DE1240824B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer gleichmaessigen, dichten Packung ausPartikeln mit verschiedenen Durchmessern - Google Patents

Description

DEUTSCHES PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 12 g-1/01

Nummer: 1 240 824

Aktenzeichen: U11529IV a/12 g

1 240 824 Anmeldetag: 15. März 1965

Auslegetag: 24. Mai 1967

Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer gleichmäßigen, dichten Packung aus Partikeln mit verschiedenen Durchmessern, die bei Kernreaktoren Verwendung findet.

Viele der hochentwickelten Konstruktionen von Kernreaktoren erfordern Betriebsstoff oder ummanteltes Material in der Form von kleinen Partikeln, wie Kugeln, in gleichmäßiger, dichter Packung innerhalb von Rohren, Platten und anderen Behälterformen anstatt in der Form von großen einheitlichen Gußstücken oder Preßlingen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Materialien keramischen Charakter haben, wie die Oxyde, Nitride, Karbide, Sulfide und andere derartige Verbindungen von Aktiniden.

Die beiden Hauptschwierigkeiten in der Herstellung von Betriebsstoff- bzw. Brennstoffelementen in Gestalt von Partikeln bestehen darin, sie genügend dicht zu bekommen; noch wichtiger ist, sie genügend gleichförmig zu erhalten, damit sie kontrollierbar sind.

Zur Lösung dieses Problems, also zur Herstellung einer gleichmäßigen, dichten Packung von Partikeln, hat sich die vibratorische Verdichtung als bestes Verfahren gezeigt. Aber dieses Verfahren war bisher nur zuverlässig, wenn alle Partikeln gleichen Durchmesser haben. Die Gründe hierfür werden im folgenden erklärt:

Wenn sich Kugeln der gleichen Größe in einer dichten Packung befinden, so ergeben die Zwischenräume zwischen ihnen einen einzelnen fortlaufenden Raum, bestehend aus sich kreuzenden Durchgängen oder Kanälen, deren Querschnitt die Gestalt gleichseitiger Dreiecke mit leicht konkaven Seiten hat. Das Volumen dieser Kanäle ist eine Funktion des Radius der Kugeln. Andererseits ist die Anzahl der Kanäle in einem gegebenen Volumen dicht gepackter Kugeln eine reziproke Funktion des Radius. Die beiden Funktionen heben einander auf mit dem Ergebnis, daß ohne Rücksicht auf die Größe der Kugeln, der Bruchanteil irgendeines Volumens, das sie haben können, eine Konstante ist, deren Wert auf drei Dezimalstellen mit 0,635 bestimmt ist. Aus diesem Grunde ist die Dichte, die mit vibratorischer Verdichtung bei Betriebsstoff von gleichförmigem Durchmesser erreicht werden kann, strikt begrenzt auf etwas weniger als diesen Wert, weil die Kugeln selbst nicht immer ganz die theoretische Dichte erreichen.

Um die Gesamtdichte zu erhöhen, hat man bereits versucht, Kugeln zweier verschiedener Durchmesser zusammenzupacken. Dabei ging man von der Überlegung aus, daß die Kugeln mit kleinerem Durch-Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung

einer gleichmäßigen, dichten Packung

aus Partikeln mit verschiedenen Durchmessern

Anmelder:

United States Atomic Energy Commission,
Germantown, Md. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Fritz, Patentanwalt,
Neheim-Hüsten, Feldstr. 52

Als Erfinder benannt:
James Edward Ayer, Joliet, Jll.;
Frederick Edward Soppet,
Calumet Park, JlL (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 8. April 1964 (358 389)

messer den im Querschnitt dreieckförmigen leeren Raum zwischen den größeren Kugeln einnehmen können. Wenn man bei dieser Überlegung noch einen Schritt weitergeht, kann die dritte Charge von Kugeln eingeführt werden, um den verbleibenden leeren Raum einzunehmen, usw.

