DE1302382B

DE1302382B -

Info

Publication number: DE1302382B
Application number: DENDAT1302382D
Authority: DE
Priority date: 1965-11-23
Publication date: 1970-10-15
Also published as: BE690041A; US3377945A; GB1133199A

Description

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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4^VSf^ PATENTAMT DeutscheKl.: 12 g, 1/01 Patentschrift 1 302 382

Aktenzeichen: P 13 02 382.0-41 (M 71711) Anmeldetag: 21. November 1966

Offenlegungstag: — Auslegetag: 15. Oktober 1970 Ausgabetag: 27. Mai 1971 Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein Ausstellungspriorität: — Unionspriorität

Datum:

Land:

Aktenzeichen:

23. November 1965 V. St. v. Amerika 509282

Bezeichnung:

Verdichtungsvorrichrung zum Verdichten von im wesentlichen trockenen pulverisierten Feststoffen

Zusatz zu: Ausscheidung aus: Patentiert für:

Monsanto Co., St. Louis, Mo. (V. St. A.)

Vertreten

Ruschke, Dr.-Ing. H.; Agular, Dipl.-Ing. H.; Patentanwälte, 1000 Berlin und 8000 München

Als Erfinder benannt: Davis, Walter Myron, Bridgeton, Mo. (V. St. A.)

Für die Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht gezogene Druckschriften: DT-PS 836 159

CNS O

©5.71 109 622/27

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdichtungsvorrichtung zum Verdichten von im wesentlichen trockenen pulverisierten Feststoffen mit einem mit einer Kompressionskammer zusammenarbeitenden Kolben, der mit einer Bohrung sowie an der dem zu verdichtenden Stoff zugewandten Seite mit einer gasdurchlässigen Auskleidung versehen ist, und mit einem an die Kompressionskammer anschließenden Behälter zur Aufnahme der verdichteten Stoffe, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Behälter 12, 64 an den Innenseiten mit einer gasdurchlässigen Auskleidung 39, 40; 88, 89, an einer Seitenwand mit einer gebohrten Öffnung 41, 90 versehen und an der Unterseite von einem mittels eines Bodenkolbens 18, 66 angepreßtem Förderband 20,69 geschlossen ist, und daß seine Seitenwände um ein Gelenk 27, 86 auseinanderschwenkbar sind.

Demgegenüber ist aus der deutschen Patentschrift 836159 ein Verfahren zur Erhöhung des Raumgewichtes pulverförmiger Stoffe bekannt, bei dem der ao zu verdichtende Stoff in einen Zylinder gegeben, durch einen Kolben zusammengedrückt und gleichzeitig der Zylinder mittels einer im Kolben befindlichen Bohrung unter Vakuum gesetzt wird.

Die beanspruchte Vorrichtung ist der bekannten gegenüber insofern fortschrittlich, als an den Umfangsflächen der Gegenstände und nicht nur an der oberen Fläche und an der Bodenfläche ein Unterdruck erzeugt wird. Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der zur Aufnahme des zu verdichtenden Materials benutzte Behälter sich innerhalb des Außengehäuses oder der Kompressionskammer und nicht — wie bei der bekannten Vorrichtung — außerhalb befindet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist außerdem den wesentlichen Vorzug auf, daß das in den Unterlagen beschriebene besondere Außengehäuse verwendet wird. Sie bewirkt eine Verdichtung, die mit bekannten Vorrichtungen nicht erreicht werden kann, bei denen kein seitlicher oder umfangsmäßiger Aus-Schluß der Luft aus den verdichteten Stoffen möglich ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann z. B. die Dichte von feinzerteilten oder pulverisierten Silika-Aerogelen und von anderen ähnlichen Aerogelen erheblich erhöht werden, die als Folge einer vorhergegangenen Pulverisierung oder Vermahlung verhältnismäßig große Mengen von absorbierter oder eingeschlossener Luft und/oder anderen Gasen enthalten.

So werden z. B. Silika-Aerogele, die sehr feine, oftmals mikroskopisch feine Teilchen aufweisen, sehr oft als Mattierungsmittel, Pigmente u. dgl. in Lacken, Farben und anderen Anstrichmitteln verwendet. Um die Aerogelteilchert dem Verwendungszweck entsprechend auf die geeignete Größe zu zerkleinern, müssen die Silika-Aerogele zerkleinert, zermahlen oder pulverisiert werden. Dabei werden jedoch im Produkt verhältnismäßig große Mengen Luft und/ oder andere Gase absorbiert oder eingeschlossen, so daß das Produkt eine sehr geringe Dichte aufweist und nur unter großen Schwierigkeiten mittels Vibrationsvorrichtungen verdichtet werden kann. Es hat sich bisher als außerordentlich schwierig erwiesen, dieses Material wirtschaftlich und wirksam zu verdichten oder zusammenzupressen. Der Stand der Technik, für den als Beispiel die USA.-Patentschrift 2 633 074 genannt sei, lehrt im allgemeinen, daß es 382

zweckmäßig ist, die erwähnten Materialien zusammenzupressen, ohne daß die Agglomeration der einzelnen Partikel verursacht wurde.

Zu jener Zeit wurde es allgemein als unzweckmäßig angesehen, daß die Partikel agglomerieren, da nach allgemeiner Auffassung das Material hierbei seine Deckfähigkeit und Mattierungsfähigkeit verlieren sollte. Es wurde ferner angenommen, daß bei einer Agglomerierung der Partikel während der Verdichtung eine Wiederverteilung nur durch längeres und unwirtschaftliches Vermählen erfolgen könne.

Bei der Herstellung von z. B. Kohle- oder Lampenruß braucht das Produkt im allgemeinen nicht pulverisiert oder vermählen zu werden, da es bei der Erzeugung normalerweise die geeignete Partikelgröße aufweist. Bei der Erzeugung werden jedoch vom Material verhältnismäßig große Mengen Luft und/ oder andere Gase absorbiert oder eingeschlossen, so daß diese Produkte und andere pulverisierte Feststoffe mit ähnlichen Merkmalen im allgemeinen eine geringe Dichte oder ein geringes Gewicht pro Volumeneinheit aufweisen, die in einigen Fällen nur 16 kg/m³ betragen kann, wobei die besondere Dichte in jedem Falle davon abhängt, in welcher Weise das Material hergestellt, pulverisiert oder vermählen worden ist, sowie von dem Material selbst.

