-
Verfahren und Vorrichtungen zur Erhöhung des Raumgewichtes pulverförmiger
Stoffe
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und Vorrichtungen zur Erhöhung
des Raumgewichtes pulverförmiger Stoffe. Viele Stoffe fallen bekanntlich in sehr
fein verteilter Form an und besitzen in dieser Form ein verhältnismäßig großes Volumen
bei einem entsprechend niedrigen Raumgewicht, da feste Stoffe in feiner Verteilung
große Gasmengen einschließen können. In vielen Industrien besteht die Forderung
nach möglichst weitgehendem Aufschluß und nach möglichst feiner Verteilung solcher
festen Stoffe, beispielsweise in der Gummifüllstoffindustrie. In zahlr&ichen
Fällen hat das niedrige Raumgewicht nachteilige Folgen hinsichtlich der Umsetzung
dieser feinverteilten Stoffe mit anderen Stoffen, weil große Reaktionsräume erforderlich
sind. Der Hauptnachteil bei allen Stoffen mit niedrigem Raumgewicht besteht bezüglich
der Verpackung, des Versandes und der Lagerung. Je höher das Raumgewicht, desto
geringer der Aufwand für Verpackung, Versand und Lagerung und desto geringer die
Gefahr vorzeitiger oder unerwünschter Reaktionen. Besonders ungünstig wirkt sich
ein niedriges Raumgewicht aus auf Verpackung und Transport billiger pulverförmiger
Massengüter, wie beispielsweise Kalkhydrat. Ein hierbei vielfach beobachtetes Wertverhältnis
von Verpackung zu Füllgut von 1 : 3 oder gar 1 2 ist unwirtschaftlich, zumal die
Verpackung, beispielsweise Papiersäcke, meist nur einmal verwendbar ist.
-
Zur Erhöhung des Raumgewichtes von feinverteilten Stoffen der verschiedensten
Arten sind bereits Vorridhtungen bekanntgeworden, die sich
jedoch
nicht für die Behandlung von Massenagütern eignen. Ein bereits bekanntes, geeignetes
Verfahren arbeitet mit zwei oder vier Walzen, durch die das eingerchlossene Gas
vom Gut abgesaugt und das Gut mechanisch verdichtet wird. Je nach der Beschaffenheit
der zu verdichtenden Stoffe kann jedoch nicht in allen Fällen mit diesem Verfahren
eine optimale Entgasung und Verdichtung erreicht werden, da die der Entgasung dienenden
Filterflächen auf den Walzenmänteln angeordnet sind und die Zone des mechanischen
Druckes durchlaufen.
-
Mit dem Verfahren vorliegender Erfindung wird die Aufgabe, das Raumgewicht
f,einverteilter Stoffe unter Anwendung von Unterdruck und mechanischem Druck zu
erhöhen, in der Weise gelöst, daß der zu verdichtende Stoff mittels unter Unterdruck
stehender Filterflächen angesaugt, entgast und zu einer Druckzone hin befördert,
vor der Druckzone von den Filterflächen abgenommen und dann einer mechanischen Pressung
unterworfen wird. Für die Entgasung wie die mechanische Pressung kommen nach einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung rotierende Walzen in Frage.
-
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise
geeignete Vorrichtung besteht nach einer Ausführungsform der Erfindung aus einem
Gehäuse mit einer Einfüllöffnung für das zu verdichtende Gut und einer Auslaßöffnung
für das verdichtete Gut. Unterhalb der Einfüllöffnung sind zwei gegenläufige Walzen
mit Filterflächen angeordnet, deren Abstand in der Ebene des gemeinsamen Achsschnittes
so groß ist, daß kein wesentlicher Druck auf die Filtermäntel der Walzen während
des Betriebes auftritt. Diese Walzen stehen unter Unterdruck, evakuieren und transportieren
das zu entgasende Gut. Unterhalb dieser Entgasungswalzen und oberhalb der Auslaßöffnung
sind rotierende Druckwalzen angeordnet, deren Durchmesser und Abstand in der Ebene
des gemeinsamen Achsschnittes so gewählt ist, daß zwischen ihnen das entgaste Gut
den gewünschten Grad -der mechanischen Verdichtung erfährt. Von den Entgasungswalzen
können zu den Drudvalzen Leitflächen führen, die als Abstreifer für das entgaste
Gut dienen, das auf den gasdurchlässigen Mantelflächen der Entgasungswalzen liegt
und von diesen transportiert wird. Von der Druckzone der Druckwalzen zur Auslaßöffnung
hin kann ein Stutzen vorgesehen sein, der das entgaste und komprimierte Gut von
den Druckwalzen nimmt und durch den es in Strangform herausgepreßt wird.
-
Nach einer weiteren Aus führungs form der Erfindung besteht eine
Vorrichtung aus einem Gehäuse mit Einfüll- und Auslaßöffnung und einem einzigen
rotierenden Walzenpaar, das der Entgarung und mechanischen Pressung dient. Von den
zwei entgegengesetzt zueinander rotierenden Walzen trägt die unter der Einfüllöffnung
gelegene an beiden Stirnseiten je einen an der Innenseite gasdurchlässigen hohlen
Filterkragen, durch die das Gut entgast und zur Druckzone gefördert wird. Die Führung
des entgasten Gutes zur Druckzone kann durch Leitflächen unterstützt werden. Die
Druckzone liegt in der Ebene des gemeinsamen Achsschnittes der beiden Walzen, von
deren Abstand der Grad der Verdichtung des Gutes abhängt.
-
Weitere Leitflächen nehmen den verdichteten Stoff von den Walzen ab
und leiten ihn zur- Auslaßöffnung.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzt die eine
Walze nur einen überlappenden Fi.lterkragen. Die Leitflächen, die das verdichtete
Gut von den Walzen abnehmen, haben die Form eines Stutzens, durch den das entgast
und verdichtete Gut zur 'Auslaßöffnung als geschlossener Strang gepreßt wird.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Mantelfläche
einer Walze profiliert, die Gegenwalze ist mit einem Filterkragen versehen, der
die profilierte Walze überlappt. In der Druckzone, das ist die Ebene des gemeinsamen
Achsschnittes der beiden Walzen, wird das entgaste Gut in das Profil der Prnfilwalze
eingepreßt und in diesem Profil zu einer zur Druckzone versetzten Auslaßöffnung
transportiert. Das entgaste und verdichtete Gut kommt auf diese Weise hinter der
Druckzone in eine flächige Berührung mit einer Walze und wird deshalb auch gegen
Druck gefördert. Das Profil der Profilwalze kann hinter der Druckzone durch Führungsflächen
bis zur Auslaßöffnung abgedeckt werden.
-
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt.
-
Fig. I zeigt eine Vorrichtung im Schnitt mit zwei Entgasungs- und
zwei Druckwalzen; Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung im Querschnitt mit zwei Walzen von
welchen eine mit die zweite Walze überlappenden Kragen versehen ist; Fig. 3 zeigt
die Vorrichtung im Schnitt nach 111-111 der Fig. 2; Fig. 4 zeigt im Querschnitt
eine Vorrichtung mit zwei Walzen, von welchen eine einen die zweite Walze überlappenden
Kragen besitzt; Fig. 5 zeigt dieselbe Vorrichtung im Schnitt nach V-V der Fig. 4;
Fig. 6 zeigt eine im wesentlichen der Fig. 4 ähnliebe Vorrichtung, jedoch ist eine
der Walzen als Profilpreßwalze ausgebildet, und die Austrittsöffnung ist zur Druckzone
versetzt; Fig. 7 zeigt dieselbe Vorrichtung im Schnitt VII-VII der Fig. 6.
-
In dem in Fig. I mit I bezeichneten Gehäuse, das oben eine Einfüllöffnung
2 hat, sind unterhalb dieser Öffnung zwei Walzen 3 und 3' angeordnet, die von außen
nach innen laufen. Die Mantelflächen dieser Walzen sind, wie in der Zeichnung die
gestrichelte Linie veranschaulicht, gasdurchlässig.
-
Die Wellen 4 und 4' der Walzen 3 und 3' sind hohl.
-
Unterhalb der Walzen 3 und 3' liegen ebenfalls von außen nach innen
laufende, mit 5 und 5' bezeichnete Druckwalzen. Etwa von der gemeinsamen Ebene des
Achsschnittes der Achsmitten 6 und 6' geht ein Stutzen 7 durch das Gehäuse nach
außen.
-
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Der zu verdichtende
Stoff gelangt durch die (Dffnung 2 in das Gehäuse 1. Er wird durch die
Walzen
3 und 3' entgast, da diese Walzen hohl sind und durch ihre gleichfalls hohlen Achsen
4 und ' an eine Vakuumpumpe angeschlossen sind. Der entgaste Stoff wird durch Leitflächen
8 und 8' auf die Druckwalzen 5 und 5' geführt, zwischen welchen der entgaste Stoff
zusammengepreßt und dann durch den Stutzen 7 in Form eines Stranges nach außen gedrückt
wird.
-
Gemäß Fig. 2 sind in einem Gehäuse 11 zwei Walzen I3 und 14 angeordnet.
Die Walze 13 hat zwei hohle Kragen 15 und 15', welche die Walze 14 an beiden Seiten
überlappen. Die Innenflächen I6 und I6' der Kragen 15 und I5' sind gasdurchlässig.
-
Der Innenraum der hohlen Kragen 15 und I5' steht in unmittelbarer
Verbindung mit der hohlen Welle I7 der Walze I3.
-
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Der zu verdichtende
Stoff fällt, wie mit Pfeilen angegeben, durch die Einfüllöffnung 18 auf die Walze
13 zwischen deren Kragen 15 und 15'. Das in dem Stoff enthaltene Gas entweicht durch
die beispielsweise als Filter ausgebildeten Flächen 16 und I6' in die hohlen Kragen
und von hier durch die hohle Welle I7 in die Vakuumleitung. Der entgaste Stoff gelangt
dann bei der Drehung der Walzen in dem mit Pfeilen angegebenen Sinn gemäß Fig.3
in den zwischen den beiden Walzen I3 und 14 gelassenen Spalt 19 (Druckzone) und
von hier durch die Austrittsöffnung 20 aus dem Gehäuse entgast und verdichtet hieraus.
-
Zur Vermeidung von Stauungen können gemäß Fig. 3 Leitflächen vorgesehen
werden, von welchen das zwischen den Kragen 15 und I5' angeordnete, mit der Gehäusewand
fest verbundene Leitblech 21 den Stoff zum Spalt 19 hinführt, während -die ebenfalls
mit der Gehäusewand fest verbundenen Leitbleche 22 und 23 den verdichteten Stoff
von den Walzen 13 und 14 abnehmen. Die Leitbleche 22 und 23 begrenzen die Austrittsöffnung
20.
-
Bei der Vorrichtung der Fig. 4 und 5 sind wiederum in einem Gehäuse
3I zwei Walzen 32 und 33 angeordnet, die sich gegenläufig zur Austrittsöffnung hin
drehen. Die Walze 32 hat einen hohlen Kragen 34, der die Walze 33 überlappt. Die
in Richtung der Walze 33 liegende Fläche 35 des Kragens 34 ist wiederum gasdurchlässig.
Ebenfalls hat die Walze 32 eine hohle, an eine Vakuumpumpe angeschlossene Welle
36, so daß Gas, wie in der Zeichnung mit Pfeilen angegeben, durch die Fläche 35
in den Kragen 34 und in die Welle 36 gelangen kann.
-
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Der Stoff, dessen
Raumgewicht erhöht werden soll, wird durch die Öffnung 37 des Gehäuses 3I, wie mit
Pfeilen angegeben, in die Vorrichtung eingefüllt. Bei der Drehung der Welle wird
er von dem Kragen 34 mitgenommen und dabei entgast.
-
Das Zusammenpressen des Stoffes erfolgt in dem zwischen den beiden
Walzen 32 und 33 gelassenen Spalt 38 (Druckzone), von welchem ein Stutzen 39 aus
dem Gehäuse herausführt. Durch den Stutzen 39 wird das Gut von den Walzen 32 und
33 abgenommen und in Form eines Stranges nach außen gedrückt. Um das Gut mit Sicherheit
in die eigentliche Druckzone zu lenken, dient das mit der Wand des Gehäuses 3I verbundene,
vor der Druckzone 38 angeordnete Leitblech 40.
-
In dem Gehäuse 50 der in den Fig. 6 und 7 veranschaulichten Vorrichtung
laufen, wie mit Pfeilen angegeben, zwei Walzen 51 und 52 mit entgegengesetztes Drehrichtung.
DieWalze52 hat wiederum einen die Walze 51 überlappenden hohlen Kragen 53, der in
unmittelbarer Verbindung mit der hohlen Welle 54 der Walze 52 steht. Der hohle Kragen
53 ist auf seiner der Walze 51 zugekehrten Seite 55 gasdurchlässig. Die Walze 51
'hat ein U-förmiges Profil, das mit 56 bezeichnet ist. Zum Austreten des entgasten
und verdichteten Gutes ist ein gegen die Druckzone 56 b-eispielsweise um I800 versetzter
Stutzen 57, der die Austrittsöffnung darstellt, vorgesehen.
-
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Der zu verdichtende
Stoff wird durch die Einfüllöffnung 58, wie mit Pfeilen angegeben, in das Gehäuse
50 gegeben. Der Stoff fällt auf den Kragen 53 der Walze 52, wo er auf seinem Wege
zu der in der Ebene der gemeinsamen Achsmitte der beiden Walzen und 52 mit 59 bezeichneten
Druckzone entgast wird. Ein Leitblech60 hilft das Gut von der Filterfläche 55 in
diese Zone zu führen. Der entgaste und in das Profil gepreßte Stoff wird in dem
Profil 56 von der Walze 51 zum Stutzen 57 transportiert, der es von der Walze abnimmt,
und durch welchen er zwangsläufig nach außen gedrückt wird.
-
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können so gebaut werden, daß
die Walzenpaare horizontal, vertikal oder geneigt liegen.