WO1993024312A1 - Vorrichtung zum pelletieren - Google Patents

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WO1993024312A1
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carrier
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Rolf Hatlapa
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Hansa Anlagenbau Gmbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/228—Extrusion presses; Dies therefor using pressing means, e.g. rollers moving over a perforated die plate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/20—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by expressing the material, e.g. through sieves and fragmenting the extruded length

Definitions

  • the invention relates to a device for pelleting biomaterials, such as straw or the like, consisting of a die, which is held by a machine frame and rolls on the at least one roller, with a carrier extending through the die and with the roller is connected.
  • Such devices are used to first shred straw or other organic material, then to form a strand-like composite and then to divide the strand into sections of a predetermined length.
  • animal feed can be produced, for example, in the agricultural sector.
  • the comminution process is carried out in that the roller mill rolls on the die and in the process shears off the material at the edges of the through openings and presses it into the through recesses.
  • the strand-like material is then formed in the area of the passage recesses and the strands can be divided below the die.
  • the known devices it is customary to arrange a drive underneath the die and to connect it to the roller rollers via a shaft forming the carrier. Due to the comparatively large volume of the drive motor, the space below the die is essentially taken up in its extent. This prevents an easy one Removal of the pelletized material.
  • the known drives have a comparatively large mass, so that in view of the required performance, a considerable weight of the entire device is caused.
  • the object of the present invention is to design a device of the type mentioned in the introduction in such a way that a larger free space is provided below the die and a favorable ratio of power to mass is realized.
  • roller mill is designed as a housing of a direct-acting motor which can be supplied with energy via the carrier and is supported in the region of a roller head in the vertical direction so that the roller can be resiliently braced relative to the die.
  • a particularly high power density with a comparatively low weight can be achieved in that the motor is designed as a hydraulic motor.
  • the energy supply be carried out in the vertical direction from below.
  • the pretensioning unit is formed from at least one pressure disk and at least one pressure cell.
  • the resilient bias can be applied in that two thrust washers relative to the carrier ring-shaped and are arranged between an axial bearing and the die.
  • the axial bearing be provided for the transmission of forces acting in a longitudinal direction of the carrier.
  • the structural design of the device and the clarity can be significantly increased in that the die is designed as a supporting base plate.
  • a simple way of carrying out the necessary hydraulic lines with simultaneous high mechanical stability is achieved in that the carrier is designed as a hollow shaft and is firmly connected to the pan head.
  • the construction can be further simplified in that a common hydraulic unit is provided for the motor and the pretensioning unit.
  • a high degree of reliability by reducing the frequency of the occurrence of faults can be achieved in that a cleaning comb extending in the vertical direction above the die is provided with fingers in the area of the bushings, and the bushes are inserted into passage recesses in the die.
  • FIG. 1 is a partial representation of a longitudinal section through the device in the area of the roller mill
  • FIG. 2 shows a partial illustration of a longitudinal section through the device in the region of a prestressing device
  • FIG 3 shows a complete representation of a longitudinal section through the device with associated drive unit.
  • a device for pelleting essentially consists of a die (8), roller rollers (9) rolling in the area of an upper side of the die (8) and a motor (1) which drives the roller rollers (9).
  • the roller rollers (9) are connected via a roller head (2) to a carrier (4) which passes through the die
  • the carrier (4) extends through it.
  • the carrier (4) is contemplated to design the carrier (4) as a shaft which is guided by bearings (35, 36) in the region of the die (8).
  • Supply lines (3) which are provided for supplying energy to the motor (1), extend through the pan head (2) and the support (4). If the motor (1) is designed as a hydraulic motor, hydraulic lines are used as supply lines (3).
  • the roller rollers are in the area of the roller head (2)
  • a motor shaft (37) is provided to hold the motor (1) and extends essentially in the horizontal direction starting from the Koller ⁇ head (2).
  • the roller (9) is rotatably guided by bearings (38, 39) to form a motor housing on the motor shaft (37).
  • the engine (1) is from Transmission elements (40, 41), which are designed, for example, as toothings, are connected to the roller mill (9).
  • the roller mill (9) moves within a pelletizing space (42) which is arranged above the die (8) and is laterally delimited by a material inlet housing (22).
  • supports (21) are provided which form a machine frame.
  • An axial bearing (12) is arranged below the die (8) for guiding the carrier (4).
  • a pretensioning unit (43) which essentially consists of pressure disks (11) and pressure sockets (13).