Es ist daher leicht einzusehen, daß die Notwendigkeit einer Verdichtung von feinzerteilten und/oder pulverisierten Feststoffen erkannt wurde. Jedoch weisen die nach bekannten Vorrichtungen verdichteten Materialien von sich aus Mängel auf, z. B. enthält das verdichtete Material erhebliche Mengen von frei fließenden, verhältnismäßig kleinen Partikeln, die einen lästigen Staub bilden. Ferner entstehen bei der Handhabung des Materials insofern Schwierigkeiten, als dieses trotz etwas stärkerer Verdichtung immer noch fließfähig ist und daher entsprechend gehandhabt werden muß. Da diese Materialien selbst nach einer Behandlung mit den bekannten Vorrichtungen immer noch eine geringe Dichte aufweisen, so müssen die Materialien vor dem Verpacken oder Versenden noch weiter so hoch wie möglich verdichtet oder zusammengepreßt werden, da bei den gegenwärtigen Transportbedingungen die Kosten für die Verpackung und den Versand die Materialkosten wesentlich erhöhen. Es hat sich gezeigt, daß die trockenen pulverisierten Feststoffe mit der Vorrichtung nach der Erfindung zu einer Anzahl von verhältnismäßig großen Stücken oder zu einem Aggregat zusammengepreßt werden können, die in dieser Form versandt und danach am Verwendungsort in einzelne Partikel zerteilt werden, die im wesentlichen die gleiche Größe der ursprünglichen Partikel vor der Verdichtung aufweisen, ohne eines ihrer chemischen und/oder physikalischen Merkmale zu verlieren.

Die Erfindung sieht daher eine Vorrichtung vor, mit der die Dichte von im wesentlichen trockenen und pulverisierten Feststoffen, die verhältnismäßig große Mengen absorbierter oder eingeschlossener Luft und/oder Gase enthalten, erheblich erhöht werden kann, wobei ein großes Aggregat erzeugt wird, das wirtschaftlich verpackt und versandt werden und das ohne Schwierigkeiten in die einzelnen Partikeln zerteilt werden kann.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verdichtungsvorrichtung können viele verschiedene pulverisierte und im wesentlichen trockene Feststoffe verdichtet werden. Die zu behandelnden Materialien sollen aus

frei rieselnden Pulvern bestehen mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von weniger als 100 Mikron und mit einer Schüttdichte von weniger als 160 kg/m³. Lampenruß, der durch die kontrollierte Oxydation oder Verbrennung von Öl hergestellt wird, kann daher unmittelbar nach dem Sammeln mit Hilfe der Vorrichtung nach der Erfindung sofort verdichtet werden. Ebenso können mit Erfolg verdichtet werden anders im wesentlichen trockene pulverisierte Materialien, wie l,8-Aminonaphthol-3,6-disulfonsäure, DDT und dergleichen. Diese Stoffe enthalten als Folge des Herstellungsverfahrens oder einer späteren Pulverisierung, Vermahlung oder Zerkleinerung absorbierte oder eingeschlossene Luft und/oder andere Gase. Die Erfindung betrifft im besonderen eine Vorrichtung zur Verdichtung von pulverisierten und im wesentlichen trockenen, siliziumhaltigen Materialien, wie Silikagele, Rauchsilika, Silika-Aerogele und gewerblichen Lampenruß. Diese Stoffe enthalten verhältnismäßig große Mengen absorbierter oder eingeschlossener Luft und/oder anderer Gase.

Die in bekannter Weise hergestellten Silika-Aerogele werden im allgemeinen in Form von Klumpen erhalten und müssen vor der Verwendung zu einem feinen Pulver vermählen werden, dessen Partikel größtenteils kleiner als 100 Mikron sind. In diesem Zustand ist das Pulver ziemlich locker und enthält verhältnismäßig große Mengen von absorbierter oder eingeschlossener Luft. Wird das Pulver zusammengepreßt, so kehrt es nach dem Aufhören des Druckes zum ursprünglichen Volumen zurück. Solche pulverisierten Silika-Aerogele weisen eine geringe Schüttdichte auf, die im allgemeinen zwischen 16 bis 96 kg/m³ liegt. Diese Aerogele können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf eine Dichte von ungefähr 128 bis 224 kg/m³ verdichtet werden und behalten diese Verdichtung beim Stehenlassen bei. Rauchsilika wird im allgemeinen bei der Herstellung in Form eines lockeren Pulvers erhalten, das einige physikalische Eigenschaften der Aerogele aufweist, jedoch zuweilen noch feiner vermählen werden muß.

Bei der bekannten Herstellung von Lampenruß durch kontrollierte Oxydation oder Verbrennung von öl weist das Produkt im allgemeinen eine Dichte von 64 bis ungefähr 128 kg/m³ auf, je nach dem Herstellungsverfahren und dem verwendeten öl. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Dichte dieses Produktes bis auf ungefähr 160' bis 480 kg/m³ erhöhl werden, und das Produkt behält diese Dichte beim Stehenlassen bei, ohne sich wieder aufzulockern.

Mit der Vorrichtung nach der Erfindung ist es ferner möglich, pulverisierte Materialien, gleich den oben angeführten, fortlaufend zu verdichten, wobei ein Produkt erhalten wird, das nach dem Zerkleinern auf ungefähr die ursprüngliche Partikelgröße chemisch und physikalisch sich im wesentlichen in der gleichen Weise verhält, wie das Ausgangsmaterial trotz der Zwischenbehandlung des Materials mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Beschreibung der Verdichtungsvorrichtung
nach der Erfindung

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F i g. 1 zum Teil als Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Ausführungsform der Verdichtungsvorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 waagerechter Schnitt nach der Linie 2-2 in der Fig. 1,

F i g. 3 waagerechter Schnitt nach der Linie 3-3 in der Fig. 1,

Fig. 4 senkrechter Schnitt nach der Linie 4-4 in der Fig. 3,

F i g. 5 senkrechter Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 2,.

