DE1055425B

DE1055425B - Method and device for producing spheres

Info

Publication number: DE1055425B
Application number: DED25195A
Authority: DE
Inventors: Oskar Brendel; Kurt Grantz; Dr Karl-Ernst Hofstadt; Dr Werner Franz
Original assignee: INH OTTO DORST; DORST Technologies GmbH and Co KG; Sued Chemie AG
Current assignee: INH OTTO DORST; DORST Technologies GmbH and Co KG; Sued Chemie AG
Priority date: 1957-03-19
Filing date: 1957-03-19
Publication date: 1959-04-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Kugeln von vergleichsweise kleinem Durchmesser in der Größenordnung von bis zu 5 mm und weniger herunter aus plastischen, z. B. keramischen Massen.The invention relates to the production of balls of comparatively small diameter in of the order of up to 5 mm and less from plastic, e.g. B. ceramic masses.

An solchen Kugeln besteht an sich wegen der für die verschiedensten Verwendungszwecke vorteilhaften Eigenschaften gerade die Kugelgestalt vom Gesichtspunkt der größten möglichen Oberfläche als Reaktionsübertrager, ferner allgemein als Füllkörper, insbesondere im Hinblick auf die dadurch ermöglichte Schüttung bzw. Packungsdichte und geringe Abriebanfälligkeit ein großer Bedarf,Such balls exist because they are advantageous for a wide variety of uses Properties precisely the spherical shape from the point of view of the largest possible surface as a reaction transmitter, also generally as a filler body, in particular with regard to the bulk or packing density made possible by this and the low susceptibility to abrasion a great need

Da die Herstellung solcher Kugeln auf maschinellem Wege in industriellem Umfange bisher mangels eines hierfür geeigneten Verfahrens nicht möglich war, bestand jedoch keine Möglichkeit, diesen Bedarf zu decken. Vielmehr mußte man sich für die industriellen Zwecke, für welche so kleine gleichmäßige Körper benötigt werden, mit zylindrischen Kleinkörpern, die sich aus plastischen Massen leicht im Strangpreßverfahren herstellen lassen, behelfen und deren Nachteile — eines erheblichen Abriebs, einer ungünstigen Packungsdichte und auch eines ungünstigeren Schwebeverhaltens im Materialstrom —— in Kauf nehmen.Since the production of such balls by machine on an industrial scale so far for lack of one A suitable procedure for this was not possible, but there was no way to meet this need cover. Rather, one had to look for industrial purposes, for which such small, uniform bodies are required, with small cylindrical bodies, which can be easily extruded from plastic masses can produce, help and their disadvantages - a significant abrasion, an unfavorable one Packing density and also a less favorable floating behavior in the material flow —— in purchase to take.

Diese Nachteile wirken sich vor allem im Falle eines der Hauptverwendungszwecke solcher kleinen gleichmäßigen Körper als Katalysatoren bzw. Träger für die Katalysation bei katalytischen Umsetzungen, insbesondere in Krackanlagen zur Spaltung von Erdöl, aus, bei denen die Oberfläche und die Form eine besondere Rolle spielt. Die Zylinderkörper erleiden schon nach kurzer Zeit einen Abrieb, als dessen Folge hohe Katalysatorverluste entstehen. Die zunächst zylinderförmigen Körper nehmen schnell eine ellipseide Form und damit eine Gestalt, die für die Packungsdichte äußerst ungünstig ist, an. Zudem erleidet die Apparatur, in der der Katalysator bewegt wird, eine übermäßig hohe Erosion durch das kantige Material.These disadvantages are especially evident in the case of one of the main uses of such small ones uniform bodies as catalysts or carriers for the catalysis in catalytic conversions, especially in cracking plants for the splitting of petroleum, in which the surface and the shape one plays a special role. The cylinder bodies suffer wear and tear after a short time, as a result high catalyst losses occur. The initially cylindrical bodies quickly take on an ellipsoidal shape Shape and thus a shape that is extremely unfavorable for the packing density. In addition the apparatus in which the catalyst is moved suffers excessively high erosion from the angular Material.

