EP0143415A2 - Zweistufige Pelletiervorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Pelletiervorrichtung zur Herstellung von Pellets aus grobstückigem, langfaserigem oder ähnlichem Material wie Stroh, Pflanzenteile, Papier und Abfälle verschiedenster Art ist zweistufig ausgeführt. Die beiden Stufen bzw. die zusammenwirkenden Pressrollen (11, 21) und Matrizen (10, 20) sind übereinander angeordnet. Die obere Stufe dient der Vorzerkleinerung und besitzt eine Matrize (20) mit grossen Durchgangslöchern (22). Die Matrize (10) der unteren Stufe hat kleine Durchgangslöcher (12), die den Abmessungen und der Verdichtung der herzustellenden Pellets entsprechen.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Pelletiervorrichtung, die insbesondere für die Herstellung von Pellets aus grobstückigem, langfaserigem oder ähnlichem Material vorgesehen ist. In einer Pelletiervorrichtung wird das Material ähnlich wie in einem Kollergang zunächst zerkleinert und vermischt, ehe es dann durch Durchgangslöcher als Pelletsstränge extrudiert wird. Es wird heute auch Material pelletiert, das wegen seiner Form oder Zusammensetzung nur schwer von den Preßrollen erfaßt wird oder einer längeren Zerkleinerung und Mischung bedarf, ehe es in die Durchgangslöcher eingedrückt werden kann. Zu diesem Material gehören neben Hausmüll beispielsweise auch Stroh, große getrocknete Blätter, behandelte und unbehandelte Teile von Pflanzen, Papiere, Holzabfälle usw. Die Eigenschaften derartigen Materials können dazu führen, daß die Behandlung zwischen den Preßrollen und der Matrize verhältnismäßig lange dauert und der Durchsatz einer Pelletiereinrichtung insgesamt oder nur zeitweise klein wird. Durch eine Vorbehandlung des Materials kann ein gleichmäßiger und befriedigender Durchsatz erreicht werden. Eine entsprechende gesonderte Vorzerkleinerung erfordert jedoch geeignete Einrichtungen, Zwischenläger und Transportarbeiten, die das Produkt verteuern.
• Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pelletiereinrichtung so auszubilden, daß in ihr auch schwierig zu verarbeitendes Material aufbereitet und behandelt werden kann, ohne daß die Menge der herstellbaren Pellets reduziert werden muß.
• Nach der Erfindung wird, wie in den Ansprüchen angegeben ist, diese Aufgabe durch eine zweistufige Pelletierung erreicht, wobei die Vorrichtung zwei übereinander angeordnete Matrizen mit jeweils zugeordneten Preßwalzen besitzt und die obere Matrize mit verhältnismäßig großen Durchgangslöchern versehen ist, aus denen lockere Pelletstränge austreten, die danach auf die untere Matrize fallen und hier zu den Pellets der gewünschten Art weiter zerkleinert und ausgestoßen werden. Auf der oberen Matrize können zwei übliche zylindrische Pressrollen laufen. Für die untere Matrize werden zwei bis vier kegelförmige Pressrollen bevorzugt. Auf der oberen Matrize erfolgt im wesentlichen eine Grobzerkleinerung. und die in die Durchgangslöcher eingedrückten Stränge brauchen in diesen nicht sonderlich verfestigt zu werden. Hierdurch besitzt die erste Stufe eine sehr gute Durchgangsleistung. Auf der unteren Matrize wird das aus der ersten Stufe abgegebene Material weiter zerkleinert und danach in die engeren Durchgangslöcher eingedrückt, wo durch Reibung an den Wänden eine Verfestigung stattfindet, so daß Pellets erzeugt werden, die den üblichen Anforderungen entsprechen.
• Es erscheint zweckmäßig, die beiden Kollerköpfe an einer drehbaren Königswelle anzuordnen und die Matrizen fest abzustützen. Es ist jedoch vorteilhaft, den Pressendruck jeder Gruppe von Pressrollen gesondert einstellen zu können.
• Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben, die nur ein Ausführungsbeispiel zeigt.
• Wie die Zeichnung zeigt, sind an einer Königswelle 30, die sich lotrecht aus einem Getriebegehäuse 1 nach oben erstreckt, eine untere Matrize 10 mit kegelförmigen Pressrollen 11 an einem unteren Kollerkopf 13 und eine obere Matrize 20 mit zylindrischen Pressrollen 21 an einem Kollerkopf 23 angeordnet. Die Matrizen 10, 20 werden durch z.B. Säulen 2 abgestützt. Die beiden Stufen der Vor-- richtung sind durch Schutzhauben 3 umkleidet. Oben an der Schutzhaube 3 befindet sich ein Trichter 4, durch den das zu bearbeitende Material eingeworfen wird. Unter der unteren Matrize 10 ist ein Sammelraum 5 angeordnet, der die hergestellten Pellets aufnimmt und in dem eine Einrichtung zum Auswerfen angeordnet sein kann, die nicht dargestellt ist. Die Kollerköpfe 13,23 werden durch Andrückeinrichtugnen 15,25 gegen die Matrizen gedrückt. Die oberen Pressrollen 21 sind mittels Achsen 24 an dem oberen Kollerkopf 23 frei drehbar gelagert und werden durch die Reibung auf der Matrize. bzw. an dem auf der Matrize liegenden, zu bearbeitenden Material gedreht. In gleicher Weise drehen sich die unteren Pressrollen 11 um Achsen 14, die in dem unteren Kollerkopf 13 befestigt sind. Die Achsen 14 sind entsprechend dem Kegelwinkel der Pressrollen 11 geneigt. Die obere Matrize 20 weist Durchgangslöcher 22 von verhältnismäßig großem Durchmesser auf. Sie dienen insbesondere zur Abgabe des vorzerkleinerten Materials aus der ersten Stufe durch die Matrize 20 in die zweite Stufe. Eine mögliche Verdichtung des Materials in den Durchgangslöchern 22 ist von untergeordneter Bedeutung, da die abgegebenen Pellets in der zweiten Stufe auf der Matrize 10 durch die Pressrollen 11 wieder zerstört werden. Hierbei findet eine weitere Zerkleinerung und Mischung des Materials statt. Das Material wird dann unter dem hohen Druck der Pressrollen 11 in die Eintrittsöffnungen der Durchgangslöcher 12 und durch diese hindurch gedrückt. In den Durchgangslöchern 12 wird das Material weiter verfestigt und verdichtet, so daß mit dem geringeren Durchmesser der Durchgangslöcher 12 geformte Pelletstränge extrudiert werden. Die Stränge zerbrechen zu einzelnen Pellets oder werden durch eine nicht eingezeichnete Schneideeinrichtung auf vorbestimmte Längen abgeschnitten. Vorzugsweise ist die Dicke der unteren Matrize 10 größer als die der oberen Matrize 20, um verhältnismäßig lange Presswege, die für eine ausreichende Festigkeit der Pellets zweckmäßig sind, zu erhalten. Durchmesser und Länge der oberen und unteren Durchgangslöcher werden so aufeinander abgestimmt, daß die Menge des vorzerkleinerten und vorverdichteten Materials, welche durchschnittlich durch die oberen Löcher 22 gelangt, nicht größer ist als die Menge, die durch die unteren Löcher 12 ausgestoßen wird.
• Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Verbindung von zwei Stufen ist es möglich, Material ohne andere Vorbehandlung zu pelletieren, das auch große und grobe Stücke enthält oder aus solchen besteht. Die Anordnung von zwei Kollergängen übereinander spart Investitionskosten, Aufstellungsplatz und Arbeit. Sie ermöglicht außerdem eine gleichmäßige Materialzuführung und einen gleichmäßigen Ausstoß. Die dargestellte Vorrichtung kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, die oberen Pressrollen mit Verzahnungen zu versehen, die in Verzahnungen auf der oberen Matrize eingreifen. Bei der Anwendung von Verzahnungen können auch die oberen Rollen kegelförmig ausgeführt sein. Eine andere Abwandlung besteht darin, die Kollerköpfe an einer festen mittleren Säule anzuordnen und an dieser die Matrizen drehbar zu lagern und sie mit Antriebseinrichtungen an ihrem äußeren Umfang zu versehen. Je nach dem zu behandelnden Material, seinem Zustand nach der Vorbehandlung in der ersten Stufe und den gewünschten Eigenschaften der Pellets sind die Matrizen bzw. deren Lochungen und die mit ihnen zusammenwirkenden zylindrischen oder kegelförmigen, gegebenenfalls mit Zähnen versehenen Presswalzen zu wählen. Eine zweistufige Pelletisierung kann auch bei einfach zu behandelndem Material vorteilhaft sein, um einen hohen Durchsatz bei guter Durchmischung zu erreichen.
• Gegenüber anderen Möglichkeiten einer Vorzerkleinerung von grobem Material führt die erfindungsgemäße Behandlung in der ersten Stufe dazu, daß bei der Zerkleinerung entstehende feine Partikel, Staub und sich etwa abscheidende Flüssigkeiten in den ausgestoßenen lockeren Pellets verteilt sind und gebunden bleiben, bis das Material in der zweiten Stufe erneut bearbeitet wird.
• Bei bestimmten Materialien kann es zweckmäßig sein, wenigstens die Behandlung auf der unteren Matrize bei einer bestimmten Temperatur vorzunehmen. Wenigstens die untere Matrize 10 kann daher mit nicht dargestellten Einrichtungen zur Einstellung und Aufrechterhaltung einer Behandlungstemperatur versehen sein. So kann beispielsweise eine elektrische Heizung die Matrize wenigstens bei Inbetriebnahme der Vorrichtung auf die Arbeitstemperatur anwärmen, und die im Betrieb durch Reibung und Druck entstehende Wärme kann durch Kühlwasser teilweise abgeführt werden.

Claims (5)

1. Zweistufige Pelletiervorrichtung, bei der sich an einem Kollerkopf frei drehbar angeordnete Preßrollen durch Drehung des Kollerkopfes relativ zu einer Matrize auf der ebenen, gelochten Matrize abrollen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Matrizen (10,20) mit den auf ihnen laufenden Preßrollen (11,21) übereinander angeordnet sind und daß die obere Matrize (20) große Durchgangslöcher (22) für lockere Pelletsstränge aus vorzerkleinertem Material und die untere Matrize (10) kleinere Durchgangslöcher (12) besitzen, die den Abmessungen und der Verdichtung der herzustellenden Pellets entsprechen.

2. Pelletiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der oberen Matrize (20) zylindrische Preßrollen (21) und auf der unteren Matrize (10) kegelförmige Preßrollen (11) abrollen.

3. Pelletiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit Königswellen zum Antrieb eines Kollerkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollerköpfe (13,23) der beiden Gruppen von Preßrollen (11,21) durch dieselbe Königswelle (30) angetrieben sind.

4. Pelletiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und die unteren Preßrollen (11,21) durch gesonderte Einrichtungen an die jeweiligen Matrizen (10,20) andrückbar sind.

5. Pelletiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Matrize (10) mit Einrichtungen zur Einstellung und Aufrechterhaltung einer Betriebstemperatur versehen ist.

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