DE2503019A1 - Vorrichtung mit pneumatischer einspritzung fuer die herstellung von kompakten koerpern in formen - Google Patents

Description

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dr. ing. H. NEGENDANK (-i97S) · dipl.-ing. H. HAUCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ DIPL.-ING. E. GRAALFS · dipping, W. WEHNEHT

hambuhg-münchen Dipl. Phys. W. Carstens

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Piazza della Repubblica, 22 _IEIBGH. _N,_GBD4PiTEOT „_ÜHchb» Milano/Italien

Hamburg, 24. Januar. 1975,..

Vorrichtung mit pneumatischer Einspritzung für die Herstellung von kompakten Körpern in Formen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit pneumatischer Einspritzung für die Herstellung von festen kompakten Körpern in Formen. Insbesondere können mit dieser Vorrichtung äußerst kompakte Körper aus festem Material mit kleinster Stückgröße erzielt werden.

Mit der vorliegenden Erfindung können verschiedene körnige, kristallische oder pulverförmige Materialien mit minimaler Stückgröße in Körper gepreßt werden. Die dabei erzielte Festigkeit verhindert jede Verformung oder Zerbröckelung des geformten Körpers bei seiner Entfernung aus der Form.

Ein spezieller Anwendungsfall der vorliegenden Vorrichtung be-

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zieht sich auf die Herstellung von äusserst kompaktem Würfelzucker ±n länglichen Formen. · Es sind Vorrichtungen für die Formung von kompaktem Würfelzucker bekannt, welche im wesentlichen aus einem Behälter mit gelochtem Boden bestehen, in welchen eine genau bestimmte Menge von körnigem Zucker eingeführt wird. Nach .der Erfüllung dieser Zuckermenge in diesen Behälter wird Druckluft bei einem genau bestimmten Druck durch eine Reihe von Löchern in den Behälter eingeführt, welche ausschliesslich Luft eintreten lassen und über die ganze Oberfläche dieses Behälters verteilt sind.

Dadurch entsteht zuerst im ganzen Behälter eine Turbulenz., wobei die Zuckerkörner in der Druckluft schweben, aufsteigen und niederfallen. Auf diese Art und Weise wird dem Zucker ein ziemlich niedriges Schüttgewicht verliehen.

Wenige Augenblicke darauf wird diese aus Luft und Zucker bestehende Mischung mit Hilfe der Druckluft in eine unter dem Behälter angeordnete Form hineingestossen, in welcher der gewünschte feste Körper geformt wird.

Diese herkömmlichen Vorrichtungen sind jedoch erheblichen prak tischen Betriebsschwierigkeiten begegnet, die wahrscheinlich damit zusammenhängen, dass mit sehr genauen Grossen (wie zum Beispiel das Gewicht des Zuckers im Behälter, der Luftdruck, die Stückgrösse und Feuchtigkeit der Zuckerkörner usw.) gear-

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beitet werden muss. ' ^j ·

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel,' eine Vorrichtung mit einem einwandfreien und leichten Betrieb bereitzustellen, das vor allem für die Herstellung 'von festen Körpern auf industrieller Basis geeignet ist.

Ein weiteres Ziel der vorligenden Erfindung besteht in der Schaffung einer besonders vielseitigen Vorrichtung, mit welcher Körper aus verschiedenen Materialien hergestellt werdenkönnen. · Ein weiteres Ziel besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung mit besonders einfacher und leistungsfähiger Konstruktionsweise. ' .

Diese Ziele werden erreicht von der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, welche gekennzeichnet ist durch einen ersten geschlossenen Behälter für die Aufnahme des zu vereinigenden Materials, welcher auf der unteren Seite in einen zweiten Behälter mit zusammenlaufenden Seitenwänden und einer Öffnung -beim "entsprechenden Schnittpunkt für die Einführung des Materials in eine darunter angeordnete Form übergeht, wobei wenigstens einer dieser beiden Behälter mit einer Reihe von lin der Nähe der Verbindungszone zwischen dem ersten und dem zweiten Behälter angeordneten Löchern versehen ist, welche ausschliesslich Luft durchtreten lassen, ausserdem durch eine erste mit diesem ersten Behälter in Verbindung stehende Leitung für die

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Zufuhr von Druckluft in die über dem oberen Stand des in diesem Behälter enthaltenen Materials liegende Zone, und durch eine zweite Leitung für die Einführung von Druckluft durch diese Reihe von Spalten oder Löchern in diese Verbindungszone. Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung gehen klarer aus der folgenden genauen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit Bezug auf die anliegenden beispielsweisen Zeichnungen hervor. Darin zeigt: Fig. 1 : einen schematischen Aufriss der erfindungsgemassen Vorrichtung.

