EP3895806A1 - Method and device for cmomminuting solid materials - Google Patents
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- EP3895806A1 EP3895806A1 EP21168714.0A EP21168714A EP3895806A1 EP 3895806 A1 EP3895806 A1 EP 3895806A1 EP 21168714 A EP21168714 A EP 21168714A EP 3895806 A1 EP3895806 A1 EP 3895806A1
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- B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
- B02C23/10—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with separator arranged in discharge path of crushing or disintegrating zone
- B02C23/12—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with separator arranged in discharge path of crushing or disintegrating zone with return of oversize material to crushing or disintegrating zone
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- B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
- B02C13/22—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with intermeshing pins ; Pin Disk Mills
- B02C13/24—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with intermeshing pins ; Pin Disk Mills arranged around a vertical axis
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- B02C13/26—Details
Definitions
- the invention relates to a device for comminuting solid materials, a method for this in which this device can be used, and the use of the device for comminuting solid materials.
- the invention relates to a method for fine and ultra-fine grinding or comminution of solid materials / substances of different hardness, with the simultaneous production of finished products of various types - both finely ground substances and nano-powders, d. H. those with high proportions of nanoparticles.
- the invention can be used in the processing of a wide variety of raw materials, which are then later used as fillers, e.g. B. for the production of masterbatches, polypropylenes and polyethylenes, compounds, ceramics, paper, lacquers, paints, dry mixes and cement for the construction industry, for waste processing in the metallurgical industry, for processing precious metal stones and fertilizers as well as dry substances in the manufacture of cosmetics and medicines.
- a grinding system which consists of a coarse and fine grinding component.
- the first component is with a roller mill and a classifier and the second with a tube mill, a distributor and a classifier ( WO 2006/087167 A1 ) fitted.
- the silo is mainly intended for the transport of grain and is not suitable for its stationary storage.
- a crushing plant which crushes ore in three stages. It consists of an ore bunker with a charging device, a mill for self-comminution for the first stage, a ball mill for coarse grinding, a mill for fine grinding, a wet cyclone group, a classifier and a distributor (utility model RU No. 72463 ).
- a system is known in the RU 94038379 A is described; it consists of a device for coarse and fine grinding, a filling silo, a dosing silo, a conveyor system consisting of pneumatic and return lines, cyclones and a filter system.
- the invention is based on the object of specifying a universal, energy-efficient and resource-saving device and method which enable simultaneous production of several types of powders with different hardnesses and different chemical and mineralogical ones Composition made possible, with process performance control and particle size analysis and with low energy consumption in a closed circuit within a plant.
- powders are to be produced in a sufficiently homogeneous form.
- powders can be produced in a sufficiently homogeneous form.
- the device according to the invention and the method according to the invention have the advantage that recycling or subsequent comminution can be avoided.
- the device according to the invention and the method according to the invention also have the advantage that materials of different hardness can be processed efficiently at the same time. Since the first shredder will usually shred materials of different hardness into particles with different size distribution, the downstream sieving with a return of the coarse fraction can ensure that the differences in the size distributions of the materials of different hardness are reduced and materials are fed to the downstream post-shredding unit Size distributions are more similar to one another despite possible different hardnesses.
- the post-shredding unit can have at least one cyclone separator for the further treatment of the material that emerges from the second shredder.
- Cyclone separators are known per se to the person skilled in the art. So he knows which ones to use and how they work. He also knows that Zykon separators separate the material depending on its mass and not - like centrifuges - depending on its density.
- the first shredder and the sieve can be designed and matched to one another in such a way that the size of the finely shredded material essentially corresponds to the separation size between the fine fraction and the coarse fraction.
- the first shredder and the sieve can be designed and coordinated with one another in such a way that the size of the material emerging from the first shredder essentially corresponds to the size of the largest parts of the fine fraction of the sieve.
- the first shredder and the sieve can be designed and coordinated with one another in such a way that the first shredder has a sieve with a mesh size which essentially corresponds to the mesh size of the sieve.
- This embodiment of the invention is particularly advantageous because the return of the coarse fraction ensures that the coarse fraction of the sieve is returned to the shredder of the pre-shredding unit until it has the desired specification and reaches the fine fraction during sieving. It has surprisingly been found that the sieving following the first comminution with a separation size that corresponds to the size of the particles leaving the first comminution, or with a mesh size that corresponds to the mesh size of a sieve of the first comminutor, significantly greater security and provides efficiency in the operation of the apparatus of the invention.
- the device can have a coarse crushing unit for coarsely crushing material into coarsely crushed material in order to feed the coarsely crushed material to the pre-crushing unit.
- the coarse shredding unit can comprise at least one or more crushers.
- the at least one crusher or several crushers can preferably have at least one or more two-roll crushers.
- the crusher (s) can have at least one or more single-roller crushers.
- the crusher (s) can have at least one or more cheek breakers.
- particle sizes should be achieved that the pre-shredding unit can process reliably and safely, for example, suitable mills to be selected.
- suitable mills for example, suitable mills to be selected.
- the person skilled in the art knows how these components can be coordinated with one another or which material should be fed to the pre-shredding unit. This information can be found in the device specifications of the components, for example. Alternatively or additionally, coarsely comminuted material can also be delivered or fed directly to the device according to the invention.
- the device can have a receptacle in which the material to be comminuted can be located and from where it can be fed to an optional coarse comminution or an optional crusher.
- a crusher in the sense of the present invention are machines for comminuting lumpy feed material to smaller grain sizes in the coarse to medium size range. They are mainly used to produce broken minerals from stones. In contrast to this, one speaks of mills when the target grain size is to be in the fine or very fine range. As a rule, this limit will be in the range of, for example, 50 ⁇ m to 500 ⁇ m for a target grain size, which means that crushers usually have a target grain limit above this limit range and mills have a target grain limit below this limit range, whereby smooth transitions can exist. Crushers are most widespread in the industrial processing of mineral raw materials, see quarries, lime works, gravel works, mining and secondary materials, see recycling, building rubble.
- the first comminutor can have at least one mill or several mills.
- the mill can preferably have at least one hammer mill or some of the mill (s) can preferably each have at least one hammer mill.
- the first comminutor or the mill can be adapted to comminute the coarsely comminuted material to a particle size of the order of 500 ⁇ m. This can be done in a favorable manner, for example, with a hammer mill, which preferably has a sieve whose mesh size is in the order of magnitude of approx. 500 ⁇ m or in the order of magnitude of the desired target size or order of magnitude of the particles into which the material from the first The shredder is to be shredded.
- Hammer mills usually work on the principle of impact and impact.
- the rotating hammers hit the grist in the grinding chamber.
- the grist leaves through a sieve down into the grinding chamber.
- Hammer mills can be equipped with different sieve inserts, depending on the product properties and the desired comminution result, which can include, for example, a bar sieve or a mesh sieve or a sieve grate.
- different perforated and bar screen grids with corresponding mesh sizes can be used, which, depending on the material, can determine the size of the particles passing through the screen.
- the sieve downstream of the first grinder can advantageously increase the likelihood that particles that are beaten by the hammer mill, but have a larger dimension in the direction of passage than the passage opening, get into the coarse fraction and are returned to the first grinder in order to also be in this dimension to be scaled down sufficiently.
- the mesh size of the sieve of the first crusher or the hammer mill of the first crusher and the mesh size of the sieve downstream of the first crusher are of the same order of magnitude or can be selected so that particles of approximately the same size can pass through.
- the sieve can have at least one single or multiple oscillating sieve or several single or multiple oscillating sieves.
- the sieve can have at least one vibrating sieve or several vibrating sieves.
- the re-shredding unit can have at least one third container for receiving the material further treated with the cyclone separator.
- the re-shredding unit can have a plurality of third containers for receiving the material further treated with the cyclone separator. This has the advantage that more material or different qualities of the material can be kept available for delivery.
- the second container can be connected to a first hose filter, which can preferably be provided with a vacuum cleaner.
- a first hose filter which can preferably be provided with a vacuum cleaner.
- the bag filter can be designed and arranged in such a way that essentially the material is removed that has a particle size of less than approximately 50% of the separation size of the sieve.
- the bag filter can be designed and arranged in such a way that essentially the material is removed that has a particle size of less than approximately 60% of the separation size of the sieve.
- the bag filter can be designed and arranged in such a way that essentially the material is removed that has a particle size of less than approximately 70% of the separation size of the sieve.
- the bag filter can be designed and arranged in such a way that essentially the material is removed that has a particle size of less than approximately 80% of the separation size of the sieve.
- a separation size of the order of magnitude of 500 ⁇ m this means that the material with a particle size of up to approximately 400 ⁇ m is removed so that material with a particle size of approximately 400 ⁇ m to 500 ⁇ m is fed to the post-shredding unit.
- the bag filter can be designed and arranged in such a way that essentially the material is removed that has a particle size of less than approximately 90% of the separation size of the sieve.
- a magnetic separator can be provided in front of the first container, which is adapted to remove magnetic material from the coarsely comminuted material.
- This can have the advantage that a material is further processed that has been at least largely freed from any magnetic material that may be present if it was present in the coarsely comminuted material.
- This has the advantage that as a result of a homogeneous or less magnetic starting material the product can be produced more homogeneously.
- the first receptacle can have at least one or more bunkers.
- the second receptacle can have one or more bunkers.
- the third container can have one or more bunkers.
- the bunker or some of the bundles or bunkers can be designed as end bunkers.
- the first receiving container in the device can be a receiving bunker and / or the second receiving container can be a receiving bunker and / or the third container can be a further bunker and / or the end container can be an end bunker.
- the use of the phrase “and / or” indicates that any combination of containers or bunkers is contemplated. It has proven to be favorable that the first receiving container, the second receiving container, the third container and the end container are each designed as a bunker.
- a bunker is understood to mean large containers for holding bulk goods (e.g. coal, ore, grain).
- the sieve can be designed and adapted in such a way that it has a separation size in the order of magnitude of approximately 500 ⁇ m and / or the mesh size of the sieve is in the order of magnitude of approx. 400 ⁇ m to 500 ⁇ m. In the case of several sieve devices of the sieve, this can apply to one sieve device, several of the sieve devices or all of the sieve devices.
- the sieve of the first shredder can preferably also have a corresponding mesh size.
- the device can also Pipelines, screw conveyors, such as vertical screw conveyors or inclined screw conveyors), bucket conveyors, chain conveyors and / or plate conveyors, with which material can be conveyed from one component to another component in a favorable manner.
- screw conveyors such as vertical screw conveyors or inclined screw conveyors
- bucket conveyors such as vertical screw conveyors or inclined screw conveyors
- chain conveyors such as chain conveyors and / or plate conveyors
- the above-mentioned serial or partially parallel connection of the components can therefore take place with pipelines, screw conveyors, bucket conveyors, chain conveyors and / or plate conveyors.
- the material can thus be conveyed through the device from one component to the next via pipelines, screw conveyors, bucket conveyors, chain conveyors and / or plate conveyors.
- the components specified above or some or all of the components in the device can be connected in series, i.e. the components connected in series are connected to one another in the order given above or as follows: an optional coarse shredding unit is followed by the pre-shredding unit, which is followed by the post-shredding unit.
- the optional coarse shredding unit and the pre-shredding can create a pre-shredding, while the post-shredding unit can create a fine shredding.
- serial circuit in the sense of the present invention also includes that further components can be serially interposed or connected in parallel between the above components of the device according to the invention, a parallel connection being preferable if, for example, several different products are produced at the same time or several bunkers are to be loaded with one material at the same time.
- the fine comminution unit or Fine shredding unit in the DE 10 2018 212 830 B3 described shredder are used. This is known, so that the person skilled in the art knows its structure and its mode of operation and operation. The essential structural features are therefore only briefly given below.
- a shredder for the fine and ultra-fine shredding of lumpy solid materials, in particular minerals and solid fossil raw materials which has: a housing with an axial inlet opening and a tangential outlet opening and an essentially cylindrical, annular shredding chamber in which two in Coaxial rotors rotatable in opposite directions are arranged in a horizontal zone, on whose surfaces facing each other annular comminuting elements are arranged, between which radially extending channel sections closed in their circumferential direction are formed, with at least one annular zone also being present between the rotors which is free of comminuting elements and channel sections and into which the channels of the adjacent inner ring zone open and in which the partial flows emerging from the channels are swirled.
- the surfaces of the rotors facing one another can be provided with depressions in the ring zone free of comminution elements to increase the turbulence.
- an annular region can be formed which is delimited to the outside by the inner wall of the housing and which causes further turbulence in the material flows emerging from the rotors.
- Impact plates which are connected to the inner wall of the housing, can be arranged in the ring area.
- the shredder can be provided with ventilation devices which are arranged on the housing and enable ventilation of the interior of the housing to change the solid-air ratio in the housing.
- the second shredder of the fine shredding unit or the post-shredding unit can thus also be designed in accordance with the shredding system described in the German patent DE 10 2018 212 830 B3 is disclosed, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
- the second shredder or the fine shredding unit of the device can have the following: a housing with an axial inlet opening and a tangential outlet opening and a substantially cylindrical, annular shredding chamber, in which two are in a horizontal zone Coaxial rotors rotatable in opposite directions are arranged, on whose surfaces facing each other annular shredding elements are arranged, between which radially extending channel sections closed in their circumferential direction are formed, wherein between the rotors there is also at least one annular zone which is free of shredding elements and channel sections and in which open the channels of the adjacent inner ring zone and in which the partial flows emerging from the channels are swirled.
