DE2122355A1

DE2122355A1 - Device and method for producing particles

Info

Publication number: DE2122355A1
Application number: DE19712122355
Authority: DE
Inventors: Desmond London Reynolds
Original assignee: Lilly Industries Ltd
Current assignee: Lilly Industries Ltd
Priority date: 1970-05-08
Filing date: 1971-05-06
Publication date: 1971-11-25
Also published as: FR2097773A5; IT968048B

Description

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Firma LILLY INDUSTRIES, Ltd., Henrietta House, Henrietta Place, LONDON ¥.1 (Bngland)Company LILLY INDUSTRIES, Ltd., Henrietta House, Henrietta Place, LONDON ¥ .1 (Bngland)

Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von PartikelnDevice and method for producing particles

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Partikeln. Insbesondere wird durch die Erfindung eine Vorrichtung geschaffen, die vorzugsweise , jedoch nicht ausschließlich, für die Herstellung von kugelartigen Partikeln verwendet werden kann, wobei dieses Verfahren als Verfahren zum Kugelbilden aus Feststoffen zu bezeichnen ist.The invention relates to an apparatus and a method for producing particles. In particular the invention provides a device which is preferably, but not exclusively, for The production of spherical particles can be used, this process being used as a process for forming spheres from solids.

Bekannte Verfahren zum Herstellen kugelförmiger Partikel können in solche Verfahren aufgeteilt werden, welche durch die Formung einzelner Partike3,Kugeln bilden, und solche Verfahren, bei denen kleinere Par-Known methods for producing spherical particles can be divided into such methods, which form spheres through the formation of individual particles3, and processes in which smaller par-

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tikel gesammelt und unter Verwendung von Oberflächenspannungen zu Kugeln bzw. Kügelchen verbunden werden. Die erstgenannten Verfahren umfassen auch die Pillenherstellung, bei der plastische Massen zu zylindrischen Körpern geformt, dann in Würfel oder kurze Abschnitte zerschnitten und schließlich zu Kugeln gerollt werden. Ebenfalls umfassen diese erstgenannten Verfahren die Tablettenherstellung, bei der ebenfalls nahezu kugelförmige Partikel erzeugt werden können.Tikel are collected and connected using surface tension into spheres or beads. The first-mentioned processes also include the manufacture of pills, in which plastic masses are shaped into cylindrical bodies, then cut into cubes or short sections and finally rolled into spheres. These first-mentioned processes also include tablet production, in which almost spherical particles can also be produced.

Das Kugelbildungsverfahren mit Hilfe von Pfannen zur Kugelbildung, wobei Oberflächenkräfte der verarbeiteten Materialien ausgenutzt werden, kann in drei Stufen unterteilt werden, nämlich die Kernbildung, das Übergangsstadium und das Kugelwachstum. Dieses Verfahren arbeitet mit Zugabe von Flüssigkeit in Form atomisierter Tröpfchen , pulverisierter verfestigter Flüssigkeit wie Eis oder verdampfter Flüssigkeit wie Dampf, zum als Ausgangsprodukt verwendeten bewegten feinen Pulver. Die Bewegung des Pulvers kann eine einfache Roll- oder Rieselbewegung in einer Trommel durch Überlagerung mit einer zweiten Bewegung sein. Diese zweite Bewegung kann durch Prallplatten, Ablenkbleche, durch gegendrehende Bewegung bei gewöhnlich höherer Geschwindigkeit als die erste Bewegung oder durch Zyklonverfahren erzeugt werden. Die Form der hierzu verwendeten Trommeln oder Behälter ist verschieden und kann zylindrisch, elliptisch, kugelförmig oder doppelkonisch sein.The ball formation process with the help of pans for Ball formation, whereby surface forces of the processed materials are used, can be divided into three Stages are divided, namely the nucleation, the transition stage and the spherical growth. This Process works with the addition of liquid in the form of atomized droplets, pulverized solidified Liquid like ice or evaporated liquid like steam to use as the starting product used moving fine powder. The movement of the powder can be a simple rolling or trickling motion be in a drum by superimposing a second movement. This second movement can by baffles, baffles, by counter-rotating movement at usually higher speeds than the first movement or generated by cyclone processes. The shape of the drums used for this purpose or Container is different and can be cylindrical, elliptical, spherical or double-conical.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Par-The object of the invention is to provide an apparatus and a method for producing par-

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tikeln zu schaffen, wobei es möglich ist, kugelförmige Partikel besonders schnell und gleichmäßig groß in wirtschaftlicher Weise herzustellen.To create particles, it is possible to produce spherical particles particularly quickly and evenly large to manufacture in an economical manner.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen von Partikeln vorgeschlagen, die eine Friktionsplatte bzw. Platte mit reibender Oberfläche aufweist, die eine im wesentlichen horizontale Oberseite und einen kreisförmigen Außenumfang aufweist und die drehbar innerhalb eines mit nach oben verlaufenden Wänden versehenen Gehäuses derart gelagert ist, daß ihr Außenumfang dicht an der Innenwand des Gehäuses umläuft, wobei diese Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Oberseite der Platte im Randbereich in radialer Richtung zu der sie umgebenden Wandung des Gehäuses nach oben geführt ist.To solve this problem, a device for producing particles is proposed according to the invention, which has a friction plate or plate with a rubbing surface that has an im has substantially horizontal top and a circular outer circumference and which is rotatable is mounted within a housing provided with upwardly extending walls in such a way that its outer circumference runs close to the inner wall of the housing, this device according to the invention thereby is characterized in that the top of the plate in the edge area in the radial direction to the surrounding it Wall of the housing is guided upwards.

