DE2350746B2

DE2350746B2 - Verfahren und vorrichtungen zur herstellung von granulaten aus pulverfoermigem, koernigem oder teigigem gut

Info

Publication number: DE2350746B2
Application number: DE19732350746
Authority: DE
Inventors: Horst 4937 Lage Bremer
Original assignee: Günther Papenmeier GmbH & Co KG Maschinen und Apparatebau, 4930 Det mold
Priority date: 1973-10-10
Filing date: 1973-10-10
Publication date: 1977-11-03
Also published as: DE2350746A1; US4038010A; DE2350746C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und -1° Vorrichtungen zur kontinuierlichen Herstellung von Granulaten aus pulverförmigem, körnigem oder teigigem Gut, bei dem das Gut zwischen Walzen, von denen eine eine mit Durchtrittsöffnungen versehene Hohlwalze ist, zu einem Fell geformt, das Fell durch die Durchtrittsöffnungen gedrückt und zu Granulat zerteilt wird. Eine so arbeitende Vorrichtung ist aus der DT-OS 57 113 bekannt.

Granulate lassen sich auf unterschiedliche Weise herstellen; daher kennt man auch Vorrichtungen zur *>" Herstellung von Granulaten in verschiedensten Ausführungsformen. So ist z. B. durch die DT-PS 9 72 903 eine Vorrichtung zum Granulieren puder-, pulver-, pastenförmiger oder teigiger Stoffe bekanntgeworden, welche aus einem zylindrischen oder konischen, siebartig gelochten Rohr und darin angeordneter Förder- oder Preßschnecke besteht. Die Förderschnecke drückt das zu granulierende Gut durch das diese umgebende Lochsieb hindurch, so daß es dann auf dessen Außenseite als Granulat mittels der an der Siebfläche ⁽'° entlanggeführten rotierenden Messer abgetrennt werden kann. Das zu granulierende Gut wird mittels der Förderschnecke in der Vorrichtung lediglich vorangetrieben und dabei vorverdichtet, ohne daß es einer definierten Durchknetung unterzogen wird. Es ist weder ^(>> mit dieser Vorrichtung möglich und beabsichtigt, das Gut vor der Granulierung zu verdichten bzw. zu komDrimieren bzw. durchzukneten, z. B. um eventuell eingeschlossene Gase zu beseitigen oder für eine gute Homogenisierung des Gutes zu sorgen.

Den gleichen Nachteil weist auch die Vorrichtung nach der DT-OS 16 57 113 auf. Bei ihr ist die Hohlwalze auf ihrer ganzen Mantelfläche mit Durchtrittsöffnungen versehen, so daß es bei ihr vor dem Granulieren des Gutes zu keiner ausreichenden Durchknetung desselben kommt.

Auch sind Granuliervorrichtungen — z. B. aus der DT-AS 12 42 946 — bekanntgeworden, bei denen das zu granulierende Gut zwar nicht unmittelbar nach Eingabe in die Vorrichtung, sondern erst nach einer entsprechenden Verdichtungsphase granuliert wird. Diese ist jedoch viel zu kurz, da das Gut lediglich im Berührungspunkt der Formwalzen verdichtet wird. Das zu granulierende Gut erfährt zwar je nach seiner Beschaffenheit eine gewisse Verdichtung, aber keine ausreichende Homogenisierung während des Verdichtens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes und vereinfachtes sowie rationelles Verfahren zur Herstellung von Granulaten der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei dem das zu granulierende Gut, bevor es in Granulate zerteilt wird, gut verdichtet und weitestgehend homogenisiert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand des Patentanspruches 2, zu der Weiterbildungen in den sich anschließenden Unteransprüchen beschrieben sind.

Die rotierenden, miteinander zusammenwirkenden Walzen, welche aus dem zu Granulat zu verarbeitenden Gut ein Fell bilden sollen, sind in der Weise gepaart, daß entweder die eine Walze in der Hohlwalze oder beide Walzen nebeneinander angeordnet sind, um zwischen sich einen Walzenspalt zu bilden. Demgemäß sind die Profilierungen auf der Innenfläche der Hohlwalze bzw. auf der Außenfläche von Walzen angeordnet, und zwar entweder nur auf einer der beiden oder gegebenenfalls auf beiden den Spalt bildenden Flächen.