F i g. 6 Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 7 Seitenansicht der in der F i g. 6 dargestellten Vorrichtung,

F i g. 8 waagerechter Schnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 7,

F i g. 9 Schnitt nach der Linie 9-9 in F i g. 8,
Fi g. 10 Schnitt nach der Linie 10-10 in Fig. 7, und die

Fig. 11 Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 7,

Die in den F i g. 1 bis 5 dargestellte Ausführungsform der Verdichtungsvorrichtung nach der Erfindung weist ein Gestell 1 mit einem senkrechten, mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Druckmittels betriebenen Zylinder 2 auf, der am Gestell mit Hilfe der Platten 4 und 5 und der Zugstangen 3 angebracht ist.

Im Zylinder 2 ist ein Kolbengegenhalter 6 angeordnet, der an der Kolbenstange 7 befestigt ist und die senkrechte Bewegung der Kolbenstange 7 führt, die sich senkrecht nach unten durch den Boden des Zylinders 2 hindurch erstreckt und mit dem Kolben 8 verbunden ist, der in einer senkrechten Kompressionskammer 9 senkrecht nach oben und unten bewegbar gelagert ist. Unterhalb des Kolbens 8 ist, wenn dieser seine voll nach oben zurückgezogene Stellung einnimmt, eine Rohrleitung 10 angeordnet, die sich in die Kompressionskammer 9 hinein öffnet, und durch die in die Kammer 9 trockene pulverisierte Feststoffe eingetragen werden. Zum Beispiel kann in der Rohrleitung 10 eine Förderschnecke 11 vorgesehen werden, die kurz von der Kammer 9 endet.

Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, ist unterhalb des tiefsten Teiles der Kompressionskammer 9 eine Luftablaß- und -zurückhaltekammer 12 vorgesehen, die hiernach als Behälter 12 bezeichnet wird. Der Behälter 12 ist seinerseits in einem senkrechten, langgestreckten Verstärkungszylinder 13 angebracht. Wie in der F i g. 2 dargestellt, ist der Behälter 12 mit dem Verstärkungszylinder 13 durch die Verstärkungsrippen 13 a verbunden. Andererseits kann der Behälter 12 auch mit einer genügend dicken Wandung versehen werden, um einen Bruch bei dem ausgeübten Innendruck zu vermeiden, so daß der Verstärkungszylinder 13 und die Rippen 13a weggelassen werden können. Der Verstärkungszylinder 13, der gespalten ist, wie später noch beschrieben wird, ist mit den Ansätzen 14 an der Außenwandung des Verstärkungszylinders 13 versehen, die sich über mindestens einen Teil der Höhe und vorzugsweise über die volle Höhe des Behälters 12 hinweg erstrecken, wobei zwischen den Gliedern des Behälters 12 eine bessere Abdichtung erzielt wird. Zwischen den Ansätzen 14 ist eine Dichtung 14a vorgesehen, die zwischen den Ansätzen 14 eine luftdichte Abdichtung herstellt. Die Ansätze 14 werden aneinander anliegend von einem Verriegelungskopf 15 zusammengehalten, der von dem druckmittelbctütigten Nebenzylinder 16 und von dem Stempel 16a gegen die Ansätze 14 gedrückt wird. Zum Betätigen der Kolben

in den Zylindern können außer den hydraulischen oder pneumatischen Druckmitteln auch z. B. Elektromotore verwendet werden.

Unmittelbar unterhalb des Behälters 12 befindet sich ein Verschlußglied für den Boden des Behälters 12, das vorzugsweise aus einem druckmittelbetätigten Zylinder mit einem senkrecht bewegbaren und zurückziehbaren Bodenkolben 18 besteht. Ferner ist unmittelbar unterhalb des Behälters 12 eine Fördereinrichtung 19, vorzugsweise ein Endlosbandförderer mit einem Förderband 20 vorgesehen, dessen oberer Teil sich zwischen dem Bodenkolben 18 und dem unteren Teil des Behälters 12 befindet. Dieses Förderband 20 wirkt ferner als Abdichtung und Bodenverschluß für den Behälter, wenn der Bodenkolben 18 senkrecht nach oben bewegt worden ist und das Förderband 20 gegen den unteren Rand des Behälters 12 preßt. Der Endlosbandförderer 19 ist ferner mit einer Führung 21, einem beweglichen Lager 22 und einer Feder 23 ausgestattet, die zusammen das Förderband 20 unter die erforderliche Spannung setzen. Wirkt das Förderband 20 normalerweise als Abdichtung und Bodenverschluß für den Behälter 12, so befindet es sich in Ruhe und kann sich nur dann als Förderband bewegen, wenn der Bodenkolben 18 nach unten zurückgezogen worden ist. Die das Förderband 20 in Bewegung setzende herkömmliche Einrichtung ist nicht dargestellt.

Aus der F i g. 2 ist zu ersehen, daß der Behälter 12 und dessen Verstärkungszylinder 13 aus zwei Hälften bestehen, die miteinander vereinigt ein Quadrat bzw. einen Zylinder bilden. Für den Behälter 12 und den Verstärkungszylinder 13 können auch andere Querschnitte vorgesehen werden, z. B. dreieckige oder andere vieleckige Querschnitte. Der Behälter 12 und die Kompressionskammer 9 sind daher nicht auf einen quadratischen Querschnitt beschränkt, obwohl bei beiden Gliedern die gleiche Querschnittsform verwendet werden soll. Ebenso braucht der Querschnitt des Verstärkungszylinders 13 nicht kreisrund zu sein. Der Behälter 12 ist zusammen mit dem Verstärkungszylinder 13 über eine Reihe^ von scherenartigen Gliedern 25, und dem Verbindungsstück 26 und der Stange 24 a mit einem druckmittelbetätigten Hilfszylinder 24 verbunden, so daß die einzelnen Hälften auf einem Gelenk 27 auf einem Bogen in eine Offen- und eine Schließstellung verschwenkt werden können, wobei die Offenstellung in der Fig. 2 mit unterbrochenen Linien dargestellt ist.

