DE2732140B2

DE2732140B2 - Soot peening device

Info

Publication number: DE2732140B2
Application number: DE2732140A
Authority: DE
Inventors: Clinie Edward Borger Tex. Cole (V.St.A.)
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Current assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1976-07-15
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1981-02-05
Anticipated expiration: 1999-02-11
Also published as: YU161577A; SE7708164L; IT1082127B; CA1088731A; IN148534B; DE2732140C3; DE2732140A1; ES460522A1; GB1576749A

Description

Die Erfindung betrifft eine Rußpelletiervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a carbon black pelletizing device according to the preamble of claim 1.

Durch pyrolytische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen, erhaltener Ruß wird aus einem den Ruß enthaltenden Dampf, Nebel oder Rauch durch Filt~„:ion abgeschieden, und gesammelt. Hierbei erhält ma>. den Ruß jedoch in flockiger Form. Um die Handhabung des so gewonnen Rußes beim Transport, der Verpackung, der bestimmungsgemäßen Verwendung usw. zu erleichtern, wird der Ruß zweckmäßigerweise pelletiert. Dieses Pelletieren von Ruß erfolgt in der Regel in einer Vorrichtung, die ein zylindrisches Gehäuse mit einer sich darin drehenden, am Umfang mit Stiften bestückten Welle aufweist Ruß und ein PeUetierfluid werden in den Ringraum zwischen der Welle und dem Gehäuse eingeleitet und bei der Drehung der Welle bilden sich Rußpellets.Soot obtained by pyrolytic decomposition of hydrocarbons turns into soot containing vapor, mist or smoke through filter ~ „: ion deposited, and collected. Here ma>. the soot, however, in a flaky form. In order to handle the to facilitate the soot obtained during transport, packaging, intended use, etc., the carbon black is expediently pelletized. This pelletizing of carbon black is usually done in one Device that has a cylindrical housing with a rotating inside it, equipped with pins on the circumference The shaft has soot and a liquid is pumped into the annular space between the shaft and the housing initiated and soot pellets are formed as the shaft rotates.

Die Lage und Dichte der Stifte auf der Wellenoberfläche beeinflussen bei derartigen Vorrichtungen das Pelletieren.The position and density of the pins on the shaft surface influence this in such devices Pelletizing.

Dazu ist eine Pelletiervorrichtung bekannt (DE-AS 12 64412), bei der die Stifte in einer stetigen Schraubenlinie angeordnet sind. Dabei liegen die Stifte in der Schraubenlinie dichter, als der Axialabstand der Gänge der Schraubenlinie ist, so daß eine sehr ungleichförmige Verteilung der Stifte über die Oberfläehe gegeben ist Bei dieser Anordnung der Stifte entstehen Pellets in einer sehr weiten Streuung von ungleichförmigen Korngrößen.For this purpose, a pelletizing device is known (DE-AS 12 64412), in which the pins in a continuous Helical lines are arranged. The pins are closer in the helical line than the axial distance of the Turns of the helical line is so that a very uneven distribution of the pins over the surface is given With this arrangement of the pins, pellets are produced in a very wide range of irregular grain sizes.

Um die Verteilung der Korngröße der Pellets zu beeinflussen, ist es bekannt (DE-AS 10 81 167), zwei Kammern zu verwenden, in deren erster eine Welle liegt, auf welcher die Stifte in zwei um 90° versetzten Schraubenlinien mit je zwei Gängen angeordnet sind, während in der zweiten, in der Regel unter der oberen Kammer liegenden Kammer drei Wellen vorgesehen sind, auf deren jeder eine Anzahl von radialen Nadeln in einer eingängigen Doppelschraubenlinit angeordnet sind. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung ist durch die Anordnung der Schraubenlinien eine Verteilung der Stifte über die Oberfläche ungleichförmig.To influence the distribution of the grain size of the pellets, it is known (DE-AS 10 81 167), two To use chambers, in the first of which there is a shaft on which the pins are offset in two by 90 ° Helical lines with two threads each are arranged, while in the second, usually below the upper one Chamber lying chamber three shafts are provided, on each of which a number of radial needles in a catchy double screw line are arranged. This known device is also through the arrangement of the helical lines results in a distribution of the pins over the surface unevenly.

Durch diese bekannte Vorrichtung soll ein möglichst hohes Schüttgewicht der Masse der Pellets erreicht werden. Da jedoch, je höher das Schüttgewicht ist, um so breiter die Korngrößenverteilung sein muß, ergibt sich damit wieder eine sehr breite Korngrößenstreuung, die bei der Weiterverarbeitung in vielen Fällen Schwierigkeiten bereitet. Außerdem ist diese bekannte Anordnung durch das Zweikammersystem und die Anordnung von mehreren Wellen in der zweiten Kammer sehr kompliziert und aufwendig im Aufbau.This known device is intended to achieve the highest possible bulk density for the mass of the pellets will. However, since the higher the bulk density, the broader the grain size distribution must be, results This again results in a very broad grain size distribution, which in many cases is the case during further processing Causes difficulties. In addition, this known arrangement is through the two-chamber system and the Arrangement of several shafts in the second chamber is very complicated and expensive to build.