  • hydraulic lines (15) are laid in the region of the carrier (4) for supply with hydraulic oil.
  • Through recesses (44) extend through the die (8) in the vertical direction.
  • the passage recesses (44) connect the pelletizing space (42) to the underside of the die (8).
  • a shearing device (31) is provided for dividing pelletizing strands emerging from the passage recesses (44), which shears below the die (8) and can be connected to the carrier (4).
  • a cleaning comb (30) is arranged in the vertical direction above the die (8), which also rotates and removes impurities and material accumulations that accumulate between bushings (54) that are inserted into the passage recesses (44) .
  • a conveyor (23) for removing the pelletized material In the vertical direction below the die (8) is a conveyor (23) for removing the pelletized material arranged.
  • a slip ring (5) In order to allow hydraulic oil for the motors (1) to be fed through the rotating support (4), a slip ring (5) is arranged in the area of the lower end of the support (4) in the vertical direction, said slip ring (5) being connected to a hydraulic unit via connecting lines ( 6) is connected, which is provided with a drive (7).
  • the forces applied in the area of the pretensioning unit (43) are specified in such a way that, depending on the material to be processed in each case, frictional contact between the roller rollers (9) and the die (8) is ensured.
  • the pressing forces therefore subject the normal forces occurring with respect to the roller tread surface to the die (8) to be adapted to the prevailing working conditions.
  • the driving force provided by the motors (1) is thus transmitted to the run-off surface without slipping.
  • the die (8) By integrating the motors (1) into the roller rollers (9), it is possible to design the die (8) as the central base plate of the device, which is only supported by the supports (21), the material inlet housing (22) and the drive and the pressure units must be provided. An independent machine housing, which would result in a corresponding expenditure of space and costs, is therefore unnecessary. In addition, a very high degree of clarity is achieved, so that any maintenance and repair work that may be required can be carried out with little effort. Finally, it is also possible to supply the conveyor device (23) directly with the material emerging from the die (8). Depending on the respective installation conditions, it is possible to direct the material flow of the pelletized substance in a predefinable direction.

Abstract

Die Vorrichtung dient zum Pelletieren und ist mit einer Matrize (8) versehen, die von einem Maschinengestell gehaltert ist. Auf der Matrize rollt mindestens eine Kollerwalze (9) ab, die mit einem Träger (4) verbunden ist. Der Träger erstreckt sich durch die Matrize hindurch. Die Kollerwalze ist als ein Gehäuse eines direkt wirkenden Motors (1) ausgebildet, der durch den Träger hindurch mit Energie versorgt wird. Der Motor ist im Bereich eines Kollerkopfes in einer lotrechten Richtung pendelfähig gelagert. Die Kollerwalze ist relativ zur Matrize nachgiebig verspannbar.

Description

Vorrichtung zum Pelletieren
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pelletieren von Biomaterialien, wie Stroh oder dergleichen, be¬ stehend aus einer Matrize, die durch ein Maschinenge¬ stell gehaltert ist und auf der mindestens eine Koller¬ walze abrollt, wobei sich ein Träger durch die Matrize erstreckt und mit der Kollerwalze verbunden ist.
Derartige Vorrichtungen werden verwendet, um Stroh oder anderes organisches Material zunächst zu zerkleinern, anschließend zu einem strangförmigen Verbund zu formen und danach den Strang in Abschnitte vorgebbarer Länge zu unterteilen. Hierdurch kann beispielsweise im land¬ wirtschaftlichen Ber ich Tierfutter hergestellt werden. Der Zerkleinerungsvorgang wird dadurch durchgeführt, daß die Kollerwalzen auf der Matrize abrollen und dabei das Material an den Rändern der Durchgangsöffnungen abscheren und in die Durchgangsausnehmungen hinein¬ drücken. Im Bereich der Durchgangsausnehmungen wird dann das strangförmige Material geformt und unterhalb der Matrize kann das Zerteilen der Stränge erfolgen.
