CN109152996A - 用于将至少一个第一材料和第二材料混合至基础材料以用于构成混合物的装置、设施和方法 - Google Patents

Abstract

用于将至少一个第一材料和第二材料混合至可流动的基础材料以用于连续构成混合物、尤其用于将第一材料和第二材料混合至尿素熔液以用于构成分散体的装置，其中，用于混合的装置具有如下特征：用于混合的装置具有第一混合容器和第二混合容器，第一和第二混合容器具有相应进入开口、相应排出开口、用于混合第一或者第二材料的相应引入开口以及相应压力补偿开口，第一和第二混合容器的压力补偿开口借助于压力补偿管道彼此相连接，其中，在装置的运行中压力补偿开口处在在混合容器中存在的液位上方且第一混合容器的排出开口和第二混合容器的进入开口借助于连接管道彼此相连接，其中，在装置的运行中第一混合容器的排出开口和第二混合容器的进入开口以及连接管道处在在混合容器中的液位下方，从而使得流体可从第一混合容器到达到第二混合容器中。

Description

用于将至少一个第一材料和第二材料混合至基础材料以用于 构成混合物的装置、设施和方法

技术领域

本发明涉及一种用于将至少一个第一材料和第二材料混合至基础材料以用于连续构成混合物的装置。本发明还涉及一种带有根据本发明的装置的设施。最后，本发明涉及一种用于将第一材料和第二材料混合至基础材料以用于构成混合物的方法。根据本发明的装置、根据本发明的设施和根据本发明的方法特别适合用于将第一材料和第二材料混合至尿素熔液，其中，然后由第一材料、第二材料和尿素熔液构成分散体(或称为弥散体，即Dispersion)。该分散体然后在根据本发明的设施中可被加工成丸剂(或称为片剂，即Pastillen)。本发明由此以特别的方式适合用于制造可容易手操作的肥料、尤其尿素肥料。

发明内容

利用本发明，应改善由第一材料、第二材料和基础材料构成的混合物的制造。

根据本发明，为此设置有一种用于将第一材料和第二材料混合至基础材料以用于构成混合物、尤其用于将第一材料和第二材料混合至尿素熔液以用于构成分散体的装置，其中，用于混合的装置具有如下特征：用于混合的装置具有第一混合容器和第二混合容器。第一和第二混合容器具有用于基础材料或者混合中间级(或称为混合中间体，即Mischungszwischenstufe)的进入的相应进入开口、用于混合中间级或者混合物的排出的相应排出开口、用于混合第一或者第二材料的引入开口以及相应压力补偿开口。第一和第二混合容器的压力补偿开口借助于压力补偿管道彼此相连接，其中，在装置的运行中压力补偿开口处在在装置运行中在混合容器中存在的液位(Fluidspiegel)上方，从而于是在第一混合容器的内部空间中和在第二混合容器的内部空间中存在相同的压力，且第一混合容器的排出开口和第二混合容器的进入开口借助于连接管道彼此相连接，其使得在装置的运行中通流成为可能，其中，在装置的运行中第一混合容器的排出开口、连接管道和第二混合容器的进入开口处在在混合容器中的液位下方，从而使得流体可从第一混合容器到达到第二混合容器中。

通过在根据本发明的装置的情形中设置有第一和第二混合容器且通过在运行中敞开的连接管道流体可从第一混合容器到达到第二混合容器中，于是在第一混合容器中制造混合中间级且该混合中间级然后被输送给第二混合容器，在其处然后第二材料被混合。由此实现第一材料与基础材料且然后紧接着第二材料与混合中间级的特别好的且在此迅速的混合。通过多阶段的混合，经混合的材料彼此的影响被避免且/或至少一个另外的材料的混合被使得变得容易。因为混合中间级仅借助于重力从第一混合容器到达到第二混合容器中，所以如下可被确保，即，在第一混合容器中的混合时间足够大到以实现在第一材料与基础材料之间的特别均匀的混合。在第二混合容器中也可达到足够大的用于制造特别均匀的混合物的混合时间。通过在装置的运行中敞开的处在液位下方的连接管道，在两个混合容器中的液位总是大致处在相同高度上。如果例如在第二混合容器中相比在第一混合容器中存在更高的液位，则流体也可通过连接管道由第二混合容器到达到第一混合容器中。一般而言，然而在第一混合容器中所制造的混合中间级跟随重力流动穿过连接管道到第二混合容器中。利用根据本发明的装置可实现连续的混合运行。混合容器和/或搅拌机构(Rührwerk)可不同地构造。

在本发明的改进方案中，第一混合容器和第二混合容器相应地具有带有大致相同容积的大致相同的基本形状且第一混合容器和第二混合容器布置在大致相同的高度上。

以这种方式可保证，在第一混合容器中的混合时间和在第二混合容器中的混合时间大致相同，从而可实现由基础材料和两个输送的材料构成的非常均匀的混合物。

在本发明的改进方案中，第一混合容器和第二混合容器的进入开口和/或排出开口在混合容器内相应地过渡到成角的管件中、优选地到以90°角度成角的管件中，且成角的管件的中间平面相应地大致垂直于第一或者第二混合容器的中间纵轴线定向。

因此，流体从进入开口垂直于容器的中间纵轴线出来且同样地又垂直于容器的中间纵轴线进入到排出开口中。那么恰好特别有利的是，在混合容器中产生围绕中间纵轴线的流动运动时(例如借助于搅拌机构)。进入开口例如也可如此地定向，即，其支持在混合容器内围绕中间纵轴线的流动运动。为了产生涡流然而同样可能有意义的是，进入开口对着通过搅拌机构所产生的流动指向且同样地排出开口逆着在容器中通过搅拌机构所产生的流动定向。优选地实现在流动方向上到第二混合容器中的进入。在排出开口处，成角的管件也可被去除。

在本发明的改进方案中，成角的管件的开口(其构成在混合容器内的进入开口或者排出开口)平行于第一或者第二混合容器的中间纵轴线来看相应地在相同的切线方向上指向。

由此，按照应用情况，可或者通过进入开口的相应的布置支持围绕相应的混合容器的中间纵轴线的流动。备选地，进入开口可对着通过搅拌机构在相应的混合容器中所产生的流动指向且同样地排出开口可或在流动方向上或逆着流动方向地在相应的混合容器内指向。

在本发明的改进方案中，第一混合容器的进入开口与基础材料输送装置相连接、尤其地与用于尿素熔液的输送装置相连接，且第二混合容器的排出开口与用于混合物的再加工的装置相连接，尤其地与成丸装置(Pastilliervorrichtung)相连接。

在本发明的改进方案中，第一混合容器和第二混合容器相应地设有搅拌机构。

在本发明的改进方案中，第一混合容器、第二混合容器、通道管道和/或连接管道具有双壁结构，其中，借助于双壁结构构成的间隙构造用于通引热介质或冷介质。在加工熔液、尤其尿素熔液的情形中，由此熔液在混合容器内以及同样地在压力补偿管道和连接管道内可被保持或被加热在可流动状态中。

额外地在本发明的改进方案中可作如下设置，即，第一和/或第二混合容器具有处在外部的热隔离。

额外地在本发明的改进方案中可作如下设置，即，间隙与用于热介质的加热装置相连接。这样的加热装置也被称作伴随加热装置。

本发明还涉及一种带有根据本发明的装置的设施，其中，该设施具有基础材料输送装置，该设施具有用于待混合至基础材料的第一材料的第一配量装置、和用于待混合至基础材料的第二材料的第二配量装置，其中，该设施具有管道，其带有在其走向上布置的泵，用于将制成的混合物从第二混合容器转引至用于混合物的成丸的成丸装置，其中，设置有用于将混合物部分回引到第二混合容器中的回引管道，其在液位下方或上方通入到该第二混合容器中，且其中，成丸装置具有旋转的且穿孔的卷筒以及环绕的冷却带。

借助于这样的设施，尤其地熔液可被混合且然后被成丸。根据本发明的设施特别合适用于尿素熔液的成丸，其中，第一材料和第二材料被混合至尿素熔液。这特别在制造肥料的情形中是非常有利的。在混合容器内，熔液可被保持在可良好流动的状态中，从而可制造带有两个经输送的材料的非常均匀的混合物。在液体状态中，由熔液和至少两个经混合的材料构成的混合物然后被输送给成丸装置。回引管道使得如下成为可能，即，在输送管道内维持相对较大的流动速度，从而不存在如下危险，即，熔液在连接管道中部分凝固。熔液在液体状态中然而以如下温度被输送给成丸装置，该温度仅略微处在其凝固温度上方。这使得在质量上高品质的丸剂的制造成为可能，其大致在以液态的熔液液滴形式放下在冷却带上之后立即凝固且因此其近似呈球形的液滴形状还在冷却带上大致保持。

基于本发明的问题还通过一种用于将第一材料和第二材料混合至基础材料以用于构成混合物的方法来实现，其中，用于混合的方法具有如下特征：基础材料、尤其尿素熔液被输送给第一混合容器，在第一混合容器中为了构成混合中间级待混合的第一材料被输送至基础材料，来自第一混合容器的混合中间级被输送给第二混合容器，在第二混合容器中为了构成混合物待混合的第二材料被输送至混合中间级，其中，混合中间级从第一混合容器到第二混合容器中的输送在利用重力的情形下借助于处在在混合容器中的液位下方的在混合容器之间的连接管道实现。

通过利用重力以将混合中间级从第一混合容器进一步传输到第二混合容器中，可确保不仅在第一混合容器中而且在第二混合容器中足够的混合时间且进而非常均匀的混合物的制造。

有利地，基础材料是熔液、尤其尿素熔液。

附图说明

本发明的另外的优点和特征由本发明的权利要求和优选的实施例的下面的说明得出，其在下面借助附图进行说明。在此，不同实施例的单个特征能以任意的方式彼此组合，而不超出本发明的框架。其中：

图1 显示了根据本发明的装置的部分剖面的侧视图，

图2 由上方显示了图1的装置的第一混合容器的示意性视图，

图3 显示了图2的容器的区段式的截面视图，且

图4 显示了用于由尿素熔液制造尿素肥料的根据本发明的设施的示意性图示。

具体实施方式

在图1中部分剖面示出的根据本发明的用于将第一材料和第二材料混合至基础材料以用于构成混合物的装置具有第一混合容器12和第二混合容器14。两个混合容器12,14具有相同的基本形状和相同的容积且同样地布置在机架16上方的相同高度上。在本发明的框架中，混合容器12,14然而可具有完全不同的基本形状和不同的容积。两个混合容器12,14相应地设有搅拌机构18，其可仅示意性地示出且其可相应地借助于马达20被驱动。两个混合容器12,14相应地具有带有鼓起的底部的圆柱形形状。搅拌机构相应地平行于混合容器12,14的中间纵轴线延伸且搅拌机构的驱动轴处在相应的混合容器12,14的中间纵轴线22,24上。混合容器12具有用于基础材料的进入的进入开口26。例如，尿素熔液经由进入开口26被引入到第一混合容器12中。第一混合容器12具有排出开口28。在示出的实施形式的情形中，排出开口28与进入开口26相对而置且还布置在与进入开口26相同的高度上。排出开口28相对于进入开口26的这样的布置然而不是强制的。然而根据本发明排出开口28须处在在运行中在第一混合容器12中实现的液位下方。

此外，第一混合容器12具有压力补偿开口30，其布置在排出开口28上方且其在运行中须处在在第一混合容器12内的液位上方。

第二混合容器14相对第一混合容器12相同地构建且具有用于混合中间级从第一混合容器12进入的进入开口32和用于制成的混合物的排出的排出开口34。排出开口34相对进入开口32且布置在与进入开口32相同的高度上，其中，这如已根据第一混合容器12所实施的那样不是强制的。

第二混合容器14也具有压力补偿开口36，其布置在进入开口32和排出开口34上方。在运行中，压力补偿开口36应处在第二混合容器14中的液位上方且排出开口34应处在第二混合容器14的液位下方。

压力补偿开口30,36处在相同高度上且与压力补偿管道38相连接。

第一混合容器12的排出开口28和第二混合容器14的进入开口32处在相同高度上且与连接管道40相连接。在本发明的框架中如下不是一定必要的，即，第一混合容器12的排出开口28和第二混合容器14的进入开口32处在相同高度上。然而如下是重要的，即，连接管道40在其整个长度上处在在第一混合容器12中的液位下方且在在第二混合容器14中的液位下方。因此，第二混合容器14的进入开口32也须处在在第二混合容器14中的液位下方。流体从第一混合容器12到第二混合容器14中且必要时从第二混合容器14到第一混合容器12中的传输由此可借助于重力实现。

在第一混合容器12中，在运行中所设置的液位以附图标记42表示。在第二混合容器14中，在运行中存在的液位以附图标记44表示。两个液位42,44实际处在相同的或至少类似的高度上，因为的确两个混合容器12,14经由连接管道40彼此连通。

如果在根据本发明的装置的运行中此时经由第一混合容器12的进入开口26输送基础材料、例如尿素熔液，则在第一混合容器12中的液位42略微上升。在第一混合容器12的排出开口28处的略微提高的液体压力引起如下，即，处在第一混合容器12中的构成混合中间级的流体经由连接管道40被输送到第二混合容器14中，从而使得液位42,44再次平衡。

第一混合容器12具有盖子，在其中设置有用于混合第一材料的引入开口46。经由引入开口46，例如添加剂或其余材料可被带入到在第一混合容器14中的基础材料、特别是尿素熔液中。固体材料必要时可被预热。第一材料经由引入开口46优选连续地被带入。在第一混合容器内，由此混合中间级由基础材料和第一材料制成。

第二混合容器14同样具有带有引入开口48的盖子，通过该引入开口可混合第二材料。第二材料通过引入开口48到达到第二混合容器中且在该处与混合中间级混合，该混合中间级由基础材料和第一材料构成且经由连接管道40到达到第二混合容器48中。在第二材料的混合之后，在第二混合容器14内存在完成的混合物，其然后可经由排出开口34被取出。根据本发明的装置连续地工作。在运行中，因此基础材料经由引入开口26被连续地输送，第一材料经由进入开口46且第二材料经由进入开口48被连续地输送且经由排出开口34完成的混合物可被连续地取出。

通过使由第一混合容器12到第二混合容器14中的流体传输通过重力影响经由连接管道40实现，不仅在第一混合容器12内而且在第二混合容器14内可确保足够的混合时间。由此确保由第一材料与基础材料为了制造混合中间级的特别均匀的混合和然后在第二混合容器中由第二材料和混合中间级的特别均匀的混合。在每个混合容器12,14中所设置的搅拌机构18支持特别均匀的混合物的制造。

混合容器12,14中的每个在其底部处具有另外的排出开口50。该另外的排出开口50设置用于例如在装置的检查的情况中或关闭的情况中混合容器12,14的完全排空。连接管道40设有分叉且还可如压力补偿管道38那样设有截止阀。在装置的运行中，然而不仅压力补偿管道38而且连接管道40应是敞开的，以便于使得在混合容器12,14之间的压力补偿或者在两个混合容器12,14之间的流体传输成为可能。

两个混合容器12,14相应地双壁地构造，从而相应地构成间隙52，在其中可传输热介质或冷介质。如果借助于根据本发明的装置制成由尿素熔液和两个另外的材料构成的混合物，则间隙52相应地被加载以热介质，以便于确保，熔液不会已经在混合容器12,14内部分地凝固。压力补偿管道38和连接管道40也相应地双壁地构造，从而使得热介质也可加热压力补偿管道38和连接管道40。同样地，进入开口26、排出开口28、进入开口32和排出开口34的联接管相应地双壁地实施，以便于可加热这些联接管且以便于防止，熔液在这些区域中凝固，由此可能构成沉积物。固体材料必要时可被预加热。

热介质在间隙52中例如经由加热管道54被输送。

图2的图示在由上方的视图中显示了第一混合容器12，其中，混合容器12部分仅虚线地显示，以便于还可示出处在盖子下方的组成部分。

在图2中，搅拌机构18仅被示意性地显示。间隙52可被良好地辨认出，其完全包围混合容器12。另外，进入开口26和排出开口28可被辨认出。

进入开口26设有成角的管件56，其将通过进入开口26进入的熔液偏转以90°且由此大约切向于中间纵轴线24导入到第一混合容器12的内部空间中。

在图2的图示中，管件56在顺时针方向上指向。按照搅拌机构18围绕中间纵轴线24的转动方向，因此经由进入开口26和管件56流入的熔液支持熔液围绕中间纵轴线24的流动运动或相反于该流动方向。通过排出开口28，在第一混合容器12中所制造的混合中间级被取出。在尽可能彻底的混合且在第一混合容器12内的足够的混合时间的意义中，管件56以在混合容器12中存在的流动方向定向。在图2的图示中，搅拌机构18因此顺时针转动且因此还引起在混合容器12内顺时针的流动运动。

图3的图示更详细地且以截面视图形式显示了在第一混合容器12处的进入开口26的区域。以90°成角的管件56联接到进入开口26处。进入开口26跨过间隙52，其如已描述的那样借助于热介质被加热。间隙52也延续直至联接凸缘60。而且，在联接凸缘60与进入开口26之间的管件62可由此借助于热介质被加热。由此防止，经输送的熔液在该区域中凝固。

图4的图示显示了用于熔液、尤其尿素熔液的成丸的设施，其中，该设施具有用于将第一材料和第二材料混合至基础材料的根据本发明的装置10。设施70被使用于制造尿素肥料。尿素肥料可在设施下游以固化丸剂的形式被取下。丸剂然后由尿素与至少第一和第二材料构成的混合物构成，其中，第一和第二材料在装置10中被混合。

尿素熔液如已说明的那样经由进入开口26被输送给第一混合容器12且在该处与经由引入开口46被输送的第一材料混合。由第一混合容器12出发，由尿素熔液和第一材料构成的混合中间级到达到第二混合容器14中且在该处与经由引入开口48被输送的第二材料混合。在排出开口34处，完成的混合物由第二混合容器14被取出且借助于泵72被输送给研磨单元74。在研磨单元74中，构成由尿素熔液和第一材料以及第二材料构成的分散体的混合物的颗粒大小可被缩小。研磨单元74备选地同样可取消。

由研磨单元74出发，混合物然后经由另外的连接管道被输送给成丸装置76。成丸装置76具有旋转的穿孔的卷筒78和喷嘴条，其将混合物由内部起对着穿孔的卷筒78输送。借助于穿孔的卷筒产生熔液液滴，其然后被放下在环绕的冷却带80上。在放下之后，经放下的产品液滴在冷却带80上凝固成丸剂且然后可作为固体的丸剂由冷却带80取下。

回引管道82由分支84又被回引至第二混合容器14。通过该回引管道82，完成的混合物由分支84不仅可到达至成丸装置76，而且又可返回到第二混合容器14中。一方面如下由此是可能的，即，更大量的混合物可在连接管道和回引管道82中被循环。由此例如可确保，构成的确由熔液和另外的材料构成的分散体的混合物不在连接管道内再次分解或部分凝固。此外，混合装置10可被继续运行，即使当成丸装置76例如被暂时停止时。

Claims (14)

1.用于将至少一个第一材料和第二材料混合至可流动的基础材料以用于借助于连续的混合运行构成混合物、尤其用于将第一材料和第二材料混合至尿素熔液以用于构成分散体的装置，其中，用于混合的所述装置具有如下特征：

a 用于混合的所述装置(10)具有至少一个第一混合容器(12)和第二混合容器(14)，

b 所述第一混合容器和第二混合容器(12,14)具有相应进入开口(26,32)、用于混合所述第一材料或者第二材料的相应引入开口(46,48)以及相应压力补偿开口(30,36)，

其特征在于，

c 所述第一混合容器和所述第二混合容器相应地设有搅拌机构，

d 所述第一混合容器和第二混合容器(12,14)的压力补偿开口(30,36)借助于压力补偿管道(38)彼此相连接或朝向周围环境敞开，其中，在所述装置的运行中所述压力补偿开口(30,36)处在在所述混合容器中存在的液位(42,44)上方，且

e 所述第一混合容器(12)的排出开口(28)和所述第二混合容器(14)的进入开口(32)借助于连接管道(40)彼此相连接，其中，在所述装置(10)的混合运行中所述连接管道(49)是敞开的且所述第一混合容器(12)的排出开口(28)和所述第二混合容器(14)的进入开口(32)以及所述连接管道(40)处在在所述混合容器(12,14)中的液位(42,44)下方，从而使得流体可跟随重力由所述第一混合容器(12)到达到所述第二混合容器(14)中。

2.根据权利要求1所述的用于混合的装置，其特征在于，所述第一混合容器(12)和所述第二混合容器(14)相应地具有带有大致相同容积的大致相同的基本形状且布置在大致相同的高度上。

3.根据权利要求1或2所述的用于混合的装置，其特征在于，所述第一混合容器(12)的排出开口(28)和所述第二混合容器(14)的进入开口(32)布置在大致相同的高度上。

4. 根据前述权利要求中任一项所述的用于混合的装置，其特征在于，

a 所述第一和第二混合容器(12,14)的进入开口(26,32)和/或排出开口(28,34)在所述混合容器(12,14)内相应地过渡到成角的管件(56,58)中、优选地到以90º的角度成角的管件中，且

b 所述成角的管件(56,58)的中间平面相应地大致垂直于所述第一或者第二混合容器(12,14)的中间纵轴线(24)定向。

5.根据权利要求4所述的用于混合的装置，其特征在于，

a 所述成角的管件(56,58)的开口，其构成在所述混合容器(12,14)内的进入开口或者排出开口，平行于所述第一或者第二混合容器(12,14)的中间纵轴线(24)来看相应地在相同的切向方向上指向。

6. 根据前述权利要求中任一项所述的用于混合的装置，其特征在于，

a 所述第一混合容器(12)的进入开口(26)与基础材料输送装置相连接、尤其地与用于尿素熔液的输送装置相连接，且

b 所述第二混合容器(14)的排出开口(34)与用于所述混合物的再加工的装置相连接，尤其地与成丸装置(76)、造粒装置或用于制造小片的装置相连接。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用于混合的装置，其特征在于，

a 所述第一混合容器(12)、所述第二混合容器(14)、所述压力补偿管道(38)和/或所述连接管道(40)具有双壁结构，

b 借助于所述双壁结构构成的间隙构造用于通引热介质或冷介质。

8.根据权利要求7所述的用于混合的装置，其特征在于，

a 所述第一和/或第二混合容器(12,14)具有处在外部的热隔离。

9.根据权利要求7或8中任一项所述的用于混合的装置，其特征在于，

a 所述间隙与用于所述热介质的加热装置相连接。

10.带有根据前述权利要求中任一项所述的用于混合的装置的设施，其特征在于，

a 所述设施具有基础材料输送装置，

b 所述设施具有至少一个用于待混合至所述基础材料的第一材料的第一配量装置和至少一个用于待混合至所述基础材料的第二材料的第二配量装置，

c 所述设施具有管道，所述管道带有布置在其走向中的泵(72)，所述泵用于将制成的混合物从所述第二混合容器(14)转引至用于混合物的成丸的成丸装置(76)、至造粒装置或至用于制造小片的装置。

11.根据权利要求10所述的设施，其特征在于，设置有用于将所述混合物引回到所述第二混合容器(14)中的回引管道(82)，其优选在所述液位上方通入到该第二混合容器(14)中。

12.根据权利要求10或11所述的设施，其特征在于，所述成丸装置(76)具有旋转的且穿孔的卷筒(78)以及环绕的冷却带(80)。

13.用于将至少一个第一材料和至少一个第二材料混合至基础材料以用于借助连续的混合运行构成混合物的方法，其中，用于混合的所述方法具有如下特征：

a 基础材料被输送给第一混合容器(12)，

b 为了构成混合中间级，所述待混合的第一材料被输送至在所述第一混合容器(12)中的所述基础材料，

c 来自所述第一混合容器(12)的混合中间级被输送给所述第二混合容器(14)，

d 为了构成所述混合物，所述待混合的第二材料被输送至在所述第二混合容器(14)中的混合中间级，

其特征在于，

e 在利用重力的情形下借助于在混合运行中敞开的且处在所述混合容器(12,14)中的液位(42,44)下方的在所述混合容器(12,14)之间的连接管道(40)实现所述混合中间级由所述第一混合容器(12)到所述第二混合容器(14)中的输送。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述方法具有如下特征：

a 所述基础材料是熔液、尤其尿素熔液。