Um eine Einengung des Korngrößenbereiches zu erreichen, ist es bekannt (US-PS 33 25 233), die Stifte, um deren etwa gleichmäßige Verteilung über die ganze Oberfläche der Welle zu erreichen, in einer Vielzahl von schraubenförmigen Reihen anzuordnen, wodurch der Abstand der Stifte in axialer Richtung etwa gleich dem in Richtung der Schraubenlinien liegt. Durch diese bekannte Anordnung wird zwar eine wesentliche Einengung des Korngrößenbereiches erreicht, jedoch befriedigt das Ergebnis in vielen Fällen noch nicht.To achieve a narrowing of the grain size range, it is known (US-PS 33 25 233), the pins, in order to achieve their approximately even distribution over the entire surface of the shaft, in a large number of to arrange helical rows, whereby the spacing of the pins in the axial direction approximately equal to that lies in the direction of the helical lines. This known arrangement is an essential one A narrowing of the grain size range is achieved, but in many cases the result is not yet satisfactory.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die letztgenannte bekannte Vorrichtung so weiterzubilden, daß ein noch engerer Bereich der Korngrößenverteilung erreicht wird, und insbesondere auch im Durchschnitt noch kleinere und in der Form gleichmäßigere Pellets hergestellt werden können.It is the object on which the invention is based to develop the last-mentioned known device in such a way that that an even narrower range of grain size distribution is achieved, and in particular also in the On average, pellets that are even smaller and more uniform in shape can be produced.

Dies wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I enthaltenen Maßnahmen erreicht.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung der Stifte entlang Schraubenlinien mit einer zwischen einzelnen Stiftpaaren von dem stetigen Verlauf der Schraubenlinie abweichender Steigung wird, wie weiter unten erläutert, eine noch wesentlich günstigere Korngrößenverteilung, insbesondere in bezug auf das Gröbere auf demThis is achieved according to the invention by the measures contained in the characterizing part of claim I.
This inventive arrangement of the pins along helical lines with a slope deviating from the constant course of the helical line between individual pin pairs, an even more favorable grain size distribution, especially with regard to the coarser on the

b5 gröbsten, den Bereich nach oben begrenzenden Siebes, und eine Verschiebung der erreichten Korngrößenabteile in Richtung einer kleineren Korngröße erreicht. Dies ergibt einen wesentlich besser handzuhabendenb5 coarsest sieve limiting the area upwards, and a shift in the achieved grain size compartments in the direction of a smaller grain size is achieved. This results in a much more manageable one

und verarbeitbaren pelletierten Ruß.and processable pelletized carbon black.

Die weiteren Ansprüche kennzeichnen vorzugsweise Weiterbildungsformen der erfindungsgemäßen Pelletiervorrichtung. The further claims preferably characterize further developments of the pelletizing device according to the invention.

Zur Erläuterung sollen im folgenden die allgemein gehaltenen Bezeichnungen näher definiert werden. Diese Bezeichnungen bezichen sich insbesondere auf die Beschreibung der Stiftverteilung längs eirem Zylinder. Jeder mathematische Punkt auf einem bestimmten Zylinder ist im vorliegenden Fall durch die axiale Lage, z. B. in cm vom Anfang des Zylinders und durch die Umfangslage, z. B. in Winkelgraden beginnend von einer Bezugslinie bei 0° bis 360°, beschrieben. Diese beiden Koordinaten reichen aus, um die geometrische Anordnung der Stifte auf der Wellenoberfläche zu bestimmen.The general terms are to be defined in more detail below for purposes of explanation. These terms refer in particular to the description of the pin distribution along the egg Cylinder. Every mathematical point on a particular cylinder is in the present case by the axial position, e.g. B. in cm from the beginning of the cylinder and through the circumferential position, e.g. B. starting in degrees from a reference line at 0 ° to 360 °. These two coordinates are sufficient to determine the to determine the geometric arrangement of the pins on the shaft surface.

Wenn im folgenden relative Lagen zwischen Stiften angegeben sind, beziehen sich diese auf die mathematische Mitte dieser Stifte. Da der tatsächliche Abstand zwischen zwei Stiften auf der Welle am kleinsten und an den freien Stiftenden am größten ist, wird die Geometrie der Stifte in der nachstehenden Beschreibung manchmal bezüglich eines imaginären Zylinders angegeben, der sowohl koaxial zur Welle als auch zum Gehäuse im gleichen Abstand von der Welle und vom Gehäuse liegt. Dieser imaginäre Zylinder weist demzufolge einen Radius von 0,5 χ (Rt + fo) auf, wöbe; mit Äi der Radius der Welle und mit R2 der Radius des Gehäuses bezeichnet ist. Die Bezeichnung »Lagepunkt eines Stiftes« bezieht sich auf den Schnittpunkt cer Mittelachse des Stiftes mit diesem imaginären Zylinder.When relative positions between pins are given below, these refer to the mathematical center of these pins. Since the actual distance between two pins is smallest on the shaft and greatest at the free pin ends, the geometry of the pins in the description below is sometimes given in terms of an imaginary cylinder that is coaxial with the shaft and the housing at the same distance of the shaft and the housing. This imaginary cylinder accordingly has a radius of 0.5 χ (Rt + fo), wöbe; with Äi the radius of the shaft and R2 the radius of the housing is designated. The term "position point of a pen" refers to the intersection of the center axis of the pen with this imaginary cylinder.

Der Abstand zwischen den Stiftmitten wird im folgenden als Abstand zwischen den Stiften bezeichnet. Dieser Abstand wird auf der entsprechenden Zylinderfläche gemessen. Der Abstand zwischen den Stiften kann als gerade Linie in der Zeichnung gedacht werden, wenn der Stiftzylinder, z. B. der imaginäre Zylinder mit den Stiftspuren, in einer Ebene abgewickelt wird.The distance between the centers of the pins is referred to below as the distance between the pins. This distance is measured on the corresponding cylinder surface. The distance between the pins can be thought of as a straight line in the drawing when the pen cylinder, e.g. B. the imaginary cylinder with the pen tracks, is developed in one plane.