Bei den bekannten Vorrichtungen ist es üblich, einen Antrieb unterhalb der Matrize anzuordnen und über eine den Träger ausbildende Welle mit den Kollerwalzen zu verbinden. Aufgrund des vergleichsweise großen Volumens des Antriebsmotors wird hierdurch der Raum unterhalb der Matrize im wesentlichen Bereich seiner Ausdehnung eingenommen. Dies verhindert einen einfachen Abtransport des pelletierten Materials. Darüber hinaus weisen die bekannten Antriebe eine vergleichsweise große Masse auf, so daß in Anbetracht der erforder¬ lichen Leistung ein erhebliches Gewicht der gesamten Vorrichtung hervorgerufen wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vor¬ richtung der einleitend genannten Art derart auszubil¬ den, daß ein größerer Freiraum unterhalb der Matrize bereitgestellt wird und ein günstiges Verhältnis von Leistung zu Masse realisiert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kollerwalze als Gehäuse eines direkt wirkenden Motors ausgebildet ist, der über den Träger mit Energie versorgbar und im Bereich eines Kollerkopfes in lot¬ rechter Richtung pendelfähig gelagert wobei die Koller¬ walze relativ zur Matrize nachgiebig verspannbar ist.
Durch die Integration des Motors in die Kollerwalze ist es lediglich erforderlich, für den Motor eine entsprechende Energieversorgung vorzusehen. Bei einer Energiezuführung von unten befinden sich somit unter¬ halb der Matrize lediglich ein Teil des Trägers und Leitungen für die Energiezufuhr. Durch eine geeignete Dimensionierung des Gehäuses des Motors kann eine für die Durchführung des Pelletiervorganges geeignete Masse der Kollerwalzen bereitgestellt werden. Es wird somit im wesentlichen lediglich in den Bereichen der Vor¬ richtung eine Masse angeordnet, in der diese auch zur Durchführung des Pelletiervorganges erforderlich ist. Eine ausschließlich der Erzeugung der Antriebsenergie zugeordnete Masse unterhalb der Matrize wird jedoch vermieden. Durch die pendelfähige Lagerung des Koller¬ kopfes wird es ermöglicht, daß nachgiebig auf Material¬ anhäufungen oder Materialverdickungen des zu pelletierenden Materials im Bereich der Matrize rea¬ giert werden kann. In den Träger eingeleitete hohe Ver- windungs- oder Scherkräfte können dadurch vermieden werden. Darüber hinaus werden auch unzulässig hohe Druckbelastungen der Matrize ausgeschlossen.
Durch die nachgiebige Verspannbarkeit des Kollerkopfes relativ zur Matrize ist es möglich, die für die Durch¬ führung eines jeweiligen Pelletiervorganges erforder¬ liche Andruckkraft bereitzustellen. Zum Pelletieren unterschiedlichen Materials ist es somit lediglich er¬ forderlich, unterschiedliche Andruckkräfte vorzugeben. Durch die Nachgiebigkeit der Verspannung werden Beschä¬ digungen der Vorrichtung bei variierenden Betriebsbe¬ dingungen vermieden.
Eine besonders hohe Leistungsdichte bei vergleichsweise geringem Gewicht kann dadurch realisiert werden, daß der Motor als ein Hydromotor ausgebildet ist.
Zur Realisierung einer kompakten Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß die Energieversorgung in lotrechter Richtung von unten erfolgt.
Zur Gewährleistung einer ausreichenden Reibung zwischen der Kollerwalze und der Matrize wird vorgeschlagen, daß eine hydraulische Vorspanneinheit vorgesehen ist.
Zur Ermöglichung einer einfachen rotatorischen Führung ist vorgesehen, daß die Vorspanneinheit aus mindestens einer Druckscheibe und mindestens einer Druckdose aus¬ gebildet ist.
Die nachgiebige Vorspannung kann dadurch aufgebracht werden, daß zwei Druckscheiben relativ zum Träger ringförmig ausgebildet und zwischen einem Axiallager und der Matrize angeordnet sind.
Zur einfachen mechanischen Realisierung der Verspann- barkeit der Kollerwalze relativ zur Matrize wird vorge¬ schlagen, daß das Axiallager zur Übertragung von in einer Längsrichtung des Trägers wirkenden Kräften vor¬ gesehen ist.
Der konstruktive Aufbau der Vorrichtung sowie die Über¬ sichtlichkeit kann wesentlich dadurch erhöht werden, daß die Matrize als tragende Grundplatte ausgebildet ist.
Eine einfache Durchführungsmöglichkeit für die erfor¬ derlichen Hydraulikleitungen bei gleichzeitiger hoher mechanischer Stabilität wird dadurch erreicht, daß der Träger als eine Hohlwelle ausgebildet und fest mit dem Kollerkopf verbunden ist.
