EP2902164A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Dispergierung von Holzpartikeln - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Dispergierung von Holzpartikeln Download PDF

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EP2902164A1
EP2902164A1 EP15152006.1A EP15152006A EP2902164A1 EP 2902164 A1 EP2902164 A1 EP 2902164A1 EP 15152006 A EP15152006 A EP 15152006A EP 2902164 A1 EP2902164 A1 EP 2902164A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
wood particles
outlet
gas flow
particles
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15152006.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Gläßer
Torsten Theumer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP2902164A1 publication Critical patent/EP2902164A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L11/00—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor
    • B27L11/002—Transporting devices for wood or chips

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for dispersing wood particles.
  • wood particles For the production of wood materials different wood particles are used, which can be distinguished according to shape and size, for example in wood flour, wood fibers and wood chips.
  • a disadvantage of this procedure is the great time required for the screening, so that the material can not be examined immediately before use in production. Furthermore, the known method for sizing has the disadvantage that wood particles often form agglomerates, which consist of a plurality of smaller particles and are falsely identified as a single larger particle in the screening.
  • the invention is therefore based on the object, a method and a Specify a device for dispersing wood particles so that agglomerates can be dissolved before determining the size distribution of the particles.
  • the process should be able to be carried out in a short time, so that a determination of the particle size can be carried out immediately before the use of an incoming batch in the production.
  • the object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 9.
  • the wood particles may contain wood flour of different grain size, wood fibers or wood shavings.
  • the slenderness level of the wood particles i. the ratio of width to length can be between about 1: 1 and about 1: 100.
  • the size range of the wood particles may be between about 10 microns and about 30,000 microns or between about 300 microns and about 3000 microns.
  • the wood particles may be intended to produce wood-plastic compounds (WPC), fiberboard or chipboard.
  • the turbulent gas flow is formed in a housing which has at least one inlet and at least one first outlet.
  • the inlet is intended to supply wood particles with agglomerates to the device.
  • the introduced wood particles are transported by the turbulent flow through the housing. Due to the turbulence, turbulences occur in the flow, which vary randomly in time and space. Accordingly, temporally and spatially varying forces act on the wood particles, which lead to increased mixing and the dissolution of agglomerates.
  • the separated or dispersed wood particles can be removed from the housing via the first outlet.
  • the housing may be made of a metal or an alloy or a plastic in some embodiments.
  • the housing may be made of cast steel or cast aluminum, so that the wear due to the wood particles impinging on the inner wall is low.
  • the turbulent gas flow may in some embodiments of the invention be generated by a pressurized gas, e.g. Compressed air.
  • the compressed air supply can be done in some embodiments with a compressor and / or a pressure accumulator.
  • the wood particles remain in the turbulent gas flow for between about 30 seconds and about 5 minutes before the dispersed particles exit the housing via the first outlet.
  • the housing may be helical or spiral shaped so that the particles are transported through the housing by the turbulent gas flow and the device can operate continuously, i.
  • the housing is continuously supplied with wood particles via the inlet and wood particles are continuously removed via the first outlet.
  • the inlet may be closable with a first closure element. This avoids the unwanted escape of wood particles and parts of the gas flow during the dispersion of the particles.
  • the outlet may be closable with a second closure element.
  • a singulation path may connect to the outlet.
  • the singulation section may be a tube or a tubular element in some embodiments of the invention.
  • the tube of the singulation path can be transparent or translucent, so that the dispersed wood particles can be observed on the singulation path. The observation of the particles can be done in some embodiments of the invention with a digital camera.
  • the separating line can lead to an optional device for determining the particle size and / or the particle shape of the wood particles.
  • the separating line can lead into a collecting bag, in which the particles are collected similarly as in a vacuum cleaner bag.
  • the separating line is traversed by a gas flow, at least during the removal of the wood particles from the housing.
  • the gas flow may have a velocity of from about 20 mm / s to about 40 mm / s.
  • the pressure loss ⁇ p / 100 m in the dicing path may be about 0.1 to about 1.0 bar.
  • the particle loading ⁇ can be about 1 to 10.
  • a gas stream may be fed into the housing via the singulation path.
  • the gas flow can then be switched off or vice versa, so that the particles leave the housing via the separation path.
  • gas flow can increase the turbulence in the housing, so that agglomerates are reliably dissolved.
  • the housing may have at least one second outlet, on which at least one filter element is arranged.
  • the filter element may be a metal foam or contain a metal foam, for example an aluminum foam.
