DE10259456A1 - To break down inorganic granules by disintegration and tribochemical activation, in the production of cement, shock pulses are generated by aerodynamic bodies on rotating disks - Google Patents

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    • C04B20/026—Comminuting, e.g. by grinding or breaking; Defibrillating fibres other than asbestos

Abstract

To disintegrate and give a tribochemical activation, especially to inorganic granules (7) with a crystalline structure, the material is subjected to shock pressure fronts to give shock compressions to reduce the particle size to at most1 mum. The pulse durations are at most10 microseconds with a sequence frequency of at least8 kHz. Shaped bodies (1) are at rotating disks (15,16), with an aerodynamic profile, which are moved continuously at transonic speeds so that their flow surfaces generate shock fronts with a constant change of rotating speeds within the disintegration zone (29). The outer surface (39) of one disk (16) is sealed against the housing (20) by a sealing ring to prevent undesired suction effects on the granules.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Desintegration und tribochemische Aktivierung von anorganischen Stoffen sowie deren tribochemische Aktivierung.The invention relates to a method and a device for disintegration and tribochemical activation of inorganic substances and their tribochemical activation.

Desintegratoren sind für verschiedene Anwendungen bekannt. Bei der Zementherstellung werden zum Beispiel im großtechnischen Umfang Kalksteinbrocken und verschiedene Zusätze zunächst zerkleinert, anschließend auf Temperaturen von 1400°C bis 1600°C erhitzt, gesintert und anschließend auf die gewünschten Korngrößen zermahlen.Disintegrators are for different Applications known. For example, in cement manufacturing on an industrial scale Scope of limestone chunks and various additives first crushed, then on Temperatures of 1400 ° C up to 1600 ° C heated, sintered and then to the ones you want Grind grain sizes.

Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, Nachteile dieses Verfahrens sind, dass für die Aktivierung der Ausgangsmaterialien ein hoher Energieeinsatz notwendig ist.The disadvantages of this method are Disadvantages of this method are that for the activation of the starting materials a high energy input is necessary.

Aus der DE 195 48 645 ist bekannt, durch tribochemisch behandelte Kristalle einen erhöhten potentiellen Energiegehalt und damit eine erhöhte chemische Reaktionsfähigkeit zu erreichen. Die mechanische Aktivierung von Zement ermöglicht zum Beispiel eine wesentliche Festigkeitssteigerung des hydratisierten mineralischen Bindemittels. Ursache dafür sind die Primärpartikelgröße und Gitterstörungen dieser Partikel.From the DE 195 48 645 is known to achieve an increased potential energy content and thus an increased chemical reactivity by tribochemically treated crystals. The mechanical activation of cement enables, for example, a substantial increase in the strength of the hydrated mineral binder. This is due to the primary particle size and lattice disturbances of these particles.

Für die tribometrische Bearbeitung von Ausgangsstoffen stehen mehrere Bearbeitungsverfahren zur Verfügung, wie z.B. Zermahlen durch Beanspruchung zwischen zwei Flächen, oder durch Kollisionen frei beweglicher Partikel mit festen Flächen oder durch Kollisionen der Partikel untereinander. Für die Einbringung einer hohen potentiellen Energie in kleinste Partikel in der Größenordnung von einigen 1 μm und die damit hervorgerufenen Gitterstörungen werden sogenannte Desintegratoren eingesetzt. Das Aufbauprinzip ist durch zwei gegeneinanderlaufende Stift- oder Zahnkränze gekennzeichnet. In einer Variante werden die Partikel , wie in der DE-AS 12 36 915 beschrieben, durch Kollision mit den Stiften bzw. Zähnen zerkleinert. Für eine ausreichende Aktivierung werden dabei mindestens drei Kollisionen mit den Stiften in einem Abstand von höchstens 50 ms bei einer Relativgeschwindigkeit von wenigstens 15 m/s gefordert. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass der Verschleiß der Stifte, insbesondere bei sehr harten Ausgangsmaterialien. sehr hoch ist.Several processing methods are available for the tribometric processing of raw materials, such as grinding by stress between two surfaces, or by collisions of freely moving particles with fixed surfaces, or by collisions between the particles. So-called disintegrators are used to introduce a high potential energy into the smallest particles on the order of a few 1 μm and the resulting lattice disturbances. The construction principle is characterized by two opposing pin or ring gears. In a variant, the particles, as in the DE-AS 12 36 915 described, crushed by collision with the pins or teeth. For sufficient activation, at least three collisions with the pins are required at a distance of at most 50 ms at a relative speed of at least 15 m / s. The disadvantage of this arrangement is that the wear of the pins, especially with very hard starting materials. is very high.

