DE19755578A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von anreagierten Bindepartikeln aus Ausgangskomponenten unterschiedlicher Rezepturen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von anreagier­ ten, körnigen und/oder pulvrigen Bindepartikeln aus Ausgangs­ komponenten unterschiedlicher Rezepturen und/oder Zusammensetzungen die in flüssigem oder pastösem Zustand miteinander gemischt vernetzen und somit abbinden, insbesondere zur Herstellung von Bindepartikeln aus Zweikomponenten-Kunststoff.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von derartigen Bindepartikeln.

Aus DE-38 03 786 C2 sind mineralische Bindemittel bekannt, wobei zunächst flüssiger Reaktionskunststoff durch eine Düsenöffnung zerstäubt, die dabei gebildeten Tröpfchen bis unter ihre Reaktions­ temperatur abgekühlt und verfestigt werden und danach im Schwebe­ zustand die Partikel des mineralischen Bindemittels mit den wieder erwärmten Reaktionskunststofftröpfchen in Berührung gebracht werden.

Es werden also praktisch aus zwei Körpern oder Körnern bestehende Bindemittelpartikel geschaffen, wobei es darauf ankommt, daß Reaktionskunststoffpartikel und Bindemittelpartikel miteinander verbunden werden.

Entsprechend große Bindemittelkörper oder -körner entstehen und darüber hinaus müssen zunächst einmal die einzelnen Teile dieser Bindemittelkörper jeweils getrennt hergestellt und dann in geeigneter Weise miteinander verbunden werden.

Es sich ferner Zweikomponentenkunststoff-Pulver bekannt, wobei diese Komponenten mit einem Extruder intensiv vermischt und gewalgt, anschließend gekühlt und danach gemahlen werden, was als maschinell sehr aufwendig anzusehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und auch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, womit aus wenigstens zwei Komponenten aufgebaute Reaktionskunststoffe in Pulverform auf möglichst einfache Weise hergestellt werden können, wobei gleichzeitig eine bestmögliche Anpassung an den jeweiligen Verwendungszweck möglich sein soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs geschilderte Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß alle Ausgangskomponenten durch Energiezufuhr oder durch Erhitzen in Gasform gebracht, verflüssigt und/oder ihre Viskosität herabgesetzt, danach zusammengeführt und miteinander vermischt werden und daß diese Mischung unmittelbar anschließend durch schnellen oder plötzlichen Energieentzug verfestigt und dadurch eine beginnende Vernetzung der Komponenten unterbrochen wird.

Auf diese Weise können also Partikel gebildet werden, deren Komponenten sehr intensiv miteinander vermischt sind, weil dies auf einer entsprechend hohen Energiestufe geschieht, so daß die so gebildeten Bindepartikel in gesteuerter Weise diejenigen Komponenten in inniger gegenseitiger Vermischung enthalten können, die für den jeweiligen Verwendungszweck gewünscht sind. Die Vermischung der Komponenten ist dabei wesentlich gründlicher, als wenn dies in mechanischer Weise mittels Extruder und Mahlvorrichtung geschieht.

Besonders günstig ist es dabei, wenn die Ausgangskomponenten vor ihrer Vermischung überhitzt werden. Um so leichter lassen sie sich miteinander innig vermischen.

Eine besonders gründliche Vermischung einzelner Komponenten läßt sich erzielen, wenn die Ausgangskomponenten vor ihrer Vermischung verdampft werden. Aber auch verflüssigte Ausgangskomponenten können sehr intensiv mit relativ geringem Aufwand miteinander vermischt werden.

Eine sehr wirkungsvolle und effektive Art des schnellen Energieent­ zuges kann dadurch erreicht werden, daß den vermischten Komponenten die Energie durch Einbringen in ein verflüssigtes Gas oder in verflüssigten Stickstoff entzogen wird. Damit läßt sich die gewünschte Änderung des Aggregatzustandes, also die Erlangung fester Pulverteilchen aus zuvor in anderem Aggregatzustand befindlichen Stoffen besonders schnell erzielen. Dadurch werden sie in einen nicht mehr entmischbaren Zustand gebracht. Es können also eine Art Kunststofflegierungen hergestellt und in einen stabilen Zustand gebracht werden.

Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vor­ beschriebenen Verfahrensschritte kann also ein gewünschtes Produkt seinen Ausgang aus verschiedenen Teilrezepturen nehmen, welche in unterschiedlichster Aufbereitung und unterschiedlichstem Zustand bestehen können. So können verschiedene Teilkomponenten im gasförmigen und molekularen Zustand miteinander zusammengefügt werden, es können aber auch feste pulvrige oder auch körnige Teilkomponenten miteinander oder mit Teilkomponenten wesentlich anderer Aggregatzustände zu einem neuen Produkt zusammenkommen.

Dies bedeutet, daß sehr kurzkettige, harte und hochfeste Einzel­ produkte mit langkettigen, sehr flexiblen, zu einer neuen Mischung mit völlig neuartigen optimierten Eigenschaften werden. Es können also zum Beispiel mineralische Bindersysteme wie Zement mit energiesensitiven Reaktionsbindersystemen in kleinsten Mengen partiell sensibilisiert werden, was zur vorteilhaften späteren, insbesondere wirtschaftlichen Nutzung von schnellen Primärabbindungen ohne Substitution der besonderen Vorteile hydraulischer Nachabbindung führt. Das bedeutet, daß Produkte gewünschter Oberflächengestaltung und Oberflächeneigenschaften in ihrem kohäsiven, adhäsiven Verhalten sowie ihrer Struktur bedarfsgerecht gestaltet werden können. Die so erzeugten pulvrigen oder auch körnigen Produkte können dann einer weiteren Nutzung zugeführt werden, sei es, daß sie mit weiteren Materialien vermengt werden und ausschließlich ihre aktivierbare partielle Klebekraft erwünscht ist, sei es, daß sie alleine schichtweise zur Oberflächengestaltung dienen, sei es, daß sie - möglicherweise zuvor zu größeren Teilelementen verpreßt - als Ausgangsmaterial neuartiger Kunststofflegierungen dienen, indem durch erneute Energiezufuhr zu den erzeugten Partikeln in gewünschter Quantität homogen verbundene Materialien oder Werkstoffe entstehen.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich vor allem aus den Ansprüchen 5 bis 15.

Dabei wird die Erkenntnis benutzt, daß der in das Gas eingetragene, insbesondere flüssige oder verflüssigte oder pastöse Stoff zumindest in seiner Grenzschicht zu einer Gasschicht führt, wobei in ihm selbst enthaltene Bestandteile austreten und vor allem auch das ihn umgebende flüssige Gas, bevorzugt flüssiger Stickstoff, verdampft und sich an dem erstarrenden Stoff anlagert. Wird dabei lediglich ein Einführen dieses Stoffes in einer Strömungsrichtung durchgeführt, wird also durch die sich bildende Gasschicht eine Isolierung erzeugt, die die Einwirkung des flüssigen Gases auf den Stoff selbst beschränkt und dadurch seine Zerteilung in kleinste Körner aufgrund der Kältewirkung behindert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die heftige Bewegung des flüssigen Stickstoffes wird nun eine solche Gasschicht immer wieder zerstört, so daß die Stoff-Teile der tiefen Temperatur ungeschützt ausgesetzt werden, so daß sie aufgrund dieser tiefen Temperatur und der heftigen Flüssigkeits­ bewegung stärker durchfrostet werden und dadurch zu entsprechend kleineren Körnern und Partikeln zerbrechen. Somit kann bei einer entsprechenden Wahl der Verweildauer des zu verpulvernden Stoffes in dem Flüssiggas die gewünschte kleine Korngröße erreicht werden, ohne daß der Stoff nachträglich noch gemahlen werden muß.

