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Verfahren und Vorrichtung zur Körnung von Ruß Es ist bereits gebräuchlich,
Ruß, insbesondere solchem, der als Mischungsbestandteil in Kautschuk dienen soll,
eine körnige oder perlige Form zu geben, um einmal das Schüttgewicht gegenüber dem
losen Ruß zu erhöhen und dadurch einen geringeren Verpackungsumfang zu erreichen
sowie um ein Stäuben des Rußes nach -Möglichkeit zu vermeiden. Die Perlung ergibt
auch eine Fließfähigkeit des Rußes und damit erleichterte Handhabungsmöglichkeit.
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Zur Erreichung dieser perligen bzw. körnigen Struktur des Rußes sind
bereits Verfahren bekannt, bei denen auf die Rußflocken eine Stoßwirkung ausgeübt
wird, indem z. B. Ruß in eine Trommel eingefüllt und durch darin umlaufende Schaufeln,
Schläger oder sonstige schnell bewegte Körper fortgesetzt Schlag- oder Preßwirkungen
auf die Rußteilchen ausgeübt wurden.
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Diese bekannten Verfahren und die bekannten Einrichtungen haben aber
den Nachteil, daß die umlaufenden Schlagwerkzeuge bzw. Schaufeln nicht nur als Verdichtungswerkzeuge,
sondern teils auch als Mahlwerkzeuge wirken. Es stellt sich daher bei der Durchführung
der bekannten Verfahren neben hohem Kraftverbrauch heraus, daß eine einigermaßen
brauchbare Perlung bzw. Körnung des Rußes nur bei ganz bestimmten, engumgrenzten
Abmessungs- und Bewegungsverhältnissen von Trommel oder Behälter und Schlagwerkzeugen
usw. und nur bei besonderen Formgebungen derselben möglich ist, die nur nach langwierigen,
umfangreichen Versuchen gefunden und nicht einwandfrei
geklärt
werden können, wobei dann Änderungen irgendwelcher Vorbedingungen leicht wieder
das einwandfreie Arbeiten der Einrichtung in Frage stellen. Hauptgrund für diese
Erscheinungen dürfte sein, daß die im Ruß umlaufenden Schlagwerkzeuge bzw. Schaufeln
oder Walzen auf die Rußteilchen nicht nur Stoßkräfte in der zur Verdichtung und
Perlbildung notwendigen Größe ausüben, sondern auch solche Stoß- und insbesondere
Scher- und Mahlwirkungen auf die geballten Teilchen, denen die Festigkeit dieser
teilweise im Aufbau begriffenen Ballungen nicht gewachsen ist, so daß die bereits
gebildeten Ballungen wieder zertrümmert werden. So kann man bei den praktischen
Versuchen beobachten, daß ein großer Teil der schon entstandenen Perlen bereits
wieder zertrümmert wird, während ein anderer Teil derselben erst im Entstehen begriffen
ist.
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Auch bei einer bekannten Einrichtung zum Perlen des Rußes, die im
wesentlichen aus einem langen, sich drehenden Kessel mit einer eingebauten Schnecke
besteht, ist eine unzulässig große Mahlwirkung auf den Ruß gegeben.
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Wenn nach einem anderen bekannten Verfahren Ruß in eine liegende,
um ihre Achse sich langsam drehende Trommel eingefüllt wird, so tritt zwar ein Abwärtsrollen
der an der Oberfläche der sich bildenden Rußböschung befindlichen Rußteilchen ein.
Ein freier Fall der Rußteilchen wird sich aber nicht einstellen. Auch ist die Mahlwirkung
innerhalb der sich umwälzenden Rußmenge recht groß.
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Schließlich ist ein Calcinierofen zum Austreiben der öligen Bestandteile
aus Ruß bekannt, der im wesentlichen aus horizontal liegenden, sich drehenden Trommeln
mit einzelnen schneckenartig angeordneten Schaufeln besteht. Die Erzielung von Rußperlen
ist dabei nicht beabsichtigt, die Schaufeln haben lediglich die Aufgabe und Wirkung
von Förderschnecken.