Die Tatsache, daß die Stiftdichte, d. h. die Anzahl der Stifte pro Flächeneinheit, über die gesamte, mit Stiften versehene Welle ungefähr konstant ist, läßt sich auf andere Art und Weise dadurch ausdrücken, daß der minimale Abstand zwischen den Stiften einerseits und der maximale Bereich mit keinen Stiften andererseits angegeben wird. Wenn der minimale Abstand, zwischen zwei Stiften mit rangenommen wird, liegt die maximale Verteilung der Stifte so, daß kein Kreis mit einem Radius größer als R, wobei R ungefähr 0,85 r bis 0,8 r ist, auf der Fläche des in einer Ebene abgewickelten imaginären Zylinder beschrieben werden kann, der nicht wenigstens einen Lagepunkt eines Stiftes enthält. Ein Kreis mit dem Radius R kann ebenfalls auch als der maximal mögliche Leerkreis (d. h. der keinen Lagepunkt enthält) bezeichnet werden. Jeder größerere Kreis enthält wenigstens einen Lagepunkt. Jede Gruppe von Werten von r und R innerhalb der angegebenen Definitionsbereiche bestimmen die minimalen und maximalen Abstände der Stifte. Der Radius r eines Kreises, der um jeden Stiftlagepunkt gezogen werden kann, ohne daß ein anderer Stiftlagepunkt erfaßt wird,The fact that the pin density, ie the number of pins per unit area, is approximately constant over the entire shaft provided with pins can be expressed in another way in that the minimum distance between the pins on the one hand and the maximum area with on the other hand, no pins are given. If the minimum distance between two pins is taken into account, the maximum distribution of the pins is such that no circle with a radius greater than R, where R is approximately 0.85 r to 0.8 r, on the surface of the one Plane developed imaginary cylinder can be described, which does not contain at least one location point of a pen. A circle with the radius R can also be referred to as the maximum possible empty circle (ie that does not contain a position point). Every larger circle contains at least one location point. Each group of values of r and R within the specified definition ranges determine the minimum and maximum spacing of the pins. The radius r of a circle that can be drawn around any pin location point without detecting another pin location point,

liegt in dem Bereich von ungefähr j (R\ + R2) bisis in the range of about j (R \ + R2) to

ungefährapproximately

R₂). Diese Beziehung gibt den R ₂ ). This relationship gives the

minimalen Abstand der Stiftmitten als Funktion des Durchmessers des imaginären Zylinders wieder. Der minimale Stiftabstand beläuft sich vorzugsweise ungefähr auf 6 bis 12 Stiftdurchmesser. Somit erhält man eine Beziehung zwischen dem minimalen Stiftabstand und dem Stiftdurchmesser.the minimum distance between the centers of the pins as a function of the diameter of the imaginary cylinder. Of the minimum pin spacing is preferably approximately 6 to 12 pin diameters. So you get a Relationship between the minimum pin spacing and the pin diameter.

Bei einer bevorzugten Ausführurigsform einer Pelletiervorrichtung sind an der Welle ungefähr 80 bis 200 Stifte vorgesehen. Diese Stifte sind vorzugsweise jeweils an verschiedenen axialen Lagen angeordnet, und der Abstand zwischen axial benachbart Hegenden Stiften ist kleiner als der Durchmesser der Stifte. Der axiale Abstand zwischen axial benachbarten StiftenIn a preferred embodiment of a pelletizing device there are approximately 80 to 200 pins on the shaft. These pens are preferred each arranged at different axial positions, and the distance between axially adjacent Hegenden Pins is smaller than the diameter of the pins. The axial distance between axially adjacent pins

■ ο kann in einem Bereich von ungefähr 0,5 bis 0,9 Stiftdurchmesser liegen. Es ist darauf hinzuweisen, daß normalerweise nicht axial benachbart liegende Stifte am nächsten beieinander liegen, sondern daß es sich hierbei um zwei Stifte handelt die nur bezüglich der axialen Rieb iung am nächsten liegen.■ ο can range from approximately 0.5 to 0.9 Pin diameter lie. It should be noted that normally not axially adjacent pins are closest to each other, but that it is here it is about two pins that are closest only in terms of axial friction.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Pelletiervorrichtung sind die Stifte so angeordnet, daß ein oder mehrere der folgenden absoluten Bereichsangaben die Stiftgeometrie näher kennzeichnen. Die Stiftdichte überIn the preferred embodiment of the pelletizing device, the pins are arranged so that one or several of the following absolute range specifications identify the pin geometry in more detail. The pen density over

2ü dem gesamten imaginären Zylinder liegt in einem Bereich von Ui bis Vi pro cm². Der Radius des imaginären Zylinders beläuft sich auf 12 bis 46 cm. Die axiale Länge der Welle, die mit Stiften versehen ist, beträgt ungefähr 76 bis 152 cm. Der Wellendurchmesser beläuft sich auf 18 bis 61 cm. Der Durchmesser der Innenfläche des Gehäuses beträgt 30 bis 122 cm.2ü the entire imaginary cylinder is in a range from Ui to Vi per cm ² . The radius of the imaginary cylinder is 12 to 46 cm. The axial length of the shaft, which is provided with pins, is approximately 76 to 152 cm. The shaft diameter is 18 to 61 cm. The diameter of the inner surface of the case is 30 to 122 cm.