Der Gedanke, solche Körper nach bereits bekannten Verfahren zur Herstellung von Kugelkörpern, wie dem Kugelrollverfahren oder mittels Tablettierpressen herzustellen, schaltet im Hinblick auf die viele Millionen betragenden Stückzahlen, die benötigt werden, wegen der geringen Leistung dieser Verfahren von vornherein aus.The idea of such bodies after already known processes for the production of spherical bodies, such as the ball rolling process or by means of tableting presses switches with regard to the many Millions of pieces that are required because of the low performance of these processes right from the start.

Die Übertragung der bekannten Art der Herstellung von Kugelkörpern großen Durchmessers in der Größenordnung von 5 cm und mehr, nämlich von Kugelbriketts, mittels Walzenpressen auf die Massenherstellung von so kleinen Kugelkörpern aus den pastenförmigen stark klebenden Massen, die als Ausgangsstoffe für Katalysatorkörper u. dgl. in Betracht Verfahren und Vorrichtung
zum Herstellen von KugelnThe transfer of the known type of production of spherical bodies of large diameter in the order of magnitude of 5 cm and more, namely of spherical briquettes, by means of roller presses to the mass production of such small spherical bodies from the paste-like, strongly adhesive masses, which are used as starting materials for catalyst bodies and the like Consider method and device
for making balls

Anmelder:
Dorst Keramikmaschinen-Bau,Applicant:
Dorst ceramic machine construction,

Inh. Otto Dorst
und Dipl.-Ing. Walter Schlegel,Owner Otto Dorst
and Dipl.-Ing. Walter Schlegel,

Kochel (Obb.),Kochel (Obb.),

und Süd-Chemie A.-G.,and Süd-Chemie A.-G.,

München 2, Lenbachplatz 6Munich 2, Lenbachplatz 6

Oskar Brendel, Kurt Grantz, Kochel (Obb.),
Dr. Karl-Ernst Hofstadt, München,
und Dr. Werner Franz, Moosburg,
sind als Erfinder genannt wordenOskar Brendel, Kurt Grantz, Kochel (Obb.),
Dr. Karl-Ernst Hofstadt, Munich,
and Dr. Werner Franz, Moosburg,
have been named as inventors

kommen, konnte zunächst nicht in Betracht gezogen werden, weil bei Kugelkörpern solcher Größenordnung und solchen Gewichtes aus wenig haftenden Gemischen von körniger Kohle und Bindemittel das einwandfreie Füllen der Formen ebensowenig Schwierigkeiten macht wie das Herauslösen der Preßlinge aus diesen nach dem Passieren des Walzenspaltes, die Preßlinge vielmehr einfach herausfallencould not be considered at first, because with spherical bodies of this size and such a weight of poorly adhering mixtures of granular coal and binding agent the perfect Filling the molds is just as easy as removing the compacts from them after passing through the nip, the compacts simply fall out

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Formgebung von kleinen und kleinsten Kugelkörpern, welches es ermöglicht, mittels einer vergleichweise einfachen Einrichtung die erforderlichen Mengenleistungen zu erzielen, z. B. Katalysatorkugeln aus plastischer Masse mit Durchmessern von 4 bis 5 mm in Stückzahlen von 10 und mehr Millionen je Stunde herzustellen.The invention creates a method for shaping small and very small spherical bodies, which makes it possible, by means of a comparatively simple device, to achieve the required quantities to achieve, e.g. B. Catalyst spheres made of plastic material with diameters of 4 to 5 mm to be produced in quantities of 10 and more million per hour.

Das neue \^rerfahren beruht auf dem Prinzip der formgebenden Pressung in dem Spalt zwischen mit Ausnehmungen von je der halben Größe der herzustellenden Kugeln versehenen Walzen. Es löst die Schwierigkeiten sowohl hinsichtlich der erforderlichen gleichmäßigen und schnellen Füllung der miteinander zusammenwirkenden Alveolen auf den Umfangen der Walzen wie des Herauslösens der Formkörper aus diesen nach dem Passieren des Walzenspaltes in völlig neuartiger Weise.The new \ ^r out based on the principle of the forming pressure in the gap between with recesses, each of half the size of the spheres produced rolls provided. It solves the difficulties both with regard to the required uniform and rapid filling of the cooperating alveoli on the circumference of the rollers as well as the detachment of the shaped bodies from them after passing the roller gap in a completely new way.