Befindet sich auf den Walzen nur eine schraubenlinienförmige Profilierung, so hat dies zur Folge, daß im Betrieb mehr oder weniger große Axialkräfte auftreten, die aufgenommen werden müssen. Um dies zu vermeiden, werden auf einer Walze zwei gegenläufige Profilierungen angeordnet. Dies bedingt, daß die Aufgabe des zu granulierenden Guts entweder in der Mitte oder an den beiden Enden einer Walze erfolgt, je nachdem, in welcher Richtung die Profilierung verläuft; die Austrittsöffnung für das Granulat sind dementsprechend entweder an den Enden oder in der Mitte der Walzen angeordnet. Es sei betont, daß unter Hohlwalzen hier auch solche Walzen verstanden werden, die im Innern lediglich zum Ableiten der Granulate ausreichende Hohlräume aufweisen.

Um das zu granulierende Gut beim Passieren de: ersten Walzenspalts in seiner Bewegung in axialei Richtung in bestimmter Weise zu beeinflussen, könner die Profiüerungen der in Betracht kommenden, einer Walzenspalt bildenden Flächen entweder entgegenge setzte Steigungen aufweisen und bzw. oder unterschied liehe Bewegungsrichtungen und bzw. oder unterschied liehe einstellbare Geschwindigkeiten haben.

Fs kann vielfach, insbesondere in Anpassung an da zu granulierende Gut, zweckmäßig sein, den Walzen spalt nicht nur gleich, d. h. mit am Spalt paralle verlaufenden Walzenflächen, auszubilden, sondern un gleich, d. h. beispielsweise mit keilförmig verlaufender Spalt, um dadurch das zu bearbeitende Gut i

estimmier Weise besser zu behandeln. Dementsprechend kann es gegebenenfalls auch zweckmäßig sein, ". Achsen der beiden Walzen nicht, wie es normaler-'eise der Fall sein wird, parallel verlaufen, sondern sich k/w deren Projektionen unter einem bestimmten < instellbaren Winkel schneiden zu lassen. Hieraus resultiert weiterhin, daß die Walzen nicht unbedingt • zylindrische Oberfläche aufweisen müssen, sie können dann auch eine kegelförmige oder ähnliche Gestalt haben. ^l(

Ie nach dem in Betracht kommenden Verwendungszweck lassen sich unter Berücksichtigung der vorgenannten Kriterien die zweckmäßigsten Formen für die Vorrichtung entwickeln, um das jeweils in Betracht kommende zu granulierende Gut beim Durchlauf durch ι s die Vorrichtung in optimaler Weise zu bearbeiten, damit das Granulat in gewünschter, bestmöglicher Form und Konsistenz anfällt. Aufgrund der verschiedenen Gestaltungsmöglichkeiten der Granuliervorrichtungen ist es möglich, Einfluß auf die Bearbeitung des zu granulieren- >o den Gutes zu nehmen und insbesondere auf die Durchsatzmenge und den Verdichtungs- und Homogenisierungsgrad in relativ weiten Grenzen zu regeln, wodurch eine derartige Vorrichtung relativ universell für unterschiedliche Materialien anwendbar ist. ?

In den Fig. 1 bis 5 der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele dargestellt, welche nachstehend im einzelnen näher erläutert sind. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Granuliervor- ι richtung mit einer Hohlwalze, deren Innenflächen mit der äußeren Mantelfläche einer zylindrischen Walze zusammenwirkt;

Fig 2 eine Aufsicht auf eine Granuliervornchtung, bei welcher zwei zylindrische Walzen einen Walzenspalt bilden; -ui-uj·-

Fig. 3 eine Granuliervornchtung ähnlich derjenigen nach Fig. 1, bei welcher jedoch die Achse der Hohlwalze mit der Achse der Walze einen Winkel

einschließt; . -»°

Fig 4 eine Aufsicht auf eine Granuliervornchtung mit zwei einen Spalt bildenden Walzen, welche mit unterschiedlich einstellbaren Drehzahlen angetrieben

werden und .