Die praktische Durchführung führt zu großen Schwierigkeiten. Diese bestehen darin, daß Kugeln zweier verschiedener Größen sich nicht gleichförmig miteinander mischen, wenn sie vibratorisch zusammengepackt werden. Die Kugeln kleinerer Größen neigen dazu, sich anzuhäufen, mit dem Endergebnis, daß alle kleineren Partikeln sich am Boden sammeln, während die größeren nach oben steigen, so daß zwei verschiedene Lagen entstehen.

Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung einer gleichmäßigen, dichten Packung aus Partikeln mit verschiedenen Durchmessern in einem vertikalen rohrförmigen Behälter und ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Partikeln mit dem größten Durchmesser durch axiale Vibration in eine dichte Packung gebracht werden, die dann durch Druck mittels einer Druckhülse gehalten wird, worauf Partikeln mit einem Durchmesser, der kleiner ist als ein Viertel des Durchmessers der größeren Partikeln, durch den perforierten Boden der Dmckhülse in den Behälter eingeführt und durch eine kombi-

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riierte axiale und radiale Vibration in die Leerräume der ursprünglichen Packung verteilt werden.

Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte sind folgende: Es können nacheinander Partikeln mit abnehmendem Durchmesser in mehreren Stufen in den Behälter eingeführt werden.

Zur Erfindung gehört auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Sie ist gekennzeichnet durch einen vertikalen, rohrförmigen Behälter, der kraftschlüssig auf einem axial auf den Behälter wirkenden Vibrator angeordnet ist, durch eine Hülse mit durchlöchertem Boden, der mittels einer Druckkappe von oben einen Druck auf den Inhalt des Behälters auszuüben vermag und durch einen den Behälter mit genügend radialer Bewegungsfreiheit umgebenden Rüttelkäfig, der weder mit dem Vibrator noch mit dem Behälter kraftschlüssig verbunden ist.

Weiter kann sie gekennzeichnet sein durch eine Gewindemuffe am freien Ende des Behälters zum Ansetzen der Druckkappe, die eine Füllöffnung aufweist, deren Durchmesser geringer als der Innendurchmesser der Druckkappe ist.

Die Erfindung wird durch die Zeichnungen erläutert:

A b b. 1 stellt einen Längsschnitt der Vorrichtung dar,

A b b. 2 einen Schnitt des oberen auseinandergenommenen Teiles der Vorrichtung nach Abb. 1;

A b b. 3 ist eine graphische Darstellung, bei der die _t leere PackungsWirksamkeit als Ordinate aufgetragen ist gegen bestimmte Verhältnisse als Abszisse. Die obere Kurve zeigt das Verhältnis des inneren Rohrdurchmessers zu dem Durchmesser der größten darin gepackten Kugeln (Dfd₁); die untere Kurve zeigt das Verhältnis des Durchmessers der größten innerhalb des Rohres zusammengepackten Kugeln zu den zweitgrößten Kugeln (Cl ₁Zd₂), und ebenso dasjenige der Durchmesser der zuletzt genannten Kugeln zu den nächstgrößeren Kugeln (dj d_s), usf.; alle diese Verhältnisse liegen auf der gleichen Kurve.

In den A b b. 1 und 2 bedeutet 10 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur vibratorischen Verdichtung im allgemeinen. Sie besteht aus einem üblichen Vibrator 11, auf dem der Halter 12 befestigt ist, der den unteren Teil des Behälters in Form eines Rohres 13 sicher faßt. Der offene Rüttelkäfig 14 ruht auf dem Vibratorll und umgibt den Behälter 13. Der Rüttelkäfig 14 ist in keiner Weise kraftschlüssig mit dem Vibratorll verbunden, sondern er steht mit seiner unteren Manschette 17 lose auf dem Vibrator 11. Während der Vibration des Vibrators 11 beginnt der Rüttelkäfig 14 unkontrolliert zu springen, schlägt dabei ständig gegen den Behälter 13 und bewirkt dadurch eine radiale Bewegungskomponente des Behälters 13. Der Rüttelkäfig 14 besteht aus aufrechten Haltegliedern 16, der unteren Manschette 17, der oberen Manschette 18 und Zwischenmanschetten 19, in diesem Fall zwei. Behälter 13 besteht im vorliegenden Fall aus Hartglas, enthaltend eine Charge von Kugeln 21 von einheitlichem Durchmesser, die in ein dicht gepacktes Gebilde verdichtet wurden. Bei diesem Beispiel wird ein Glasrohr lediglich deshalb benutzt, um die Erklärung der Erfindung einfacher zu machen; in der Praxis verwendet man zumindest in den meisten Fällen Metallrohre. — In Abb. 2 ist erkennbar, daß die Gewindemuffe22 durch Löten fest mit der Außenseite des Oberteils