Das Verfahren gemäß der Erfindung geht von einer Masse aus, die durch geeignete Behandlung in völligThe method according to the invention is based on a mass that by suitable treatment in completely

809 1901333- 809 1901333-

homogene Beschaffenheit, und zwar die von noch siebfähigen Krümeln gebracht worden ist. Diese Behandlung besteht vorzugsweise darin, daß die Masse, gegebenenfalls unter mehrmaliger Repetition, einem mit hoher Tourenzahl umlaufenden Trommelsieb aufgegeben wird, desen Siebbelag sie passiert. Die Einwirkung der Zentrifugalkraft verleiht den einzelnen :>Krümeln;:, aus denen die Masse besteht, besondere, für die nachfolgende Weiterverarbeitung der Masse wesentliche Eigenschaften.. Anschließend wird die Masse über am Boden eines Aufgabebehälters angeordnete Gleitflächen, deren Neigung dem Gleitwinkel der Krümelkörper entspricht, unter völlig dichtem Abschluß der Aufgabevorrichtung gegen die Walzenoberflächen in den Walzenspalt und damit in die beispielsweise je nur etwa 2 bis 3 mm tiefen Alveolen eingeführt. Die Füllung der Alveolen erfolgt derart nicht durch die bloße Einwirkung der Schwerkraft, sondern das Preßgut wird im Zuge seines gleichmäßigen Abwärtsgleitens in gleichbleibender Menge ir, den beiderseits dicht abgeschlossenen Walzenspalt und damit die Alveolen gewissermaßen eingesogen.homogeneous consistency, namely that brought from crumbs that can still be sieved. This treatment is preferably that the mass, optionally with repeated repetition, one with high number of revolutions revolving drum screen is abandoned, whose screen lining it passes. The impact the centrifugal force gives the individual:> crumbs;:, of which the mass consists, special, essential properties for the subsequent further processing of the mass .. Then the Mass via sliding surfaces arranged at the bottom of a feed container, the inclination of which corresponds to the sliding angle the crumb body corresponds, with a completely tight seal of the feed device against the roller surfaces into the roller gap and thus into the alveoli, for example, each only about 2 to 3 mm deep introduced. The filling of the alveoli is not done by the mere action of gravity, but the material to be pressed is in the course of its even sliding down in a constant amount ir, the roller gap, which is tightly sealed on both sides, and thus the alveoli, as it were, sucked in.

Die Alveolen werden gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung jeweils, bevor sie in den Bereich des Walzenspaltes gelangen, mit einem Flüssigkeitsfilm, zweckmäßig einem Ölfilm, überzogen, der in Gestalt einer geeigneten ölemulsion auf die Alveolenflächen unter solchen Voraussetzungen aufgesprüht wird, daß sich eine zweckentsprechend dosierte Benetzung derselben, unter möglichster Vermeidung der Benetzung der Walzenoberflächen selbst und Verhinderung einer Vermischung der Formmasse mit der Emulsion ergibt. Um das zu sichern, werden zwischen die Sprüheinrichtung und die Stelle, an welcher die Walzen die den Walzenspalt abschließenden Bereiche der Aufgabevorrichtung passieren, geeignete Vorrichtungen, wie Abstreifwalzen aus saugfähigem Material eingeschaltet. Es ergibt sich so eine vollkommene Füllung der Alveolen mit der Masse unter Vcthinderung jedes unmittelbaren Kontakts derselben mit der Stahloberfläche der Alveolen.According to a special feature of the invention, the alveoli are each coated with a liquid film, expediently an oil film, before they get into the area of the roller gap, which is sprayed onto the alveolar surfaces in the form of a suitable oil emulsion under such conditions that an appropriately dosed Wetting the same, avoiding wetting of the roll surfaces themselves as much as possible and preventing the molding compound from mixing with the emulsion results. In order to ensure this, suitable devices, such as stripping rollers made of absorbent material, are inserted between the spray device and the point at which the rollers pass the areas of the feed device that close the roller gap. The result is that the alveoli are completely filled with the mass, preventing any direct contact between them and the steel surface of the alveoli.

