JP6416289B2 - 砂粒形状原材料の膨張のための方法 - Google Patents

Description

本発明は、砂粒形状原材料の膨張のための方法ならびに当該方法にて用いられる略垂直なシャフトおよび運搬ラインに接続され得る分注要素に関し、当該方法では、原材料が、加熱のための手段を備えた略垂直な加熱されるシャフトを通じて下方へ落下し、シャフト内にシャフトフローが行き渡る。

先行技術
砂粒形状原材料から膨張した粒状物を生成する方法は、特許文献１に開示されており、その目的は、膨張した粒状物が吸湿性を全く、またはほとんど呈しないように、膨張した粒状物の閉じた表面を制御可能な方式で調整することにある。加えて、膨張した粒状物の表面構造およびしたがって粗さに具体的に影響を与える可能性が提供される。この目的のため、この文書は、砂粒形状原材料の落下部に沿って複数配置され、互いに独立して制御可能な加熱要素を提供すること、および落下部に沿って温度検出を行うことを提案しており、加熱要素は、膨張プロセスが起きる領域の下で検出された温度に応じて制御される。落下部の下端からの膨張した粒状物の除去は、落下部が開口する空気式運搬ラインによって保証される。

シャフトの垂直配向の結果として、かつ、膨張プロセスに伴うプロセスガスの更なる導入または抽気の結果として、砂粒形状原材料に作用するフローがシャフト内部で発生する。特に、壁部付近の上向きの境界層流の形成は、この境界層流がシャフトの壁部上での砂粒形状原材料の焼成を防止するため、膨張プロセスの品質に対してプラスの効果を有する。膨張シャフトが頂部に向かって閉じていると、上向きの境界層流に加えて、中央の下向きのコアフローが確立される。このコアフローは、上述の境界層流の一部を妨げ、したがって焼成堆積物が生じる。従来から知られているように、コアフローの影響は、プロセスガスのシャフトのヘッド領域からの抽気およびシャフトのヘッド領域への吹き込みによって低減され得る。

しかしながら、シャフトの空気式運搬ラインへの直接接続の結果として、圧力変動が生じ（ことによると運搬ライン内のフィルタの清掃サイクルによって引き起こされて）、シャフト内の空気に直接伝えられる。結果として、シャフトのエリア内に横のフローが生成され、境界層流のプラスの効果を妨げ、そのため、膨張プロセスの品質に相当の劣化を引き起こし、プロセスが停止しているときに複雑な保守措置によってのみ除去し得る焼成堆積物をもたらす。

したがって、不均一な膨張プロセスおよびシャフト壁部上の焼成堆積物の形成は、例えば、後続の空気式運搬ライン内の圧力変動によって発生する横のフローの結果として生じる先行技術の欠点としてみなされ得る。公知のプロセスガスのシャフトのヘッド領域からの抽気およびシャフトのヘッド領域への吹き込みは、この効果を防止できない。

国際公開第２０１３／０５３６３５号公報

本発明の説明
本発明の基礎を形成する目的を定式化すると、砂粒形状原材料から膨張した粒状物を生成するための方法と、上述の欠点を有さず、運搬ラインからの圧力変動が膨張した粒状物の品質に決して影響を与えないようにする、シャフトを運搬ラインに接続するための分注要素とを提供することである。本方法は、低い保守コストでトラブルのない動作を保証するべきである。分注要素は、単純かつ信頼性ある設計によって特徴付けられるべきである。更に、多額の支出なしに本発明を既存のシステムに追加導入することが可能であるべきである。

この目的は、分注要素がシャフトと運搬ラインとの間に取り付けられ、粒状物の定義された材料蓄積がシャフトフローを運搬フローから遮断するバッファとして分注要素内に形成されるように、シャフトから運搬ライン内に渡っていく粒状物の量が調節手段を介して調節される、当初述べた方法によって達成される。