des Behälters 13 verbunden ist. Sie besitzt ein Außengewinde 23. Oberhalb des Behälters 13 befindet sich die als Druckteil dienende Druckhülse 24, bestehend aus dem Zylinder 25, der dicht passend innerhalb der Bohrung des Behälters 13 anliegt, und aus dem Boden 26, der Löcher 27 enthält. Diese sind genügend groß im Durchmesser, um den Durchgang der kleineren Kugeln 21 a zu erlauben, damit sie der Packung innerhalb des Behälters 13 zugefügt

ίο werden können, aber eng genug, um zu verhindern, daß die Kugeln mit dem größten Durchmesser 21 durch sie hindurchgehen.

Oberhalb der Druckhülse 24 befindet sich die Druckkappe 28, bestehend aus dem Seitenteil 29 mit Innengewinde 30 und dem Kopfteil 31, mit Füllöffnung 32, mit kleinerem Durchmesser als der Zylinder 25 der Druckhülse 24.

Beim Betrieb der Vorrichtung werden die Kugeln 21 mit größtem Durchmesser d₁ zuerst in einen dichtgepackten Zustand innerhalb des Behälters 13 gebracht. Dies könnte in einem der üblichen Apparate ohne den Rüttelkäfig 14 gemacht werden. In den meisten Fällen ist es aber zweckmäßiger und auch schneller, wenn man das Zusammenpacken in der Vorrichtung nach der Erfindung unter Benutzung des Rüttelkäfigs durchführt. Dies bringt die Kugeln 21 in den gezeigten dicht gepackten Zustand.

Dann wird die Druckhülse 24 in der Bohrung des Behälters 13 abgesenkt, bis sie oben auf der Masse der Kugeln 21 ruht; die Druckkappe 28 wird heruntergeführt, bis ihr Innengewinde 30 in das Außengewinde 23 der Gewindemuffe 22 eingreift. Die Druckkappe wird angezogen, bis der Boden 26 der Druckhülse 24 in festem Kontakt mit der obersten Lage der Kugeln 21 ist. Während des Betriebes muß die Druckkappe 28 von Zeit zu Zeit nachgezogen werden, um den gewünschten Kontakt beizubehalten und die Kugeln 21 in der dichten Packung zu halten. Danach werden Kugeln 21a von geringerem Durchmesser (d*₂) durch die Füllöffnung 32 in der Mitte der Druckkappe 28 eingeführt und der Vibrator betätigt. Es ist in den meisten Fällen empfehlenswert, die J₂-Kugeln in verhältnismäßig geringen Mengen zuzuführen, da die Bildung eines von oben wirkenden Druckes in der Druckhülse 24 geeignet ist, ihren Durchgang durch die Löcher 27 zu verhindern. Die axiale Bewegung, die dem Behälter 13 durch den Vibrator 11 gegeben wird, wird ergänzt durch radiale Bewegungen, die der Rüttelkäfig 14 ständig bewirkt.

Dies hat zum Ergebnis, daß Agglomerationen von J₂-KugeIn 21a aufgebrochen und Brückenbildungen im allgemeinen verhindert werden. Gleichzeitig hält der Druck von der Druckhülse 24 die J₁-Kugeln 21 an ihrem Platz, so daß sie sich nicht aus ihrer Lage bewegen können. Das Ergebnis ist, daß eine gleichförmige Packung von J₂-Kugeln 21 a innerhalb der leeren Zwischenräume zwischen den ^₁-Kugeln 21 geschaffen wird.

