通过添加水在所述抽吸机构的区域中和/或在所述粉碎装置的物料输出部中被调节。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述被粉碎的给料从所述精研磨装置中被抽吸，其中，在抽吸机构的区域中的温度T4在第六调节回路R6中通过添加水在所述抽吸机构的区域中和/或在所述精研磨装置的物料输出部中被调节。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述被粉碎的给料在精研磨之前被临时存储，其中，在临时存储机构中的温度T5在第七调节回路R7中被监测。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述温度T1和/或所述温度T2最大为70℃，优选最大为65℃，最优选最大为55℃。
8. 根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述温度T3和/或所述温度T4最大为45℃，优选最大为40℃，最优选最大为35℃。
9. 根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述温度T5最大为75℃，优选最大为60℃。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，第一过程气体流PG1和/或第二过程气体流PG2是体积恒定的。
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