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Das erfindungsgemäße Verfahren löst sich von den bisher vorherrschenden
Gedankengängen einer äußeren Einwirkung auf die Rußteilchen durch bewegte Schlag-,
Rühr- oder Preßwerkzeuge und besteht im Gegensatz dazu darin, daß die Bußteilchen
und Bußballungen einem vielmaligen Wechsel zwischen kurzem freiem Fall und Wälzen
zusammen mit noch losen und- schon mehr oder weniger geballtenRußteilchen unterworfen
werden. Die zunächst. kleinen, durch die Verkettung einiger Bußteilchen entstehenden
Ballungen oder eingefülltes Impfgut, das aus zerbrochenen oder zu kleinen Perlen
besteht, fallen, nur durch das Eigengewicht getrieben, eine gewisse Strecke frei
und treffen auf mit Ruß bedeckte harte Flächen auf, worauf sie, ebenfalls nur durch
das Eigengewicht getrieben, mit noch nicht verdichtetem Ruß kurz zusammengewälzt
werden, wobei sich neue Bußteilchen anlagern und das Teilchen auch eine annähernd
kugelartige Gestalt erhält. Das dadurch so etwas v ergrößerte Teilchen fällt dann
wieder eine Strecke frei. Die hierdurch aufgespeicherte Eigenwucht verdichtet das
Teilchen wiederum, wobei sich sowohl beim Auftreffen auf die rußbedeckte harte Fläche
wie auch beim weiteren Wälzen zusammen mit noch losen Rußteilchen durch Anlagerung
derselben die Ballung vergrößert usw. Im ganzen gesehen unterliegen alle sich dabei
bildenden Ballungen gleichmäßig einer großen Zahl fortlaufender Stoßbeanspruchungen
von allen Seiten, die in ihrer Größe ziemlich genau festliegen, da sie nur durch
die Eigenwucht der Teilchen bestimmt sind, und immer abwechselnd hiermit einem Wälzen
zusammen mit noch losen, feinen Rußteilchen.
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Da die auf die Rußballungen ausgeübten Stoßkräfte sich bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren in engen Grenzen halten und andererseits die Ausübung von Scher- oder
Mahlkräften auf die Teilchen praktisch ausgeschlossen ist, tritt eine Zerstörung
oder ein Wiederzerfall bereits gebildeter Perlen nur noch in sehr geringem, d. h.
in viel kleinerem Umfang als bei dem Arbeiten nach den bekannten Verfahren ein.
Auch tritt zeitlich gesehen die Perlbildung gleichmäßiger ein und schreitet gleichmäßiger
fort. Das Ergebnis ist eine mit geringem Energieaufwand gewonnene größere Ausbeute
an in der gewünschten Weise gekörntem oder geperltem Ruß von gleichmäßiger Beschaffenheit,
als sie nach den bekannten Verfahren erhalten werden kann.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt Abb. i eine treppenförmige Vorrichtung, an der das Verfahren
leicht zu erläutern ist, und Abb. 2 einen Querschnitt, Abb.3 die Ansicht einer rotierenden,
trommelartigen Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens.
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Abb. i stellt einen Querschnitt durch eine treppenartige Vorrichtung
dar, die z. B. als überdeckte Fallrinne ausgebildet sein kann. Die Oberfläche der
Stufen i ist dabei nicht horizontal angeordnet, sondern in der allgemeinen Fallrichtung
der Treppe etwas gegenüber der Horizontalen geneigt. Da in die Fallrinne lose Rußteilchen
eingefüllt werden, sind auch die Oberflächen der Stufen mit solchen losen Rußteilchen
2 bedeckt. Wird am oberen Ende der Treppe loser Ruß, vorteilhaft zusammen mit dem
oben beschriebenen Impfgut aufgegeben, so fallen die durch Verkettung gebildeten
Ballungen und insbesondere die Teilchen des Impfgutes 3 von Stufe zu Stufe frei
herunter, werden hierbei durch den auftretenden Stoß verdichtet und nehmen beim
Auftreffen aus dem losen Ruß 2 auch neue Teilchen auf, worauf sie auf der geneigten
Stufe bis zu ihrer Kante Weiterrollen. Hierbei nehmen sie weitere lose Bußteilchen
2 auf und nehmen kugelartige Gestalt mit glatter Oberfläche an.