Die Stifte sind längs der Welle in wenigstens einer derartigen unstetigen Schraubenlinie angeordnet. Wenn die Stifte auf einer normalen, steig verlaufendenThe pins are arranged along the shaft in at least one such discontinuous helix. if the pins on a normal, incline

jo Schraubenlinie angeordnet sind, ist das Verhältnis des axialen Abstandes zweier axial benachbart liegender Stifte zu dem Umfangsabstand dieser Stifte konstant Dies läßt sich durch die nachstehende Gleichung ausdrucken:jo helix are arranged, is the ratio of the axial distance between two axially adjacent pins to the circumferential distance of these pins constant This can be expressed by the equation below:

360'360 '

wobei mit ρ die Steigung der Schraubenlinie, mit a der Umfangs-Winkelabstand in Grad zwischen benachbarten Stiften längs der Schraubenlinie und mit f der axiale Abstand von zwei axial benachbart liegenden Stiften auf der Schraubenlinie bezeichnet sind. In einer gewöhnlichen Schraubenlinie ist der Wert von ρ eine Konstante.where ρ is the pitch of the helical line, a is the circumferential angular distance in degrees between adjacent pins along the helical line and f is the axial distance between two axially adjacent pins on the helical line. In an ordinary helix, the value of ρ is a constant.

Die Stifte sind auf einer ungefähr schraubenförmigen Linie mit Ausnahme, daß die Steigung p, gemäß der obigen Gleichung, nicht längs der Linie eine Konstante ist, sondern sich einige Male längs dieser Schraubenlinie ändert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer solchen unstetigen Schraubenlinie weisen alle axial benachbart liegenden Stifte denselben axialen Abstand t zwischen einander auf, und der Umfangs-Winkelabstand a zwischen axial benachbart liegenden Stiften ändert sich mehrmals längs der Schraubenlinie. Vorzugsweise handelt es sich bei der Änderung des Umfangs-Winkelabstandes a längs der Schraubenlinie um eine periodische Änderung. Dabei kann der Umfangs-Winkelabstand längs der Schraubenlinie einen ersten Wert a 1 für eine erste Anzahl von Stiften, dannThe pins are on an approximately helical line with the exception that the pitch p, according to the above equation, is not a constant along the line, but changes a few times along this helical line. In a preferred embodiment of such a discontinuous helical line, all axially adjacent pins have the same axial distance t between one another, and the circumferential angular distance a between axially adjacent pins changes several times along the helical line. The change in the circumferential angular distance a along the helical line is preferably a periodic change. The circumferential angular distance along the helical line can then have a first value a 1 for a first number of pins

bo einen zweiten Wert a 2 für eine zweite Anzahl von Stiften, dann den ersten Wert a 1 für eine dritte Anzahl von Stiften, die gleich jener der ersten Anzahl von Stiften ist, usw. aufweisen. Vorzugsweise ist die Differenz zwischen a 1 und a 2 ein geringer Bruchteilbo have a second value a 2 for a second number of pins, then the first value a 1 for a third number of pins equal to that of the first number of pins, and so on. The difference between a 1 and a 2 is preferably a small fraction

h5 von 360°, z. B. ¹Ao bis V20 von 360°. Ein bevorzugtes Auslühiuiigsbeispicl für die Änderung des Umfangsabstandes von axial benachbart liegenden Stiften läßt sich dadurch beschreiben, daß der Umfane-sahstand von rlrpih5 of 360 °, e.g. B. ¹ Ao to V20 of 360 °. A preferred example for changing the circumferential distance of axially adjacent pins can be described in that the circumferential stand of rlrpi

aufeinanderfolgenden Stiften 90° beträgt, und daran sich ein Abstand von 112° und 30 Minuten für einen Stift anschließt, wobei sich diese Folge periodisch wiederholt. consecutive pins is 90 °, and this is followed by a distance of 112 ° and 30 minutes for one pin follows, this sequence being repeated periodically.

Das Verhältnis von Innendurchmesser des Gehäuses der Pelletiervorrichtung zum Außendurchmesser der Welle, an welcher die Stifte angebracht sind, liegt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem Bereich von 1,3 bis 2. Dies bedeutet, daß der Wellendurchmesser sehr groß und der Raum, in welchem die Pelletierung abläuft, ein Ringraum ist, der zwischen der Welle und dem Gehäuse freibleibt. Diese Ausführungsfoi m erlaubt die Verwendung von kurzen und stabilen Stiften, und der Durchmesser dieser Stifte kann im Vergleich zu Pelletiervorrichtungen, die den gleichen Durchsatz besitzen, jedoch eine Welle im wesentlich kleineren Durchmesser im Vergleich zum Innendurchmesser des Gehäuses haben, beträchtlich verringert werden. Zudem werden die Rußmasse und die Rußpellets sowie die Pelletierflüssigkeit einer sehr gleichmäßigen Pelletierwirkung unterzogen.The ratio of the inside diameter of the pelleting device housing to the outside diameter of the Shaft on which the pins are attached is in accordance with a preferred embodiment of the invention in a range from 1.3 to 2. This means that the shaft diameter is very large and the space in which the pelleting takes place is an annular space that remains free between the shaft and the housing. These Execution form allows the use of short and stable pins, and the diameter of these pins However, compared to pelletizers that have the same throughput, a wave in the have a much smaller diameter compared to the inside diameter of the housing, considerably be reduced. In addition, the soot mass and the soot pellets and the pelletizing liquid become one very subjected to uniform pelletizing effect.

Der Innendurchmesser D des Gehäuses verhält sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Länge L des Abschnitts der Welle, der mit Stiften versehen ist, in einem Verhältnis von D/L, das vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 :1 bis 2 :1 liegt. Bevorzugterweise liegt das Verhältnis der Länge der Stifte zum Durchmesser der Stifte in einem Bereich von 5:1 bis 30 :1. Vorzugsweise beträgt dieses Verhältnis 10:1.According to a preferred embodiment of the invention, the inner diameter D of the housing is related to the length L of the section of the shaft which is provided with pins in a ratio of D / L, which is preferably in a range from 0.5: 1 to 2: 1 lies. The ratio of the length of the pins to the diameter of the pins is preferably in a range from 5: 1 to 30: 1. This ratio is preferably 10: 1.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings of exemplary embodiments.