Wenn es gewünscht wird, weitere Kugeln von noch kleinerem Durchmesser (d₃) zuzufügen, wird in ähnlicher Weise die Druckhülse 24 entfernt und durch eine andere mit kleineren Löchern 27 ersetzt, die den Durchgang der J₃-Kugeln von oben erlaubt, aber sowohl die Ci ₁-Kugeln als auch die J₂-Kugeln in ihrer Lage hält. So kann auf die gleiche Weise eine Pakkung von J₁-, d₂- und J₃-Kugeln gebildet werden.

Weitere Mengen von S₄-Kugeln können gegebenenfalls hinzugefügt werden.

Beim Betrieb dieser Vorrichtung wurde gefunden, daß es bestimmte Variationen im Leistungsbedarf gibt, der für das Zustandebringen der Verdichtung bei verschiedenen Vibrationsfrequenzen benötigt wird. Bei Seesand z.B. hat die Vibration mit etwa 180 Perioden pro Sekunde etwa nur ein Zwanzigstel des Bedarfs an Leistung zur Folge als eine Vibration mit entweder etwa 110 oder etwa 700 Perioden pro Sekunde. Dies ist zweifellos eine Resonanzerscheinung. Daher wird angenommen, daß jede Stubstanz Resonanzfrequenzen hat, bei denen die Verdichtung mit ungewöhnlicher Leichtigkeit vor sich geht. Diese sollten festgelegt werden, bevor man die Erfindung in ausgedehntem Umfang anwendet.

Im Falle metallischer Kugeln wurde gefunden, daß die Vorrichtung gut arbeitet, wenn die Vibrationsfrequenz 80 Perioden pro Sekunde beträgt bei einer maximalen Beschleunigung von 7,7 g oder 75,5 m/sec². Weiter wurde gefunden, daß gleich gute Ergebnisse entstehen, wenn die Frequenz 60 Perioden pro Sekunde beträgt, was sich als vorteilhaft erweist, da dies mit der Periodenzahl im handelsüblichen Wechselstrom übereinstimmt. Dies kann zu bedeutenden Vereinfachungen der Einrichtung führen.

Mit Hilfe des beanspruchten Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann man eine Formel aufstellen, die es gestattet, die nach dem beanspruchten Verfahren zu erreichende Packungsdichte, ausgedrückt als Gewicht der Partikeln, zu ermitteln. Es wurden Kugeln von zwölf verschiedenen Größenordnungen in fünf Größen zylindrischer Stahlrohre gefüllt. Die Innendurchmesser der Rohre waren folgende (jede Rohrgröße ist zunächst in Zoll und dahinter in Klammern in Zentimetern angegeben) 0,261 (0,662); 0,381 (0,969); 0,480 (1,22); 0,621 (1,58) und 1,003 (2,55).

Die Rohre werden auf einem Vibrator befestigt, mit Kugeln gefüllt und während IOMinuten einer Vibration unterworfen, gemäß der Erfindung mit 80 Perioden pro Sekunde und bei einer Beschleunigung von 7,7 g oder 75,5 m/sec². Die Vibration wurde gestoppt, die Schichthöhe der Kugeln in jedem Rohr gemessen und deren Gewicht bestimmt. Weil das Volumen der Rohre je Längeneinheit bekannt war, wurde die gepackte Dichte leicht gefunden.

Es wird nun auf A b b. 3 Bezug genommen, deren obere Kurve AB eine graphische Darstellung der Packungsleistung der Rohrchargen gegenüber dem Verhältnis des Innendurchmessers der Rohre zum Durchmesser der Kugeln in den entsprechenden Rohren ist, oder Dd. Packungsleistung, oder Leer-Packungsleistung, abgekürzt P_e, ist der Bruchteil der verfügbaren Leervolumia, eingenommen durch das eintretende feste Material. Es muß unterschieden werden vom Packungsbruchteil P_f. Dieser ist der Bruchteil des Gesamt-Behältervolumens, besetzt durch das verdichtete Material. Man stellt fest, daß die Kurve AB durch die folgende Gleichung bestimmt werden kann:

P_e = 0,635 - 0,216 e-»-*«^!,

worin P_e die Packungsleistung bedeutet, D den Innendurchmesser des Rohres, d_x den Durchmesser der

ίο Kugeln innerhalb desselben Rohres und e die Basis der natürlichen Logarithmen.

