DE7504537U - Vorrichtung zum Verspritzen von geschmolzenem Material - Google Patents

Description

Kennzeichen: 2644

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UNIE VAN KUNSTMESTFABRIEKEN B.V., Utrecht, die Niederlande

Vorrichtung zum Verspritzen, von geschmolzenem Material

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verspritzen von geschmolze

Material mit dem Zweck, das Material in der Form von erstarrten Körnern aufzufangen, unter Anwendung eines rotationssymmetrischen Behälters, der um eine

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senkrechte Welle dreht und dessen hochstehende Wände mit Offnungen zum Verspritzen des geschmolzenen Materials versehen sind, wobei im Behälter ein mit Schaufeln versehenes Element angebracht ist, welches mit einer von der des Behälters abweichenden Drehzahl rotiert. Zur Herstellung von runden Kornern, etwa Düngend.ttelkörnern, auf die obenbeschriebene Weise wird eine Vorrichtung vom in der niederländischen Patentschrift Nr. 97454 beschriebenen Typ verwendet. Das geschmolzene Materiel wird in den rotierenden Behälter gebracht und durch die Sprühöffnungen verspritzt; die gebildeten Tropfen fallen von einer gewissen Hohe hinunter, kühlen dabei ab und erstarren zu festen runden Körnern. Diese nennt man meistens 'Prills'. Die benutzte Vorrichtung wird als 'Prilleimer¹ oder 'Prillkopf bezeichnet.. Diese Vorrichtung befindet sich im allgemeinen oben in einem zylindrischen Turm, Gemäss der bereits erwähnten

niederländischen Patentschrift Nr. 97454 hat das mit Schaufeln versehene Element in der darin beschriebenen Vorrichtung die Funktion eines Kratzers, der während des Betriebs eine Krustbildung an der Innenwand des Prillkopfes verhindert; der Abstand zwischen dem Rand der Kratzer^schaufeln und der Innenwand dos Prillkopfes kann höchstens einige mm betragen.

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Die Üblichen bekannten Verfahren zur Herstellung von Prills befriedigen gut zur Verarbeitung von Substanzen, die in geschmolzenem Zustand hergestellt werden und eine nicht zu hohe und ziemlich konstante Viskosität haben, wie etwa Harnstoff. Wenn jedoch' die zu verkornernde Schmelze eine hohe und ausserdem eventuell schwankende Viskosität hat, bewähren sich die bekannten Verfahren weniger gut. Dies ist namentlich bei den sogenannten NPK-Düngemitteln der Fall. Die unbefriedigende Wirkung lasst sich hauptsächlich hierdurch erklären, dass der durch die Zentrifugalkraft im rotierenden Prillkopf hervorgerufene · Unterschied im statischen Druck zwischen der Innenoberfläche der aus geschmolzener Masse bestehenden Schicht an der Innenwand und der Aussenseite des Behälters nicht ausreicht, um eine genügende Menge der viskosen .Schmelze durch die Sprühoffnvngen zu pressen.

Aufgabe der Erfindung ist,eine Vorrichtung vorzuj3chlagen, mit deren Hilfe auch Material, das in Schmelzform eine hohe und eventuell stark veränderliche Viskosität aufweist, auf befriedigende Weise verarbeitet werden kann. Im Prinzip wäre dies möglich, wenn man die Schmelze dem Behälter unter erhöhtem Druck zuführen würde. Diese Methode verlangt jedoch eine Abdichtung, welche für das betreffende Material mit Rücksicht auf Temperatur- und Korrosionsschwierigkeiten sowie das Auftreten von Krustbildung und Blockierung durch erstarrendes Material, z.B. wenn die Vorrichtung ausser Betrieb gestellt wird, schwer zu verwirklichen ist.

Gemäss,der vorliegenden Erfindung wird eine einfache Lösung des vorgenannten Problems erhalten, wenn eine eingangs erwähnte Vorrichtung . verwendet wird, bei der die Drehzahl des mit Schaufeln versehenen Elements, nachstehend als 'Pumpenschaufelrad' bezeichnet, wenigstens 1,5 mal so gross ist Wie die des Behälters.