F i g 5 eine schematische Darstellung zweier Walzen, i> deren Achsen sich schneiden und von denen eine Walze eine besondere Form aufweist.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind bei der dargestellten Granuliervorrichtung in einem Gestell 11 zwei Tragwalzen 12 gelagert, auf weichen die Hohlwalze 13 >o freifliegend aufliegt. In der Hohlwalze 13 befindet sich die zylindrische Walze 14, die mittels in ihrer Hohe verstellbaren Lagern 15 im Gestell 1ϊ gelagert ist und welche mit ihrer Außenfläche gegenüber der Innenflache der Hohlwalze 13 einen Walzenspalt 16 bildet, durch s< welchen hindurch das zu granulierende Gut zwecks Bildung eines Fells hindurchgepreßt wird. Au₁ uer Innenfläche der Hohlwalze 13 befindet sich eine schraubenlinienförmige Profilierung 17, die von derjenigen Seite an der die Aufgabevorrichtung 18 angeordnet <«> ist zu der Seite, wo sich die Durchtrittsöffnung 19 fur das Granulat befindet, verläuft. Die Durchtrittsöffnun-J_{9 sind irri} Übergangsbereich von der zylindrischen Hohlwalze 13 zu dem flanschartigen Rand 20 der Hohlwalze 13 angeordnet. Auf der Außenseite der'-? Hohlwalze ist am Gestell U ein Messer 21 befestigt, welches bei Drehung der Hohlwalze 13 das durch die DuP-htrittsöffnungen 19 hindurchgetretene Gut abschneidet, so daß Granulate in entsprechender Größe anfallen. Der Antrieb der Granuliervorrichtung bzw. des zylindrischen Walze 14 ertolgt mittels des Elektromotors 22 zweckmäßigerweise über ein Regelgetriebe 23.

Während des Betriebs der Granuliervorrichtung wird das durch die Vorrichtung 18 aufgegebene, zu granulierende Gut dem Walzenspalt 16 zwischen der Hohlwalze 13 und der Walze 14 an einem Ende zugeführt. Es bildet sich dabei ein Fell, welches an der Innenwand der Hohlwalze 13 haftet. Beim Passieren des Walzenspaltes 16 erfolgt laufend eine Verschiebung des Materials bzw. des Fells in Richtung auf die Durchtrittsöffnungen 19 hin infolge der schraubenlinienförmigen Profilierung 17 auf der Innenfläche der Hohlwalze 13.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die zylindrische Walze 14 eine glatte Oberfläche. Es ist möglich, auf der Oberfläche dieser Walze ebenfalls Profilierungen vorzusehende nach deren Form läßt sich die axiale Materialbewegung beschleunigen oder verlangsamen.

Bei der Granuliervorrichtung nach Fig.2 sind in einem Gestell 25 zwei zylindrische Walzen 26, 27 drehbar gelagert, von denen die letztere zwei gegen die Mittelebene der Walze hin verlaufende schraubenlinienförmige Profilierungen 28 bzw. 29 aufweist. In der Mittelebene der Walze 27 sind radiale Durchtrittsöffnungen 30 angeordnet, durch welche das zu granulierende Gut, welches von den äußeren Enden der Walze zur Mitte gewandert ist, nach innen in den Walzeninnen- • raum gedruckt wird. Mittels des Schneidmessers 31 wird das Granulat abgeschnitten, welches in den Innenraum 32 der Achse 33, auf der die Walze 27 drehbar gelagert ist, fällt. Das Granulat 19 kann beispielsweise mittels Druck- oder Saugluft aus dem Raum 32 abgezogen werden. Der Antriebsmotor 34 treibt die Walze 26 mit glatter Oberfläche, welche ihrerseits die Walze 27 bei ihrer Drehung mitnimmt, an. Die Breite des Walzenspaltes zwischen den beiden Walzen 26 und 27 läßt sich mittels der Stellschrauben 35 verstellen.