Bei einer anderen Variante, z.B. nach DE 30 34 849 A1 , wird das Ausgangsmaterial primär durch Nutzung von Kollisionen der Partikel in Wirbeln zerkleinert, wobei die Wirbel durch speziell ausgeformte, gegenläufige Schaufelkränze erzeugt werden. Gleichzeitig wird damit erreicht, dass der Verschleiß an den Aufschlagkanten der Schaufeln bzw. Zahnkränze wesentlich reduziert wird.In another variant, for example after DE 30 34 849 A1 , the starting material is crushed primarily by using collisions of the particles in vortices, the vortices being generated by specially shaped, counter-rotating blade rings. At the same time it is achieved that the wear on the impact edges of the blades or toothed rings is significantly reduced.

Für die Entwicklung neuartiger anorganischer Bindemittel ist die mit bekannten Desintegratoren oder Mühlen erreichbare Aktivierung nicht ausreichend. Besonders bei kleinen, leichten Teilchen, wie sie sich nach kurzer Mahldauer einstellen, ist das Hervorrufen einer Kollision dieser Partikel mit einer hohen Relativgeschwindigkeit von beispielsweise größer 100 m/s durch die Einbettung dieser Partikel in einem Luftstrom oder Luftwirbel nicht realisierbar.For the development of new types of inorganic binders is one of the known disintegrators or mills achievable activation is not sufficient. Especially with small, light particles as they appear after a short grinding time, is causing these particles to collide with a high one Relative speed of, for example, greater than 100 m / s through the embedding these particles cannot be realized in an air flow or vortex.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Desintegration bereitzustellen, das eine Aktivierung von Ausgangsstoffen für organische Bindemittel durch dynamische Behandlung der Partikel mit gegenüber dem Stand der Technik wesentlich erhöhten Energien und Einwirkungsfrequenzen ermöglicht.The invention is based on the object To provide methods and a device for disintegration, which is an activation of starting materials for organic binders dynamic treatment of the particles with essential compared to the prior art increased Enables energies and exposure frequencies.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch einen Desintegrator der eingangs angegebenen Gattung gelöst, bei dem die Ausgangsstoffe in Form eines Granulates mit Hilfe von Stoßdruckwellen eines breiten Frequenzspektrums und einer Impulsdauer von jeweils kleiner 10 μs ausgesetzt werden. Durch die Einwirkung der in kurzer Folge auf die Partikel mit Überschallgeschwindigkeit auftreffenden Stoßdruckwellen erfolgt eine weitere Zerkleinerung der Partikel bis zur Zerstörung der Kristallgitterstruktur. Im Ergebnis dieser Zerkleinerung entsteht ein Konglomerat von Mischkristallen. die eine erhöhte Fähigkeit zur Kristallbildung bei einer späteren Wasserzuführung besitzen. Die Stoßdruckwellen werden durch Formkörper mit aerodynamisch ausgeformten Oberflächen erzeugt, die bis in den sogenannten transsonischen Bereich beschleunigt werden. Somit werden Stoßdruckfronten erzeugt, die das in den Desintegrator eingeführte Granulat auf die gewünschte Partikelgröße zertrümmern. Die Formkörper bewegen sich dabei auf Scheiben nahe unterhalb der Schallgeschwindigkeit. Bedingt durch die Einwirkung von hoher mechanischer Energie erfolgt neben der Zerkleinerung eine Aktivierung der Partikel und damit eine Veränderung der chemischen Eigenschaften.This object of the invention will solved by a disintegrator of the type specified, at which the raw materials in the form of granules with the help of shock pressure waves a wide frequency spectrum and a pulse duration of each less than 10 μs get abandoned. By the action of in a short succession the particles at supersonic speed impact shock waves the particles are further crushed until they are destroyed Crystal lattice structure. The result of this shredding is a conglomerate of mixed crystals. which is an increased ability for crystal formation in a later one Have water supply. The shock pressure waves are by shaped body with aerodynamically shaped surfaces that are produced in the so-called transonic area can be accelerated. This creates impact pressure fronts generated that smash the granules introduced into the disintegrator to the desired particle size. The moldings move on disks close to the speed of sound. Due to the action of high mechanical energy in addition to the crushing, an activation of the particles and thus a change the chemical properties.