Im Betrieb wird das Pumpenschaufelrad mit einer der Viskosität der Schmelze angepassten Drehzahl angetrieben, welche wesentlicht höher ist als die Drehzahl, mit der der Behälter angetrieben wird. Hierdurch wird der statische Druck der Schmelze im Behälter derart erhöht, dass eine ausreichende Materialmenge durch die Spröhoffnungen gepresst wird. Der erforderliche , Drehzahlunterschied zwischen Behälter und Pumpenschaufelrad hängt von den Betriebsbedingungen ab; auf Wunsch kann die Drehzahl des Purapenschaufelrads als Funktion der Viskosität automatisch so geregelt werden, dass eine konstante Ausbeute erzielt wird.

Die Drehgeschwindigkeit des Behälters wird meistens zwischen 200 und 500 UpM, die des Pumpenschaufelrads zwischen 300 und 2000 UpM liegen. Der Abstand zwischen der Innenseite des Behälters und den Enden der Schaufeln des Pumpenschaufelrads ist nicht kritisch und kann innerhalb ziemlich weiter Grenzen variieren.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verspritzen von geschmolzenem Material, welche aus einem rotationssymmetrischen Behälter besteht, der auf einer senkrechten Welle angebracht ist und mit ihr rotieren kann, und dessen hochstehende Wände mit Offnungen zum Verspritzen des geschmolzenen Materials, versehen sind, wobei im Behälter ein mit Schaufeln versehenes Element auf einer mit der Antriebswelle des Behälters konzentrischen Hohlwelle angebracht ist.

Die Vorrichtung wird dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wellen mit derart dimensionierten Antriebssystemen versehen sind, dass die Drehzahl der Welle des mit Schaufeln versehenen Elements, nachstehend 'Pumpenschaufelrad' genannt, im Betrieb zumindest 1,5 mal so gross ist wie die Drehzahl der Behälterwelle, ferner die Drehzahl des Behälters zwischen 200 und 500 UpM, und die Drehzahl des Pumpenschaufelrads zwischen 300 und 2000 UpM liegt. Die Zahl der Schaufeln des Pumpenschaufelrads beträgt vorzugsweise zumindest 3 und höchstens 12. -

Die vorliegende Erfindung wird mit einem in der Zeichnung dargestellten, nicht einschränkenden Beispiel erläutert. Es zeigen: Abb. 1 einen schematischen Längsschnitt eines Prillkppfs der erfindungs gemäßen Vorrichtung; - ■ >

Abb. 2 einen schematischen Querschnitt gemSss II-II aus Abb. 1, und Abb. 3 ein Nomograuun, mit dessen Hilfe das Prinzip der Arbeitsweise erläutert

wird. . .

Gemass den Abb. 1 und 2 ist auf einer Antriebswelle 1 ein Behälter 2 befestigt, dessen hochstehende Wände mit Sprtlhöffmangen 3 versehen sind. Auf dem Behälter 2 ist ein Deckel 4 angebracht. Im Behälter 2 und mit diesem koaxial befindet sich ein Pumpenscfiaufelräd, welches aus einer Zahl von Schaufeln 5 besteht, die, etwa mittels Schweissen, an einer Hohlwelle 6 U befestigt sind, welche die Welle 1 mit einem gewissen Zwischenraum konzentrisch umschliesst. Am Ende der Hohlweile 6 ist eine zylindrische Büchse 7 befestigt, die mit der Welle 1 und der Hohlwelle 6 konzentrisch angeordnet ist und in der zwei Lager 8 und 9 angebracht sind, in denen die Welle 1 gelagert ist. Die

