DE19842264C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung und/oder Abrundung von Granulat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung und/oder Abrundung von Granulat aus einem Ausgangs­ produkt gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 8. Vorrichtungen dieser Art sind aus der DE 196 49 340 C1, der DE-GM 19 47 131 und der DE-PS 12 45 915 bekannt.

Solche Vorrichtungen umfassen in der Regel einen vertikal angeordneten, zylindrischen Produktbehälter, in dem unten eine Scheibe rotiert, die glatt oder profiliert sein kann. Das in den Behälter gegebene Material, z. B. Granulat oder Pellets, wird von der rotierenden Scheibe in Rotation versetzt. Durch Abrollen des Materials aufeinander sowie auf der Scheibe und an der Behälterwand wird die Form des Granulats oder der Pellets vereinheitlicht und insbesondere abgerundet, bis hin zur per­ fekten Kugelform.

Vorrichtungen der genannten Art können chargenweise oder auch kontinuierlich betrieben werden. Diese Vorrichtungen können nicht nur zur Umformung bzw. Abrundung von Pellets oder Granu­ lat eingesetzt werden, sondern auch zur Bildung von Granulat. Hierzu werden in den Behälter Pulver und Flüssigkeit aufgege­ ben, das Pulver beispielsweise durch Dosierung und die Flüssig­ keit durch Eindüsung. Auf der sich drehenden Scheibe wachsen dann im Laufe der Zeit aus Primärkörnern unter gleichzeitiger Abrundung Granulate bis zur gewünschten Endpartikelgröße.

Aus der DE-44 11 058 C2 ist eine Beschichtungsvorrichtung bekannt mit einem sich drehenden, konischer Mischzylinder, in den das zu beschichtende Gut gefüllt wird. Oberhalb des Misch­ zylinders und mit Abstand zu dessen Boden ist ein Ring mit gebogenen Leitflügeln stationär angebracht, die dafür sorgen, daß an der Seitenwand des Mischzylinders infolge der Drehung hochgedrücktes Mischgut umgeleitet und wieder nach unten in den Mischzylinder zurückgelangt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die bzw. das gegenüber bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung und/oder Abrundung von Granulat leistungsfähiger ist.

Diese Aufgabe ist ausgehend von einer gattungsgemäßen Vorrich­ tung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leiteinrichtung unmittelbar über dem Boden angeordnet und bezüglich des rotie­ renden Bodens feststehend ist oder mit einer Drehzahldifferenz relativ zum Boden rotiert. Beispielsweise kann das zu behan­ delnde Ausgangsprodukt in der Mitte des drehbaren, zumindest im wesentlichen scheibenförmigen Bodens aufgegeben und dann durch die Leiteinrichtung entlang des definiert vorgegebenen Weges radial nach außen zu einer Austrags- oder Abgabestelle geführt werden. Ebensogut kann das Ausgangsprodukt am radial äußeren Rand des drehbaren Bodens aufgegeben und dann durch die Leiteinrichtung zu einer radial innen und insbesondere zentral angeordneten Austrags- oder Abgabestelle geführt werden. Durch die Leiteinrichtung wird dem zu behandelnden Produkt demnach ein ganz bestimmter, vorgegebener Beanspruchungsweg aufgeprägt.

Wie erwähnt, kann die Leiteinrichtung feststehend oder rotie­ rend ausgeführt sein. In letzterem Fall kann die Leiteinrich­ tung gleich- oder aber auch gegensinnig zum zugehörigen Boden rotieren. Durch eine Drehzahldifferenz zwischen dem Boden und der Leiteinrichtung kann die Stärke der Beanspruchung des zu behandelnden Produktes in weiten Grenzen variiert werden.

Bei bevorzugten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt die Leiteinrichtung ein spiralförmiges Band, das auf dem zugehörigen Boden einen spiralförmigen Kanal für das aufgegebene Produkt begrenzt, entlang dem das Produkt radial nach innen bzw. radial nach außen geführt wird. Der Kanal, dessen eine Seite durch den drehbaren Boden begrenzt wird, kann auf seiner gegenüberliegenden Seite mittels einer Deckplatte verschlossen sein.