本発明は、単純な手段によって（ことによると落下する粒状物を積み上げることによって）形成され得る材料の蓄積の結果として、通常動作では運搬ライン内の圧力変動にもはや影響されない形で、材料蓄積の上の領域に圧力条件が確立されることに基づいている。材料蓄積の形成の結果として、運搬ラインに対するシャフトの完全な気密封止は達成され得ないが、封止効果は、運搬フローからシャフトフローへの圧力変動の伝達を防止するために十分であることは自明である。

調節手段を取り付けることによって、材料蓄積の高さに具体的に影響を与えることで、当該高さが下限に未達とならず、上限を超過しないようにし、現在のプロセスのための最適値に調整することができる。

砂粒形状原材料に関しては、例えばパーライトまたは黒曜石の砂等のように、水を推進剤として結合した鉱物砂だけが使用され得るわけではない。これはまた、含水鉱物結合剤と混合された鉱物塵を含んでもよく、この場合、含水鉱物結合剤は、推進剤として作用する。この場合、膨張プロセスは、以下のように進行し得る。すなわち、例えば２０ｐｍの直径を有する比較的小さい砂粒からなる鉱物塵が、結合剤と共に、例えば５００ｐｍのより大きな粒を形成する。臨界温度において、鉱物塵の砂粒の表面は、可塑性になり、より大きな粒の閉じた表面を形成するか、または融解してそのような粒を形成する。個々のより大きな粒の閉じた表面は、通常、概して、このより大きな粒の形成に関与した鉱物塵の個々の砂粒の全表面の合計よりも小さいため、このようにして、表面エネルギーが得られるか、または表面対体積の比率が減少する。このとき、各々が閉じた表面を有するより大きな粒が存在し、粒は、鉱物砂塵および含水鉱物結合剤のマトリックスを含む。これらの鉱物粒の表面は、上述のように可塑性であるため、形成される水蒸気が、後により大きな粒を膨張させ得る。つまり、含水鉱物結合剤は、推進剤として使用される。代替的な鉱物塵も推進剤と混合され得、推進剤は、好ましくは水を含有する鉱物結合剤とブレンドされる。例えば、ＣａＣＯ_３が推進剤として使用され得る。この場合、上述のプロセスと同様の膨張プロセスが起こり得る。すなわち、比較的小さい砂粒サイズ（例えば、直径２０ｐｍ）を有する鉱物塵が、推進剤および鉱物結合剤と共により大きな粒（例えば、直径５００ｐｍ）を形成する。臨界温度に到達すると、鉱物塵の砂粒の表面は、可塑性になり、より大きな粒の閉じた表面を形成するか、または溶解してそのような粒を形成する。より大きな粒の閉じた表面は、上述のように可塑性であり、今や推進剤によって膨張され得る。鉱物結合剤が含水である場合、これは、更なる推進剤として機能し得る。そのため、本発明による方法の好ましい実施形態では、推進剤を含む鉱物材料は、水が結合のための推進剤として作用する鉱物材料、または推進剤として作用する含水鉱物結合剤と混合された鉱物塵、もしくは鉱物結合剤とブレンドされた推進剤と混合された鉱物塵であって、鉱物結合剤が、好ましくは水を含有し、更なる推進剤として作用する、鉱物塵、を含むと規定されている。提示した方法をできるだけ効率的に実行できるためには、シャフト炉に加えて、（相互に独立して）制御可能な複数の加熱要素およびインテリジェントな調節制御ユニットを有する複数の加熱ゾーンを設けることが好ましい。これは、加熱要素を、好ましくは炉シャフトに沿って測定された温度の関数として、制御する。

本発明による方法は、例えば、特許文献１におけるように構成され得る。したがって、その開示の全体が本明細書に組み込まれる。

好ましい実施形態は、分注要素の少なくとも第１の断面がシャフトからの膨張した粒状物によって定義された高さを越えて完全に満たされるように、バッファとして作用する材料蓄積が設計されることによって特徴付けられる。この種類のバッファは、生成するのが特に単純であることによって特徴付けられる。シャフトから落下する膨張した粒状物は、特定の高さに到達するまで積み上げられ、それによって形成される材料蓄積は、バッファとして作用する。材料蓄積の高さは、例えば、分注要素内に取り付けられ、材料蓄積の存在を検出する測定装置の位置によって規定され得る。測定装置の位置は、分注要素の動作状態において、分注要素内の特定の高さに対応し、そのため、そのとき存在する材料蓄積の特定の高さにも対応する。