- step a) of the first comminution and step b) of sieving can be coordinated with one another in such a way that the mean size of the finely comminuted material essentially corresponds to the separation size between the fine fraction and the coarse fraction.
- the method can include the following further step: e) Treating the material further shredded by the post-shredding unit with a cyclone separator.
- step f) coarsely crushing material into coarsely crushed material in order to feed it to the pre-shredding unit.
- magnetic material can be separated off with a magnetic separator before step a) of the first comminution.
- This can have the advantage that a material is further processed that has been at least largely freed from any magnetic material that may be present if it was present in the coarsely comminuted material.
- the coarse crushing can be carried out with a crusher.
- the crusher can preferably have at least one or more two-roller crushers and / or at least one or more single-roller crushers and / or at least one or more cheek crushers.
- the coarsely comminuted material can be finely comminuted into particles with a particle size of the order of about 400 ⁇ m to 500 ⁇ m.
- the comminution can take place in three steps.
- the order of magnitude can be, for example, in the range from approx. 50 mm to approx. 500-800 mm.
- pre-comminution takes place to a particle size in the order of, for example, 50 ⁇ m to approx. 400 ⁇ m and / or 500 ⁇ m or the desired input particle size for a Crushing plant, for example according to the DE 10 2018 212 830 B3 can be formed.
- a second or third step it is finely comminuted to a particle size of the order of magnitude up to nanoparticles.
- the initial size of the particles in this step can be 100 to 500 nm (nanometers), as is achieved, for example, by a comminution system according to FIG DE 10 2018 212 830 B3 can be reached.
- the size of the particles can be determined, if necessary, for example by sieve analysis or light microscopy and, in the case of smaller-sized particles, by sedimentation analysis, laser diffraction particle size analysis (laser diffractiometry) and / or electron microscopy.
- magnetic material can be separated off, for example with a magnetic separator.
- the coarse crushing with a Two-roll crusher, single-roll crusher or cheek crusher take place.
- the pre-comminuting and grinding can be carried out in such a way that particles with a particle size in the order of magnitude of approximately 200 ⁇ m to approximately 500 ⁇ m or approximately 300 ⁇ m to approximately 500 ⁇ m or approximately 400 ⁇ m to approximately 500 ⁇ m or approx. 450 ⁇ m to approx. 500 ⁇ m can be obtained. This can be achieved, for example, by grinding in a hammer mill and then filtering with, for example, a bag filter.
- the present invention also relates to the use of the above-described device according to the invention for comminuting solid materials. This use can take place, for example, according to the method according to the invention, which is also described above. The details of the use according to the invention emerge from the present description of the device according to the invention and the method according to the invention.
- one or more production lines can be installed in one room.
- the production line can be equipped with optional coarse shredding units or crushing devices of various types, which can be installed as modules.
- a pre-shredding unit can be used initially. These can process material with different particle sizes. With a heavy weight class, for example, over 50 tons of material can be processed per hour, with a medium weight class up to 50 tons per hour and with a light weight class up to 10 tons per hour.
- two different pre-shredding units can be used for the simultaneous supply of several production lines, the starting products of which can be further treated in a common post-shredding unit or in separate post-shredding units.
- a design is favorable in which the coarse shredding unit or the pre-shredding unit consists of the following components connected in series: a receiving container, a vibrating feeder, a two-roller tooth crusher for coarse shredding, a vertical cup conveyor or vertical chain / plate conveyor, an intermediate receiving container, a hammer mill horizontal feed, return and inclined conveyors, a vibrating screen and a suction system for the pre-shredding unit, which includes a bag filter and vacuum cleaner.
- a magnetic separator can be installed in front of the loading opening of the intermediate receptacle so that the raw material can be cleaned of magnetic foreign bodies.
- the module can be heavy or medium-heavy in order to be able to supply one or more production lines at the same time with the pre-shredded raw material.
- the module can consist of a single or two-roll crusher, also a cheek or hammer mill.
- the pre-shredding unit can also be equipped with a two-stage device so that the plant can be operated directly on raw material deposits such as quarries and open-cast mines.
- a feature of the invention is that preferably a shredder according to DE 10 2018 212 830 B3 can be used as described above, with mechanical shredding down to nanoparticles and with a low energy consumption, without additional resources, such as. B. water, air, or steam, and without additional supply connections and lines.
- the invention is characterized in that this technology uses universal, waste product-free, energy-efficient and resource-saving shredders in which a mechanical process is used to shred various materials, as is, for example, in the DE 10 2018 212 830 B3 is described. With regard to the technical details and the functionality, express reference is made to the DE 10 2018 212 830 B3 referenced.
- the invention is characterized in that the technology contains different pre-shredding units that do not impair the quality of the finished product.
- the invention is characterized in that not only at least one but also several shredders can be used here.
- the invention is characterized by the fact that the technology allows two different configurations for the manufacture of the finished product to be combined and operated simultaneously: with separation of particles and without separation.
- the invention is characterized in that there is the possibility of regulating the production output and grain sizes according to the specifications without the configuration having to be changed.
- the invention is characterized in that the technology can have at least two separators, which enables many different finished products different grain size can be produced.
- the invention is characterized in that the technology allows different types of finished product with different properties to be produced simultaneously or alternately.
- the invention is characterized in that dry substances for the food and pharmaceutical industries can be produced without exchanging devices and only by high temperature during the comminution and simultaneous disinfection.
- the invention is characterized in that dry powders can be produced from the starting material of high humidity - without prior drying - with fine grinding and drying taking place in one work step.
- the invention is characterized in that the method can run in a closed circuit at negative pressure; this contributes to environmental friendliness.
- the process is practically completely dust-free and the exhaust air can be 99.9% emission-free (air purification 99.9%.)
- the invention is characterized by the fact that there are practically no waste products here: the entire starting material is almost completely or practically 100% processed, i. H. the technology is practically waste-free and resource-saving.
- An advantage of the invention is that the technology does not generate any waste, ie a finished product is created without by-products and waste (practically 100% yield).
- Another advantage of the present invention is that the production process is in a completely closed circuit and meets the strictest environmental protection requirements (practically absolutely free of dust emissions: - air purification level 99.9%).
- Another advantage is that all loading devices can be equipped with frequency converters; this allows the speed and production output to be regulated at all points on the production line; this enables the production of finished products of different grain sizes, i. H. A large number of different finished products can be produced simultaneously or alternately on one and the same production line without having to change the equipment.
- the device according to the invention can contain up to two sorting units, as a result of which a variety of finished products of different grain sizes can be produced.
- These two sorting units can be: a unit for raw material sifting with vibrating sieve and auxiliary devices (horizontal and vertical screw and bucket conveyors), so that thanks to the changeable sieve mesh size it is possible to obtain different input sizes of the raw material particles; this influences the fine grinding or fine grinding and the grain size in the finished product.
- a unit equipped with a separator for sorting the finished product enables large quantities of nanoparticles to be produced.
- Another advantage of this invention is that raw materials with a high level of moisture can also be processed in this process without any additional preparation; When grinding down to nanoparticles, drying also takes place.
- Another advantage of this invention is that the present invention is universal; she can also for Manufacture of dry fillers for the food and pharmaceutical industries can be used without having to change the main units.
- disinfection devices can be installed after the pre-shredding unit and before the packaging machine, and some machine parts can be lined with ceramics.
- Another advantage of the device according to the invention is that different and mutually interchangeable types of machines and devices (e.g. filters, cyclones, fans, screw conveyors, etc.) can be used without the production output and product quality being impaired or design changes being required.
- machines and devices e.g. filters, cyclones, fans, screw conveyors, etc.
- Fig. 1 The basic idea and the process principle of the invention are shown using the example of a production line (see Fig. 1 ), in which any mineral products (such as chalk, marble, calcite, limestone, dolomite spar, tallow, bleaching earth, bentonite, haplite, pegmatite, rock mica, expanded mica, Schaalstein) can be produced; the principle of the procedure is explained in the following in connection with Fig. 1 evident.
- any mineral products such as chalk, marble, calcite, limestone, dolomite spar, tallow, bleaching earth, bentonite, haplite, pegmatite, rock mica, expanded mica, Schaalstein
- the start of the production line can be carried out in several ways.
- the production line can be equipped with a crusher; the delivery ore can have dimensions of up to 1 m, for example.
- the crusher can consist of various cascaded crushers. From the crusher, the ore arrives on the vibrating screen and then into a bunker with raw material.
- Another option is to shred the starting material in advance so that the dimensions are, for example, up to 100 mm.
- lump ore (of any mineral) is delivered in big bags and can be filled into the receiving bunker with the aid of a crane beam 1A mounted at the loading point of the receiving container 1.
- the bunker is connected to the suction system of the whole coarse shredding unit or pre-shredding unit.
- the ore comes via the vibratory feeder 2 into the crusher 3, which can be designed, for example, as a tooth crusher or a single roller or cheek crusher; the vibrating feeder 2 is equipped with a drive by means of which the amplitude of the vibrating feeder and consequently also the feed of the starting material can be regulated.
- the ore is conveyed from the pre-shredding unit 3 via a first screw conveyor 4 into the magnetic separator 4A, which removes ferromagnetic foreign particles.
- the pre-shredded material comes into a first vertical bucket conveyor or vertical chain / plate conveyor 5 and is dropped therefrom into the first receptacle 6.
- the capacity of the receptacle 6 can be at least 20 m 3 , for example, in order to ensure smooth operation of the pre-shredding unit.
- a discharge lock 7 which can also act as a metering device thanks to the speed control
- the lump ore (10-20 mm) comes into the mill 8, which can be designed as a hammer mill, for example.
- the lump ore is crushed to a particle size of, for example, 400-500 microns and fed via a second screw conveyor 9 to the sieve 10, which is designed here as a vibrating sieve, which is equipped with cascaded sieves with different mesh sizes.
- the coarse fraction ie for example the material with a particle size above the separation size of for example 500 ⁇ m
- the fine fraction is fed via a fourth screw conveyor 12 to a second vertical bucket conveyor or vertical chain / plate conveyor 13, which is mounted on a second container 14.
- the entire optional coarse shredding unit and the entire pre-shredding unit are equipped with a self-sufficient extraction system (dedusting system); this system installed in the pre-shredding area comprises a bag filter 15 and a vacuum cleaner 16.
- the further container 14 acts as a storage and dispensing vessel, which ensures a smooth, uninterrupted supply of the starting material into the fine grinding area of the Re-shredding unit guaranteed.
- the further container 14 is equipped with a discharge lock 17 which regulates the supply of the material to a fifth screw conveyor 18.
- the latter is also equipped with an automated metering unit 19 which regulates the supply of material to the shredder 20.
- the fine grinding takes place in a mechanical process (cf. DE 10 2018 212 830 B3 ).
- the shredded material is conveyed at high speed and under high moving pressure via the pipeline 21 into the cyclone separator 22, bag filter 23 and into the end containers 24, 25.
- the finely ground material is then fed from the end containers 24, 25 equipped with the metering locks 26, 27) and sixth and seventh inclined screw conveyors 28, 29 to the packaging lines 30, 31, where it is either packed in multilayer paper bags with polyethylene inserts or in polypropylene bags (big bags) .
- the ground material is fed via an eighth screw conveyor 32 to the charging system for loading tank trucks 33.
- the finely ground material can be conveyed into the separator 34 from the end containers 24, 25 equipped with the metering locks 26, 27 and sixth and seventh screw conveyors 28, 29.
- This enables the finished product to be manufactured with a large proportion of nanoparticles.
- the finished product is fed via eighth and ninth screw conveyors 35, 36 to the packaging station, where it can be filled into paper sacks 37, 38, for example. All packaging units are also connected to a suction system which is equipped with a bag filter 39, a vacuum cleaner 40 and a compressor 41.
- the production line can be operated with two or more shredders.
- the finished product can be manufactured with or without separators.
- the entire line is equipped with an automatic production control system 42 that can be controlled from the control panel.
- the end containers 24, 25 can be provided with a bag filter 23, 23A and cyclone separators 22, 22A.
- the bag filters 23, 23A can be connected to vacuum cleaners 43, 44. A corresponding configuration has already been described above in connection with the container 14.
- the bag filters 15, 23, 23A can be connected to a compressor 16A.
- a shredder 20 is illustrated as it can be used in the device according to the invention. It comprises a housing 101 with an axial inlet opening 102, a distributor (centrifugal spreader G) attached underneath and a tangential outlet opening 103 as well as an annular housing area which forms a comminution chamber 104 in which horizontally arranged and counter-rotating rotors 105 and 106 are accommodated, on the rotor surfaces facing each other, shredding elements 108, 109, 110, 116 and 117 are mounted in annular rows.
- the rotors 105 and 106 have a common drive (which is not shown in the figure).
- Channels run between the comminution elements 108, 109, 110, 116 and 117, the cross section of which narrows in the radial direction from the axis to the periphery of the comminution chamber 104 by reducing the height of the passage.
- An annular row of paddles 107 and channels closest to the axis of rotors 105 and 106 between these paddles belongs to the acceleration zone of the material to be shredded.
- the upper and lower sides of the channels are formed by surfaces of the respective rotor and surfaces of a respectively associated concentric ring 111, 112, 113, 114, 115 and 118, which each row of paddles 107 and crushing elements 108, 109, 110 and 116, 117 covered.
- the rings 111, 112, 113, 114, 115, 118 are connected to the respective comminuting elements 108, 109, 110 and 116, 117 in a fixed and play-free manner and rotate together with them when the system is in operation.