Die Leiteinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung muß jedoch keinen spiralförmigen Weg definieren, sondern es kann jeder beliebige und vorzugsweise möglichst lange Beanspru­ chungsweg definiert vorgegeben werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mehrere drehbare Böden mit zugehöriger Leiteinrichtung in dem Behälter übereinander angeordnet, wobei die Leiteinrichtung jedes auf den Aufgabeboden folgenden Bodens zum Führen des Produktes radial nach innen oder radial nach außen entgegenge­ setzt zum vorhergehenden Boden ausgebildet ist. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit mehreren übereinander angeordneten, drehbaren Böden wird das Produkt auf jedem Boden in gleicher Richtung geführt, d. h. radial nach innen oder nach außen, jedoch sind die Leiteinrich­ tungen derart ausgebildet, daß das Produkt auf einem Boden im Uhrzeigersinn und auf dem folgenden Boden entgegen dem Uhrzei­ gersinn geführt wird oder umgekehrt. Bei gleichen Abmessungen der Vorrichtung in radialer Richtung lassen sich auf diese Weise sehr lange, definiert vorgegebene Beanspruchungswege bei vergleichmäßigter Beanspruchungsart realisieren.

Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere übereinander angeordnete, drehbare Böden umfaßt, können diese gleichsinnig miteinander rotieren. Es ist dann nur ein einziger Antrieb für alle Böden erforderlich.

Bei anderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die übereinander angeordneten, drehbaren Böden auch gegensinnig rotieren. Insbesondere rotieren dabei je zwei aufeinanderfolgende Böden gegensinnig zu einander. Vorzugsweise wird zum Antrieb der jeweils gleichsinnig rotierenden Böden ein und derselbe Antriebsmotor verwendet.

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch, ausgehend von dem bekannten Verfahren, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leiteinrichtung unmittelbar über dem Boden angeordnet ist und bezüglich des Bodens feststeht oder mit einer Drehzahldifferenz relativ zum Boden rotiert. Ein wichtiger Punkt des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ist es demnach, das an einer definierten Stelle auf die drehbare Scheibe aufgegebene Produkt entlang eines ganz bestimmten, vorgegebenen Weges radial nach innen bzw. radial nach außen zu führen.

Aus dieser gezielten Führung des Produktes während seiner Beanspruchungszeit im erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich eine Reihe von Vorteilen: Das Verweilzeitspektrum des Produktes im erfindungsgemäßen Verfahren ist wesentlich enger als her­ kömmlich, d. h. die Verweilzeit einzelner Pellets vom Zeitpunkt ihres Einbringens bis zum Zeitpunkt ihres Ausbringens aus dem Verfahren bzw. der Vorrichtung ist erfindungsgemäß für alle Partikel zumindest annähernd gleich lang. Daraus resultiert eine sehr einheitliche Formgebung des ausgetragenen Endproduk­ tes. Des weiteren ist die Menge des Produktaustrags nicht wie bisher üblich mehr oder weniger zufällig, d. h. statistisch verteilt, sondern aufgrund des vorgegebenen Beanspruchungsweges ebenfalls vorbestimmt, d. h. zumindest annähernd konstant über die Zeit. Die definierte Führung des aufgegebenen Produktes ermöglicht es darüber hinaus, die Maschinen besser auszunutzen, weil der Beanspruchungsweg verlängert werden kann, ohne daß hierzu die Maschinenabmessungen vergrößert werden müssen. Bei herkömmlichen Verfahren hingegen ergibt sich der Beanspru­ chungsweg zufällig.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der definiert vorgegebene Beanspruchungsweg spiralförmig. Die spiralförmige Führung des aufgegebenen Pro­ duktes radial nach innen oder radial nach außen hat aufgrund des bei gleichbleibenden Abmessungen stark verlängerten Bean­ spruchungsweges eine gegenüber herkömmlichen Verfahren erheb­ lich bessere Maschinenausnutzung zur Folge. Der definiert vorgegebene Weg, entlang dem das aufgegebene Produkt auf dem rotierenden Boden radial nach innen oder radial nach außen geführt wird, muß aber nicht spiralförmig sein, sondern kann nahezu beliebig ausgewählt werden. Vorzugsweise wird der defi­ niert vorgegebene Weg so ausgewählt, daß er möglichst lang ist, um eine vorgegebene Maschine möglichst gut auszunutzen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens sind mehrere rotierende Böden vorhanden, wobei das aufgegebene Produkt auf dem ersten rotierenden Boden, dem sogenannten Aufgabeboden, radial nach innen oder radial nach außen geführt wird, je nachdem wo die Aufgabestelle sich befin­ det. Gemäß einer derartigen Ausgestaltung wird das Produkt auf jedem weiteren rotierenden Boden dann entgegengesetzt zum vorhergehenden Boden radial nach innen oder radial nach außen geführt. Konkret bedeutet dies, daß dann, wenn das aufgegebene Produkt auf dem ersten Boden radial nach innen geführt wird, es auf dem nächsten Boden radial nach außen geführt wird usw. Gemäß einer anderen derartigen Ausgestaltung wird das Produkt auf jedem weiteren rotierenden Boden in der gleichen Richtung wie auf dem vorhergehenden Boden radial nach innen oder radial nach außen geführt. Auf beide Arten kann der Beanspruchungsweg für das Produkt im gewünschten Maße stufenweise verlängert werden.