更なる好ましい実施形態によれば、運搬フローは、抽気装置によって生成される。抽気システムが特に端部に分注要素から離れる方向に向けて取り付けられる場合、運搬フローは、運搬ラインの全長にわたって得られ、例えばフィルタシステム等の他の要素が運搬ライン内に取り付けられ得る。

別の好ましい実施形態では、分離装置、好ましくはガスサイクロンが運搬ライン内に設けられており、それによって、膨張した粒状物が運搬フローから分離される。膨張した粒状物は本実施形態に係る最終製品を含むため、運搬フローからの集中除去（特にガスサイクロンによる）を行うことには利点がある（このようにして、粒状物の更なる輸送のためまたは更なる処理のために、例えばサイロ等の容器が単純な方式で充填され得るため）。

更なる好ましい実施形態は、後に加熱のための手段を調節するか、または原材料のフィードを低減させるために、粒状物の嵩密度が膨張プロセスの品質特徴として決定されると規定している。膨張した粒状物の継続的な制御を通じて、このような手順は、シャフトの状態について結論を下すことを可能にする。嵩密度が定められた標準パラメータとは感知できるほど異なる場合、これは、一方では、加熱のための手段による温度の変更によって補償され得る砂粒形状原材料の異なる組成に帰着し得、またはシャフトの内壁面上の焼成堆積物の発生に帰着し得る。後者のケースが発生した場合、保守作業を行うことができるように、原材料のフィードは低減され、好ましくは完全に停止され得る。

更なる特に好ましい実施形態によれば、調節手段は、分注要素内の運搬フローに局所的に影響を与えることによって、運搬ライン内の膨張した粒状物の運搬量を増大または低減させる。運搬量のこのような調節は、膨張した粒状物と接触する可動部品なしに達成され得、そのため、閉塞に対する耐性を有する。運搬量の低減が材料蓄積の増大をもたらす一方で、運搬量が増大すると反対のケースが発生する。

更なる特に好ましい実施形態では、分注要素内の材料蓄積の高さが検出され、この情報が調節手段に送信される。結果として、材料蓄積の高さがほぼ一定にとどまるように、材料蓄積の高さが運搬量の影響によって変更され得るか、または原材料の不均一なフィードが補償され得る。

更なる好ましい実施形態によれば、ヘッド領域に方向付けられたシャフトフローの部分を増大させ、それによって安定させるために、シャフトのヘッド領域からプロセス空気が抽気される。このような設計の結果として、圧力変動の不在によるプラスの効果と下向きのコアフローの低減効果とが組み合わされ、その結果、シャフト内のフロー条件が外的影響から独立しておおむね一定に保たれ得る。

本発明の更なる好ましい実施形態は、ヘッド領域に方向付けられたシャフトフローの部分を安定化させるために、シャフトのヘッド領域内にプロセス空気が吹き込まれるか、または吸引されると規定している。これは、シャフト内のフロー条件をほぼ一定に保つための別の可能性を提供し、運搬ラインから到来する圧力変動の同時の低減の結果として、膨張した粒状物の品質に対してプラスの効果を有する。