Vorzugsweise ist der Rand der erfindungsgemäß ausgebildeten Platten derart nach oben geführt, daß eine von der Innenkante zur Außenkante des nach oben geführten Randbereiches gelegte Linie in einem Winkel von nicht mehr als 45° zur Oberseite der Platte geneigt verläuft.Preferably, the edge of the plates designed according to the invention is guided upwards in such a way that a Line laid at an angle from the inner edge to the outer edge of the edge area leading upwards inclined by no more than 45 ° to the top of the plate.

Der nach oben geführte Randteil der Platte kann in einem scharfkantigen Winkel zum übrigen Teil der Oberfläche der Platte geneigt ansteigen, jedoch geht der nach oben geführte Randteil vorzugsweise glatt und ohne scharfen übergang in die im wesentlichen horizontale Oberfläche der drehbaren Platte über. Beispielsweise kann der nach oben geführte Randbereich der Platte im Querschnitt gesehen die Form einerThe upwardly guided edge part of the plate can be at a sharp angle to the rest of the Surface of the plate rise inclined, but the edge part led upwards is preferably smooth and without a sharp transition into the substantially horizontal surface of the rotatable plate. For example, the upwardly extending edge region of the plate, seen in cross section, can have the shape of a

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gleichförmigen Kurve, beispielsweise eines kreisförmigen Bogens aufweisen, der glatt und ohne Übergang in die Oberseite der Platte ausläuft. In diesem Falle läuft auch das äußere Ende des Randteiles der Platte vorzugsweise in einer glatten Kurve, d.h. also ohne scharfkantigen Übergang in die Innenfläche der die Platte umgebenden Wandung aus»uniform curve, for example a circular arc that is smooth and without Transition runs out into the top of the plate. In this case, the outer end of the edge part also runs of the plate preferably in a smooth curve, i.e. without a sharp-edged transition in the inner surface of the wall surrounding the plate made of »

Falls der Randbereich im Querschnitt die Form eines kreisförmigen Bogens aufweist, kann der Radius dieses Bogens eine Größe besitzen, die zwischen der Größe des Ralus der kreisförmigen Platte und einem zwanzigstel dieses Radius liegt.If the edge area has the shape of a circular arc in cross section, the radius can do this Arc of a size between the size of the ralus of the circular plate and a twentieth of this radius.

Mit der Bezeichnung "Friktionsplatte" ist eine Platte gemeint, die eine im wesentlichen reibende Oberseite aufweist, so daß auf derselben liegende Partikel sich auf einem gebogenen Weg zum Außenumfang der Platte unter Einfluß von beim Drehen der Platte erzeugten Fliehkräften bewegen. Die reibenden Eigenschaften der Oberseite der Platte können dadurch erzielt werden, daß man die Platte perforiert oder mit Löchern versieht oder indem man die Oberseite der Platte aufrauht. Dabei ist wenigstens ein ringförmiger, sich bis zum Außenumfang der Platte erstreckender Abschnitt perforiert oder aufgerauht. Im Falle einer perforierten Platte kann die Größe der Perforationen oder Löcher so gewählt werden, daß die erzeugten kugelförmigen Partikel nicht hindurc fallen könen, sondern auf der Platte zurückgehalten werden, während Partikel mit einem geringeren als dem gewünschten Durchmesser durch die Platte hindurchfallen . Andererseits ist es aber auch möglich, daßBy the term "friction plate" it is meant a plate that has a substantially rubbing top surface has, so that on the same lying particles on a curved path to the outer circumference of the Move the plate under the influence of centrifugal forces generated when the plate is rotated. The grinding properties the top of the plate can be achieved by perforating the plate or with holes or by roughening the top of the plate. There is at least one ring-shaped, Perforated or roughened section extending to the outer circumference of the plate. In the case of a perforated plate, the size of the perforations or holes can be chosen so that the spherical particles produced do not hinder may fall, but be retained on the plate, while particles with a lower than fall through the plate of the desired diameter. On the other hand, it is also possible that

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die eine gewünschte Größe aufweisenden kugelförmigen Partikel durch die Platte hindurchfallen und übergroße Partikel auf der Platte zurückgehalten werden. *the spherical particles having a desired size fall through the plate and oversized ones Particles are retained on the plate. *

Vorzugsweise wird jedoch eine volle Platte mit aufgerauhter Oberfläche verwendet. Diese Aufrauhung kann man durch einander überschneidende Nuten erzielen. Diese Nuten können einander rechtwinklig überkreuzen. Beispielsweise sind die Nuten in zwei Gruppen vorgesehen, wobei die Nuten der einen Gruppe die Nuten der anderen Gruppe überschneiden. Andererseits ist es aber auch möglich, die Aufrauhung der Oberfläche durch Sandstrahlen der Oberfläche oder durch ähnliche Behandlung, bei der kleine Löcher in der Oberiäche entstehen, zu erzielen.Preferably, however, a full plate with a roughened Surface used. This roughening can be achieved by overlapping grooves. These grooves can cross each other at right angles. For example, the grooves are provided in two groups, the grooves of one group intersecting the grooves of the other group. On the other hand it is but also possible to roughen the surface by sandblasting the surface or by similar treatment, in which small holes appear in the surface.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer nicht perforierten Friktionsplatte können Vorkehrungen getroffen werden, um i-ji einen unterhalb der Friktionsplatte befindlichen Raun.. einen Luftdruck einzuführen, der größer als der oberhalb der Friktionsplatte herrschende normale Luftdruck ist. Zu diesem Zwecke kann ein sich unterhalb der Platte drehendes Gebläse vorgesehen sein. Ebenfalls ist es möglich, an diesen Raum eine Zufuhrleitung für Druckluft anzuschließen, in welcher eine Druckluftquelle wie ein Gebläse liegt.In a device according to the invention with a non-perforated friction plate, precautions can be taken be taken to i-ji a space below the friction plate .. to introduce an air pressure, which is greater than the normal air pressure prevailing above the friction plate. For this purpose can a rotating fan may be provided below the plate. It is also possible to use this room to connect a supply line for compressed air, in which a compressed air source such as a fan is located.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen kugelförmiger Partikel vorgeschlagen, welches die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet und welches darin besteht, die Friktionsplatte zu drehen, auf die Friktionsplatte nicht kugelige Partikel aufzubringen, so daß diese Partikel in Kontakt mit der OberseiteFurthermore, a method for producing spherical particles is proposed according to the invention, which the device according to the invention used and which consists in rotating the friction plate on the Friction plate does not apply spherical particles so that these particles are in contact with the top