Bei dieser Granuliervorrichtung treten an den Lagern der Walzen 27 und 26 keine axialen Kräfte auf. Die Profilierung der Walze 27 kann auch in umgekehrter Richtung verlaufen. Die Vorrichtung zur Aufgabe des zu granulierenden Gutes befindet sich dann in der Mittelebene der Walzen und die Austrittsöffnungen für das Granulat an den beiden äußeren Enden einer Walze. Die in F i g. 3 dargestellte Granuliervorrichtung entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 1, jedoch sind bei dieser die Achsen der Tragwalzen 12' zu den Achsen der zylindrischen Walze 14' nicht parallel, sondern schließen einen bestimmten Winkel ein. Dadurch ist auch die Hohlwalze 13' gegenüber der Walze 14' verdreht. Durch diese Maßnahme läßt sich erreichen, daß der Walzenspalt eine ganz spezifische Form erhält, um das zu granulierende Gut in gewünschter Weise zu bearbeiten. Bei einem derartiger Aufbau der Granuliervorrichtung kann die Profilierung der Oberflächen relativ klein bzw. niedrig gehalter werden; unter Umständen kann man, je nach der Natui des zu granulierenden Guts, auf eine Profilierung gan; verzichten, da durch die Schrägstellung der Hohlwalzt auf das Gut im Walzenspalt eine axiale Komponentt einwirkt, die eine Bewegung des Guts in Richtung au die Ausirittsöffnungen 19' hin bewirkt.

Die Granuliervorrichtung gemäß Fig.4 entsprich praktisch derjenigen nach F i g. 2, jedoch sind bei ihr di beiden Walzen 26' und 27' über ein von dem Motor angetriebenes Getriebe 42 miteinander gekuppelt, si

daß jede von ihnen mit einer vorbestimmten Drehzahl gleich- oder auch gegensinnig antreibbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind beide Walzen 26' und 27' mit einer Oberflächenprofilierung 43,44 versehen.

Bei der GranuHervorrichtung nach Fig. 5 liegen die Achsen zweier zusammenwirkender, einen Walzenspalt bildender Walzen 51, 52 in zwei zueinander parallelen Ebenen, jedoch ist die eine gegenüber der anderen unter einem bestimmten Winkel geneigt. Hieraus ergibt sich bei entsprechender Gestaltung der Oberfläche der Walze 52 eine bestimmte, gewünschte Form für den Walzenspalt zwischen den beiden Walzen 51, 52. Die Walze 51 besitzt einen Flansch 53, vor dem die Auslassöffnungen 54 für das Granulat angeordnet sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Hersteilung von Granulaten aus pulverförmigem, körnigem oder teigigem Gut, bei dem das Gut zwischen Walzen, von denen eine eine mit Durchtrittsöffnungen versehene Hohlwalze ist, zu einem Fell geformt, das Fell durch die Durchtrittsöffnung gedrückt und in Granulate zerteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fell zwecks Durchknetung mit jeder Umdrehung der Walzen im Walzenspalt in axialer Richtung bis zu den Durchtrittsöffnungen weitertransportiert wird, wo es durch die Durchtnttsöffnungen gedrückt und durch eine Trennvorrichtung in Granulate zerteilt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zwei Walzen, von denen die eine eine mit Durchtrittsöffnungen versehene Hohlwalze ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden Walzen (2, 3,10,11, 22, 23,30, 31) auf ihrer Außenseite bzw. auf ihrer Innenseite mit einer schraubenlinienförmigen Profilierung (17; 28, 29; 43, 44) versehen ist, an deren Enden sich die Durchtrittsöffnungen (19; 30; 54) befinden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenspalt (9) gleich, unterschiedlich und verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Walzen bei zwei außenliegenden Walzen einander parallel und unter einem einstellbaren Winkel zueinander verlaufen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die D'irchtrittsöffnungen (19; 30) der profilierten Walze (27, 27') in deren Mitte oder an deren beiden Enden angeordnet sind.

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