Mit 1 ist ein zylinderförmiger geschlossener Behälter für die Aufnahme des zu vereinigenden Materials 3 bezeichnet, welcher auf der Unterseite in einen zweiten Behälter 2 übergeht, dessen Seitenwände konisch zusammenlaufen.

Dieser Behälter 2 weist am Scheitelpunkt eine öffnung 4 auf, durch welche das Material in eine darunter angeordnete spezielle Form 6 eingeführt wird.

An der Oberfläche 1a-steht der Behälter 1 mit einer Leitung 8 für die Einführung des zu vereinigenden Materials in Verbindung.

In der Leitung 8 ist ein geschlossenes Zweiwegeventil 10 vorgesehen, welches in der abgebildeten Ausführungsform als Kugel ausgebildet ist, welche von einer durchgehenden Leitung 10a durchquert wird.

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Dieses Ventil 10 hat die Aufgabe, zuerst die Einführung des Materials in den Behälter zu ermöglichen und darauf die Leitung 8 dicht abzuschliessen,

In der Nähe der oberen Oberfläche 1a steht der Behälter 1 mit einer Leitung 12 in Verbindung, durch welche Druckluft in die über dem oberen Stand des im Behälter 1 enthaltenen Materials liegende Zone eingeführt wird, -

Diese Leitung 12 ist mit einem Dreiwegeventil 14 versehen, welches in Form einer von einer dreigängigen Leitung 14a durchquerten Kugel dargestellt ist, sowie mit einem Durchflussregelventil 16.

Das Ventil 14 hat die' Aufgabe, den Durchgang der Luft durch . die Leitung 12 zu ermöglichen und darauf diese Leitung dicht abzuschliessen.

Zwischen der Zugangsöffnung der Leitung 12 im Behälter 1 und dem oberen Stand des darin enthaltenen Materials 3 ist eine Scheibe 30 angeordnet, welche den Behälter 1 nach oben abschliesst.rDiese Scheibe 30 wird von der Leitung 8 durchquert und ist mit einer Reihe von Löchern 30a versehen, die infolge ihrer Abmessungen nur Luft durchtreten lassen. Dieser konische Behälter 2 weist oberhalb, und zwar in der Nähe der Verbindungsζone mit dem Behälter 1 eine Reihe von Spalten 18 auf, welche sich vorzugsweise in senkrechter Richtung ausdehnen und auf dem ganzen Umfang verteilt sind. Die Breite

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dieser Spalten ist so gewählt, dass nur Luft dadurch eindringen kann.

In einer anderen Ausführungform können diese Spalten auch ver schieden, ; zürn Beispiel In Form von Löchern"vorgesehen sein oder aus dem. unteren Teil der Seitenwand des Behälters 1 herausgearbeitet werden, unter der Bedingung, dass sie immer in der Nähe dieser Verbindungszone zwischen den beiden Behält tern 1 und 2 angeordnet sein müssen.

Ausserhalb dieser Zone ist eine durch die Verlängerung nach unten der Seitenwand des Behälters 1 gebildete ringförmige die ganze Reihe von Spalten 18 bedeckende Leitung 20 vorgesehen.

Diese Leitung 20 steht in Verbindung mit einer Leitung 22, welche ähnlich" wie die Leitung 12 mit einem Dreiwegeventil 24 und einem Durchflussregelventil 26 versehen ist. Durch die Leitung 22 und die Spalten 18 kann Druckluft ins Innere des konischen Behälters 2 eingeführt werden. Diese öffnung 4 hat die Form einer Venturi-Düse und dient ι als Einspritzdüse für die Materialkörner 3.

Um die öffnung 4 herum ist eine gelochte Platte 32 befestigt, deren Löcher, so bemessen sind, dass sie ausschliesslich Luft durchtreten lassen. ■

Die oben offene Form 6, in welcher man einen festen kompakten Körper aus dem Material 3 herausstellen'wünscht, wird mit HiI-

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fe eines beliebigen Schuborgans 34 von unten nach oben gegen

diese Platte 32 gestossen.

Die dichte Verbindung zwischen dem oberen Rand der Form und der Platte 32 wird mit Hilfe einer Dichtung (38) hergestellt. Der Betrieb der vorliegenden Vorrichtung erfolgt folgendermassen: -

Zuerst wird eine bestimmte Menge eines Materials mit kleiner Stückgrösse durch die Leitung 8 ins Innere des Behälters 1 gefüllt, wobei sich das Ventil 10 in seiner Öffnungsstellung befindet. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Materialmenge 3 genau abgemessen ist; falls eine zu grosse Menge eingefüllt wird, bleibt ein Teil des Materials nach dem Füllen der Form im Behälter 2 zurück, Wird andererseits eine kleinere Materialmenge eingefüllt, wird die Form 6 nicht vollständig gefüllt, ohne dass dadurch der geformte Körper die gewünschte Festigkeit verlieren würde.