Wie in der F i g. 3 dargestellt, ist die Kompressionskammer 9 am Gestell 1 mit Hilfe der Ständer la und der Querträger 1 b angebracht.

Die F i g. 4 zeigt als Schnitt den Kolben 8, der mit einer senkrechten zylindrischen Durchbohrung 28 versehen ist, die mit Hilfe der Paßstücke 29 a mit einer biegsamen Rohrleitung 29 verbunden ist. Diese Rohrleitung 29 steht mit einer nicht dargestellten Vakuum- und Druck-Einrichtung in Verbindung, die allgemein zwei Funktionen ausübt. Die Einrichtung soll einmal Gas aus der Kompressionskammer 9 und dem Behälter 12 während des Zusammenpressens der pulverisierten Feststoffe abführen und zweitens einen Gas- oder Luftstrom zum perforierten und porösen, noch zu beschreibenden Auskleidungsmaterial leiten, um das Entfernen von Feststoffen zu unterstützen, die an diesem porösen Material haften geblieben sind. Unmittelbar an der Stirnseite des Kolbens 8 ist ein perforiertes Glied, z. B. ein Sieb 30 angeordnet, das

mit einem porösen Material 31, z. B. mit einem Gewebe oder einem Tuch, bedeckt ist, welche beiden genannten Elemente von einem Ring 32 an der Gebrauchsstelle festgehalten werden. Die Weite der öffnungen des perforierten Gliedes 30, dessen Material und Ausgestaltung sowie die Art des porösen Materials unterliegen keinen Einschränkungen, solange die zusammengepreßten Feststoffe diese nicht durchdringen. Zum Beispiel kann als perforiertes

to Glied 30 ein Stahlsieb mit einer Maschenweite von 43 Mikron verwendet werden. Als poröses Material sei angeführt Nylon, Kunstseide, Seide usw.

Der in der F i g. 4 dargestellte biegsame Abdichtungsring 33 befindet sich in einer ringförmigen Nut 33 a am Kolben 8 und stellt eine luftdichte Verbindung zwischen dem Kolben 8 und der Kompressionskammer 9 her.

Die F i g. 5 zeigt als Schnitt nach der Linie 5-5 in der F i g. 2 den Behälter 12 und den Verstärkungs-

ao zylinder 13. Am untersten Teil der Kompressionskammer 9 befindet sich ein Flansch 9 a mit einem L-förmigen Kanal 34, der von oben her zur Seite verläuft, und mit Mitteln, die eine luftdichte Verbindung zwischen der Kompressionskammer 9 und dem Beas hälter 12 herstellen. An den oberen Teil des Kanals 34 ist mit Hilfe von Paßstücken 36 eine biegsame Rohrleitung 35 angeschlossen. Um den Flansch 9 a herum erstreckt sich eine ausdehnbare Abdichtung 37, die mit dem anderen Ende des Kanals 34 in Verbindung steht. Das andere Ende der biegsamen Rohrleitung 35 steht mit einer ein Vakuum und einen Druck erzeugenden, nicht dargestellten Einrichtung in Verbindung, die zwei Funktionen ausübt. Erstens führt diese Einrichtung über den Kanal 34 ein Gas, z.B. Luft, der Abdichtung 37 zu, die hierbei aufgeblasen wird. Zweitens führt die genannte Einrichtung aus der Abdichtung 37 das Gas oder die Luft ab, so daß die Abdichtung 37 sich zusammenzieht. Wie aus der Fig. 5 zu ersehen ist, befindet sich die Abdichtung 37 unmittelbar am obersten Teil der Innenwandung des Behälters 12 und preßt die Wandung eines porösen Beutels 38, z. B. eines Papierbeutels, gegen den Behälter 12, so daß der poröse Beutel 38 nach dem Aufsetzen auf den Flansch 9α in aufrechter Stellung festgehalten wird.

An der Innenseite des Behälters 12 liegt über mindestens einen Teil und vorzugsweise über die ganze Höhe hinweg eine perforierte Innenauskleidung 39, vorzugsweise ein Metallsieb, an, das seinerseits von einer Lage eines porösen Materials 40, z. B. ein Gewebe oder ein Tuch, bedeckt wird. Die besondere Art der Innenauskleidung 39 oder des porösen Materials 40 ist unwichtig. Das poröse Material 40 -muß nur Poren aufweisen, die genügend klein sind, um alle feinen Partikel der Feststoffe, die zusammengepreßt werden, in der Kompressionskammer 9 und im Behälter 12 zurückhalten zu können. Als Beispiel für ein geeignetes Metallsieb sei ein Stahlsieb mit einer Maschenweite von 43 Mikron angeführt. Als poröse Innenauskleidung 39 kann ein dichtes Nylongewebe verwendet werden. Wie in der F i g. 5 dargestellt, weist der Behälter 12 an der senkrechten Wandung eine öffnung 41 auf, an die mit Hilfe der Paßstücke 43 eine Rohrleitung 42 angeschlossen ist, die ihrerseits mit einer nicht dargestellten Einrichtung zum Erzeugen eines Vakuums und eines Druckes in Verbindung steht, die zwei Funktionen ausübt. Erstens