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der Platte unter Einwirkung der beim Drehen dieser Platte entstehenden Zentrifugalkräfte nach außen bewegt und am Rand der Platte nach oben umgelenkt werden, bevor sie auf die Oberseite der Platte zurückfallen, um dort erneut nach außen bewegt zu werden, wobei dieses Verfahren solange fortgesetzt wird, bis die Partikel unter Einwirkung der Zentrifugal- . und Reibungskräfte kugelig geworden sind. Die Partikel führen also eine ständig kreisende Bewegung aus, wobei sie auf einem großen Teil ihrer Bahnen einer Friktion aufgrund der vorhandenen Zentrifugalkräfte ausgesetzt sind.the plate under the action of the centrifugal forces generated when this plate rotates outwards moved and deflected upwards at the edge of the plate before they fall back onto the top of the plate, to be moved there again to the outside, this process being continued until the particles under the action of centrifugal. and frictional forces have become spherical. The particles So perform a constant circular movement, with a large part of their orbits one Friction due to the existing centrifugal forces are exposed.

Erfindungsgemäß können die als Ausgangsmaterial verwendeten nichtkugeligen Partikel dadurch hergestellt werden, daß man ein plastisches Material extrudiert und den extrudierten Strang in kleine Partikel zerteilt, Das Zerteilen des extrudierten Stranges kann dadurch erfolgen, daß man den Strang in eine erfindungsgemäße Vorrichtung einführt, so daß er zerbrochen wird. Es ist aber auch möglich, den Si3ang auf andere Weise in Partikel zu zerlegen, bevor dieselben in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingegeben werden.According to the invention, the non-spherical particles used as the starting material can thereby be produced be that one extrudes a plastic material and divides the extruded strand into small particles, The cutting of the extruded strand can be done by introducing the strand into a device according to the invention so that it is broken. But it is also possible to do the Si3ang in other ways to be broken down into particles before they are entered into the device according to the invention.

Das Material kann mit einem kreisförmigen Querschnitt extrudiert werden und wird vorzugsweise in zylinderförmige Partikel mit etwa der gleichen Länge wie ihr Durchmesser zerlegt.The material can be extruded with a circular cross-section and is preferably cylindrical Particles about the same length as their diameter are broken down.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen kugel-The drawing shows an embodiment of a device according to the invention for generating spherical

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- 7 förmiger Partikel im Schnitt dargestellt.- 7 shaped particles shown in section.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen am oberen Ende offenen zylindrischen Behälter 2, mit kreisförmigem Querschnitt und glatten Innenwänden 3· Am unterli Ende ist der zylindrische Behälter 2 mit einer Bodenplatte 4 verschlossen. Der Innendurchmesser des zylindrischen Behälters 2 liegt zwischen 30 und 100 cm und beträgt vorzugsweise 40 cm.The device according to the invention has a cylindrical container 2 open at the upper end, With a circular cross-section and smooth inner walls 3 · At the lower end, the cylindrical container 2 is with a base plate 4 closed. The inner diameter of the cylindrical container 2 is between 30 and 100 cm and is preferably 40 cm.

Innerhalb des zylindrischen Behälters 2 ist eine kreisförmige Platte 5 in horizontaler Lage um eine senkrechte Achse drehbar gelagert. Die Platte 5 ist im wesentlichen eine flache Platte, wobei der Außenumfang dieser Platte dicht an der Innenwand 3 des Behälters 2 umläuft, wenn sich die Platte 5 dreht. Der Rand 5a der Platte 5 ist , wie die Zeichnung, zeigt, nach oben geführt bzw. hahgebogen. Der hochgebogene Teil der Platte besitzt im Querschnitt die Form eines kreisförmigen Bogens, der ohne Übergang glatt in die flache Oberseite der Platte 5 übergeht und auch ohne scharfen Übergang zur Innenwand 3 des Behälters 2 am äußeren Ende ausläuft. Die Oberseite der Platte 5 ist im übrigen durch einander überkreuzende eingearbeitete Nuten aufgerauht, wobei in der Zeichnung nicht dargestellte, einander rechtwinklig überschneidende Nuten vorgesehen sind. Die Nuten sind zwischen 1 bis 2 mi tief und liegen jeweils im Abstand von 2 bis 4 mm nebeneinander.Inside the cylindrical container 2 is a circular plate 5 in a horizontal position around a vertical axis rotatably mounted. The plate 5 is essentially a flat plate, with the outer periphery this plate rotates close to the inner wall 3 of the container 2 when the plate 5 rotates. The edge 5a of the plate 5 is, as the drawing shows, guided upwards or curved. The upwardly bent part of the plate has the shape of a in cross section circular arc that merges smoothly into the flat top of the plate 5 without a transition and also without sharp transition to the inner wall 3 of the container 2 expires at the outer end. The top of the plate 5 is incidentally incorporated by crossing each other Grooves roughened, not shown in the drawing, intersecting at right angles Grooves are provided. The grooves are between 1 and 2 mi deep and are each 2 to 4 mm apart side by side.