Besonders günstig ist es dabei, daß der zu verpulvernde Stoff und die daraus entstehenden Bestandteile unter die Oberfläche des flüssigen Gases untergetaucht und im Falle des Auftauchens erneut untergetaucht werden. Die schon erwähnte Gasschicht an der Außenseite der entstehenden Bestandteile führt nämlich zumindest bei einem Teil dieser Bestandteile dazu, daß sie aufschwimmen und dadurch nicht der vollen Kühlwirkung ausgesetzt werden. Durch ständiges Untertauchen werden sie demgemäß besser gekühlt und die sich bildende Gasschicht kann entsprechend besser zerrissen und das Gas ausgetrieben werden, so daß immer wieder eine intensive Einwirkung des flüssigen Gases auf die einzelnen Bestandteile des zu verpulvernden Stoffes erreicht wird, der dadurch selbst entsprechend tief abgekühlt wird, so daß schließlich diese Gasbildung nachläßt oder aufhört.

Bei Anwendung der Ausgestaltungsmöglichkeit gemäß Anspruch 6 wird neben der heftigen Strömungsbewegung des verflüssigten Gases auf den zu verpulvernden Stoff noch mit Impulsen eingewirkt, was nicht nur das Untertauchen und völlige Benetzen der Stoff-Partikel mit dem flüssigen Gas begünstigt, sondern auch zum weiteren Aufbrechen und Zerteilen der Bestandteile beitragen kann.

Besonders günstig ist es, wenn die Frequenz der auf das flüssige Gas und die darin befindlichen Bestandteile aufgebrachten Impulse proportional zur Partikelzerkleinerung erhöht und dadurch zumindest zeitweise Eigenfrequenz der jeweiligen Partikel erzeugt wird. Die Frequenz der aufgebrachten Impulse kann also beispielsweise gesteigert werden, so daß in jedem Falle oder bei gleichzeitiger Zerteilung der zunächst entstehenden größeren Bestandteile des zu verpulvernden Stoffes immer wieder Bestandteile vorliegen, die für eine gewisse Zeit der Eigenfrequenz ausgesetzt werden, was ihre Zerkleinerung weiter begünstigt. Im Falle eines weitgehend kontinuierlichen Verfahrens kann diese Maßnahme auch dadurch erzielt werden, daß die Frequenz in der erwähnten Weise erhöht, dann aber auch wieder vermindert und erneut erhöht wird, das heißt der Verfahrensschritt der Frequenzerhöhung kann periodisch oder in wählbaren Abständen wiederholt werden.

Eine für die Durchführung des Verfahrens zweckmäßige Ausgestaltung kann darin bestehen, daß die schon erwähnten Strömungen in dem flüssigen Gas durch Rührbewegungen unterschiedlicher Rotations­ richtungen gebildet oder verstärkt werden. Zwar ist aus DE-44 19 010 C1 ein in den flüssigen Stickstoff eingreifender Rührer bekannt, der jedoch nur als Förderelement dient, um das Kühlmittel zirkulieren zu lassen. Im Gegensatz zu der dadurch entstehenden, relativ regelmäßigen und gerichteten Strömung wird bei der Erfindung durch sich überlagernde Rührbewegungen eine heftige Bewegung des Flüssiggases bewirkt, die die Zerteilung des eingetragenen Stoffes in kleine und kleinste Bestandteile bewirkt oder fördert.

Die Rotationsbewegungen der Rührbewegungen können um im Winkel zueinander stehende Achsen und dabei mit gleichem oder ent­ gegengesetztem Drehsinn gewählt werden. Somit kann je nach Größe des Behälters, in welchem sich das verflüssigte Gas befindet und wohinein der zu verpulvernde Stoff eingetragen wird, durch Anordnung und Wahl der Lage von Rührgeräten eine möglichst heftige Bewegung innerhalb des flüssigen Gases mit unterschiedlichsten sich überlagernden Bewegungskomponenten geschaffen werden, die auch dafür sorgen, daß die sich bildenden Bestandteile und Partikel auch dann immer wieder untergetaucht werden, wenn sich an ihrer Außenseite zumindest zunächst eine Gasschicht anlagert.

Während bei dem Verfahren gemäß DE-44 19 010 C1 der zu granulierende Stoff als geschlossener Strahl in einen etwa in gleicher Richtung strömenden Kreislauf des Kühlmittels eingeführt wird, kann eine Ausgestaltung der Erfindung zur Erzielung möglichst kleiner Partikel darin bestehen, daß der zu verpulvernde Stoff oder das zu verpulvernde Material zusammen mit einem gasförmigen und/oder flüssigen Medium in das verflüssigte Gas eingetragen und schon bei seinem Eintrag zerkleinert wird. Es kann also angestrebt werden, daß das zuzuführende Gut, welches den zu verpulvernden Stoff bildet, zerstäubt wird, so daß es in Form von Tropfen oder Tröpfchen in das flüssige Gas eingetragen und somit schon beim Eintrag zerkleinert wird. Somit kann die weitere Zerteilung und Zerkleinerung aufgrund der Tiefsttemperatur um so effektiver zu entsprechend kleineren Körnernkörpern und Pulverteilchen führen und ein nachträgliches Mahlen vermieden werden.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens zur Erlangung möglichst kleiner Pulverteilchen kann darin bestehen, daß der oder die Strahlen des einzuführenden Gutes in Rotation versetzt werden, so daß das zu pulverisierende Gut oder der zu pulverisierende Stoff beim Eintritt in das Flüssiggas einen Drall aufweist. Um so heftiger stoßen dieser Stoff und das Flüssiggas aufeinander, so daß eine eventuell entstehende Gasschicht an den Bestandteilen des zu pulverisierenden Stoffes mit großer Sicherheit zerrissen oder von vorneherein vermieden wird.

Die Eintragrichtung oder die Richtung des dem Stoff übertragenen Dralls kann entgegengesetzt oder quer zu der Hauptbewegungsrichtung des bewegten flüssigen Gases verlaufen. Es wird somit gerade entgegen dem Vorschlag aus DE-44 19 010 C1 verfahren und der Produkteintrag nicht in Strömungsrichtung des Kühlmittels eingeführt, sondern quer oder entgegen dazu, so daß auch eine mechanische Einwirkung des Kühlmittels auf den Stoff durch diese unterschiedlichen Bewegungen bei der Zerkleinerung ausgenutzt wird.

Eine weitere Steigerung der Effektivität kann dadurch erreicht werden, daß der zu pulverisierende Stoff in mehreren Strahlen in das verflüssigte Gas eingetragen wird. Somit kann die turbulente Strömung innerhalb des Gases und/oder eine Beaufschlagung mit Impulsen besser und gleichzeitig für eine größere Stoffmenge ausgenutzt werden.

Der zu pulverisierende flüssige oder pastöse Stoff kann unter Druck gesetzt und dann in das flüssige Gas eingetragen werden. Dadurch erhält er eine größere Bewegungsenergie, die wiederum beim Auftreffen auf die Oberfläche des flüssigen Gases und beim Eintrag darin zu einer heftigen mechanischen Belastung des Stoffes führt, die zu seiner Zerkleinerung und zum Zerreißen oder Vermeiden einer Gasschicht an der Oberfläche der Stoff-Körner oder Stoff- Bestandteile beiträgt.

Die vorbeschriebenen Ausgestaltungsmöglichkeiten erlauben es also, den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stoff dadurch in nahezu beliebig kleine Körper oder Körner bis hin zur Pulvergröße zu zerkleinern, daß das flüssige Gas, insbesondere flüssiger Stickstoff, durch entsprechende Bewegungen und dergleichen wesentlich intensiver mit diesem zu pulverisierenden Stoff in Berührung gebracht und verwirbelt wird. Entsprechend intensiv und schnell wird dieser Stoff verfroren und aufgrund der Abkühlung auf die Gastemperatur so spröde, daß er entsprechend leicht in kleine und kleinste Pulverteile zerfällt und zerteilt wird. Ein nachträgliches Mahlen kann also entfallen.

Die Erfindung betrifft auch - wie eingangs schon erwähnt - eine Vorrichtung zur Herstellung von anreagierten, körnigen und/oder pulvrigen Bindepartikeln aus Ausgangskomponenten insbesondere unterschiedlicher Zusammensetzungen und/oder Rezepturen, die in gasförmigem, flüssigem und/oder pastösem Zustand miteinander vermischt vernetzen und somit abbinden, und ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils für jede der zu vermischenden Komponenten eine Fördereinrichtung vorgesehen ist, die in ihrem Verlauf eine Energiezufuhr, insbesondere eine Heizung aufweist, daß in Förderrichtung hinter dem Bereich der Energiezufuhr wenigstens eine Mischvorrichtung zum Vermischen der Komponenten und dahinter eine Vorrichtung zum Vermischen dieser vermischten Komponenten mit verflüssigtem Gas angeordnet sind.