Die Walzen müssen auf gleichmäßiger, erhöhter Temperatur gehalten werden, was durch eine automatisch gesteuerte, vorzugsweise elektrische Beheizung der Walzen gesichert wird. Trotzdem aber wurden die Preßlinge wegen ihres geringen Gewichtes, das die Wirkung der Adhäsion nicht überwiegt, nach Passieren des Walzenspaltes an den Alveolen haftenbleiben. The rollers must be kept at a constant, elevated temperature, which is done automatically controlled, preferably electrical heating of the rollers is ensured. But still were the compacts because of their low weight, which does not outweigh the effect of the adhesion Adhere to the alveoli after passing the roller gap.

Das Lösen der Formlinge aus den Alveolen erfordert deshalb noch besondere Maßnahmen. Gemäß der Erfindung werden zu diesem Zweck auf die in den Alveolen haftenden Kugelformlinge Preßluftstrahlen von geeigneter Intensität, die in tangentialer Richtung auf den unteren Bereich der Walzen gerichtet sind bzw. an diesen entlangstreichen, zur Einwirkung gebracht und hierdurch die Preßlinge gewissermaßen seitlich herausgerollt und gelöst. Je nach den Umständen werden für diesen Zweck nur eine oder auch mehrere übereinander angeordnete, in entsprechend der jeweiligen Tangente an den Walzenumfang verschieden geneigten Richtungen angeordnete Preßluftdiisenreihen verwendet.The loosening of the moldings from the alveoli therefore still requires special measures. According to According to the invention, compressed air jets are applied to the spherical shaped bodies adhering to the alveoli for this purpose of suitable intensity directed in a tangential direction towards the lower part of the rollers or stroke along these, brought into action and thereby the compacts to a certain extent rolled out to the side and released. Depending on the circumstances, only one or also will be used for this purpose several arranged one above the other, different in accordance with the respective tangent to the roller circumference inclined directions arranged compressed air nozzle rows used.

Die Abkühlung der Walzen unter der Einwirkung der Preßluftstrahlen muß durch die Beheizung wieder ausgeglichen werden.The cooling of the rollers under the action of the compressed air jets must be restored by the heating be balanced.

Wie sich gezeigt hat, ist es bei Innehaltung sämtlicher vorstehend gegebener Verfahrensvorschriften und völlig gleichbleibenden Arbeitsbedingungen möglich, in störungsfreiem kontinuierlichem Betrieb mittels einer Walzenpresse mit Walzen von nur etwa 350 mm Durchmesser, die z. B. mit 20 Umdr./Min. umlaufen, etwa 7 Millionen Kugeln von 5,5 mm Durchmesser stündlich herzustellen.
Um zu sichern, daß die hergestellten Kugeln völlig nahtlos anfallen, ist der eine der beiden Walzenkörper zwecks Einregelung des Wslzenspaltes in an sich bekannter Weise verstellbar. Die Walzen werden nicht wie bei bekannten Ausführungen von WalzenpressenAs has been shown, it is possible with all the procedural rules given above and completely constant working conditions, in trouble-free continuous operation by means of a roller press with rollers of only about 350 mm in diameter, the z. B. with 20 rev / min. circulate to produce about 7 million balls of 5.5 mm diameter per hour.
In order to ensure that the balls produced are completely seamless, one of the two roller bodies can be adjusted in a manner known per se for the purpose of regulating the roller gap. The rollers are not used as in known designs of roller presses

ίο für andere Z\vecke durch Federdruck aneinandergepreßt, sondern sind starr gelagert, weil sonst die durch die Preßwärme und die Beheizung der Walzen entstehenden Dehnungen nicht ausgeglichen werden können.ίο for other points pressed together by spring pressure, but are rigidly mounted, because otherwise the press heat and the heating of the rollers resulting expansion cannot be compensated for.