führt die Einrichtung dem unmittelbar an die Flächen der Innenauskleidung 39 und des porösen Materials 40 angrenzenden Bezirk ein Gas zu, das alle haften gebliebenen Feststoffe nach dem Zusammenpressen entfernen soll. Zweitens führt die Einrichtung alle Gase aus dem Innenbezirk des Behälters 12 ab, um eine wirksame Füllung des Behälters 12 und der Kompressionskammer 9 zu fördern, und um die absorbierte Luft während des Verdichtens zu entfernen.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der soweit beschriebenen Einrichtung erläutert. In eine einzelne, druckmittelbetätigte Kolbert-Zylinder-Einheit, wie in den F i g. 1 bis 5 dargestellt, wird ein poröser Behälter 38, z. B. ein Papierbeutel, in die offenen Hälften des Behälters 12 eingeführt und auf den Flansch 9 a der Kompressionskammer 9 aufgesetzt. Der poröse Beutel 38 wird so aufgesetzt, daß mindestens ein Teil des oberen Teiles des porösen Beutels, der am oberen Ende offen ist, sich über den obersten Teil des Behälters 12 hinauserstreckt, so daß nach dem Füllen des porösen Beutels 38 mit dem verdichteten Feststoff aus der Kompressionskammer 9 der oberste Teil des porösen Beutels 38 zum Herstellen eines Verschlusses verwendet werden kann, z. B. durch Zunähen, Zusammenkleben usw. Danach wird ein gasförmiges Mittel, z. B. Luft, über den Kanal 34 in die ausdehnbare Abdichtung 37 eingelassen, und diese wird aufgeblasen und gegen die Innenwandung des porösen Beutels 38 gedrückt, so daß der poröse Beutel an der Gebrauchsstelle festgehalten wird, wenn die beiden Hälften des Behälters 12 geschlossen werden. Die Querschnittsfläche und die Abmessungen des porösen Beutels 38 werden vorzugsweise so gewählt, daß sie der Größe des Flansches 9 α entsprechen, so daß der poröse Beutel 38 knapp am Flansch 9 a und an der ausdehnbaren Dichtung 37 anliegt. In diesem Falle kann die ausdehnbare Dichtung 37 den porösen Beutel 38 an der Gebrauchsstelle festhalten, so daß für diesen keine weitere Abstützung erforderlich ist. Sollen größere poröse Beutel 38 verwendet werden, so könnte die Reihenfolge der Arbeitsvorgänge abgeändert werden, wobei der Kolben 18 für den Behälter 12 nach dem Einführen des porösen Beutels in die beiden Behälterhälften angehoben wird und den porösen Beutel 38 abstützt, während die beiden Behälterhälften geschlossen werden. Es soll jedoch die bevorzugte Arbeitsweise beschrieben werden, bei der ein poröser Beutel 38 verwendet wird, der von der ausdehnbaren Dichtung 37 getragen werden kann.

In den Hilfszylinder 24 wird Druckluft eingelassen, wobei die beiden Behälterhälften von der sich nach vorn bewegenden Stange 24 a und den scherenartigen Gliedern 25 geschlossen werden. Nach dem Schließen des Behälters 12 liegen die Ansätze 14 aneinander an, wie in bezug auf die F i g. 2 beschrieben wurde. In den Nebenzylinder 16 wird nunmehr Druckluft eingelassen mit der Folee, daß der Verriegelungskopf 15 in Richtung zum Behälter 12 vorwärts bewegt wird und die Ansätze 14 umschließt, so daß diese miteinander verriegelt werden. Hierbei werden die Übergangsstellen zwischen den beiden Behälterhälften von der Dichtung 14 a luftdicht abgeschlossen. Weiterhin wird eine luftdichte Abdichtung zwischen dem Flansch 9 a und dem Behälter 12 durch den Druck des Behälters 12 gegen die ausdehnbare Dichtung 37 hergestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß

in der ausdehnbaren Dichtung 37 im allgemeinen nur ein Druck von 900 oder 1350 g/cm² herrscht, so daß es bei geschlossenem Behälter 12 erwünscht ist, die Abdichtung zu entlüften, damit ein Reißen als Folge des im Innern des Behälters 12 während der Verdichtung bestehenden hohen Druckes von mehr als 7 kg/cm² vermieden wird.

Nachdem der Behälter 12 geschlossen worden ist, wird der Bodenkolben 18 durch Einlassen von Druckluft in den Bodenzylinder 17 angehoben. Wird der Bodenkolben 18 auf diese Weise angehoben, so schaltet eine nicht dargestellte mechanische Vorrichtung die Stromversorgung für den nicht dargestellten Elektromotor des Endlosbandförderers 19 ab. Ist der Bodenkolben 18 nach oben bis zur Basis des Behälters 12 voll ausgefahren, so befindet sich das Förderband 20 eingepreßt zwischen dem unteren Rand des Behälters 12 und der Oberseite des Bodenkolbens 18 und stellt daher zwischen diesen beiden Elementen eine luftdichte Abdichtung und einen Bodenverschluß für den Behälter 12 her. Bei dieser Stellung des Bodenkolbens 18 bildet dieser eine Abstützung für den porösen Beutel 38, und aus dem Inneren des Behälters 12 wird die Luft durch die öffnungen 41 und die Rohrleitung 42 abgesaugt, wobei der poröse Beutel 38 voll geöffnet gehalten wird, wie in den F i g. 4 und 5 dargestellt. Zugleich mit diesem Vorgang wird die Förderschnecke 11 in Betrieb gesetzt und befördert die Feststoffe in die Kompressionskammer 9 und in den Behälter 12, wobei die Förderschnecke 11 mit Feststoff von einer automatischen Waage 62 der Fig. 7 versorgt wird. Es wird darauf hingewiesen, daß nach dem Austragen einer vorherbestimmten Menge zu verdichtender pulverisierter Feststoffe aus der Waage 62 diese die Versorgungsleitung für die Förderschnecke 11 absperrt, damit von außen her keine Luft in die Kompressionskammer 9 und in den Behälter 12 eindringen und das im Behälter 12 erzeugte Vakuum zerstören kann.