Die Platte 5 ist as oberen Ende einer Welle 6 befestigt, welche durch die Grundplatte 4 hindurchragt und mit Hilfe von Kugellagern 7 und 8 in einem an der Unterseite der Bodenplatte 4 befestigten Gehäuse 9The plate 5 is attached to the upper end of a shaft 6, which protrudes through the base plate 4 and with the help of ball bearings 7 and 8 in one on the Housing 9 attached to the underside of the base plate 4

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gelagert ist. Das untere Ende der Welle 6 ragt aus dem Gehäuse 9 heraus und trägt eine Keilriemenscheibe 10, mit deren Hilfe die Welle 6 angetrieben werden kann.is stored. The lower end of the shaft 6 protrudes from the housing 9 and carries a V-belt pulley 10, with the help of which the shaft 6 can be driven.

Die Drehzahl der Platte 5 liegt im Betrieb normalerweise zwischen 40 und 600 upm, jedoch können in Abhängigkeit von Durchmesser der Platte Drehzahlen von 30 bis 1500upm verwendet werden. Im allgemeinen * ist es wünschenswert, daß die UmfangsbeschwindigkeitThe speed of the plate 5 is normally between 40 and 600 rpm during operation, but in Depending on the diameter of the plate, speeds of 30 to 1500 rpm can be used. In general * It is desirable that the peripheral speed

der Platte 5 zwischen 30 und 2000 m pro Minute liegt.the plate 5 is between 30 and 2000 m per minute.

In der Seitenwand des Behälters 2 ist in Höhe der Platte 5 und oberhalb derselben eine Auslaßöffnilg 11 vorgesehen, durch welche die fertiggestellten Partikel entfernt werden können. Im Betrieb ist diese Auslaßöffnung 11 mit Hilfe eines Verschlußstopfens 12 verschlossen, der verschwenkbar an der Außenseite des Behälters 2 gelagert ist und mit Hilfe eines Hebels 13 betätigt werden kann.In the side wall of the container 2 there is an outlet opening 11 at the level of the plate 5 and above the same provided through which the finished particles can be removed. This outlet opening is in operation 11 closed with the help of a plug 12, which can be pivoted on the outside of the container 2 is stored and can be actuated with the aid of a lever 13.

Der Abstand zwischen dem Außenumfang der Platte 5 und der Innenwand 3 des Behälters 2 beträgt etwa 0,25 mm. Wie bereits oben erwähnt, werden die unter Einfluß der Fiehkräfte zum Rand der Platte gelangenden Partikel vom nach oben geführten Rand 5a dieser Platte nach oben umgelenkt, wobei kaum die Gefahr besteht, daß Partikel zwischen der Außenkante der Platte 5 und der Innenwand 3 nach unten fallen. Falls jedoch erforderlich, kann jegliche Gefahr, daß Partikel durch diesen Spalt nach unten fallen, dadurch überwunden werden, daß man unter Druck stehende LuftThe distance between the outer circumference of the plate 5 and the inner wall 3 of the container 2 is approximately 0.25 mm. As already mentioned above, the forces reaching the edge of the plate under the influence of the centrifugal forces Particles deflected upwards from the edge 5a of this plate, which is guided upwards, with hardly any danger consists that particles between the outer edge of the plate 5 and the inner wall 3 fall down. However, if necessary, there may be any risk of Particles fall down through this gap and are overcome by using pressurized air

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durch eine Einlaßöffnung 14 in den Behälter 2 unterhalb der Platte 5 einleitet.introduces through an inlet opening 14 into the container 2 below the plate 5.

Das uter Verwendung der gerade beschriebenen Vorrichtung arbeitende Verfahren zur Kugelbildung sieht eine Vorformung des Materials in Form von Würfeln od. dgl. vor, woraufhin Reibungs- und Oberflächenkräfte in der Vorrichtung verwendet werden, um die gewünschten Kugeln zu erzeugen. Pulverförmige Ausgangsmaterialien werden zunächst in eine plastische Masse unter Verwendung von Wasser oder anderen Lösungsmitteln in Verbindung mit Bindemitteln gebracht. Diese Masse wird unter Druck durch ein perforiertes Sieb oder eine andere Form extrudiert. Die spaghettiartigen zylindrischen Extruderstränge werden auf die Platte 5 der oben beschrwenen Vorrichtung aufgegeben und diese Platte 5 wird in Drehung versetzt. Die zylinderförmigen Materialstückchen werden dabei über die aufgerauhte Oberfläche der Platte durch Fliehkraft nach außen geschleudert und vom nach oben gebogenen Rand 5a der Platte nach oben umgelenkt, bevor sie auf die Oberseite der Platte zurückfallen, um erneut nach außen geschleudert zu werden. Hierdurch werden die langgestreckten Zylinder zunächst so weit zerbrochen, bis die entstandenen Partikel eine Länge besitzen, welche etwa dem Durchmesser derselben entspricht. Die so entstandenen Partikel werden beim weiteren Fortgang des Verfahrens durch Fliehkräfte und Reibungskräfte in Kügelchen gerollt. In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Extruderstränge bereits zu kleineren Partikeln zu brechen, bevor das Material in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingegeben wird,The method for forming spheres operating using the apparatus just described provides a preforming of the material in the form of cubes or the like, whereupon frictional and surface forces can be used in the device to create the desired spheres. Powdered starting materials are first in a plastic mass using water or other solvents in Brought in connection with binders. This mass is passed through a perforated sieve or under pressure another shape extruded. The spaghetti-like cylindrical extruder strands are placed on the plate 5 abandoned the device mentioned above and this plate 5 is set in rotation. The cylindrical pieces of material are thereby over the roughened surface of the plate thrown outward by centrifugal force and bent upwards Edge 5a of the plate deflected upwards before falling back on top of the plate to again to be thrown outwards. As a result, the elongated cylinders are initially broken to such an extent that until the resulting particles have a length which corresponds approximately to the diameter of the same. The particles created in this way are caused by centrifugal forces as the process continues and frictional forces rolled into beads. In some cases it can be advantageous to use the extruder strands to break even into smaller particles before the material is entered into the device according to the invention will,