Wenn mehrere rotierende Böden vorhanden sind, können diese rotierenden Böden gleich- oder auch gegensinnig zueinander rotieren. Vorzugsweise rotieren je zwei aufeinanderfolgende Böden gleichsinnig zueinander und die zugehörigen Leiteinrich­ tungen sind so ausgestaltet, daß sie das Produkt auf dem einen Boden im Uhrzeigersinn und auf dem folgenden Boden entgegen dem Uhrzeigersinn führen (oder umgekehrt), um die Beanspruchung des aufgegebenen Produktes möglichst gleichmäßig zu gestalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist gemäß bestimmten Ausgestal­ tungen so weitergebildet, daß dem aufgegebenen Produkt auf seinem definiert vorgegebenen Weg an einer oder mehreren Stel­ len ein Gas zugegeben wird, beispielsweise Luft oder Stick­ stoff. Das aufgegebene Produkt wird von dem Gas durchströmt und kann dadurch erwärmt, abgekühlt, getrocknet oder auch besser formbar gemacht werden. Flüchtige Inhaltsstoffe, die sich in dem aufgegebenen Produkt befinden, können durch das Gas ausge­ tragen werden.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung wird dem aufgegebenen Produkt auf seinem definiert vorgegebenen Weg an einer oder mehreren Stellen eine Flüssigkeit zugegeben. Auf diese Weise können bestimmte Inhaltsstoffe zugemischt werden und/oder es kann die Granulatbildung gefördert werden. Ebenso kann an einer oder mehreren Stellen des definiert vorgegebenen Weges ein vorzugs­ weise pulverförmier Feststoff zugegeben werden, um insbesondere im Zusammenspiel mit einer Flüssigkeit ein gewünschtes Granulat herzustellen.

Sind mehrere rotierende Böden vorhanden, können die einzelnen Böden oder bestimmte Gruppen von Böden auch zur Durchführung aufeinanderfolgender Verfahrensschritte herangezogen werden. Beispielsweise können der erste Boden oder die ersten paar Böden zur Herstellung von Granulat und/oder Abrundung desselben benutzt werden, während einer oder mehrere folgende Böden zur Trocknung des gebildeten, abgerundeten Granulats dienen. Auf noch weiteren Böden kann beispielsweise ein Coaten des Granu­ lats stattfinden usw.

Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im folgenden anhand der beigefügten schematischen Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung und/oder Abrundung von Granulat mit einem drehbaren Boden im Schnitt und in Draufsicht, und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung mit drei übereinander angeordneten, drehbaren Böden und zugehörigen Leiteinrichtungen im Schnitt.

