DE60005972T2

DE60005972T2 - Verfahren und vorrichtung zum verdichten von pulverförmigem material

Info

Publication number: DE60005972T2
Application number: DE60005972T
Authority: DE
Inventors: Joan Iglesias; Josep Arisa
Original assignee: Ciba Spezialitaetenchemie Holding AG; Ciba SC Holding AG
Current assignee: BASF Schweiz AG
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2020-08-24
Also published as: ES2207543T3; EP1206391A1; CN1370123A; EP1283169A2; KR20020029381A; AU6703000A; US6688345B1; EP1206391B1; TW495472B; DE60005972D1; WO2001014210A1; CA2382077A1; JP2003507272A; EP1283169A3; ATE252022T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3 zum Verdichten und Verfestigen von pulverförmigem oder pulverisiertem Material.
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind in US-3 664 385 A offenbart, welche ein Verfahren und eine Einrichtung zum Fördern und Verfestigen von fein zerteiltem, aus Partikeln bestehendem Material mittels eines drehenden Schneckenförderers, der in einer rohrförmigen Hülse mit einer Mehrzahl von Perforationen angeordnet ist, beschreibt. Die Hülse wird durch ein Gehäuse derart umschlossen, dass zumindest eine geschlossene hohle Kammer vorgesehen ist, die sich um die Hülse erstreckt. Ein Maschensieb mit kleineren Maschenöffnungen als die Größe der Partikel in dem transportierten Material, ist an der äußeren Oberfläche der Hülse angeordnet. Ein Saugunterdruck wird entlang der Außenseite der perforierten Hülse angelegt, um Luft zwischen den Partikeln des Materials zu entfernen, und ein Gasdruck wird intermittierend entlang der perforierten Hülse angelegt, um Material aus den Perforationen zurückzuspulen, um ein Stauen desselben zu vermeiden.
EP-0 125 585 A offenbart eine Ausrüstung zur Entfernung von Luft aus pulverigen Materialien, die ein Verpackungsgefäß umfasst, welches in einem Abstand von der äußeren Wand ein poröses Auskleidungsmaterial im Wesentlichen über die gesamte Länge des Verpackungsgefäßes aufweist, durch welches Auskleidungsmaterial es ermöglicht wird, Luft aus dem Verpackungsgefäß zu entfernen oder Druckluft in das Verpackungsgefäß durch den Raum zwischen der äußeren Wand und dem porösen Auskleidungsmaterial zuzuführen. Der Raum zwischen der äußeren Wand und dem Auskleidungsmaterial ist luftdicht in der Richtung des Fortschreitens des pulverigen Materials mittels einer Unterteilungswand geteilt, wobei unabhängig voneinander ein Ansaugen oder ein Druck auf beide Abteilungen ausgeübt werden kann.
Es ist ebenfalls bekannt, pulverförmiges Material zwischen zwei Presswalzen zu verdichten, wobei das pulverförmige Material in den Walzenspalt mittels beispielsweise zwei Förderschnecken gepresst wird, die parallel nebeneinander angeordnet und drehbar in einem Gehäuse angeordnet sind, in welches das pulverisierte Material über einen Fülltrichter unter Wirkung von Schwerkraft eingefüllt wird. Gas oder Luft, welches) in dem pulverförmigen Material enthalten ist, hat eine störende Wirkung und kann den Verdichtungsvorgang zwischen den zwei Pressrollen behindern.
Um Luft, die in dem pulverförmigen Material enthalten ist, vor dem Eintritt in den Walzenspalt zu entfernen, ist es bekannt, einen Filter in dem Schneckengehäuse auf einem Umfangsabschnitt der Förderschnecken vorzusehen, über welchen Filter Vakuum angelegt werden kann.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Wirksamkeit einer solchen Vorrichtung zum Verdichten von pulverförmigem Material zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale in dem kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 3 erzielt.
Die Erfindung wird anhand eines Beispiels in Verbindung mit den Zeichnungen genauer beschrieben.
1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht einen Aufbau zum Verdichten von pulverförmigem Material,
2 ist eine Draufsicht in Richtung des Pfeils C in 4 auf die Förderschnecken, wobei das Gehäuse teilweise weggebrochen ist,
3 ist eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils A in 2,
4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 2, und
5 eine vergrößerte Querschnittsansicht, die 4 entspricht.
1 zeigt schematisch einen Aufbau zum Verdichten von pulverförmigem Material, der einen vertikal angeordneten Fülltrichter 1 umfasst, der über einer Einlassöffnung eines horizontal angeordneten Schneckengehäuses 2 positioniert ist, in welchem eine Förderschnecke 3 drehbar angeordnet ist. Auf dem Auslass des Schneckengehäuses sind einander gegenüberliegende Presswalzen 4 und 4' angeordnet, zwischen welchen das pulverförmige Material, welches durch die Förderschnecke 3 in den Walzenspalt gefördert wird, komprimiert und verdichtet wird. In dem Fülltrichter 1 kann ein Rührer 5 angeordnet werden, welcher das Einfüllen des pulverförmigen Materials aus dem Fülltrichter 1 in das Schneckengehäuse unter der Wirkung von Schwerkraft unterstützt. Ein solcher Aufbau wird beispielsweise zur Herstellung von Granulat aus pulverförmigem Materi al verwendet, wobei weitere Einrichtungen, welche vor dem Trichter 1 und nach dem Walzenpaar 4, 4' angebracht werden können, in 1 weggelassen sind.
Beispielsweise sind zwei Kammern 8 in dem Schneckengehäuse ausgebildet, wobei jede von ihnen über eine Leitung 17 an einer Schalteinrichtung 18 angeschlossen ist, welche zwischen einer Vakuumquelle 19 und einer Druckluftquelle 20 angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, Vakuum an eine der Kammern 8 anzulegen, während an die andere Kammer 8 Druckluft oder komprimierte Luft angelegt wird und umgekehrt.
In 1 ist nur eine Schnecke in dem Schneckengehäuse 2 gezeigt, jedoch kann ebenso eine Mehrzahl von Schnecken nebeneinander angeordnet werden, um die Zufuhrkapazität zu steigern. 2 zeigt ein Beispiel mit zwei Zufuhrschnecken 3 und 3', die parallel nebeneinander angeordnet sind, und welche drehbar in dem Schneckengehäuse angeordnet sind. Eine Einlassöffnung 6 ist an der oberen Seite des Schneckengehäuses 2 in den 2 bis 4 vorgesehen. Oberhalb dieser Einlassöffnung 6 ist der Trichter 1 angeordnet, wobei die Einlassöffnung 6 sich im Wesentlichen über die Breite der nebeneinander angeordneten zwei Schnecken 3 erstreckt, wie 4 zeigt.
In dem Beispiel einer Ausführungsform, die in den 2 bis 5 gezeigt ist, sind auf den gegenüberliegenden Seiten des Schneckengehäuses 2 drei Kammern 8 vorgesehen, die alle voneinander entlang des Förderweges beabstandet sind. Die Kammern 8 weisen beispielsweise eine rechteckige Form auf, wobei die lange Seite des Rechtecks sich in Richtung der Längsachse der Förderschnecken erstreckt. Auf dem Übergang zwischen Kammer 8 und innerem Umfang des Schneckengehäuses 2 ist eine et wa rechteckige Verbindungsöffnung 9 vorgesehen, wie es in 3 durch gestrichelte Linien gezeigt ist. Diese Verbindungsöffnung 9 ist durch eine Schulter 10 des Gehäuses 2 umschlossen, wobei diese Schulter eine rahmenartige Oberfläche zur Anlage eines plattenartigen Filters 11 bildet, welcher beispielsweise aus einem gesinterten Material oder einem Filtervlies gebildet sein kann. In 5 ist ein Ringelement 21 zwischen Schulter 10 und Filter 11 zum Stützen des Filters vorgesehen. Ein solches Ringelement 21 kann durch eine perforierte Platte ersetzt werden zum Stützen des Filters 11 auf der inneren Seite, wenn Druckluft zugeführt wird. Der Filter 11 wird auf der äußeren Seite durch eine perforierte Platte 12 gestützt, die durch einen Einsatz 13 in der Kammer 8 gehalten wird. Der tubusförmige Teil des Einsatzes 13, der in die Kammer 8 ragt, ist auf dem äußeren Umfang mit einem Dichtring 14 versehen, durch welchen die Kammer 8 nach außen abgedichtet ist. Auf der geschlossenen Außenseite des Einsatzes 13 ist eine Verbindungsöffnung 16 sowie ein Flansch 15 ausgebildet, durch welchen der Einsatz 13 gasdicht beispielsweise durch Schrauben auf dem Schneckengehäuse 2 befestigt ist.
Während des Betriebs werden abwechselnd Vakuum und Druckluft über die Verbindungsöffnung 16 an die Kammern 8 angelegt, die nacheinander in der Förderrichtung angeordnet sind. Das pulverförmige Material, das durch die Förderschnecken 3 transportiert wird, wird über den Filter 11 durch das angelegte Vakuum entlüftet, wohingegen mittels Druckluft der Filter gereinigt und das pulverförmige Material in dem Schneckenförderer komprimiert wird.
Die Menge von Vakuum und die Intervalle des Anlegens von Vakuum und Druckluft können variiert werden, wodurch der Grad der Entlüftung der Art von verwendetem pulverförmigen Materi al angepasst werden kann. Ebenso kann die Reihenfolge des Anlegens von Vakuum und Druckluft auf die aufeinanderfolgenden Kammern variiert werden. In einem Beispiel wird Vakuum an zwei Kammern 8 angelegt, wohingegen an die dritte Kammer Druckluft angelegt wird.
Durch das abwechselnde Anlegen von Vakuum und Druckluft an die Kammern 8 wird eine bedeutend höhere Verdichtungs- oder Verfestigungswirkung der Presswalzen im Verhältnis zur Anwendung von nur Vakuum erzielt, da das pulverförmige Material mit hoher Wirksamkeit in dem Schneckenförderer erheblich entlüftet und vorverdichtet wird, bevor es den Walzenspalt erreicht.
Gemäß der Erfindung wird ein hoher Entlüftungsgrad in Kombination mit einer kleinen Filteroberfläche erzielt.
In dem gezeigten Beispiel sind die Kammern 8 entlang der Seiten des Schneckengehäuses 2 angeordnet. Es ist jedoch möglich, die Kammern 8 an der Unterseite des Schneckengehäuses 2 vorzusehen. Wenn beispielsweise drei Förderschnecken nebeneinander in dem Schneckengehäuse 2 angeordnet sind, können Kammern in dem Bereich der mittleren Förderschnecke auf der Unterseite des Gehäuses 2 vorgesehen werden, wohingegen die Kammern 8 für die zwei äußeren Förderschnecken an den Seiten davon oder ebenfalls auf der Unterseite des Gehäuses 2 vorgesehen werden können.
Anstelle der gezeigten drei Kammern 8 können auch weitere Kammern hintereinander über die Länge der Förderschnecken entsprechend der Länge des Förderweges angeordnet werden. Es ist auch möglich, nur eine Kammer 8 an dem Umfang der Förderschnecke vorzusehen, auf welche Kammer abwechselnd Vakuum und Druckluft angelegt wird. Eine höhere Wirkung wird jedoch durch eine Mehrzahl von Kammern, die hintereinander angeordnet sind, erzielt.
Vakuum und Druckluft wird synchron an die Kammern 8 angelegt, die auf demselben Umfang des Schneckengehäuses 2 vorgesehen sind. Auf diese Weise stellen beispielsweise die ersten Kammern 8 in den 2 und 3 eine Zone innerhalb des Förderers bereit, in welcher Vakuum angelegt wird, wohingegen die dritten Kammern 8 eine Zone innerhalb des Förderers bereitstellen, in welcher Zone Druckluft angelegt wird. Diese Zonen sind gegeneinander durch den Umfang der Förderschnecken 3 abgedichtet. Der Abstand zwischen den Kammern 8, die hintereinander in Längsrichtung angeordnet sind, ist derart gewählt, dass in Abhängigkeit von der Steigung der Förderschnecke 3 keine Abkürzung zwischen benachbarten Kammern 8 auftritt, wenn die eine Kammer mit Druckluft beaufschlagt und die benachbarte Kammer mit Vakuum beaufschlagt wird.
Vorzugsweise ist zumindest die erste Kammer 8 unmittelbar in dem Bereich der Einlassöffnung 6 vorgesehen. In dem gezeigten Beispiel sind zwei Kammern 8 in dem Bereich der Einlasskammer 6 vorgesehen, da der Durchmesser der Einlassöffnung sich über zwei Kammern 8 erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird Vakuum über eine längere Periode als Druckluft angelegt. Ferner ist es möglich, Vakuum wie auch Druckluft in der Form von kurzen, aufeinanderfolgenden Pulsen anzulegen.
In der Ausführungsform, die drei Kammern 8 umfasst, können beispielsweise die ersten und zweiten Kammern mit Vakuum beaufschlagt werden, wohingegen an die dritten Kammern Druck luft angelegt wird. Das abwechselnde Anlegen von Vakuum und Druckluft an separate Kammern 8, die in Förderrichtung hintereinander angeordnet sind, hat eine höhere Vorverdichtung zur Folge, als wenn nur eine Kammer 8 verwendet wird, selbst wenn sich diese Kammer über den gleichen Förderweg wie mehrere separate Kammern 8 erstreckt, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind.
Die Förderschnecken sind mit einem Abschnitt mit verringertem Durchmesser versehen, wie es in der Draufsicht in 2 zu sehen ist, wobei in diesem Bereich eine Kühleinrichtung 7 angeordnet ist. Die Förderschnecken können jedoch auch überall den gleichen Durchmesser aufweisen.
Das beschriebene Verfahren des abwechselnden Anlegens von Vakuum und Druckluft über einen Filter kann in unterschiedlichen Vorrichtungen zum Verdichten und Verfestigen von pulverförmigem Material angewandt werden beipielsweise auch in Verpackungsaufbauten, in welchen ein hohes Füllgewicht der Pakkung und ein Sinken des Pulvervolumens wichtig ist. Ebenso können das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der Erfindung in Seitenförderern von Extrudierern für leichte und lufthaltige Pulver usw. angewandt werden.

Claims

Verfahren zum Verdichten von pulverförmigem Material, welches mittels einer Förderschnecke (3) in einem Schneckengehäuse (2) transportiert wird, wobei abwechselnd Vakuum und Druckluft über einen Filter (11) an den inneren Umfang des Schneckengehäuses (2) angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Kammern (8) hintereinander über die Länge des Förderweges vorgesehen ist, wobei an die Kammern (8) abwechselnd Vakuum und Druckluft derart angelegt wird, dass Vakuum in einer Kammer wirkt, während gleichzeitig Druckluft in einer benachbarten Kammer (8) wirkt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Menge an Vakuum und die Intervalle der Einwirkung von Vakuum und Druckluft variiert werden.
Vorrichtung zur Verdichtung von pulverförmigem Material, die zumindest eine Förderschnecke (3) in einem Schneckengehäuse (2) aufweist, wobei auf einem Umfangsabschnitt der Förderschnecke in dem Schneckengehäuse Perforationen vorgesehen sind, die durch einen Filter (11) abgedeckt sind, wobei der Filter über eine Leitungseinrichtung (17) mit einer Umschalteinrichtung (18) verbunden ist, welche zwischen einer Vakuumquelle (19) und einer Druckluftquelle (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung der Förderschnecke zumindest zwei Kammern (8) in einem Abstand voneinander in dem Schneckengehäuse vorgesehen sind, wobei in den Kammern (8) eine Platte (12), die mit Perforationen versehen ist, durch einen Einsatz (13) gehalten ist, auf der Platte (12) ein plattenartiger Filter (11) angeordnet ist, und wobei an die Kammern jeweils über die Umschalteinrichtung (18) abwechselnd Vakuum und Druckluft angelegt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei ein Einsatz (13) in jeder Kammer (8) vorgesehen ist, der mit einem Dichtring (14) versehen ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der plattenartige Filter (11) an einer Schulter (10) des Schneckengehäuses (2) anliegt, die eine Verbindungsöffnung (9) umgibt.