DE19533078A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Mahlen und Sichten von Mahlgut - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Mahlen und Sichten von MahlgutInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mahlen und Sichten von Mahl
gut nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine für die Durch
führung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.
Nach dem Stand der Technik wird beim Kaltmahlen zu zerkleinerndes
Mahlgut, insbesondere Kunststoff, durch Kühlen mit einem Kühlmittel
versprödet und zur Zerkleinerung einer Mühle zugeführt. Das zerkleiner
te Mahlgut verläßt die Mühle in kaltem Zustand, wird aufgefangen und
zwischengelagert, wobei eine Anpassung der Temperatur des Mahlgu
tes an die Umgebungstemperatur erfolgt. Während dieser Lagerung
kann sich an dem Mahlgut gebildete Elektrostatik abbauen. Um die sich
anschließende Sichtung des Mahlgutes zu verbessern, wird in vielen
Fällen ein Trennmittel hinzugefügt. Dieses wird dem Mahlgut unterge
mischt. Beim Sichten wird das Überkorn vom Feingut getrennt und kann
dem Mahlprozeß erneut zugeführt werden. Während sich die Tempera
tur des Mahlgutes bei der Zwischenlagerung der Umgebungstemperatur
anpaßt, kondensiert Wasser aus der Umgebungsluft an den Partikeln
des Mahlgutes. Hierdurch wird die Sichtfähigkeit des Mahlgutes sehr
eingeschränkt. Auf ein zwischenzeitliches Trocknen und ein Hinzufügen
von Trennmitteln kann daher für die Sichtung beim bisherigen Kaltmah
len nicht verzichtet werden. Die damit verbundenen Arbeitsschritte sind
Zeit- und Kostenaufwendig.
So muß die Produktion von Feingut für die Dauer der Zwischenlagerung
unterbrochen werden und es entstehen Kosten für den Einsatz von
Trennmittel und den damit verbundenen Arbeitsaufwand.
Die DE-PS 38 33 830 C2 zeigt eine Vorrichtung der Anmelderin für die
Herstellung extrem feiner Stäube mit Teilchengrößen bis zu kleiner 10
Mikrometer, in die ein Sichter integriert ist. Die EP 0 044 507 A1 be
schreibt ein Verfahren, bei dem Etiketten von Kunststoffieilen durch
Sichten abgetrennt werden. In der EP 0 317 935 B1 ist eine Vorrichtung
dargestellt, in der das aus einer Mühle austretende Kaltgas durch einen
Zyklon von Partikeln befreit wird. In der DE-OS 23 18 549 wird das
durch Kaltmahlen zerkleinerte Mahlgut durch eine Siebeinrichtung klas
siert. Die im Stand der Technik genannten Schriften beziehen sich ent
weder auf die Herstellung von extrem feinen Stäuben oder ihnen liegen
andere Aufgaben zugrunde. So wird in der EP 0 044 507 A1 nicht nach
Teilchengröße sondern nach Materialeigenschaft getrennt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu schaffen, mit denen die Produktion von Feingut kosten
sparend und mit geringerem Zeitaufwand durchgeführt werden kann.
Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruchs 1 berücksichtigten
Stand der Technik ist die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit dem im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung ist es nun
mehr möglich, Feingut in einem geschlossenen Prozeß und ohne Zwi
schenlagerung zu produzieren. In der Mühle anfallendes gasförmiges
Kühlmittel kann gleichzeitig für den Sichterkreislauf eingesetzt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die Zeichnungen veranschaulichen eine Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Form.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine Vorrichtung bei der ein Sichter an eine Mühle an
geschlossen ist,
Fig. 2 eine Abwandlung der Vorrichtung in Fig. 1.