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Das am Anfang vorgesehene Mischen der trockenen Rohmaterialien wird in üblichen Mischern durchgeführt. Die verwendete Menge Wasser, nicht-wässriges Lösungsmittel oder anderer Zuschlagmaterialien hängt von der Art des Ausgangsmaterials ab,The initial mixing of the dry raw materials is carried out in conventional mixers. The amount of water, non-aqueous solvent, or other aggregate material used depends on the type of raw material,

Der zum Extrudieren des Materials verwendete Extruder kann eine einfache oder eine doppelte Schnecke enthalten, welche das angefeuchtete Material in ein radial zu ihr verlaufendes Sieb oder eine entsprechende Form drücken, aus der das Material durch öffnungen mit einem Durchmesser von 0,5 bis 15 mm zu zylinderförmigen Strängen mit einer Länge von 2 bis 20 cm extrudiert wird. Im Falle der Verwendung eines radial verlaufenden Siebes zum Herstellen von extrudierten Strängen mit einem Durchmesser von 0,5 bis 3 mm enden die Zufuhrschnecken in radial zu ihren Achsen verlaufenden Blechen od. dgl., welche die plastische Masse durch das perforierte Sieb drücke^ welches die Bleche zylindrisch umgibt.The extruder used to extrude the material can be a single screw or a double screw which contain the moistened material in a sieve extending radially to it or a corresponding one Press the form from which the material passes through openings with a diameter of 0.5 to 15 mm is extruded into cylindrical strands with a length of 2 to 20 cm. In case of use a radially extending screen for making extruded strands with a diameter of 0.5 Up to 3 mm the feed screws end in sheets or the like that run radially to their axes press the plastic mass through the perforated sieve which cylindrically surrounds the metal sheets.

Der Axialextruder besteht grundsätzlich aus der gleichen Maschine, besitzt jedoch kürzere Zufuhrschnecken und eine auswechselbar eingesetzte Extruderform. Hierbei wird die pistische Masse durch die mit Öffnungen versehene Extruderform koaxial zu den Zufuhrschnecken ausgepreßt. Hierbei werden größere Drücke als bei Extrudermaschinen mit radialen Sieben auf das Material ausgeübt, so daß die extrudiert en Stränge eine höhere Dichte erhalten. Dieses Verfahren wird zum Erzeugen von Würfelchen od. dgl. mit einem Durchmesser von 2 bis 15 mm verwendet. Die Arbeitsweise des Extruders und die Eigen-The axial extruder basically consists of the same machine, but has shorter feed screws and an interchangeable extruder mold. Here the pistic mass is through extruded the apertured extruder shape coaxially to the feed screws. Here will be higher pressures exerted on the material than in extruder machines with radial sieves, so that the extruded The strands get a higher density. This process is used to create cubes Od. Like. Used with a diameter of 2 to 15 mm. The operation of the extruder and the intrinsic

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schäften des extrudierten Materials werden anhand des Wassergehalts oder des Gehaltes an anderen Lösungsmitteln dieses Materials, der Temperatur, der Zufuhrgeschwindigkeit, der Menge der extrudierten Materialien und der schmierenden und haftenden Eigenschaften der Masse überwacht.Shafts of the extruded material are based on the water content or the content of others Solvents this material, the temperature, the feed rate, the amount of extruded Materials and the lubricating and adhesive properties of the compound are monitored.

Wenn das vom Extruder erzeugte Produkt auf die sich drehende Platte 5 aufgegeben wird, wird das Material innerhalb des Behälters 2 ringförmig oder wulstförmig mit einem kreissektorenförmigen Querschnitt gegen die Innenwand 3 geschleudert und wieder auf die Platte 5 zurückgeworfen. Diese Form erscheint so verdreht oder getwistet wie ein gesponnenes Garn. Diese Form der Bewegung des Materials ist auf den besonderen Transport der Pellets oder Würfelchen zentrifugal zum Umfang der Platte zurückzuführen, wo, wie oben erwähnt, das in den Kügelchen noch vorhandene Moment bewirkt, daß dieselben aufgrund des hochgebogenen Randes 5a an der feststehenden iAnwand 3 hochsteigen und dann, nachdem die Bewegungsenergie der einzelnen Partikel aufgebraucht worden ist, auf die Platte 5 oder in die Masse der Würfelchen oder Pellets zurückfallen. Beschleunigung und Verlangsamung der Partikel innerhalb der Masse der Partikel bildet einen Geschwindigkeitsverlauf, der die optisch erkennbare garnartige oder seilartige Form besitzt.When the product produced by the extruder is fed onto the rotating plate 5, it will Material inside the container 2 is ring-shaped or bead-shaped with a cross-section in the shape of a sector of a circle thrown against the inner wall 3 and thrown back onto the plate 5. This form appears twisted or twisted like a spun yarn. This form of movement of the material is due to the special transport of the pellets or cubes centrifugally to the circumference of the plate, where, as mentioned above, the moment still present in the globules causes the same due to of the bent-up edge 5a on the fixed wall 3 rise and then after the kinetic energy of the individual particles has been used up on the plate 5 or in the mass of the Cubes or pellets fall back. Acceleration and deceleration of the particles within the mass the particle forms a velocity curve that is optically recognizable as a yarn-like or rope-like Owns shape.