Büchse 7 ist in zwei Lagern 10 und 11 gelagert, die in einer Büchse 12 eingeschlossen sind, welche an einer festen Stutze 13 befestigt ist. Auf der Welle 1 ist eine Riemenscheibe 14, auf der Büchse 7 eine Riemenscheibe 15. befestigt; die beiden Riemenscheiben gehören zu Getrieben, mit denen die Welle 1 mit dem Behalter 2 und die Hohlwelle 6 mit den Schaufeln 5 unabhängig voneinander angetrieben werden können. Mit Hilfe eines Zufuhrmundstücks 16, dessen Durchnchnitt etwa die Form eines die Hohlwelle 6 umfassenden halben Ringes hat, kann die zu verarbeitende Schmelze dem Behälter 2 zugeführt werden; 17 bezeichnet eine Zufuhrleitung für die Schmelze. Gem&ss der Zeichnung ist das Pumpenschaufelrad aus acht flachen radialen Schaufeln zusammengestellt; selbstverständlich können sowohl Anzahl als Form der Schaufeln variiert werden. Die Schaufeln können auch gekrümmt oder schraubenflUgelförmig ausgebildet sein; die günstigste Fora soll anhand der zu erwartenden Betriebsbedingungen festgestellt werden. Das Prinzip der Arbeitsweise wird anhand des in Abb. 3 wiedergegebenen Nomogramms erläutert, aus dem bei einer bestimmten Drehzahl des BehHlters die Beziehung zwischen de" nachstehenden GrtJssen hervorgeht. Es betrifft hier:

Q, die Menge der Je Zeiteinheit zugefünrten Schmelze

η, die Viskosität der Schmelze

n, die Drehzahl des Pumpenschaufelrads, d, die Dicke der Schraelzeschicht an der Innenwand des Behälters, d , die höchstmögliche Dicke der Schmelzeschicht an der Innenwand.

FOr das gute Funktionieren des Prillkopfs darf der Wert d den Wert

d nicht Qberschreiten. Wenn bei einer bestimmten Drehzahl des Behälters max

(z.B. 300 - 350 UpM) und einer Drehzahl des Pumpenschaufelrads n (z.B. lOOO UpM) die -Durchsatzmenge ~Jischen Q. und Q₂ bei konstanter Viskosität Ή. variiert, so schwankt <d zwischen d, und d - bei einer konstanten Durchsatzmenge Q. und einer veränderlichen Viskosität zwischen Ti und "Π schwankt d zwischen d, uad d„. Die Werte d,, d_o und d_ Überschreiten den Wert d

χ ο ι. δ λ max

nicht. Wenn es jedoch eine Möglichkeit gibt, dass die Werte Ti₂ und Q_ zur gleichen Zeit auftreten, se würde d überschritten werden. Die Drehzahl n des Pumpenschaufelrads nuss da?n auf n (z.B. 150O UpM) erhöht worden, wodurch bsi gleichzeitigem Auftreten von Ti und Q₉ d den Wert d. erhSlt und unter d bleibt.

Claims (2)

· t Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Verspritzen von geschmolzenem Material, mit einem rotationssymmetrischen Behälter, der auf einer senkrechten Antriebswelle befestigt ist und mit dieser drehbar ist und dessen hochstehende Wände mit öffnungen zum Verspritzen des geschmolzenen Materials versehen sind, wobei im Behälter ein mit Schaufeln versehenes Element auf einer mit der Antriebswelle des Behälters konzentrischen Hohlwelle angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellen (1, 6) mit derart dimensionierten Antriebseinrichtungen versehen sind, daß die Drehzahl der Welle (6) des mit Schaufeln (5) versehenen Elements zumindest 1,5 mal so groß ist wie die Drehzahl der Welle (1) des Behälters (2),

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen der Wellen (1, 6^ so dimensioniert sind, daß der Behälter (2) mit einer Drehzahl zwischen 200 und 500 UpM und das mit Schaufeln versehene Element mit einer Drehzahl zwischen 300 und 2000 UpM drehbar ist.

3» Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Schaufeln versehene Element mindestens 3 und höchstens 12 Schaufeln (5) aufweist.

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