Eine solche Vorrichtung oder eventuell auch Anlage macht es möglich, zu vermischende Einzelkomponenten zunächst mit Energiezufuhr zu beaufschlagen und dadurch in einen Aggregatzustand zu bringen, der eine intensive und schnelle Vermischung erlaubt, die mit der entsprechenden Mischvorrichtung durchgeführt werden kann, wonach wiederum im unmittelbaren Anschluß daran die Energie schnell und plötzlich entzogen werden kann. Dies führt dazu, daß die ent­ sprechenden Bindepartikel entsprechend kleine Abmessungen bis hin zur Pulvergröße erhalten können, trotzdem aber jeweils aus den gewünschten Komponenten bestehen und diese sehr intensiv miteinander vermischt sind, ohne daß ein Vermischen mittels Extrudern und anschließendes Vermahlen erforderlich ist.

Um den Bindepartikeln weitere gewünschte Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten zu geben, kann zwischen dem Bereich der Energiezufuhr und der Vermischung der Komponenten in wenigstens einer der Fördereinrichtungen ein Vormischer zum Zuführen von Additiven oder dergleichen Ergänzungsstoffen angeordnet sein. Dabei ist vorteilhaft, daß die Ausgangskomponenten oder wenigstens eine davon zunächst schon der Energiezufuhr ausgesetzt ist, so daß Additive oder Ergänzungsstoffe besonders einfach hinzugemischt und intensiv mit der entsprechenden Komponente vermischt werden können.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß in Förderrichtung hinter der Zusammenführung und Vermischung der Komponenten wenigstens eine weitere Additiv-Zufuhr angeordnet ist. Damit können die Eigenschaften der herzustellenden Bindepartikel zusätzlich beeinflußt und gesteuert werden.

Zum Granulieren oder Verpulvern der vermischten Komponenten kann ein Behälter zur Aufnahme eines flüssigen Gases, insbesondere flüssigen Stickstoffes, mit einem Strömungserzeugungsgerät, insbesondere einem Rührgerät vorgesehen sein. Dadurch wird dem zum Endprodukt aus verschiedenen Komponenten vermischten Stoff die Energie sehr schnell entzogen, so daß der Stoff in kleine und kleinste Teile zerbrochen bzw. verpulvert wird. Durch die Erzeugung einer Strömung bzw. durch einen Rührvorgang ergibt sich dabei eine besonders intensive Einwirkung des kryogenen Stoffes, insbesondere des flüssigen Stickstoffes auf den zu granulierenden oder zu verpulvernden Stoff, so daß dieser intensiv und schnell verfroren und aufgrund der schockartigen Abkühlung so spröde wird, daß er entsprechend leicht in kleine und kleinste Pulverteile zerfällt und zerteilt wird. Ein nachträgliches Mahlen kann also entfallen.

Besonders günstig ist es dabei, wenn in dem das flüssige Gas aufnehmenden Behälter wenigstens zwei Rührgeräte angeordnet sind, die gleichzeitig antreibbar oder angetrieben sind.

Somit entsteht in dem flüssigen Gas eine heftige Bewegung dadurch, daß die Rührbewegungen einander überlagert sind, was zu einer sehr unregelmäßigen und turbulenten Strömung des flüssigen Gases innerhalb des Behälters führt und damit die eingetragenen Stoff-Bestandteile entsprechend intensiv beaufschlagt, sich an deren Oberfläche bildende Gasschichten zerstört und so zu einer schnellen und intensiven Durchfrostung und Zersprödung dieser Bestandteile führt, so daß diese zu entsprechend kleinen Partikeln verfallen, die ein nachträgliches Mahlen überflüssig machen.

Dabei können die Achsen der Rührwerkzeuge der Rührgeräte im Winkel zueinander, insbesondere unter einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sein. Schon parallel zueinander angeordnete Rührwerkzeuge ergeben innerhalb demselben Behälter sich überlagernde und demgemäß turbulente Strömungsverhältnisse. Durch eine Anordnung im Winkel zueinander wird diese Wirkung gesteigert, weil sich die von den Rührgeräten erzeugten Strömungen noch besser durchdringen und zu Aufwallungen und turbulenten Bewegungen führen.

Dabei ist es günstig, wenn die Rührwerksachsen der Werkzeuge der Rührgeräte derart zueinander schräg angeordnet sind, daß sie sich im Bereich der Rührwerkzeuge näher beieinander befinden als in ihrem Antriebsbereich. Da die Strömung in unmittelbarer Nachbarschaft eines Rührwerkzeuges am stärksten ist, kann somit die gegenseitige Überlagerung der Flüssigkeitsbewegungen zur Erzeugung einer möglichst turbulenten und heftigen Bewegung des flüssigen Gases intensiv und effektiv durchgeführt werden.

Die Rührwerke und/oder Rührwerkzeuge können in Richtung ihrer Rührwerksachse oder -welle verstellbar, insbesondere während des Rührvorganges hin- und herverstellbar und/oder bezüglich der Winkelstellung der Rührwerksachsen verstellbar und festlegbar oder während des Rührvorganges hin- und herverschwenkbar sein. Somit kann die unmittelbare Einwirkung des jeweiligen Rührwerkzeuges innerhalb des Behälters und des flüssigen Gases örtlich verändert werden, wobei diese Zusatzbewegungen der Rührwerkzeuge ebenfalls die Heftigkeit der Bewegung des verflüssigten Gases steigern und immer wieder verändern, so daß die zu pulverisierenden Stoffbestand­ teile auch mechanisch durch die Einwirkung der Flüssigkeit einerseits und gegenseitige Kollisionen andererseits entsprechend fein zerkleinert werden.

Ausgestaltungen der Vorrichtung insbesondere zum Abscheiden der zerkleinerten Stoffbestandteile von der Flüssigkeit sowie auch Ausgestaltungen hinsichtlich der Eintragung des zu verpulvernden Gutes sind Gegenstand weiterer Ansprüche.

Dabei betrifft Anspruch 24 eine besonders einfache Möglichkeit, das gebildete Pulver aus dem Behälter mit dem Flüssiggas zu entfernen, wobei aber das flüssige Gas weitestgehend in dem Behälter zurückbleibt.

Anspruch 25 und 26 sowie Anspruch 27 und 28 enthalten Ausgestaltungen der Vorrichtung, die einen kontinuierlichen Betrieb ermöglichen, bei welchem das Pulver jeweils von dem flüssigen Gas getrennt wird, während gleichzeitig weiterhin eine Verpulverung stattfindet, so daß ein praktisch kontinuierlicher Prozeß ermöglicht wird.

Die Ansprüche 29 bis 32 enthalten vorteilhafte Maßnahmen für die Einbringung des zu verpulvernden Stoffes oder Gutes.

Dabei kann zwischen Rührwerkzeug und Sieb noch ein Beruhigungsgitter angeordnet sein, damit die abgeschiedenen Partikel von dem stark bewegten Teil des verflüssigten Gases getrennt sind, also nicht immer wieder aufgewirbelt werden.