本発明による分注要素は、シャフト接続部を介してシャフトに接続され得、長手方向軸を有する材料容器と、運搬接続部を介して運搬ラインに接続され得る運搬部と、粒状物が材料容器内に入ると材料容器のエリア内に材料蓄積が生成されるように構成された調節するための手段と、を備えることによって特徴付けられる。分注要素は、膨張した粒状物が材料容器内に入るように、シャフト接続部によってシャフトに接続され得る。運搬部を介して、粒状物は運搬接続部に到達し、運搬接続部によって、分注要素は、分注要素を通過した膨張した粒状物の除去を確保するために、運搬ラインに接続され得る。運搬接続部を介して分注要素から除去されるよりも多くの粒状物がシャフトから材料容器内に落下するため、分注要素を通過する運搬量は、材料容器内に材料蓄積が形成されるような方式で、調節するための手段によって影響される。材料蓄積が定義された特定の高さに到達した場合、分注要素を通じて運搬される量は、シャフトから材料容器内に落下する粒状物の量にほぼ対応するであろう。

本発明によるシステムは、略垂直で加熱可能なシャフトが、シャフト接続部を介して、運搬量を調節するための手段が中に位置付けられる分注要素の材料容器に接続され、かつ、分注要素の運搬部が、運搬接続部を介して空気式運搬ラインに接続されるように、構成され得る。

当初定式化した目的は、そのため、本発明に係る分注要素のみによっても解決され得るし、当該分注要素を含む本発明に係るシステムによっても解決され得る。そのため、本発明は、システムであって、略垂直な加熱可能なシャフトおよび空気式運搬ラインに接続された分注要素を有し、当該分注要素が、シャフト接続部を介してシャフトに接続され、長手方向軸を有する材料容器と、運搬接続部を介して運搬ラインに接続される運搬部と、粒状物が材料容器内に入ると材料容器のエリア内に材料蓄積が生成されるように構成された調節するための手段と、を備えると本発明に従って規定されている、本発明による方法を実行するためのシステムにも関する。

本発明による分注要素または本発明によるシステムの好ましい実施形態によれば、運搬部は、材料容器を通じてシャフトの長手方向軸に対して横方向に案内される。運搬部および材料容器のこの種類の接続は、複雑な建造が必要とされないことによって特徴付けられる。材料容器は、例えば、板金プレートから溶接され得、その寸法が運搬部の直径よりも大きくなるような寸法で形成されるだけでよい。

本発明による分注要素または本発明によるシステムの更に好ましい実施形態では、運搬部は、運搬接続部の反対側で周囲雰囲気に接続され得、その結果、抽気システムは、周囲空気を抽気して、運搬フローを生成し、それを運搬ラインにわたって輸送し得る。

本発明による分注要素または本発明によるシステムの更に特に好ましい実施形態によれば、シャフト接続部の反対側に、運搬部は、膨張した粒状物の運搬部内への移動を保証する少なくとも１つの開口部を有する。このような設計は、粒状物が運搬フローの吸引効果によってのみ運搬部内に入り、粒状物ができるだけ長い経路をカバーしてから少なくとも１つの開口部に到達することを保証する。

本発明による分注要素または本発明によるシステムの更に特に好ましい実施形態は、それによって材料蓄積の高さが検出され得る運搬量を調節するための手段に連結される測定装置が、材料容器のエリア内に取り付けられていると規定している。結果として、運搬量は、調節するための手段を介して、材料蓄積の高さに従って増大または低減され得る。高さが最小限の高さに未達の場合、運搬量は絞られ、最大限の高さを超過した場合、運搬量は増大される。

本発明による分注要素または本発明によるシステムの更に特に好ましい実施形態によれば、運搬量を調節するための手段は、内部に位置付けられたバタフライ弁を有する運搬部内部に配される内管として設計される。調節するための手段のこの単純な設計の結果として、弁を調整することによって運搬量を調節することが可能である。内管は、好ましくは運搬部と同じ長さであり、周囲空気も内管を通じて吸引され得るように、動作状態において運搬部と同じ側で雰囲気に接続される。加えて、均一な吸引効果を達成するために、内管を運搬部に対して同心円状に取り付けることが有利である。