- the rings 111 to 118 can be detachably mounted or manufactured as an integral part of the rotors 105 and 106. They can also be manufactured as a continuous or segmented ring. Each set of segments covers a single channel between paddles 107 and shredding elements. The side surfaces of the channels are formed by the front of each paddle 107 or reducing element 108, 109, 110, 116, 117 and the rear side of the adjacent paddle or reducing element.
- comminution elements in the form of conical depressions (cavities, blind holes) 121, 122 on the mutually facing edge surfaces of the rotors 105 and 106.
- Impact plates of variable shape are mounted as a further shredding unit on the inner wall of the housing of the shredding chamber.
- the angle of inclination of these impact plates 123, 124, 125 to the inner wall of the crushing chamber can also be changed.
- the comminution device works as follows: The feed of the starting material of an initial grain size occurs through free material flow or suction through a negative pressure in the housing via the inlet opening or through feed devices of various types (feed conveyor).
- the material is in the acceleration zone of the upper Rotor 105 of the shredder fed, where its particles move in the rotation along the surface of acceleration paddles 107 in the radial direction. As soon as the particles have reached their maximum speed, they also have a certain take-off speed as well as a take-off angle and a free flight path (trajectory) into the brittle fracture zone (zone A). In this zone, the particles collide with the comminuting elements 108 running towards them, as a result of which a brittle fracture occurs.
- the particle mass then consists of individual fragments whose microhardness exceeds that of the initial particles.
- the fragments are accelerated along the comminution element 108 in this zone by rotating the rotor. As soon as the required speed is reached, they collide with the comminution elements 109 of the next rotor element, which in turn increases the material surface.
- the particles then move in a radial direction into the zone where the force acts on the entire particle surface (zone B).
- This zone no longer contains any comminution elements, but contains a number of aerodynamic devices in the form of cavities (depressions, blind holes) 121, 122.
- the comminution method is changed.
- the particles of the already partially shredded material from the various channels collide at high speed and high frequency in the outermost annular gap between the counter-rotating rotors. This happens through an aerodynamic disruptive effect and the resulting aerodynamic vortices.
- the size, mass and specific surface of the particles now differ significantly from the characteristics of the starting material in zone A.
- a zone C in which the particles of the material streams collide with one another and collision plates, is located even further away from the vertical axis of the rotating rotors.
- the peripheral speed of the rotor disks and the material on them is even higher in this zone.
- the changed rotor configuration in this zone makes it possible to cause a collision of a large number of air flows with a maximum concentration of solid particles from the channels of the upper and lower rotor. Particle size reduction takes place by colliding the material, similar to jet mills, but at incomparably higher speeds with minimal energy costs.
- Air extraction devices are also mounted on the housing of the shredder. By removing air from the outer rotor surface, the concentration of the two-phase medium of the material to be shredded in the housing can be changed. This enables more efficient size reduction in an additional ring area between the inner wall of the size reduction chamber and the edges of the rotors.
- the shredded material is removed for suction.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von festen Materialien, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Vorzerkleinerungseinheit mit zumindest einem ersten Aufnahmebehälter (6) zur Aufnahme von grob zerkleinertem Material, zumindest einem ersten Zerkleinerer (8) zur Feinzerkleinerung des grob zerkleinerten Materials, zumindest ein Sieb (10), um das fein zerkleinerte Material in eine Feinfraktion und eine Grobfraktion zu trennen, einem zweiten Behälter (14) zur Aufnahme der Feinfraktion des fein zerkleinerten Materials, und einer Rückführeinheit zur Rückführung der Grobfraktion des fein zerkleinerten Materials in den ersten Aufnahmebehälter (6), und eine Nachzerkleinerungseinheit mit zumindest einen zweiten Zerkleinerer (20) zur Feinstzerkleinerung der Feinfraktion des fein zerkleinerten Materials, und zumindest einen Zyklonabscheider (22) zur Weiterbehandlung Materials, das aus dem zweiten Zerkleinerer austritt. Ferner wird ein Verfahren zur Zerkleinerung von Materialien sowie die Verwendung der Vorrichtung dazu angegeben.The invention relates to a device for comminuting solid materials, the device comprising: a pre-comminuting unit with at least one first receptacle (6) for receiving coarsely comminuted material, at least one first comminuting device (8) for finely comminuting the coarsely comminuted material, at least one sieve (10) to separate the finely comminuted material into a fine fraction and a coarse fraction, a second container (14) for receiving the fine fraction of the finely comminuted material, and a return unit for returning the coarse fraction of the finely comminuted material to the first receiving container (6 ), and a post-shredding unit with at least one second shredder (20) for the finest shredding of the fine fraction of the finely shredded material, and at least one cyclone separator (22) for further treatment of material emerging from the second shredder. Furthermore, a method for comminuting materials and the use of the device for this purpose are specified.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von festen Materialien, ein Verfahren dazu, bei dem diese Vorrichtung eingesetzt werden kann, sowie die Verwendung der Vorrichtung zum Zerkleinern von festen Materialien.The invention relates to a device for comminuting solid materials, a method for this in which this device can be used, and the use of the device for comminuting solid materials.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Fein- und Feinstzermahlung bzw. -zerkleinerung von festen Materialien/Stoffen unterschiedlicher Härte, mit gleichzeitiger Herstellung von Fertigprodukten verschiedener Art - sowohl von feingemahlenen Stoffen als auch von Nano-Pulvern, d. h. solchen mit hohen Anteilen an Nanoteilchen. Die Erfindung kann in der Verarbeitung verschiedenster Rohstoffe Einsatz finden, die dann später als Füllmittel verwendet werden, z. B. zur Herstellung von Masterbatches, Polypropylenen und Polyethylenen, Compounds, Keramik, Papier, Lacken, Farben, Trockenmischungen und Zement für die Bauindustrie, bei der Abfallverarbeitung in der Hüttenindustrie, zur Verarbeitung von Edelmetall-Gesteinen und Düngemitteln sowie Trockenstoffen in der Herstellung von Kosmetika und Arzneien.In particular, the invention relates to a method for fine and ultra-fine grinding or comminution of solid materials / substances of different hardness, with the simultaneous production of finished products of various types - both finely ground substances and nano-powders, d. H. those with high proportions of nanoparticles. The invention can be used in the processing of a wide variety of raw materials, which are then later used as fillers, e.g. B. for the production of masterbatches, polypropylenes and polyethylenes, compounds, ceramics, paper, lacquers, paints, dry mixes and cement for the construction industry, for waste processing in the metallurgical industry, for processing precious metal stones and fertilizers as well as dry substances in the manufacture of cosmetics and medicines.
Bekannt ist eine Zermahlungsanlage, die aus einer Grob- und Feinzermahlungskomponente besteht. Die erste Komponente ist mit einer Walzenmühle und einem Sichter und die zweite mit einer Rohrmühle, einem Verteiler und einem Sichter (
Ferner ist eine Zerkleinerungsanlage bekannt, die Erz in drei Stufen zerkleinert. Sie besteht aus einem Erzbunker mit Beschickungsvorrichtung, einer Mühle zur Selbstzerkleinerung für die erste Stufe, einer Kugelmühle zur Grobzermahlung, einer Mühle zur Feinzermahlung, einer Nasszyklongruppe, einem Sichter und einem Verteiler (Gebrauchsmuster
Ferner ist eine Anlage bekannt, die in der
Alle oben beschriebenen Anlagen haben Nachteile. Sie ermöglichen keine Herstellung feingemahlener Pulver, bei denen die Partikeln gleichmäßig verteilt sind, das Ausgangsmaterial bzw. Eingangsmaterial für die verschiedenen Einheiten kann ungleichmäßig zerkleinert sein. Der Energieverbrauch ist hoch, es entstehen große Abfallmengen und das Verfahren ist nicht umweltfreundlich. Die kann sein, dass die bekannten Anlagen müssen mit zusätzlichen energieintensiven Sichtern und Verteilern sowie mit Anlagen zur Kreislauf-/Rückführung der Grobkornanteile zur Nachzerkleinerung ausgerüstet werden müssen. Dies verursacht einen höheren Energieverbrauch beim laufenden Betrieb, hohe Arbeitskosten sowie längere Prozesszeiten, die zur Herstellung des Endprodukts benötigt werden. Dadurch erhöhen sich die Selbst- und Gesamtkosten des Herstellungsverfahrens.All of the systems described above have disadvantages. They do not allow the production of finely ground powders in which the particles are evenly distributed; the starting material or input material for the various units can be unevenly comminuted. The energy consumption is high, there is a large amount of waste and the process is not environmentally friendly. It may be that the known systems have to be equipped with additional energy-intensive classifiers and distributors as well as with systems for circulating / recirculating the coarse grain fractions for re-shredding. This causes higher energy consumption during operation, high labor costs and longer process times that are required to manufacture the end product. This increases the cost of the manufacturing process and the overall costs.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, eine universelle, energieeffiziente und ressourcenschonende Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die bzw. das eine gleichzeitige Herstellung von mehreren Arten von Pulvern mit unterschiedlicher Härte sowie unterschiedlicher chemischer und mineralogischer Zusammensetzung ermöglicht, und zwar mit Prozessleistungsregelung und Partikelgrößenanalyse und bei einem niedrigen Energieverbrauch in einem geschlossenen Kreislauf binnen eines Betriebs. Dabei sollen gemäß einem Aspekt der Erfindung Pulver in hinreichend homogener Form erzeugt werden.Starting from the state of the art, the invention is based on the object of specifying a universal, energy-efficient and resource-saving device and method which enable simultaneous production of several types of powders with different hardnesses and different chemical and mineralogical ones Composition made possible, with process performance control and particle size analysis and with low energy consumption in a closed circuit within a plant. According to one aspect of the invention, powders are to be produced in a sufficiently homogeneous form.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 9 und eine Verwendung nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by a device according to
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Zerkleinern von festen Materialien, wobei die Vorrichtung aufweist:
- eine Vorzerkleinerungseinheit mit zumindest einem ersten Aufnahmebehälter zur Aufnahme von grob zerkleinertem Material, zumindest einem ersten Zerkleinerer zur Feinzerkleinerung des grob zerkleinerten Materials, zumindest ein Sieb, um das fein zerkleinerte Material in eine Feinfraktion und eine Grobfraktion zu trennen, einem zweiten Behälter zur Aufnahme der Feinfraktion des fein zerkleinerten Materials, und einer Rückführeinheit zur Rückführung der Grobfraktion des fein zerkleinerten Materials in den ersten Aufnahmebehälter, und
- eine Nachzerkleinerungseinheit mit zumindest einen zweiten Zerkleinerer zur Feinstzerkleinerung der Feinfraktion des fein zerkleinerten Materials.
- a pre-shredding unit with at least one first receptacle for receiving coarsely shredded material, at least one first shredder for fine shredding of the coarsely shredded material, at least one sieve to separate the finely shredded material into a fine fraction and a coarse fraction, a second container for receiving the fine fraction of the finely comminuted material, and a return unit for returning the coarse fraction of the finely comminuted material to the first receiving container, and
- a post-shredding unit with at least one second shredder for the finest shredding of the fine fraction of the finely shredded material.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine universelle, energieeffiziente und ressourcenschonende Technologie angegeben, die eine gleichzeitige Herstellung von mehreren Arten von Pulvern mit unterschiedlicher Härte sowie unterschiedlicher chemischer und mineralogischer Zusammensetzung ermöglicht, und zwar mit Prozessleistungsregelung und Partikelgrößenanalyse und bei einem niedrigen Energieverbrauch in einem geschlossenen Kreislauf binnen eines Betriebs. Dabei können gemäß einem Aspekt der Erfindung Pulver in hinreichend homogener Form erzeugt werden.With the device according to the invention, a universal, energy-efficient and resource-saving technology is specified which enables the simultaneous production of several types of powders with different hardness and different chemical and mineralogical compositions, with process performance control and particle size analysis and with low energy consumption in a closed circuit within a company. According to one aspect of the invention, powders can be produced in a sufficiently homogeneous form.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren hat dabei den Vorteil, dass eine Rückführung bzw. eine Nachzerkleinerung vermieden werden kann.The device according to the invention and the method according to the invention have the advantage that recycling or subsequent comminution can be avoided.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren hat auch den Vorteil, dass gleichzeitig Materialien unterschiedlicher Härte effizient verarbeitet werden können. Da der erste Zerkleinerer Materialien unterschiedlicher Härte in der Regel in Partikel mit unterschiedlicher Größenverteilung zerkleinern wird, kann das nachgeschaltete Sieben mit einer Rückführung der Grobfraktion dafür sorgen, dass die Unterschiede der Größenverteilungen der Materialien unterschiedlicher Härte reduziert werden und der nachgeschalteten Nachzerkleinerungseinheit Materialien zugeführt werden, deren Größenverteilungen trotz möglicher unterschiedlicher Härte zueinander ähnlicher sind.The device according to the invention and the method according to the invention also have the advantage that materials of different hardness can be processed efficiently at the same time. Since the first shredder will usually shred materials of different hardness into particles with different size distribution, the downstream sieving with a return of the coarse fraction can ensure that the differences in the size distributions of the materials of different hardness are reduced and materials are fed to the downstream post-shredding unit Size distributions are more similar to one another despite possible different hardnesses.