Nachdem das pulverisierte Material in die Kompressionskammer 9 und in den Behälter 12 befördert worden ist, wird der Kolben 8 nach unten bewegt und beginnt die Feststoffe zusammenzupressen. Beim Absenken des Kolbens 8 wird von einer nicht dargestellten, ein Vakuum erzeugenden Einrichtung aus der Kompressionskammer 9 durch die Durchbohrung 28 und die biegsame Rohrleitung 29 die Luft abgesaugt. Dies kann jedoch auch vor dem Absenken des Kolbens 8 und während der Beförderung der pulverisierten Feststoffe in die Kompressionskammer 9 durchgeführt werden, um ein vollständiges Füllen der Kompressionskammer 9 zu erreichen.

Der Kolben 8 wird vorzugsweise mit gleichbleibender Geschwindigkeit nach unten bewegt, bis dessen Vorderseite mit der Bodenkante der Kompressionskammer 9 fluchtet. Dieser letzte Arbeitsvorgang bewirkt dann eine Verdichtung der pulverisierten Feststoffe im Behälter 12. Während dieses Zusammenpressens wird aus dem Behälter 12 über die Rohrleitung 42 sowie aus der Kompressionskammer 9 über die Durchbohrung 28 am Kolben 8 und über die biegsame Rohrleitung 29 beständig Luft abgesaugt, oder es wird in der Kompressionskammer 9 und im Behälter 12 beständig ein Vakuum aufrechterhalten. Ist der Kolben 8 vollständig ausgefahren, so daß dessen Vorderseite mit der Bodenkante der Kompressionskammer 9 fluchtet, so wird die Zuführung der Druckluft zum oberen Teil des Zylinders 2 unter-

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brochen, und der untere Teil des Zylinders 2 wird mit Druckluft versorgt im besonderen zwischen der Platte 5 und der Unterseite des Kolbengegenhalters 6, so daß die Kolbenstange 7 nach oben bewegt wird und dabei den Kolben 8 in die Ausgangsstellung oberhalb der Ebene zurückzieht, in der die Rohrleitung 10 gelegen ist.

Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbengegenhalters 6 wird die im oberen Teil des Zylinders 2 befindliche Luft durch nicht dargestellte Mittel abgelassen. Zugleich mit diesem Zurückziehen des Kolbens 8 wird dem Bodenzylinder 17 Druckluft zugeführt in derselben Weise wie dem Zylinder 2, wobei der Bodenkolben 18 teilweise nach unten bewegt wird, z. B. um ungefähr 25 oder 50 mm, wodurch die Abdichtung zwischen dem Förderband 20 und dem unteren Rand des Behälters 12 unterbrochen wird.

Während der Zeit, in der der Bodenkolben 18 teilweise nach unten zurückgezogen ist oder kurz danach wird dem Nebenzylinder 16 Druckluft zugeführt mit der Folge, daß der Verriegelungskopf 15 von den Ansätzen 14 zurückgezogen wird. Danach wird dem Hilfszylinder 24 Druckluft zugeführt, wobei die Behälterhälften des Behälters 12 geöffnet werden mit der Folge, daß der poröse Beutel 38 mit den zusammengepreßten Feststoffen vom Förderband 20 und vom Bodenkolben 18 getragen wird, während dieser sich nach unten bewegt. Zu dieser Zeit ist die ausdehnbare Dichtung 37 als Folge des einwirkenden Vakuums vollständig entlüftet, so daß der poröse Beutel 38 frei auf den Bodenkolben 18 herabfallen kann. Der poröse Beutel 38 ruht dann auf dem Förderband 20 und kann aus der Kompressionseinrichtung unbehindert waagerecht weiterbefördert werden, nachdem der Bodenkolben 18 vollständig zurückgezogen worden ist. Sind die Behälterhälften des Behälters 12 voll geöffnet, dann wird durch die Rohrleitungen 42 ein Luftstrom gegen die Innenauskleidung 39 im Behälter geblasen, um Feststoffe zu entfernen, die an der Oberfläche des porösen Materials 40 haftengeblieben sind. Ebenso wird ein Luftstrom gegen den Kolben 8 gerichtet, um die am porösen Tuch 31 haftenden Feststoffe zu entfernen.

Wenn der Bodenkolben 18 nach unten in die tiefste Stellung bewegt wird, so wird eine nicht dargestellte mechanische Vorrichtung betätigt, die das Förderband 20 in Betrieb setzt. Dieses Förderband 20 befördert den porösen Beutel 38 zu einer Kontrollwaage 74 (F i g. 6). Nach der Gewichtskontrolle wird der obere Teil des porösen Beutels 38 mit Hilfe einer Nähmaschine 76 der Fig. 6 oder durch Zukleben oder Zuklammern verschlossen.

Zu der oben beschriebenen einstufigen Verdichtungsvorrichtung wird bemerkt, daß diese allgemein senkrecht aufgestellt wird. Als Beispiel für die Arbeitsweise einer solchen Vorrichtung sei angeführt, daß das Volumen der in die Komprcsnionskammer 9 und in den Behälter 12 eingetragenen Feststoffe vor dem Verdichten ungefähr das Vierfache des Volumens des zusammengepreßton Materials in dem Behälter 12 beträgt. Sollen größere Volumen von pulverisierten Feststoffen ohne Vergrößerung des Ouerschnittes der Kompressionskamnier 9 und des Behälters 12 zusammengepreßt werden, so müßte die Höhe tier Kompressionskammer 9 in einem solchen Ausmaß vergrößert werden, daß die sich dann ergebende Gesamthöhe der Verdiehtiingsvoniclitiing die Möglichkeiten der meisten Ciebiiudc überschreitet,

in denen die Vorrichtung aufgestellt werden kann. Es ist daher eine weitere zu bevorzugende Ausführung einer zweistufigen Verdichtungsvorrichtung vorgesehen, die in den Fig. 6 bis 11 dargestellt ist, deren erste Kompressionsstufe waagerecht angeordnet und mit einer zweiten, senkrecht angeordneten Kompressionsstufe verbunden ist. Bei dieser Auführung der Vorrichtung ist die Gesamthöhe nicht größer als bei der einstufigen Verdichtungsvorrichtung nach den F i g. 1 bis 5, obwohl ein größeres Volumen pulverisierter Feststoffe zusammengepreßt werden kann. Obwohl der nachstehende Teil der Beschreibung sich auf eine zweistufige Verdichtungsvorrichtung bezieht, so kann im Rahmen der Erfindung auch eine mehrstufige Verdichtungsvorrichtung mit einer Reihe von Kompressionskammern und den zugehörigen Kolben nebst druckmittelbetätigten Zylindern vorgesehen werden.

Wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, weist die zweite Ausführungsform der Erfindung ein Gestell 44 mit den Querträgern 45 auf, die einen senkrecht angeordneten, druckmittelbetätigten Zylinder 46 tragen, dessen Aufbau dem des Zylinders 2 nach der F i g. 1 gleicht. Der Zylinder 46 ist am Gestell 44 und an den Querträgern 45 mit Hilfe der Platten 47 und 48 befestigt, die von nicht dargestellten Zugstangen gleich denen in der Fig. 1 dargestellten zusammengehalten werden. Im Zylinder 46 ist ein Kolbengegenhalter 50 gelagert, der an der Kolbenstange 49 angebracht ist und dessen Aufwärtsbewegung begrenzt. Die Kolbenstange 49 erstreckt sich senkrecht nach unten durch den Boden des Zylinders 46 hindurch und trägt einen Kolben 51, der in einer Kompressionskammer 52 nach oben und unten bewegbar ist. Nahe am oberen Teil der Kompressionskammer 52 öffnet sich in diese im wesentlichen senkrecht eine langgestreckte, waagerecht verlaufende seitliche Kompressionskammer 53, die in der F i g. 7 dargestellt ist. In der seitlichen Kompressionskammer 53 ist ein seitlicher Kolben 54 gelagert, der mit einem Dichtungsring 55 versehen ist und sich in voll zurückgezogenem Zustand nahe am äußersten Ende der seitlichen Kompressionskammer befindet. Der seitliche Kolben 54 weist den gleichen Aufbau auf wie der Kolben 51 und ist mit einem perforierten Glied und einem porösen Material ausgestattet, das das Hindurchdringen von Gasen, nicht jedoch von Feststoffen zuläßt, sowie mit einem Mittel zum Zu- und Abführen von Gasen in die und aus der seitlichen Kompressionskammer 53. An die Kammer 53 angrenzend erstreckt sich im wesentlichen auf derselben Längsachse ein druckmittelbetätigter seitlicher Zylinder 58, in dem ein Kolbengegenhalter 57 angeordnet ist, der an einer Kolbenstange 56 angebracht ist, die sich waagerecht durch die Wandung des seitlichen Zylinders 58 hindurcherstreckt und den seitlichen Kolben 54 trägt, der in der Kammer 53 waagerecht hin- und lierbewegbar gelagert ist.

Der seitliche Zylinder 58 wird von den Platten 59 und 60 getragen, die von in der F i g. 7 nicht dargestellten Zugstangen zusammengehalten werden, jedoch den Zugstangen 3 nach der F i g. 1 gleichen. In den oberen Teil der seitlichen Kompressionskammcr 53 hinein öffnet sich nahe an der Platte 60 eine Rohrleitung 61, die zum Eintragen der Feststoffe in die Kammer 53 dient. Diese Rohrleitung 61 verläuft senkrecht und sieht am oberen Ende mit einer Waage 62 und einem Einfülltrichter 63 in Vcr-

Claims

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bindung. Das im Einfülltrichter 63 enthaltene Material strömt in die Waage 62. Diese Waage 62 kann aus einer der im Handel erhältlichen, vorzugsweise automatischen Wiegeeinrichtungen bestehen. Das von der Waage 62 kommende Material fällt dann durch die Rohrleitung 61 in die seitliche Kompressionskammer 53.

Unmittelbar unterhalb der Kompressionskammer 52 befindet sich eine Luftentleerungs- und Zurückhaltekammer 64, hiernach als Behälter 64 bezeichnet. Unm ttelbar unterhalb des Behälters 64 ist ein druckmittelbetätigter Bodenzylinder 65 angeordnet, in dem ein von einer Kolbenstange 67 senkrecht bewegbarer Bodenkolben 66 gelagert ist. Gleichfalls unmittelbar unterhalb des Behälters 64 ist eine Fördereinrichtung 68 mit einem Förderband 69 angeordnet. Der obere Teil dieses Förderbandes 69 liegt auf dem Bodenkolben 66 und wirkt als Abdichtung, wenn der Bodenkolben 66 senkrecht nach oben ausgefahren wird und das Förderband 69 gegen den unteren Rand des Behälters 64 preßt. Die Fördereinrichtung 68 ist ferner mit einer Führung 70, einem Lager 71 und einer Feder 72 ausgestattet.

Wie in der F i g. 6 dargestellt, sind in bekannter Weise unmittelbar an das eine Ende der Fördereinrichtung 68 angrenzend die Rollen 73 angeordnet, die die mit zusammengepreßten Feststoffen gefüllten Beutel vom Förderband 69 aus zum Abwiegen zu einer Kontrollwaage 74 befördern. An der zur Fördereinrichtung 68 entgegengesetzten Seite der Kontrollwaage 74 ist ein Bandförderer 75 angeordnet, der die Beutel zu einer Nähmaschine 76 befördert und von dieser aus weiterleitet. Neben der Nähmaschine 76 sind Paletten 77 zur Aufnahme der gefüllten Beutel aufgestellt.

Die F i g. 8 zeigt als Querschnitt nach der Linie 8-8 in der F i g. 7 den Behälter 64, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist und am Umfang mit waagerecht verlaufenden Verstärkungsbändern 87 versehen ist, wie in der F i g. 9 ausführlicher dargestellt, wobei es im Rahmen der Erfindung liegt, für das Außengehäuse auch andere Querschnitte vorzusehen, z. B. dreieckig, kreisrund, vieleckig usw. Weiterhin kann der Behälter 64 gleich dem Behälter 12 so ausgestaltet werden, daß die Wandungen genügend stark bemessen werden, um ein Reißen auf Grund des Innendruckes zu vermeiden, in welchem Falle die Verstärkungsbänder 87 weggelassen werden können.