本発明による分注要素または本発明によるシステムの更に特に好ましい実施形態では、バタフライ弁は、一方において、材料蓄積の定義された高さの超過が測定装置によって検出されると、運搬量を増大させて材料蓄積の高さを低減させるために閉弁され得、それによって通過フローが起きる内管の断面を低減させ、他方において、材料蓄積の定義された高さの未達が測定装置によって検出されると、運搬量を低減させて材料蓄積の高さを増大させるために開弁され得、それによって通過フローが起きる内管の断面を増大させるように構成されている。バタフライ弁は内管と同じ直径を有するため、通過フローが起きる断面は、調整され得る。バタフライ弁が内管の長手方向軸に対して法線方向にある場合、通過フローが起きる断面は存在せず、内管と運搬部の内面との間のエリアに強力な吸引が生成され、その結果、より多くの膨張した粒状物が材料容器から吸引される。バタフライ弁が内管の長手方向軸に対して平行である場合、同じ吸引効果が運搬部の断面全体にわたって行き渡り、少量の粒状物のみが運搬部に入る。

本発明による方法および本発明による装置の詳細な説明が、ここから続く。

本発明によるシステムの概略イメージを示す。 本発明による分注要素の詳細図を示す。 本発明による分注要素の、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図を示す。

本発明を実施するための方法
図１は、砂粒形状原材料１の膨張のためのシステムを示している。この場合、原材料１は、加熱のための手段２によって加熱され得る垂直シャフト３を通って落下し、本実施形態では複数の電気抵抗加熱器２が使用される。原材料は、シャフト３のヘッド領域１６内にフィードされる。抵抗加熱器２は個別に制御され得るため、シャフト３に沿って特定の温度プロファイルが確立され得る。シャフト３からの原材料１に対して作用する熱放射の結果として、原材料１は、膨張して膨張した粒状物５を形成する。シャフト３の加熱された壁部およびそれに続くプロセス空気１８のため、壁部付近の、ヘッド領域１６方向の境界層流と中央の、シャフト接続部２０方向のコアフローとからなるシャフトフロー４がシャフト３内に確立される。

ヘッド領域１６からプロセス空気１８を抽気し、そのようにしてシャフトフロー４を改善する更なる抽気装置１７が、シャフト３のヘッド領域１６内に設けられる。加えて、制御ループ３０が、抽気されるプロセス空気１８と吸引される周囲空気との割合を調節する更なる抽気装置１７に連結される。同様に、この更なる抽気装置１７またはここには図示しない別の装置のいずれかによって、シャフトフロー４を安定化させるために、プロセス空気１８がヘッド領域１６内に吹き込まれてもよい。

シャフト３の下端には、シャフト３から空気式運搬ライン７内に運搬される粒状物５の量を調節する分注要素６が位置付けられる。分注要素６は、シャフト３との接続点にシャフト接続部２０を有し、運搬ライン７との接続点に運搬接続部２３を有する。同様に、その測定データを使用して運搬量が調節される測定装置１５が、シャフト３に隣接する分注要素６の部分に装着される。

抽気装置１２（これは、好ましくはファンとして設計される）は、空気式運搬ライン７の一方の端部に装着され、運搬ライン７の他方の端部から周囲空気を吸引し、雰囲気に対して開口するように設計され、そのため膨張した粒状物５を運搬する。ガスサイクロン１３は、この運搬ライン７内部に位置付けられ、粒状物５は、これを介して運搬ラインから分離される。運搬ライン７内には、好ましくはガスサイクロン１３と運搬ライン７から小さい粒子を分離させる抽気装置１２との間に配されるフィルタシステム２８が位置付けられる。更なる測定装置２９によって差圧を測定することによって、フィルタシステム２８が汚染された場合でさえ運搬ライン７内のフロー速度が一定に保たれるように、抽気装置１２の運搬量が制御される。

図１は、この実施形態では、計量装置１４が更に設けられ、これが、粒状物５のフローに関してガスサイクロン１３の下流に配置され、分離された膨張した粒状物５の重量およびしたがって嵩密度を決定するために使用され得ることを示している。この測定によって、膨張プロセスの品質が評価され得、それに応じて、原材料１のフィードが低減され、好ましくは完全に停止されるか、またはシャフト３の特定の領域内で抵抗加熱器２の出力が増大されるかのいずれかである。本発明の代替的な実施形態は、膨張した粒状物５がガスサイクロン１３から直接容器、好ましくはサイロ内に導入されるように、計量装置１４を設けない。