In der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird das Aufgabegut über ei
nen Trichter 1 auf eine Förderschnecke 2 aufgegeben, welche das Auf
gabegut über einen Metallabscheider 3 einer Zellenradschleuse 4 zu
führt, die eine Kühlschnecke 5, welche durch eine Eindüsung 6 mit flüs
sigem Kühlmittel beschickt wird, mit dem Aufgabegut gefüllt. Der Aus
gang der Kühlschnecke 5 ist über die Leitung 7 mit einer Mühle 8 ver
bunden, deren Ausgang 9 mit einem Trichter 10 in Verbindung steht,
welcher in eine Zellenradschleuse 11 führt. Von der Zellenradschleu
se 11 führt eine Verbindung 12 zu der Leitung 13, welche in einen ex
ternen Sichter 14 mündet. Vom Sichter 14 zweigt sich eine Leitung 15
mit einer Zellenradschleuse 16 ab, welche in den Trichter 1 mündet und
zur Rückführung von Überkorn dient. Eine weitere Leitung 17 dient zum
Abführen des Feingutes und mündet in einen Zyklon 18, der ausgangs
seitig mit einer Zellenradschleuse 19 ausgestattet ist. Die Leitung 20,
die ein Ventil 21 und ein Gebläse 22 aufweist, führt wieder in die Lei
tung 13. Von der Leitung 20 zweigt sich eine Leitung 23 ab, welche mit
einem Ventil 24 ausgestattet ist und die in die Feingutkammer 25 des
Sichters 14 mündet. Weiterhin zweigt sich von der Leitung 20 eine Lei
tung 26 ab, welche über ein Ventil 27 und ein Filter 28 in eine Zellen
radschleuse 29 sowie die Umgebung mündet. An der Leitung 20 befin
det sich eine Zufuhr 30 für flüssiges Kühlmedium. An dem Trichter 10 ist
eine Leitung 31 mit einem Filter 32 angeschlossen, welche gasförmiges
Kühlmittel in die Leitung 7 rückführt. Von der Leitung 31 zweigen sich
die Leitungen 33 und 34 ab, welche mit den Ventilen 35 und 36 ausge
stattet sind. Leitung 34 steht mit der Leitung 20 in Verbindung, Leitung
33 führt in die Umgebung.
In Fig. 2 sind gleichen Vorrichtungsmerkmalen die selben Bezugszei
chen zugeordnet. Sie zeigt eine Vorrichtung in der sich die Leitung 20
lediglich in die Leitungen 23 und 26 fortführt und das Einmünden der
Leitung 20 in das Leitungsstück 13 entfällt. Die Zufuhr 30 mündet in die
Leitung 23.
Bei Betrieb wird nun das Aufgabegut über den Trichter 1 auf die Förder
schnecke 2 aufgegeben, welche das Aufgabegut über den Metallab
scheider 3 in die Zellenradschleuse 4 einbringt die das Aufgabegut der
Kühlschnecke 5 zuführt. Über die Eindüsung 6 wird das flüssige Kühl
mittel, in diesem Fall flüssiger Stickstoff, in die Kühlschnecke 5 einge
geben. Hierdurch wird das Aufgabegut gekühlt und versprödet. Das auf
diese Art und Weise vorbehandelte Aufgabegut wird durch die Leitung 7
der Mühle 8 zugeführt, welche das Aufgabegut zerkleinert. Das auf die
se Weise im Gasstrom des verdampften flüssigen Stickstoffes zerklei
nerte Mahlgut wird über den Ausgang 9 dem Trichter 10 und der Zellen
radschleuse 11 zugeführt, von der aus über die Verbindung 12 das zer
kleinerte Mahlgut im Kaltgasstrom in den Sichter 14 gefördert wird. Die
Vorrichtung ist entlang der Wegstrecke von der Mühle 8 über den Aus
gang 9, den Trichter 10, die Zellenradschleuse 11 sowie der Verbindung
12 gegenüber der Umgebung gasdicht abgeschlossen. Hierdurch ist ein
Eintritt von Umgebungsluft und der damit verbunden Feuchtigkeit aus
geschlossen. In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiele ist die
Förderung des gemahlenen Gutes in den Sichter 14 durch den Gass
trom des verdampfenden Kühlmittels durch die Leitung 12 gewährleistet.
Jedoch ist es auch vorstellbar anstelle eines solchen Gasstromes als
Treibmittel für die Förderung des zerkleinerten Mahlgutes auch andere
Vorrichtungselemente wie beispielsweise eine weitere Förderschnecke
einzusetzen. Das zerkleinerte Mahlgut gerät im Kaltgasstrom des
Kühlmittels über die Leitung 13 in den Sichter 14, in dem das Überkorn
vom Feingut getrennt wird. Das Überkorn gelangt über die Leitung 15
und die Zellenradschleuse 16 in den Trichter 1 zurück. Das Feingut wird
über die Leitung 17 in einen Zyklon 18 gefördert, in dem es vom Kalt
gasstrom getrennt und über die Zellenradschleuse 19 abgeführt wird.