Dabei sei noch erwähnt, daß bei Verwendung mehrerer Eintragvor­ richtungen für das zu verpulvernde Gut oder den zu verpulvernden Stoff gleichzeitig verschiedene derartige Stoffe verpulvert werden könnten, falls ganz gezielt am Ende eine Pulvermischung vorliegen soll. Diese wird dann schon gleich bei der Erzeugung des Pulvers selbst hergestellt, wobei die heftigen Bewegungen der Flüssigkeit zu einer guten Durchmischung bei der Zerkleinerung dieser Stoffe ausgenutzt werden können.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil starkschematisier­ ter Darstellung:

Fig. 1 in Form einer Art Blockschaltbild eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei welcher die einzelnen Teile der Vorrichtung, insbesondere Geräte zur Energiezufuhr oder zum Erhitzen, Mischer und dergleichen jeweils in ihrer gegenseitigen Zuordnung und auch in dem Sinne angedeutet sind, wie dabei verfahren wird, um aus Ausgangskomponenten körnige und/oder pulvrige Bindepartikel unterschiedlicher Rezepturen und/oder Zusammensetzungen zu erzeugen,

Fig. 1a einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Verpulvern eines oder mehrerer Stoffe mit einem Behälter zur Aufnahme eines verflüssigten Gases, zwei darin eintauchenden Rührgeräten und einem unteren, durch ein Sieb abgeschirm­ ten Auslaß zu einer Fördervorrichtung, mit welcher eine Mischung aus zerkleinerten Stoffpartikeln und Flüssigkeit in einen zweiten Behälter überführt werden, in dem ebenfalls eine Kühlflüssigkeit in Form eines verflüssigten Gases angeordnet ist, wobei dieser zweite Behälter eine Trennvorrichtung zum Trennen der festen Partikel von der Flüssigkeit und eine Rückförderung der Flüssigkeit in den ersten Behälter sowie eine Fördervorrichtung zum Austragen der festen Partikel und Pulverbestandteile eingreifen,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt der Mündung einer Eintragvorrichtung für den zu verpulvernden Stoff mit einem Dralldorn und einem Lochblech zur Vor-Zerkleinerung oder -Zerteilung des zu pulverisierenden pastösen oder flüssigen Stoffes,

Fig. 3 eine abgewandelte Mündung der Eintragvorrichtung in Form einer Venturidüse mit seitlichem Einlaß für Luft zum Zerteilen oder Zerstäuben des einzutragenden und zu pulverisierenden Stoffes,

Fig. 4 in schematisierter Darstellung Partikel des einzutragenden Stoffes nach dem Verlassen der Eintragvorrichtung und vor dem Eintritt in das turbulent bewegte verflüssigte Gas,

Fig. 5 in schematisierter Darstellung den Behälter für das flüssige Gas mit Andeutung von Strömungswirbeln, die einander überlagert zur intensiven Kühlung, Durchfrostung und Versprödung der eingetragenen Stoff-Bestandteile und deren Zerkleinerung dienen,

Fig. 6 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch die Trennvor­ richtung zum Trennen von flüssigem Gas und Stoffpartikeln innerhalb des zweiten Behälters,

Fig. 7 in schematisierter Darstellung das Eintragen von zu pulverisierenden Stoff-Bestandteilen in ein verflüssigtes Gas, wodurch aufgrund der Temperaturunterschiede zwischen verflüssigtem Gas und Bestandteilen eine Verdampfung und Gasanlagerung und damit ein Auftrieb an den Bestandteilen erzeugt wird,

Fig. 8 die durch turbulente Strömungen und/oder auf die Flüssigkeit oder die Bestandteile von oben wirkende Impulse erzeugte Abwärtsbewegung eines solchen Bestand­ teiles innerhalb der Flüssigkeit, wodurch er unter der Oberfläche gehalten wird, sowie

Fig. 9 in schematisierter Darstellung Überlagerungen von horizontalen und vertikalen Bewegungskomponenten einer Strömung, die einen zu pulverisierenden Bestandteil unter der Flüssigkeitsoberfläche halten und gleichzeitig eine Gasschicht zerstören oder verhindern.

Zu der in Fig. 1 dargestellten Gesamtvorrichtung, mit welcher anreagierte, körnige und/oder pulvrige Bindepartikel aus Ausgangs­ komponenten unterschiedlicher Rezepturen und/oder Zusammensetzungen hergestellt werden können, gehören mehrere Aggregate und Vor­ richtungen. Dabei wird in der folgenden Beschreibung zunächst einmal mit der in Fig. 1 ganz unten angedeuteten Vorrichtung 1 begonnen, die zum Granulieren oder Verpulvern des Stoffes 2, nämlich des Zweikomponenten-Reaktionskunststoffes dient, damit daraus körnige oder pulvrige Bindepartikel aus entsprechenden Ausgangskomponenten entstehen. Im Anschluß an die Erläuterung dieser Vorrichtung 1 wird dann noch beschrieben, welche weiteren Aggregate und Vorrichtungen bei dieser Gesamtvorrichtung gemäß Fig. 1 zusammenwirken und in welcher Reihenfolge dies geschieht, beziehungsweise wie dabei verfahren wird:
Die vorstehend erwähnte, in Fig. 1 ganz unten angedeutete und insbesondere in Fig. 1a genauer dargestellte Vorrichtung 1 dient zum Granulieren oder Verpulvern des Stoffes 2, nämlich im Ausführungsbeispiel eines Zweikomponenten-Reaktionskunststoffes, und weist im wesentlichen einen Behälter 3 zur Aufnahme eines verflüssigten Gases 4, insbesondere zur Aufnahme von flüssigem Stickstoff, und darin eintauchende Rührgeräte 5 auf. Dabei erkennt man in Fig. 1a, daß im Ausführungsbeispiel in dem das flüssige Gas 4 aufnehmenden Behälter 3 zwei derartige Rührgeräte 5 angeordnet sind, die gleichzeitig angetrieben werden können, was durch die beiden Rührwirbel 5a in Fig. 5 angedeutet ist.

Die Achsen 6 der Rührwerkzeuge 6a dieser Rührgeräte 5 sind dabei im Winkel zueinander angeordnet und zwar unter einem spitzen Winkel, so daß die von den Rührwerkzeugen 6a erzeugten Strömungen und Wirbel 5a einander überlagert werden und zu heftigen Bewegungen innerhalb des Flüssiggases 4 führen.

Zu der Vorrichtung 1 gehört ferner eine Zuführung 7, im Ausführungs­ beispiel sind es zwei Zuführungen 7 für den zu verpulvernden Stoff 2 mit der dieser Stoff 2 beim Einbringen in das flüssige Gas 4 je nach Ausgestaltung dieser Zuführung 7 zerstäubbar und/oder mit einem Drall versehen werden kann, da dieser Stoff 2 beim Einbringen flüssig oder verflüssigt oder zumindest pastös ist. In den Fig. 2 und 3 sind Ausgestaltungsmöglichkeiten dieser Zuführung 7, im folgenden auch Eintragvorrichtung 7 genannt, dargestellt. Zunächst ergibt sich aus Fig. 1a, daß mehrere derartige Zuführungen oder Eintragvor­ richtungen 7 für zu verpulvernde Stoffe 2 vorgesehen sein können. Fig. 2 zeigt zusätzlich, daß eine solche Eintragvorrichtung 7 für mehrere Strahlen von zu verpulverndem Stoff 2 gestaltet ist, indem an der Mündung eine Vielzahl von Lochungen 8 vorgesehen sind, die den Stoff 2 in entsprechende Strahlen aufteilt. Sind gemäß Fig. 1a mehrere derartige Zuführungen oder Eintragvorrichtungen 7 vorhanden, können auch unterschiedliche Stoffe 2 gleichzeitig in das Flüssiggas 4 eingetragen und somit vermischt werden. In der Regel wird jedoch durch beide oder mehrere Eintragvorrichtungen 7 derselbe Stoff 2 in das Flüssiggas 4 eingetragen werden, um eine entsprechend effektive Zerkleinerung und große Menge von Pulver pro Zeiteinheit zu erhalten.

Dabei erkennt man in Fig. 2 innerhalb dieser Zuführung 7 noch einen Rotationskörper 9, der den Stoff 2 zunächst innerhalb dieser Zuführung 7 mit einem Drall versieht und gleichmäßig auf die Öffnungen 8 verteilt, aus denen dann einzelne Strahlen austreten, die jeweils einen Drall haben. Somit trifft der Stoff 2, der durch diese Aufteilung auch schon vorzerkleinert wird, bereits mit einer zusätzlichen Bewegungskomponente auf das heftig bewegte verflüssigte Gas, so daß schon im ersten Augenblick eine intensive Benetzung und Kühlung auftritt und eine gemäß Fig. 7 an sich beim Eintritt wärmerer Bestandteile in Flüssiggas entstehende Gasschicht an der Oberfläche der Bestandteile verhindert oder schnell wieder zerrissen und ausgetrieben wird. Dabei kann die Drallrichtung so gewählt werden, daß sie der Hauptbewegungsrichtung des durch die Rührer oder Rührwerkzeuge 6a bewegten flüssigen Gases entgegengesetzt ist. Entsprechend heftig prallt der Stoff 2 auf das Flüssiggas 4 und wird entsprechend intensiv durchfrostet, aber auch mechanisch beaufschlagt, wobei es auch zu Kollisionen der Bestandteile des Stoffes 2 kommt, was zur weiteren Zerkleinerung beiträgt.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Zuführung oder Eintragvorrichtung 7 in Form einer Venturidüse, an deren engster Stelle ein radialer Zutritt 10 für "falsche" Luft vorgesehen ist, die beim Strömen des zu verpulvernden Stoffes 2 durch dessen Beschleunigung an dieser engsten Stelle mitgerissen wird und dadurch zu einer Zerstäubung und Vorzerkleinerung des Stoffes 2 beiträgt. Somit müssen durch die Verfrostung in dem Flüssiggas von vorneherein nur kleinere Bestandteile versprödet und weiter zerkleinert werden, was um so schneller zu einer Pulverisierung führt.