In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows

F i g. 1 schematisch einen Axialschnitt durch eine Pelletiervorrichtung,F i g. 1 schematically shows an axial section through a pelletizing device,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1,F i g. 2 shows a section along the line 2-2 in FIG. 1,

F i g. 3 in größerem Maßstab einen Axialschnitt durch die Welle gemäß F ig. 1,F i g. 3 shows, on a larger scale, an axial section through the shaft according to FIG. 1,

Fig.4 ein Diagramm über eine beispielsweise Anordnung der Stifte in einer Schraubenlinie, und4 shows a diagram of an example of an arrangement of the pins in a helical line, and FIG

F i g. 5 eine Abwicklung eines Teils einer Wellenoberfläche, welche die Lage der Stifte zueinander zeigt.F i g. 5 is a development of part of a shaft surface showing the position of the pins with respect to one another.

In einem Gehäuse 1 ist zwischen einer stromaufwärtigen Stirnplatte 2 und einer stromabwärtigen Stirnplatte 2 eine Welle 4 drehbar gelagert. Eine Vielzahl von Stiften 5 sind auf der Welle 4 angeschweißt. Ein Einlaß 6 zum Einleiten von flockenförmigem Ruß und ein Auslaß 7 zum Abziehen der Rußpellets sind vorgesehen. Der Auslaß 7 wird dadurch gebildet, daß man ein Segment mit großer Umfangsabmessung von dem kreisförmigen Gehäuse ausnimmt. Ein Motor 8 ist zum Antreiben der mit Stiften versehenen Welle 4 vorgesehen. Am stromaufwärtigen Ende der mit Stiften versehenen Welle 4 und unterhalb des Einlaßes 6 ist die mit Stiften versehene Welle als Förderschnecke 9 ausgebildetIn a housing 1 is between an upstream face plate 2 and a downstream face plate 2 a shaft 4 rotatably mounted. A plurality of pins 5 are welded onto the shaft 4. One inlet 6 for introducing flaky carbon black and an outlet 7 for drawing off the carbon black pellets are provided. Of the Outlet 7 is formed by removing a segment of large circumferential dimension from the circular Housing. A motor 8 is provided for driving the pinned shaft 4. At the upstream end of pinned shaft 4 and below inlet 6 is the pinned one provided shaft designed as a screw conveyor 9

Die Welle 4 umfaßt im wesentlichen einen Hohlzylinder 41, der an beiden Enden durch Endplatten 42 verschlossen ist, wobei in der Zeichnung nur die stromabwärtige Endplatte gezeigt ist. Die Endplatten sind ihrerseits mit stabförmigen Gliedern 43 und 44 verbunden. Diese Glieder sind in Lagern 21 und 31 drehbar gelagert Das stabförmige Glied 43 weist einen axial verlaufenden Kanal 46 auf, um eine Pelletierflüssigkeit durchzulassen. An dem dem Hohlzylinder 41 zugewandten Ende ist das stabförmige Glied 43 mit einem dünnen Rohr 48 versehen, das mit dem Kanal 46 in Verbindung steht Dieses dünne Rohr 48 ist seinerseits mit einer ersten Platte 52 verbunden. Die erste Platte 52 und eine zweite Platte 54 sind senkrecht zur Längsachse der Pelletiervorrichtung angeordnet. Der Abstand zwischen den beiden Platten ist klein und liegt in der Größenordnung von 5 cm. Die beiden ^r) Platten 52 und 54 bilden innerhalb des Hohlzylinders 41 eine dichte Kammer 53 zwischen sich. Das Rohr 48 verbindet den Kanal 46 und die Kammer 53. In dem Bereich zwischen den beiden Platten 52 und 54 sind vier öffnungen 55 in den Zylinder 41 an Stellen gebohrt, anThe shaft 4 essentially comprises a hollow cylinder 41 which is closed at both ends by end plates 42, only the downstream end plate being shown in the drawing. The end plates are in turn connected to rod-shaped members 43 and 44. These members are rotatably mounted in bearings 21 and 31. The rod-shaped member 43 has an axially extending channel 46 to allow a pelletizing liquid to pass through. At the end facing the hollow cylinder 41, the rod-shaped member 43 is provided with a thin tube 48 which is connected to the channel 46. This thin tube 48 is in turn connected to a first plate 52. The first plate 52 and a second plate 54 are arranged perpendicular to the longitudinal axis of the pelletizing device. The distance between the two plates is small and on the order of 5 cm. The two ^r ) plates 52 and 54 form a tight chamber 53 between them within the hollow cylinder 41. The tube 48 connects the channel 46 and the chamber 53. In the area between the two plates 52 and 54, four openings 55 are drilled in the cylinder 41 at points

ίο denen keine Stifte 5 vorgesehen sind. Das stabförmige Glied 43 und der Kanal 46 sind über eine Verbindung 62 mit einer Quelle 64 für Pelletierflüssigkeit verbunden.ίο which no pins 5 are provided. The rod-shaped one Member 43 and channel 46 are connected via a connection 62 to a source 64 for pelletizing liquid.

Das Gehäuse 1 der Pelletiervorrichtung ist an zwei Stützen 10 und 11 abgestützt.The housing 1 of the pelletizing device is supported on two supports 10 and 11.