図２および３は、今度は、分注要素６の詳細図を示している。図３は、分注要素６の主要な機能のうちの１つ、すなわち材料蓄積１０の形成を示している。膨張した粒状物５は、シャフト３からシャフト接続部２０（図１）を介して分注要素の第１の部分、長手方向軸２１を有する材料容器１９内に落下する。第１のプロセスステップでは、シャフトからの粒状物５の量が、分注要素６を通じて運搬ライン内に入る粒状物５の量よりも多いため、材料容器１９の少なくとも第１の断面１１を満たす材料蓄積１０が形成されるように、材料容器１９が膨張した粒状物５で満たされる。この手段によって、運搬ライン７内の圧力変動がシャフトフロー４に影響を与えないように、動作状態において材料蓄積１０の上方に位置する空間（特にシャフト３）が、動作状態において材料容器１９の下流に位置する空間（特に運搬ライン７）から、圧力変動の影響に関して遮断され得る。材料容器１９は、少なくともシャフト接続部２０のエリア内においてシャフト３と同じ断面を有し、好ましくは材料容器１９の上方エリア全体がシャフト３と同じ断面を有するように設計され、断面は、特に長方形である。

図２は、好ましくは円形断面を有する運搬部２２が、好ましくはシャフト３よりも大きい断面を有する材料容器１９の下方領域を通じて案内され、運搬部２２の最大直径は、材料容器１９の内部の最小寸法よりも小さくなるように構成されることを示している。運搬部２２の外側と材料容器１９の内側との間の距離は、プロセスに関連する経験的値から知られる、膨張した粒状物５の粒状物に期待される最大直径の倍数である。乗算係数は、通常１０倍〜１００倍、好ましくは２０倍〜４０倍の範囲内にある。膨張した粒状物５の典型的な粒径は、０．５〜５ｍｍの範囲内にある。例えば、２ｍｍの粒径および３０の係数の場合、２ｍｍ×３０、すなわち６０ｍｍの距離が得られる。

したがって、材料容器１９は、少なくとも運搬部２２の一部、好ましくは運搬部２２全体を取り囲む。したがって、運搬部２２は、好ましくは材料容器１９の基部表面に接し、この上に載置される。運搬部は、材料容器の長手方向軸２１に対して横方向にこれを通じて案内され、本発明のこの変形例では、長手方向軸２１は、ある点において運搬部２２の軸と交差し、両軸間の角度は９０°である。本発明の代替的な実施形態は、異なる角度およびオフセット軸も有し得る。膨張した粒状物５の材料容器１９から運搬部内への移動を保証するために、少なくとも１つの開口部２４（図３）が運搬部２２内に設けられる。この少なくとも１つの開口部２４は、本発明のこの変形例ではシャフト接続部２０に対向する運搬部２２の側に（かつ具体的には運搬部２２の両側に、ここでは長手方向軸２１に対して対称的に）、すなわち動作状態では下側に位置付けられ、少なくとも１つの開口部２４は、好ましくは多数のスリットとして設計される。代替的な実施形態は、少なくとも１つの開口部２４は、長方形、正方形、または円の形状を有すると規定している。いずれにせよ、少なくとも１つの開口部２４は、プロセスに関連する経験的値から知られる最大直径を有する粒状物が、依然として閉塞の形成なしに少なくとも１つの開口部２４を通過できるような寸法で形成されなければならない。粒状物と開口部２４の直径との間の比率は、好ましくは１：３〜１：１００、特に好ましくは１：５〜１：５０、特に１：５〜１：２５である。例えば、２ｍｍの粒径および１：５の比率の場合、開口部２４の直径は、２ｍｍ×５によって１０ｍｍとして得られる。