Liegt nun die Relativgeschwindigkeit der gegen die Formkörper anströmenden Luft einschließlich der in dieser Luft schwebenden Partikel dicht unterhalb der Schallgeschwindigkeit, so kann die Strömungsgeschwindigkeit gegenüber dem Formkörper partiell Überschallgeschwindigkeit erreichen. Der Geschwindigkeitsbeieich unterhalb der Schallgeschwindigkeit, bei dem die den Formkörper umströmende Luft partiell Überschallgeschwindigkeit besitzt, wird in der Literatur als transsonischer Geschwindigkeitsbereich /Sigloch: Technische Fluidmechanik; VDI-Verlag 1996/bezeichnet.Now is the relative speed the against the molded body oncoming Air included the particles floating in this air just below the speed of sound, so the flow rate across from the shaped body partially supersonic speed to reach. The speed range below the speed of sound, where the the molded body flowing around Air partially supersonic speed is used in the literature as a transonic speed range / Sigloch: Technical fluid mechanics; VDI publishing house 1996 / designated.

Je nach Ausformung des aerodynamisch wirkenden Formkörpers beginnt der transsonische Geschwindigkeitsbereich bei 0,75 ... 0,85 Mach und endet bei Erreichen der Schallgeschwindigkeit des Formkörpers gegenüber der anströmenden Luft.Depending on the shape of the aerodynamically acting molding the transonic speed range starts at 0.75 ... 0.85 Mach and ends when the speed of sound of the molding compared to the oncoming Air.

Liegt die Geschwindigkeit der anströmenden Luft gegenüber dem Formkörper im transsonischen Geschwindigkeitsbereich, tritt bezogen auf das aerodynamische Profil des Formkörpers in einer Zone Überschallgeschwindigkeit auf. Diese Zone der mit Überschall relativ zum Formkörper strömenden Luft wird durch eine Vorderfront. eine Rückfront und dem Profil des Formkörpers begrenzt. An der Rückfront findet ein Übergang von Überschallgeschwindigkeit zur Normalgeschwindigkeit statt. Dieser Übergang wird begleitet durch eine Stoßdruckfront, d.h. der Luftdruck steigt auf das Mehrfache des Normaldruckes an und fällt dann anschließend nach einer kurzen Unterdruckphase wieder auf Normaldruck ab. Die Besonderheit dieser Stoßdruckfront besteht darin, dass die Druckwechsel theoretisch auf wenige Moleküllängen begrent sind, praktisch aber durch Erwärmung und Verwirbelungen in der Größenordnung von 100μm, in jedem Fall aber bezogen auf die Geometrie der Formkörper sehr kurz sind.Is the speed of the incoming Air in relation to the shaped body in the transonic speed range occurs in relation to the aerodynamic profile of the shaped body in a supersonic speed zone. This zone of the air flowing with supersonic air relative to the molding is through a front. limited a rear front and the profile of the molded body. There is a transition from supersonic speed to normal speed on the rear front. This transition is accompanied by a surge pressure front, ie the air pressure rises to a multiple of normal pressure and then drops back to normal pressure after a short vacuum phase. The peculiarity of this surge pressure front is that the pressure changes are theoretically limited to a few molecular lengths, but in practice due to heating and turbulence in the order of 100μm, but in any case are very short in relation to the geometry of the molded bodies.

Diese Effekte sind bei der Entwicklung von Tragflächenprofilen für Überschall-Flugzeugen hinreichend bekannt und eher unerwünscht. Die Stoßdruckfront beansprucht die Außenhaut der Flügel erheblich. Zudem erfordert die Verdichtung der Luft zu einer Stoßdruckfront eine erhöhte Vortriebsenergie des Flugzeuges. Durch besondere Gestaltung der Tragflächenprofile wird deshalb versucht, die Effekte des transsonischen Geschwindigkeitsbereiches abzumildern und diesen Bereich schnell zu überwinden („Durchbruch der Schallmauer").These effects are under development of wing profiles for supersonic aircraft well known and rather undesirable. The shock pressure front strains the outer skin the wing considerably. In addition, the compression of the air to a shock pressure front requires an increased Propulsion energy of the aircraft. Through special design of the wing profiles the effects of the transonic speed range are therefore attempted to mitigate and quickly overcome this area ("breaching the sound barrier").