Die oben-beschriebene Voiichtung kann in vielfacher Hinsicht verändert werden. Beispielsweise kann der nach oben verlaufende Rand 5a eine gegenüber der ZeichnungThe above-described configuration can be changed in many ways. For example, the nach the top edge 5a opposite the drawing

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abweichende Form besitzen. Wenn dieser Rand eine kreisbogenförmige Oberfläche, wie in der Zeichnung gezeigt, aufweist, kann der Radius dieses Bogens eine Größe aufweisen, die zwischen der Gitße des Radius der Platte 5 und einem zwanzigstel dieses Plattenradius liegt. Es ist jedoch notwendig, daß die Innenwand 3 genügend hoch über die Außenkante der Platte 5 vorsteht, um sicherzustellen, daß die Partikel nicht aus dem Behälter 2 herausfallen oder herausspringen. In der Praxis wurde festgestellt, daß die Höhe der Behälterwand oberhalb des Randes der Platte vorzugsweise wenigstens gleich der Hälfte des Plattenradius ist.have a different shape. If this edge has an arcuate surface, as in the drawing shown, the radius of this arc can have a size between the Gitße of the Radius of the plate 5 and one-twentieth of this plate radius is. It is necessary, however, that the inner wall 3 protrudes sufficiently high above the outer edge of the plate 5 to ensure that the particles do not fall or jump out of the container 2. In practice it was found that the height of the container wall above the edge of the plate is preferably at least equal to half of the plate radius.

Die Oberseite des hochgebogenen Randes 5a muß nicht notwendig nach einem kreisförmigen Bogen verlaufen. Vielmehr ist jede andere Kurve ebenfalls möglich. Vorzugsweise geht diese Kurve glatt sowohl in die Oberseite der Platte 5 als auch in die Innenwand über. Der hochgeführte Rand kann jedoch ebenso eine geneigt verlaufende glatte Oberfläche besitzen, welche mehr oder weniger scharfkantig an der Oberseite der Platte 5 endet. In allen Fällen ist es vorzuziehen, daß die von der Innenkante zur Außenkante des hochgeführten Randes gelegte Linie in einem Winkel von nicht mehr als 45° zur Horizontalen geneigt verläuft. Wenn die Oberseite des Randes 5 nach einem kreisförmigen Bogen vedäuft, liegt die durch Anfang und Ende dieser Kurve gelegte Linie in einem Winkel von genau 45° zur Horizontalen.The top of the upturned edge 5a need not necessarily run in a circular arc. Rather, any other curve is also possible. Preferably this curve goes smoothly both into the Top of the plate 5 as well as into the inner wall. However, the raised edge can also be a have sloping smooth surface, which are more or less sharp-edged on the top the plate 5 ends. In all cases, it is preferable that the from the inside edge to the outside edge of the raised edge is inclined at an angle of not more than 45 ° to the horizontal. If the upper side of the edge 5 veusten after a circular arc, that is through the beginning line at the end of this curve at an angle of exactly 45 ° to the horizontal.

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Zur Vereinfachung der Herstellung kann die aufgerauhte Oberseite der Platte 5 einen Einsatz besitzen, der auf der Oberfläche der drehbaren Platte ' befestigt ist. Auf diese Weise können zahlreiche Formen von aufgerauhten Oberflächen schnell gegeneinander ausgetauscht werden. Ebenfalls ist es möglich, abgenutzte Oberflächen schnell durch neue zu ersetzen.To simplify the production, the roughened top of the plate 5 can have an insert, which is fixed on the surface of the rotatable plate '. In this way numerous Shapes of roughened surfaces can be quickly exchanged for one another. It is also possible to quickly replace worn surfaces with new ones.

Die erfindungsgemäße Voaichtung kann sowohl chargenweise als auch kontinuierlich arbeiten. Im letztgenannten Falle verwendet man mehrere Platten mit einem Überlaufwehr. Die Zeit, die zum Zerbrechen der Extruderstränge und zum Erzeugen der kugelförmigen Partikel benötigt wird, liegt gewöhnlich zwischen 15 sek. und 5 min., wobei eine übliche Zeit 1 bis 2 min. ist. Die Gleichförmigkeit der Größe, die Regelmäßigkeit der erzeugten Kugeln und die erforderliche Behandlungszeit hängen von der Plastizität und dem Feuchtigkeitsgehalt des extrudierten Materials, der Art der Bestandteile des Materials, der Temperatur, der Drehgeschwf&Lgkeit der Friktionsplatte, der Tiefe und dem Abstand der Riffelung der Platte und der Menge des gleichzeitig behandelten Materials ab. Die durch das Verfahren erzeugten Kügelchen werden, nachdem sie aus der Vorrichtung entfernt worden sind, in einem Wirbelbettrockner oder in anderer geeigneter Weise getrocknet. The device according to the invention can work both batchwise and continuously. in the In the latter case, several plates with an overflow weir are used. The time to break the extruder strands and to produce the spherical Particle required is usually between 15 seconds. and 5 min., with a usual Time is 1 to 2 minutes. The uniformity of size, the regularity of the balls produced and the treatment time required will depend on the plasticity and moisture content of the extruded Material, the nature of the components of the material, the temperature, the rotational speed the friction plate, the depth and the spacing of the corrugation of the plate and the amount of the at the same time treated material. The beads produced by the process are after they are removed from the Device removed, dried in a fluid bed dryer or other suitable means.

Das grundsätzliche Arbeitsverfahren der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in vielfacher Hinsicht demThe basic working method of the device according to the invention is in many respects the

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der Naßgranulation ähnlich. Die Hauptfaktoren zum erfolgreichen Kugelformen eines Produktes sind die Zusammensetzung der plastischen Masse und des zu Kugeln zu formenden Materials. Gemische mit guten Extrusionseigenschaften müssen nicht unbedingt geeignet sein, um aus diesen Materialien auch gute Kugeln bilden zu können, so daß man unter Umständen die Zusammensetzung zwischen zwei Arbeiisstufen verändern muß.similar to wet granulation. The main factors to successfully spheroidizing a product are the composition of the plastic mass and the material to be formed into spheres. Mixtures With good extrusion properties do not necessarily have to be suitable to be made from these materials also to be able to form good spheres, so that under certain circumstances the composition between two Must change work levels.

Eine gute Extrusion erfordert die Herstellung einer bindenden plastischen Masse, die an den * Extruderschnecken nicht anklebt und auch nicht untereinander nach dem Extrudieren zusammenklebt, hingegen während des Extrudierens homogen bleibt. Diese Masse muß selbst-schmierende Eigenschaften beim Durchgang durch die Extruderschnecken und die Extruderform besitzen.A good extrusion requires the production of a binding plastic mass, which is attached to the * Extruder screws do not stick and do not stick together after extrusion, however, remains homogeneous during extrusion. This mass must have self-lubricating properties when passing through the extruder screws and the extruder mold.

Es wurde gezeigt, daß die das Aneinanderheften der Partikel während der Granulation beänflußenden Faktoren unter anderem die Partikelgrö-ße , die Benetzbarkeit und Lösbarkeit der Feststoffe und die Oberflächenspannung und Viskosität der flüssigen Komponente umfassen. Die meisten Gemische erfordern Bindemittel, die entweder von Natur aus klebend wie Cellulose-Gummiprodukte, Gelantine, natürliche Gummiprodukte und synthetische Polymere oder kapillare Bindemittel, bei denen die ihnen eigene kapillare Anziehungskraft der Flüssigkeit durch das Bindemittel stark haftende Eigenschaften der Granulatpartikel erzeugen, sind. Derartige Eigenschaften besitzen Kaolin, mikrocrystalline- Cellulose, Bentonit und Talk.It has been shown to affect the adherence of the particles during granulation Factors including the particle size, the Wettability and solubility of the solids and the surface tension and viscosity of the liquid Include component. Most blends require binders that are either inherently adhesive such as cellulosic rubber products, gelatin, natural rubber products and synthetic polymers or capillary binders, in which the liquid's own capillary attraction force through them the binders produce strongly adhesive properties of the granulate particles. Such properties have kaolin, microcrystalline cellulose, bentonite and talc.

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Während des Extrudierens entstehende Veränderungen der Temperatur oder des Druckes müssen auf ein Minimum herabgesetzt werden, beispielsweise durch Zugabe eines hohen Anteiles von leicht extrudierbaren Zuschlagstoffen ( 10 bis 50 % ) oder durch derartige Einstellung des Gemisches, daß diese Druck - oder Temperatureffekte verstärkt und für das Verfahren ausgenutzt werden* Beispielsweise kann harte Seife bei höheren Temperaturen leichter extrudiert werden.Changes in temperature or pressure occurring during extrusion must be reduced to a minimum, for example by adding a high proportion of easily extrudable additives (10 to 50 % ) or by adjusting the mixture in such a way that these pressure or temperature effects are increased and for the Processes are exploited * For example, hard soap can be extruded more easily at higher temperatures.

Zur Bildung von Kugeln aus zylindrisch extrudiertem Material ist es erforderlich, daß die Extruderstränge in Partikel mit einer. Länge, die gleich ihrem Durchmesser ist, gebrochen werden, daß diese Partikel nicht brüchig sind, daß die pelletartigen oder würfelartigen Partikel eine natürliche oder künstlich erzeugte Plastizität besitzenund daß keine Klebwirkung zwischen den Pellets oder Würfeln besteht, wenn dieselben gemeinsam gerollt werden.In order to form spheres from cylindrically extruded material, it is necessary that the extruder strands into particles with a. Length equal to its diameter, be broken that this Particles are not brittle that the pellet-like or cube-like particles are a natural or have artificially created plasticity and that no adhesive effect between the pellets or cubes exists when they are rolled together.

Ein richtig zusammengesetztes extrudiertes Material besitzt normalerweise eine ausreichende Festigkeit und läßt sich in Partikel der gewünschten Länge brechen. Eine zu starke Bröckligkeit oder Brüchigkeit des Materials vermeidet man dadurch, daß man entweder einen größeren Anteil von Bindemittel oder Flüssigkeit im Gemisch vorsieht oder eine Flüssigkeit oder ein fein-pulveriges Bindemittel in die Vorrichtung eingibt. Wenn das extrudierte Material für eine Kugelbildung nicht genügend plastisch ist, kann die Zusammensetzung desselben innerhalb der Vorrichtung durch Zugabe von Flüssigkeit oder, beiProperly composed extruded material will normally be of sufficient strength and can be broken into particles of the desired length. Too much friability or fragility of the material is avoided by using either a larger proportion of binder or Provides liquid in the mixture or a liquid or a finely powdered binder in the device enters. If the extruded material is not sufficiently plastic to form a sphere, can the composition of the same within the device by adding liquid or, at