In nicht näher dargestellter Weise kann in der Zuführung 7 oder Eintragvorrichtung des zu verpulvernden Stoffes 2 eine Pumpe vorgesehen sein, durch welche der zu pulverisierende Stoff einen zusätzlichen Impuls und eine entsprechend hohe Eintraggeschwindigkeit erhält, die wiederum zu einer intensiveren Relativbewegung der zu pulverisierenden Bestandteile gegenüber dem Flüssiggas 4 führt.

Die Rührwerksachsen 6 der Rührwerkzeuge 6a der Rührgeräte 5 sind im Ausführungsbeispiel derart schräg zueinander angeordnet, daß sie sich im Bereich der Rührwerkzeuge 6a näher beieinander befinden als in ihrem Antriebsbereich. Somit werden die von den Rührwerkzeugen 6a erzeugten Bewegungen und Wirbel unmittelbar und intensiv einander überlagert, was zu heftigen Strömungsbewegungen innerhalb des Flüssiggases 4 führt. Dies ist durch die äußerst unregelmäßige Oberfläche des Flüssiggases 4 in dem Behälter 3 angedeutet.

Es sei erwähnt, daß die Rührgeräte 5 und/oder ihre Rührwerkzeuge 6a in Richtung ihrer Rührwerksachse 6 oder -welle verstellbar, insbesondere während des Rührvorganges hin- und herverstellbar sein können, um zusätzliche Turbulenzen in dem Flüssiggas 4 zu erzeugen. Außerdem können sie hinsichtlich der Winkelstellung der Rührwerks­ achsen 6 verstellbar und festlegbar oder sogar während des Rührvorganges hin- und herverschwenkbar sein. All dies trägt dazu bei, die eingetragenen und zu pulverisierenden Bestandteile des Stoffes 2 intensiven Bewegungen und inniger Berührung mit dem Flüssiggas 4 auszusetzen und dabei auch mechanisch zu einer Verkleinerung der Bestandteile beizutragen, die durch die schnelle und intensive Durchfrostung sehr schnell sehr spröde werden und einerseits dadurch schon in kleinere Teile zerfallen, andererseits aber auch miteinander kollidieren und zusätzlich zerkleinert werden können.

Mit der Vorrichtung 1 kann also ein Stoff 2 innerhalb von verflüssigtem Gas 4 granuliert oder verpulvert, also in kleine oder kleinste Partikel zerteilt werden, ohne daß es anschließend noch eines Mahlprozesses bedarf. Es werden dazu Bewegungen des flüssigen Gases 4 durch einander überlagerte und/oder verschieden gerichtete Strömungen so heftig und turbulent gemacht, daß der darin eingebrachte Stoff 2 in kleine und kleinste Bestandteile zerteilt und eine beim Eintritt dieses Stoffes 2 in das flüssige Gas 4 sich an dem Stoff 2 eventuell bildende oder anlagernde Gasschicht zerstört wird, so daß die Abkühlung, Verfrostung und Versprödung des Stoffes 2 nicht durch eine solche isolierende Gasschicht verringert oder verzögert wird. Je schneller der Stoff 2 durch diese Maßnahmen auf tiefste Temperaturen abgeschreckt wird, um so spröder wird er und um so leichter zerspringt er schon von selbst sowie aufgrund der heftigen Bewegungen innerhalb des Flüssiggases 4 aufgrund der dadurch auf ihn ausgeübten Kräfte und durch Kollisionen zerkleinert.

In Fig. 7 ist angedeutet, wie eintauchende Bestandteile des Stoffes 2 aufgrund ihrer zunächst höheren Temperatur das umgebende Flüssiggas zum Verdampfen bringen, so daß sich eine isolierende Gasschicht bildet, die zu einem Auftrieb der Bestandteile führt, was die Abkühlung verzögern und verschlechtern würde. Diese in Fig. 7 bei einem relativ ruhigen Flüssigkeitsspiegel angedeutete Wirkungsweise wird durch die erfindungsgemäße Verwendung heftiger Bewegungen mit Hilfe der Rührgeräte 5 und auch der Abt des Eintrages der zu verpulvernden Stoffe 2 verhindert. In Fig. 8 ist die Wirkung der Turbulenzen der Strömung durch einen einzelnen Wirbel 5a angedeutet, der eine abwärts gerichtete Kraft auf einen Bestandteil des Stoffes 2 ausübt und ihn so unter die Oberfläche des Flüssiggases 4 drückt. In Fig. 9 ist ein zusätzlicher, etwa horizontaler Wirbel 5b angedeutet, der dem Wirbel 5a in Fig. 8 sowie weiteren Flüssigkeits­ bewegungen überlagert ist, so daß eine etwa schräg auf einen solchen Bestandteil des Stoffes 2 einwirkende Kraftresultierende entsteht, die aber immer noch abwärts gerichtet ist, zusätzlich aber auch einen seitlichen Bewegungsanteil enthält. Ein von dem zweiten Rührgerät 5 in gleicher Weise, aber gegensinnig bewegter Bestandteil des Stoffes 2 kann dann also mit dem in Fig. 8 dargestellten Bestandteil kollidieren, so daß sie sich gegenseitig zerkleinern und zerreiben können, wenn entsprechend viele derartige Bestandteile in das Flüssiggas 4 eingebracht werden. Somit wird der zu verpulvernde Stoff 2 und die daraus entstehenden Bestandteile unter die Oberfläche des flüssigen Gases 4 untergetaucht und im Falle des Auftauchens erneut untergetaucht. Dies wird begünstigt dadurch, daß die Strömungen in dem flüssigen Gas 4 durch Rührbewegungen unterschiedlicher Rotationsrichtungen (vgl. Fig. 5) gebildet oder verstärkt werden. Die Rotationsrichtungen der Rührbewegungen können dabei durch die im Winkel zueinander stehenden Rührwerksachsen 6 hinsichtlich ihrer Richtung gewählt werden, wobei sie gemäß Fig. 5 mit gegensinnigem Drehsinn versehen werden. Denkbar wäre aber auch gleicher Drehsinn und beispielsweise unterschiedliche Drehzahlen oder die Überlagerung mit den schon erwähnten Schwenkbewegungen und axialen Verstellbewegungen der Rührwerkzeuge 6a und ihrer Achsen 6.

Bei Verwendung der Eintragvorrichtung 7 in Form einer Venturidüse gemäß Fig. 3 kann der zu verpulvernde Stoff 2 zusammen mit einem gasförmigen und/oder gegebenenfalls flüssigen Medium in das verflüssigte Gas 4 eingetragen und schon bei seinem Eintrag zerstäubt oder zerkleinert werden. Es wird dann also praktisch in Form von Tropfen oder Tröpfchen in das flüssige Gas 4 eingetragen, so daß die dann durch die Kälte bewirkte weitere Zerkleinerung schon von entsprechend kleineren Einzelbestandteilen ausgehen kann und entsprechend effektiver ist. Daß die Eintragung des Stoffes 2 auch in anderer Weise so manipuliert werden kann, daß die Effektivität des Verpulverungsvorganges erhöht wird, wurde bereits anhand der Beschreibung der Fig. 2 erläutert, wonach nämlich der einzutragende Stoff 2 in Strahlen zerlegt und/oder in Rotation versetzt sein kann und mit Drall in das Flüssiggas 4 eintritt. Dabei kann dann die Eintragrichtung der Hauptbewegungsrichtung des bewegten flüssigen Gases 4 entgegengesetzt oder quer dazu verlaufen, um die Relativbewe­ gungen zwischen Flüssiggas 4 und zu verpulvernden Bestandteilen sowie zwischen den Bestandteilen selbst zu vergrößern und entsprechende Kräfte auf die zu verpulvernden Bestandteile auszuüben.