Erfindungsgemäß werden die Effekte des transsonischen Geschwindigkeitsbereiches für die Zerkleinerung und Aktivierung von mineralischen Granulat benutzt. Die Nutzung der Stoßdruckfront ist dabei sehr effizient durch zwei Faktoren. Einmal handelt es sich bei der Stoßdruckfront um einen sehr kurzen Impuls mit einer Anstiegszeit von wenigen μs. Zum anderen ist die unmittelbare Aufeinanderfolge von Druckanstieg und Druckabfall sehr wirksam bezogen auf die mechanische Beanspruchung des Granulates. Der Druckstoß kann spektral weiterhin aufgefasst werden als Summe von Druckwellen recht unterschiedlicher Frequenz. Bedingt durch die Steilheit des Druckstoßes sind also auch Frequenzanteile von Druckwellen mit einigen 100 kHz enthalten. Damit finden sich für unterschiedliche Partikelgrößen und -koinsistenz Anteile einer charakteristischen Bruchfrequenz, die besonders wirksam in Richtung der gewollten Zerkleinerung und Aktivierung sind.According to the effects of transonic Speed range for used the crushing and activation of mineral granules. The use of the shock pressure front is very efficient due to two factors. One time yourself at the shock pressure front a very short pulse with a rise time of a few μs. On the other hand is the direct succession of pressure increase and pressure drop very effective in relation to the mechanical stress on the granulate. The pressure surge can spectrally continue to be understood as the sum of pressure waves quite different Frequency. Are due to the steepness of the pressure surge thus also contain frequency components of pressure waves with a few 100 kHz. So find yourself for different particle sizes and -coinsistence fractions of a characteristic break frequency that particularly effective in the direction of the intended shredding and activation are.

Der erfindungsgemäße Aufbau des Desintegrators setzt dabei das Granulat bzw. die Partikel aufeinanderfolgend mehreren Hundert dieser Stoßdruckfronten aus. Das wird zunächst durch die Verwendung mehrerer Formkörper erreicht, die um eine gemeinsame Achse rotieren. Weiterhin wird durch eine gegenläufige Gruppe von Formkörpern verhindert. dass die Relativgeschwindigkeit der Formkörper gegenüber der Luft mit dem eingelagerten Granulat bzw. Partikeln durch Mitnahmeeffekte verringert wird. Damit bewegen sich die Partikel bezogen auf die Schallgeschwindigkeit relativ langsam durch den Desintegrationsraum durch abwechselnde Mitnahme der Partikel in die eine oder andere Richtung.The structure of the disintegrator according to the invention sets the granules or the particles several times in succession Hundreds of these shock pressure fronts out. First of all achieved through the use of multiple moldings that are common to one Rotate axis. It is also prevented by an opposing group of moldings. that the relative speed of the molded body compared to the air with the stored Granules or particles is reduced by entrainment effects. In order to the particles move in relation to the speed of sound relatively slowly through the disintegration space by alternating Carrying the particles in one direction or the other.

Die Folgefrequenz der Stoßdruckfronten liegt dabei im Ultraschallbereich, sind unhörbar und lassen sich relativ gut zum Schutz des Betreiberpersonals dämpfen.The repetition frequency of the surge pressure fronts lies in the ultrasound range, are inaudible and can be relative dampen well to protect operating personnel.

Eine Kollision der Partikel mit den Formkörpern ist bei geeigneter Gestaltung der Vorderflächen des Formkörpers relativ selten, da insbesondere kleinere Partikel um die Oberfläche der Formkörper herum mitgenommen werden. Eine besondere Armierung bzw. Panzerung der Vorderflächen der Formkörper ist nicht erforderlich. Lediglich an der Abtriebsseite. also bezogen auf die Anströmung im hinteren Bereich treten am Schnittpunkt der Stoßdruckfront mit der Oberfläche des Formkörpers höhere Belastungen auf, die durch geeignete Werkstoffe wie hochlegierte Werkzeugstähle abgefangen werden können. Zweckmäßig ist die Ausbildung der Oberfläche des Formkörpers als sogenanntes unterkritisches Profil, das heißt, die umfließende Strömung ist im wesentlichen laminar /Sigloch: Technische Fluidmechanik; VD1-Verlag 1996/. Der Formkörper ist beispielsweise an der Vorderfront abgerundet und seine Abströmflächen laufen im spitzen Winkel zu einander aus.A collision of the particles with the moldings is relative with a suitable design of the front surfaces of the shaped body rare, because smaller particles in particular around the surface of the moldings be taken around. A special reinforcement or armor of the front surfaces the molded body not necessary. Only on the output side. so related on the inflow in the rear area occur at the intersection of the shock pressure front with the surface of the shaped body higher Loads caused by suitable materials such as high-alloy tool steels can be intercepted. Is expedient the formation of the surface of the shaped body as a so-called subcritical profile, that is, the current flowing around it essentially laminar / Sigloch: technical fluid mechanics; VD1-Verlag 1996 /. The molded body is rounded, for example, on the front and its outflow surfaces run at an acute angle to each other.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungbeispieles näher beschrieben.The invention is illustrated below an execution example described in more detail.