Erfindungsgemäß kann die Nachzerkleinerungseinheit zumindest einen Zyklonabscheider zur Weiterbehandlung des Materials aufweisen, das aus dem zweiten Zerkleinerer austritt. Zyklonabscheider sind dem Fachmann an sich bekannt. Er weiß somit, welche er einsetzen kann und wie sie funktionieren. Er weiß auch, dass Zykonabscheider das Material in Abhängigkeit nach ihrer Masse und nicht - wie Zentrifugenin Abhängigkeit von Ihrer Dichte trennen.According to the invention, the post-shredding unit can have at least one cyclone separator for the further treatment of the material that emerges from the second shredder. Cyclone separators are known per se to the person skilled in the art. So he knows which ones to use and how they work. He also knows that Zykon separators separate the material depending on its mass and not - like centrifuges - depending on its density.
Erfindungsgemäß können der erste Zerkleinerer und das Sieb derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt sein, dass die Größe des fein zerkleinerten Materials der Trenngröße zwischen der Feinfraktion und der Grobfraktion im Wesentlichen entspricht.According to the invention, the first shredder and the sieve can be designed and matched to one another in such a way that the size of the finely shredded material essentially corresponds to the separation size between the fine fraction and the coarse fraction.
Erfindungsgemäß können der erste Zerkleinerer und das Sieb derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt sein, dass die Größe des aus dem ersten Zerkleinerer austretenden Materials im Wesentlichen der Größe der größten Teile der Feinfraktion des Siebes entspricht.According to the invention, the first shredder and the sieve can be designed and coordinated with one another in such a way that the size of the material emerging from the first shredder essentially corresponds to the size of the largest parts of the fine fraction of the sieve.
Erfindungsgemäß können der erste Zerkleinerer und das Sieb derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt sein, dass der erste Zerkleinerer ein Sieb mit einer Maschenweite aufweist, die im Wesentlichen der Maschenweite des Siebes entspricht.According to the invention, the first shredder and the sieve can be designed and coordinated with one another in such a way that the first shredder has a sieve with a mesh size which essentially corresponds to the mesh size of the sieve.
Diese Ausbildung der Erfindung sind besonders vorteilhaft, weil durch die Rückführung der Grobfraktion sichergestellt wird, dass die Grobfraktion des Siebs solange zu dem Zerkleinerer der Vorzerkleinerungseinheit zurückgeführt wird, bis es die gewünschte Spezifikation hat und beim Sieben in die Feinfraktion gelangt. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass das dem ersten Zerkleinern anschließende Sieben mit einer Trenngröße, die der Größe der Teilchen entspricht, die den ersten Zerkleinern verlassen, bzw. mit einer Maschenweite, die der Maschenweite eines Siebes des ersten Zerkleinerers entspricht, eine erheblich größere Sicherheit und Effizienz beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung schafft.This embodiment of the invention is particularly advantageous because the return of the coarse fraction ensures that the coarse fraction of the sieve is returned to the shredder of the pre-shredding unit until it has the desired specification and reaches the fine fraction during sieving. It has surprisingly been found that the sieving following the first comminution with a separation size that corresponds to the size of the particles leaving the first comminution, or with a mesh size that corresponds to the mesh size of a sieve of the first comminutor, significantly greater security and provides efficiency in the operation of the apparatus of the invention.
Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung eine Grobzerkleinerungseinheit zur Grobzerkleinerung von Material in grob zerkleinertes Material aufweisen, um das grob zerkleinerte Material der Vorzerkleinerungseinheit zuzuführen. Dabei kann die Grobzerkleinerungseinheit zumindest einen oder mehrere Brecher umfassen. Dabei kann der zumindest eine Brecher bzw. können einige Brecher vorzugsweise zumindest einen oder mehrere Zweiwalzenbrecher aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der bzw. können die Brecher zumindest einen oder mehrere Einwalzenbrecher aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der bzw. können die Brecher zumindest einen oder mehrere Wangenbrecher aufweisen. Diese Arten der Brecher haben sich als günstig erwiesen, weil die eingesetzten Materialien damit nicht nur besonders gut zerkleinert werden, sondern auch besonders günstige Teilchengrößen bei der Grobzerkleinerung erhalten werden können. Bei der Auswahl der Brecher sollten Teilchengrößen erreicht werden, die die Vorzerkleinerungseinheit zuverlässig und sicher verarbeiten kann, beispielsweise geeignet auszuwählende Mühlen. Dem Fachmann ist bekannt, wie der diese Komponenten aufeinander abstimmen kann, bzw. welches Material der Vorzerkleinerungseinheit zugeführt werden sollte. Diese Angaben können beispielsweise den Gerätespezifikationen der Komponenten entnommen werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch grob zerkleinertes Material der erfindungsgemäßen Vorrichtung direkt angeliefert bzw. zugeführt werden.According to the invention, the device can have a coarse crushing unit for coarsely crushing material into coarsely crushed material in order to feed the coarsely crushed material to the pre-crushing unit. The coarse shredding unit can comprise at least one or more crushers. The at least one crusher or several crushers can preferably have at least one or more two-roll crushers. Alternatively or additionally, the crusher (s) can have at least one or more single-roller crushers. Alternatively or additionally, the crusher (s) can have at least one or more cheek breakers. These types of breakers have proven to be inexpensive proven, because the materials used are not only particularly well comminuted, but also particularly favorable particle sizes can be obtained in the coarse comminution. When selecting the crusher, particle sizes should be achieved that the pre-shredding unit can process reliably and safely, for example, suitable mills to be selected. The person skilled in the art knows how these components can be coordinated with one another or which material should be fed to the pre-shredding unit. This information can be found in the device specifications of the components, for example. Alternatively or additionally, coarsely comminuted material can also be delivered or fed directly to the device according to the invention.
Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung kann einen Aufnahmebehälter aufweisen, in dem sich das zu zerkleinernde Material befinden kann und von wo es einer optionalen Grobzerkleinerung bzw. einem optionalen Brecher zugeführt werden kann.According to the invention, the device can have a receptacle in which the material to be comminuted can be located and from where it can be fed to an optional coarse comminution or an optional crusher.
Ein Brecher im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Maschinen zur Zerkleinerung von stückigem Aufgabematerial zu kleineren Korngrößen im groben bis mittleren Größenbereich. Überwiegend werden sie zur Herstellung gebrochener Mineralstoffe aus Steinen verwendet. Im Unterschied dazu spricht man von Mühlen, wenn die Zielkörnung im Fein- oder Feinstbereich sein soll. In der Regel wird diese Grenze bei einer Ziel-Korngröße im Bereich von beispielsweise 50pm bis 500µm liegen, das heißt, dass Brecher in der Regel eine Ziel-Korngrenze oberhalb dieses Grenzbereichs und Mühlen eine Zielkorngrenze unterhalb dieser Grenzbereichs aufweisen, wobei fließende Übergänge bestehen können. Die weiteste Verbreitung haben Brecher bei der industriellen Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen, siehe Steinbruch, Kalkwerk, Kieswerk, Bergbau sowie von Sekundärmaterialien, siehe Recycling, Bauschutt.A crusher in the sense of the present invention are machines for comminuting lumpy feed material to smaller grain sizes in the coarse to medium size range. They are mainly used to produce broken minerals from stones. In contrast to this, one speaks of mills when the target grain size is to be in the fine or very fine range. As a rule, this limit will be in the range of, for example, 50 μm to 500 μm for a target grain size, which means that crushers usually have a target grain limit above this limit range and mills have a target grain limit below this limit range, whereby smooth transitions can exist. Crushers are most widespread in the industrial processing of mineral raw materials, see quarries, lime works, gravel works, mining and secondary materials, see recycling, building rubble.
Erfindungsgemäß kann der erste Zerkleinerer zumindest eine Mühle oder mehrere Mühlen aufweisen. Dabei kann die Mühle vorzugsweise zumindest eine Hammermühle aufweisen bzw. können einige der bzw. die Mühlen vorzugsweise jeweils zumindest eine Hammermühle aufweisen.According to the invention, the first comminutor can have at least one mill or several mills. The mill can preferably have at least one hammer mill or some of the mill (s) can preferably each have at least one hammer mill.
Erfindungsgemäß kann der erste Zerkleinerer bzw. die Mühle angepasst sein, um das grob zerkleinerte Material auf eine Teilchengröße in der Größenordnung von 500 µm zu zerkleinern. Dies kann in günstiger Weise beispielsweise mit einer Hammermühle erfolgen, die vorzugsweise ein Sieb aufweist, dessen Maschenweite in der Größenordnung von ca. 500 µm liegt bzw. in der Größenordnung der gewünschten Zielgröße bzw. Größenordnung der Teilchen liegt, in die das Material von dem ersten Zerkleinerer zerkleinert werden soll.According to the invention, the first comminutor or the mill can be adapted to comminute the coarsely comminuted material to a particle size of the order of 500 μm. This can be done in a favorable manner, for example, with a hammer mill, which preferably has a sieve whose mesh size is in the order of magnitude of approx. 500 μm or in the order of magnitude of the desired target size or order of magnitude of the particles into which the material from the first The shredder is to be shredded.
Hammermühlen arbeiten in der Regel nach dem Prinzip der Schlag- und Prallwirkung. Die rotierenden Hämmer schlagen das Mahlgut in den Mahlraum. Wenn es die erforderliche Feinheit erreicht hat, verlässt das Mahlgut durch ein Sieb nach unten in den Mahlraum. Hammermühlen können je nach Produkteigenschaften und gewünschtem Zerkleinerungsergebnis mit unterschiedlichen Siebeinsätzen versehen werden, die beispielsweise mit Stabsieb bzw. ein Gittersieb bzw. ein Siebrost umfassen können. In der Regel können verschiedene Loch- und Stabsiebroste mit entsprechenden Maschenweiten eingesetzt werden, die materialabhängig die Größe der durch das Sieb tretenden Partikel bestimmen können.Hammer mills usually work on the principle of impact and impact. The rotating hammers hit the grist in the grinding chamber. When it has reached the required fineness, the grist leaves through a sieve down into the grinding chamber. Hammer mills can be equipped with different sieve inserts, depending on the product properties and the desired comminution result, which can include, for example, a bar sieve or a mesh sieve or a sieve grate. As a rule, different perforated and bar screen grids with corresponding mesh sizes can be used, which, depending on the material, can determine the size of the particles passing through the screen.
Das dem ersten Zerkleinerer nachgeschaltete Sieb kann vorteilhafterweise die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass Teilchen, die durch die Hammermühle geschlagen werden, aber in Durchtrittsrichtung eine größere Abmessung als die Durchtittsöffnung haben, in die Grobfraktion gelangen und zu dem ersten Zerkleinerer zurückgeführt werden, um auch in dieser Dimension hinreichend verkleinert zu werden.The sieve downstream of the first grinder can advantageously increase the likelihood that particles that are beaten by the hammer mill, but have a larger dimension in the direction of passage than the passage opening, get into the coarse fraction and are returned to the first grinder in order to also be in this dimension to be scaled down sufficiently.
Erfindungsgemäß können die Maschenweite von dem Sieb des ersten Zerkleineres bzw. der Hammermühle des ersten Zerkleinereres und die Maschenweite des dem ersten Zerkleiner nachgeschaltetem Sieb in der gleichen Größenordnung liegen bzw. so gewählt werden, dass etwa gleich große Teilchen durchtreten können.According to the invention, the mesh size of the sieve of the first crusher or the hammer mill of the first crusher and the mesh size of the sieve downstream of the first crusher are of the same order of magnitude or can be selected so that particles of approximately the same size can pass through.
Erfindungsgemäß kann das Sieb zumindest ein einfach oder mehrfach oszillierendes Sieb oder mehrere einfach oder mehrfach oszillierende Siebe aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Sieb zumindest ein Vibrationssieb oder mehrere Vibrationssiebe aufweisen.According to the invention, the sieve can have at least one single or multiple oscillating sieve or several single or multiple oscillating sieves. Alternatively or additionally, the sieve can have at least one vibrating sieve or several vibrating sieves.
Das Vorsehen von mehreren gleichen oder vorzugsweise verschiedenen Sieben kann eine größere Qualität des Ausgangsmaterials der Vorzerkleinerungseinheit gewährleisten, das der Nachzerkleinerungseinheit zugeführt wird, weil das in der Vorzerkleinerungseinheit dem ersten Zerkleinerer zurückzuführende Material besser herausgetrennt werden kann.The provision of several identical or preferably different sieves can ensure a higher quality of the starting material of the pre-shredding unit, which is fed to the post-shredding unit, because the material to be returned to the first shredding unit in the pre-shredding unit can be separated out better.
Erfindungsgemäß kann die Nachzerkleinerungseinheit zumindest einen dritten Behälter zur Aufnahme des mit dem Zyklonabschneider weiterbehandelten Materials aufweisen.According to the invention, the re-shredding unit can have at least one third container for receiving the material further treated with the cyclone separator.
Erfindungsgemäß kann die Nachzerkleinerungseinheit mehrere dritte Behälter zur Aufnahme des mit dem Zyklonabschneider weiterbehandelten Materials aufweisen. Das hat den Vorteil, dass mehr Material bzw. verschiedene Qualitäten des Materials zur Auslieferung vorgehalten werden kann bzw. können.According to the invention, the re-shredding unit can have a plurality of third containers for receiving the material further treated with the cyclone separator. This has the advantage that more material or different qualities of the material can be kept available for delivery.