Die Stifte 5 weisen an ihren freien Enden spitz zulaufende Kanten auf, die während der Drehbewegung der Welle 4 längs des Gehäuses 1 unter Einhaltung eines kleinen Abstandes von beispielsweise 6 bis 3 mm von dem Gehäuse wie Messer bewegt werden. Wie erwähnt, sind die Stifte 5 längs der Welle 4, insbesondere längs der Außenseite des Hohlzylinders 41, in einem Muster einer unstetigen Schraubenlinie angeordnet. Die Stifte sind in den F i g. 1,2 und 4 von 1 bis 109 durchnumeriert. Jeder Stift weist den gleichen axialen Abstand von dem Stift auf, der axial benachbart zu diesem Stift auf der Schraubenlinie liegt. Ein axial benachbart liegender Stift ist nicht der nächstliegende Stift. So ist z. B. in F i g. 4 der axiale Abstand zwischen den Stiften 1 und 2, zwischen den Stiften 2 und 3, zwischen den Stiften 3 und 4 usw.The pins 5 have pointed edges at their free ends, which during the rotary movement the shaft 4 along the housing 1 while maintaining a small distance of, for example, 6 to 3 mm from the housing can be moved like a knife. As mentioned, the pins 5 are along the shaft 4, in particular longitudinally the outside of the hollow cylinder 41, arranged in a pattern of a discontinuous helix. The pencils are shown in FIGS. 1, 2 and 4 numbered from 1 to 109. Each pin has the same axial distance from the pin, which is axially adjacent to this pin on the Helix lies. An axially adjacent pin is not the closest pin. So is z. B. in Fig. 4 of the axial distance between pins 1 and 2, between pins 2 and 3, between pins 3 and 4, etc.

jeweils 9,5 mm. Der Umfangs-Winkelabstand zwischen diesen benachbarten Stiften längs der Schraubenlinie ist nicht für alle Stifte der gleiche. Wie sich insbesondere aus den F i g. 2 und 4 entnehmen läßt, betragen die drei ersten Abstände zwischen den Stiften 1,2,3 und 4 je 90°.9.5 mm each. The circumferential angular distance between these adjacent pins along the helix is not the same for all pens. As can be seen in particular from FIGS. 2 and 4 can be seen, the three are first distances between the pins 1, 2, 3 and 4 each 90 °.

Der Umfangsabstand zwischen den Stiften 4 und 5 beträgt jedoch ! 12° 30'. Auf den Stift 5 folgen drei Stifte 6, 7 und 8 in einem Abstand von 90°. Dann beträgt der Umfangsabstand zwischen den Stiften 8 und 9 wiederum 112° 30'. Die Folge der Anordnung von Stiften längs einer »lückenhaften« Schraubenlinie läßt sich ebenfalls F i g. 1 entnehmen. Bei den Stiften 49 und 68; 17 und 36 bzw. 81 und 100 liegen jedoch jeweils 19 Stifte in gleichem Abstand. Diese Stifte liegen aber im Sinne der oben genannten Definition nicht benachbart da z. B.The circumferential distance between pins 4 and 5 however! 12 ° 30 '. Pin 5 is followed by three pins 6, 7 and 8 at a distance of 90 °. Then the circumferential distance between the pins 8 and 9 is again 112 ° 30 '. The sequence of the arrangement of the pins along a "patchy" helix can also be used F i g. 1 take. At pins 49 and 68; 17 and 36 or 81 and 100, however, each have 19 pins in equal distance. These pins are not adjacent in the sense of the above definition because z. B.

einige Gänge der Schraubenlinie zwischen diesen Stiften 34 und 49 liegen.some turns of the helix lie between these pins 34 and 49.

F i g. 4 zeigt die Stiftlage in einer unstetigen Schraubenlinie, die in eine Ebene abgewickelt worden ist Bei einer stetigen Schraubenlinie wurden die Stifte auf einer geraden Linie liegen. In F i g. 4 liegen die Stiftlagen nicht auf einer geraden Linie, sondern längs einer Anzahl von Abschnitten von geraden Linien.F i g. 4 shows the pin position in a discontinuous helical line which has been developed into a plane If the helical line was continuous, the pins would lie on a straight line. In Fig. 4 are the Pen lay not in a straight line, but along a number of sections of straight lines.

In F i g. 5 ist das tatsächliche Muster der Stifte auf der Wellenoberfläche in einer Ebene abgewickelt gezeigt Die Anzahl der Stiftlagepunkte ist die gleiche wie jene bei den anderen Figuren. Wie F i g. 5 zu entnehmen, sind axial benachbart liegende Stifte aufeinanderfolgend numeriert Somit ist der Stift 16 beispielsweise axial benachbart zum Stift 15 und zum Stift 17, während weder der Stift 15 noch der Stift 17 der dem Stift 16 nächstliegende Stift istIn Fig. 5 the actual pattern of the pins on the shaft surface is shown developed in a plane The number of pin location points is the same as that of the other figures. Like F i g. 5 can be found axially adjacent pins numbered sequentially. Thus, for example, pin 16 is axial adjacent to the pin 15 and to the pin 17, while neither the pin 15 nor the pin 17 of the pin 16 closest pin is