  • a per se known paper filter can be used.
  • the second outlet is intended to allow the escape of the gas flow from the housing, without the wood particles or agglomerates of wood particles can leave the housing prematurely.
  • the gas flow can be maintained by continuously supplying a compressed gas without increasing the absolute pressure in the housing.
  • the adjusting, substantially constant pressure within the housing then results only from the flow resistance of the second outlet or the filter element and the amount of air supplied.
  • the housing may have a cylindrical interior.
  • a cylindrical interior Such a design allows a compact construction of the device and a good dispersion of the agglomerates, as they perform on a circular path along the lateral surface a continuously accelerated movement and can be additionally broken in wall joints.
  • a partial volume of the interior of the housing can be partitioned off with a separating element, so that the penetration of wood particles into the separated partial volume is prevented.
  • the separator may be cylindrical. If the interior of the housing is also cylindrical, the separating element can be arranged concentrically so that an annular trajectory of the agglomerates results in the device.
  • the separated partial volume can serve for the arrangement of measuring technology, for example pressure or flow measuring devices, or else record additional nozzles via which pressurized gas can be supplied to the interior in order to form the desired turbulent flow.
  • At least one nozzle can open into the interior of the housing, through which a compressed gas for introducing the turbulent gas flow can be introduced.
  • the nozzle can be shaped so that the flow is accelerated or decelerated to a predeterminable speed or sets a desired pressure gradient or spray pattern within the housing.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show a housing 2.
  • the housing 2 has a substantially cylindrical basic shape.
  • the cylinder has a comparatively small length and a large diameter.
  • the length to diameter ratio may also be larger or smaller. In order to reliably position the housing 2 in the device 1, this is located in a holding element 35.
  • the housing 2 may be made of a metal, an alloy or a plastic.
  • the housing 2 is made of a material which is harder than the wood particles to be dispersed.
  • the housing 2 may therefore be made of cast steel or cast aluminum.
  • the inner surfaces of the housing 2 may be provided with a wear reducing coating be provided, for example, a ceramic, titanium nitrite or diamond-like carbon.
  • the housing may be statically mounted on a pedestal, e.g.
  • the housing is not rotatably mounted and does not rotate during operation.
  • nozzles 32, 33 and 34 are provided along the peripheral surface of the housing 2 .
  • three juxtaposed nozzles are provided along the longitudinal extent of the cylinder.
  • the number of adjacent nozzles may be larger or smaller, and the number may be adapted to the jet pattern of the nozzle.
  • the show Figures 1 and 2 an optional separating element 22, which is arranged in the interior 23 of the housing 2.
  • the separating element 22 is also approximately cylindrical in shape and arranged concentrically in the housing 2 in the illustrated embodiment.
  • the separating element 22 separates a partial volume 24 of the inner space 23, so that no wood particles can penetrate there. The turbulent flow for dispersing the wood particles thus remains limited to the area between the outer wall 21 and the separating element 22.
  • FIG. 1 is also apparent that in the wall of the separating element 22 more nozzles or nozzle groups 31, 36 and 37 are arranged. As a result, the turbulent flow in the interior 23 can be reinforced.
  • the blowing direction of the nozzles 34, 32 and 33 in the outer wall 21 and the blowing direction of the nozzles 31, 33 and 37 in the partition wall 22 are angled relative to the radial direction, that the respective currents in the middle of the toroidal trajectory between outer wall 21 and partition 22 meet.
  • the sub-volume 24 may be used to receive supply lines to the nozzles 31. Furthermore, the sub-volume 24 can accommodate optional measurement technology, for example to detect pressure, temperature or flow velocity in the interior 23.
  • the introduced wood particles are transported by the turbulent flow through the housing. Due to the turbulence, turbulences occur in the flow, which vary randomly in time and space. Accordingly, temporally and spatially varying forces act on the wood particles, which lead to increased mixing and the dissolution of agglomerates.
  • FIG. 3 the housing 2 is closed by a cover 26 during operation of the device.
  • the lid 26 is transparent, so that the dispersion of the wood particles in the housing 2 can be observed.
  • the lid is opaque made of a metal or an alloy. This embodiment may be mechanically more stable.
  • the cover 26 has at least one inlet 8 and at least one first outlet 4.
  • the inlet 8 can be closed by a first closure element 81.
  • wood particles can be filled with or without agglomerates in the interior 23 of the housing 2.
  • the compressed gas can be obtained for example from a compressor.
  • About optional pressure reducer 91 and distribution elements 30 and optional control valves 92 may be determined which of the nozzles 31, 32 and 33 are pressurized with compressed air at which time. As a result, the flow velocity, the pressure gradient and the degree of turbulence in the interior 23 of the housing 2 can be influenced.
  • a controller 9 may be used to run a reproducible measurement program.
  • FIG. 3 provided that the separation line 5 is closed with a closure element 51, to generate in this way a back pressure in the separation line 5 to.
  • pressurized gas can be introduced into the housing 2 via the separating line 5 in order to generate a countercurrent flow at the first outlet 4, which reliably prevents the escape of the wood particles.
  • a larger turbulence in the interior 23 can be generated by the air flow in the first outlet 4.
  • a second closure element 41 is provided at the first outlet 4.
  • the second closure element 41 may, for example, be a slide which reliably seals the first outlet. In this case, a gas flow does not necessarily have to be conducted via the separating line 5 or the closure element 51 can be dispensed with in these embodiments.
  • Pre-separation of the wood particles in the housing 2 may, in some embodiments of the invention, last between about 30 seconds and about 5 minutes, or between about 1 minute and about 2 minutes. After the predetermined time has expired, the wood particles pass through the first outlet 4 into the separating line 5. For this purpose, a gas flow generated in the separation line 5, which transports the separated wood particles through the separation line.
  • compressed air can also be used for the gas flow in the separating line, which can be obtained, for example, from a compressor.
  • the end of the separating section 5 can open into a device 6 for determining the particle size and / or the particle shape of the wood particles. Particle size determination may be accomplished by electronic image processing in some embodiments of the invention.
  • the output of the device 6 opens into a collecting bag 7, which receives the wood particles in order to avoid contamination of the environment of the device 1.
  • FIG. 5 shows a detail of the lid 26 of the housing 2 of the device for dispersing wood particles.
  • FIG. 5 the interior 23 facing side of the lid 26 is shown.
  • the first outlet 4 has a roughly crescent-shaped cross-section.
  • a wedge-shaped element 27 is disposed at the downstream edge of the outlet.
  • the element 27 has on the windward side of the flow on a baffle 28, from which the particles dispersed in the flow are deflected into the outlet 4.
  • On the lee side of the element 27 is an inclined surface 29, which opposes the outflowing flow a low resistance and which prevents 27 accumulate in the lee of the element 27 wood particles.
  • a chamfer 261 can be introduced into the cover 26 on the luff side of the outlet 4, for example by machining. As a result, the shrinkage of the flow in the separation line 5 is additionally supported.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Dispergierung von Holzpartikeln, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse (2) mit zumindest einem Einlass (8) und zumindest einem ersten Auslass (4) aufweist, wobei im Gehäuse eine turbulente Gasströmung ausbildbar ist, und dem Gehäuse Holzpartikel über den Einlass (8) zuführbar sind, welche durch die Gasströmung transportierbar sind und aus dem Gehäuse über den Auslass (4) Holzpartikel abführbar sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur Dispergierung von Holzpartikeln.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Dispergierung von Holzpartikeln. Für die Herstellung von Holzwerkstoffen werden unterschiedliche Holzpartikel eingesetzt, welche nach Form und Größe beispielsweise in Holzmehl, Holzfasern und Holzspäne unterschieden werden können.
  • Da die Form- und Größenverteilung der Holzpartikel großen Einfluss auf die daraus hergestellten Holzwerkstoffe hat, besteht bei den Herstellern solcher Holzwerkstoffe das Bedürfnis, angelieferte Ware zumindest stichprobenartig auf die Einhaltung vorgegebener Spezifikation zu untersuchen.
  • Aus dem Stand der Technik ist daher bekannt, Holzpartikel in einem Siebturm mit unterschiedlichen Siebeinsätzen zu sieben. Die Rückstände in den jeweiligen Siebeinsätzen können dann gewogen und der prozentuale Anteil an der Gesamtmassebestimmt werden.
  • Nachteilig an diesem Vorgehen ist der große Zeitbedarf für die Siebung, sodass das Material nicht unmittelbar vor der Verwendung in der Produktion untersucht werden kann. Weiterhin weist das bekannte Verfahren zur Größenbestimmung den Nachteil auf, dass Holzpartikel oftmals Agglomerate bilden, welche aus einer Mehrzahl kleinerer Partikel bestehen und bei der Siebung fälschlicherweise als ein einzelner größerer Partikel identifiziert werden.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dispergierung von Holzpartikeln anzugeben, sodass Agglomerate vor der Bestimmung der Größenverteilung der Partikel aufgelöst werden können. Idealerweise soll das Verfahren in kurzer Zeit durchführbar sein, sodass eine Bestimmung der Partikelgröße unmittelbar vor der Verwendung einer angelieferten Charge in der Produktion durchgeführt werden kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, Holzpartikel in eine turbulente Gasströmung einzubringen und Agglomerate durch mechanische Beanspruchung in der turbulenten Strömung aufzulösen beziehungsweise zu dispergieren. Die Holzpartikel können Holzmehl unterschiedlicher Körnung, Holzfasern oder Holzspäne enthalten. Der Schlankheitsgrad der Holzpartikel, d.h. das Verhältnis von Breite zu Länge, kann zwischen etwa 1:1 und etwa 1:100 liegen. Das Größenspektrum der Holzpartikel kann zwischen etwa 10 µm und etwa 30000 µm oder zwischen etwa 300 µm und etwa 3000 µm liegen. Die Holzpartikel können dazu vorgesehen sein, Wood-Plastic-Compounds (WPC), Faserplatten oder Spanplatten herzustellen.
  • Erfindungsgemäß wird die turbulente Gasströmung in einem Gehäuse ausgebildet, welches zumindest einen Einlass und zumindest einen ersten Auslass aufweist. Der Einlass ist dazu vorgesehen, Holzpartikel mit Agglomeraten der Vorrichtung zuzuführen. Bei Betrieb der Vorrichtung werden die eingebrachten Holzpartikel von der turbulenten Strömung durch das Gehäuse transportiert. Durch die Turbulenz treten Verwirbelungen in der Strömung auf, welche zeitlich und räumlich scheinbar zufällig variieren. Dementsprechend wirken auf die Holzpartikel zeitlich und räumlich variierende Kräfte ein, welche zu verstärkter Durchmischung und zur Auflösung von Agglomeraten führen.
  • Nach Auflösung der Agglomerate können die separierten beziehungsweise dispergierten Holzpartikel über den ersten Auslass aus dem Gehäuse entnommen werden.
  • Das Gehäuse kann in einigen Ausführungsformen aus einem Metall oder einer Legierung oder einem Kunststoff gefertigt sein. Beispielsweise kann das Gehäuse aus Stahlguss oder Aluminiumguss bestehen, sodass der Verschleiß durch die an der Innenwand auftreffenden Holzpartikel gering ist.
  • Die turbulente Gasströmung kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung durch ein Druckgas erzeugt werden, z.B. Druckluft. Die Druckluftversorgung kann in einigen Ausführungsformen mit einem Kompressor und/oder einem Druckspeicher erfolgen.
  • In Abhängigkeit der Geschwindigkeit und der Turbulenz der Gasströmung verbleiben die Holzpartikel in einigen Ausführungsformen der Erfindung zwischen etwa 30 Sekunden und etwa 5 Minuten im Gehäuse in der turbulenten Gasströmung, ehe die dispergierten Partikel das Gehäuse über den ersten Auslass verlassen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann das Gehäuse schnecken- oder wendelförmig ausgebildet sein, sodass die Partikel mittels der turbulenten Gasströmung durch das Gehäuse transportiert werden und die Vorrichtung kontinuierlich arbeiten kann, d.h. dem Gehäuse werden über den Einlass kontinuierlich Holzpartikel zugeführt und über den ersten Auslass kontinuierlich Holzpartikel entnommen.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Einlass mit einem ersten Verschlusselement verschließbar sein. Dies vermeidet den unerwünschten Austritt von Holzpartikeln und Teilen der Gasströmung während der Dispergierung der Partikel.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Auslass mit einem zweiten Verschlusselement verschließbar sein. Hierdurch kann das vorzeitige Austreten der Holzpartikel aus dem Gehäuse verhindert werden, sodass die Behandlungszeit durch Öffnen des zweiten Verschlusselements präzise kontrolliert werden kann.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann an den Auslass eine Vereinzelungsstrecke anschließen. Die Vereinzelungsstrecke kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung ein Rohr beziehungsweise ein rohrförmiges Element sein. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Rohr der Vereinzelungsstrecke transparent oder transluzent sein, sodass die dispergierten Holzpartikel auf der Vereinzelungsstrecke beobachtet werden können. Die Beobachtung der Partikel kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung mit einer Digitalkamera erfolgen.
  • Die Vereinzelungsstrecke kann in eine optionale Einrichtung zur Bestimmung der Partikelgröße und/oder der Partikelform der Holzpartikel münden. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Vereinzelungsstrecke in einen Fangsack münden, in welchem die Partikel ähnlich wie in einem Staubsaugerbeutel aufgefangen werden.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird die Vereinzelungsstrecke zumindest während der Entnahme der Holzpartikel aus dem Gehäuse von einer Gasströmung durchströmt. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Gasströmung eine Geschwindigkeit von etwa 20 mm/s bis etwa 40 mm/s aufweisen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Druckverlust Δp/100 m in der Vereinzelungsstrecke etwa 0,1 bis etwa 1,0 bar betragen. Die Partikelbeladung µ kann etwa 1 bis 10 betragen. Hierdurch wird die Bildung von Haufen beziehungsweise die Anlagerung von Holzpartikeln in der Vereinzelungsstrecke vermieden. Der genannte Geschwindigkeitsbereich hat in Versuchen der Erfinder zu einer kontinuierlichen Flugförderung der Partikel in der Vereinzelungsstrecke geführt. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Partikel homogen in der Gasströmung verteilt sind und in einfacher Weise zuverlässig erfasst werden können.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann in einigen Betriebszuständen über die Vereinzelungsstrecke ein Gasstrom in das Gehäuse geführt werden. Hierdurch kann vermieden werden, dass Partikel vorzeitig in die Vereinzelungsstrecke gelangen, auch wenn kein zweites Verschlusselement vor dem ersten Auslass des Gehäuses vorhanden ist. Zur Entnahme der Partikel aus dem Gehäuse kann dann der Gasstrom abgeschaltet beziehungsweise umgekehrt werden, sodass die Partikel über die Vereinzelungsstrecke das Gehäuse verlassen. Weiterhin kann ein solcher Gasstrom die Turbulenz im Gehäuse erhöhen, so dass Agglomerate zuverlässig aufgelöst werden.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Gehäuse zumindest einen zweiten Auslass aufweisen, an welchen zumindest ein Filterelement angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Filterelement ein Metallschaum sein oder einen Metallschaum enthalten, beispielsweise einen Aluminiumschaum. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann ein an sich bekannter Papierfilter verwendet werden. Der zweite Auslass ist dazu vorgesehen, den Austritt der Gasströmung aus dem Gehäuse zu ermöglichen, ohne dass die Holzpartikel beziehungsweise Agglomerate von Holzpartikeln das Gehäuse vorzeitig verlassen können. Somit kann die Gasströmung durch kontinuierliche Zufuhr eines Druckgases aufrecht erhalten werden, ohne dass der Absolutdruck im Gehäuse ansteigt. Der sich einstellende, im Wesentlichen konstante Druck innerhalb des Gehäuses ergibt sich dann nur noch aus dem Strömungswiderstand des zweiten Auslasses beziehungsweise des Filterelementes und der zugeführten Luftmenge.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Gehäuse einen zylinderförmigen Innenraum aufweisen. Eine solche Bauweise ermöglicht einen kompakten Aufbau der Vorrichtung und eine gute Dispergierung der Agglomerate, da diese auf einer Kreisbahn entlang der Mantelfläche eine fortlaufend beschleunigte Bewegung ausführen und bei Wandstöße zusätzlich aufgebrochen werden können.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Teilvolumen des Innenraums des Gehäuses mit einem Trennelement abgeteilt sein, sodass das Eindringen von Holzpartikeln in das abgetrennte Teilvolumen verhindert wird. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Trennelement zylinderförmig sein. Sofern auch der Innenraum des Gehäuses zylinderförmig ist, kann das Trennelement konzentrisch angeordnet sein, sodass sich eine ringförmige Flugbahn der Agglomerate in der Vorrichtung ergibt. Das abgetrennte Teilvolumen kann der Anordnung von Messtechnik, beispielsweise Druck- oder Strömungsmessgeräten, dienen oder aber weitere Düsen aufnehmen, über welche dem Innenraum Druckgas zugeführt werden kann, um die gewünschte turbulente Strömung auszubilden.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zumindest eine Düse in den Innenraum des Gehäuses münden, durch welche ein Druckgas zur Ausbildung der turbulenten Gasströmung einleitbar ist. Die Düse kann dabei so geformt sein, dass die Strömung auf eine vorgebbare Geschwindigkeit beschleunigt oder abgebremst wird oder sich ein gewünschtes Druckgefälle oder Strahlbild innerhalb des Gehäuses einstellt.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedanken näher erläutert werden. Dabei zeigt
    • Figur 1 das Gehäuse der Vorrichtung zur Dispergierung von Holzpartikeln in geöffneter Form.
    • Figur 2 zeigt das Gehäuse der Vorrichtung zur Dispergierung von Holzpartikeln im Schnitt.
    • Figur 3 zeigt die vollständige Vorrichtung zur Dispergierung in einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
    • Figur 4 zeigt eine erste Ansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform.
    • Figur 5 zeigt ein Detail des Deckels des Gehäuses der Vorrichtung zur Dispergierung von Holzpartikeln.
    • Figur 6 zeigt eine zweite Ansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform.
  • Figur 1 und Figur 2 zeigen ein Gehäuse 2. Das Gehäuse 2 weist im Wesentlichen eine zylindrische Grundform auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Zylinder eine vergleichsweise geringe Länge und einen großen Durchmesser auf. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann das Verhältnis von Länge zu Durchmesser auch größer oder geringer sein. Um das Gehäuse 2 zuverlässig in der Vorrichtung 1 zu positionieren, befindet sich dieses in einem Halteelement 35.
  • Das Gehäuse 2 kann aus einem Metall, einer Legierung oder einem Kunststoff hergestellt werden. Bevorzugt ist das Gehäuse 2 aus einem Material gefertigt, welches härter ist als die zu dispergierenden Holzpartikel. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Gehäuse 2 daher aus Stahlguss oder Aluminiumguss bestehen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Innenflächen des Gehäuses 2 mit einer verschleißmindernden Beschichtung versehen sein, beispielsweise aus einer Keramik, Titannitrit oder diamantartigem Kohlenstoff.
  • Das Gehäuse kann auf einem Ständer bzw. einem Unterbau statisch angeordnet sein, d.h. das Gehäuse ist nicht drehbar gelagert und rotiert im Betrieb nicht.
  • Entlang der Umfangsfläche des Gehäuses 2 befinden sich Düsen 32, 33 und 34, über welche Druckgas in das Gehäuse eingelassen werden kann, um eine turbulente Strömung im Innenraum 23 des Gehäuses auszubilden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind entlang der Längserstreckung des Zylinders drei nebeneinander angeordnete Düsen vorgesehen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Anzahl der nebeneinander liegenden Düsen größer oder geringer sein, wobei die Anzahl an das Strahlbild der Düse angepasst werden kann.
  • Weiterhin zeigen die Figuren 1 und 2 ein optionales Trennelement 22, welches im Innenraum 23 des Gehäuses 2 angeordnet ist. Das Trennelement 22 ist ebenfalls in etwa zylinderförmig ausgebildet und im dargestellten Ausführungsbeispiel konzentrisch im Gehäuse 2 angeordnet. Das Trennelement 22 trennt ein Teilvolumen 24 des Innenraums 23 ab, sodass dort keine Holzpartikel eindringen können. Die turbulente Strömung zur Dispergierung der Holzpartikel bleibt somit auf den Bereich zwischen der Außenwand 21 und dem Trennelement 22 beschränkt.
  • In Figur 1 ist weiterhin ersichtlich, dass in der Wandung des Trennelementes 22 weitere Düsen bzw. Düsengruppen 31, 36 und 37 angeordnet sind. Hierdurch kann die turbulente Strömung im Innenraum 23 verstärkt werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung ist die Ausblasrichtung der Düsen 34, 32 und 33 in der Außenwand 21 und die Ausblasrichtung der Düsen 31, 33 und 37 in der Trennwand 22 so gegenüber der radialen Richtung angewinkelt, dass sich die jeweiligen Strömungen in der Mitte der toroidalen Flugbahn zwischen Außenwand 21 und Trennwand 22 treffen. Das Teilvolumen 24 kann dazu verwendet werden, Zufuhrleitungen zu den Düsen 31 aufzunehmen. Weiterhin kann das Teilvolumen 24 optionale Messtechnik aufnehmen, beispielsweise um Druck, Temperatur oder Strömungsgeschwindigkeit im Innenraum 23 zur erfassen.
  • Bei Betrieb der Vorrichtung werden die eingebrachten Holzpartikel von der turbulenten Strömung durch das Gehäuse transportiert. Durch die Turbulenz treten Verwirbelungen in der Strömung auf, welche zeitlich und räumlich scheinbar zufällig variieren. Dementsprechend wirken auf die Holzpartikel zeitlich und räumlich variierende Kräfte ein, welche zu verstärkter Durchmischung und zur Auflösung von Agglomeraten führen.
  • Wie aus Figur 3, Figur 4 und Figur 6 ersichtlich ist, wird das Gehäuse 2 bei Betrieb der Vorrichtung durch einen Deckel 26 abgeschlossen. In Figur 3 ist der Deckel 26 transparent ausgebildet, sodass das Dispergieren der Holzpartikel im Gehäuse 2 beobachtet werden kann. In Figur 4 und Figur 6 ist der Deckel opak aus einem Metall oder einer Legierung gefertigt. Diese Ausführungsform kann mechanisch stabiler sein.
  • Im Deckel 26 befindet sich zumindest ein Einlass 8 und zumindest ein erster Auslass 4. Der Einlass 8 ist mit einem ersten Verschlusselement 81 verschließbar. Durch den Einlass 8 können Holzpartikel mit oder ohne Agglomerate in den Innenraum 23 des Gehäuses 2 eingefüllt werden. Nach dem Einfüllen einer vorgebbaren Menge von Holzpartikeln, welche zwischen etwa 0,5 g und etwa 5 g beträgt, wird der Einlass 8 mit dem ersten Verschlusselement 81 verschlossen und Druckgas in das Gehäuse 2 eingeleitet. Das Druckgas kann beispielsweise von einem Kompressor bezogen werden. Über optionale Druckminderer 91 und Verteilerelemente 30 sowie optionale Regelventile 92 kann festgelegt werden, welche der Düsen 31, 32 und 33 zu welcher Zeit mit Druckluft beaufschlagt werden. Hierdurch kann die Strömungsgeschwindigkeit, das Druckgefälle und der Grad der Turbulenz im Innenraum 23 des Gehäuses 2 beeinflusst werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann eine Steuer- beziehungsweise Regeleinrichtung 9 dazu verwendet werden, ein reproduzierbares Messprogramm ablaufen zu lassen.
  • Um das vorzeitige Austreten der Holzpartikel durch den ersten Auslass 4 zu verhindern, ist in der ersten Ausführungsform gemäß Figur 3 vorgesehen, dass die Vereinzelungsstrecke 5 mit einem Verschlusselement 51 verschlossen wird, um auf diese Weise einen Staudruck in der Vereinzelungsstrecke 5 zur erzeugen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann Druckgas über die Vereinzelungsstrecke 5 in das Gehäuse 2 eingeleitet werden, um eine Gegenströmung am ersten Auslass 4 zu erzeugen, welche das Austreten der Holzpartikel zuverlässig verhindert. Darüber hinaus kann durch die Luftströmung im ersten Auslass 4 eine größere Turbulenz im Innenraum 23 erzeugt werden.
  • In der zweiten Ausführungsform gemäß Figur 4 und Figur 6 ist ein zweites Verschlusselement 41 am ersten Auslass 4 vorgesehen. Das zweite Verschlusselement 41 kann beispielsweise ein Schieber sein, welcher den ersten Auslass zuverlässig abdichtet. In diesem Fall muss über die Vereinzelungsstrecke 5 nicht zwingend ein Gasstrom geführt werden beziehungsweise das Verschlusselement 51 kann in diesen Ausführungsformen entfallen.
  • Die Vorvereinzelung der Holzpartikel im Gehäuse 2 kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung zwischen etwa 30 Sekunden und etwa 5 Minuten oder zwischen etwa 1 Minute und etwa 2 Minuten andauern. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit treten die Holzpartikel durch den ersten Auslass 4 in die Vereinzelungsstrecke 5 aus. Hierzu wird eine Gasströmung in der Vereinzelungsstrecke 5 erzeugt, welche die vereinzelten Holzpartikel durch die Vereinzelungsstrecke transportiert. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann auch für die Gasströmung in der Vereinzelungsstrecke Druckluft verwendet werden, welche beispielsweise von einem Kompressor bezogen werden kann.
  • Das Ende der Vereinzelungsstrecke 5 kann in eine Einrichtung 6 zur Bestimmung der Partikelgröße und/oder der Partikelform der Holzpartikel münden. Die Bestimmung der Partikelgröße kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung durch elektronische Bildverarbeitung erfolgen. Der Ausgang der Einrichtung 6 mündet in einen Fangsack 7, welcher die Holzpartikel aufnimmt, um eine Verunreinigung der Umgebung der Vorrichtung 1 zu vermeiden.
  • Figur 5 zeigt ein Detail des Deckels 26 des Gehäuses 2 der Vorrichtung zur Dispergierung von Holzpartikeln.
  • In Figur 5 ist die dem Innenraum 23 zugewandte Seite des Deckels 26 dargestellt. Der erste Auslass 4 hat einen in etwa halbmondförmigen Querschnitt. Um die Holzpartikel in den ersten Auslass 4 zu leiten, ist ein keilförmiges Element 27 an der stromabwärts gelegenen Kante des Auslasses angeordnet. Das Element 27 weist an der Luvseite der Strömung eine Prallfläche 28 auf, von welcher die in der Strömung dispergierten Partikel in den Auslass 4 abgelenkt werden. An der Leeseite des Elementes 27 befindet sich eine geneigte Fläche 29, welche der abfließenden Strömung einen geringen Widerstand entgegensetzt und welche verhindert, dass sich im Lee des Elementes 27 Holzpartikel anlagern.
  • Optional kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung luvseitig des Auslasses 4 eine Abschrägung 261 in den Deckel 26 eingebracht werden, beispielsweise durch spanende Bearbeitung. Hierdurch wird das Einlaufen der Strömung in die Vereinzelungsstrecke 5 zusätzlich unterstützt.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weitere Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung "erste" und "zweite" Merkmale definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.

Claims (14)

  1. Vorrichtung (1) zur Dispergierung von Holzpartikeln, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung ein Gehäuse (2) mit zumindest einem Einlass (8) und zumindest einem ersten Auslass (4) aufweist, wobei im Gehäuse eine turbulente Gasströmung ausbildbar ist, und dem Gehäuse Holzpartikel über den Einlass (8) zuführbar sind, welche durch die Gasströmung transportierbar sind und aus dem Gehäuse über den Auslass (4) Holzpartikel abführbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (8) mit einem ersten Verschlusselement (81) verschließbar ist und/oder der erste Auslass (4) mit einem zweiten Verschlusselement (41) verschließbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Auslass (4) eine Vereinzelungsstrecke (5) anschließt.
  4. Vorrichtung nach Anschluss 3, dadurch gekennzeichnet, dass über die Vereinzelungsstrecke (5) ein Gasstrom in das Gehäuse (2) führbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) zumindest einen zweiten Auslass aufweist, an welchem zumindest ein Filterelement angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen zylinderförmigen Innenraum (23) aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Trennelement (22) ein Teilvolumen (24) des Innenraums (23) des Gehäuses abgeteilt ist, so dass das Eindringen von Holzpartikeln in das Teilvolumen (24) verhindert wird.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Düse (31, 32, 33) in den Innenraum (23) des Gehäuses (2) mündet, durch welche ein Druckgas zur Ausbildung der turbulenten Gasströmung einleitbar ist.
  9. Verfahren zur Dispergierung von Holzpartikeln, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Holzpartikel in ein Gehäuse (2) mit zumindest einem Einlass (8) und zumindest einem ersten Auslass (4) eingebracht werden, woraufhin im Gehäuse (2) eine turbulente Gasströmung ausgebildet wird, welche die Holzpartikel durch das Gehäuse transportiert, wobei nach einer vorgebbaren Vereinzelungszeit die Holzpartikel über den Auslass (4) abgeführt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass während der Vereinzelungszeit über den Auslass (4) ein Gasstrom in das Gehäuse (2) eingeleitet wird oder das während der Vereinzelungszeit der Auslass (4) mit einem zweiten Verschlusselement (41) verschlossen ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (23) des Gehäuses (2) zylinderförmig ausgebildet ist und die turbulente Gasströmung zumindest während der Vereinzelungszeit in etwa parallel zur Mantelfläche ausgebildet ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzpartikel nach Ablauf der Vereinzelungszeit den Innenraum (23) des Gehäuses (2) über eine Vereinzelungsstrecke (5) verlassen.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vereinzelungsstrecke (5) beim Verlassen der Holzpartikel eine Gasströmung mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 mm/s bis etwa 40 mm/s ausgebildet wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Vereinzelungsstrecke (5) eine Bestimmung der Partikelgröße und/oder der Partikelform der Holzpartikel erfolgt.
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