Erfindungsgemäß kann der zweite Behälter mit einem ersten Schlauchfilter verbunden sein, der vorzugsweise mit einem Staubsauger versehen sein kann. Das hat den Vorteil, dass das Material vor der Feinstverkleinerung von unerwünschten Staub befreit werden kann, damit der nachgeschaltete Nachzerkleinerungseinheit mit dem zweiten Zerkleinerereffektiver und besser betrieben werden kann.According to the invention, the second container can be connected to a first hose filter, which can preferably be provided with a vacuum cleaner. This has the advantage that unwanted dust can be removed from the material before it is finely reduced, so that the downstream post-shredding unit with the second shredding unit can be operated more effectively and better.
Erfindungsgemäß kann der Schlauchfilter derart ausgebildet und angeordnet sein, dass im Wesentlichen das Material entfernt wird, dass eine Teilchengröße von weniger als ungefähr 50% der Trenngröße des Siebs aufweist.According to the invention, the bag filter can be designed and arranged in such a way that essentially the material is removed that has a particle size of less than approximately 50% of the separation size of the sieve.
Erfindungsgemäß kann der Schlauchfilter derart ausgebildet und angeordnet sein, dass im Wesentlichen das Material entfernt wird, dass eine Teilchengröße von weniger als ungefähr 60% der Trenngröße des Siebs aufweist.According to the invention, the bag filter can be designed and arranged in such a way that essentially the material is removed that has a particle size of less than approximately 60% of the separation size of the sieve.
Erfindungsgemäß kann der Schlauchfilter derart ausgebildet und angeordnet sein, dass im Wesentlichen das Material entfernt wird, dass eine Teilchengröße von weniger als ungefähr 70% der Trenngröße des Siebs aufweist.According to the invention, the bag filter can be designed and arranged in such a way that essentially the material is removed that has a particle size of less than approximately 70% of the separation size of the sieve.
Erfindungsgemäß kann der Schlauchfilter derart ausgebildet und angeordnet sein, dass im Wesentlichen das Material entfernt wird, dass eine Teilchengröße von weniger als ungefähr 80% der Trenngröße des Siebs aufweist. Das bedeuted bei einer Trenngröße in der Größenordnung von 500 µm, das Material mit einer Teilchengröße bis ungefähr 400 µm entfernt wird, so dass der Nachzerkleinerungseinheit Material mit einer Teilchengröße von ungefähr 400 µm bis 500 µm zugeführt wird.According to the invention, the bag filter can be designed and arranged in such a way that essentially the material is removed that has a particle size of less than approximately 80% of the separation size of the sieve. In the case of a separation size of the order of magnitude of 500 μm, this means that the material with a particle size of up to approximately 400 μm is removed so that material with a particle size of approximately 400 μm to 500 μm is fed to the post-shredding unit.
Erfindungsgemäß kann der Schlauchfilter derart ausgebildet und angeordnet sein, dass im Wesentlichen das Material entfernt wird, dass eine Teilchengröße von weniger als ungefähr 90% der Trenngröße des Siebs aufweist.According to the invention, the bag filter can be designed and arranged in such a way that essentially the material is removed that has a particle size of less than approximately 90% of the separation size of the sieve.
Erfindungsgemäß kann vor dem ersten Behälter ein magnetischer Abscheider vorgesehen sein, der dazu angepasst ist, magnetisches Material aus dem grob zerkleinerten Material zu entfernen. Das kann den Vorteil haben, dass ein Material weiterverarbeitet wird, das von gegebenenfalls vorhandenem magnetischen Material zumindest weitestgehend befreit wurde, wenn es in dem grob zerkleinerten Maetrial vorhanden war. Das hat den Vorteil, dass infolge eines homgeneren bzw. weniger magnetischen Ausgangsmaterial das Produkt homogener hergestellt werden kann.According to the invention, a magnetic separator can be provided in front of the first container, which is adapted to remove magnetic material from the coarsely comminuted material. This can have the advantage that a material is further processed that has been at least largely freed from any magnetic material that may be present if it was present in the coarsely comminuted material. This has the advantage that as a result of a homogeneous or less magnetic starting material the product can be produced more homogeneously.
Erfindungsgemäß kann der erste Aufnahmebehälter zumindest einen oder mehrere Bunker aufweisen.According to the invention, the first receptacle can have at least one or more bunkers.
Erfindungsgemäß kann der zweite Aufnahmebehälter einen oder mehrere Bunker aufweisen.According to the invention, the second receptacle can have one or more bunkers.
Erfindungsgemäß kann der dritte Behälter einen oder mehrere Bunker aufweisen. Dabei können der Bunker bzw. einige der Bunder bzw. die Bunker als Endbunker ausgebildet sein.According to the invention, the third container can have one or more bunkers. The bunker or some of the bundles or bunkers can be designed as end bunkers.
Erfindungsgemäß können bei der Vorrichtung der erste Aufnahmebehälter ein Aufnahmebunker und/oder der zweite Aufnahmebehälter ein Aufnahmebunker und/oder der dritte Behälter ein weiterer Bunker und/oder der Endbehälter ein Endbunker sein. Durch die Verwendung der Formulierung "und/oder" wird angezeigt, dass jede beliebige Kombination von Behältern bzw. Bunkern ins Auge gefasst ist. Als günstig hat es sich erwiesen, dass der erste Aufnahmebehälter, der zweite Aufnahmebehälter, der dritte Behälter und der Endbehälter jeweils als Bunker ausgebildet sind. Unter einem Bunker im Sinne der vorliegenden Erfindung werden großer Behälter zur Aufnahme von Massengütern (z. B. Kohle, Erz, Getreide) verstanden.According to the invention, the first receiving container in the device can be a receiving bunker and / or the second receiving container can be a receiving bunker and / or the third container can be a further bunker and / or the end container can be an end bunker. The use of the phrase “and / or” indicates that any combination of containers or bunkers is contemplated. It has proven to be favorable that the first receiving container, the second receiving container, the third container and the end container are each designed as a bunker. In the context of the present invention, a bunker is understood to mean large containers for holding bulk goods (e.g. coal, ore, grain).
Erfindungsgemäß kann das Sieb derart ausgebildet und angepasst sein, dass es eine Trenngröße in der Größenordnung von ca. 500 µm aufweist und/oder die Maschenweite des Siebs in der Größenordnung von ca. 400 µm bis 500 µm liegt. Bei mehreren Siebeinrichtungen des Siebes kann das für eine Siebeinrichtung, mehrere der Siebeinrichtungen bzw. alle Siebeinrichtungen zutreffen. Vorzugsweise kann auch das Sieb des ersten Zerkleinerers eine entsprechende Maschenweite aufweisen.According to the invention, the sieve can be designed and adapted in such a way that it has a separation size in the order of magnitude of approximately 500 μm and / or the mesh size of the sieve is in the order of magnitude of approx. 400 μm to 500 μm. In the case of several sieve devices of the sieve, this can apply to one sieve device, several of the sieve devices or all of the sieve devices. The sieve of the first shredder can preferably also have a corresponding mesh size.
Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung weiterhin Rohrleitungen, Schneckenförderer, wie vertikale Schneckenförderer oder Schrägschneckenförderer), Becherförderer, Kettenförderer und/oder Tellerförderer aufweisen, mit denen in günstiger Weise Material von einer Komponente zu einer anderen Komponente befördert werden kann. Die vorstehend angesprochene serielle bzw. teilweise parallele Schaltung der Komponenten kann also mit Rohrleitungen, Schneckenförderer, Becherförderer, Kettenförderer und/oder Tellerförderer erfolgen.According to the invention, the device can also Pipelines, screw conveyors, such as vertical screw conveyors or inclined screw conveyors), bucket conveyors, chain conveyors and / or plate conveyors, with which material can be conveyed from one component to another component in a favorable manner. The above-mentioned serial or partially parallel connection of the components can therefore take place with pipelines, screw conveyors, bucket conveyors, chain conveyors and / or plate conveyors.
Erfindungsgemäß kann das Material somit über Rohrleitungen, Schneckenförderer, Becherförderer, Kettenförderer und/oder Tellerförderer durch die Vorrichtung von einer Komponente zur Nächsten befördert werden.According to the invention, the material can thus be conveyed through the device from one component to the next via pipelines, screw conveyors, bucket conveyors, chain conveyors and / or plate conveyors.
Erfindungsgemäß können bei der Vorrichtung die vorstehend angegebenen Komponenten bzw. einige oder alle Komponenten seriell geschaltet sein, d.h. die seriell geschalteten Komponenten sind beispielsweise miteinander in der oben angegebenen Reihenfolge oder wie folgt verbunden: einer optionalen Grobzerkleinerungseinheit folgt die Vorzerkleinerungseinheit, der die Nachzerkleinerungseinheit folgt. Die optionale Grobzerkleinerungseinheit und die Vorzerkleinerung können dabei eine Vorzerkleinerung schaffen, während die Nachzerkleinerungseinheit eine Feinzerkleinerung schaffen kann. Dabei wird darauf hingewiesen, dass die serielle Schaltung im Sinne der vorliegenden Erfindung auch umfasst, dass weitere Komponenten zwischen den vorstehenden Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung seriell zwischengeschaltet bzw. parallel geschaltet sein können, wobei eine Parallelschaltung vorzuziehen ist, wenn beispielsweise mehrere verschiedene Produkte gleichzeitig hergestellt werden sollen bzw. mehrere Bunkere mit einem Material gleichzeitig beschickt werden sollen.According to the invention, the components specified above or some or all of the components in the device can be connected in series, i.e. the components connected in series are connected to one another in the order given above or as follows: an optional coarse shredding unit is followed by the pre-shredding unit, which is followed by the post-shredding unit. The optional coarse shredding unit and the pre-shredding can create a pre-shredding, while the post-shredding unit can create a fine shredding. It should be noted that the serial circuit in the sense of the present invention also includes that further components can be serially interposed or connected in parallel between the above components of the device according to the invention, a parallel connection being preferable if, for example, several different products are produced at the same time or several bunkers are to be loaded with one material at the same time.
Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann als Feinzerkleinerungseinheit bzw. Feinstzerkleinerungseinheit der in der
Die einander zugekehrten Oberflächen der Rotoren können in der von Zerkleinerungselementen freien Ringzone mit Vertiefungen zur Verstärkung der Verwirbelung versehen sein. Um die Peripherie der Rotoren herum kann ein nach außen von der Gehäuseinnenwand begrenzter Ringbereich gebildet sein, der eine weitere Verwirbelung der aus den Rotoren austretenden Materialströme bewirkt. In dem Ringbereich können Aufprallplatten angeordnet ein, die mit der Innenwand des Gehäuses verbunden sind. Ferner kann der Zerkleinerer mit Entlüftungsvorrichtungen versehen sein, die auf dem Gehäuse angeordnet sind und eine Ent- oder Belüftung des Innenraums des Gehäuses zur Veränderung des Feststoff-Luft-Verhältnisses im Gehäuse ermöglichen.The surfaces of the rotors facing one another can be provided with depressions in the ring zone free of comminution elements to increase the turbulence. Around the periphery of the rotors, an annular region can be formed which is delimited to the outside by the inner wall of the housing and which causes further turbulence in the material flows emerging from the rotors. Impact plates, which are connected to the inner wall of the housing, can be arranged in the ring area. Furthermore, the shredder can be provided with ventilation devices which are arranged on the housing and enable ventilation of the interior of the housing to change the solid-air ratio in the housing.
Erfindungsgemäß kann der zweite Zerkleinerer der Feinzerkleinerungseinheit bzw. der Nachzerkleirungseinheit somit auch gemäß der Zerkleinerungsanlage ausgebildet sein, die in dem deutschen Patents
Gemäß der Erfindung wird auch eine Verfahren zum Zerkleinern von festen Materialien angegeben, das zumindest die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
- a) erstes Zerkleinern von grob zerkleinerten Material mit einer Vorzerkleinerungseinheit, um das grob zerkleinerte Material fein zu zerkleinern,
- b) Sieben des fein zerkleinerten Material mit einem Sieb, um das fein zerkleinerte Material in eine Feinfraktion und eine Grobfraktion zu trennen,
- c) Rückführen der Grobfraktion des fein zerkleinerten Materials zum Schritt a) des ersten Zerkleinerns, und
- d) zweites Zerkleinern der Feinfraktion des fein zerkleinerten Materials mit einer Nachzerkleinerungseinheit.
- a) first crushing of coarsely crushed material with a pre-crushing unit in order to finely crush the coarsely crushed material,
- b) Sieving the finely crushed material with a sieve to separate the finely crushed material into a fine fraction and a coarse fraction,
- c) returning the coarse fraction of the finely comminuted material to step a) of the first comminution, and
- d) second comminution of the fine fraction of the finely comminuted material with a secondary comminution unit.
Erfindungsgemäß kann der Schritt a) des ersten Zerkleinern und der Schritt b) des Siebens derart aufeinander abgestimmt sein, dass die mittlere Größe des fein zerkleinerten Materials der Trenngröße zwischen der Feinfraktion und der Grobfraktion im Wesentlichen entspricht.According to the invention, step a) of the first comminution and step b) of sieving can be coordinated with one another in such a way that the mean size of the finely comminuted material essentially corresponds to the separation size between the fine fraction and the coarse fraction.
Erfindungsgemäß kann das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfassen:
e) Behandeln des mit der Nachzerkleinerungseinheit weiter zerkleinerten Materials mit einem Zyklonabscheider.According to the invention, the method can include the following further step:
e) Treating the material further shredded by the post-shredding unit with a cyclone separator.
