WO2002022271A1 - Verfahren und vorrichtung zum zerkleinern von partikeln - Google Patents

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WO2002022271A1
WO2002022271A1 PCT/EP2001/010119 EP0110119W WO0222271A1 WO 2002022271 A1 WO2002022271 A1 WO 2002022271A1 EP 0110119 W EP0110119 W EP 0110119W WO 0222271 A1 WO0222271 A1 WO 0222271A1
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WO
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particles
tube
baffle plate
openings
chamber
Prior art date
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PCT/EP2001/010119
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gustav Hefle
Roland Schüssler
Hans-Peter Feuerpeil
Dieter Bläse
Original Assignee
Pulsar Gmbh
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Priority to EP01978332A priority patent/EP1337340B1/de
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Priority to US11/267,246 priority patent/US7086619B2/en

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/06—Jet mills
    • B02C19/066—Jet mills of the jet-anvil type

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for crushing particles.
  • Such a direction is known from SU 457486.
  • This direction has a vertical tube in a cylindrical chamber.
  • the tube runs in the direction of the longitudinal axis of the chamber, which is closed at the top with a baffle plate.
  • the tube has an outlet opening on its upper side, which lies opposite the baffle plate at a predetermined distance.
  • the side wall of the chamber has openings below the baffle plate.
  • Particles to be comminuted are collected in the tube and form a plug with a predetermined fill level in the tube.
  • the plug is accelerated explosively by means of a pressure pulse unit and shot out of the tube against the baffle plate.
  • very high shear forces arise, which lead to a particle size reduction.
  • Due to the overpressure generated in the pressure pulse unit finely ground particles are increasingly transported to the edge areas of the chamber and led out of the chamber via the openings in the side walls. Coarser particles, on the other hand, fall back into the chamber and are fed to the pipe again.
  • a particular disadvantage is that when the baffle plate is bombarded with the plugs, there is only an undesirably incomplete and non-reproducible separation of fine and coarse particles.
  • the object of the invention is to enable comminution of preferably hard particles with the least possible design effort, the particle sizes of the comminuted particles being predeterminable as precisely as possible.
  • the device according to the invention has at least one tube for collecting a predetermined amount of particles, the particles forming a plug in the tube. Furthermore, the device has at least one pressure pulse unit for generating pressure pulses, wherein the graft is acted upon by a pressure pulse via an outlet opening of the tube against a baffle plate arranged downstream of the tube and having breakthroughs. Furthermore, the device has a collecting chamber adjoining the baffle plate, in which the particles comminuted by the recoil on the baffle plate and penetrating the openings are collected.
  • the basic idea of the invention is therefore to comminute particles stored in the form of a plug in a tube, to shoot these plugs against a baffle plate with openings.
  • the shear forces exerted by the impact on the particles lead to a size reduction of the particles, the particles typically being obtained from original particle sizes of 10 mm to particles with sizes of one or a few ⁇ m.
  • the particles with small grain sizes and therefore low weight are transported through the openings and reach the collecting chamber.
  • the heavier particles do not penetrate the perforations and are preferably returned to the tube to form a new plug.
  • the grain sizes and grain size distributions of the comminuted particles collected in the collecting space can be specified by a suitable choice of the diameter of the tube, the size and shape of the openings in the baffle plate and / or the size of the collecting chamber.
  • the baffle plate is installed interchangeably.
  • the grain size distribution of the comminuted particles collected in the collecting chamber can thus be varied by changing different baffle plates with different openings.
  • the volume of the collecting chamber is adjustable, so that the particle size distribution of the comminuted particles collected in the collecting chamber can also be varied thereby.
  • a major advantage of the device according to the invention is that the sizes of the openings in the baffle plate are dimensioned such that they perform a sifter function. This means that the crushed particles transported through the openings remain in the collecting chamber and are not transported back to the pipe through the openings. Due to the inventive design of the baffle plate and the collecting chamber arranged behind it, the comminuted particles with the desired particle sizes are thus collected in the collecting chamber with a high degree of efficiency and separated from heavier particles. At least one removal opening is preferably provided in the collecting chamber, via which the comminuted particles can be removed from the collecting chamber.
  • the device according to the invention has almost no moving parts and that the only part subject to wear is formed by the baffle plate, which can be replaced in a simple manner. Therefore, the device has a compact, robust and maintenance-friendly structure, which causes only low investment and maintenance costs. In addition, the comminution of the particles can be carried out with a low energy requirement, so that the operating costs of the device according to the invention are correspondingly low. Since the device has almost no moving parts and also preferably has a closed structure, this does not pose any danger to the operating personnel and is therefore harmless with regard to the provisions of occupational safety.
  • a significant advantage of the device according to the invention is that it enables various types of materials, in particular also hard materials, to be shredded efficiently and reliably without any special requirements being placed on the baffle plate, which is preferably made of steel.
  • the device according to the invention is particularly suitable for comminuting hard materials with Mohs degrees of hardness in the range from 7 to 10.
  • nitrides such as TiN, ZrN, HfN, TaN and BN 3 can be comminuted with the device according to the invention.
  • Carbides such as TiC, ZrC, HfC, TaC, WC, W 2 C and Tao- 8 Hf 0 - 2 C can also be crushed.
  • oxides such as Al 2 O 3 as well as borides and silicides can be crushed.
  • the crushing of hard metals such as WC-Co from grain sizes of approximately 5 mm to grain sizes smaller than 10 ⁇ m is possible, whereby such particles could previously only be comminuted in wet grinding processes.
  • the device according to the invention can be used in the field of powder metallurgy, for example in the glazing of radioactive waste, the production of nitrite in a nitrogen atmosphere or the activation of solid-state reactions, with the method according to the invention in particular being able to obtain silicon carbide directly from the elements.
  • organic substances such as nut shells or bones, which are required for the production of gelatin, can also be comminuted with the device according to the invention.
  • the device in particular its comminuting chamber, can be sheathed with a cooling jacket.
  • the soft particles to be comminuted are supplied with dry ice granules, that is, frozen CO 2, for their embrittlement, so that they can be comminuted by means of the device according to the invention without any additional measures.
  • dry ice granules that is, frozen CO 2
  • at least one opening is preferably provided in the device, via which the dry ice granulate is introduced into the interior in which the particles are collected.
  • dry ice granules are cheaper to manufacture and easier to handle than liquid nitrogen.
  • dry ice granules are formed in the form of sharp-edged, small crystals, which have an abrasive effect and, in particular when a plug is fired against the baffle plate, cuts and thus crushes other particles.
  • the dosage of the dry ice mulch feed can be selected appropriately. This makes it easy to adjust the amount of cooling required to embrittle the particles.
  • Another advantage of using dry ice granules for embrittling the particles is that the dry ice granules are largely inert and do not react with the particles to be embrittled.
  • the dry ice granulate escapes almost completely as gaseous CO 2 after heating and thus leaves no residue in the particles. It is also advantageous that the evaporation of the dry ice granules loosens the collected particles, thereby increasing their flowability.
  • the dry ice granulate improves the rheological properties of the particles, that is, their flowability, thereby promoting the processes in the device.
  • soft particles such as rubber, polymers and polyamides can be crushed.
  • polycaprolactam can be comminuted as a polyamide. Shredding of polyvinyl chloride is also possible.
  • Figure 1 Longitudinal section through a first embodiment of the device according to the invention.
  • Figure 2 longitudinal section through a second exemplary embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the device 1 according to the invention for comminuting particles 2.
  • the device 1 has a hollow-cylindrical comminution chamber 3 and a likewise hollow-cylindrical opening chamber 4.
  • the crushing chamber 3 and the collecting chamber 4 have the same diameter and are arranged coaxially along a vertically running axis of symmetry.
  • the collecting chamber 4 connects with its open underside to the likewise open top of the comminution chamber 3.
  • the comminution chamber 3 and the collecting chamber 4 each have an annular flange 5, 5 'at their open ends facing them.
  • a circular disk-shaped baffle plate 6, preferably made of steel, is mounted between the ring flanges 5, 5 '.
  • the baffle plate 6 has a predetermined number of openings 7. In the present exemplary embodiment, the openings 7 are designed as round bores.
  • the baffle plate 6 can be easily mounted on the device 1 on the ring flanges 5, 5 '.
  • the baffle plate 6 can be replaced without great assembly effort and can be replaced by other baffle plates 6, which can have different arrangements of openings 7.
  • the openings 7 can not only have the shape of round bores, but can also be designed as square bores. A design of the openings 7 in the form of annular gaps or the like is also possible.
  • the tubes 8, 8 ′ run close to one another in the center of the comminution chamber 3 and open out at the bottom 9 thereof.
  • the outlet openings of the tubes 8, 8 'at their upper ends face the baffle plate 6 at a predetermined distance.
  • An opening 10 is provided in the side wall of the decomposition chamber 3.
  • the interior of the comminution chamber 3 is filled with the particles 2 to be comminuted up to a certain filling level via this opening 10.
  • a further opening 10a is provided in the side wall of the comminution chamber 3, through which dry ice granules can be introduced.
  • the dry ice granules are then introduced through the opening 10a when the direction 1 soft particles 2 such as rubber or polymers are to be crushed.
  • both components are mixed efficiently.
  • the mixing is further promoted by the particle flow inside the device 1 during the comminution process.
  • the particles 2 to be comminuted are embrittled so that they can subsequently be comminuted.
  • the dry ice granules are introduced into the opening 10a via a metering unit, not shown, so that the amount of dry ice granules required for embrittlement of the particles 2 can be set precisely.
  • the particles and the dry ice granulate can also be introduced into the comminution chamber 3 via a common opening 10. Since the CO 2 released when the dry ice granules are evaporated represents a safety risk in the form of suffocation for the operating personnel, the device mentioned and its entrances and exits are sealed gas-tight. Furthermore, in particular at points of the device 1 at which a gas leak cannot be completely ruled out, gas warning devices (not shown) are provided which emit alarm signals in the event of excessive CO 2 concentrations.
  • Two feed pipes 11, 1 P open out at the bottom 9 of the comminution chamber 3.
  • the upper sections of the feed pipes 11, 11 ' run parallel to the sections of the pipes 8, 8' which protrude beyond the inlet chamber 3.
  • the feed pipes 11, 11 ' are curved at their lower ends and run towards the pipes 8, 8'.
  • a feed pipe 11, 1 P opens into one of the pipes 8, 8 '.
  • a portion of the particles 2 is introduced from the comminution chamber 3 via the feed pipes 11, 1 P into the lower ends of the pipes 8, 8', so that these NEN stopper 12 form a certain level.
  • such a plug 12 is located at the lower end of the right tube 8 '.
  • a pressure pulse unit 13, 13 'with a valve 14, 14' connects to the lower ends of the tubes 8, 8 '.
  • the plug 12 Via the pressure pulse unit 13, 13 ', the plug 12 can be subjected to a pressure pulse of a predetermined height and duration at the lower end.
  • gas with a predetermined gas pressure is present at the valve 14, 14 '.
  • the gas is preferably formed by air.
  • an inert gas, a rryogen gas or hot gas can be used.
  • the height of a pressure pulse is in the range between 5 bar and 10 bar. With such pressure pulses, flight speeds of the plugs 12 in the range between 70 m / s and 100 m / s are achieved.
  • valve 14 'of the pressure pulse unit 13' adjoining the right tube 8 ' is closed, so that the stopper 12 lies in its rest position on the bottom 9 of the tube 8'.
  • the plug 12 in the left tube 8 is shot upwards by opening the valve 14, the corresponding pressure pulse unit 13. 1 shows a snapshot in which the plug 12 is located at the upper end of the tube 8 shortly before the outlet opening.
  • the plug 12 After exiting the respective pipe 8, 8 ′, the plug 12 strikes the baffle plate 6, the direction of flight running perpendicular to the surface of the baffle plate 6 in the present exemplary embodiment.
  • the duration of the pressure pulse is chosen to be less than the transit time of the plug 12 in the respective tube 8, 8 '.
  • the plug 12 on the flight path between the outlet opening of the tube 8 8 'and the Baffle plate 6 no longer acted on by the pressure pulse.
  • dry ice granules In the event that dry ice granules are mixed with the particles to embrittle them, the dry ice granules support the shredding process due to their sharp-edged crystalline structure.
  • the dry ice granulate has an abrasive behavior and, with its sharp-edged structures, cuts particles 2 around it.
  • no openings 7 are provided on the impact surface of the particles 2 on the baffle plate 6, so that no particles 2 are shot directly through the openings 7 into the collecting chamber 4.
  • FIG. 1 schematically shows the particles 2 reflected and comminuted on the baffle plate 6, which form a dust cloud 15.
  • the pressure pulse creates an overpressure on the front side of the baffle plate 6, so that the comminuted particles 2 are transported through the openings 7 into the collecting chamber 4. Only the particles 2 up to a predetermined grain size are transported through the openings 7 and collected in the collecting chamber 4 behind them, while larger particles 2 fall back into the interior of the ZerMeinerang chamber 3 due to their greater weight and again to form further plugs 12 in the tubes 8, 8 'are supplied.
  • the device 1 according to the invention is used to comminute particles 2 with particle sizes of approximately 10 mm feed size up to target grain sizes of approximately 1 ⁇ m.
  • the grain sizes and grain size distributions of the comminuted particles 2 collected in the collecting chamber 4 can be predetermined by suitable dimensioning of the diameters of the tubes 8, 8 ′, the number and sizes of the openings 7 of the baffle plate 6 and the volume of the collecting chamber 4.
  • the number and sizes of the openings 7 can be varied in a simple manner by changing different baffle plates 6.
  • the size of the collecting chamber 4 can also be varied particularly advantageously.
  • height-adjustable corrugated compensators, stuffing boxes, sliding sleeves or the like can be provided, which are not shown in the drawings.
  • the grain size distribution of the comminuted particles collected in the collecting chamber 4 is sharper the greater the volume of the collecting chamber 4.
  • a removal opening 16 is provided on the side wall of the collecting chamber 4. The crushed particles 2 can be removed at predetermined times via this removal opening 16.
  • the pressure pulse units 13, 13 'are preferably controlled alternately, so that a plug 12 is alternately shot from the left or right tube 8 or 8' against the baffle plate 6.
  • the cycles within which the tubes 8, 8 'are filled with the individual plugs 12 lie in the seconds or even in the millisecond range, so that the clock rate of the pressure pulses can be chosen to be correspondingly high. In this way, the individual plugs 12 are shot against the baffle plate 6 in rapid succession, so that the device 1 according to the invention achieves a quasi-continuous comminution process and a correspondingly high throughput.
  • the corresponding pipe 8, 8' is again filled with particles 2 via the respective feed pipe 11, I to form a new plug 12.
  • the shock generated when a plug 12 is fired causes the particles 2 to be shaken in the comminution chamber 3 and thus increasingly to be fed to the feed pipe 11, IP, which supports the reloading of the pipe 8, 8 'with a plug 12.
  • This loading function is further increased by the overpressure prevailing when the plug 12 strikes the baffle plate 6 in the upper region of the comminution chamber 3.
  • hard materials with Mohs degrees of hardness preferably in the range between 7 and 10, can be efficiently shredded with the device 1 according to the invention.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the device 1 according to the invention.
  • the structure of the device 1 shown there corresponds almost completely to the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the device 1 according to FIG. 2 has two openings 10, 10 'on the side wall of the comminution chamber 3, at which filler neck 17, 17' for filling the interior of the comminution chamber 3 with the particles 2 ,
  • feed outlets 18, 18' which run inclined to the tubes 8, 8 ', open out.
  • the valves 14, 14 'of the pressure pulse units 13, 13', which are not shown separately, are arranged in these supply ports 18, 18 '.
  • the longitudinal axes of the feed pipes 8, 8 ' can run in a horizontal plane oriented perpendicular to the longitudinal axis of the device 1 or, as shown in FIG. 2, at an angle of inclination, which is preferably at most 20 °, inclined to this plane.
  • the collecting chamber 4 has two removal openings 16, 16 'arranged opposite one another, a connection piece 19, 19' opening out at each removal opening 16 or 16 '.
  • the comminution chamber 3 has an upper part 20, the cross section of which is slightly smaller than the cross section of the lower part 21 of the comminution chamber 3.
  • the upper and lower parts 20, 21 can also be formed in two parts. At the adjacent open ends of the upper part 20 of the crushing chamber 3 and the collecting chamber 4 is the
  • Flapper 6 releasably attached so that it can be replaced if necessary.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von Partikeln (2). Die Vorrichtung (1) weist wenigstens ein Rohr (8, 8') zum Sammeln einer vorgegebenen Menge von Partikeln (2) auf, wobei die Partikel (2) in dem Rohr (8, 8') einen Pfropfen (12) bilden. Die Vorrichtung (1) weist weiterhin wenigstens eine Druckimpulseinheit (13, 13') zur Erzeugung von Druckimpulsen auf, wobei durch Beaufschlageung des Pfropfens (12) mit einem Druckimpuls dieser über eine Austrittsöffnung des Rohres (8, 8') gegen eine dem Rohr (8, 8') nachgeordnete und Durchbrüche (7) aufweisende Prallplatte (6) geschossen wird. Schliesslich weist die Vorrichtung (1) eine an die Prallplatte (6) anschliessende Auffangkammer (4) auf, in welcher die durch den Rückstoss an der Prallplatte (6) zerkleinerten und die Durchbrüche (7) durchsetzenden Partikel (2) gesammelt werden.

Description

Verfahren und Norrichtung zum Zerkleinern von Partikeln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Norrichtung zum Zerkleinern von Partikeln.
Eine derartige Norrichtung ist aus der SU 457486 bekannt. Diese Norrichtung weist ein vertikal verlaufendes Rohr in einer zylindrischen Kammer auf. Das Rohr verläuft in Richtung der Längsachse der Kammer, die an der Oberseite mit einer Prallplatte abgeschlossen ist. Das Rohr weist an seiner Oberseite eine Austrittsöfmung auf, die in vorgegebenem Abstand der Prallplatte gegenüber- liegt. Unterhalb der Prallplatte weist die Seitenwand der Kammer Öffnungen auf.
In dem Rohr werden zu zerkleinernde Partikel gesammelt, die einen Pfropfen mit vorbestimmter Füllhöhe im Rohr bilden. Mittels einer Druckimpulseinheit wird der Pfropfen explosionsartig beschleunigt und aus dem Rohr gegen die Prallplatte geschossen. Bei Aufprall der Partikel auf die Prallplatte entstehen sehr hohe Scherkräfte, welche zu einer Zerkleinerung der Partikel fuhren. Durch den in der Druckimpulseinheit generierten Überdruck werden fein zerkleinerte Partikel vermehrt an die Randbereiche der Kammer transportiert und über die Öffnungen in den Seitenwänden aus der Kammer geführt. Gröbere Partikel fallen dagegen in die Kammer zurück und werden von neuem dem Rohr zugeführt.
Zwar können mit dieser Norrichtung auch sehr harte Partikel effizient zerklei- nert werden, wobei die Norrichtung nahezu keine bewegten Teile und damit einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Korngrößen und Korngrößenverteilungen der zerkleinerten Partikel nur unzureichend vorgebbar und einstellbar sind.
Insbesondere ist nachteilig, dass bei Beschuss der Prallplatte mit den Pfropfen nur eine unerwünscht unvollständige und nicht reproduzierbare Trennung von feinen und groben Partikeln erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde mit möglichst geringem konstruktivem Aufwand ein Zerkleinern von vorzugsweise harten Partikeln zu ermögli- chen, wobei die Korngrößen der zerkleinerten Partikel möglichst genau vorgebbar sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 vorgesehen. Vorteilhafte Ausfuhrungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist wenigstens ein Rohr zum Sammeln einer vorgegebenen Menge von Partikeln auf, wobei die Partikel in dem Rohr einen Pfropfen bilden. Weiterhin weist die Vorrichtung wenigstens eine Druckimpulseinheit zur Erzeugung von Druckimpulsen auf, wobei durch Beaufschlagung des Pfropfens mit einem Druckimpuls dieser über eine Austritts- öff ung des Rohres gegen eine dem Rohr nachgeordnete und Durchbrüche aufweisende Prallplatte geschossen wird. Des Weiteren weist die Vorrichtung eine an die Prallplatte anschließende Auffangkammer auf, in welcher die durch den Rückstoß an der Prallplatte zerkleinerten und die Durchbrüche durchsetzenden Partikel gesammelt werden.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, zur Zerkleinerung von in Form eines Pfropfens in einem Rohr gelagerten Partikeln diesen Pfropfen ge- gen eine Prallplatte mit Durchbrüchen zu schießen. Die durch den Aufprall auf die Partikel ausgeübten Scherkräfte führen zu einer Zerkleinerung der Partikel, wobei typischerweise die Partikel von ursprünglichen Partikelgrößen von 10 mm auf Partikel mit Größen von einem oder wenigen μm erhalten werden.
Durch den mit der Druckimpulseinheit erzeugten Überdruck an der Vorderseite der Prallplatte werden die Partikel mit kleinen Korngrößen und daher kleinem Gewicht durch die Durchbrüche transportiert und gelangen in die Auffang- kammer. Demgegenüber durchdringen die schwereren Partikel die Durchbrü- ehe nicht und werden vorzugsweise wieder dem Rohr zur Bildung eines neuen Pfropfens zugeführt.
Durch eine geeignete Wahl des Durchmessers des Rohres, der Größe und Form der Durchbrüche der Prallplatte und/oder der Größe der Auff-mgkammer kön- nen die Korngrößen und Korngrößenverteilungen der im Auffangraum gesammelten zerkleinerten Partikel vorgegeben werden.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist die Prallplatte auswechselbar installiert. Somit kann durch einen Wechsel von verschiedenen Prallplatten mit un- terschiedlichen Durchbrüchen die Korngrößenverteilung der in der Auffang- kammer gesammelten zerkleinerten Partikel variiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrungsform ist das Volumen der Auffangkammer einstellbar, so dass auch dadurch die Korngrößenverteilung der in der Auffangkammer gesammelten zerkleinerten Partikel variiert werden kann.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die Größen der Durchbrüche in der Prallplatte so bemessen sind, dass diese eine Sichterfunktion ausübt. Dies bedeutet, dass die durch die Durchbrüche transportierten zerkleinerten Partikel in der Auffangkammer verbleiben und nicht durch die Durchbrüche zurück zum Rohr transportiert werden. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Prallplatte und der hinter dieser angeordneten Auff-mgkammer werden somit die zerkleinerten Partikel mit den gewünschten Korngrößen in der Auffangkammer mit einem hohen Wirkungsgrad gesammelt und von schwereren Partikeln getrennt. Vorzugsweise ist in der Auffangkammer wenigstens eine Entnahmeöföiung vorgesehen, über welche die zerkleinerten Partikel aus der Auffangkammer entnommen werden können.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass diese nahezu keine bewegten Teile aufweist, und dass das einzige verschleißbehaftete Teil von der Prallplatte gebildet ist, die auf einfache Weise auswechselbar ist. Daher weist die Vorrichtung einen kompakten, robusten und wartungsfreundlichen Aufbau auf, der nur geringe Investitions- und Instandhaltungskosten verursacht. Zudem kann die Zerkleinerung der Partikel mit einem geringen Energiebedarf durchgeführt werden, so dass auch die Betriebs- kosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend niedrig sind. Da die Vorrichtung nahezu keine bewegten Teile aufweist und zudem vorzugsweise einen geschlossenen Aufbau aufweist, stellt diese keine Gefahr für das Bedienpersonal dar und ist somit hinsichtlich der Bestimmungen des Arbeitsschutzes unbedenklich.
Schließlich ist ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin zu sehen, dass ohne besondere Anforderungen an die vorzugsweise aus Stahl bestehende Prallplatte verschiedenartige Materialien, insbesondere auch harte Materialien effizient und zuverlässig zerkleinert werden können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Zerkleinerung von harten Stoffen mit Mohs-Härtegraden im Bereich von 7 bis 10. Insbesondere können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Nitride wie zum Beispiel TiN, ZrN, HfN, TaN und BN3 zerkleinert werden. Ebenso können Carbide wie zum Beispiel TiC, ZrC, HfC, TaC, WC, W2C und Tao-8 Hf0-2 C zerkleinert werden. Des Weiteren können Oxide wie Al2O3 sowie Boride und Silicide zerkleinert werden. Auch die Zerkleinerung von Hartmetallen wie zum Beispiel WC-Co von Korngrößen von etwa 5 mm auf Korngrößen kleiner als 10 μm ist möglich, wobei derartige Partikel bislang nur in Nassvermahlungsprozessen zerkleinert werden konnten.
Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtimg im Bereich der Pulvermetallurgie einsetzbar, beispielsweise bei der Verglasung radioaktiver Abfälle, der Nitrit-Herstellung in Stickstoff-Atmosphäre oder auch der Aktivierung von Festkörperreaktionen, wobei mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere Silizium-Carbid direkt aus den Elementen gewonnen werden kann.
Weiterhin können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch organische Stoffe wie zum Beispiel Nussschalen oder Knochen, die für die Herstellung von Gelatine benötigt werden, zerkleinert werden.
Besonders vorteilhaft können dabei auch unterschiedliche Partikel in dem Rohr gesammelt werden. Diese gegen die Prallplatte geschossenen Partikel werden dann nicht nur zerkleinert. Vielmehr findet auch eine homogene Durchmischung der unterschiedlichen, zerkleinerten Partikel statt.
Schließlich können auch Stoffe wie zum Beispiel Polymere, Polyamide und
Gummi zerkleinert werden, die vor der Zerkleinerung an der Prallplatte ver- sprödet werden. Die Versprödung kann durch Verwendung von Kryogengasen in der Druckimpulseinheit erfolgen, die auf extrem tiefe Temperaturen gekühlt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung, insbesondere deren Zerkleinenrngskammer, mit einem Kühlmantel ummantelt sein.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsfoim der Erfindung wird den zu zerkleinernden weichen Partikeln Trockeneisgranulat, das heißt gefrorenes CO2 zu deren Versprödung zugeführt, so dass diese ohne weitere Zusatzmaßnahmen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zerkleinert werden können. Vorzugsweise ist hierzu wenigstens eine Öffnung in der Vorrichtung vorgesehen, über welche das Trockeneisgranulat in den Innenraum, in welchem die Partikel gesammelt werden, eingeführt wird.
Bereits bei Einleiten des Trockeneisgranulates und der zu zerkleinernden Parti- kel in die Vorrichtung findet eine effiziente Durchmischung beider Komponenten statt. Die Durchmischung wird zudem durch die Zerkleinerungsvorgänge in der Vorrichtung gefordert, da bei Abschießen eines Pfropfens gegen die Prallplatte größere Partikel von der Prallplatte zurück zu dem Bereich geführt werden, in welchem das Trockeneisgranulat und die zu zerkleinernden Partikel gesammelt werden.
Damit werden über das Trockeneisgranulat unmittelbar und lokal die zu zerkleinernden Partikel gekühlt und dabei versprödet. Eine Kühlung der gesamten Vorrichtung und des Mahlguts vor der Aufgabe ist hierfür nicht erforderlich. Dementsprechend gering sind der Energieaufwand sowie der Kosten- und Konstruktionsaufwand zur Versprödung der Partikel.
Ein Vorteil in der Verwendung von Trockeneisgranulat besteht darin, dass dieses im Vergleich zu flüssigem Stickstoff billiger herstellbar und einfacher handhabbar ist.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Verwendung von Trockeneisgranulat besteht darin, dass mittels dessen nicht nur eine Versprödung der zu zerkleinernden Partikel erfolgt, sondern auch der Zerkleinerungsvorgang der Partikel un- terstützt wird. Dies beruht darauf, dass Trockeneisgranulat in Form von scharfkantigen kleinen Kristallen gebildet ist, welches abrasiv wirkt und insbesondere bei Schießen eines Pfropfens gegen die Prallplatte andere Partikel zerschneidet und so zerkleinert.
Je nach Materialeigenschaft der zu zerkleinernden Partikel kann die Dosierung der Trockeneisgr-mulatzufuhr geeignet gewählt werden. Damit ist eine einfache Anpassung der zur Versprödung der Partikel benötigten Kühlmenge möglich. Ein weiterer Vorteil in der Verwendung von Trockeneisgranulat zur Versprödung der Partikel ist darin zu sehen, dass das Trockeneisgranulat weitgehend inert ist und nicht mit den zu versprödenden Partikeln reagiert. Zudem entweicht das Trockeneisgranulat nach Erwärmung nahezu rückstandslos als gas- förmiges CO2 und hinterlässt so in den Partikeln keine Rückstände. Dabei ist weiter vorteilhaft, dass durch das Verdampfen des Trockeneisgranulates die gesammelten Partikel aufgelockert werden, wodurch deren Rieselfähigkeit erhöht wird. Generell verbessert das Trockeneisgranulat die rheologischen Eigenschaften der Partikel, das heißt deren Fließfähigkeit, wodurch die Prozesse in der Vorrichtung gefördert werden.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können weiche Partikel wie zum Beispiel Gummi, Polymere und Polyamide zerkleinert werden. Insbesondere kann als Polyamid Polycaprolactam zerkleinert werden. Auch die Zerkleinerung von Polyvinylchlorid ist möglich.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Figur 1 : Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungs- gemäßen Vorrichtung.
Figur 2: Längsschnitt durch ein zweites Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Zerkleinern von Partikeln 2. Die Vorrichtung 1 weist eine hohlzy- lindrische Zerkleinerungskammer 3 und eine ebenfalls hohlzylindrische Auf- f-mgkammer 4 auf. Die Zerkleinerungskammer 3 und die Auffangkammer 4 weisen denselben Durchmesser auf und sind längs einer vertikal verlaufenden Symmetrieachse koaxial angeordnet. Dabei schließt die Auffangkammer 4 mit ihrer offenen Unterseite an die ebenfalls offene Oberseite der Zerkleinerungskammer 3 an. Die Zerkleinerungskammer 3 und die Auffangkammer 4 weisen an ihren zugewandten offenen Enden jeweils einen Ringflansch 5, 5' auf. Zwischen den Ringflanschen 5, 5' ist eine kreisscheibenformige, vorzugsweise aus Stahl bestehende Prallplatte 6 gelagert. Die Prallplatte 6 weist eine vorgegebene Anzahl von Durchbrüchen 7 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Durchbrüche 7 als runde Bohrungen ausgebildet.
Die Prallplatte 6 kann an den Ringflanschen 5, 5' auf einfache Weise an der Vorrichtung 1 montiert werden. Insbesondere kann die Prallplatte 6 ohne gro- ßen Montageaufwand ausgewechselt und durch andere Prallplatten 6, die unterschiedliche Anordnungen von Durchbrüchen 7 aufweisen können, ersetzt werden. Die Durchbrüche 7 können dabei nicht nur die Form von runden Bohrungen aufweisen sondern auch als eckigen Bohrungen ausgebildet sein. Auch eine Ausbildung der Durchbrüche 7 in Form von Ringspalten oder dergleichen ist möglich.
Im Innern der Zer- einerungskammer 3 verlaufen zwei Rohre 8, 8' parallel zur Längsachse der Zerkleinerungskammer 3. Prinzipiell kann auch nur ein Rohr 8, oder 8' vorgesehen sein. Desweiteren kann auch eine größere Anzahl von Roh- ren 8, 8' vorgesehen sein.
Die Rohre 8, 8' verlaufen dicht nebeneinander liegend im Zentrum der Zerklei- nerungskammer 3 und münden an deren Boden 9 aus. Die Austrittsöffiiungen der Rohre 8, 8' an deren oberen Enden stehen der Prallplatte 6 in vorgegebe- nem Abstand gegenüber.
In der Seitenwand der ZerMeinenmgskammer 3 ist eine Öffnung 10 vorgesehen. Über diese Öffnung 10 wird der Innenraum der Zerkleinerungskammer 3 bis zu einer bestimmten Füllhöhe mit den zu zerkleinernden Partikeln 2 befällt. In der Seitenwand der Zerkleinerungskammer 3 ist eine weitere Öffnung 10a vorgesehen, über welche Trockeneisgranulat einfuhrbar ist. Das Trockeneisgranulat wird dann über die Öffnung 10a eingeführt, wenn mittels der Vor- richtung 1 weiche Partikel 2 wie Gummi oder Polymere zerkleinert werden sollen. Durch das Einfuhren des Trockeneisgranulates über die Öffnung 10a einerseits und die zu zerkleinernden Partikel 2 über die Öffnung 10 andererseits werden beide Komponenten effizient durchmischt. Die Durchmischung wird durch den Par-ikelfluss im Innern der Vorrichtung 1 während des Zerkleinerungsvorganges weiter gefördert. Durch die Zugabe des Trockeneisgranulates werden die zu zerkleinernden Partikel 2 versprödet, so dass diese nachfolgend zerkleinert werden können.
Das Trockeneisgranulat wird über eine nicht dargestellte Dosiereinheit in die Öffnung 10a eingeleitet, so dass die zur Versprödung der Partikel 2 benötigte Menge an Trockeneisgranulat genau einstellbar ist.
Prinzipiell können die Partikel und das Trockeneisgranulat auch über eine ge- meinsame Öffnung 10 in die Zerkleinerungskammer 3 eingeleitet werden. Da das beim Verdampfen des Trockeneisgranulates frei werdende CO2 für das Bedienpersonal ein Sicherheitsrisiko in Form von Erstickungsgefahr darstellt, sind die genannte Vorrichtung sowie deren Zu- und Abgänge gasdicht verschlossen. Weiterhin sind insbesondere an Stellen der Vorrichtung 1, an wel- chen ein Gasaustritt nicht völlig ausgeschlossen werden kann, nicht dargestellte Gaswarngeräte vorgesehen, welche bei übergroßem CO2-Konzentrationen Alarmsignale abgegeben.
An dem Boden 9 der Zerkleinerungskammer 3 münden zwei Zuführrohre 11, 1 P aus. Die Zuführrohre 11, 11' verlaufen in ihren oberen Abschnitten parallel zu den über die Zerldeine ngskammer 3 hervorstehenden Abschnitten der Rohre 8, 8'. Die Zuführrohre 11, 11' sind an ihren unteren Enden gekrümmt und verlaufen auf die Rohre 8, 8' zu. Dabei mündet jeweils ein Zufuhrrohr 11, 1 P in eines der Rohre 8, 8' ein. Durch diese Ausbildung der Rohre 8, 8' wird ein Teil der Partikel 2 von der Zerkleinerungskammer 3 über die Zuführrohre 11, 1 P in die unteren Enden der Rohre 8, 8' eingeleitet, so dass diese dort ei- nen Pfropfen 12 mit bestimmter Füllhöhe bilden. In Figur 1 liegt ein derartiger Pfropfen 12 am unteren Ende des rechten Rohres 8'.
An die unteren Enden der Rohre 8, 8' schließt jeweils eine Druckimpulseinheit 13, 13' mit einem Ventil 14, 14' an. Über die Druckimpulseinheit 13, 13' ist der Pfropfen 12 am unteren Ende mit einem Druckimpuls vorgegebener Höhe und Dauer beaufschlagbar. Zur Erzeugung des Druckimpulses steht an dem Ventil 14, 14' Gas mit einem vorgegebenen Gasdruck an. Das Gas ist vorzugsweise von Luft gebildet. Alternativ kann ein Inertgas, ein Rryogengas oder Heißgas verwendet werden. Durch schlagartiges Öffnen eines Ventils 14, 14' strömt das Gas explosionsartig in das darüber liegende Rohr 8, 8' und schießt den Pfropfen 12 durch das Rohr 8, 8' auf die Prallplatte 6. Typischerweise liegt die Höhe eines Druckimpulses im Bereich zwischen 5 bar und 10 bar. Mit derartigen Druckimpulsen werden Fluggeschwindigkeiten der Pfropfen 12 im Be- reich zwischen 70 m/s und 100 m/s erzielt.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ventil 14' der an das rechte Rohr 8' anschließenden Druckimpulseinheit 13' geschlossen, so dass der Pfropfen 12 in seiner Ruhestellung am Boden 9 des Rohres 8' liegt.
Der Pfropfen 12 im linken Rohr 8 wird durch Öffnen des Ventils 14, der entsprechenden Druckimpulseinheit 13 nach oben geschossen. Dabei zeigt Figur 1 eine Momentaufnahme, in welcher sich der Pfropfen 12 am oberen Ende des Rohres 8 kurz vor der Austrittsöffnung befindet.
Nach Austritt aus dem jeweiligen Rohr 8, 8' trifft der Pfropfen 12 auf die Prallplatte 6, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Flugrichtung senkrecht zur Oberfläche der Prallplatte 6 verläuft.
Wesentlich ist, dass die Dauer des Druckimpulses kleiner als die Laufzeit des Pfropfens 12 im jeweiligen Rohr 8, 8' gewählt wird. Somit wird der Pfropfen 12 auf der Flugstrecke zwischen Austrittsöffhung des Rohres 8 8' und der Prallplatte 6 nicht mehr mit dem Druckimpuls beaufschlagt. Dadurch wird ein unerwünschtes Auffächern der Partikel 2 vor dem Auftreffen der Partikel 2 auf die Prallplatte 6 vermieden, so dass die Form des Pfropfens 12 bis zum Auftreffen der Partikel 2 auf der Prallplatte 6 wenigstens annähernd erhalten bleibt. Da die Partikel 2 somit in kompakter Form auf die Prallplatte 6 treffen, pflanzt sich der durch die Prallplatte 6 ausgeübte Rückstoß durch sämtliche Partikel 2 des Pfropfens 12 fort, so dass aufgrund der auf die Partikel wirkenden Scherkräfte eine effiziente und vollständige Zerkleinerung der Partikel 2 erzielt wird.
Für den Fall, dass den Partikeln 2 Trockeneisgranulat zu deren Versprödung beigemischt ist, unterstützt das Trockeneisgranulat aufgrund seiner scharfkantigen kristallinen Struktur den Zerkleinerungsprozess. Das Trockeneisgranulat weist ein abrasives Verhalten auf und zerschneidet mit seinen scharfkantigen Strukturen Partikel 2 in seiner Umgebung.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, sind an der Auftrefffläche der Partikel 2 an der Prallplatte 6 keine Durchbrüche 7 vorgesehen, so dass keine Partikel 2 direkt durch die Durchbrüche 7 in die Auffangkammer 4 geschossen werden.
Figur 1 zeigt schematisch die an der Prallplatte 6 reflektierten und zerkleinerten Partikel 2, die eine Staubwolke 15 bilden. Durch den Druckimpuls herrscht an der Vorderseite der Prallplatte 6 ein Überdruck, so dass die zerkleinerten Partikel 2 durch die Durchbrüche 7 in die Auffangkammer 4 transportiert werden. Dabei werden nur die Partikel 2 bis zu einer vorgegebenen Korngröße durch die Durchbrüche 7 transportiert und in der dahinter liegenden Auffangkammer 4 gesammelt, während größere Partikel 2 aufgrund ihres höheren Gewichtes in den Innenraum der ZerMeinerangskammer 3 zurückfallen und von neuem zur Bildung weiterer Pfropfen 12 den Rohren 8, 8' zugeführt werden. Typischerweise werden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 Partikel 2 mit Parti- kelgrößen von etwa 10 mm Aufgabegröße bis zu Zielkorngrößen von etwa 1 μm zerkleinert. Durch eine geeignete Dimensionierung der Durchmesser der Rohre 8, 8', der Anzahl und Größen der Durchbrüche 7 der Prallplatte 6 sowie des Volumens der Auffangkammer 4 können die Korngrößen und Korngrößenverteilungen der in der Auffangkammer 4 gesammelten zerkleinerten Partikel 2 vorgegeben werden.
Die Anzahl und Größen der Durchbrüche 7 lassen sich durch Auswechseln verschiedener Prallplatten 6 auf einfache Weise variieren.
Besonders vorteilhaft kann auch die Größe der Auffangkammer 4 variiert werden. Hierzu können höhenverstellbare Wellkompensatoren, Stopfbuchsen, Schiebemuffen oder dergleichen vorgesehen sein, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind. Dabei ist die Korngrößenverteilung der in der Auffangkammer 4 gesammelten zerkleinerten Partikel umso schärfer, je größer das Volumen der Auffangkammer 4 ist.
An der Seitenwand der Auffangkammer 4 ist eine Entnahmeöffnung 16 vorgesehen. Über diese Entnahmeöffnung 16 können die zerkleinerten Partikel 2 zu vorgegebenen Zeiten entnommen werden.
Die Druckimpulseinheiten 13, 13' werden von einer nicht dargestellten Steuereinheit gesteuert und erzeugen in einem vorgegebenen Zeittakt Folgen von Druckimpulsen. Die Druckimpulseinheiten 13, 13' werden vorzugsweise alternierend gesteuert, so dass abwechselnd ein Pfropfen 12 aus dem linken oder rechten Rohr 8 oder 8' gegen die Prallplatte 6 geschossen wird. Die Zyklen, innerhalb derer die Rohre 8, 8' mit den einzelnen Pfropfen 12 befüllt werden, liegen im Sekunden- oder sogar im Millisekundenbereich, so dass die Taktrate der Druckimpulse entsprechend hoch gewählt werden kann. Auf diese Weise werden die einzelnen Pfropfen 12 rasch nacheinander gegen die Prallplatte 6 geschossen, so dass mit der erfϊndungsgemäßen Vorrichtung 1 ein quasi kontinuierlicher Zerkleinerungsprozess und ein entsprechend hoher Durchsatz erzielt wird. Nachdem ein Pfropfen 12 aus einem der Rohre 8, 8' geschossen worden ist, wird das entsprechende Rohr 8, 8' über das jeweilige Zufuhrrohr 11, I wieder mit Partikeln 2 zur Bildung eines neuen Pfropfens 12 befällt. Vorteilhaft hierbei ist, dass durch den bei Abschießen eines Pfropfens 12 entstehenden Schock die Partikel 2 in der Zerkleinerungskammer 3 gerüttelt werden und so verstärkt dem Zufnhrrohr 11, I P zugeführt werden, wodurch das Nachladen des Rohres 8, 8' mit einem Pfropfen 12 unterstützt wird. Diese Ladefiinktion wird weiterhin durch den beim Auftreffen des Pfropfens 12 auf der Prallplatte 6 im oberen Bereich der Zerkleinerungskammer 3 herrschenden Überdruck ver- stärkt.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 können insbesondere harte Werkstoffe mit Mohs-Härtegraden vorzugsweise im Bereich zwischen 7 und 10 effizient zerkleinert werden.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die dort dargestellte Vorrichtung 1 entspricht in ihrem Aufbau nahezu vollständig dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 1.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 weist die Vorrichtung 1 gemäß Figur 2 zwei Öffnungen 10, 10' an der Seitenwand der Zerkleine- rungskammer 3 auf, an welchen Einfüllstutzen 17, 17' zur Befüllung des Innenraumes der Zerkleinerungskammer 3 mit den Partikeln 2 ausmünden.
Weiterhin sind analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 weitere Öffnungen 10a, 10a' zur Einleitung von Trockeneisgranulat vorgesehen.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass an den unteren Enden der Rohre 8, 8', an welchen jeweils die Pfropfen 12 liegen, geneigt zu den Rohren 8, 8' ver- laufende Zuführstutzen 18, 18' ausmünden. In diesen Zuführstutzen 18, 18' sind die Ventile 14, 14' der nicht gesondert dargestellten Druckimpulseinheiten 13, 13' angeordnet. Die Längsachsen der Zuführrohre 8, 8' können in einer horizontalen, senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung 1 orientierten Ebene verlaufen oder wie in Figur 2 dargestellt in einem Neigungswinkel, der vorzugsweise maximal bei 20° liegt, geneigt zu dieser Ebene verlaufen.
Schließlich weist die Auffangkammer 4 zwei gegenüberliegend angeordnete Entnahmeöffhungen 16, 16' auf, wobei an jeweils einer Entnahmeöffhung 16 oder 16' ein Stutzen 19, 19' ausmündet.
Schließlich besteht ein Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 darin, dass die Zerkleinerungskammer 3 ein Oberteil 20 aufweist, dessen Querschnitt geringfügig kleiner ist als der Querschnitt des Unterteils 21 der Zerkleinerungskammer 3. Prinzipiell können das Ober- und Unterteil 20, 21 auch zweiteilig ausgebildet sein. An den aneinander angrenzenden offenen Enden des Oberteils 20 der Zerkleinerungskammer 3 und der Auffangkammer 4 ist die
Prallplatte 6 wieder lösbar befestigt, so dass diese bei Bedarf ausgewechselt werden kann.
Schüßler Verfahrenstechnik GmbH 73278 Schlierbach, DE
Bezug ;szeichenliste
(1) Vorrichtung
(2) Partikel
(3) Zerl einenmgskammer
(4) Auffangkammer
(5) Ringflansch
(5') Ringflansch
(6) Prallplatte
(7) Durchbruch
(8) Rohr
(8') Rohr
(9) Boden
(10) Öffnung
(10') Öffnung
(11) Zuführrohr
(I P) Zufuhrrohr
(12) Pfropfen
(13) Druckimpulseinheit
(13') Druckimpulseinheit
(14) Ventil
(14') Ventil
(15) Staubwolke
(16) Entnahmeöföiung
(16') Entnahmeöföiung
(17) Einfullstutzen
(17') Einfüllstutzen
(18) Zufuhrstutzen (18') Zufiihrstutzen
(19) Stutzen (19') Stutzen
(20) Oberteil (21) Unterteil

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Zerkleinern von Partikeln (2), umfassend folgende Ver- fahrensschritte
Sammeln einer vorgegebenen Menge von Partikeln (2) in wenigstens einem Rohr (8, 8'), wobei die Partikel (2) in dem Rohr (8, 8') einen
Pfropfen (12) bilden,
Beaufschlagung des Pfropfens (12) mit einem Druckimpuls vorgegebener Stärke und Länge, so dass dieser über eine Austrittsöf-hung des Rohres (8, 8') gegen eine dem Rohr (8, 8') nachgeordnete und Durchbrüche (7) aufweisende Prallplatte (6) geschossen wird,
Sammeln der durch den Rückstoß an der Prallplatte (6) zerkleinerten und die Durchbrüche (7) durchsetzenden Partikel (2) in einer an die Prallplatte (6) anschließenden Auffangkammer (4).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Druckimpulses kleiner ist als die Laufzeit des Pfropfens (12) im Rohr (8,
8').
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Druckimpulses im Bereich zwischen 5 bar und 10 bar liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluggeschwindigkeit des Pfropfens (12) im Bereich zwischen 70 m/s und 100 m/s liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngrößen und Korngrößenverteilungen der in der Auffangkammer (4) gesammelten zerkleinerten Partikel (2) durch den Durchmesser des Rohres (8, 8'), die Größen der Durchbrüche (7) der Prallplatte (6) und/oder die Größe der Auffangkammer (4) vorgegeben werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Rückstoß an der Prallplatte (6) fein zerkleinerte Partikel (2) die Durchbrüche (7) der Prallplatte (6) durchsetzen, während gröbere Partikel (2) wieder dem Rohr (8, 8') zugeführt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngrößen der zerkleinerten Partikel (2) im unteren μm Bereich liegen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rohr (8, 8') unterschiedliche Partikel (2) gesammelt werden, welche durch das Zerkleinern an der Prallplatte (6) zu einem homogenen
Gemisch vermengt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Partikeln Trockeneisgranulat zu deren Versprödung zugegeben wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocken- eisgranulat den gesammelten Partikeln zugegeben wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trockeneisgranulat den Partikeln in einem einstellbaren Mengenverhältnis zugegeben wird.
12. Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von Partikeln (2), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 11, mit wenigstens einem Rohr (8, 8') zum Sammeln einer vorgegebenen Menge von Partikeln (2), wobei die Partikel (2) in dem Rohr (8, 8') einen Pfropfen (12) bilden, mit wenigstens einer Druckimpulseinheit (13, 13') zur Erzeugung von Druckimpulsen, wobei durch Beaufschlagung des Pfropfens (12) mit einem Druckimpuls dieser über eine Austrittsöffhung des Rohres (8, 8') gegen eine dem Rohr (8, 8') nachgeordnete und Durchbrüche (7) aufweisende Prallplatte (6) geschossen wird, sowie mit einer an die Prallplatte (6) anschließenden Auff-mgkammer (4), in welcher die durch den Rückstoß an der Prallplatte (6) zerkleinerten und die Durchbrüche (7) durchsetzenden Partikel (2) gesammelt werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt des Rohres (8, 8') im Innern einer ZerWeinerungsk-immer (3) angeordnet ist, auf deren offene Oberseite die Prallplatte (6) anschließt, auf welcher die Auffangkammer (4) aufsitzt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangkammer (4) und die Zerkleinerungskammer (3) jeweils einen hohl- zylindrischen Aufbau aufweisen, wobei die Hohlzylinder gleiche Durch- messer aufweisen und koaxial angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangkammer (4) und die Zerkleinerungskammer (3) an ihren zugewandten offenen Enden jeweils einen Ringflansch (5, 5') aufweisen, wobei die Prallplatte (6) zwischen den Ringflanschen (5, 5') gelagert ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ringflanschen (5, 5') unterschiedliche Prallplatten (6) mit verschiedenen Durchbrüchen (7) anbringbar sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (7) in Form von eckigen oder runden Bohrungen und/oder in Form von Ringspalten ausgebildet sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen im Innem der Auffangkammer (4) einstellbar ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Volumens der Auffangkammer (4) wenigstens ein Wellkom- pensator, eine Stopfbuchse oder eine Schiebemuffe vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 - 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangkammer (4) wenigstens eine Entnahmeöföiung (16, 16') zur Entnahme der zerkleinerten Partikel (2) aufweist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (8, 8') in Richtung der vertikal verlaufenden Längsachse der Zerkleinerungskammer (3) verläuft, wobei die Austrittsöffiiung am oberen Ende des Rohres (8, 8') in vorgegebenem Abstand der Prallplatte
(6) gegenüberliegt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere parallel verlaufende Rohre (8, 8') vorgesehen sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 - 22, dadurch gekennzeichnet, dass in das oder in jedes Rohr (8, 8') zur Bildung des Pfropfens (12) in vorgegebenem Abstand zur Austrittsöffiiung eine vorgegebene Menge von Partikeln (2) einbringbar ist, und dass unterhalb des Bereiches des Rohres (8, 8') zur Aufnahme des Pfropfens (12) ein Anschluss für die oder eine Druckimpulseinheit (13, 13') vorgesehen ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die
Druckimpulseinheit (13, 13') ein Ventil (14, 14') aufweist, über welches der Pfropfen (12) mit unter Druck stehendem Gas beaufschlagbar ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas von Luft, einem Inertgas, Kryogengas oder Heißgas gebildet ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas gekühlt ist, und/oder dass die Wand der Zerkleinerungskammer (3) mit einem Kühlmantel ummantelt ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 - 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt des Rohres (8, 8') zur Aufnahme des Pfropfens (12) in dem unteren, über die Unterseite der Zerkleinerungskammer (3) hervorstehenden Teil des Rohres (8, 8') liegt.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite der Zerkleinerungskammer (3) wenigstens ein Zufuhrrohr (11, 1 P) ausmündet, welches in den über die Zerkleinerungskammer (3) hervorstehenden unteren Teil des Rohres (8, 8') einmündet, so dass zur Bildung des Pfropfens (12) Partikel (2) aus der ZerMeinerungskammer (3) über das Zu-nhrrohr (11, 1 P) dem Rohr (8, 8') zuführbar sind.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass in der Seitenwand der Zerkleinerungskammer (3) Öffnungen (10, 10') zur Be- fullung deren Innenraumes mit unzerkleinerten Partikeln (2) vorgesehen sind.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 - 29, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Zuführung von Trockeneisgranulat vorgesehen sind.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass in der Seitenwand der Zerkleinerungskammer (3) Öffnungen (10a, 10a') zur Be- füllung deren Innenraums mit Trockeneisgranulat vorgesehen sind.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Trockeneisgranulat über eine Dosiereinheit der ZerMeinerangska mer zuführbar ist.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 - 32, dadurch gekennzeichnet, dass diese gasdicht abgeschlossen ist.
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