Nach dem gleichen allgemeinen Verfahren wurden die Packungsleistungen von binären und ternären Gemischen von Kugeln bestimmt unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung einschließlich des Rüttelkäfigs 14 und der Druckhülse 24, wobei die Vorrichtung in der oben beschriebenen Weise arbeitete, bei 80 Perioden pro Sekunde und einer Beschleunigung von 7,7 g. Alle primären Komponenten oder J₁-Kugeln wurden 10 Minuten lang einer Vibration unterworfen; die Druckhülse 24 wurde dann heruntergeschraubt, sodann wurden die J₂-Kugeln ebenfalls 10 Minuten lang geschüttelt. Das gleiche Verfahren folgte dann mit den J₃-Kugeln.

Es wird wieder auf A b b. 3 verwiesen, deren untere Kurve CD eine graphische Darstellung der Packungsleistung der binären, ternären und anderen Systeme ist gegenüber dem Verhältnis des Durchmessers der Komponente der nächstgrößeren Größe zu dem Durchmesser der Kugeln der in Frage stehenden Komponenten. Überraschenderweise fallen alle Punkte in allen diesen graphischen Darstellungen zusammen mit derselben Kurve CD.

Die Packungsleistung der zweiten Komponente kann gefunden werden durch die folgende Gleichung:

P_e = 0,635 - 0,737 β""·²»! ^d^.

Für einige Zwecke ist es wünschenswert, den gesamten Packungsbruchteil eines binären Systems zu kennen. Dies kann von den oben gegebenen Gleichungen wie folgt abgeleitet werden:

Weil für eine einzelne Komponente gilt:

P_e = 0,635 - 0,216 e-o.sisD/4,

kann der verbleibende Leerbruchteil oder V_f bestimmt werden durch Subtraktion der vorhergehenden Gleichung von der Einheit oder

V_f = 0,365 + 0,216 e-0'3i3 D!d_K

Da für eine einzelne Komponente Packungsleistung und Packungsbruchteil durch Definition dasselbe sind, so ist der Gesamt-Packungsbruchteil einer binären Mischung diese plus dem Produkt aus dem verbleibenden Leerbruchteil mal der Packungsleistung der J₂-Kugeln, so daß gilt:

Pf_b = [0,635 - 0,216 «-».sud,*] 4, [₀,365 + 0,216 _e-o.aufl/*] r ₀,635 _ 0,737 β-⁰·»¹*'*]
[0,867 - 0,079 e-o-Siaazdi₁·] _ [q,269 _e-0.201^] _ [0,159 _e- o.aiaDid,-0,201^2].

Das Glied 0,867 ist die Grenzdichte für ein bi- In ähnlicher Weise kann die Gleichung des Genäres System und die Abkürzung P_f6 bezeichnet den samt-Packungsbruchteils eines ternären Systems P_n Gesamt-Packungsbruchteil eines binären Systems. wie folgt ausgearbeitet werden:

Pft = 0,951 — [0,029 _e-"•^313j5i^] — [0,098 (e-⁰·²⁰¹^/* + _e-°-^201d^)] — [0,198 e-⁰·²⁰¹^'*+*"«].

Wiederum ist das Glied 0,951 die höchste Dichte Die obigen Formeln beziehen sich auf zylindrische für ein ternäres System. Rohre mit kreisförmigem Querschnitt. Lediglich ge-

Claims (4)

1. ringfügige Änderungen sind erforderlich, um sie anwendbar zu machen auf Behälter mit verschiedenen Querschnitten.