運搬部２２内部には、この変形例ではバタフライ弁２６を有する内管２５として設計される運搬量を調節するための手段９が位置付けられる。この場合、運搬部２２と同様に好ましくは円形である内管２５の最大直径は、運搬部２２の最小直径よりも小さく、これら２つの要素は、同心円状に配置される。内管２５の断面および位置を変化させることによって、多くの代替的な設計が実行可能である。内管２５はまた、運搬部２２およびしたがって運搬ライン７と同様に、運搬接続部２３の反対側で雰囲気に接続され、それによって、周囲空気が全ての上述の要素を通じて吸引され得る。

バタフライ弁２６は、内管２５内部に配され、好ましくは内管２５の閉鎖を可能にする直径を有する円形プレートとして構成される。このバタフライ弁２６は、それが内管２５の軸に対して法線方向の軸の周りを旋回可能であるように、回転可能に装着される。この旋回は、バタフライ弁２６が運搬部２２の長手方向軸に対して平行である第１の位置と、バタフライ弁２６が運搬部２２の長手方向軸に対して法線方向にある第２の位置との間の領域内で起こり得る。

抽気装置１２（図１）によって生成される運搬ライン７内のものと同じ運搬フロー８が、運搬部２２内に行き渡る。この運搬フロー８によって、粒状物５は、材料容器１９から少なくとも１つの開口部２４を介して運搬部２２内に、更に運搬ライン７内に運搬される。

動作状態において材料容器１９の上方部分で材料蓄積１０の高さを監視する測定装置１５（図１）によって、材料蓄積１０の高さが低すぎることが検出されると、バタフライ弁２６は、開弁され、すなわちバタフライ弁２６は第１の位置の方向に旋回される。結果として、第２の位置に到達すると通過フローが起きる断面２７は、内管２５の直径と同じサイズであり、運搬フロー８の同じフロー速度が、運搬部２２の断面全体に行き渡る。結果として、粒状物５は材料容器１９から運搬部２２内にほとんど移動せず、材料蓄積１０の高さが増大する。

測定装置１５（図１）によって今度は材料蓄積１０の高さが高すぎることが検出されると、バタフライ弁２６は、閉弁され、すなわちバタフライ弁２６は第２の位置の方向に旋回される。結果として、第１の位置に到達すると通過フローが起きる断面２７は、内管２５と運搬部２２の内側との間の環状領域内のフロー速度がより高速になるように、最小限となり、好ましくは完全に閉じており、結果として強力な吸引が生成され、大量の粒状物５が材料容器１９から運搬部内に移動され、材料蓄積１０の高さは沈下する。

これは、シャフトフロー４を運搬フロー５から遮断する効果を維持するために、材料蓄積１０の高さが常に定義された範囲内に保持され得ることを保証する。

この場合、材料蓄積１０の最小限の高さは、該最小限の高さによって覆われなければならない少なくとも１つの開口部２４によって決定される。動作中に確証される材料蓄積１０の実際の高さは、測定装置１５の運搬部２２からの距離によって決定され、好ましくは１ｃｍ〜１５ｃｍである。したがって、測定装置１５（またはその検出器）は、膨張した粒状物５の吸引のための、空気が流れる環状間隙（内管２５と運搬部２２の内側との間）の外径よりもせいぜいわずかだけ高く取り付けられるべきである。

１ 砂粒形状原材料
２ 加熱のための手段（電気抵抗加熱器）
３ シャフト
４ シャフトフロー
５ 膨張した粒状物
６ 分注要素
７ 空気式運搬ライン
８ 運搬フロー
９ 調節するための手段
１０ 材料蓄積
１１ 第１の断面
１３ ガスサイクロン（分離装置）
１４ 計量装置
１５ 測定装置
１６ ヘッド領域
１７ 更なる抽気装置
１８ プロセス空気
１９ 材料容器
２０ シャフト接続部
２１ 長手方向軸
２２ 運搬部
２３ 運搬接続部
２４ 開口部
２５ 内管
２６ バタフライ弁
２７ 通過フローが起きる断面
２８ フィルタシステム
２９ 更なる測定装置
３０ 制御ループ