Das verbleibende Kaltgas gelangt durch die Leitung 20 über das Geblä
se 22 in Form einer Kreislaufführung erneut in die Leitung 13, die es er
neut dem Sichter zugeführt. In die Leitung 20 kann über die Zufuhr 30
weiterhin flüssiger Stickstoff, welcher in der Leitung 20 verdampft, zuge
führt werden, um eventuelle Kaltgasverluste innerhalb des Sichterkreis
laufes zu kompensieren. Es ist auch möglich, einen Teilstrom des Kalt
gases aus der Leitung 20 über die Leitung 23 mit dem Ventil 24 der
Feingutkammer 25 des Sichters 14 zuzugeben. Eventuell im Sichter
kreislauf anfallender Überdruck kann über die Leitung 26 mit dem Ventil
27 abgeführt werden. Hierzu wird der Gasstrom über ein Filter 28 gelei
tet, welches das aus dem Filter austretende Kaltgas von Partikeln wel
che die Umwelt belasten könnten befreit. Die abgetrennten Partikel kön
nen über eine Zellenradschleuse 29 ausgesondert und gesammelt wer
den. Von dem Trichter 10 zweigt sich ebenfalls gasdicht ausgebildet die
Leitung 31 ab, welche über den Filter 32 führt, der wiederum anfallende
Partikel abtrennt. Der aus dem Filter austretende Gasstrom, welcher ei
ne niedrige Temperatur aufweist, kann im Kreislauf über die Weiterfüh
rung der Leitung 31 in die Leitung 7 rückgeführt werden um den Ge
samtverbrauch an flüssigen Stickstoff als Kühlmittel zu reduzieren.
Alternativ kann überschüssiges Kaltgas über die Leitung 33, die mit dem
Ventil 35 ausgestattet ist, an die Umgebung abgegeben werden. Es ist
auch möglich, den Sichterkreislauf durch die Leitung 34, die mit dem
Ventil 36 ausgestattet ist, mit weiterem Kaltgas aus dem Mahlprozeß zu
versorgen, indem das Kaltgas in die Leitung 20 eingespeist wird um
eventuelle Kreisgasverluste im ebenfalls geschlossenen Sichterkreislauf
zu kompensieren.
In Fig. 2 ist der Sichtergaskreislauf enger gefaßt und umfaßt lediglich
die Feingutkammer des Sichters, die Leitung 17 mit dem Zyklon 18, die
Leitung 20 mit dem Gebläse 22 sowie die Leitungsrückführung 23 mit
dem Ventil 24.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung ist es nun
mehr möglich, in einem geschlossenen Ablauf, on-line, unter Fernhal
tung von Umgebungsluft und der damit verbunden Luftfeuchtigkeit ohne
weitere Zwischenschritte wie Temperieren, Trocknen und Zugabe von
Trennmitteln, Feingut zu produzieren und zu sichten. Es kann daher in
erheblichem Ausmaß Zeit und Kostenaufwand reduziert werden. Idealerweise
wird das Verfahren mit flüssigem Stickstoff, welcher in dem
Prozeß verdampft, betrieben werden. Jedoch ist es auch möglich, ande
re Kühlmittel, die ähnliche Eigenschaften haben, einzusetzen. Das Ver
fahren ist nicht auf die Anwendung von Prallmühlen beschränkt, viel
mehr können auch andere Mühlen wie Mikrowirbelmühlen eingesetzt
werden. Das aufgegebene Grobgut kann mit dem Verfahren und der
Vorrichtung im wesentlichen bis auf 50 Mikrometer Teilchengröße in den
Hauptanteilen zerkleinert werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfah
ren und der Vorrichtung wird der Eintritt von Luftfeuchtigkeit verhindert.
Dadurch wird die Produktqualität verbessert und die nachfolgenden
Trennstufen maßgeblich positiv beeinflußt, eine Trennmittelzugabe ist
nicht erforderlich. Probleme die durch Elektrostatik entstehen, können
unterbunden werden. Das zur Sichtung erforderliche Kreisgas wird dem
vorgeschalteten Kaltmahlprozeß entnommen, so daß eine Doppelnut
zung des Kühlmittels möglich ist. Für eine wirtschaftliche Betriebsweise
ist ein Sichter 14 mit Sichtergaskreislauf erforderlich. Jedoch kann bei
Vorliegen eines Sonderfalls das erfindungsgemäße Verfahren auch mit
einem Sichten ohne Sichtergaskreislauf ausgeübt werden.
Im Falle der Verwendung von flüssigem Stickstoff als Kühlmittel werden
dabei auch gleichzeitig beide Prozesse, das Mahlen und das Sichten
unter dem Inertgas vorgenommen. Somit wird insbesondere bei Sauer
stoff-empfindlichem Mahlgut die Explosionsgefahr eingeschränkt. Auf
die bisher erforderlichen Schritte Mischen, Trennmittelzugabe und Zwi
schenlagern kann verzichtet werden; damit verbunden ist eine deutliche
Reduzierung der Personal-, Betriebs- und Investitionskosten. Das in die
Mahlanlage rückgeführte Überkorn ist bereits durch den Prozeßvorgang
abgekühlt, wodurch der Verbrauch an Kühlmittel reduziert werden kann.