Es zeigen:Show it:

1a das Profil des Formkörpers, der im Unterschallbereich umströmt wird. 1a the profile of the molded body that is flowing around in the subsonic area.

1b die Lage des Überschallbereiches bezogen auf einen Formkörper der im transsonischen Geschwindigkeitsbereich mit Luft angeströmt wird, 1b the position of the supersonic area in relation to a shaped body which is blown with air in the transonic speed range,

2 die abwechselnde Einwirkung von Stroßdruckfronten auf einen Partikel, 2 the alternating action of impact pressure fronts on a particle,

3 Anordnung der gegenläufig bewegten Formkörper, 3 Arrangement of the oppositely moving moldings,

4 Querschnitt durch die Desintegratoranordnung, 4 Cross section through the disintegrator arrangement,

5 Seitenansicht des Desintegrators entlang der Schnittlinie A–A gem. 4. 5 Side view of the disintegrator along the section line A – A acc. 4 ,

6 Gestaltung eines Formkörpers im Querschnitt. 6 Design of a shaped body in cross section.

1a zeigt zunächst einen typisch ausgeformten Formkörper 1 zusammen mit Strömungslinien 9 im Unterschallbereich. Die Strömungslinien 9 umfließen zunächst laminar das Profil des Formkörpers 1, wobei im hinteren Bereich des Formkörpers 1 in Abhängigkeit vom Profil des Formkörpers 1 die laminare Strömung abreißen kann und Turbulenzen 3 auftreten können. 1a first shows a typical shaped body 1 along with flow lines 9 in the subsonic area. The flow lines 9 flow around the profile of the molding in a laminar manner 1 , being in the rear area of the molded body 1 depending on the profile of the molded body 1 the laminar flow can break off and turbulence 3 may occur.

In 1b werden die Geschwindigkeitsverhältnisse im sogenannten transsonischen Geschwindigkeitsbereich verdeutlicht. Bezogen auf die Oberfläche des Formkörpers 1 bildet sich eine Zone heraus, bei dem die Relativgeschwindigkeit der umströmenden Luft partiell Überschallgeschwindigkeit erreicht. Der Bereich ist in 1b mit „Ma > 1" gekennzeichnet. Der Bereich ist rückseitig durch eine Stoßdruckfront 4 mit einem kurzen Druckanstieg und anschließenden Druckabfall begrenzt. Mit dem Punkt 5 ist die Stelle der besonderen mechanischen Beanspruchung der Oberfläche des Formkörpers 1 gekennzeichnet.In 1b the speed relationships in the so-called transonic speed range are illustrated. Based on the surface of the molded body 1 a zone is formed in which the relative speed of the air flowing around partially reaches supersonic speed. The area is in 1b marked with "Ma>1" records. The area is on the back by a shock pressure front 4 limited with a short pressure rise and subsequent pressure drop. With the point 5 is the place of the special mechanical stress on the surface of the molded body 1 characterized.

2 verdeutlicht die Wirkung der Stoßdruckfronten 4 auf einen Partikel 30. Abwechselnd durchläuft der Partikel 30 zweimal eine Stoßdruckfont 4 mit unterschiedlicher Richtung. 2 illustrates the effect of the shock pressure fronts 4 on a particle 30 , The particle alternates 30 twice a shock pressure font 4 with different directions.