Die in Fig. 4 schematische Darstellung einzelner im wesentlichen senkrecht in das Flüssiggas 4 einfallender Bestandteile des Stoffes 2 ist ebenfalls möglich und insbesondere zweckmäßig, wenn es schon in der Eintragvorrichtung 7 gelingt, den zu verpulvernden Stoff 2 in einzelne Bestandteile zu unterteilen. Beispielsweise könnte Fig. 4 schematisiert das Ergebnis der Wirkung der Eintragvorrichtung in Form einer Venturidüse gemäß Fig. 3 darstellen. Dabei werden all diese Maßnahmen unterstützt, wenn der zu pulverisierende flüssige oder pastöse Stoff 2 zuvor unter Druck gesetzt und dann durch die Eintragvorrichtung 7 in das flüssige Gas 4 eingetragen wird.

Das schon erwähnte Untertauchen der Bestandteile des zuverpulvernden Stoffes 2 unter die Oberfläche des flüssigen Gases 4 könnte dadurch erreicht oder unterstützt werden, daß auf den zu verpulvernden Stoff 2 und die daraus entstehenden Bestandteile mittels auf das flüssige Gas 4 ausgeübte oder gerichtete Schwingungen, zum Beispiel Ultraschallwellen oder Hochfrequenz, insbesondere in der Eigen­ frequenz der Bestandteile des Stoffes 2, Impulse aufgebracht und die Bestandteile dadurch entgast und unter die Oberfläche des flüssigen Gases 2 getaucht oder unter der Oberfläche gehalten werden, wobei die Impulse auch zusätzliche Kräfte auf die Bestandteile des Stoffes 2 ausüben und zur Zerkleinerung beitragen. Eine entsprechende Ultraschallquelle könnte oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und im Bereich der Behälteröffnung oder darüber angeordnet sein, ist aber in Fig. 1a nicht näher dargestellt. Die Frequenz der auf das flüssige Gas 4 und die darin befindlichen Bestandteile des Stoffes 2 aufgebrachten Impulse könnte dabei allmählich oder periodisch verändert und dabei proportional zur Partikelzerkleinerung erhöht werden, damit zumindest zeitweise die Eigenfrequenz der jeweiligen Partikel auf diese wirkt und zu ihrer Zerkleinerung beiträgt.

Das erzeugte Pulver könnte auf einfache Weise dadurch von dem Flüssiggas 4 getrennt werden, daß dieses während einer Unterbrechung des Verfahrens abgepumpt oder abgegossen wird, wonach dann das Pulver selbst entnommen werden kann.

Ein solches Abpumpen oder Abgießen des Flüssiggases mit ent­ sprechenden Verlusten kann vermieden werden, wenn innerhalb des Behälters 3 ein aushebbares Sieb angeordnet ist, dessen Sieböffnungen kleiner als die gebildeten Pulverteilchen oder Granulatkörner sind. Auch dies bedeutet jedoch, daß der Produktionsprozeß zu unterbrechen ist, das heißt es darf für eine gewisse Zeit kein weiterer Stoff 2 in das Flüssiggas 4 eingetragen werden. Darüber hinaus müssen die Rührwerkzeuge 6a so verstellt oder gar entfernt werden, daß das Sieb, welches eventuell seinerseits die Form eines Behältnisses haben könnte, aus dem Behälter 3 entnommen werden kann. Dies stellt jedoch eine sehr einfache Anordnung zum Entnehmen des Pulvers aus dem Behälter 3 dar.

Im Ausführungsbeispiel ist eine Möglichkeit gezeigt, die einen praktisch kontinuierlichen Verfahrensablauf mit ständiger Entnahme des auf bestimmte Korngrößen pulverisierten Stoffes 2 ermöglicht. Gemäß Fig. 1a und 5 ist dazu im unteren Bereich des Behälters 3 unterhalb der Rührzone ein Sieb 11, darunter ein Auslaß 12 und eine Fördervorrichtung 13 vorgesehen. Außerdem ist neben dem ersten Behälter 3 ein zweiter Behälter 14 vorgesehen, in den eine Förderleitung 15 der Fördervorrichtung 13 von unten her mündet. Zwischen den Rührwerkzeugen 6a und dem Sieb 11 ist noch ein Beruhigungsgitter 11a angeordnet, durchs das das Flüssiggas 4 im Bereich des Siebes 11 beruhigt wird.

In Fig. 1a erkennt man, daß in dem zweiten Behälter 14 ein Pulverförderer 16 vorgesehen ist, der über einen ersten Teil seiner Förderstrecke 16a aufwärts gerichtet ist, in welchem das Pulver von dem flüssigen Gas separierbar ist und der zu einem Vorrats­ behälter 17 für das fertige Pulver führt, in dem die zu dem Pulverförderer 16 gehörende Leitung über einen Umleitungsbogen 18 oberhalb des Behälters 14 geführt und umgelenkt wird. Schon diese Form der Leitungsführung führt dazu, daß das Flüssiggas innerhalb des Pulverförderers separiert wird oder zurückläuft, wobei ein Schneckenförderer gemäß Fig. 1a am günstigsten ist. Eventuell kann jedoch auch ein Separator zum Trennen des Pulvers von dem flüssigen Gas vorgesehen sein, der in dem Pulverförderer mitgeführtes Flüssiggas insbesondere vor der Umlenkung 18 austreten und in den Behälter 14 zurückgelangen läßt.

Von dem zweiten Behälter 14 ausgehend ist eine Rückführleitung 19 für das abgeschiedene flüssige Gas 4 zu dem ersten Behälter 3 vorgesehen. Gegebenenfalls benötigt diese Rückführleitung 19 ebenfalls eine Fördervorrichtung, um den innerhalb dieser Leitung 19 im Ausführungsbeispiel erkennbaren Niveauunterschied überwinden zu können. Somit kann flüssiges Gas 4, welches mittels der Fördervorrichtung 13 immer wieder in den zweiten Behälter 14 gelangt, wieder in den ersten Behälter 3 zurückgefördert werden.

Um in dem zweiten Behälter 14 schon vor dem Eintritt in den Pulverförderer 16 das Pulver und das flüssige Gas 4 weitestgehend voneinander zu trennen, so daß praktisch nur noch Pulver in den Pulverförderer 16 eintritt, können in dem zweiten Behälter 14 zwei mit Abstand zueinander angeordnete Scheiben 20 und 21 vorgesehen sein, deren obere Scheibe 21 mittels eines Motors 22 von oben her drehangetrieben ist. Die Fördervorrichtung 13 für das in dem ersten Behälter 3 erzeugte Pulver mündet zwischen den beiden Scheiben 20 und 21 und zwar im Ausführungsbeispiel unmittelbar im Zentrum der Scheiben. Dabei erkennt man vor allem in Fig. 6, daß der Abstand zwischen den beiden Scheiben 20 und 21 von dieser zentralen Mündung 23 ausgehend radial zu den außenliegenden Rändern hin abnimmt. Ferner sind die Scheiben etwas konisch geformt, wobei die obere Scheibe 21 etwa schüsselförmig und die untere Scheibe 20 etwa kegelstumpf­ förmig und etwas in den Bereich der oberen Scheibe 21 eingreifend gestaltet sind.