In speziellen und besonders günstigen Fällen _f zum Beispiel" wenn es sich um körnigen Zucker handelt, weist das zu vereini gende Material 3 exne b"estimmte~Feuchtigkeiti auf, welche die Vermischung und die gegenseitige enge Verbindung zwischen „den in die Form 36 eingespritzten Körnern begünstigt.

In der folgenden Phase wird das-Ventil 1Q in seine Schliessstellung gebracht (siehe anliegende Zeichnung), und durch die Leitungen 12 und 22 wird Druckluft eingeführt.

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Die durch die Leitung 12 in den Behälter 1 eindringende Luft versetzt dem Material einen solch kräftigen Stoss, dass die Materialkörner mit hoher Geschwindigkeit ins Innere der Form 3 6 gespritzt werden. ■

Ohne die von der Leitung 22 kommende und durch die Spalten 18' eindringende Luft wäre diese Einspritzung nicht möglich, denn das Material 3 würde im Behälter 2 immer mehr zusammengepresst und dadurch die öffnung 4 vollständig verstopfen. Dank der durch den Spalt 18 einströmenden Luft, erzielt man im Innern des Behälters 2 eine Durchsetzung des Materials mit Luft.und verhindert dadurch, dass das Material zusammengepresst wird, so dass eine wirksame und schnelle Einspritzung der Materialkörner durch die öffnung 4 gewährleistet ist. Die beiden auf den Leitungen 12 und 22 angebrachten Ventile 16 bzw. 26 für die. Druck- bzw. Durchsetzungsluft erlauben die unabhängige Einstellung der beiden Luftströme für einen optimalen Formungsvorgang.

Die Körner dringen in die Form 6 ein und pressen sich dank ihrer grossen kinetischen Energie eng aneinander, während die "Druckluft durch die Löcher 32 ausgestossen wird. Nachdem alles Material 3 in die Form 6 eingespritzt worden ist, drehen sich die Ventile 14 und 24-in eine Stellung, in der keine weitere Druckluft eingelassen wird, während die in den Behältern 1 und 2 vorhandene Druckluft nach aussen abgelassen

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wird, so dass ein neuer Formungsvorgang■begonnen werden kann. In der Zwischenzeit wird die gefüllte Form 36 entfernt und zu einer folgenden Arbeitsphase _t wie zum Beispiel" zum Trocknen gebracht, während unterhalb der Platte 32 eine neue leere Form 6 angeordnet wird.

Der Druck der durch die Leitungen 12 und 22 eingeführten und von den Ventilen 16 und 26 gesteuerten Luft muss weder besonders hoch sein noch einem genauen Wert entsprechen, wodurch· der leichte Betrieb der Vorrichtung wesentlich begünstigt wird. Mit Hilfe der vorliegenden Vorrichtung können ausserdem verschiedene -Materialien spritzgeformt werden, sofern es sich um Materialien mit minimaler Stückgrösse handelt.

Die Erfindung kann in ihrer praktischen Ausführung auch von den anliegenden Zeichnungen abweichende Formen annehmen? insbesondere Änderungen praktischer Natur können an den konstruktiven Einzelheiten vorgenommen werden, ohne dass dadurch der Erfindungsbereich überschritten wird.

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Claims (2)

2503013 PATENTANSPRÜCHE

1./Vorrichtung mit pneumatischer"Einspritzung für die Herstellung von festen kompakten Körpern in_; Formen-, gekennzeichnet durch: einen ersten geschlossenen Behälter (D für die Aufnahme des zu vereinigenden Materials, welcher an der Unterseite in einen zweiten Behälter (2) mit zusammenlaufenden Seitenwänden übergeht, an dessen Scheitelpunkt eine Öffnung für die Einspritzung des Materials in eine unterhalb angeordnete Form (6) vorgesehen ist, wobei wenigstens einer dieser beiden Behälter in der Nähe der Verbindungszone zwischen dem ersten und zweiten Behälter eine Reihe von Löchern oder Spalten (18) aufweist, welche ausschllesslich Luft durchtreten lassen; eine erste mit diesem ersten Behälter (1) in Verbindung stehende Leitung (12) für die Zufuhr von Druckluft in die in der Nähe des oberen Standes des im Behälter (1) enthaltenen Materials liegende Zone; eine zweite Leitung (22) für die Einführung von Druckluft . durch diese Rejihe von Spalten oder Löchern (18) in diese Verbindungszone. . .

2. Vorrichtung nach dem vor-hergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dieser erste Behälter (1) eine gelochte Oberfläche (30) aufweist, die nur Luft durchtreten lässt und zwischen dieser ersten Leitung (12) und dem oberen Stand des im ersten.Behälter enthaltenen Materials angeordnet ist.·

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