In der 3 wird die Anordnung der Formkörper 1 zueinander verdeutlicht. Beispielhaft werden zwei Gruppen von Formkörpern 1a und 1b dargestellt, die mit bzw. gegen die Uhrzeigerrichtung um die Achse 14 rotieren. Im Ausführungsbeispiel enthält jede Gruppe jeweils 16 Formkörper, die sich mit einer Umlauffrequenz von 500 Umdrehungen/Sekunde um die Achse 14 rotieren. Bei einem Radius von 100 mm ergibt sich eine Relativgeschwindigkeit von ca. 315 Meter/Sekunde, d.h. ca. 95 % der Schallgeschwindigkeit. Die Abfolge der Stoßdruckfronten 4 ohne Berücksichtigung der gegenläufigen Gruppe beträgt dabei 8 kHz. Der Partikelweg 8 im Desintegrationsraum 29 wird in der 3 schematisch dargestellt.In the 3 is the arrangement of the moldings 1 made clear to each other. Two groups of moldings are exemplary 1a and 1b shown with or counterclockwise around the axis 14 rotate. In the exemplary embodiment, each group contains 16 Shaped body that revolves around the axis at a rotation frequency of 500 revolutions / second 14 rotate. With a radius of 100 mm there is a relative speed of approx. 315 meters / second, ie approx. 95% of the speed of sound. The sequence of the shock pressure fronts 4 without consideration of the opposite group is 8 kHz. The particle path 8th in the disintegration room 29 is in the 3 shown schematically.

In der 4 ist ein Querschnitt eines erfindungsgemäßen Desintegrators dargestellt. Die Formkörper 1 der ersten Gruppe 1a sind auf der Scheibe A 15 befestigt. Im Ausführungsbeispiel werden dabei zwei Gruppen pro Umlaufrichtung verwendet. Die Scheibe A 15 ist wiederum mit der Nabe A 28 auf der Achse 25 befestigt, die durch einen Antriebsmotor 32 in Rotation mit der notwendigen Mindestdrehzahl in Bewegung versetzt wird. Die Achse 25 ist im Gehäuse 20 über das Lager A 26 gelagert. Eine Wellendichtung A 27 verhindert das Austreten von Partikeln 30 bzw. die Verunreinigung der Lager A 26. Die zweite Gruppe der Formkörper 1b ist auf der Scheibe B 16 befestigt. Diese Scheibe B 16 ist mit der Scheibe B1 17 und der Achse B 21 fest verbunden, wobei die Achse B 21 wiederum über das Lager B 24 ebenfalls im Gehäuse 20 gelagert ist. Die zweite Gruppe der Formkörper 1b wird durch den Motor 33 entgegen der Drehrichtung des Motors 32 angetrieben.In the 4 a cross section of a disintegrator according to the invention is shown. The moldings 1 the first group 1a are on disc A 15 attached. In the exemplary embodiment, two groups are used per direction of rotation. The disc A 15 is again with the hub A 28 on the axis 25 attached by a drive motor 32 is set in rotation with the necessary minimum speed. The axis 25 is in the housing 20 about camp A 26 stored. A shaft seal A 27 prevents particles from escaping 30 or the contamination of camp A 26 , The second group of moldings 1b is on disc B 16 attached. This disc B 16 is with the disc B1 17 and axis B 21 firmly connected, the axis B 21 again via camp B 24 also in the housing 20 is stored. The second group of moldings 1b is by the engine 33 against the direction of rotation of the motor 32 driven.

Das Einfüllen des Granulates 7 erfolgt über den Einfüllstutzen 31 nahe dem Zentrum des Desintegrators in die Einfüllkammer 18. Hier gelangt das Granulat 7 in den Einflussbereich der Stoßdruckfronten 4 und wird dabei auf dem Weg in die äußeren Bereiche zertrümmert.The filling of the granules 7 takes place via the filler neck 31 into the fill chamber near the center of the disintegrator 18 , Here the granulate arrives 7 in the sphere of influence of the shock pressure fronts 4 and is smashed on the way to the outer areas.

Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Desintegrators ist zu beachten, dass durch die mit hoher Umdrehungszahl umlaufenden Scheiben 15 und 16 mit den darauf befestigten Formkörpern 1 Luft mitgerissen wird, die durch Zentrifugalkräfte nach außen befördert wird. Während in dem Desintegrationsraum 29 ein ständiger Wechsel der Umdrehungsgeschwindigkeit erfolgt und damit die Geschwindigkeit der Partikel 30 immer wieder abgebremst wird, wirkt die Zentrifugalkraft bei den beiden Außenflächen 38 und 39 der beiden Scheiben 1S und 16 unverändert. Insbesondere bei der Scheibe B 16, die durch den Einfüllstutzen 31 durchbrochen ist, kann die zentrifugal beschleunigte Luft an der Außenfläche 39 der Scheibe B 16 zu unerwünschten Saugwirkungen des Granulates 7 aus dem Einfüllstutzen 31 führen und Granulat 7 unmittelbar zum Auslassstutzen 34 unter Umgehung, des Einflusses der Formkörper 1 befördert werden. Dieser Effekt kann vermindert werden, wenn die Außenfläche 39 der Scheibe B 16 relativ gut zum Gehäuse 20 durch einen Dichtring 35 abgedichtet wird. Eine ändere Lösung dieses Problems besteht in der Anordnung von Schaufeln 19 auf der Außenfläche 39 der Scheibe B 16, die der Zentrifugalkraft durch einen entgegengesetzten Luftstrom entgegenwirken.When designing the disintegrator according to the invention, it should be noted that due to the disks rotating at high speed 15 and 16 with the molded bodies attached to it 1 Air is entrained, which is transported outwards by centrifugal forces. While in the disintegration room 29 there is a constant change in the speed of rotation and thus the speed of the particles 30 is braked again and again, the centrifugal force acts on the two outer surfaces 38 and 39 of the two discs 1S and 16 unchanged. Especially with the B disc 16 through the filler neck 31 is broken, the centrifugally accelerated air on the outer surface 39 disc B 16 to undesirable suction effects of the granules 7 from the filler neck 31 lead and granules 7 directly to the outlet nozzle 34 bypassing the influence of the moldings 1 to get promoted. This effect can be reduced if the outside surface 39 disc B 16 relatively good to the case 20 through a sealing ring 35 is sealed. Another solution to this problem is the arrangement of blades 19 on the outside surface 39 disc B 16 which counteract the centrifugal force by an opposite air flow.

Die Partikel werden nach einem Durchlauf durch den Desintegratorraum 29 an dem Auslassstutzen 34 abgenommen, wie der Darstellung in 5 zu entnehmen ist.The particles become after one pass through the disintegrator room 29 at the outlet port 34 decreased as shown in 5 can be seen.

Es hat sich gezeigt, dass ein einmaliger Durchlauf von Granulat 7 durch den Desintegrator im Sinne der gewünschten Zerkleinerung und Aktivierung bereits ausreichend ist. Damit arbeitet die beschriebene Vorrichtung im Durchlaufverfahren. Soviel Granulat 7, wie dein Einfüllstutzen 31 auf Grund seiner Geometrie in die Einfüllkammer 18 zugegeben werden kann, entsteht fertig aufbereitetes Pulver aus Partikeln 30 am Auslassstutzen 34.It has been shown that a single pass of granules 7 is sufficient by the disintegrator in terms of the desired size reduction and activation. The device described thus works in a continuous process. So much granules 7 how your filler neck 31 due to its geometry in the filling chamber 18 ready-made powder is formed from particles 30 at the outlet nozzle 34 ,

6 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführung der Formkörper 1. Durch den spitzen Auslauf der Abströmflächen 37 werden Wirbel vermieden und damit die notwendige Antriebsenergie reduziert 6 shows a particularly advantageous embodiment of the molded body 1 , Through the pointed outlet of the outflow surfaces 37 eddies are avoided and the necessary drive energy is reduced

11
Formkörpermoldings
22
FormkörperspitzeMoldings tip
33
Turbulenzenturbulence
44
StoßdruckfrontImpact pressure front
55
Ansatzpunkt der Stoßdruckfrontstarting point the shock pressure front
66
Grenzfläche transsonischer BereichTransonic interface Area
77
Granulatgranules
88th
Partikelwegparticle path
99
Strömungslinienstreamlines
1010
Innerer Radius des Formkörperlaufes der Scheibe 16 Inner radius of the shaped body run of the disc 16
1111
Innerer Radius des Formkörperlaufes der Scheibe 15 Inner radius of the shaped body run of the disc 15
1212
Äußerer Radius des Formkörperlaufes der Scheibe 16 Outer radius of the shaped body run of the disc 16
1313
Äußerer Radius des Formkörperlaufes der Scheibe 15 Outer radius of the shaped body run of the disc 15
1414
Rotationsachseaxis of rotation
1515
Scheibe Adisc A
1616
Scheibe Bdisc B
1717
Scheibe B1disc B1
1818
Einlaufkammerinlet chamber
1919
Schaufelnshovel
2020
Gehäusecasing
2121
Welle Bwave B
2222
Nabe Bhub B
2323
Wellendichtring BShaft seal B
2424
Lager Bcamp B
2525
Welle Awave A
2626
Lager Acamp A
2727
Wellendichtring AShaft seal A
2828
Nabe Ahub A
2929
Desintegrationsraumdisintegration chamber
3030
Partikelparticle
11
Einfüllstutzenfiller pipe
3232
Motor Aengine A
3333
Motor Bengine B
3434
Auslassstutzenoutlet
3535
Dichtrindsealing beef
3636
Einlassöffnunginlet port
3737
Abströmflächenflow-off
3838
Außenfläche der Scheibe AOuter surface of the Disc A
3939
Außenfläche der Scheibe BOuter surface of the Disc B