   Die Formeln können abgeändert werden, um ihre Ergebnisse in Gewichtssätzen auszudrücken anstatt in Packungsleistungen oder Packungsbrüchen. Wenn das Rohrvolumen und das spezifische Gewicht der Kugeln bekannt sind, kann das Gewicht der gesamten Kugeln in einer Packung gefunden werden durch Multiplizieren dieser mit dem Gesamt-Packungsbruchteil, was durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird:

   W_t = V_d-G_s-P_f,

   wobei W_t das Gesamtgewicht der Kugeln in der Pakkung bedeutet, V_d das Volumen der Dispersion, G_s das spezifische Gewicht der Kugeln und P_f den Gesamt-Packungsbruchteil der Dispersion.

   Diese allgemeine Methode kann abgeändert werden, um zu dem Gewicht der nächsten kleineren Charge von Kugeln zu kommen, die zugefügt werden müssen, um eine Packung zu vervollständigen. Zum 5 Beispiel kann bei der Herstellung einer binären Dispersion das Gewicht der kleineren oder J₂-Kugeln gefunden werden durch Subtraktion des Gewichtes der größeren Kugeln vom Gesamtgewicht gemäß der folgenden Formel:

   W_dt= [V_d-G_s-P_fh] -W_dl

   Hierin ist W_d2 das Gewicht der kleineren oder J₂-Kugeln und W_di das Gewicht der größeren oder 15 J₁-Kugeln.

   Setzt man den Wert des Packungsbraches der Packung ein, so erhält die Schlußgleichung folgende Form:

   JV_d2 = {V_d · G_s · [(0,867 - 0,079 _e-o.swa./d,) _ (₀,269 _e-0,201^ _ (0,15« e-o.sisD/««,-0.201^)]} _w^

   In der gleichen Weise kann eine Gleichung erhalten werden, die das Gewicht von J₃-Kugeln (W_d3) zeigt,
   zeigt, das für ein ternäres System erforderlich ist:

   W_d^ = V_a-G_s - (0,951 - [0,029 _e-°-^zliD^\ - [0,098 (e~°-²⁰¹ «>+ _e-°-²⁰¹*->'*<)] - [0,198 e-o.wi*'*+*/*)]} - [W_dl + W₄J .

   Ebenso kann das Gewicht der Charge von J₄-Ku- malen Beschleunigung von 7,0 g bei einer Frequenz geln und anderen von noch kleinerem Durchmesser von 80 Perioden pro Sekunde. Dies brachte die berechnet werden. In allen diesen Fällen ermöglicht 30 J₁-Kugeln in ein dicht gepacktes Gebilde,
   diese Methode die genaue Vorausbestimmung des Dann wurde eine Druckhülse 24 mit Löchern einexakten Gewichtes der Kugeln, so daß sie in den geführt, die kleiner waren als die J₁-Kugeln, aber verfügbaren leeren Raum eingefügt werden können groß genug, um den Durchgang von J₂-Kugeln zu ohne die Gefahr der Über- oder Unterzugabe. erlauben. Die Druckhülse wurde nach unten über das

   Mit nochmaligem Bezug auf A b b. 3 ist zu be- 35 dicht gepackte Gebilde der J₁-Kugeln durch die merken, daß die untere Kurve CD einen Schnittpunkt Druckkappe 28 festgedreht. Der Vibrator 11 wurde der X-Achse bei ungefähr 4 ergibt. Das bedeutet, in der gleichen Weise wie vorher wieder betätigt und daß das J₁ZJ₂-Verhaitnis zumindest 4 sein muß, das errechnete Chargengewicht von J₂-Kugeln, sonst sind die J₂-Kugeln zu groß, um den leeren 99,478 g, in kleinen Anteilen durch die Füllöffnung Zwischenraum zwischen den J₁-KugeIn zu durch- 40 32 während des Anfangsstadiums der Vibration eindringen. Da alle übrigen Verhältnisse wie J₂/J₃ usw. geführt. Die Gesamtdauer dieser zweiten Vibration, auf derselben Kurve CD liegen, müssen diese Ver- welche auch die radiale Vibration des Rüttelkäfigs hältnisse auch zumindest 4 sein. Mit anderen Worten, 14 einschloß, betrug 15 Minuten,
   in allen Fällen muß der Durchmesser irgendeiner Die Druckhülse 24 wurde gegen eine mit kleineren Charge von Kugeln weniger sein als ein Viertel des 45 Löchern ausgewechselt, um den Durchgang der Durchmessers der Kugeln der nächstfolgenden Charge. J₃-Kugeln zu erlauben, aber den der J₂-Kugeln zu . . . verhindern. Die kombinierte Vibration wurde wie B ei s pie vorher 20 Minuten lang wieder aufgenommen und