Das Verfahren kann mit besonderem Vorteil im on-line Betrieb durchge
führt werden.
Bezugszeichenliste
1 = Trichter
2 = Förderschnecke
3 = Metallabschneider
4 = Zellenradschleuse
5 = Kühlschnecke
6 = Eindüsung
7 = Ausgang
8 = Mühle
9 = Leitung
10 = Trichter
11 = Zellenradschleuse
12 = Verbindung
13 = Leitung
14 = Sichter
15 = Leitung
16 = Zellradschleuse
17 = Leitung
18 = Zyklon
19 = Zellradschleuse
20 = Leitung
21 = Ventil
22 = Gußlänge
23 = Leitung
24 = Ventil
25 = Feingutkammer
26 = Leitung
27 = Ventil
28 = Filter
29 = Zellradschleuse
30 = Zufuhr
31 = Leitung
32 = Filter
33 = Leitung
34 = Leitung
35 = Ventil
36 = Ventil
2 = Förderschnecke
3 = Metallabschneider
4 = Zellenradschleuse
5 = Kühlschnecke
6 = Eindüsung
7 = Ausgang
8 = Mühle
9 = Leitung
10 = Trichter
11 = Zellenradschleuse
12 = Verbindung
13 = Leitung
14 = Sichter
15 = Leitung
16 = Zellradschleuse
17 = Leitung
18 = Zyklon
19 = Zellradschleuse
20 = Leitung
21 = Ventil
22 = Gußlänge
23 = Leitung
24 = Ventil
25 = Feingutkammer
26 = Leitung
27 = Ventil
28 = Filter
29 = Zellradschleuse
30 = Zufuhr
31 = Leitung
32 = Filter
33 = Leitung
34 = Leitung
35 = Ventil
36 = Ventil
Claims (13)
1. Verfahren zum Mahlen und Sichten von Mahlgut, bei dem das
Mahlgut durch ein Kühlmittel versprödet und in einer Mühle (8)
zerkleinert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zerkleinerte Mahlgut unter Fernhalten von Umgebungs
luft einem Sichter (14) mit Sichtergaskreislauf zugeführt wird,
in welchem das zerkleinerte Mahlgut klassiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zerkleinerte Mahlgut in einer Atmosphäre von
gasförmigem Kühlmittel in den Sichter gefördert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das im Sichter (14) abgetrennte Überkorn wieder der
Mühle (8) zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil des in der Mühle (8) eingesetzten Kühlmittels in
gasförmigem Zustand dem Sichtergaskreislauf zugeführt wird
um Gasverluste und Kälteverluste im Sichtergaskreislauf zu
kompensieren.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil des in der Mühle (8) eingesetzten Kühlmittels der
Mühle (8) in gasförmigem Zustand wieder zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sichtergaskreislauf mit dem Kühlmittel betrieben wird,
welches zum Verspröden eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das im Sichter (14) abgetrennte Überkorn dem Mahlprozeß
in kaltem Zustand erneut zugeführt wird.
8. Vorrichtung mit einer Mühle (8) zum zerkleinern von Mahlgut,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mühle (8) ein Sichter (14) mit Sichtergaskreislauf
zugeordnet ist, welcher mit der Mühle durch Mittel in Verbindung
steht, die eine Förderung des zerkleinerten Mahlgutes in den
Sichter (14) ermöglichen ohne Kontakt mit Umgebungsluft.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sichter (14) mit der Mühle (8) durch Mittel in Verbindung
steht, welche das Überkorn der Mühle (8) zuführen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitung (20) des Sichtergaskreislaufes mit der Ausgangs
seite der Mühle (8) durch eine Leitung (34) in Verbindung
steht, die gasförmiges Kühlmittel in den Sichterkreislauf ein
bringt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Ausgangsseite der Mühle (8), eine Leitung (31),
angebracht ist, welche mit der Eingangsseite der Mühle (8) in
Verbindung steht.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Leitung (31), welche ausgangsseitig von der Mühle (8)
abzweigt, ein Filter (32) integriert ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Leitung (20) des Sichtergaskreislaufes ein Gasaustritt
zugeordnet ist, welcher ein Filter (28) mit Partikelaustritt umfaßt.
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