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Bei der Einrichtung nach Abb. 2 sind in der drehbar gelagerten Trommel
,4 eine große Zahl achsparalleler Stäbe oder Rohre io vorgesehen, fest mit der -
Trommel verbunden und sich also mit dieser drehend angeordnet, die vorzugsweise
auch beheizt werden können. Die Drehzahl der Trommel wird so eingestellt, daß die
in der Bußfüllung 6 auftretende Fliehkraft etwas geringer ist als deren
Eigengewicht.
Zusammenwirkend mit der Reibung der Rußteilchen gegenüber der Trommelwand werden
diese daher bei dem Drehen der Trommel (in derAbbildung nach rechts) an der (linksseitigen)
Trommelwandung schonend ohne Gewaltanwendung mit hochbenommen, fallen und rollen
dann frei entsprechend den beispielhaft eingezeichneten Linienzügen von einem der
Prallstäbe 1o zum anderen und kommen auf diesen auf der Trommeloberfläche und auch
während der freien Bewegung fortlaufend mit noch losen Rußteilchen in Berührung,
da ja der ganze Trommelinhalt durch die Drehbewegung so lange von dem leicht staubenden
Ruß durchsetzt ist, bis dieser restlos a-glomeriert ist. Dann bleibt die Vorrichtung
so lange in langsamer Rotation, bis die gewünschte oder die größte Dichte erreicht
ist. Störungen wie bei den bisher bekannten Verfahren treten nicht auf, da einerseits
der Ruß in der Trommel hierbei nirgends mechanisch gepreßt wird und da andererseits
keine relative Bewegung von Werkzeugen in der Trommel stattfindet. Da die Stäbe
sich mitdrehen, können keine Reste darauf liegenbleiben.
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In der in Abb. 3 wiedergegebenen Seitenansicht einer Trommel nach
Abb.2 für kontinuierlichen Betrieb ist die zentrale Heizmittelzu- und -ableitung
i1 für die Rohre 1o erkennbar, zu der in bekannter Weise bei 12 das Heizmittel zu-
und bei 13 abfließt. Die Trommel ist, ebenfalls in bekannter Weise, von Laufringen
14 umgeben, auf Laufrollen 13 drehbar gelagert und erhält ihren Antrieb von einem
-Motor 16. Durch einen staubdichten Aufgabetrichter 17 wird an einem Ende der Trommel
entsprechend dein Pfeil 18 unbehandelter Frischruß laufend eingefüllt. Der geperlte
Ruß tritt bei 19 aus der Trommel aus. Er fällt auf eine bekannte Siebeinrichtung
2o, die die Perlen, wenn erforderlich, nach Größe klassiert und beispielsweise Perlen,
die eine gewisse Mindestgröße überschreiten, durch den Abfülltrichter 21 in Richtung
des Pfeiles 22 abfließen läßt. Bruchstücke und zu kleine Perlen fallen durch das
Sieb 2o und den Trichter 23 hindurch und werden als Impfgut, dem Linienzug 2.4 folgend,
mit dem Frischruß 18 durch den Aufgabetrichter 17 zugeführt. Derartige Vorrichtungen
sind infolge der Heizbarkeit der Stäbe und Rohre und der großen inneren Oberfläche
nicht auf trockene Verfahren beschränkt, sondern können mit Vorteil auch zur Durchführung
nasser Verfahren Anwendung finden. In solchen Fällen können sie dazu dienen, den
durch die Flüssigkeitsbehandlung verdichteten Ruß zu trocknen, weiter zu verdichten
sowie ihm im Interesse guter Fließfähigkeit die angestrebte Kugelgestalt zu geben.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann außer zur Verdichtung und Körnung bzw. Perlung
von Ruß natürlich auch für die gleichartige Behandlung anderer agglonierierfähiger
Stoffe Anwendung finden.