Durch die Rotation der oberen Scheibe 21 und die Abnahme des Abstandes zwischen beiden Scheiben wird das aus der Mündung 23 im Inneren zwischen beiden Scheiben aus tretende Gemisch aus Pulver und Flüssiggas 4 nicht nur durch den Förderdruck, sondern auch die Fliehkraft radial nach außen befördert und aufgrund der Zentrifugal­ kräfte schon zumindest teilweise vorgetrennt. Dabei können die festen Partikel in einem Bereich des Behälters 14 aufgetürmt werden, an welchem der Eintritt in den Pulverförderer 16 angeordnet ist. Ist das Flüssiggas schwerer als die Pulverteilchen, wird dieses durch die Fliehkraft weiter außen an die Wandung des Behälters 14 gelangen, während das Pulver mehr zur Mitte hin abgelagert wird, wo es von dem Pulverförderer 16 aufgenommen werden kann. Sollten schwerere Pulverteilchen gebildet worden sein, die sich weiter außen ablagern, kann der Pulverförderer 16 gegenüber seiner in Fig. 1a dargestellten Position auf einfache Weise radial weiter nach außen verlegt werden.

Dabei kann noch eine Unterstützung dieser Separation von Flüssiggas 4 und Pulverteilchen im Bereich der Scheiben 20 und 21 dadurch erfolgen, daß die parallel zueinander angeordneten Scheiben 20 und 21 in etwa horizontaler Richtung insbesondere in mehreren rechtwinklig zueinander angeordneten Richtungen hin- und her­ schwingend oder oszillierend antreibbar sind, insbesondere die obere Scheibe 21. Somit können der Strömungs-Bewegung und der Wirkung der Zentrifugalkraft noch Taumelbewegungen wenigstens der oberen Scheiben überlagert werden, um auch durch Rüttelbewegungen eine verbesserte Separation zu erzielen.

Wie eingangs der Figurenbeschreibung schon erwähnt, zeigt dabei Fig. 1 eine Gesamt-Vorrichtung zur Herstellung der Bindepartikel aus verschiedenen Ausgangskomponenten insbesondere unterschiedlicher Zusammensetzungen und/oder Rezepturen, die in gasförmigem, flüssigem und/oder pastösem Zustand miteinander gemischt vernetzen und also abbinden. Dabei ist gemäß Fig. 1 jeweils für jede der im Ausführungs­ beispiel zwei zu vermischenden Komponenten 101 und 102 eine Fördereinrichtung 103 und 104 vorgesehen, mit der die Komponenten 101 und 102 aus entsprechenden Behältnissen abgezogen und weitertransportiert werden. In ihrem durch die Pfeile 105 angedeuteten weiteren Verlauf ist jeweils eine Energiezufuhr 106 zu Heizungen 107 vorgesehen, so daß also die Komponenten 101 und 102 durch Energiezufuhr oder durch Erhitzen in einen Aggregatzustand gebracht werden können, der ihre innige und intensive Vermischung erleichtert, das heißt sie können in Gasform gebracht, verflüssigt und/oder hinsichtlich ihrer Viskosität herabgesetzt werden.

In Förderrichtung hinter dem Bereich der Energiezufuhr 106 und der Heizungen 107 ist jeweils eine Mischvorrichtung 108 zum Vermischen der Komponenten und dahinter die schon erwähnte Vorrichtung 1 zum Vermischen dieser vermischten Komponenten mit verflüssigtem Gas und dadurch zum plötzlichen und schnellen Abkühlen angeordnet. Es werden also mehrere Komponenten 101 und 102 als Ausgangskomponenten durch Energiezufuhr oder Erhitzen mit Hilfe der Heizungen 107 in einen entsprechenden Aggregatzustand gebracht, in welchem sie nach ihrem Zusammenführen mit Hilfe der Mischvorrichtung 108 sehr innig und gleichzeitig auch effektiv vermischt werden können. Mit Hilfe der Vorrichtung 1 kann dann durch schnellen und plötzlichen Energieentzug eine Verfestigung und dadurch eine Unterbrechung der beginnenden Vernetzung der Komponenten erzielt werden, die außerdem auch gleichzeitig aufgrund der Versprödung zu einer Pulverisierung oder Granulierung ausgenutzt wird.

Dabei erkennt man in Fig. 1 ferner, daß zwischen dem Bereich der Energiezufuhr 106 und der Vermischung der Komponenten, also zwischen den Heizungen 107 und der Mischvorrichtung 108, bevor die Komponenten 101 und 102 in dieser Mischvorrichtung 198 zusammengeführt werden, jeweils ein Vormischer 109 zum Zuführen von Additiven 110 oder dergleichen Ergänzungsstoffen angeordnet ist. In die Komponenten 101 und 102 werden also zur Erreichung bestimmter Eigenschaften Additive eingemischt, bevor sie dann miteinander vermischt werden.

Außerdem ist in Fig. 1 noch dargestellt, daß in Förderrichtung hinter der Zusammenführung und Vermischung der Komponenten 101 und 102, also hinter der Mischvorrichtung 108, eine weitere Additivzufuhr 111 mit Mischgerät 112 angeordnet ist, um damit die Eigenschaften der herzustellenden Bindepartikel in weiterer Weise vorzubestimmen und zu beeinflussen.

Das Mischgerät 112 weist dann die schon erwähnte Zuführung 7 der Vorrichtung 1 auf, die gemäß den vorangegangenen Erläuterungen auch unterschiedlich gestaltet sein kann, um eine Anpassung an die jeweilige Mischung zu erzielen.

Dabei erkennt man in Fig. 1 ferner in stark schematisierter Darstellung schon den vorstehend erwähnten Behälter 3 mit den beiden in das verflüssigte Gas 4 eintauchenden Rührgeräten 5, deren Achsen 6 im Winkel zueinander stehen und an ihren in das flüssige Gas 4 eintauchenden Enden die Rührwerkzeuge 6a aufweisen.

Die Gesamtvorrichtung ist also relativ einfach aufgebaut und erlaubt einen Weg zum Zusammenführen unterschiedlicher Komponenten 101 und 102 über eine Energiezufuhr, wodurch eine besonders innige Vermischung möglich wird, gleichzeitig aber auch dann ein plötzlicher Energieentzug zu einer effektiven Verpulverung führt, was deshalb besonders effektiv ist, weil die Mischung der Komponenten 101 und 102 von einem Zustand erhöhten Energieinhaltes entsprechend stark abgeschreckt und abgekühlt wird, wenn sie in das verflüssigte Gas oder den verflüssigten Stickstoff gelangt.

Im Bereich der Additivzufuhr 110 und des zugehörigen Vormischers kann also eine Komponentenvormischung durchgeführt werden, bevor im Bereich der Mischvorrichtung 108 die eigentliche Komponentenver­ mischung erfolgt. Mit Hilfe einer weiteren Additiv-Zufuhr und dem Mischgerät 112 kann diese Mischung optimiert werden, bevor sie mit Hilfe der Zuführung 7 vektorisiert und in die Vorrichtung 1 zur Aggregatzustandswandlung und Verpulverung eingebracht wird.

Zur Herstellung von anreagierten, körnigen und/oder pulvrigen Bindepartikeln aus Ausgangskomponenten 101 und 102 unterschiedlicher Rezepturen und/oder Zusammensetzungen, die in flüssigem und/oder pastösem Zustand miteinander gemischt vernetzen und somit abbinden, werden die Ausgangs-Komponenten 101 und 102 durch Energiezufuhr insbesondere mittels Heizungen 107 verflüssigt oder im Falle flüssiger Komponenten bezüglich ihrer Viskosität herabgesetzt oder gar in Gasform gebracht, danach zusammengeführt und miteinander vermischt. Dabei können sowohl vor dieser Vermischung als auch danach weitere Zusatzstoffe oder Additive hinzugemischt werden. Anschließend wird diese Mischung der Komponenten 101 und 102 und eventueller Additive durch schnellen und plötzlichen Energieentzug, insbesondere durch Einbringen in verflüssigtes Gas 4 oder flüssigen Stickstoff verfestigt, wodurch eine beginnende Vernetzung der Komponenten 101 und 102 unterbrochen wird. Außerdem führt dies zu einer derartigen Versprödung, daß dies auch zu einer Granulierung und Verpulverung führt, insbesondere bei entsprechender Gestaltung des Eintrages und der Eintragvorrichtung 7 in das Flüssiggas 4.