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einem thermoplastischen Material, durch Anwendung von Wärme verändert werden. Das Aneinanderkleben der rollenden Partikel kann gelegentlich ein Problem sein, läßt sich jedoch fast immer durch Zugabe einer bestimmten Menge von fein—pulverigem Material wie mikrocrystalline· Cellulose, Stärke oder Talk in die Vorrichtung überwinden, da dieses Material sich an der klebrigen Oberfläche der Partikel festsetzt und somit eine Grundlage für ein reibendes Rollen und ein Trennen der Partikel voneinander gibt. Eine übermäßig starke Schmierung in der Vorrichtung, entweder durch Wanderung von Flüssigkeit an die Oberfläche der Partikel oder durch einen Bestandteil des Gemisches wie Silikon-Öle, kann ebenfalls auftreten und zeigt sich dadurch, daß die Platte gedreht wird, ohne daß sich die auf ihr liegenden Partikel bewegen. Dieser Nachteiljkann durch Zugabe eines Materials wie Stärkepulver, welches die Reibung zwischen den einzelnen Partikeln vergrößert, überwunden werden.a thermoplastic material, can be changed by the application of heat. The sticking together rolling particles can occasionally be a problem, but almost always permeates Adding a certain amount of fine — powdery Material like mikrocrystalline · cellulose, starch or talc in the device overcome this as this Material adheres to the sticky surface of the particles and thus forms a basis for a there is frictional rolling and a separation of the particles from one another. Excessive lubrication in the Device, either by migration of liquid to the surface of the particles or by a Part of the mixture, such as silicone oils, can also occur and is shown by the fact that the Plate is rotated without moving the particles lying on it. This disadvantage can be caused by Adding a material such as starch powder, which increases the friction between the individual particles, to be overcome.

Im Vergleich mit kugelförmigen oder granulatartigen Partikeln, die in anderer Weise als gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, besitzen die erfindungsgemäß hergestellten Partikel eine gleichmäßige Form, eine bessere Größenbeständigkeit und bestimmte Oberflächeneigenschaften. Sie sind außerdem extrem wenig brüchig, was zu einem geringen Staubanteil und dementsprechend wenig Ausschuß führt. Außerdem ist das erfindungsgemäße Verfahren flexibel bezüglich der Kugelgröße die erzeugt werden kann, und es ist auch ein hoher Durchsatz bei einfacher Arbeitsweise möglich.In comparison with spherical or granular particles, which are produced in a different way than according to the The present invention were produced, the particles produced according to the invention have a uniform shape, better size stability and certain surface properties. they are in addition, extremely little brittle, which leads to a low dust content and correspondingly little scrap leads. In addition, the method according to the invention is flexible with regard to the size of the spheres that are generated can, and it is also a high throughput possible with a simple operation.

Patentansprüche 1 09848/ 17 4 6 Claims 1 09848/17 4 6

Claims

ΖΊ22355 claims:

1.) Device length for generating particles with a friction plate, which is about a perpendicular extending axis is rotatably mounted within a cylindrical housing enclosing it and has a substantially flat horizontal top and a circular outer periphery, which runs close to the upwardly extending cylindrical inner wall of the housing, characterized in that the Top of the plate (5) has an edge portion (5a) which extends radially in the direction of the inner wall (3) of the housing (2) serving as a container is guided upwards.

2.) Device according to claim 1, characterized in that the edge (5a) of the plate (5) in such a way led above; is that a line laid from the inner end of the edge to the outer end of the same is inclined at an angle of not more than 45 ° with respect to the top of the plate (5).

3.) Device according to claim 1 or 2, characterized in that the upwardly guided edge (5a) of the Plate (5) is designed as an inclined surface to the remaining part of the top of the plate.

4.) Device according to claim 1 or 2, characterized in that the top of the upwardly guided Edge (5a) of the plate (5) merges smoothly and without a sharp transition into the top of the plate (5).

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ZT22355ZT22355

5.) Device according to claim 4, characterized in that the top of the upwardly guided Edge (5a) of the plate (5) without a sharp transition to the upwardly guided inner wall (3) of the Container (2) leaks.

6.) Device according to claim 4 or 5, characterized in that " shows that the edge leading upwards (5a)

the plate (5) has a uniform cross section Curve forms.

7.) Device according to claim 6, characterized in that the uniform curve is circular Bow is.

8.) Device according to claim 7 »characterized in that the radius of the circular curve is a Has size that is between the size of the radius of the plate (5) and one-twentieth of this value lies.

9.) Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one annular ring Part of the plate (57 "which extends to the outer circumference of the same extends, is perforated or has a roughened surface.

10.) Device according to claim 9 »characterized in that the roughened surface of the plate (5) at least partially has grooves which are provided in two groups, the grooves of the individual groups overlap each other.

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11.) Device according to claim 10, characterized in that the grooves of the two groups are at right angles overlap,

12.) Apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that the grooves are 1 to 2 mm deep.

13.) Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the grooves of the individual Groups run next to each other at a distance of 2 to 4 mm.

14.) Device according to one of claims 1 to 13 »characterized in that the plate (5) surrounding, upwardly extending wall (3) a cylindrical container (2) with an inner diameter forms between 30 to 100 cm.

15.) Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that it is a non-perforated Contains friction plate (5) and has means to move into a space below the Friction plate to introduce air under a pressure that is higher than that above the friction plate prevailing pressure.

16.) Method for producing spherical particles using an apparatus from one of claims 1 to 15, characterized in that a friction plate is set in rotation will, non-spherical particles in contact are placed on this plate, so that these particles under the action of centrifugal force on the plate moved outwards and on the raised edge

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^: - Z122355

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of the plate are deflected upwards before they fall back on the surface of the plate again to be moved outwards, the process being continued until the particles have become spherical due to the action of centrifugal force and frictional forces.

17.) The method according to claim 16, characterized in that the used as starting material, not spherical Partiel by extruding a plastic material and by dividing the extruder strands are generated into small particles.

18.) The method according to claim 17, characterized in that that the plastic material is extruded in the form of extruder strands with a circular cross-section will.

19.) Method according to claim 17 or 18, characterized in that that the extruded material is divided into cylindrical particles with a length, which corresponds approximately to the diameter of the cylindrical material.

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