Erfindungsgemäß kann vor dem Schritt a) des ersten Verkleinerns der folgende Schritt geschaltet ist:
f) Grobzerkleinern von Material in grob zerkleinertes Material, um es der Vorverkleinerungseinheit zuzuführen.According to the invention, the following step can be included before step a) of the first reduction in size:
f) coarsely crushing material into coarsely crushed material in order to feed it to the pre-shredding unit.
Erfindungsgemäß kann vor dem Schritt a) des ersten Zerkleinerns magnetisches Material mit einem magnetischen Abscheider abgetrennt werden. Das kann den Vorteil haben, dass ein Material weiterverarbeitet wird, das von gegebenenfalls vorhandenem magnetischen Material zumindest weitestgehend befreit wurde, wenn es in dem grob zerkleinerten Maetrial vorhanden war.According to the invention, magnetic material can be separated off with a magnetic separator before step a) of the first comminution. This can have the advantage that a material is further processed that has been at least largely freed from any magnetic material that may be present if it was present in the coarsely comminuted material.
Erfindungsgemäß kann das Grobzerkleinern mit einem Brecher erfolgen. Dabei kann der Brecher wie oben ausgeführt der vorzugsweise zumindest einen oder mehrere Zweiwalzenbrecher und/oder zumindest einen oder mehrere Einwalzenbrecher und/oder zumindest einen oder mehrere Wangenbrecher aufweisen.According to the invention, the coarse crushing can be carried out with a crusher. As stated above, the crusher can preferably have at least one or more two-roller crushers and / or at least one or more single-roller crushers and / or at least one or more cheek crushers.
Erfindungsgemäß kann beim ersten Zerkleinern in Schritt a) das grob zerkleinerte Material in Teilchen mit einer Teilchengröße in der Größenordnung von ca. 400 µm bis 500 µm fein zerkleinert werden.According to the invention, during the first comminution in step a), the coarsely comminuted material can be finely comminuted into particles with a particle size of the order of about 400 μm to 500 μm.
Erfindungsgemäß kann die Zerkleinerung in drei Schritten erfolgen. Zuerst erfolgt eine optionale Grobzerkleinerung auf eine Teilchengröße in einer Größenordnung, die beispielsweise Hammermühlen zugeführt werden kann. Die Größenordnung kann in Abhängigkeit von der verwendeten Hammermühle beispielsweise in dem Bereich von ca. 50 mm bis etwa 500-800 mm liegen. In einem weiteren (bzw. ersten Schritt, wenn Teilchen der gewünschten Größenordnung angeliefert und nicht grobzerkleinert werden) erfolgt eine Vorzerkleinerung auf eine Teilchengröße in der Größenordnung von beispielsweise 50 µm bis ca. 400 µm und/oder 500 µm bzw. der gewünschten Eingangsteilchengröße für eine Zerkleinerungsanlage, die beispielsweise gemäß der
Die Größe der Teilchen kann dabei, falls erforderlich beispielsweise durch eine Siebanalyse bzw. Lichtmikroskopie und bei Teilchen geringerer Größe durch Sedimentationsanalyse, Laserbeugungs-Partikelgrößenanalyse (Laserdiffraktiometrie) und/oder Elektronenmikrospie bestimmt werden.The size of the particles can be determined, if necessary, for example by sieve analysis or light microscopy and, in the case of smaller-sized particles, by sedimentation analysis, laser diffraction particle size analysis (laser diffractiometry) and / or electron microscopy.
Erfindungsgemäß kann nach dem optionalen Grobzerkleinern und vor dem Vorzerkleinern magnetisches Material abgetrennt werden, beispielsweise mit einem magnetischen Abscheider.According to the invention, after the optional coarse comminution and before the pre-comminution, magnetic material can be separated off, for example with a magnetic separator.
In einer Ausführungsform kann das Grobzerkleinern mit einem Zweiwalzenbrecher, Einwalzenbrecher oder Wangenbrecher erfolgen. In einer Ausführungsform kann das Vorzerkleinern Mahlen so durchgeführt werden, dass Teilchen mit einer Teilchengröße in der Größenordnung von ca. 200 µm bis ca. 500 µm oder ca. 300 µm bis ca. 500 µm oder ca. 400 µm bis ca. 500 µm oder ca. 450 µm bis ca. 500 µm erhalten werden. Dies kann beispielsweise durch das Mahlen in einer Hammermühle und anschließendem Filter mit beispielsweise einem Schlauchfilter erreicht werden.In one embodiment, the coarse crushing with a Two-roll crusher, single-roll crusher or cheek crusher take place. In one embodiment, the pre-comminuting and grinding can be carried out in such a way that particles with a particle size in the order of magnitude of approximately 200 μm to approximately 500 μm or approximately 300 μm to approximately 500 μm or approximately 400 μm to approximately 500 μm or approx. 450 µm to approx. 500 µm can be obtained. This can be achieved, for example, by grinding in a hammer mill and then filtering with, for example, a bag filter.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zerkleinern von festen Materialien. Diese Verwendung kann beispielsweise nach dem ebenfalls vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen. Die Details der erfindungsgemäßen Verwendung ergeben sich aus der vorliegenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens.The present invention also relates to the use of the above-described device according to the invention for comminuting solid materials. This use can take place, for example, according to the method according to the invention, which is also described above. The details of the use according to the invention emerge from the present description of the device according to the invention and the method according to the invention.
Nachfolgend werden Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zusammenfassend dargestellt.Features and advantages of the device according to the invention and the method according to the invention are summarized below.
Erfindungsgemäß können eine oder mehrere Produktionslinien in einem Raum installiert werden.According to the invention, one or more production lines can be installed in one room.
Abhängig von den Startbedingungen kann die Produktionslinie mit optionalen Grobzerkleinerungseinheiten bzw. Brechvorrichtungen verschiedener Art ausgerüstet werden, die als Module installiert sein können. Je nach dem technischen Ziel kann anfänglich eine Vorzerkleinerungseinheit eingesetzt werden. Diese können Material mit unterschiedlichen Teilchengrößen verarbeiten. Bei einer schweren Gewichtsklasse können beispielsweise über 50 Tonnen Material pro Stunde verarbeitet werden, bei einer mittelschweren Gewichtsklasse bis zu 50 Tonnen pro Stunde und bei einer leichten Gewichtsklasse bis zu 10 Tonnen pro Stunde.Depending on the starting conditions, the production line can be equipped with optional coarse shredding units or crushing devices of various types, which can be installed as modules. Depending on the technical goal, a pre-shredding unit can be used initially. These can process material with different particle sizes. With a heavy weight class, for example, over 50 tons of material can be processed per hour, with a medium weight class up to 50 tons per hour and with a light weight class up to 10 tons per hour.
Erfindungsgemäß können zur gleichzeitigen Versorgung mehrerer Produktionslinien zwei unterschiedliche Vorzerkleinerungseinheiten eingesetzt werden, deren Ausgangsprodukte in einer gemeinsamen Nachverkleinerungseinheit bzw. in getrennten Nachverkleinerungseinheiten weiterbehandelt werden können.According to the invention, two different pre-shredding units can be used for the simultaneous supply of several production lines, the starting products of which can be further treated in a common post-shredding unit or in separate post-shredding units.
Günstig ist ein Design, bei dem die Grobzerkleinerungseinheit bzw. die Vorzerkleinerungseinheit aus folgenden seriell geschalteten Komponenten bestehen: einem Aufnahmebehälter, einem Rüttelaufgeber, einem Zweiwalzen-Zahnbrecher zur Grobzerkleinerung, einem vertikalen Becherförderer oder vertikalen Ketten-/Tellerförderer, einem Zwischenaufnahmebehälter, einer Hammermühle, aus horizontalen Beschickungs-, Rück- und Schrägförderern, einem Vibrationssieb und einem Absaugsystem für die Vorzerkleinerungseinheit, das einen Schlauchfilter und Staubsauger umfasst. Vor der Beschickungsöffnung des Zwischenaufnahmebehälter kann ein magnetischer Abscheider installiert sein, damit der Rohstoff von magnetischen Fremdkörpern bereinigt werden kann. Je nach Leistungsklasse der Produktionsanlage kann das Modul schwer oder mittelschwer sein, um mit dem vorzerkleinerten Rohstoff sowohl eine also auch mehrere Produktionslinien gleichzeitig versorgen zu können.A design is favorable in which the coarse shredding unit or the pre-shredding unit consists of the following components connected in series: a receiving container, a vibrating feeder, a two-roller tooth crusher for coarse shredding, a vertical cup conveyor or vertical chain / plate conveyor, an intermediate receiving container, a hammer mill horizontal feed, return and inclined conveyors, a vibrating screen and a suction system for the pre-shredding unit, which includes a bag filter and vacuum cleaner. A magnetic separator can be installed in front of the loading opening of the intermediate receptacle so that the raw material can be cleaned of magnetic foreign bodies. Depending on the performance class of the production system, the module can be heavy or medium-heavy in order to be able to supply one or more production lines at the same time with the pre-shredded raw material.
Bei dieser Erfindung spielt es keine entscheidende Rolle, wie das Modul konkret konstruiert ist. Es kann aus einem Ein- oder Zweiwalzenbrecher, auch eine Wangen- oder Hammermühle umfassen. Die Vorzerkleinerungseinheit kann auch mit einer zweistufigen Vorrichtung ausgerüstet werden, damit die Anlage direkt an Rohstoffvorkommen, wie Steinbrüchen und Tagebaugruben, betrieben werden kann.In the case of this invention, it does not matter how the module is actually constructed. It can consist of a single or two-roll crusher, also a cheek or hammer mill. The pre-shredding unit can also be equipped with a two-stage device so that the plant can be operated directly on raw material deposits such as quarries and open-cast mines.
Ein Merkmal der Erfindung ist, dass vorzugsweise ein Zerkleinerer gemäß der
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass diese Technologie universelle, abfallproduktfreie, energieeffiziente und ressourcenschonende Zerkleinerer einsetzt, bei denen ein mechanisches Verfahren zur Zerkleinerung verschiedener Materialien verwendet wird, wie es beispielsweise in der
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Technologie unterschiedliche Vorzerkleinerungseinheiten beinhaltet, die die Qualität des Fertigproduktes nicht beeinträchtigen.The invention is characterized in that the technology contains different pre-shredding units that do not impair the quality of the finished product.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass hier nicht nur mindestens ein, sondern auch mehrere Zerkleinerer eingesetzt werden können.The invention is characterized in that not only at least one but also several shredders can be used here.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Technologie erlaubt, zwei verschiedene Konfigurationen zur Herstellung des Fertigproduktes zu kombinieren und sie gleichzeitig zu betreiben: mit Trennung von Teilchen und ohne Trennung.The invention is characterized by the fact that the technology allows two different configurations for the manufacture of the finished product to be combined and operated simultaneously: with separation of particles and without separation.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass es hier die Möglichkeit gibt, die Produktionsleistung und Korngrößen nach den Vorgaben zu regeln, ohne dass die Konfiguration verändert werden muss.The invention is characterized in that there is the possibility of regulating the production output and grain sizes according to the specifications without the configuration having to be changed.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Technologie mindestens über zwei Trenner verfügen kann, was ermöglicht, dass viele verschiedene Fertigprodukte unterschiedlicher Korngröße hergestellt werden können.The invention is characterized in that the technology can have at least two separators, which enables many different finished products different grain size can be produced.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Technologie erlaubt, verschiedene Arten des Fertigprodukts mit verschiedenen Eigenschaften gleichzeitig oder abwechselnd herzustellen.The invention is characterized in that the technology allows different types of finished product with different properties to be produced simultaneously or alternately.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ohne Austausch von Vorrichtungen und nur durch Hochtemperatur bei der Zerkleinerung und gleichzeitiger Entkeimung Trockenstoffe für die Nahrungs- und Pharmaindustrie hergestellt werden können.The invention is characterized in that dry substances for the food and pharmaceutical industries can be produced without exchanging devices and only by high temperature during the comminution and simultaneous disinfection.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass aus dem Ausgangsmaterial hoher Feuchtigkeit trockene Pulver hergestellt werden können - ohne vorherige Trocknung - wobei Feinzermahlung und Trocknung in einem Arbeitsschritt erfolgen.The invention is characterized in that dry powders can be produced from the starting material of high humidity - without prior drying - with fine grinding and drying taking place in one work step.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Verfahren bei Unterdruck in einem geschlossenen Kreislauf ablaufen kann; dies trägt zur Umweltfreundlichkeit bei. Das Verfahren ist praktisch komplett staubfrei und die Abluft kann zu 99,9% emissionsfrei sein (Luftreinigung 99,9%.)The invention is characterized in that the method can run in a closed circuit at negative pressure; this contributes to environmental friendliness. The process is practically completely dust-free and the exhaust air can be 99.9% emission-free (air purification 99.9%.)
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass hier praktisch keine Abfallprodukte entstehen: das ganze Ausgangsmaterial ist nahezu vollständig oder praktisch zu 100% verarbeitet, d. h. die Technologie ist praktisch abfallfrei und ressourcenschonend.The invention is characterized by the fact that there are practically no waste products here: the entire starting material is almost completely or practically 100% processed, i. H. the technology is practically waste-free and resource-saving.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren werden eine Vielzahl von Vorteilen erreicht.A large number of advantages are achieved with the device according to the invention and the method according to the invention.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Technologie keine Abfälle verursacht, d. h. es entsteht ein Fertigprodukt ohne Nebenprodukte und Abfälle (praktisch 100% Ausbeute).An advantage of the invention is that the technology does not generate any waste, ie a finished product is created without by-products and waste (practically 100% yield).