Der konstruktive Aufbau kann weiter dadurch vereinfacht werden, daß für den Motor und die Vorspanneinheit ein gemeinsames Hydraulikaggregat vorgesehen ist.
Eine hohe Zuverlässigkeit durch Verringerung der Häufigkeit des Auftretens von Störungen kann dadurch realisiert werden, daß in lotrechter Richtung oberhalb der Matrize ein sich mit Fingern in den Bereich von Buchsen erstreckender Reinigungskamm vorgesehen ist und die Buchsen in Durchgangsausnehmungen der Matrize ein¬ gesetzt sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin¬ dung schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise Darstellung eines Längs¬ schnittes durch die Vorrichtung im Bereich der Kollerwalzen,
Fig. 2 eine teilweise Darstellung eines Längs¬ schnittes durch die Vorrichtung im Bereich einer Vorspanneinrichtung u n d
Fig. 3 eine vollständige Darstellung eines Längs¬ schnittes durch die Vorrichtung mit zugeordne¬ tem Antriebsaggregat.
Eine Vorrichtung zum Pelletieren besteht im wesent¬ lichen aus einer Matrize (8), im Bereich einer Ober¬ seite der Matrize (8) abrollenden Kollerwalzen (9) so¬ wie einem Motor (1), der die Kollerwalzen (9) antreibt. Die Kollerwalzen (9) sind über einen Kollerkopf (2) mit einem Träger (4) verbunden, der sich durch die Matrize
(8) hindurcherstreckt. Insbesondere ist daran gedacht, den Träger (4) als eine Welle auszubilden, die von Lagern (35,36) im Bereich der Matrize (8) geführt ist.
Durch den Kollerkopf (2) und den Träger (4) hindurch erstrecken sich Versorgungsleitungen (3), die für eine Energiezufuhr zum Motor (1) vorgesehen sind. Bei einer Ausbildung des Motors (1) als Hydromotor werden als Versorgungsleitungen (3) Hydraulikleitungen verwendet. Im Bereich des Kollerkopfes (2) sind die Kollerwalzen
(9) in einer lotrechten Richtung pendelfähig aufge¬ hängt, um eine nachgiebige Betriebsweise zu ermög¬ lichen. Zur Halterung des Motors (1) ist eine Motor¬ welle (37) vorgesehen, die sich ausgehend vom Koller¬ kopf (2) im wesentlichen in horizontaler Richtung er¬ streckt. Auf der Motorwelle (37) ist die Kollerwalze (9) zur Ausbildung eines Motorgehäuses drehbeweglich von Lagern (38,39) geführt. Der Motor (1) ist von Übertragungselementen (40,41), die beispielsweise als Verzahnungen ausgebildet sind, mit der Kollerwalze (9) verbunden.
Die Kollerwalze (9) bewegt sich innerhalb eines Pelletierraumes (42), der oberhalb der Matrize (8) an¬ geordnet ist und seitlich von einem Materialeinlaufge¬ häuse (22) begrenzt wird. Zur Halterung der Matrize (8) sind Stützen (21) vorgesehen, die ein Maschinengestell ausbilden.
Unterhalb der Matrize (8) ist zur Führung des Trägers (4) ein Axiallager (12) angeordnet. Zwischen dem Axial¬ lager (12) und der Matrize (8) ist eine Vorspanneinheit (43) angeordnet, die im wesentlichen aus Druckscheiben (11) und Druckdosen (13) besteht. Bei einer hydrau¬ lischen Ausbildung der Vorspanneinheit (43) sind zur Versorgung mit Hydrauliköl Hydraulikleitungen (15) im Bereich des Trägers (4) verlegt.
Durch die Matrize (8) hindurch erstrecken sich in lot¬ rechter Richtung Durchgangsausnehmungen (44). Die Durchgangsausnehmungen (44) verbinden den Pelletierraum (42) mit der Unterseite der Matrize (8). Zur Zerteilung von aus den Durchgangsausnehmungen (44) austretenden Pelletiersträngen ist eine Abschereinrichtung (31) vor¬ gesehen, die unterhalb der Matrize (8) rotiert und mit dem Träger (4) verbunden sein kann. In lotrechter Rich¬ tung oberhalb der Matrize (8) ist ein Reinigungskamm (30) angeordnet, der ebenfalls rotiert und Verunreini¬ gungen und Materialansammlungen entfernt, die sich zwischen Buchsen (54) ansammeln, die in die Durchgangs¬ ausnehmungen (44) eingesetzt sind.