Wie in der Fig. 8 dargestellt, besteht der Behälter 64 aus zwei Behälterhälften, die auf den Gelenken 86 gelagert frei herumschwenken können, und die mit Ansätzen 78 versehen sind, die aneinander anliegen, wenn die beiden Behälterhälften geschlossen sind. In einer an den Ansätzen 78 vorgesehenen Ausnehmung 78 a ruht eine biegsame Dichtung 79, die einen luftdichten Verschluß herstellt, wenn die Behälterhälften geschlossen und verriegelt sind. Der Behälter 64 wird mittels einer Vorrichtung geschlossen gehalten, die aus einem druckmittelbetätigten Nebenzylinder 80 und aus einer KolbenstangeSl mit einem Verriegelungskopf 82 besteht, der die Ansätze 78 umfaßt. Bei zurückgezogenem Verriegelungskopf 82 kann der druck mittelbetütigtc Hilfszylinder 83 zum öffnen des Behälters 64 durch Zurückziehen der Kolbenstange •84 benutzt werden, an der die scherenartigen Glieder SS und der Bügel 85a befestigt sind, welche Glieder ihrerseits mit den Behiilterhiillteu verbunden sind.

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Die Gehäusehälften schwenken beim öffnen des Behälters 64 auseinander, wie in der F i g. 8 mit unterbrochenen Linien dargestellt.

Die F i g. 9 zeigt einen Schnitt durch den Behälter 64 nach der Linie 9-9 in der Fig. 8. Im übrigen gleicht der Aufbau des unterhalb der Kompressionskammer 52 angeordneten Behälters 64 dem in der F i g. 5 dargestellten Aufbau.

Der Behälter 64 ist an der Innenseite mit einer sich vorzugsweise bis zur gesamten Höhe erstreckenden perforierten Innenauskleidung 88, vorzugsweise in Form eines Metallsiebes, versehen, das einen Belag aus einem porösen Material trägt, z. B. aus einem Gewebe oder einem Tuch 89.

Wie in der F i g. 9 dargestellt, ist der Behälter 64 an der senkrechten Wandung mit einer Öffnung 90 versehen, an die mit Hilfe der Paßstücke 92 eine biegsame Rohrleitung 91 angeschlossen ist, die ihrerseits mit einer nicht dargestellten bekannten, einen Druck und ein Vakuum erzeugenden Einrichtung verbunden ist.

Am untersten Teil der Kompressionskammer 52 ist ein ringförmiger Flansch 93 vorgesehen, der eine dehnbare Dichtung 94 enthält, mit der eine luftdichte Verbindung zwischen der Kammer 52 und dem Behälter 64 hergestellt werden kann. Die Dichtung 94 hält zugleich einen porösen biegsamen Beutel 95, z. B. einen Papierbeutel, an der Gebrauchsstelle fest. Diese Dichtung 94 und die in der F i g. 9 nicht dargestellten Mittel zum Aufblasen und Entlüften der Dichtung gleichen der Dichtung 37 und den zugehörigen Elementen 34, 35 und 36, die bereits in Verbindung mit der F i g. 5 beschrieben wurden.

Der in der Fig. 10 als Schnitt nach der Linie 10-10 in der F i g. 7 dargestellte Kolben 51 gleicht dem in der F i g. 4 dargestellten Kolben und ist mit einer senkrechten Durchbohrung 96 versehen, an die mit Hilfe der Paßstücke 98 eine biegsame Rohrleitung 97 angeschlossen ist, die ihrerseits mit einer herkömmlichen, ein Vakuum und einen Druck erzeugenden Einrichtung verbunden ist.

Unmittelbar an der Stirnfläche des Kolbens 51 ist ein Sieb 99 angeordnet, das einen Belag aus einem porösen Material 100, z. B. ein Nylongewebe, trägt. Sowohl das Sieb 99 als auch der Belag 100 sind am Kolben 51 mittels eines Befestigungsringes 101 lösbar befestigt. In einer am Kolben 51 vorgesehenen Ringnut sitzt ein Dichtungsring 102, der eine luftdichte Verbindung zwischen der Kompressionskammer 52 und dem Koiben 51 herstellt.

Der in der Fig. 11 als Schnitt nach der Linie 11-11 in F i g. 7 dargestellte seitliche Kolben 54 gleicht dem Kolben 8 nach der F i g. 4 oder dem Kolben 51 nach der Fig. 10.

Die oben beschriebene und in den F i g. 6 bis 11 dargestellte andere Ausführungsform der Erfindung mit zwei Kompressionskammern und mit zwei druckmittelbetätigten Kompressionszylindern gleicht der Arbeitsweii-c nach im wesentlichen der in bezug auf die Fig. 1 bis 5 beschriebenen Einzylindervcrdichtungsvorrichtung, so daß sich eine Beschreibung der Arbeitsvorgänge erübrigt.

Patentanspruch:

Verdichtungsvorrichtung zum Verdichten von im wesentlichen trockenen pulverisierten Feststoffen mit einem mit einer Koinpressiimskammcr zusammenarbeitenden Kolben, der mit einer

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Bohrung sowie an der dem zu verdichtenden Stoff zugewandten Seite mit einer gasdurchlässigen Auskleidung versehen ist, und mit einem an die Kompressionskammer anschließenden Behälter zur Aufnahme der verdichteten Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (12, 64) an den Innenseiten mit einer gasdurchlässigen Auskleidung (39,40; 88,89), an einer Seitenwand mit einer gebohrten öffnung (41, 90) versehen und an der Unterseite von einem mittels eines Bodenkolbens (18, 66) angepreßten Förderband (20,69) geschlossen ist, und daß seine Seitenwände um ein Gelenk (27, 86) auseinanderschwenkbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen