EP3788015A1 - Device for producing expanded mineral granulated material - Google Patents

Device for producing expanded mineral granulated material

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EP3788015A1
EP3788015A1 EP19724333.0A EP19724333A EP3788015A1 EP 3788015 A1 EP3788015 A1 EP 3788015A1 EP 19724333 A EP19724333 A EP 19724333A EP 3788015 A1 EP3788015 A1 EP 3788015A1
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EP
European Patent Office
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processing channel
channel
laminar flow
flow
section
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Pending
Application number
EP19724333.0A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Johannes POHL
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Original Assignee
Individual
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Pending legal-status Critical Current

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C03B19/10—Forming beads
    • C03B19/109—Glass-melting furnaces specially adapted for making beads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
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    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
    • F27D2005/0081—Details
    • F27D2005/0087—Means to prevent the adherence of the charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27M—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS OF THE CHARGES OR FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS
    • F27M2001/00—Composition, conformation or state of the charge
    • F27M2001/03—Charges containing minerals

Definitions

  • the invention relates to an apparatus for producing a distended mineral granules with a heated processing channel for the one
  • Processing channel heated to a critical temperature and thus expanded, after which the blown granules by the delivery flow from the
  • Processing channel is conveyed away.
  • a disadvantage is that the heated material has a softened and adhesive surface and therefore can adhere to the inner wall of the processing channel.
  • the manufacturing process has to be interrupted on a regular basis in order to be able to carry out maintenance and cleaning work on the processing channel inner wall, since otherwise the effective heating power of the device would be subject to permanent fluctuation due to the adhesive layer forming and acting as an insulator. This effect is due to flow turbulence in the
  • Processing channel such as those caused by internals, reinforced and can lead to a complete closure of the processing channel.
  • the invention is therefore based on the object, a device of the type described in such a way that thus a continuous, qualitatively controllable manufacturing process is achieved.
  • the invention achieves the stated object by providing an inflow opening in the processing channel for forming a granulate-free laminar flow running along the processing channel inner wall.
  • the process medium which is introduced into the processing channel to form the laminar flow, can in principle have different gas compositions, with air being selected as the process medium in the simplest case.
  • the inflow opening can be formed in a variety of ways. For example, it can be provided that a supply line leading the process medium opens into the processing channel in such a way that the opening inflow opening axis runs parallel to the conveying flow direction, wherein in principle several inflow openings can also be provided. Especially cheap
  • Inlet opening is provided.
  • the inflow opening basically constitutes a disruptive interruption of the processing channel, any flow turbulences caused by the process medium entry according to the invention can be reduced to a negligible level via the inflow opening.
  • the device according to the invention can be used with regard to the flow directions of laminar flow and delivery flow both in countercurrent and in flow
  • Cross-sectional geometry of the processing channel can be chosen freely, favorable process conditions arise in a circular elected
  • Processing channel protrude, but may, for example, in a region radially outside the preceding channel in the conveying direction channel section in the processing channel.
  • the processing channel can be interchangeable arranged in a furnace shaft. According to these measures, the processing channel can be removed for cleaning purposes from the furnace shaft and then reused or replaced if damaged or after reaching the service life. In addition, this allows a modular construction of the device, so that over only minor modifications to the device itself, either an operation in both the countercurrent process as well as in the
  • the processing channel comprises two channel sections with diverging cross-sections, wherein the channel section with a smaller cross-section protrudes to form the inflow opening into the channel section with a larger cross-section.
  • the channel sections may each be aligned with respect to their longitudinal axis coaxially to each other and parallel to the flow direction, wherein the channel section may be enclosed with a smaller cross-section of the channel section with a larger cross section, that is a completely around the protruding portion of the smaller channel section inlet opening without additional required
  • Channel section protrudes with a smaller cross-section in the channel section with a larger cross-section. As a result, the formation of the laminar flow is further promoted. To an adhesion of the mineral granules through which to the
  • the process medium of the laminar flow can from the
  • Process medium of the delivery flow have different viscosity. Characterized in that the laminar flow and the delivery flow a different
  • the viscosity can be over
  • Process parameters such as temperature or flow rate of the process media of laminar or delivery flow can be adjusted.
  • the viscosity of the process medium of the laminar flow can be set in a favorable manner if heating elements for the processing channel are arranged in a feed line region surrounding the processing channel for the laminar flow.
  • the process fluid forming the laminar flow is passed through the supply area before being directed via the inflow opening into the processing channel.
  • the heat input via the heating elements can be adjusted into the process medium and consequently its viscosity.
  • a particular advantage lies in the fact that the heating elements only need to provide a temperature profile required for the isenthalpic expansion process of the mineral granules and thus the process medium for the laminar flow does not require a separate heating device or a separate temperature profile in order to adjust the viscosity of the process medium.
  • FIG. 1 is a schematic section of a device according to the invention with head-side material entry and fuß concentrated material discharge at
  • Fig. 2 is a representation corresponding to FIG. 1 of an inventive
  • a device according to the invention has a processing channel 1.
  • the processing channel 1 is in a heat insulation jacket. 2
  • Processing channel inner wall extending, granular laminar flow 5 is provided.
  • volcanic glass is based on a supply device 6, which is assigned in the embodiment of Fig. 1 adjoining the processing channel 1 head part 7.
  • the discharge of the mineral granulate takes place via a deduction area 9 assigned to a foot part 8, wherein the withdrawal can be assisted by the supply of additional cooling air 10.
  • the laminar flow 5 is supplied via provided in the furnace shaft 3 feed ports 1 1 the processing channel 1, wherein the head part 7 also has a
  • the laminar flow 5 forms a type of air curtain, which does not mix with the granulate-conveying flow 13 and thereby adhesions of the softened granules to the
  • Processing channel inner wall are largely avoided.
  • Laminar flow 5 can also be preheated, so that adjusts an additional-acting chimney effect, the rising and applying the
  • Laminar flow 5 to the processing channel inner wall favors further.
  • the embodiment of a device according to the invention shown in FIG. 1 is particularly suitable for particle sizes above 100 gm, especially as in this case results in a promotion of the granular particles through the processing channel 1 by gravity.
  • the laminar flow 5 and the granulate-conveying flow 13 extend in the processing channel 1 in opposite directions of flow.
  • the residence time of the particles in the processing channel 1 can be adjusted, for example, via the inflow velocity of the laminar flow 5 or an additionally provided suction in the take-off region 12.
  • Fig. 2 is particularly suitable for
  • the laminar flow 5 and the granulate-conveying flow 8 have the same flow direction in the processing channel 1.
  • the granulate particles are introduced into the processing channel 1 via a feed device 6 assigned to the foot part 8 by means of injected process air 14 as process medium.
  • the residence time of the particles in the processing channel 1 can in turn on the
  • Discharge region 12 provided suction can be adjusted.
  • additional cooling air 15 can be entered into the head part 7.
  • deviating cross-section comprises, wherein the channel portion 16 projects with a smaller cross section to form the inflow opening 4 in the channel section 17 with a larger cross-section.
  • the channel sections 16 and 17 may each have a circular cross-section and be aligned coaxially relative to each other with respect to their longitudinal axis, wherein the channel section 16 is partially pushed into the channel section 17.
  • Processing channel 1 or the channel sections 16 and 17 can be chosen freely, with particularly favorable process conditions set circular cross-section. It may also be provided according to an embodiment that the processing channel 1 or the channel sections 16 and 17 are formed by a suitable, heat-resistant film.
  • Heat exchanger is supplied, so that the process heat in turn to a laminar flow 5 forming, newly supplied process air 18 can be dispensed.
  • the processing channel 1 can be interchangeably arranged in the furnace shaft 3, so that, for example, the channel sections 16 and 17 can be removed individually or jointly from the furnace shaft 3 to perform possibly necessary maintenance easier or the
  • Processing channel 1 and the channel sections 16 and 17 to be able to exchange.
  • the head part 7 and the foot part 8 can be replaceably attached to the processing channel 1 and / or the furnace shaft 3, so that a modular structure of the device is made possible, depending on
  • Application can be customized. As a result, over only minor remodeling or by simply replacing the head part 7 with the foot part 8, for example between a countercurrent process according to FIG. 1 and a DC process according to FIG. 2 or between a process with
  • the device may surround a processing channel 1
  • Supply line 19 for the laminar flow 5 have. In the supply line 19 while heating elements 20 may be arranged for the processing channel 1, which then simultaneously serve to heat the laminar flow 5.
  • Inflow velocity of the laminar flow 5 forming process air 18 are set in the supply line 19.

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Abstract

The invention relates to a device for producing expanded mineral granulated material, comprising a heated processing channel (1) for the mineral granulated material charged to a conveying flow (13). In order to configure a device of the type described above in such a way that a continuous, qualitatively controllable production process is achieved, it is proposed that an inflow opening (4) is provided in the processing channel (1) for forming a granulate-free laminar flow (5) extending along the inner wall of the processing channel.

Description

Vorrichtung zur Herstellung eines geblähten Mineralgranulats  Apparatus for producing a distended mineral granulate
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines geblähten Mineralgranulats mit einem beheizten Verarbeitungskanal für das einer The invention relates to an apparatus for producing a distended mineral granules with a heated processing channel for the one
Förderströmung aufgegebene Mineralgranulat. Delivery flow abandoned mineral granules.
Stand der Technik State of the art
Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zum Blähen von mineralischem Material bekannt, die einen beheizten Verarbeitungskanal für das Mineralgranulat aufweisen (WO 2016/191788 A1 ). Das zugeführte Mineralgranulat wird dabei in eine Förderströmung aufgegeben, entlang einer Förderstrecke im Devices for puffing mineral material are known from the prior art, which have a heated processing channel for the mineral granules (WO 2016/191788 A1). The supplied mineral granules are thereby placed in a flow, along a conveyor line in
Verarbeitungskanal auf eine kritische Temperatur erhitzt und folglich gebläht, wonach das geblähte Granulat durch die Förderströmung aus dem  Processing channel heated to a critical temperature and thus expanded, after which the blown granules by the delivery flow from the
Verarbeitungskanal abgefördert wird. Nachteilig ist allerdings, dass das erhitzte Material eine erweichte und adhäsive Oberfläche aufweist und daher an der Innenwand des Verarbeitungskanals anhaften kann. Dies hat zur Folge, dass der Herstellungsprozess regelmäßig unterbrochen werden muss, um Wartungs- und Reinigungsarbeiten an der Verarbeitungskanalinnenwand durchführen zu können, da ansonsten die effektive Heizleistung der Vorrichtung aufgrund der sich bildenden und als Isolator wirkenden Haftschicht einer permanenten Schwankung unterworfen wäre. Dieser Effekt wird durch Strömungsverwirbelungen im Processing channel is conveyed away. A disadvantage, however, is that the heated material has a softened and adhesive surface and therefore can adhere to the inner wall of the processing channel. As a result, the manufacturing process has to be interrupted on a regular basis in order to be able to carry out maintenance and cleaning work on the processing channel inner wall, since otherwise the effective heating power of the device would be subject to permanent fluctuation due to the adhesive layer forming and acting as an insulator. This effect is due to flow turbulence in the
Verarbeitungskanal, wie sie beispielsweise durch Einbauten entstehen, verstärkt und kann zu einem vollständigen Verschluss des Verarbeitungskanales führen.  Processing channel, such as those caused by internals, reinforced and can lead to a complete closure of the processing channel.
Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass damit ein kontinuierlicher, qualitativ steuerbarer Herstellungsprozess erreicht wird. Presentation of the invention The invention is therefore based on the object, a device of the type described in such a way that thus a continuous, qualitatively controllable manufacturing process is achieved.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass im Verarbeitungskanal eine Einströmöffnung zur Ausbildung einer entlang der Verarbeitungskanalinnenwand verlaufenden, granulatfreien Laminarströmung vorgesehen ist. The invention achieves the stated object by providing an inflow opening in the processing channel for forming a granulate-free laminar flow running along the processing channel inner wall.
Diese Merkmale ermöglichen, dass sich bei durch die Einströmöffnung These features allow that through through the inlet
eingetragenem Prozessmedium eine Laminarströmung an die registered process medium laminar flow to the
Verarbeitungskanalinnenwand anlegt. Dadurch, dass die Laminarströmung als eine Art Luftvorhang wirkt, wird eine Vermischung zwischen der granulatfreien Laminarströmung und der granulatführenden Förderströmung weitgehend vermieden. Somit wird ein Anhaften von geblähten Mineralgranulatpartikeln an der Verarbeitungskanalinnenwand deutlich reduziert. Das Prozessmedium, welches zur Ausbildung der Laminarströmung in den Verarbeitungskanal eingebracht wird, kann grundsätzlich unterschiedliche Gaszusammensetzungen aufweisen, wobei im einfachsten Fall Luft als Prozessmedium gewählt wird. Die Einströmöffnung kann auf vielfältige Art und Weise gebildet werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine das Prozessmedium führende Zuleitung so in den Verarbeitungskanal einmündet, dass die einmündende Einströmöffnungsachse parallel zur Förderströmungsrichtung verläuft, wobei grundsätzlich auch mehrere Einströmöffnungen vorgesehen sein können. Besonders günstige Processing channel inner wall applies. Because the laminar flow acts as a kind of air curtain, mixing between the granulate-free laminar flow and the granulate-conveying flow is largely avoided. Thus, adhesion of expanded mineral granules on the processing channel inner wall is significantly reduced. The process medium, which is introduced into the processing channel to form the laminar flow, can in principle have different gas compositions, with air being selected as the process medium in the simplest case. The inflow opening can be formed in a variety of ways. For example, it can be provided that a supply line leading the process medium opens into the processing channel in such a way that the opening inflow opening axis runs parallel to the conveying flow direction, wherein in principle several inflow openings can also be provided. Especially cheap
Strömungsverhältnisse ergeben sich allerdings, wenn eine umlaufende Flow conditions, however, arise when a circumferential
Einströmöffnung vorgesehen ist. Obwohl die Einströmöffnung grundsätzlich eine stromstörende Unterbrechung des Verarbeitungskanals darstellt, können etwaige Strömungsverwirbelungen durch den erfindungsgemäßen Prozessmediumseintrag über die Einströmöffnung auf ein vernachlässigbares Niveau gesenkt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann hinsichtlich der Strömungsrichtungen von Laminar- und Förderströmung sowohl im Gegenstrom-, als auch im Inlet opening is provided. Although the inflow opening basically constitutes a disruptive interruption of the processing channel, any flow turbulences caused by the process medium entry according to the invention can be reduced to a negligible level via the inflow opening. The device according to the invention can be used with regard to the flow directions of laminar flow and delivery flow both in countercurrent and in flow
Gleichstromverfahren betrieben werden. Im Gegenstromverfahren wird das Prozessmedium entgegen der Förderströmungsrichtung in den DC method can be operated. In countercurrent process, the process medium is opposite to the direction of flow in the
Verarbeitungskanal eingebracht, wodurch nicht nur ein Anhaften des geförderten Mineralgranulats reduziert wird, sondern Mineralgranulatpartikel auch von der Einströmöffnung ferngehalten werden und sich somit die Gefahr eines Processing channel introduced, thereby not only an adhesion of the subsidized Mineral granules is reduced, but mineral granules are also kept away from the inlet and thus the risk of
Verschlusses der Einströmöffnung verringert. Dabei eignen sich insbesondere Partikelgrößen über 100 miti, da im Gegenstromverfahren die Förderung der Mineralgranulatpartikel im Wesentlichen schwerkraftbedingt erfolgt, wobei ein unterstützend wirkendes Fördermedium zusätzlich in die Förderströmung eingebracht werden kann. Bei dem insbesondere für Partikelgrößen unter I OOmiti geeigneten Gleichstromverfahren wird die Förderströmung sowohl in seiner Förderwirkung durch die in die gleiche Richtung verlaufende Laminarströmung unterstützt, als auch die Förderströmung durch die Laminarströmung radial nach innen verdrängt, sodass auch hier ein Anhaften von Mineralgranulat an der Verarbeitungskanalinnenwand reduziert wird. Auch wenn die Closure of the inlet opening is reduced. In particular, particle sizes over 100 miti are suitable, since in countercurrent process, the promotion of the mineral granules takes place essentially by gravity, wherein a supportive acting fluid can be additionally introduced into the delivery flow. In the case of the direct current method which is particularly suitable for particle sizes below 10.degree. C., the conveying flow is promoted both in its conveying action by the laminar flow running in the same direction, and the conveying flow is displaced radially inward by the laminar flow, so that mineral granules also adhere to the processing channel inner wall becomes. Even if the
Querschnittsgeometrie des Verarbeitungskanals an sich frei gewählt werden kann, ergeben sich günstige Prozessbedingungen bei kreisförmig gewähltem Cross-sectional geometry of the processing channel can be chosen freely, favorable process conditions arise in a circular elected
Kanalquerschnitt. Channel cross section.
Um ein Anhaften von geblähten Mineralgranulatpartikeln an der In order to adhere bloated mineral granulate particles to the
Verarbeitungskanalinnenwand weiter zu reduzieren wird vorgeschlagen, dass sich der Querschnitt des Verarbeitungskanals im Bereich der Einströmöffnung in Einströmrichtung der Laminarströmung erweitert. Dadurch muss die It is proposed to further reduce the processing channel inner wall that the cross section of the processing channel widens in the area of the inflow opening in the inflow direction of the laminar flow. This requires the
Einströmöffnung nicht mehr radial in den Bereich des Förderstromes im Inflow opening no longer radially in the range of the flow in the
Verarbeitungskanal hineinragen, sondern kann beispielsweise in einen Bereich radial außerhalb des in Förderrichtung vorhergehenden Kanalabschnittes in den Verarbeitungskanal einmünden. Somit kann die Gefahr von Processing channel protrude, but may, for example, in a region radially outside the preceding channel in the conveying direction channel section in the processing channel. Thus, the danger of
Strömungsverwirbelungen zufolge einer in den Förderstrom hineinragenden Kanalwandunebenheit weiter verringert werden, wodurch die Ausbildung der Laminarströmung begünstigt und ein Anhaften von geblähten Flow turbulences are further reduced due to a channel wall unevenness projecting into the flow, thereby favoring the formation of the laminar flow and an adhesion of expanded
Mineralgranulatpartikeln weiter reduziert wird. Zudem wird aufgrund der Mineral granulate particles is further reduced. In addition, due to the
Anordnung der Einströmöffnungen in einem Bereich radial außerhalb des Arrangement of the inflow openings in a region radially outside the
Förderströmungsverlaufes und des dadurch besser wirkenden Luftvorhanges ein Verschluss der Einströmöffnungen durch dort anhaftendes Mineralgranulat vermieden, wobei dies insbesondere die Prozessbedingungen im Gegenstromverfahren weiter verbessert, weil die Laminarströmung das sich durch die Querschnittserweiterung ergebende Verarbeitungskanalvolumen ausfüllt. Conveying flow course and thus better acting air curtain avoided a closure of the inlet openings by there adhering mineral granules, which in particular the process conditions in Countercurrent process further improved because the laminar flow fills the processing channel volume resulting from the cross-sectional widening.
Um dennoch gegebenenfalls nötige Reinigungs- oder Wartungsarbeiten an der erfindungsgemäßen Vorrichtung einfach vornehmen zu können, kann vorgesehen sein, dass der Verarbeitungskanal auswechselbar in einem Ofenschacht angeordnet ist. Zufolge dieser Maßnahmen kann der Verarbeitungskanal zu Reinigungszwecken aus dem Ofenschacht entnommen und anschließend wieder eingesetzt oder bei Beschädigung bzw. nach Erreichen der Lebensdauer ausgetauscht werden. Zudem wird dadurch ein modularer Aufbau der Vorrichtung ermöglicht, sodass über nur geringe Umbauarbeiten an der Vorrichtung selbst wahlweise ein Betrieb sowohl im Gegenstromverfahren als auch im In order nevertheless to be able to easily carry out any necessary cleaning or maintenance work on the device according to the invention, provision can be made for the processing channel to be interchangeable arranged in a furnace shaft. According to these measures, the processing channel can be removed for cleaning purposes from the furnace shaft and then reused or replaced if damaged or after reaching the service life. In addition, this allows a modular construction of the device, so that over only minor modifications to the device itself, either an operation in both the countercurrent process as well as in the
Gleichstromverfahren erfolgen kann. DC method can be done.
Besonders günstige konstruktive Bedingungen sowie Prozessbedingungen ergeben sich, wenn der Verarbeitungskanal zwei Kanalabschnitte mit voneinander abweichendem Querschnitt umfasst, wobei der Kanalabschnitt mit geringerem Querschnitt unter Ausbildung der Einströmöffnung in den Kanalabschnitt mit größerem Querschnitt ragt. Dabei können die Kanalabschnitte jeweils in Bezug auf deren Längsachse koaxial zueinander und parallel zur Förderstromrichtung ausgerichtet sein, wobei der Kanalabschnitt mit geringerem Querschnitt so vom Kanalabschnitt mit größerem Querschnitt umschlossen sein kann, dass sich eine vollständig um den hineinragenden Bereich des kleineren Kanalabschnitts umlaufende Einströmöffnung ohne zusätzlich erforderliche Particularly favorable constructive conditions and process conditions arise when the processing channel comprises two channel sections with diverging cross-sections, wherein the channel section with a smaller cross-section protrudes to form the inflow opening into the channel section with a larger cross-section. In this case, the channel sections may each be aligned with respect to their longitudinal axis coaxially to each other and parallel to the flow direction, wherein the channel section may be enclosed with a smaller cross-section of the channel section with a larger cross section, that is a completely around the protruding portion of the smaller channel section inlet opening without additional required
Konstruktionsmaßnahmen ausbildet. Folglich kann sich die Laminarströmung umlaufend und im Wesentlichen unterbrechungsfrei an die Design measures. Consequently, the laminar flow can circulating and substantially uninterrupted to the
Verarbeitungskanalinnenwand anlegen. Zudem kann ein parallel zur Create processing channel inner wall. In addition, a parallel to the
Förderstromrichtung verlaufender Einlaufkanal für das in den Verarbeitungskanal einströmende Prozessmedium gebildet werden, je nachdem wie weit der Flow direction extending inlet channel for the inflowing into the processing channel process medium are formed, depending on how far the
Kanalabschnitt mit geringerem Querschnitt in den Kanalabschnitt mit größerem Querschnitt hineinragt. Dadurch wird die Ausbildung der Laminarströmung weiter begünstigt. Um ein Anhaften des Mineralgranulats durch die sich an die Channel section protrudes with a smaller cross-section in the channel section with a larger cross-section. As a result, the formation of the laminar flow is further promoted. To an adhesion of the mineral granules through which to the
Verarbeitungskanalinnenwand legende Laminarströmung noch weiter zu reduzieren, kann das Prozessmedium der Laminarströmung eine vom Processing channel interior wall laying laminar flow even further, the process medium of the laminar flow can from the
Prozessmedium der Förderströmung abweichende Viskosität aufweisen. Dadurch, dass die Laminarströmung und die Förderströmung eine unterschiedliche Process medium of the delivery flow have different viscosity. Characterized in that the laminar flow and the delivery flow a different
Zähigkeit besitzen, werden Grenzschichtverwirbelungen zwischen der Toughness, boundary layer turbulence between the
Laminarströmung und der Förderströmung reduziert, wodurch die Ausdehnung des sich bildenden Luftvorhangs in Kanallängsrichtung bei gleichen Laminar flow and the flow reduces, whereby the expansion of the forming air curtain in channel longitudinal direction at the same
Einströmparametern erweitert wird. Die Viskosität kann dabei über Inflow parameters is extended. The viscosity can be over
Prozessparameter wie beispielsweise Temperatur oder Strömungsgeschwindigkeit der Prozessmedien von Laminar- bzw. Förderströmung eingestellt werden. Process parameters such as temperature or flow rate of the process media of laminar or delivery flow can be adjusted.
Die Viskosität des Prozessmediums der Laminarströmung kann zudem auf günstige Weise eingestellt werden, wenn in einem den Verarbeitungskanal umgebenden Zuleitungsbereich für die Laminarströmung Heizelemente für den Verarbeitungskanal angeordnet sind. Zufolge dieser Maßnahmen wird das die Laminarströmung bildende Prozessmedium durch den Zuleitungsbereich geführt, bevor es über die Einströmöffnung in den Verarbeitungskanal geleitet wird. In addition, the viscosity of the process medium of the laminar flow can be set in a favorable manner if heating elements for the processing channel are arranged in a feed line region surrounding the processing channel for the laminar flow. As a result of these measures, the process fluid forming the laminar flow is passed through the supply area before being directed via the inflow opening into the processing channel.
Abhängig von der gewählten Einströmgeschwindigkeit des Prozessmediums in den Zuleitungsbereich kann der über die Heizelemente erfolgende Wärmeintrag in das Prozessmedium und folglich dessen Viskosität eingestellt werden. Ein besonderer Vorteil liegt dabei darin, dass die Heizelemente lediglich ein für den isenthalpen Blähprozess des Mineralgranulats erforderliches Temperaturprofil bereitstellen müssen und somit das Prozessmedium für die Laminarströmung keine gesonderte Heizvorrichtung bzw. ein gesondertes Temperaturprofil benötigt, um die Viskosität des Prozessmediums einzustellen. Depending on the selected inflow velocity of the process medium into the supply region, the heat input via the heating elements can be adjusted into the process medium and consequently its viscosity. A particular advantage lies in the fact that the heating elements only need to provide a temperature profile required for the isenthalpic expansion process of the mineral granules and thus the process medium for the laminar flow does not require a separate heating device or a separate temperature profile in order to adjust the viscosity of the process medium.
Kurze Beschreibung der Erfindung Brief description of the invention
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen schematischen Schnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit kopfseitigem Materialeintrag und fußseitigem Materialaustrag bei In the drawing, the subject invention is shown, for example. Show it Fig. 1 is a schematic section of a device according to the invention with head-side material entry and fußseitigem material discharge at
Gleichstrombetrieb,  DC operation,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer erfindungsgemäßen  Fig. 2 is a representation corresponding to FIG. 1 of an inventive
Vorrichtung mit fußseitigem Materialeintrag und kopfseitigem  Device with foot-side material entry and head-side
Materialaustrag bei Gegenstrombetrieb.  Material discharge in countercurrent operation.
Wege zur Ausführung der Erfindung Ways to carry out the invention
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Verarbeitungskanal 1 auf. Der Verarbeitungskanal 1 ist dabei in einem eine Wärmeisolationsmantel 2 A device according to the invention has a processing channel 1. The processing channel 1 is in a heat insulation jacket. 2
umfassenden Ofenschacht 3 angeordnet. Im Verarbeitungskanal ist eine erfindungsgemäße Einströmöffnung 4 zur Ausbildung einer entlang der comprehensive furnace shaft 3 arranged. In the processing channel is an inflow opening 4 according to the invention for forming a along the
Verarbeitungskanalinnenwand verlaufenden, granulatfreien Laminarströmung 5 vorgesehen. Processing channel inner wall extending, granular laminar flow 5 is provided.
Der Eintrag des Mineralgranulats, das beispielsweise auf blähfähigem The entry of the mineral granules, for example, on expandable
vulkanischem Glas basieren kann, erfolgt über eine Zufuhreinrichtung 6, die in der Ausführungsform der Fig. 1 einem an den Verarbeitungskanal 1 anschließenden Kopfteil 7 zugeordnet ist. Der Austrag des Mineralgranulats erfolgt hingegen über eine einem Fußteil 8 zugeordneten Abzugsbereich 9, wobei der Abzug über die Zufuhr von zusätzlicher Kühlluft 10 unterstützt werden kann. volcanic glass is based on a supply device 6, which is assigned in the embodiment of Fig. 1 adjoining the processing channel 1 head part 7. The discharge of the mineral granulate, however, takes place via a deduction area 9 assigned to a foot part 8, wherein the withdrawal can be assisted by the supply of additional cooling air 10.
Die Laminarströmung 5 wird über im Ofenschacht 3 vorgesehene Zuführöffnungen 1 1 dem Verarbeitungskanal 1 zugeführt, wobei der Kopfteil 7 zudem einen The laminar flow 5 is supplied via provided in the furnace shaft 3 feed ports 1 1 the processing channel 1, wherein the head part 7 also has a
Abzugsbereich 12 für die entlang der Verarbeitungskanalinnenwand nach oben verlaufende Laminarströmung 5 aufweist. Dabei bildet die Laminarströmung 5 eine Art Luftvorhang, der sich nicht mit der granulatführenden Förderströmung 13 vermischt und dadurch Anhaftungen des erweichten Granulats an der Has deduction area 12 for along the processing channel inner wall upwardly extending laminar flow 5. The laminar flow 5 forms a type of air curtain, which does not mix with the granulate-conveying flow 13 and thereby adhesions of the softened granules to the
Verarbeitungskanalinnenwand weitgehend vermieden werden. Die Processing channel inner wall are largely avoided. The
Laminarströmung 5 kann zudem vorgewärmt sein, sodass sich ein zusätzlich wirkender Kamineffekt einstellt, der ein Aufsteigen und Anlegen der Laminar flow 5 can also be preheated, so that adjusts an additional-acting chimney effect, the rising and applying the
Laminarströmung 5 an die Verarbeitungskanalinnenwand weiter begünstigt. Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eignet sich insbesondere für Partikelgrößen über 100 gm, zumal sich in diesem Fall eine Förderung der Granulatpartikel durch den Verarbeitungskanal 1 schwerkraftbedingt ergibt. Die Laminarströmung 5 und die granulatführende Förderströmung 13 verlaufen dabei im Verarbeitungskanal 1 in entgegengesetzten Strömungsrichtungen. Die Verweilzeit der Partikel im Verarbeitungskanal 1 kann beispielsweise über die Einströmgeschwindigkeit der Laminarströmung 5 oder eine zusätzlich vorgesehene Absaugung im Abzugsbereich 12 eingestellt werden. Laminar flow 5 to the processing channel inner wall favors further. The embodiment of a device according to the invention shown in FIG. 1 is particularly suitable for particle sizes above 100 gm, especially as in this case results in a promotion of the granular particles through the processing channel 1 by gravity. The laminar flow 5 and the granulate-conveying flow 13 extend in the processing channel 1 in opposite directions of flow. The residence time of the particles in the processing channel 1 can be adjusted, for example, via the inflow velocity of the laminar flow 5 or an additionally provided suction in the take-off region 12.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform eignet sich insbesondere für The embodiment shown in Fig. 2 is particularly suitable for
Partikelgrößen unter 100pm. Die Laminarströmung 5 und die granulatführende Förderströmung 8 weisen dieselbe Strömungsrichtung im Verarbeitungskanal 1 auf. In dieser Ausführungsform werden die Granulatpartikel über eine dem Fußteil 8 zugeordneten Zufuhreinrichtung 6 mittels eingeblasener Prozessluft 14 als Prozessmedium in den Verarbeitungskanal 1 eingebracht. Die Verweilzeit der Partikel im Verarbeitungskanal 1 kann wiederum über die Particle sizes below 100pm. The laminar flow 5 and the granulate-conveying flow 8 have the same flow direction in the processing channel 1. In this embodiment, the granulate particles are introduced into the processing channel 1 via a feed device 6 assigned to the foot part 8 by means of injected process air 14 as process medium. The residence time of the particles in the processing channel 1 can in turn on the
Einströmgeschwindigkeit der Laminarströmung 5, die Einströmgeschwindigkeit der Prozessluft 14 oder über eine in einem dem Kopfteil 7 zugeordneten  Inflow velocity of the laminar flow 5, the inflow velocity of the process air 14 or one in the head part 7 associated
Abzugsbereich 12 vorgesehene Absaugung eingestellt werden. Zudem kann noch zusätzliche Kühlluft 15 in den Kopfteil 7 eingetragen werden. Discharge region 12 provided suction can be adjusted. In addition, additional cooling air 15 can be entered into the head part 7.
Besonders günstige konstruktive Bedingungen ergeben sich, wenn sich der Querschnitt des Verarbeitungskanals 1 im Bereich der Einströmöffnung 2 in Einströmrichtung der Laminarströmung 5 erweitert, insbesondere, wenn der Verarbeitungskanal 1 zwei Kanalabschnitte 16 und 17 mit voneinander Particularly favorable constructive conditions arise when the cross-section of the processing channel 1 widens in the area of the inflow opening 2 in the inflow direction of the laminar flow 5, in particular if the processing channel 1 has two channel sections 16 and 17 with each other
abweichendem Querschnitt umfasst, wobei der Kanalabschnitt 16 mit geringerem Querschnitt unter Ausbildung der Einströmöffnung 4 in den Kanalabschnitt 17 mit größerem Querschnitt ragt. Dabei können die Kanalabschnitte 16 und 17 jeweils einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und in Bezug auf deren Längsachse koaxial zueinander ausgerichtet sein, wobei der Kanalabschnitt 16 teilweise in den Kanalabschnitt 17 hineingeschoben ist. Die Querschnittsgeometrie des deviating cross-section comprises, wherein the channel portion 16 projects with a smaller cross section to form the inflow opening 4 in the channel section 17 with a larger cross-section. In this case, the channel sections 16 and 17 may each have a circular cross-section and be aligned coaxially relative to each other with respect to their longitudinal axis, wherein the channel section 16 is partially pushed into the channel section 17. The cross sectional geometry of the
Verarbeitungskanals 1 bzw. der Kanalabschnitte 16 und 17 kann an sich frei gewählt werden, wobei sich besonders günstige Prozessbedingungen bei kreisrundem Querschnitt einstellen. Es kann gemäß einer Ausführungsform auch vorgesehen sein, dass der Verarbeitungskanal 1 bzw. die Kanalabschnitte 16 und 17 durch eine geeignete, hitzebeständige Folie gebildet werden. Processing channel 1 or the channel sections 16 and 17 can be chosen freely, with particularly favorable process conditions set circular cross-section. It may also be provided according to an embodiment that the processing channel 1 or the channel sections 16 and 17 are formed by a suitable, heat-resistant film.
Es kann zudem vorgesehen sein, dass die über den Abzugsbereich 12 abgeführte Laminarströmung 5 beispielsweise zur Wärmerückgewinnung einem In addition, provision may be made for the laminar flow 5, which is discharged via the withdrawal region 12, to be used, for example, for heat recovery
Wärmetauscher zugeführt wird, sodass die Prozesswärme wiederum an eine die Laminarströmung 5 bildende, neu zugeführten Prozessluft 18 abgegeben werden kann. Heat exchanger is supplied, so that the process heat in turn to a laminar flow 5 forming, newly supplied process air 18 can be dispensed.
Der Verarbeitungskanal 1 kann auswechselbar im Ofenschacht 3 angeordnet sein, sodass beispielsweise die Kanalabschnitte 16 und 17 einzeln oder gemeinsam aus dem Ofenschacht 3 entnommen werden können, um gegebenenfalls notwendige Wartungsarbeiten einfacher durchführen oder aber den The processing channel 1 can be interchangeably arranged in the furnace shaft 3, so that, for example, the channel sections 16 and 17 can be removed individually or jointly from the furnace shaft 3 to perform possibly necessary maintenance easier or the
Verarbeitungskanal 1 bzw. die Kanalabschnitte 16 und 17 austauschen zu können. Ebenso können der Kopfteil 7 sowie der Fußteil 8 jeweils auswechselbar an den Verarbeitungskanal 1 und/oder den Ofenschacht 3 angesetzt sein, sodass ein modularer Aufbau der Vorrichtung ermöglicht wird, der je nach Processing channel 1 and the channel sections 16 and 17 to be able to exchange. Likewise, the head part 7 and the foot part 8 can be replaceably attached to the processing channel 1 and / or the furnace shaft 3, so that a modular structure of the device is made possible, depending on
Anwendungszweck angepasst werden kann. Dadurch kann über nur geringe Umbauarbeiten bzw. durch einfaches Austauschen des Kopfteils 7 mit dem Fußteil 8 beispielsweise zwischen einem Gegenstromprozess gemäß Fig. 1 und einem Gleichstromprozess gemäß Fig. 2 bzw. zwischen einem Prozess mit Application can be customized. As a result, over only minor remodeling or by simply replacing the head part 7 with the foot part 8, for example between a countercurrent process according to FIG. 1 and a DC process according to FIG. 2 or between a process with
Partikelgrößen über 100 pm und unter 100pm gewechselt werden Particle sizes above 100 pm and below 100pm be changed
Die Vorrichtung kann einen den Verarbeitungskanal 1 umgebenden The device may surround a processing channel 1
Zuleitungsbereich 19 für die Laminarströmung 5 aufweisen. Im Zuleitungsbereich 19 können dabei Heizelemente 20 für den Verarbeitungskanal 1 angeordnet sein, die dann gleichzeitig zur Erwärmung der Laminarströmung 5 dienen. Der Supply line 19 for the laminar flow 5 have. In the supply line 19 while heating elements 20 may be arranged for the processing channel 1, which then simultaneously serve to heat the laminar flow 5. Of the
Wärmeeintrag in die Laminarströmung kann beispielsweise über die Heat input into the laminar flow, for example, via the
Einströmgeschwindigkeit der die Laminarströmung 5 bildenden Prozessluft 18 in den Zuleitungsbereich 19 eingestellt werden. Inflow velocity of the laminar flow 5 forming process air 18 are set in the supply line 19.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Herstellung eines geblähten Mineralgranulats mit einem beheizten Verarbeitungskanal (1 ) für das einer Förderströmung (13) aufgegebene Mineralgranulat, dadurch gekennzeichnet, dass im Verarbeitungskanal (1 ) eine Einströmöffnung (4) zur Ausbildung einer entlang der 1. An apparatus for producing a distended mineral granules with a heated processing channel (1) for a conveying flow (13) abandoned mineral granules, characterized in that in the processing channel (1) an inflow opening (4) for forming a along the
Verarbeitungskanalinnenwand verlaufenden, granulatfreien Laminarströmung (5) vorgesehen ist.  Processing channel inner wall extending, granular laminar flow (5) is provided.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt des Verarbeitungskanals (1 ) im Bereich der Einströmöffnung (4) in Einströmrichtung der Laminarströmung (5) erweitert. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the cross section of the processing channel (1) in the region of the inflow opening (4) widens in the inflow direction of the laminar flow (5).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verarbeitungskanal (1 ) auswechselbar in einem Ofenschacht (3) angeordnet ist. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the processing channel (1) is arranged interchangeably in a furnace shaft (3).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verarbeitungskanal (1 ) zwei Kanalabschnitte (16), (17) mit voneinander abweichendem Querschnitt umfasst, wobei der Kanalabschnitt (16) mit 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the processing channel (1) comprises two channel sections (16), (17) with different cross-section, wherein the channel section (16) with
geringerem Querschnitt unter Ausbildung der Einströmöffnung (4) in den smaller cross section forming the inflow opening (4) in the
Kanalabschnitt (17) mit größerem Querschnitt ragt. Channel section (17) with a larger cross section protrudes.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessmedium der Laminarströmung (5) eine vom Prozessmedium der Förderströmung (13) abweichende Viskosität aufweist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the process medium of the laminar flow (5) has a different from the process medium of the delivery flow (13) viscosity.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem den Verarbeitungskanal (1 ) umgebenden Zuleitungsbereich (19) für die Laminarströmung (5) Heizelemente (20) für den Verarbeitungskanal (1 ) angeordnet sind. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in a processing channel (1) surrounding the feed line (19) for the laminar flow (5) heating elements (20) for the processing channel (1) are arranged.
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