Fig. 1 zeigt im Schnitt und in Draufsicht eine allgemein mit 10 bezeichnete Vorrichtung zum Herstellen und/oder Abrunden von Granulat. Die Vorrichtung 10 weist einen vertikal angeordneten, zylindrischen Behälter 12 auf, in dem ein drehbarer, scheiben­ förmiger Boden 14 angeordnet ist. Der drehbare Boden 14 defi­ niert zusammen mit dem Behälter 12 einen Produktraum für das zu behandelnde Produkt.

In dem Produktraum ist oberhalb des drehbaren Bodens 14 eine allgemein mit 16 bezeichnete, hier feststehende Leiteinrichtung eingebaut. Die Leiteinrichtung umfaßt ein spiralförmiges Band 18, das sich in axialer Richtung von einer Deckplatte 20 nach unten in Richtung auf den drehbaren Boden 14 erstreckt und kurz vor Erreichen desselben endet.

In der Deckplatte 20 ist mittels eines an ihr befestigten, sich axial nach oben öffnenden Trichters 22 eine bezogen auf den drehbaren Boden 14 radial innen und mittig angeordnete Aufgabe­ stelle A für das Ausgangsprodukt angeordnet.

Beginnend von der Aufgabestelle A legt die Leiteinrichtung 16 einen spiralförmig gewundenen Kanal 24 fest, durch den aufgege­ benes Produkt von der Aufgabestelle A radial nach außen entlang des durch die Leiteinrichtung 16 definierten Weges zu einer Produktaustragsstelle B geführt wird, wie dies durch die Pfeile C und die exemplarisch angegebenen Partikel D in Fig. 1 ange­ deutet ist.

Bei sich drehendem Boden 14 rollt demnach aufgegebenes Produkt, beispielsweise Pellets, einerseits aufeinander und andererseits auf dem rotierenden Boden 14 sowie an der durch das spiralför­ mige Band 18 gebildeten Kanalwandung ab und bewegt sich dabei entlang der durch die Pfeile C angegebenen Richtung in dem Kanal 24 zur Produktaustragsstelle B hin. Beim Durchlaufen des durch den Kanal 24 vorgegebenen Beanspruchungsweg wird das an der Aufgabestelle A aufgegebene Produkt zunehmend abgerundet, wobei die Beanspruchungszeit und -art für alle Partikel nahezu gleich ist. Hieraus resultiert eine sehr einheitliche Form der einzelnen Partikel, die die Vorrichtung 10 an der Produkt­ austragsstelle B verlassen. Des weiteren wird der Beanspru­ chungsweg gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen beträchtlich verlängert, ohne die Abmessungen der Vorrichtung zu vergrößern.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 10, die drei übereinander angeordnete, drehbare Böden 14, 14', 14'' aufweist. Jedem Boden 14, 14', 14'' ist eine Leiteinrichtung 16, 16', 16'' zugeordnet. Alle Böden 14, 14', 14'' sind zur gemeinsa­ men Drehung an einer Welle 26 befestigt, die von einem Motor 28 drehangetrieben werden kann.

Von der Aufgabestelle A, die hier am obersten Boden 14 mittig angeordnet ist, wird aufgegebenes Produkt durch die Leitein­ richtung 16 entlang des spiralförmigen Kanals 24 radial nach außen zum Rand des rotierenden Bodens 14 geführt und gelangt dann radial außen auf den darunterliegenden rotierenden Boden 14', dessen Leiteinrichtung 16' das Produkt längs des spiral­ förmigen Kanals 24' radial nach innen zur Mitte des Bodens 14' führt, von wo aus das Produkt auf den darunterliegenden rotie­ renden Boden 14'' gelangt und von dessen Leiteinrichtung 16'' durch den Kanal 24'' zur radial außen am Boden 14'' angeordneten Produktaustragsstelle B geführt wird.

Die Vorrichtung 10 gemäß Fig. 2 weist somit bei gleichen radia­ len Abmessungen einen gegenüber der in Fig. 1 wiedergegebenen Vorrichtung dreimal längeren Beanspruchungsweg auf. Falls gewünscht, können durch Vorsehen weiterer drehbarer Böden 14 zusätzliche Stufen realisiert werden.