Die Wellen der Walzenkörper werden, um einen gleichbleibenden Kraftschluß der Formringe zu sichern, zweckmäßig gekühlt und auf einer konstanten Temperatur gehalten.
In den Abbildungen ist eine Anlage zur Durchfüh-The shafts of the roller bodies are expediently cooled and kept at a constant temperature in order to ensure a constant frictional connection of the form rings.
The illustrations show a system for implementing

ao rung des vorstehend grundsätzlich beschriebenen Verfahrens dargestellt.ao tion of the method described in principle above.

Abb. 1 zeigt schematisch die Gesamtanordnung, undFig. 1 shows schematically the overall arrangement, and

Abb. 2 veranschaulicht schematisch im radialen Schnitt die Walzenpresse mit den dieser unmittelbar zugeordneten Einrichtungen.Fig. 2 illustrates schematically in radial section the roller press with this directly associated facilities.

In Abb. 1 ist mit α ein Transportband bezeichnet, welches das aufbereitete zu verpressende Gut, z. B. eine siebfähige krümelige Mischung eines auf einer Filterpresse entwässerten Gutes, mit einer Trockenmasse mit einem genau definierten Wassergehalt, der durch Meß- und Regelvorrichtungen genau kontrolliert und gegebenenfalls nachgeregelt wird, in den Trichter eines Passiersiebes abwirft, welches vorzugsweise, wie schematisch angedeutet, als schnell umlaufendes Trommelsieb 5 mit Antriebsmotor b' ausgebildet ist, dessen Maschengröße etwa 4 bis 6 mm beträgt und das mit Tourenzahlen von etwa 2000/Min. umläuft. Der Siebdurchgang wird gegebenenfalls nach ein- oder mehrmaliger Repetition durch einen Stutzen c einem Zuteiler d zugeführt, von dem aus eine Zwischentransportvorrichtung das Gut in gleichmäßiger Menge dem Aufgabetrichter f zufördert. Aus diesem wird es dem Walzenspalt der durch den Motor k angetriebenen Walzenpresse g aufgegeben und nach dessen Passieren durch ein Band i zur Trockenanlage gefördert.In Fig. 1, α denotes a conveyor belt which carries the processed material to be pressed, e.g. B. a screenable crumbly mixture of a material dewatered on a filter press, with a dry matter with a precisely defined water content, which is precisely controlled by measuring and regulating devices and, if necessary, readjusted, throws into the funnel of a sieve, which preferably, as indicated schematically, as fast rotating drum screen 5 is formed with drive motor b ' , the mesh size of which is about 4 to 6 mm and that with speeds of about 2000 / min. running around. The screen underflow is fed to d, the material in a uniform amount zufördert f from which an intermediate transport device the hopper optionally after single or multiple repetition c through a conduit an arbiter. From this it is fed into the nip of the roller press g driven by the motor k and, after it has passed through it, is conveyed to the drying system by a belt i.

Die Walzenpresse g ist in Abb. 2 in einem schematischen Radialschnitt dargestellt, der aber alle für das Verständnis der Beschreibung erforderlichen Einzelheiten erkennen läßt. Aus dieser Abbildung sind die dem Gleitwinkel des krümeligen Gutes entsprechend geneigten Wandungen k', k" des Aufgabetrichters /, deren Oberflächen zweckmäßig geschliffen sind bzw. auf die aufwechselbare geschliffene Platten aufgelegt sind, ersichtlich, die sich in vertikale Wandteile fortsetzen, welche gegenüber dem Spalt zwischen den beiden Walzen §■'," g". wie bei ΐ. I" ersichtlich, dicht abschließen. The roller press g is shown in Fig. 2 in a schematic radial section, which, however, reveals all the details necessary for an understanding of the description. This figure shows the inclined walls k ', k "of the feed hopper /, whose surfaces are appropriately ground or on which interchangeable ground plates are placed, which are inclined to the sliding angle of the crumbly material and which continue in vertical wall parts which face the gap seal tightly between the two rollers § ■ ', "g". as can be seen at ΐ. I ".