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass der Produktionsprozess in einem vollkommen geschlossenen Kreislauf und die strengsten Umweltschutzanforderungen erfüllt (praktisch absolut staubemissionsfrei: - Luftreinigungsgrad 99,9%).Another advantage of the present invention is that the production process is in a completely closed circuit and meets the strictest environmental protection requirements (practically absolutely free of dust emissions: - air purification level 99.9%).
Ein weiterer Vorteil ist, dass alle Beschickungseinrichtungen mit Frequenzumrichtern ausgestattet sein können; dadurch kann die Drehzahl und die Produktionsleistung an allen Stellen der Produktionslinie geregelt werden; dies ermöglicht die Herstellung von Fertigprodukten unterschiedlicher Korngröße, d. h. auf einer und derselben Produktionslinie lassen sich gleichzeitig oder abwechselnd eine Vielzahl von unterschiedlichen Fertigprodukten herstellen, ohne dass die Ausrüstung gewechselt werden muss.Another advantage is that all loading devices can be equipped with frequency converters; this allows the speed and production output to be regulated at all points on the production line; this enables the production of finished products of different grain sizes, i. H. A large number of different finished products can be produced simultaneously or alternately on one and the same production line without having to change the equipment.
Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bis zu zwei Sortiereinheiten enthalten, wodurch eine Vielfalt an Fertigprodukten unterschiedlicher Korngröße hergestellt werden kann. Diese zwei Sortiereinheiten können sein: ein Aggregat zur Rohstoffsichtung mit Vibrationssieb und Hilfsvorrichtungen (horizontalen und vertikalen Schnecken- und Becherförderern), so dass es dank veränderbarer Siebmaschengröße ermöglicht wird, unterschiedliche Eingangsgrößen der Rohstoffpartikeln zu erhalten; dies beeinflusst die Feinzermahlung bzw. Feinstzermahlung und die Korngröße im Fertigprodukt. Ein mit einem Trenner ausgestattetes Aggregat zur Sichtung des Fertigproduktes ermöglicht es, dass große Mengen an Nanoteilchen entstehen.Furthermore, the device according to the invention can contain up to two sorting units, as a result of which a variety of finished products of different grain sizes can be produced. These two sorting units can be: a unit for raw material sifting with vibrating sieve and auxiliary devices (horizontal and vertical screw and bucket conveyors), so that thanks to the changeable sieve mesh size it is possible to obtain different input sizes of the raw material particles; this influences the fine grinding or fine grinding and the grain size in the finished product. A unit equipped with a separator for sorting the finished product enables large quantities of nanoparticles to be produced.
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ist, dass in diesem Verfahren auch Rohstoffe von hoher Feuchtigkeit ohne extra Vorbereitung verarbeitet werden können; bei der Zermahlung bis zu Nanoteilchen erfolgt auch die Trocknung.Another advantage of this invention is that raw materials with a high level of moisture can also be processed in this process without any additional preparation; When grinding down to nanoparticles, drying also takes place.
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ist, dass die vorliegende Erfindung universell ist; sie kann auch zur Herstellung von trockenen Füllmitteln für die Nahrungs- und Pharmaindustrie eingesetzt werden, ohne dass die Hauptaggregate gewechselt werden müssen. In diesem Fall können nach der Vorzerkleinerungseinheit und vor der Verpackungsmaschine Entkeimungsvorrichtungen installiert und manche Maschinenteile mit Keramik ausgekleidet werden.Another advantage of this invention is that the present invention is universal; she can also for Manufacture of dry fillers for the food and pharmaceutical industries can be used without having to change the main units. In this case, disinfection devices can be installed after the pre-shredding unit and before the packaging machine, and some machine parts can be lined with ceramics.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass hier verschiedene und gegenseitig auswechselbare Arten von Maschinen und Vorrichtungen (z.B. Filter, Zyklone, Lüfter, Schneckenförderer, usw.) verwendet werden können, ohne dass die Produktionsleistung und Produktqualität beeinträchtigt werden oder konstruktive Änderungen erforderlich sind.Another advantage of the device according to the invention is that different and mutually interchangeable types of machines and devices (e.g. filters, cyclones, fans, screw conveyors, etc.) can be used without the production output and product quality being impaired or design changes being required.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei werden folgende Bezugszeichen verwendet:
- 1
- Aufnahmebehälter
- 1A
- Kranbalken
- 2
- Rüttelaufgeber
- 3
- Vorzerkleinerungseinheit (z.B. Brecher)
- 4
- Schneckenförderer
- 4a
- magnetischer Abscheider
- 5
- Ketten-/Tellerförderer bzw. Becherförderer
- 6
- erster Aufnahmebehälter
- 7
- Austragsschleuse
- 8
- Mühle
- 9
- Schneckenförderer
- 10
- Sieb
- 11
- Schneckenförderer
- 12
- Schneckenförderer
- 13
- weiterer Ketten-/Tellerförderer bzw. Becherförderer
- 14
- zweiter Aufnahmebehälter
- 15
- Schlauchfilter
- 16
- Staubsauger
- 16A
- Kompressor
- 17
- Austragsschleuse
- 18
- Schneckenförderer
- 19
- Dosiereinheit
- 20
- Zerkleiner
- 21
- Rohrleitung
- 22
- Zyklonabscheider
- 22A
- Zyklonabschneider
- 23
- Schlauchfilter
- 23A
- Schlauchfilter
- 24
- Endbehälter
- 25
- Endbehälter
- 26
- Dosierungsschleuse
- 27
- Dosierungsschleuse
- 28
- Schneckenförderer
- 29
- Schneckenförderer
- 30
- Verpackungslinie
- 31
- Verpackungslinie
- 32
- Schneckenförderer
- 33
- Tankwagen
- 34
- Trenner
- 35
- Schneckenförderer
- 36
- Schneckenförderer
- 37
- Papiersack
- 38
- Papiersack
- 39
- Schlauchfilter
- 40
- Staubsauger
- 41
- Kompressor
- 42
- automatisches System zur Produktionsregelung
- 43
- Staubsauger
- 44
- Staubsauger
- 101
- Gehäuse
- 102
- Eintrittsöffnung
- 103
- Austrittsöffnung
- 104
- Zerkleinerungskammer
- 105
- Rotor
- 106
- Rotor
- 107
- Paddel
- 108
- Zerkleinerungselement
- 109
- Zerkleinerungselement
- 110
- Zerkleinerungselement
- 111
- Ring
- 112
- Ring
- 113
- Ring
- 114
- Ring
- 115
- Ring
- 116
- Zerkleinerungselement
- 117
- Zerkleinerungselement
- 118
- Ring
- 121
- Hohlraum
- 122
- Hohlraum
- A
- Zone (Sprödbruchzone)
- B
- Zone (Zerkleinerungszone)
- C
- Zone (Kollisionszone)
- G
- Schleuderstreuer
- 1
- Receiving container
- 1A
- Jib
- 2
- Vibratory feeder
- 3
- Pre-shredding unit (e.g. crusher)
- 4th
- Screw conveyor
- 4a
- magnetic separator
- 5
- Chain / plate conveyors or bucket conveyors
- 6th
- first receptacle
- 7th
- Discharge lock
- 8th
- mill
- 9
- Screw conveyor
- 10
- Sieve
- 11
- Screw conveyor
- 12th
- Screw conveyor
- 13th
- further chain / plate conveyors or bucket conveyors
- 14th
- second receptacle
- 15th
- Bag filter
- 16
- vacuum cleaner
- 16A
- compressor
- 17th
- Discharge lock
- 18th
- Screw conveyor
- 19th
- Dosing unit
- 20th
- Chopper
- 21
- Pipeline
- 22nd
- Cyclone separator
- 22A
- Cyclone separator
- 23
- Bag filter
- 23A
- Bag filter
- 24
- Final container
- 25th
- Final container
- 26th
- Dosing lock
- 27
- Dosing lock
- 28
- Screw conveyor
- 29
- Screw conveyor
- 30th
- Packaging line
- 31
- Packaging line
- 32
- Screw conveyor
- 33
- Tank truck
- 34
- separator
- 35
- Screw conveyor
- 36
- Screw conveyor
- 37
- Paper sack
- 38
- Paper sack
- 39
- Bag filter
- 40
- vacuum cleaner
- 41
- compressor
- 42
- automatic production control system
- 43
- vacuum cleaner
- 44
- vacuum cleaner
- 101
- casing
- 102
- Inlet opening
- 103
- Outlet opening
- 104
- Shredding chamber
- 105
- rotor
- 106
- rotor
- 107
- paddle
- 108
- Shredding element
- 109
- Shredding element
- 110
- Shredding element
- 111
- ring
- 112
- ring
- 113
- ring
- 114
- ring
- 115
- ring
- 116
- Shredding element
- 117
- Shredding element
- 118
- ring
- 121
- cavity
- 122
- cavity
- A.
- Zone (brittle fracture zone)
- B.
- Zone (crushing zone)
- C.
- Zone (collision zone)
- G
- Centrifugal spreader
- Fig. 1Fig. 1
- ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.an embodiment of the device according to the invention.
- Fig. 2Fig. 2
- zeigt einen Zerkleinerer, wie er in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt werden kann.shows a shredder as it can be used in the device according to the invention.
- Fig.Fig.
-
3 zeigt einen Schnitt in der Ebene des radialen Materialflusses zur Peripherie der sich gegenläufig drehenden Rotoren des Zerkleinerers aus
Fig. 2 .3 shows a section in the plane of the radial material flow to the periphery of the counter-rotating rotors of the shredder from FIGFig. 2 .
Der Grundgedanke und das Verfahrensprinzip der Erfindung werden am Beispiel einer Produktionslinie gezeigt (siehe
Der Beginn der Produktionslinie kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden.The start of the production line can be carried out in several ways.
Wenn eine Produktionsstätte zum Beispiel direkt an einem Rohstoffvorkommen errichtet wird, kann die Produktionslinie mit einem Brechwerk ausgerüstet werden; das Anlieferungserz kann beispielsweise Abmessungen von bis zu 1 m aufweisen. Das Brechwerk kann aus verschiedenen kaskadierten Brechern bestehen. Aus dem Brechwerk gelangt das Erz auf das Vibrationssieb und dann in einen Bunker mit Ausgangsmaterial.For example, if a production facility is built directly on a raw material deposit, the production line can be equipped with a crusher; the delivery ore can have dimensions of up to 1 m, for example. The crusher can consist of various cascaded crushers. From the crusher, the ore arrives on the vibrating screen and then into a bunker with raw material.
Eine andere Option ist es, das Ausgangsmaterial im Voraus derart zu zerkleinern, dass die Abmessungen beispielsweise bis zu 100 mm betragen. Beispielweise wird Stückerz (beliebiger Mineralien) in Big Bags angeliefert und kann in den Aufnahmebunker mit Hilfe von einem an der Beschickungsstelle des Aufnahmebehälter 1 montierten Kranbalken 1A gefüllt werden.Another option is to shred the starting material in advance so that the dimensions are, for example, up to 100 mm. For example, lump ore (of any mineral) is delivered in big bags and can be filled into the receiving bunker with the aid of a
Zum Aufnahmebunker 1 führen zwei Rohrleitungen zum Absaugen von Staub, der bei der Erzbeschickung entsteht; d. h. der Bunker ist ans Absaugsystem der ganzen Grobzerkleinerungseinheit bzw. Vorzerkleinerungseinheit angeschlossen. Anschließend kommt das Erz über den Rüttelaufgeber 2 in den Brecher 3, der beispielsweise als Zahnbrecher oder Einwalzen- oder Wangenbrecher ausgestaltet sein kann; der Rüttelaufgeber 2 ist mit einem Antrieb ausgestattet, über den die Amplitude des Rüttelaufgebers und folglich auch die Zufuhr des Ausgangsmaterials geregelt werden kann. Aus der Vorzerkleinerungseinheit 3 wird das Erz über einen ersten Schneckenförderer 4 in den magnetischen Abscheider 4A gefördert, der ferromagnetische Fremdteilchen entfernt. Anschließend kommt das vorzerkleinerte Material in einen ersten vertikalen Becherförderer oder vertikalen Ketten-/Tellerförderer 5 und wird daraus in den ersten Aufnahmebehälter 6 abgeworfen.To the receiving
Das Fassungsvermögen des Aufnahmebehälters 6 kann beispielsweise mindestens 20 m3 betragen, um einen reibungslosen Betrieb der Vorzerkleinerungseinheit zu gewährleisten. Aus dem ersten Aufnahmebehälter 6, der mit einer Austragsschleuse 7 ausgerüstet ist (die dank Drehzahlregelung auch als Dosiergerät wirken kann), kommt das Stückerz (10-20 mm) in die Mühle 8, die beispielsweise als Hammermühle ausgestaltet sein kein. Dort wird das Stückerz bis zu einer Teilchengröße von beispielsweise 400-500 µm zerkleinert und über einen zweiten Schneckenförderer 9 dem Sieb 10 zugeführt, das hier beispielhaft als Vibrationssieb ausgebildet ist, das mit kaskadierten Sieben mit unterschiedlicher Maschengröße ausgerüstet ist. Die Grobfraktion, d.h. beispielsweise das Material mit einer Teilchengröße über der Trenngröße von beispielsweise 500 µm wird über einen dritten Schneckenförderer 11 dem ersten Ketten-/Tellerförderer oder vertikalen Becherförderer (5) zugeführt, damit er dann in der Mühle 8 nachzerkleinert wird. Die Feinfraktion, d.h. das Material mit einer Teilchengröße von weniger als die Trenngröße wird über einen vierten Schneckenförderer 12 einem zweiten vertikalen Becherförderer oder vertikalen Ketten-/Tellerförderer 13 zugeführt, der an einem zweiten Behälter 14 montiert ist.The capacity of the
Die gesamte optionale Grobzerkleinerungseinheit und die gesamte Vorzerkleinerungseinheit (zusammen Vorzerkleinerungsbereich) sind mit einem autarken Absaugsystem (Entstäubungssystem) ausgerüstet; dieses im Vorzerkleinerungsbereich installierte System umfasst einen Schlauchfilter 15 und einen Staubsauger 16.The entire optional coarse shredding unit and the entire pre-shredding unit (together, the pre-shredding area) are equipped with a self-sufficient extraction system (dedusting system); this system installed in the pre-shredding area comprises a
Der weitere Behälter 14 wirkt als Speicher und Ausgabegefäß, das eine reibungslose ununterbrochene Zufuhr des Ausgangsmaterials in den Feinzermahlungsbereich der Nachzerkleinerungseinheit gewährleistet. Der weitere Behälter 14 ist mit einer Austragsschleuse 17 ausgestattet, die die Zufuhr des Materials in einen fünften Schneckenförderer 18 regelt. Der letztere ist auch mit einer automatisierten Dosiereinheit 19 ausgestattet, die die Materialzufuhr zum Zerkleinerer 20 regelt. Im Zerkleinerer 20 erfolgt die Feinzermahlung in einem mechanischen Verfahren (vgl.