In lotrechter Richtung unterhalb der Matrize (8) ist eine Fördereinrichtung (23) zum Abtransport des pelletierten Materials angeordnet. Zur Ermöglichung einer Zufuhr von Hydrauliköl für die Motoren (1) durch den rotierenden Träger (4) hindurch ist im Bereich des in lotrechter Richtung unteren Endes des Trägers (4) ein Schleifring (5) angeordnet, der über Verbindungs¬ leitungen mit einem Hydraulikaggregat (6) verbunden ist, das mit einem Antrieb (7) versehen ist.
Die im Bereich der Vorspanneinheit (43) aufgebrachten Kräfte werden derart vorgegeben, daß in Abhängigkeit von jeweils zu verarbeitendem Material ein reibungs¬ schlüssiger Kontakt zwischen den Kollerwalzen (9) und der Matrize (8) gewährleistet ist. Durch die Andruck- kräfte werden somit die bezüglich der Kollerlauffläche auftretenden Normalkräfte relativ zur Matrize (8) einer Anpassung an die jeweils vorliegenden Arbeitsbedingun¬ gen unterworfen. Die von den Motoren (1) bereitge¬ stellte Antriebskraft wird somit rutschfrei auf die Ablauffläche übertragen.
Durch die Integration der Motoren (1) in die Koller¬ walzen (9) ist es möglich, die Matrize (8) als zentrale Grundplatte der Vorrichtung auszubilden, die lediglich mit den Stützen (21), dem Materialeinlaufgehäuse (22) sowie den Antriebs- und den Andruckaggregaten versehen werden muß. Ein eigenständiges Maschinengehäuse, das einen entsprechenden Platz- und Kostenaufwand zur Folge hätte, ist somit entbehrlich. Darüber hinaus wird eine sehr hohe Übersichtlichkeit realisiert, so daß gegebe¬ nenfalls erforderliche Wartungs- und Reparaturarbeiten mit geringem Arbeitsaufwand durchgeführt werden können. Schließlich ist auch eine direkte Versorgung der Fördereinrichtung (23) durch das aus der Matrize (8) austretende Material möglich. In Abhängigkeit von den jeweils vorliegenden Aufstellungsbedingungen ist es möglich, den Materialstrom der pelletierten Substanz beliebig in eine vorgebbare Richtung zu lenken.

Claims
P a t e n t a n s p r ü c h e
Vorrichtung zum Pelletieren von Biomaterialien, wie Stroh oder dergleichen, bestehend aus einer Matrize, die durch ein Maschinengestell gehaltert ist und auf der mindestens eine Kollerwalze ab¬ rollt, wobei sich ein Träger durch die Matrize er¬ streckt und mit der Kollerwalze verbunden ist, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Kollerwalze (9) als Gehäuse eines direkt wirkenden Motors (1) ausge¬ bildet ist, der über den Träger
(4) mit Energie versorgbar und im Bereich eines Kollerkopfes (2) in lotrechter Richtung pendelfähig gelagert wobei die Kollerwalze (9) relativ zur Matrize (8) nachgiebig verspannbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Motor (1) als ein Hydromotor ausgebil¬ det ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Energieversorgung in lotrechter Richtung von unten erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da¬ durch gekennzeichnet, daß eine hydraulische Vc^~ spanneinheit (43) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinheit (43) aus mindestens einer Druckscheibe (11) und min¬ destens einer Druckdose (13) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da¬ durch gekennzeichnet, daß zwei Druckscheiben (11) relativ zum Träger (4) ringförmig ausgebildet und zwischen einem Axiallager (12) und der Matrize (8) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Axiallager (12) zur Übertragung von in einer Längsrichtung des Trägers (4) wirkenden Kräften vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Matrize (8) als tra¬ gende Grundplatte ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Träger (4) als eine Hohlwelle ausgebildet und fest mit dem Kollerkopf (2) verbunden ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da¬ durch gekennzeichnet, daß für den Motor (1) und die Vorspanneinheit (43) ein gemeinsames Hydraulik¬ aggregat (6) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, daß in lotrechter Richtung oberhalb der Matrize (8) ein sich mit Fingern in den Bereich von Buchsen (45) erstreckender Reini¬ gungskamm (30) vorgesehen ist und die Buchsen (45) in Durchgangsausnehmungen (44) der Matrize (8) ein¬ gesetzt sind.
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