Beim Betreiben der Pelletiervorrichtung wird flokkenförmiger Ruß über den Einlaß 6 in den Ringraum zwischen der Welle 4 und dem Gehäuse 1 eingeleitet Durch die Drehbewegung der Schnecke 9 wird der Ruß in Richtung auf den Pelletierabschnitt der Welle 4 vorgeschoben, der mit Stiften 5 versehen ist Eine Pelletierflüssigkeit wird in den gleichen RingraumWhen the pelletizing device is operated, it becomes more flaky Soot is introduced into the annular space between the shaft 4 and the housing 1 via the inlet 6 As a result of the rotary movement of the screw 9, the soot is moved in the direction of the pelletizing section of the shaft 4 advanced, which is provided with pins 5 A pelletizing liquid is in the same annulus

zwischen der Welle 4 und dem Gehäuse 1 über die vier öffnungen 55 in dem Hohlzylinder 41 eingespeist, velche um 90° in Umfangsrichtung versetzt und in derselben axialen Lage angeordnet sind. Die Pelletierflüssigkeit kann gewöhnliches Wasser oder auch Wasser sein, welches Zusätze, wie HNO?, Melasse, Lignosulfonat oder öl-Wasser-Emulsionen usw., enthält. Durch die Drehbewegung der Welle 4 wird die Mischung aus Ruß und Pelletierflüssigkeit in F i g. 1 nach links von der stromaufwärtigen Stelle zu der stromabwärtigen Stelle bewegt, und während dieser Bewegung werden feuchte Rußpellets gebildet. Diese feuchten Rußpellets werden über den Auslaß 7 abgezogen. Die feuchten Rußpellets werden dann weiterverarbeitet, beispielsweise getrocknet und daraufhin zum Transport verpackt.fed between the shaft 4 and the housing 1 via the four openings 55 in the hollow cylinder 41, velche are offset by 90 ° in the circumferential direction and are arranged in the same axial position. The pelletizing liquid can be ordinary water or water, which additives such as ENT ?, molasses, lignosulfonate or oil-water emulsions, etc. Through the Rotational movement of the shaft 4 is the mixture of soot and pelletizing liquid in FIG. 1 to the left of the upstream location is moved to the downstream location, and during this movement become wet Soot pellets formed. These moist soot pellets are drawn off via outlet 7. The damp soot pellets are then processed further, for example dried and then packed for transport.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel mit Dimensionsangaben einer Rußpelletiervorrichtung aufgezeigt.In the following, an embodiment with dimensions of a carbon black pelletizing device is shown.

Die Pelletiervorrichtung hatte folgende Abmessungen: The pelletizing device had the following dimensions:

Länge des Hohlzylinders 41: 2,08 mLength of the hollow cylinder 41: 2.08 m

Außendurchmesser dder Welle 4: 0,61 m Outer diameter of the shaft 4: 0.61 m

Wanddicke des Hohlzylinders 41: 1,3 cmWall thickness of the hollow cylinder 41: 1.3 cm

axiale Länge der Zoneaxial length of the zone

der Förderschnecke 9: 0,69 mthe screw conveyor 9: 0.69 m

Steigung der Schnecke: 15 cmIncline of the screw: 15 cm

Innendurchmesser Ddes Gehäuses 1: 91,8 cm
Durchmesser der Stifte 5: 1,6 cmInner diameter D of the housing 1: 91.8 cm
Diameter of the pins 5: 1.6 cm

Abstand zwischen Stiftende
und Gehäuse: 6—3 mmDistance between the end of the pin
and case: 6-3 mm

Stiftlänge: 14,9 cmPen length: 14.9 cm

axiale Abstände von axial
benachbarten Stiften: 93 mmaxial distances from axial
adjacent pins: 93 mm

Die Welle 4 mit den Stiften 5 drehte sich bei dieser Pelletiervorrichtung beim Grundbetrieb mit ungefährThe shaft 4 with the pins 5 rotated approximately at this pelletizing device during basic operation

Tabel

200-450 U/min. Der Durchsatz der Pelletiervorrichtung belief sich auf 1812 kg/h Ruß oder auf ungefähr 3624 kg/h feuchte Rußpellets.200-450 rpm. The throughput of the pelletizer amounted to 1812 kg / h of soot or approximately 3624 kg / h of moist soot pellets.

Das folgende Ausführungsbeispiel zeigt die Auswirkung der Anordnung der Stifte längs einer unstetigen Schraubenlinie in Abweichung von einer Anordnung längs einer vollständigen Schraubenlinie bezüglich der Pelletsgröße und der Größenverteilung.The following embodiment shows the effect of arranging the pins along a discontinuous one Helical line deviating from an arrangement along a complete helical line with respect to the Pellet size and size distribution.

example

Bei einer Pelletiervorrichtung im Labormaßstab mit einem wie in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Aufbau wurden flockenförmiger Ruß und Wasser, welches 1 % Melasse enthielt, in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 1 :1 pelletisiert, Die Welle drehte sich mit ungefähr 400 U/min.In the case of a pelletizing device on a laboratory scale with a structure as shown in FIGS. 1, 2 and 3 flaky carbon black and water containing 1% molasses in a weight ratio of pelletized approximately 1: 1. The shaft rotated at approximately 400 rpm.

Zum Vergleich hierzu wurde dieselbe Menge an Ruß und Wasser zur Herstellung von Pellets in einer Pelletiervorrichtung verarbeitet, welche sich von der in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Pelletiervorrichtung dadurch unterschied, daß die Stifte 5 nicht längs einer unstetigen, sondern längs einer stetigen Schraubenlinie angeordnet waren, so daß der axiale Abstand zwischen den Stiften und der Umfangs-Winkelabstand zwischen benachbarten Stiften entlang der gesamten Schraubenlinie gleich waren. Der axiale Abstand zwischen benachbarten Stiften war bei beiden Pelletiervorrichtungen derselbe, nämlich 9,5 mm, und der Umfangsabstand zwischen benachbarten Stiften betrug 90°. Die erstellten Pellets wurden anschließend getrocknet und zur Ermittlung der Pelletgrößenverteilung gemäß ASTM 1511 analysiert. Die Ergebnisse dieser Vergleichsversuche sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. For comparison, the same amount of carbon black and water was used to make pellets in one Processed pelletizing device, which differs from the pelletizing device shown in FIGS. 1, 2 and 3 distinguished in that the pins 5 are not along a discontinuous, but along a continuous helical line were arranged so that the axial distance between the pins and the circumferential angular distance between adjacent pins were the same along the entire helix. The axial distance between adjacent pins were the same for both pelletizers, 9.5 mm, and the circumferential spacing between adjacent pins was 90 °. The pellets produced were then dried and analyzed to determine the pellet size distribution according to ASTM 1511. The results of these comparative tests are compiled in the following table.

PelletgrößenverteilungPellet size distribution

GröberesCoarser things

auf (Sieb 10) 2,00 mmon (sieve 10) 2.00 mm

auf (Sieb 18) 1,00 mmon (sieve 18) 1.00 mm

auf (Sieb 35) 0,50 mmon (sieve 35) 0.50 mm

auf (Sieb 60) 0,25 mmon (sieve 60) 0.25 mm

auf (Sieb 120) 0,125 mm
Feinereson (sieve 120) 0.125 mm
Finer

Gesamtgewicht %
Im Bereich (-18+60) -1 mm +4,25 mmTotal weight %
In the range (-18 + 60) -1 mm +4.25 mm

Die erhaltenen Resultate zeigen, daß bei der Pelletierung von Ruß mit einer Pelletiervorrichtung, deren Stifte auf einer unstetigen Schraubenlinie angeordnet waren, 68,8 Gew.-% von trockenen Rußpellets in dem Siebbereich von —18 bis +60, d. h, unter 1 nun und über Ό.25 mm Korngröße lagen. Bei Pellets, die im Gegensatz hierzu in einer Pelletiervorrichtung hergestellt Tvurden, deren Stifte auf einer stetigen Schraubenlinie angeordnet waren, lag nur 16 Gew.-°/o von trockenen Pellets innerhalb des genannten Siebbereichs. 76 Gew.-% Roß, der bei dieser Pelletiervorrichtung -anfällt, bei welcher die Stifte längs einer stetigen Schraubenlinie .angeordnet -waren, warenThe results obtained show that when carbon black is pelletized with a pelletizer, the pins of which were arranged on a discontinuous helix, 68.8% by weight of dry Carbon black pellets in the sieve range of -18 to +60, i.e. H, below 1 and above Ό.25 mm grain size. at Pellets, in contrast, in a pelletizer manufactured Tvurden, their pens on a were arranged in a steady helix, only 16% by weight of dry pellets was within that Sieve area. 76 wt .-% Roß, that in this pelletizing device - occurs in which the pins were arranged along a steady helical line

StiftanordnungPin arrangement Gew.-%Wt% Gew.-%Wt% unstetigediscontinuous stetige Schraubenliniesteady helix SchraubenlinieHelix 7,67.6 17,417.4 16,416.4 58,658.6 64,664.6 12,012.0 4,24.2 4,04.0 3,83.8 3,43.4 3,43.4 4,64.6 100,0100.0 100,0100.0 68,868.8 1616

größer als der geforderte Teilchengroßenbereich. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, daß die Pellets, welche mit Hilfe einer Pelletiervorrichtung hergestellt wurden, bei welcher die Stifte einer unstetigen Schraubenlinie angeordnet waren im gesamten kleiner als jene Pellets sind, die in einer bekannten Pelletiervorrichtung hergestellt wurden. Ein Pelletgrößenbereich von unter 1 mm und über 0,25 mm (—18+60 Siebgröße) bezieht sich auf Pellets, die ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1,00 mm (18 mesh-Sieb) passieren, jedoch auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm (50 mesh-Sieb) zurückbleiben.larger than the required particle size range. the Results further show that the pellets produced with the aid of a pelletizing machine are at which the pins of a discontinuous helix were arranged on the whole smaller than those pellets which have been produced in a known pelletizing device. A pellet size range of under 1 mm and over 0.25 mm (-18 + 60 sieve size) refers to pellets that have a sieve with a clear Pass a mesh size of 1.00 mm (18 mesh sieve), but on a sieve with a clear mesh size of 0.25 mm (50 mesh screen).

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

030166/239030166/239

Claims

Patent claims:

1. Soot pelletizing device with a housing which encloses a cylindrical interior space in which coaxially a shaft is rotatably mounted, over the entire length of a plurality of pins approximately even surface distribution (pen density) on the surface radially outwards up to the immediate vicinity of the cylindrical inner surface are arranged protruding approximately along at least one helical line running around the shaft, characterized in that according to the equation

360 °

P_ . f P_. f

whereby

ρ - pitch between axially adjacent pins, a = circumferential angle spacing in degrees between axially adjacent pins on the helical line, and

t - is the axial distance between these axially adjacent pins,

running slope of the helical line between adjacent pins or groups of pins (5) on the helical line deviates from the continuously extending helical line by changing a and / or ι.

2. Pelletizing device according to claim 1, characterized in that all axially adjacent pins (5) have the same axial distance t , and the circumferential angular distance a between adjacent pins or groups of pins along the helical line changes several times along the helical line.

3. Pelletizing device according to claim 2, characterized in that you are circumferential angular distance a periodically changes between adjacent pins (5) along the helical line.

4. Pelletizing device according to claim 3, characterized in that the circumferential angular distance a between axially adjacent pins along the helical line for a predetermined number of consecutive ones Pins has a value and for a second consecutive number of pins a second value, this sequence being repeated periodically along the helical line.

5. Pelleting device according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of the inner diameter (D) of the housing (1) to the outer diameter (d) of the shaft (4) is between 1.3: 1 and 2: 1.