Claims (9)

Verfahren zur Desintegration und tribochemischen Aktivierung von anorganischen Stoffen mit kristallinen Aufbau, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Ausgangsstoffe durch die Einwirkung von Stoßdruckfronten mit einer Impulsdauer von kleiner 10 μs und einer Folgefrequenz von größer 8 kHz auf eine Partikelgröße von kleiner 1 μm zerkleinert (desintegriert) werden, in deren Folge ein Konglomerat von aktivierten Mischkristallen entsteht, die eine erhöhte Fähigkeit zur veränderten Kristallbildung bei Zuführung von Wasser besitzt.Process for the disintegration and tribochemical activation of inorganic substances with a crystalline structure, characterized in that the inorganic starting materials are crushed (disintegrated) by the action of impact pressure fronts with a pulse duration of less than 10 μs and a repetition frequency of greater than 8 kHz to a particle size of less than 1 μm. are the result of a conglomerate of activated mixed crystals, which has an increased ability to change crystal formation when water is added. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkungsdauer der Stoßdruckfronten (4) solange erfolgt, bis eine Zerstörung der Kristallgitterstruktur der Partikel (30) eingetreten ist.Method according to claim 1 , characterized in that the duration of action of the shock pressure fronts ( 4 ) continues until the crystal lattice structure of the particles is destroyed ( 30 ) has occurred. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßdruckfronten durch rotierende Formkörper (1) mit aerodynamisch ausgeformten Oberflächen entstehen, die bis in den transsonischen Geschwindigkeitsbereich beschleunigt werden.A method according to claim 1 and 2, characterized in that the impact pressure fronts by rotating molded body ( 1 ) with aerodynamically shaped surfaces that are accelerated to the transonic speed range. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel Stoßdruckfronten (4) von sich gegenläufig rotierenden Formkörpern (1) ausgesetzt werden.A method according to claim 1 and 2, characterized in that the particles impact pressure fronts ( 4 ) of counter-rotating bodies ( 1 ) get abandoned. Vorrichtung zur Desintegration und tribochemischen Aktivierung von anorganischen Stoffen. dadurch gekennzeichnet, dass auf rotierenden Scheiben (15, 16) mit aerodynamisch eingeformten Oberflächen angeordnete Formkörper (1) angeordnet sind, die kontinuierlich im transsonischen Geschwindigkeitsbereich bewegt werden und an ihren Abströmflächen Stoßdruckfronten erzeugen.Device for the disintegration and tribochemical activation of inorganic substances. characterized in that on rotating disks ( 15 . 16 ) Shaped bodies arranged with aerodynamically molded surfaces ( 1 ) are arranged, which are continuously moved in the transonic speed range and generate shock pressure fronts on their outflow surfaces. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßdruckfronten durch Formkörper (1) mit aerodynamisch ausgeformten Oberflächen erzeugt werden. die auf im transsonischen Geschwindigkeitsbereich sich gegenläufig bewegten scheibenförmigen Rotoren (15, 16) angeordnet sind.Device according to claim 5 , characterized in that the impact pressure fronts by molded bodies ( 1 ) with aerodynamically shaped surfaces. the disc-shaped rotors moving in opposite directions in the transonic speed range ( 15 . 16 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Folgefrequenz der Stoßdruckfronten variiert und Frequenzanteile der Folgefrequenz im Ultraschallbereich (> 15 kHz) auftreten.Device according to claim 5 and 6 , characterized in that the repetition frequency of the surge pressure fronts varies and frequency components of the repetition frequency occur in the ultrasound range (> 15 kHz). Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderfront der Formkörper (1) abgerundet ist und ihre Abströmflächen im spitzen Winkel zueinander auslaufen.Device according to claim 5 to 7 , characterized in that the front of the molded body ( 1 ) is rounded and their outflow surfaces run out at an acute angle to each other. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Formkörper (1) ein unkritisches Profil aufweist.Apparatus according to claim 5 to 8, characterized in that the cross section of the shaped body ( 1 ) has an uncritical profile.
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