   Eine ternäre Packung wurde in einem Rohr von während ihres Anfangsstadiums das berechnete

   zylindrischem Querschnitt durchgeführt mit einem 50 Chargengewicht der J₃-Kugeln, 47,930 g in kleinen

   Innendurchmesser von 1,577 cm, 30,48 cm Länge Anteilen zugeführt.

   und einem Volumen von 58,729 ecm. Die Dispersion Die sich ergebende Packung war dicht und gleichwurde gemacht aus Stahlkugeln mit dem gleichen mäßig,
   spezifischen Gewicht, von denen die größten oder

   J₁-Kugeln Durchmesser von 0,635 cm hatten, die 55 Patentansprüche:
   mittleren oder J₂-Kugeln Durchmesser von 0,108 cm

   und die kleinsten oder J₃-Kugeln Durchmesser von 1. Verfahren zur Herstellung einer gleichmäßi-0,019 cm; dementsprechend war das Verhältnis gen, dichten Packung aus Partikeln mit verschie-Dfd₁ = 2,48, J₁ZJ₂ — 5,8 und J₂/J₃ = 5,7. Bei An- denen Durchmessern in einem vertikalen rohrwendung dieser Verhältnisse auf die oben beschrie- 60 förmigen Behälter, dadurch gekennzeichbene Formel wurde der gesamte Packungsbruchteil net, daß zunächst die Partikeln mit dem größ-(F_fj) der vollendeten Dispersion mit 0,865 berechnet ten Durchmesser durch axiale Vibration in eine und die Chargen von J₁-, J₂- und J₃-Kugeln ent- dichte Packung gebracht werden, die dann durch sprechend mit 222,120, 99,478 und 47,930 g. Druck mittels einer Druckhülse gehalten wird, Die erste oder J₁-Charge wurde in der Vorrich- 65 worauf Partikeln mit einem Durchmesser, der tung gemäß der Erfindung einschließlich Rüttelkäfig kleiner ist als ein Viertel des Durchmessers der 14 während 10 Minuten einer Vibration unterworfen größeren Partikeln, durch den perforierten Boden mit einer Leistung von ungefähr 80 Watt, einer maxi- der Druckhülse in den Behälter eingeführt und

   durch eine kombinierte axiale und radiale Vibration in die Leerräume der ursprünglichen Pakkung verteilt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander Partikeln mit S abnehmendem Durchmesser in mehreren Stufen in den Behälter eingeführt werden.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen vertikalen, rohrförmigen Behälter (13), der kraftschlüssig auf einen axial auf den Behälter wirkenden Vibrator (11) angeordnet ist, durch eine Druckhülse (24) mit durchlöchertem

   Boden, der mittels einer Druckkappe (28) von oben einen Druck auf den Inhalt des Behälters auszuüben vermag durch einen den Behälter (13) mit genügend radialer Bewegungsfreiheit umgebenden Rüttelkäfig (14), der weder mit dem Vibrator (11) noch mit dem Behälter (13) kraftschlüssig verbunden ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Gewindemuffe (22) am freien Ende des Behälters (13) zum Ansetzen der Druckkappe (28), die eine Füllöffnung (32) aufweist, deren Durchmesser geringer als der Innendurchmesser der Druckkappe (28) ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen