CN113272066A - 用于产品的低温破碎的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于破碎产品的设施，该设施包括破碎该产品的破碎机，该设施还包括以下元件：‑用于向该破碎机供应要破碎的产品的料斗(10)，该料斗本身能够被供应有要破碎的产品；‑用于将低温流体输送到该料斗的装置；‑用于将产品从该料斗排入该破碎机中的装置；其特征在于：‑该料斗在其下部部分设置有中空螺杆，该中空螺杆设置有螺匝(11)，从而使该产品从该料斗中排出进入该破碎机；‑所述用于将低温流体输送到该料斗的装置包括例如具有孔口的歧管类型的注入管(12)，该注入管定位在该中空螺杆的螺匝内部、在基本与该螺杆的轴线平行的方向上延伸。

Description

用于产品的低温破碎的方法和装置

本发明涉及用于产品和材料的低温研磨(在低温冷却条件下研磨)或在受控温度条件下研磨的方法的领域，这些方法特别在塑料、化学粉末或甚至食品产品领域中实施。

在此技术领域中，特别是已知以以下配置操作的设备：该设备采用低温传送螺杆，该低温传送螺杆通过喷淋导轨被供应有液氮以便对产品进行(预)冷却，通常将其冷却到材料的脆化温度，然后通过螺杆将产品输送到研磨机中。

这些螺杆(具有实心中心驱动轴的阿基米德螺杆类型的螺杆、或具有中心轴以及此轴上的叶片的螺杆)的结构是本领域技术人员所熟知的，在此不再详细描述。

还已知其中通过料斗向研磨机供应产品的设备，无论该料斗具有金字塔形还是圆柱形底座，在料斗出口处都设置有旋转阀以便将产品传送到研磨机。

由申请人成功进行的实验已经能够证明这些现有设备具有以下缺点：

1.上述的低温螺杆的特征在于冷冻剂消耗过多和冷却调节困难，因为这些现有设备对螺杆+研磨机组件实施单一调节，其中调节热电偶位于研磨机出口处，但是还在于以下方面：

-清洁这种螺杆非常困难，

-冷冻剂被注入螺杆的气体顶部空间，并且因此不会被直接注入产品，这会导致低良率，

-产品的停留时间短；

2.关于其他类型的设备，存在与料斗出口处的旋转阀相关联的困难，该料斗出口的流量不够稳定。

因此，本发明的目的之一是提出一种新技术低温研磨解决方案。

如以下将更详细地看到的，本发明提出了一种实施以下元件的低温研磨设备：

1.实施用于供应要研磨的产品的料斗，料斗本身被供应有要研磨的产品，冷冻剂(例如液氮)经由以下将详细描述的非常原始的装置供应到料斗，料斗在其下部部分设置有所谓的“中空”螺杆、即设置有螺匝的弹簧(无中心轴)，从而允许产品从该料斗中排出，如将理解的，中空螺杆替代了根据现有技术已知的旋转阀和低温螺杆。配备有这种中空螺杆的这种料斗也可以通过术语“体积计量料斗”来表示。

2.因此，要研磨的产品在经由该中空螺杆排入该研磨机之前在此料斗中冷却至受控温度，或甚至冷却至该产品的脆化温度。

3.使用定位在中空螺杆内(内部)、即位于其螺匝内的(具有孔口的歧管类型的)注入枪，将冷冻剂全部或部分地供应到该料斗中。根据本发明，除了此注入枪之外，还可以涉及用于将冷冻剂供应到该料斗中的附加装置(例如常规使用的那些装置，比如注入环件)，但是根据本发明，该解决方案不是优选的。

这种注入歧管的结构对于气体领域的技术人员来说是众所周知的，其尺寸和特别是注入孔的数量将通过针对最大产品流量所需的千卡的热计算根据具体情况来确定，这里不做强求。

注入枪的这种定位被证明是特别有利的，因为能够注入到中空传送螺杆的芯部中，因此能够：

·由于产品必须进入料斗的此下部部分并位于传送螺杆内，因此确保更好的冷却均匀性；

·考虑到冷冻剂注入的定位，冷冻剂将能够消散在该料斗中的整个产品块中；

·冷冻剂的停留时间更长，这样使冷冻剂具有更好的千卡率(具有中心轴的常规传送螺杆在气体区域中配备有导轨，然后千卡率受到氮气在气体顶部空间中而不是在产品中升华的限制)；在这种情况下停留时间更长，因为(冷)气体是从该料斗的上部部分提取的并且因此穿过该料斗中的整个产品块。

·而且，与用现有技术的旋转阀(其本身操作带有震动)时所观察到的流量相比，使用中空螺杆可以实现稳定得多的流量。

4.根据本发明的有利实施例，利用在该中空传送螺杆出口处、在产品离开该螺杆朝向该研磨机的区域中(在此区域中，该产品掉落，不再处于该中空螺杆中)的温度测量(优选地通过热电偶)来调节到该枪的注入(并且如果存在附加环件，则也有利地调节环件的注入)，全有或全无调节，或优选地采用具有全有或全无阀的PID调节，或甚至用于该注入枪的比例阀和用于该料斗中剩余环件的全有或全无阀。

根据本发明的实施方式之一，除了将此冷冻剂供给到该料斗之外，还可以将该冷冻剂注入该实际研磨机中，这本身是已知的，但是注入方式则完全独立于该料斗的注入方式。

根据本发明的实施例之一，可以对该注入枪的全部或部分进行真空绝缘。

在这种情况下，该研磨机中温度的调节(以便克服由于该研磨而产生的热量)独立于该料斗的调节，并且不受向该料斗注入冷冻剂、例如液氮的干扰。

如已经看到的，根据本发明的实施例之一，通过在该中空螺杆出口处、在该产品离开该螺杆朝向该研磨机的区域中、优选地在产品朝向该研磨机下落的区域中、因此尽可能靠近离开该传送螺杆的产品进行要研磨的产品的温度测量(优先通过热电偶)来调节向该枪中冷冻剂的注入。

从该料斗中提取的气态氮有利地重新注入该研磨机以回收能量。

附图1给出了根据现有技术的设备的局部示意图，其中可以识别出以下元件：

·研磨机1通过传送螺杆2(具有中心轴的螺杆)被供应有要研磨的产品；

·该螺杆本身通过料斗3被供应有要研磨的产品，该料斗设置有上述旋转阀(5)；

·因为螺杆例如通过喷淋导轨而被供应有液氮，所以该产品在螺杆中被预冷却，然后该产品通过螺杆输送到研磨机1中。

附图2提供了根据本发明的料斗下部部分的局部示意图，该料斗下部部分设置有中空传送螺杆和位于中空螺杆内(即在中空螺杆的环件内)的冷冻剂注入枪。

申请人在这些条件下进行的实验结果表明以下几点：

·与比如上述采用具有中心轴的传送螺杆(例如阿基米德螺杆)的常规技术相比，氮消耗量显著节省：节省20％的级别。

·该设备的可清洁性显著改进(可以理解，这种中空螺杆比现有技术的螺杆更容易清洁，无需进一步详尽阐述)。

·可以确认中空螺杆使得可以实现比现有技术的旋转阀更稳定的产品流量(无堵塞、无震动)，因此进入研磨机的产品流量/温度条件的稳定性更好，从而使最终的颗粒大小更有针对性。

Claims (4)

1.一种用于对产品进行研磨的设备，该设备包括研磨该产品的研磨机，该设备还包括以下元件：

·用于向该研磨机供应要研磨的产品的料斗(10)，该料斗本身能够被供应有要研磨的产品；

·用于将低温流体引入该料斗的装置；

·用于将产品从该料斗排入该研磨机中的装置；

其特征在于：

·该料斗在其下部部分设置有中空螺杆，该中空螺杆设置有螺匝(11)，从而使该产品从该料斗中排出进入该研磨机；

·所述用于将低温流体引入该料斗的装置包括例如具有孔口的歧管类型的注入枪(12)，该注入枪定位在该中空螺杆的螺匝内部、在基本与该螺杆的轴线平行的方向上延伸。

2.一种用于在研磨机中研磨产品的方法，根据该方法：

·该研磨机通过供给料斗被供应有要研磨的产品，该供给料斗本身被供应有要研磨的产品；

·通过允许冷冻剂进入该料斗，使得该要研磨的产品在被排入该研磨机之前在该料斗中被冷却至受控温度或冷却至该产品的脆化温度；

其特征在于：

·该料斗在其下部部分设置有中空螺杆，该中空螺杆设置有螺匝(11)，从而使该产品从该料斗中排出进入该研磨机；并且

·该冷冻剂经由注入枪(12)供应到该料斗，该注入枪位于该螺杆的螺匝内部、在基本平行于该螺杆的轴线的方向上延伸。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将从该料斗中提取的该冷冻剂汽化而产生的气体重新注入该研磨机以回收能量。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，通过在该螺杆的出口处、在该产品从该螺杆朝向该研磨机下落的区域中进行产品温度的测量来调节向该枪中冷冻剂的注入。

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