Aus dem Zerkleinerer 20 - dank seiner besonderen Konstruktion (vgl. auch nachfolgend
Alternativ kann aus den mit den Dosierschleusen 26, 27 und sechsten und siebten Schneckenförderern 28, 29 ausgestatteten Endbehälter 24, 25 das feinzermahlene Material in den Trenner 34 befördert werden. Dieser ermöglicht die Herstellung des Fertigprodukts mit einem großen Anteil von Nanopartikeln. Nach diesem Vorgang wird das Fertigprodukt über achte und neunte Schneckenförderer 35, 36 der Verpackungsstation zugeführt, wo es beispielsweise in Papiersäcke 37, 38 gefüllt werden kann. Alle Verpackungseinheiten sind ebenso an ein Absaugsystem angeschlossen, das mit einem Schlauchfilter 39, einem Staubsauger 40 und einem Kompressor 41 ausgestattet ist.Alternatively, the finely ground material can be conveyed into the
Alternativ kann die Produktionslinie mit zwei oder mehreren Zerkleinerern betrieben werden. Dabei können mehrere Optionen kombiniert werden, wodurch das Fertigprodukt mit Trennzeichen oder ohne Trennzeichen hergestellt werden kann.Alternatively, the production line can be operated with two or more shredders. Several options can be combined, whereby the finished product can be manufactured with or without separators.
Ebenso ist es möglich, Zusatzvorrichtungen zur Kompaktierung des Fertigproduktes zu installieren. Die gesamte Linie ist mit einem automatischen System zur Produktionsregelung 42 ausgestattet, die vom Bedienpult aus gesteuert werden kann.It is also possible to install additional devices for compacting the finished product. The entire line is equipped with an automatic
Die Endbehälter 24, 25 können mit einem Schlauchfilter 23, 23A und Zyklonabscheidern 22, 22A versehen sein. Die Schlauchfilter 23, 23A können mit Staubsaugern 43, 44 verbunden sein. Eine entsprechende Konfiguration wurde bereits vorstehend in Zusammenhang mit dem Behälter 14 beschrieben. Die Schlauchfilter 15, 23, 23A können mit einem Kompressor 16A verbunden sein.The
In den
Zwischen den Zerkleinerungselementen 108, 109, 110, 116 und 117 verlaufen Kanäle, deren Querschnitt sich in radialer Richtung von der Achse zur Peripherie der Zerkleinerungskammer 104 durch Reduzierung der Kanalhöhe verengt. Eine zur Achse der Rotoren 105 und 106 nächstliegende ringförmige Reihe von Paddeln 107 und Kanälen zwischen diesen Paddeln gehört zur Beschleunigungszone des zu zerkleinernden Materials. Die Ober- und Unterseiten der Kanäle sind werden gebildet von Flächen des jeweiligen Rotors und Flächen eines jeweils zugeordneten konzentrischen Ringes 111, 112, 113, 114, 115 und 118, der jede Reihe der Paddel 107 und Zerkleinerungselemente 108, 109, 110 und 116, 117 überdeckt. Die Ringe 111, 112, 113, 114, 115, 118 sind mit den jeweiligen Zerkleinerungselementen 108, 109, 110 und 116, 117 fest und spielfrei verbunden und rotieren beim Betrieb der Anlage zusammen mit diesen. Die Ringe 111 bis 118 können lösbar montiert sein oder als fester Bestandteil der Rotoren 105 und 106 gefertigt werden. Sie können ferner als durchgehender oder segmentierter Ring gefertigt werden. Dabei überdeckt jeder Satz der Segmente einen einzelnen Kanal zwischen den Paddeln 107 und Zerkleinerungselementen. Die Seitenflächen der Kanäle werden von der Vorderseite jedes Paddels 107 oder Zerkleinerungselements 108, 109, 110, 116, 117 und der Rückseite des benachbarten Paddels oder Zerkleinerungselements gebildet.Channels run between the
In mindestens einer zusätzlichen ringförmigen Reihe befinden sich Zerkleinerungselemente in Form von konischen Vertiefungen (Hohlräumen, Sacklöchern) 121, 122 auf den einander zugewendeten Flächen Randflächen der Rotoren 105 und 106.In at least one additional annular row there are comminution elements in the form of conical depressions (cavities, blind holes) 121, 122 on the mutually facing edge surfaces of the
Als weitere Zerkleinerungseinheit sind Aufprallplatten veränderlicher Form an der Innenwand des Gehäuses der Zerkleinerungskammer montiert. Der Neigungswinkel dieser Aufprallplatten 123, 124, 125 zur Innenwand der Zerkleinerungskammer kann ebenfalls geändert werden.Impact plates of variable shape are mounted as a further shredding unit on the inner wall of the housing of the shredding chamber. The angle of inclination of these
Die Zerkleinerungsvorrichtung funktioniert wie folgt: Die Zufuhr des Ausgangsmaterials einer Ausgangskorngröße erfolgt durch freien Materialfluss oder Ansaugen durch einen Unterdruck im Gehäuse über die Eintrittsöffnung oder durch Zufuhrapparaturen verschiedener Art (Beschickungsförderer). Das Material wird in die Beschleunigungszone des oberen Rotors 105 des Zerkleinerers zugeführt, wo sich seine Partikeln bei der Rotation entlang der Fläche von Beschleunigungspaddeln 107 in radialer Richtung bewegen. Sobald die Partikel ihre Höchstgeschwindigkeit erreicht haben, weisen sie auch eine gewisse Abfluggeschwindigkeit sowie einen Abflugwinkel und eine freie Flugstrecke (Trajektorie) in die Sprödbruchzone (Zone A) auf. In dieser Zone kollidieren die Partikel mit den auf sie zulaufenden Zerkleinerungselementen 108, wodurch es zum Sprödbruch kommt. Die Partikelmasse besteht danach aus einzelnen Bruchstücken, deren Mikrohärte jene der Anfangspartikel übersteigt. Zur Fortsetzung einer effizienten Zerkleinerung werden in dieser Zone durch Rotieren des Rotors die Bruchstücke entlang des Zerkleinerungselements 108 beschleunigt. Sobald die erforderliche Geschwindigkeit erreicht ist, kollidieren sie mit den Zerkleinerungselementen 109 des nächsten Rotorelements, wodurch die Materialoberfläche wiederum vergrößert wird.The comminution device works as follows: The feed of the starting material of an initial grain size occurs through free material flow or suction through a negative pressure in the housing via the inlet opening or through feed devices of various types (feed conveyor). The material is in the acceleration zone of the
Auf die gleiche Weise geschieht auch der Übergang zu den Zerkleinerungselementen 110, 116, 117 der nächsten Reihe.The transition to the
Anschließend bewegen sich die Partikel in radialer Richtung in die Zone der Krafteinwirkung auf die gesamte Partikeloberfläche (Zone B). Diese Zone enthält keine Zerkleinerungselemente mehr, aber enthält eine Reihe von aerodynamischen Vorrichtungen in Form von Hohlräumen (Vertiefungen, Sacklöchern) 121, 122. In diesen wird die Zerkleinerungsmethode gewechselt. Die Partikel des bereits teilweise zerkleinerten Materials aus den verschiedenen Kanälen kollidieren mit einer hohen Geschwindigkeit und einer hohen Frequenz im äußersten Ringspalt zwischen den sich gegenläufig drehenden Rotoren. Das geschieht durch eine aerodynamische Störwirkung und dadurch entstehende aerodynamische Wirbel. Die Größe, Masse und spezifische Oberfläche der Partikel unterscheiden sich nunmehr wesentlich von den Charakteristika des Ausgangsmaterials in der Zone A.The particles then move in a radial direction into the zone where the force acts on the entire particle surface (zone B). This zone no longer contains any comminution elements, but contains a number of aerodynamic devices in the form of cavities (depressions, blind holes) 121, 122. In these, the comminution method is changed. The particles of the already partially shredded material from the various channels collide at high speed and high frequency in the outermost annular gap between the counter-rotating rotors. This happens through an aerodynamic disruptive effect and the resulting aerodynamic vortices. The size, mass and specific surface of the particles now differ significantly from the characteristics of the starting material in zone A.
Eine Zone C, in der die Teilchen der Materialströme miteinander und Aufprallplatten kollidieren, befindet sich noch weiter entfernt von der senkrechten Achse der sich drehenden Rotoren. Die Umfangsgeschwindigkeit der Rotorenscheiben und des Materials darauf ist in dieser Zone noch höher. Die geänderte Rotorenkonfiguration in dieser Zone ermöglicht es, eine Kollision einer Vielzahl von Luftströmen mit maximaler Konzentration an Festpartikeln aus den Kanälen des oberen und unteren Rotors herbeizuführen. Die Partikelzerkleinerung erfolgt durch Kollidieren des Materials, ähnlich wie in Strahlmühlen, aber mit unvergleichlich höheren Geschwindigkeiten bei minimalen Energiekosten.A zone C, in which the particles of the material streams collide with one another and collision plates, is located even further away from the vertical axis of the rotating rotors. The peripheral speed of the rotor disks and the material on them is even higher in this zone. The changed rotor configuration in this zone makes it possible to cause a collision of a large number of air flows with a maximum concentration of solid particles from the channels of the upper and lower rotor. Particle size reduction takes place by colliding the material, similar to jet mills, but at incomparably higher speeds with minimal energy costs.
Die Krafteinwirkung auf fast die ganze Partikeloberfläche und die anschließende Abführung des Materials aus dem Gehäuse erfolgt durch die senkrechte axiale Geschwindigkeitskomponente über eine tangential angeordnete Austrittsöffnung.The force acting on almost the entire particle surface and the subsequent removal of the material from the housing takes place through the vertical axial velocity component via a tangentially arranged outlet opening.
Auf dem Gehäuse des Zerkleinerers sind auch Luftentnahmeeinrichtungen angebracht (auf den Zeichnungen nicht dargestellt). Durch eine Luftabführung von der äußeren Rotorenoberfläche kann die Konzentration des Zweiphasenmediums des zu zerkleinernden Materials im Gehäuse verändert werden. Das ermöglicht eine effizientere Zerkleinerung in einem zusätzlichen Ringbereich zwischen der Innenwand der Zerkleinerungskammer und den Rändern der Rotoren.Air extraction devices (not shown in the drawings) are also mounted on the housing of the shredder. By removing air from the outer rotor surface, the concentration of the two-phase medium of the material to be shredded in the housing can be changed. This enables more efficient size reduction in an additional ring area between the inner wall of the size reduction chamber and the edges of the rotors.
Das zerkleinerte Material wird zur Absaugung abgeführt.The shredded material is removed for suction.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher 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 weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Beschreibung oder die Ansprüche ,erste' und 'zweite' Merkmale definieren, so dient dies der Unterscheidung gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.Of course, the invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be regarded as restrictive, but rather as explanatory. The following claims are to be understood in such a way that a named feature is present in at least one embodiment of the invention is. This does not exclude the presence of further features. If the description or the claims define "first" and "second" features, this is used to distinguish between features of the same type without defining a ranking.
Claims (15)
o zumindest einen zweiten Zerkleinerer (20) zur Feinstzerkleinerung der Feinfraktion des fein zerkleinerten Materials.
o At least one second shredder (20) for the finest comminution of the fine fraction of the finely comminuted material.
e) Behandeln des mit der Nachzerkleinerungseinheit weiter zerkleinerten Materials mit einem Zyklonabscheider. (22) .The method according to any one of claims 9 to 10, wherein the method comprises the following further step:
e) Treating the material further shredded by the post-shredding unit with a cyclone separator. (22).
f) Grobzerkleinern von Material in grob zerkleinertes Material, um es der Vorverkleinerungseinheit zuzuführen.The method according to any one of claims 9 to 11, wherein the following step is switched before step a) of the first reduction in size:
f) coarsely crushing material into coarsely crushed material in order to feed it to the pre-shredding unit.
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