Claims (33)

1. Verfahren zur Herstellung von anreagierten, körnigen und/oder pulvrigen Bindepartikeln aus Ausgangskomponenten (101, 102) unterschiedlicher Rezepturen und/oder Zusammensetzungen, die in flüssigem und/oder pastösem Zustand miteinander gemischt vernetzen und somit abbinden, insbesondere zur Herstellung von Bindepartikeln aus Zweikomponenten-Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ausgangs-Komponenten (101, 102) durch Energiezufuhr oder durch Erhitzen in Gasform gebracht, verflüssigt und/oder ihre Viskosität herabgesetzt, danach zusammengeführt und miteinander vermischt werden und daß diese Mischung unmittelbar anschließend durch schnellen oder plötzlichen Energieentzug verfestigt und dadurch eine beginnende Vernetzung der Komponenten (101, 102) unterbrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangskomponenten (101, 102) vor ihrer Vermischung überhitzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangskomponenten (101, 102) vor ihrer Vermischung verdampft werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß den vermischten Komponenten die Energie durch Einbringen in ein verflüssigtes Gas (4) oder in verflüssigten Stickstoff entzogen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das verflüssigte Gas (4) oder der flüssige Stickstoff beim Aufnehmen der vermischten Komponenten bewegt, insbesondere turbulent bewegt wird und daß die zu verpulvernden und miteinander vermischten Komponenten unter die Oberfläche des flüssigen Gases (4) untergetaucht und im Falle des Auftauchens erneut untergetaucht werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf den zu verpulvernden Stoff (2) und die daraus entstehenden Bestandteile mittels auf das flüssige Gas (4) ausgeübte oder gerichtete Schwingungen, z. B. Ultraschallwellen oder Hochfrequenz, insbesondere in der Eigenfrequenz der Bestandteile des Stoffes (2), Impulse aufgebracht und die Bestandteile dadurch entgast und unter die Oberfläche des flüssigen Gases (4) getaucht oder unter der Oberfläche gehalten werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Frequenz der auf das flüssige Gas (4) und die darin befindlichen Bestandteile aufgebrachten Impulse proportional zur Partikelzerkleinerung erhöht und dadurch zumindest zeitweise Eigenfrequenz der jeweiligen Partikel erzeugt wird und daß diese Frequenzänderung insbesondere wiederholt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strömungen in dem flüssigen Gas (4) durch Rührbewegungen unterschiedlicher Rotationsrichtungen gebildet oder verstärkt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rotationsrichtungen der Rührbewegungen um im Winkel zueinanderstehende Achsen (6) und dabei mit gleichem oder entgegengesetztem Drehsinn gewählt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zu verpulvernde Stoff (2) zusammen mit einem gasförmigen und/oder flüssigen Medium in das verflüssigte Gas (4) eingetragen und schon bei seinem Eintrag zerkleinert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zuzuführende Gut zerstäubt wird, so daß es in Form von Tropfen oder Tröpfchen in das flüssige Gas (4) eingetragen wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der oder die Strahlen des einzuführenden Gutes in Rotation versetzt werden, so daß das zu pulverisierende Gut oder der zu pulverisierende Stoff beim Eintritt in das Flüssiggas einen Drall aufweist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eintragrichtung oder die Richtung des dem Stoff übertragenen Dralls der Hauptbewegungsrichtung des bewegten flüssigen Gases (4) entgegengesetzt ist oder quer dazu verläuft.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zu pulverisierende Stoff in mehreren Strahlen eingetragen wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zu pulverisierende flüssige oder pastöse Stoff (2) unter Druck gesetzt und dann in das flüssige Gas (4) eingetragen wird.

16. Vorrichtung zur Herstellung von anreagierten Bindepartikeln aus Ausgangskomponenten (101, 102) insbesondere unterschiedli­ cher Zusammensetzungen und/oder Rezepturen, die in gasförmigem, flüssigem und/oder pastösem Zustand miteinander gemischt vernetzen und somit abbinden, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils für jede der zu vermischenden Komponenten (101, 102) eine Fördereinrichtung (103, 104) vorgesehen ist, die in ihrem Verlauf eine Energiezufuhr, insbesondere eine Heizung (107) aufweist, daß in Förderrichtung hinter dem Bereich der Energiezufuhr wenigstens eine Mischvorrichtung (108) zum Vermischen der Komponenten (101, 102) und dahinter eine Vorrichtung (1) zum Vermischen dieser vermischten Komponenten mit verflüssigtem Gas angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bereich der Energiezufuhr und der Vermischung der Komponenten in wenigstens einer der Fördereinrichtungen ein Vormischer (109) zum Zuführen von Additiven oder der­ gleichen Ergänzungsstoffen angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß in Förderrichtung hinter der Zusammenführung und Ver­ mischung der Komponenten (101, 102) wenigstens eine weitere Additiv-Zufuhr (111) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zum Granulieren oder Verpulvern der vermischten Komponenten ein Behälter (3) zur Aufnahme des flüssigen Gases (4), insbesondere flüssigen Stickstoffes mit einem Strömungserzeugungsgerät, insbesondere einem Rührgerät (5) vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in dem das flüssige Gas aufnehmenden Behälter (3) wenigstens zwei Rührgeräte (5) angeordnet sind, die gleichzeitig antreibbar oder angetrieben sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (6) der Rührwerkzeuge (6a) der Rührgeräte (5) im Winkel zueinander, insbesondere unter einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwerksachsen (6) der Werkzeuge (6a) der Rührgeräte (5) derart zueinander schräg angeordnet sind, daß sie sich im Bereich der Rührwerkzeuge (6a) näher beiein­ ander befinden, als in ihrem Antriebsbereich.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührgeräte (5) und/oder ihre Rühr­ werkzeuge (6a) in Richtung ihrer Rührwerksachse (6) oder -welle verstellbar, insbesondere während des Rührvorganges hin- und herverstellbar und/oder bezüglich der Winkelstellung der Rührwerksachsen (6) verstellbar und festlegbar oder während des Rührvorganges hin- und herverschwenkbar sind.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Behälters (3) oder Gefäßes ein aushebbares Sieb angeordnet ist, dessen Sieböffnungen kleiner als die gebildeten Pulverteilchen oder Granulatkörner sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des Behälters (3) unterhalb der Rührzone ein Sieb (11), ein Auslaß (12) und eine Fördervorrichtung (13) vorgesehen sind, daß ein zweiter Behälter (14) vorgesehen ist, in den eine Förderleitung (15) der Fördervorrichtung (13) mündet und in welchem ein Pulver­ förderer (16) insbesondere über einen ersten Teil seiner Förderstrecke aufwärts gerichtet angeordnet ist, in welchem das Pulver von dem flüssigen Gas separierbar ist und der zu einem Vorratsbehälter (17) für das Pulver führt.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß von dem zweiten Behälter (14) eine Rückführleitung (19) für das abgeschiedene flüssige Gas (4) zu dem ersten Behälter (3) vorgesehen ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführung (7) für den zu verpulvernden Stoff (2) vorgesehen ist, mit der dieser Stoff (2) beim Einbringen in das flüssige Gas (4) insbesondere zerstäubbar und/oder mit einem Drall versehen wird.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführrichtung für den zu verpulvernden Stoff der Hauptbewegungsrichtung des durch die Rührer (7) bewegten flüssigen Gases entgegengesetzt ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Zuführungen (7) oder Eintragvorrichtungen (7) für mehrere Strahlen von zu verpul­ verndem Stoff, gegebenenfalls gleichzeitig verschiedenen Stoffen, vorgesehen sind.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführung (7) des zu verpulvernden Stoffes (2) zu der oder den Austragsöffnungen oder dergleichen wenigstens eine Pumpe angeordnet ist.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten, Behälter zwei mit Abstand zueinander angeordnete Scheiben vorgesehen sind, deren obere drehantreibbar ist und daß die Fördervorrichtung (13) für das in dem ersten Behälter (3) erzeugte Pulver zwischen den beiden Scheiben (20, 21) mündet und daß der Abstand der beiden Scheiben (20, 21) zu ihrem radial außenliegenden Rand hin abnimmt.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der parallel zueinander angeordneten Scheiben (20, 21), insbesondere die obere Scheibe (21), in etwa horizontaler Richtung insbesondere in mehreren rechtwinklig zueinander angeordneten Richtungen hin- und herschwingend oder oszillierend antreibbar ist.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rührwerkzeug (6a) und Sieb (11) ein Beruhigungsgitter (11a) angeordnet ist.