Claims (17)

1. Vorrichtung (10) zur Herstellung und/oder Abrundung von Granulat aus einem Ausgangsprodukt, mit einem Behälter (12), in dem ein drehbarer, zumindest im wesentlichen scheibenförmiger Boden (14) angeordnet ist, auf den das Ausgangsprodukt aufgege­ ben wird, einer radial außen oder radial innen angeordneten Aufgabestelle (A) für das Ausgangsprodukt auf den Boden (14) und einer Leiteinrichtung (16) zum Führen von aufgegebenem Produkt auf dem Boden (14) entlang eines definiert vorgegebenen Weges radial nach innen oder radial nach außen in Abhängigkeit der Lage der Aufgabestelle (A), dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (16) unmittel­ bar über dem Boden (14) angeordnet und bezüglich des rotieren­ den Bodens (14) feststehend ist oder mit einer Drehzahl­ differenz relativ zum Boden (14) rotiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (16) ein spir­ ralförmiges Band (18) umfaßt, das auf dem Boden (14) einen spiralförmigen Kanal (24) für das aufgegebene Produkt begrenzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (16) gleich- oder gegensinnig zum Boden (14) rotiert.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Böden (14, 14', 14'') mit zugehöriger Leiteinrichtung (16, 16', 16'') übereinander ange­ ordnet sind und daß die Leiteinrichtung (16, 16', 16'') jedes auf den Aufgabeboden (14) folgenden Bodens (14', 14'') zum Führen des Produktes radial nach innen oder radial nach außen entgegengesetzt zum vorhergehenden Boden (14, 14') ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Böden (14, 14', 14'') mit zugehöriger Leiteinrichtung (16, 16', 16'') übereinander ange­ ordnet sind und daß die Leiteinrichtungen (16, 16', 16'') derart ausgebildet sind, daß das Produkt jeweils auf einem Boden (14, 14', 14'') im Uhrzeigersinn und auf dem nächsten Boden (14, 14', 14'') entgegen dem Uhrzeigersinn geführt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Böden (14, 14', 14'') gleich­ sinnig rotieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere zwei aufeinanderfol­ gende Böden (14, 14', 14'') gegensinnig rotieren.

8. Verfahren zur Herstellung und/oder Abrundung von Granulat aus einem Ausgangsprodukt, mit den Schritten:

• - Bereitstellen einer Vorrichtung, die einen drehbaren, zumin­ dest im wesentlichen scheibenförmigen Boden aufweist,
• - Versetzen des Bodens in Rotation,
• - Zuführen des Ausgangsproduktes auf den Boden an einer radial außen oder radial innen gelegenen Aufgabestelle, und
• - Führen des aufgegebenen Produktes auf dem rotierenden Boden durch eine Leiteinrichtung entlang eines definiert vorgegebenen Weges radial nach innen bei radial außen gelegener Aufgabestel­ le oder radial nach außen bei radial innen gelegener Aufgabe­ stelle,dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung unmittelbar über dem Boden angeordnet ist und bezüglich des Bodens fest­ steht oder mit einer Drehzahldifferenz relativ zum Boden rotiert.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der definiert vorgegebene Weg spiralförmig ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere rotierende Böden vorhanden sind, wobei das aufgegebene Produkt auf dem ersten rotierenden Boden radial nach innen oder radial nach außen geführt wird und auf jedem weiteren rotierenden Boden entgegengesetzt zum vor­ hergehenden Boden radial nach innen oder radial nach außen geführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere rotierende Böden vorhanden sind, wobei das aufgegebene Produkt auf jedem rotierenden Boden radial nach innen oder radial nach außen geführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgegebene Produkt von Boden zu Boden abwechselnd im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzei­ gersinn geführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Böden gleichsinnig rotieren.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Böden gegensinnig rotieren.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem aufgegebenen Produkt auf seinem definiert vorgegebenen Weg an einer oder mehreren Stellen ein Gas zugegeben wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem aufgegebenen Produkt auf seinem definiert vorgegebenen Weg an einer oder mehreren Stellen eine Flüssigkeit zugegeben wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem aufgegebenen Produkt auf seinem definiert vorgegebenen Weg an einer oder mehreren Stellen ein vorzugsweise pulverförmiger Feststoff zugegeben wird.