Bevor die Walzen g, g" in den Bereich der Abschlußwände /', I" gelangen, werden sie durch Düsen m' m" bekannterweise mit einer ölemulsion besprüht. Der Überschuß dieser Emulsion wird durch die mit einer geeigneten Tourenzahl angetriebenen Abstreichrollen n', n" entfernt.Before the rolls g, g "in the area of the end walls / ', I" arrive, they will through nozzles m' known to be sprayed m "with an oil emulsion. The excess of this emulsion is n by the driven with a suitable number of revolutions Abstreichrollen ', n " removed.

Jenseits des Walzenspaltes gelangen die im Spalt gepreßten und in den Alveolen haftenden Preßlinge unter die Wirkung der von Preßluftdüsenreihen 0', p', q' bzw. 0"', p", q", die, wie aus der Abbildung ersichtlieh ist, tangential auf den Walzenumfang hin gerich-Beyond the roller gap, the compacts pressed in the gap and adhering to the alveoli come under the action of the rows of compressed air nozzles 0 ', p', q ' or 0 " ', p", q ", which, as can be seen in the figure, are tangential directed towards the roller circumference

Claims

Killed compressed air jets. which act in this way in the lateral direction on the area of the compacts protruding from the alveoli and cause their immediate release therefrom. The device for heating the rollers as well as for cooling the shafts and the laterally adjustable arrangement of one of the rollers are not shown in detail in the figures. The invention consists, as can be seen from the above description, in an overall method which makes use in part of measures belonging to the state of the art, but by applying all of these measures leads to a completely new result which eliminates the difficulties which So far, the machine production of the smallest spherical - possibly also deviating from the pure spherical shape - made rounded bodies from plastic, especially ceramic masses on an industrial scale impossible. Nevertheless, the invention is of course not limited to the embodiment of the new method described in detail above or to a device suitable for its implementation, but modifications are possible, as well as the use of one or the other of the procedural measures, if appropriate, then dispensed with can be, if the compensation of the desired effect in another way, z. B. takes place through the perfected effect of another of the measures or facilities for carrying out the process. Patent claims:

1. Process for producing balls of small and very small diameters of the order of magnitude up to 5 mm made of ceramic and other compressible masses, characterized in that the mass to be pressed with a uniform water content in a crumbly texture that can still be sieved correspondingly inclined in constant amounts over the sliding angle of the crumb bodies Areas the nip of a roller press which is tightly sealed off from these areas is abandoned, the forming alveoli previously with a direct contact between The pellets and the surface of the alveoli have been coated, and the pellets after passing the nip through tangential to the roll circumference on the Jets of compressed air directed towards the alveoli are released from the alveoli will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mass before the task of a or is subjected to repeated treatment in a rapidly rotating drum screen.

3. Roller press for carrying out the method according to claim 1 and 2, characterized in that the funnel (/), via which the material to be pressed is given to the roller gap (J ', l ") , the sliding angle of the material, beveled or inclined according to has sliding surfaces (k ', k ") covered with exchangeable, ground plates and is sealed off from the roller gap (/', /").

4. Roll press according to claim 3, characterized by spray nozzles (w !, m ") for applying an oil or oil emulsion film to the roll surface and between these and the Stripping devices (w !, m ") arranged at the end walls of the feed hopper for the excess spray in the form of rotating, driven rollers.

5. A roll press according to claim 3 and 4, characterized by at least one in the lower region of the rollers (g ', g ") tangentially directed to them jets of compressed air generating series of compressed air nozzles (0', p ', q', ο" ρ " q ").

6. Roller press according to claim 3 to 5, characterized in that the rollers (g ', g ") are heated and kept at a constant temperature.

7. Roller press according to claim 3 to 6, characterized in that the roller shafts are cooled and be kept at a constant temperature.

8. Roller press according to claim 3 to 7, characterized by an automatically controlled heating device for the rollers (g ', g ").

9. Roller press according to claim. 3 to 8, characterized in that the rollers (g ', g ") are mounted rigidly with respect to one another and one of them is adjustable.

Considered publications:
German patent specifications No. 539 923, 294 049.

1 sheet of drawings