Claims (16)

1. 砂粒形状原材料の膨張のための方法であって、前記原材料が、略垂直な加熱されるシャフトを通じて下方へ落下し、前記シャフトは、加熱のための手段を備え、シャフトフローが前記シャフト内に行き渡り、
   前記シャフト内の伝熱の結果として前記原材料が膨張した粒状物に膨張し、生成された前記粒状物が、更なる輸送のための運搬フローを有する空気式運搬ライン内に入り、
   分注要素が、前記シャフトと前記運搬ラインとの間に取り付けられ、
   前記粒状物の定義された材料蓄積が前記シャフトフローを前記運搬フローから遮断するバッファとして前記分注要素内に形成されるように、前記シャフトから前記運搬ライン内に渡っていく前記粒状物の量が調節手段を介して調節される、
   砂粒形状原材料の膨張のための方法。
2. 前記分注要素の少なくとも第１の断面が前記シャフトからの膨張した粒状物によって定義された高さを越えて完全に満たされるように、バッファとして作用する前記材料蓄積が設計される、請求項１に記載の方法。
3. 前記運搬フローが、抽気装置によって生成される、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 分離装置、好ましくはガスサイクロンが前記運搬ライン内に設けられており、それによって前記膨張した粒状物が前記運搬フローから分離される、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
5. 後に前記加熱のための手段を調節するか、または原材料のフィードを低減させるために、粒状物の嵩密度が、膨張プロセスの品質特徴として決定される、請求項３に記載の方法。
6. 前記調節するための手段が、前記分注要素内の前記運搬フローに局所的に影響を与えることによって、前記運搬ライン内の膨張した粒状物の運搬量を増大または低減させる、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記分注要素内の前記材料蓄積の高さが、検出され、この情報が、前記調節するための手段に送信される、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記シャフトのヘッド領域に方向付けられた前記シャフトフローの部分を増大させ、それによって安定させるために、前記ヘッド領域からプロセス空気が抽気される、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記シャフトのヘッド領域に方向付けられた前記シャフトフローの部分を安定させるために、前記ヘッド領域内にプロセス空気が吹き込まれるか、または吸引される、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
10. システムであって、略垂直な加熱可能なシャフトおよび空気式運搬ラインに接続された分注要素を有し、前記分注要素が、シャフト接続部を介して前記シャフトに接続され、
    長手方向軸を有する材料容器と、
    運搬接続部を介して前記運搬ラインに接続される運搬部と、
    粒状物が前記材料容器内に入ると前記材料容器のエリア内に材料蓄積が生成されるように構成された調節するための調節手段と、
    を備える、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の方法を実行するためのシステム。
11. 前記運搬部が、前記材料容器を通じて前記シャフトの前記長手方向軸に対して横方向に案内される、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記運搬部が、前記運搬接続部の反対側で周囲雰囲気に接続され得る、請求項１０または請求項１１に記載のシステム。
13. 前記シャフト接続部の反対側に、前記運搬部が、膨張した粒状物の前記運搬部内への移動を保証する少なくとも１つの開口部を有する、請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. それによって前記材料蓄積の高さが検出され得る運搬量を調節するための手段に連結される測定装置が、前記材料容器の前記エリア内に取り付けられている、請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載のシステム。
15. 運搬量を調節するための手段が、中に位置付けられたバタフライ弁を有する前記運搬部内に配される内管として設計される、請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載のシステム。
16. 前記バタフライ弁が、一方において、前記材料蓄積の定義された高さの超過が測定装置によって検出されると、前記運搬量を増大させて前記材料蓄積の前記高さを低減させるために閉弁され得、それによって通過フローが起きる前記内管の断面を低減させ、他方において、前記材料蓄積の定義された高さの未達が前記測定装置によって検出されると、前記運搬量を低減させて前記材料蓄積の前記高さを増大させるために開弁され得、それによって通過フローが起きる前記内管の前記断面を増大させるように構成されている、請求項１５に記載のシステム。

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