WO2015044050A1 - Pelletiervorrichtung - Google Patents

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WO2015044050A1
WO2015044050A1 PCT/EP2014/070017 EP2014070017W WO2015044050A1 WO 2015044050 A1 WO2015044050 A1 WO 2015044050A1 EP 2014070017 W EP2014070017 W EP 2014070017W WO 2015044050 A1 WO2015044050 A1 WO 2015044050A1
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WO
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pelleting device
nozzle
annular
pelleting
bores
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/070017
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karl WETTSTEIN
Original Assignee
Wettstein Karl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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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
    • B30B11/20—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring
    • B30B11/201—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring for extruding material
    • B30B11/202—Ring constructions
    • 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
    • B30B11/20—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring
    • B30B11/201—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring for extruding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B11/201—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring for extruding material
    • B30B11/205—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring for extruding material using an annular series of radial die cells, especially for crop material
    • 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
    • B30B11/20—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring
    • B30B11/201—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring for extruding material
    • B30B11/208—Roller constructions; Mounting of the rollers

Definitions

  • the invention relates to a pelleting device for
  • biogenic material according to the preamble of
  • the pelleting device comprises an annular die with a uniformly distributed over the circumference number of radially outwardly bores through which the material is pressed and a feed space for the material to be pelleted, wherein in an annular material space of the mold press rollers are arranged , which the material to be pelleted during operation of the
  • the biogenic material may consist of fibrous raw materials such as pomace, wood, miscanthus, straw, peat or the like and be suitable depending on the material for feeding animals, for use in heating systems or for other purposes.
  • Pelleting devices also called pellet presses or cube presses, have been in practical use in the feed and food industry for many years or even in the
  • Nonfood area Grainy, fibrous, powdery and / or pasty materials with
  • Wood fibers o. with up to 50 wt .-% of a thermosetting resin to mix and extrude the mixture.
  • pellet press As disclosed in EP 0371519 AI.
  • the material to be pressed passes from a hopper into a delivery and dosing and from there into a mixer.
  • Apparatuses are located at the top of the casing of the actual pellet press, with the outlet of the mixer conveying the material into a kinked filling box and into a mold lid which is disposed underneath but not rigidly connected to the mixer. From the mold lid, the material enters the mold.
  • the mold is firmly connected to a rotating mold holder. Fixed is also a roller carrier with a roller bar attached thereto. Two rollers are arranged adjustable by means of a piston-cylinder unit, so that different gaps and pressing pressures on the mold, also referred to as a forming die are adjustable.
  • Another pellet press shows the EP 0489046 Bl, in which the mold and at least one press roll with Variable speed and depending on the gap height can be driven.
  • Federspann the mold should be easily solved by the column or re-attached.
  • Mixing units for mixing the material to be pressed are known, for example, from EP 0231764 B1 and EP 0610789 B1.
  • the mixer is preceded by a metering and the mixer in turn is a
  • the mixing unit is provided with a heating jacket and contains a rotating shaft, which is equipped with mixing and conveying elements.
  • EP 0610789 Bl is for heating the product-carrying parts and units an air circuit with a fan, a connecting line, an air heater, a laterally arranged on the product outlet duct lower air connection with an air inlet duct, with a laterally on
  • Example known in the conditioner before the outlet for the product to the press a rotor with
  • Dry waste pelleting apparatus comprises a hollow cylindrical housing having a feed channel for the
  • the ram can be replaceable and adjustable in length and also the openings can be provided with replaceable nozzles, wherein the nozzles have an outwardly flared cross-section.
  • the axes of the housing and the Auspresselements run vertically and their bearings must be against the material
  • the feed channel is above the
  • the invention is based on the object
  • annular nozzle holder which forms a mold, is arranged in the region of the annular material space, inlet openings are formed in radially arranged bores, which are provided in the mouth region in the annular material space with means with which a respective nozzle in a bore interchangeable held is.
  • a pressing rollers three, equally spaced ram wheels, arranged rotatably about a main axis in the material space, with which the
  • the means by which the nozzles are kept interchangeable a stop with a stop surface and a shape-responsive counter-mold in the bore.
  • the replaceable nozzle can have at least one, radially outwardly leading drainage hole, which allows the use of the pelletizer also for the dewatering of moist or wet material.
  • Each nozzle preferably has a longitudinal direction
  • the nozzles are provided with a cylindrical bore in the longitudinal direction, which corresponds to the inlet opening and which has a diameter of preferably 16 to 20 mm.
  • the bore of the nozzles is at the, the material space facing the end with a chamfer
  • the nozzle holder, as well as the annulus is arranged horizontally.
  • the ram wheels are via an intermediate gear from the guide wheel resp. Sun gear, which is fixedly mounted on the transmission housing forcibly controlled with the drive plate, which is connected to the ring gear, driven.
  • the ring gear is mounted on the drive plate, which carries the axes of the ram wheels.
  • the drive plate carries the axes of the three ram wheels, which are uniformly spaced from each other.
  • Stub wheels are provided with rams which are arranged uniformly spaced radially on the circumference of the ram wheel, so that they rotate in the operating state of the pelleting device such that they can penetrate into each case an inlet opening.
  • the counter bearing cover can with magnets or with a
  • Magnetic separator to dispose of magnetic metal parts be equipped.
  • Each plunger has a plunger head, which is preferably made of hardened steel.
  • An outer end face of the plunger head is preferably flat or concave.
  • the plunger head is cylindrical or conical.
  • the supply space to the material space is preferably funnel-shaped and provided with a sieve or grid for the separation of bulky parts and personal protection.
  • Nozzle 6 can be assigned to the circumference of the nozzle holder a deflector a knife for portioning the pellets
  • the space which is enclosed by the drive plate and a gear housing or gear housing, can with a
  • Lubricant preferably a grease for
  • FIG. 2 shows the pelleting device according to FIG. 1 in perspective
  • a pelleting device 1 according to the invention is shown in FIG. It comprises a machine base 2 with a horizontal electric motor 3 with a drive power of at least 10 kW, which via a motor shaft 24 with a
  • Bevel gear 4 is coupled.
  • annular transmission housing 7 On this is a thick-walled, annular Nozzle holder 5 is placed on top of a
  • the feed unit 8 further includes a not explicitly shown sieve or grid for rejecting bulky parts of the material to be pressed, wherein the sieve or grid also serves the protection of persons.
  • the electric motor 3 is covered with a housing 32.
  • Gear housing 7 and nozzle holder 5 are also concealed with a housing 33, which is broken only by at least one pellet discharge 10 in the form of a chute.
  • the pellet discharge 10 does not correspond explicitly
  • annular nozzle holder 5 forms an annular material space 17, the downwardly from a
  • Drive plate 11 is limited (Fig. 2). On the drive plate 11, which, connected to a ring gear 21 rotates about the main axis 23, three uniformly spaced ram wheels 13 by means
  • Counter bearing cover 12 of the stub axle bearing not shown fixed and stabilized. Furthermore, in the material space 17 a, the counter bearing cover 12 associated and not explicitly shown
  • the ram wheels 13 are on the above-mentioned axes and idler gears 29 on the static guide wheel 28th
  • Stuzeelizer 13 are arranged.
  • the plunger 14 are designed so that they are in the operating state of
  • Recirculating pelleting device 1 such that they each have an inlet opening 20 in the nozzle holder. 5
  • the plunger 14 are screwed from the outside into threaded holes 31 of the ram wheels. You can do this at one
  • a plunger head 15 which may be cylindrical or conical.
  • End face 16 of the plunger head 15 may be flat or concave.
  • the ram gears 13 may also be shaped instead of being equipped with plunger heads 15 in such a way that a reshaping and / or comminution of the material is effected, for example by means of tooth-like elements on its peripheral surface.
  • the inlet openings 20 are also uniform
  • the nozzles 6 preferably have a through-bore 61 with a chamfer 64.
  • the cross section is preferably cylindrical, but may also be formed rectangular. In a rectangular
  • Cross-section is a stronger bevel mounted in the circumferential direction.
  • the chamfer 64 is aligned in the installed state of the nozzle 6 on the material space 17.
  • External thread 63 provided. This external thread 63 can be used for a possible extension of the nozzle 6 or for the attachment of a non-descript collecting device.
  • the nozzle 6 also has a stop 62 with a
  • Stop surface 65 with the nozzle 6 at a
  • the nozzles 6 are inserted from the outside into the bores 19 and secured in position with a fixing ring 66 from the outside (FIGS. 2 or 3).
  • a drive shaft 26 which is coupled to the output of the bevel gear 4 and which carries a drive pinion 27.
  • the ram wheels 13 are about the drive pinion 27 and a ring gear 21 with internal toothing of rotating
  • Guide wheel 28, the sun gear, via a reduction gear are engaged.
  • the guide wheel 28 is mounted on the gear housing 7 and the drive plate 11, with the ring gear 21st connected, carries the intermediate gears 29 mounted therein via the guide wheel 28.
  • the drive pinion 27 is engaged with the internal toothing of the ring gear 21 in engagement.
  • This drive form represents a "reversal" of the usual
  • Planetary gear allows a high, for example, 10 times reduction for the generation of correspondingly high pressing forces.
  • This transmission is largely located within the outer wall 22 of the drive actuator 11.
  • an electric motor 3 it is also possible to another drive a machine or a vehicle, for example, a tractor with the bevel gear 4 to
  • the transmission housing 7 is closed down.
  • the material to be pressed into pellets is conveyed, if appropriate after prior heating and conditioning, into the feed space 9 of the feed unit 8 and into the annular material space 17.
  • the feed unit 8 does not include one
  • the material is carried along by the rotating ram wheels 13 and optionally further conditioned. At the same time the material of the
  • Inlets 20 of the nozzle 6 is pressed.
  • By the rotation of the drive plate 11 with the ram wheels 13 are constantly a plurality of plunger 14 in engagement with inlet openings 20 so that material is constantly pushed in and pressed into the bores 61 of the nozzles 6 into strands.
  • Each revolution of the Antriebtellersll each entrance opening 20 three times by a plunger head 15 of the plunger 14, in the
  • each nozzle associated deflector (not shown) in the form of a
  • the deflector causes the strand in about
  • the deflector could also be provided via a separate motor clocked knife.
  • the pellets fall down and are conveyed to Pelletaustrag 10 and get from there for further processing.
  • the nozzle holder 5 can be heated by means of hot steam or electrically by means of heating mats, but can also be cooled by means of a cooling circuit.
  • the rotational speed (frequency control) of the ram wheels 13 is variable.
  • Pellets can be made of various materials such as pomace, wood, miscanthus, straw, peat or manure for heating, fertilizing, as building material, etc. Mist can be pressed with biochar, for example, or the pellets can contain germinable seeds.
  • the pelleting device 1 according to the invention is very efficient and has a simple and compact construction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pelletiervorrichtung zur Herstellung von Pellets aus trockenem oder feuchtem, insbesondere biogenem Material. Die Pelletiervorrichtung umfasst eine ringförmige Pressform mit einer, über den Umfang gleichmässig verteilten Anzahl von radial nach aussen führenden Bohrungen, durch die das Material gepresst wird und einen Zufuhrraum (9) für das zu pelletierende Material, wobei in einem ringförmigen Materialraum (17) der Pressform Pressrollen angeordnet sind, welche das zu pelletierende Material im Betrieb der Pelletiervorrichtung radial in die Bohrungen und weiter als Strang nach aussen aus den Bohrungen herauspressen, wo Mittel zur Portionierung und Abführung der Pellets vorhanden sind. Hierbei soll die Pelletiervorrichtung (1) einfach aufgebaut und flexibel und sicher im Betrieb sein und eine hohe Leistung ermöglichen. Gelöst ist dies mittels eines dickwandigen, ringförmigen Düsenhalters (5), der Eintrittsöffnungen (20) im Bereich des ringförmigen Materialraumes (17) aufweist und eine Pressform bildet, wobei in den Düsenhalter (5) radial angeordnete Bohrungen (19) eingeformt sind, die mit Mitteln versehen sind, mit denen je eine Düse (6) in einer Bohrung (19) auswechselbar gehalten sind, und dass weiterhin als Pressrollen drei, gleichmässig voneinander beabstandete Stösselräder (13) über eine Hauptachse (23) drehbar im ringförmigen Materialraum (17) angeordnet sind.

Description

Pelletiervorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Pelletiervorrichtung zur
Herstellung von Pellets aus trockenem oder feuchtem,
insbesondere biogenem Material nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1. Die Pelletiervorrichtung umfasst eine ringförmige Pressform mit einer, über den Umfang gleichmässig verteilten Anzahl von radial nach aussen führenden Bohrungen, durch die das Material gepresst wird und einen Zufuhrraum für das zu pelletierende Material, wobei in einem ringförmigen Materialraum der Pressform Pressrollen angeordnet sind, welche das zu pelletierende Material im Betrieb der
Pelletiervorrichtung radial in die Bohrungen und weiter als Strang nach aussen aus den Bohrungen heraus- pressen, wo Mittel zur Portionierung und Abführung der Pellets vorhanden sind .
Das biogene Material kann aus faserhaltigen Rohstoffen wie Trester, Holz, Miscanthus, Stroh, Torf oder dergleichen bestehen und je nach Material zur Fütterung von Tieren, zur Verwendung in Heizanlagen oder für andere Zwecke geeignet sein .
Pelletiervorrichtungen, auch Pelletpressen oder Würfelpressen genannt, sind seit vielen Jahren in der praktischen Anwendung in der Futter- und Lebensmittelindustrie oder auch im
Nonfoodbereich . Verpresst werden körnige, faserhaltige, pulverförmige und/oder pastöse Materialien mit
unterschiedlichsten Feuchtegehalten und Zusammensetzungen. Bekannt ist aber auch die Herstellung von Pellets aus Holz oder Abfällen der Getreidevermahlung, zum Beispiel aus
Weizenkleie. In der DE 10205105 AI ist ein Verfahren zur Herstellung von Pellets aus Holz offenbart, bei dem Holzgut mit einer voreingestellten Feuchte in einer Pelletierpresse verpresst wird, wobei das Gut mit höherer Feuchte unter
Wärmeentwicklung vorpelletiert wird und anschliessend Feuchte abgeführt wird. Aus der DE 10010414 AI ist es bekannt,
Holzfasern o. dgl . mit bis zu 50 Gew.-% eines wärmehärtbaren Harzes zu mischen und die Mischung zu extrudieren.
Sie weisen Pressformen und Abstreifer auf, um Pellets in gewünschter Grösse herzustellen. Eine solche Pelletpresse ist z. B. in der EP 0371519 AI offenbart. Das zu verpressende Material gelangt aus einem Einfülltrichter in einen Förderund Dosierapparat und von dort in einen Mischer. Beide
Apparate sind an der Oberseite des Gehäuses der eigentlichen Pelletpresse angeordnet, wobei der Ausgang des Mischers das Material in einen abgeknickten Einfüllkasten und in einen Formdeckel fördert, der darunter angeordnet aber nicht starr mit dem Mischer verbunden ist. Vom Formdeckel aus gelangt das Material in die Pressform. Die Pressform ist mit einem rotierenden Pressformhalter fest verbunden. Fest angeordnet ist ebenfalls ein Rollenträger mit einem daran befestigten Rollensteg. Zwei Rollen sind mittels einer Kolben-Zylinder- Einheit verstellbar angeordnet, so dass verschiedene Spalte und Pressdrücke an der Pressform, auch als Formmatrize bezeichnet einstellbar sind.
Eine weitere Pelletpresse zeigt die EP 0489046 Bl, bei der die Pressform und mindestens eine Pressrolle mit veränderlicher Geschwindigkeit und in Abhängigkeit von der Spalthöhe antreibbar sind.
Bekannt sind verschiedene Lösungen um die Pressform in einer Pelletpresse zu befestigen. Die eingangs genannte feste
Anordnung, die eine einfache Verschraubung der Pressform beinhaltet, ist zwar kostengünstig, bedingt aber einen zeitaufwendigen Formwechsel. Bekannt sind aber auch Lösungen für einen schnellen Wechsel z. B. nach US 4979887, bei denen z. B. einzelne Klemmsegmente durch Kurzhub-Hydraulikzylinder am Umfang eines Rings betätigt werden. Zum Formwechsel werden die Hydraulikzylinder an eine externe Hydraulikpumpe
angeschlossen . Nach der DE-OS 2108326 ist es auch bekannt, zwecks besserer Montage die Klemmsegmente mittels Federelementen in der die Pressform oder Matrize klemmenden Stellung zu halten, wobei Stellmittel vorgesehen sind, um die Klemmsegmente entgegen der Federwirkung zu lösen. Durch Überwindung der
Federspannkräfte soll die Pressform einfach von der Säule gelöst oder wieder befestigt werden können. Als Stellmittel werden hydraulische Winden verwendet.
Mischaggregate zum Mischen des zu verpressenden Materials sind zum Beispiel aus den EP 0231764 Bl und EP 0610789 Bl bekannt. Hierbei ist dem Mischer eine Dosiereinrichtung vorgeschaltet und aus dem Mischer wiederum wird eine
Pressform oder ein Expander gespeist. Das Mischaggregat ist mit einem Heizmantel versehen und enthält eine rotierende Welle, die mit Misch- und Förderelementen bestückt ist.
Derartige Aggregate sind dabei entweder auf den Einsatz in Press- oder Expanderanlagen zugeschnitten oder nur solitär verwendbar, da der Anpassungsaufwand hoch ist. Gemäss der EP 0610789 Bl ist zur Erwärmung der produktführenden Teile und Aggregate ein Luftkreislauf mit einem Ventilator, einer Verbindungsleitung, einem Lufterhitzer, einem seitlich am Produktausgangskanal angeordneten unteren Luftanschluss mit einem Lufteintrittskanal, mit einem seitlich am
Produktzufuhrkanal angeordneten oberen Luftanschluss
vorgesehen, wobei die Luftführung vom Produktausgangskanal über die Pressform, den Produktzufuhrkanal , das Speise- und Mischaggregat zum Produkteinlaufkanal erfolgt.
Eine wesentliche Voraussetzung zur Herstellung von Pellets mit gleich bleibender Qualität ist in einer gleichmässigen ProduktZuführung zur Form zu sehen. Hierzu ist es zum
Beispiel bekannt, im Konditionierer vor der Austrittsöffnung für das Produkt zur Presse einen Rotor mit
vergleichmässigenden Elementen zu versehen, zum Beispiel mit schraubenförmig verdreht angeordneten Misch- und
Förderelementen . Aus der EP 2548723 AI ist ein Granulator bekannt, der eine Ringmatrize mit radial nach aussen verlaufenden Bohrungen aufweist. An der Innenwand der Ringmatrize ist eine drehbare Walze mit radial abstehenden Pressstempeln so angeordnet, dass bei einer Relativbewegung zwischen Walze und Ringmatrize das zu verpressende Material durch die Bohrungen nach aussen gedrückt wird.
Eine weitere, in der EP 0857104 Bl offenbarte
Pelletiervorrichtung für trockenes Abfallmaterial umfasst ein hohlzylindrisches Gehäuse mit einem Zuführkanal für das
Material und mit radialen Öffnungen in der Gehäusewand, in denen ein Presswiderstand erzeugbar ist. In Richtung der Gehäuseachse ist im Gehäuse ein drehbares Antriebselement vorhanden, das von einem drehbaren Auspresselement umgeben ist. Von der Achse des Auspresselements stehen strahlenförmig Pressstempel ab. Das Auspresselement wird so um die Gehäuseachse kreisend geführt, dass die Pressstempel mit Spiel in die Öffnungen in der Gehäusewand eindringen und dabei das Material nach aussen pressen und sich nachfolgend wieder aus den Öffnungen
zurückziehen. Die Pressstempel können auswechselbar und in ihrer Länge verstellbar sein und ebenso können die Öffnungen mit auswechselbaren Düsen versehen sein, wobei die Düsen einen sich nach aussen erweiternden Querschnitt aufweisen. Die Achsen des Gehäuses und des Auspresselements verlaufen vertikal und deren Lager müssen gegen das Material
abgedichtet sein. Der Zuführkanal ist oberhalb der
Pressstempel angeordnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Pelletiervorrichtung zur Herstellung von Pellets aus
trockenem oder feuchtem, insbesondere biogenem Material zu schaffen, die einfach aufgebaut und flexibel und sicher im Betrieb ist und die gegenüber dem Stand der Technik eine wesentlich höhere Leistung ermöglicht. Die Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst .
In einem dickwandigen, ringförmigen Düsenhalter, der eine Pressform bildend, im Bereich des ringförmigen Materialraumes angeordnet ist, sind Eintrittsöffnungen in radial angeordnete Bohrungen übergehend eingeformt, die im Mündigungsbereich in den ringförmigen Materialraum mit Mitteln versehen sind, mit denen je eine Düse in einer Bohrung auswechselbar gehalten ist. Weiterhin sind als Pressrollen drei, gleichmässig voneinander beabstandete Stösselräder, über eine Hauptachse drehbar im Materialraum angeordnet, mit denen das zu
verpressende Material in die Bohrungen resp. die Düsen gepresst wird.
Bei jedem Umlauf der drei Stösselräder im Materialraum wird somit jede Düse dreimal mit Material beaufschlagt, was eine hohe Produktivität der erfindungsgemässen
Pelletiervorrichtung ermöglicht.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen
Ansprüchen offenbart. Bevorzugt sind die Mittel, mit denen die Düsen auswechselbar gehalten sind, ein Anschlag mit einer Anschlagsfläche und eine formentsprechende Gegenform in der Bohrung.
Weiterhin kann die auswechselbare Düse mindestens eine, radial nach aussen führende Entwässerungsbohrung aufweisen, was die Verwendung der Pelletiervorrichtung auch für die Entwässerung von feuchtem oder nassem Material ermöglicht. Jede Düse weist vorzugsweise einen in Längsrichtung
verlaufenden Hohlraum mit einem runden oder einem
rechteckigen Querschnitt auf. Die Düsen sind mit einer zylindrischen Bohrung in Längsrichtung versehen, die mit der Eintrittsöffnung korrespondiert und die einen Durchmesser von bevorzugt 16 bis 20 mm aufweist. Die Bohrung der Düsen ist an dem, dem Materialraum zugewandten Ende mit einer Fase
versehen .
Vorteilhaft ist der Düsenhalter, wie auch der Ringraum horizontal angeordnet. Die Stösselräder sind über ein Zwischenzahnrad vom Führungsrad resp. Sonnenrad, welches fix am Getriebegehäuse montiert ist zwangsgesteuert mit dem Antriebsteller, welcher mit dem Hohlrad verbunden ist, angetrieben. Eine
Innenverzahnung des Hohlrads steht mit einem Antriebsritzel im Eingriff.
Das Hohlrad ist am Antriebsteller, welcher die Achsen der Stösselräder trägt, montiert.
Der Antriebsteller trägt die Achsen der drei Stösselräder, die gleichmässig voneinander beabstandet sind. Die
Stösselräder sind mit Stösseln versehen, die gleichmässig beabstandet radial auf dem Umfang des Stösselrades angeordnet sind, so dass sie im Betriebszustand der Pelletiervorrichtung derartig umlaufen, dass sie in jeweils eine Eintrittsöffnung eindringen können.
Der Gegenlagerdeckel kann mit Magneten bzw. mit einem
Magnetabscheider zur Aussonderung magnetischer Metallteile bestückt sein.
Jeder Stössel weist einen Stösselkopf auf, der bevorzugt aus gehärtetem Stahl gefertigt ist. Eine äussere Stirnfläche des Stösselkopfes ist bevorzugt eben oder konkav geformt. Der Stösselkopf ist zylindrisch oder keglig ausgebildet.
Der Zufuhrraum zum Materialraum ist bevorzugt trichterförmig und mit einem Sieb oder Gitter zur Aussonderung von sperrigen Teilen sowie zum Personenschutz versehen. Düse 6 kann am Umfang des Düsenhalters ein Abweiser ein Messer zur Portionierung der Pellets zuordenbar
Der Raum, der vom Antriebsteller und einem Getriebemantel bzw. Getriebegehäuse umschlossen ist, kann mit einem
Schmiermittel, vorzugsweise einem Schmierfett zur
dauerhaften Schmierung der vorgenannten Getrieberäder gefüllt sein .
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen die
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Pelletiervorrichtung,
Fig. 2 die Pelletiervorrichtung nach Fig. 1 perspektivisch dargestellt,
Fig. 3 die Pelletiervorrichtung nach Fig. 1 perspektivisch mit Sicht auf
den Antrieb der Stösselräder,
Fig. 4 die erfindungsgemässen Stösselräder,
Fig. 5 eine erfindungsgemässe Düse,
Fig. 6 die Düse nach Fig. 5 im Querschnitt.
Eine erfindungsgemässe Pelletiervorrichtung 1 ist in der Fig. 1 dargestellt. Sie umfasst einen Maschinenunterbau 2 mit einem liegenden Elektromotor 3 mit einer Antriebsleistung von mindestens 10 kW, der über eine Motorwelle 24 mit einem
Kegelradgetriebe 4 gekoppelt ist.
Oberhalb des Kegelradgetriebes 4 ist auf dem
Maschinenunterbau 2 ein kreisringförmiges Getriebegehäuse 7 angeordnet. Auf dieses ist ein dickwandiger, ringförmiger Düsenhalter 5 aufgesetzt, auf dessen Oberseite eine
Speiseeinheit 8 mit einem Zufuhrraum 9 in Form eines
Trichters folgt. Die Speiseeinheit 8 beinhaltet weiterhin ein nicht explizit dargestelltes Sieb oder Gitter zur Aussonderung von sperrigen Teilen aus dem zu verpressenden Material, wobei das Sieb oder Gitter auch dem Personenschutz dient. Der Elektromotor 3 ist mit einem Gehäuse 32 verdeckt.
Getriebegehäuse 7 und Düsenhalter 5 sind ebenfalls mit einer Einhausung 33 verdeckbar, die lediglich von mindestens einem Pelletaustrag 10 in Form einer Rutsche durchbrochen ist. Der Pelletaustrag 10 korrespondiert mit nicht explizit
dargestellten Auffangbereichen der portionierten Pellets um den Umfang 18 des Düsenhalters 5 herum, die so gestaltet sind, dass die Pellets bevorzugt schwerkraftbedingt und ggf. unterstützt durch eine Vibrationsförderung zum Pelletaustrag 10 gefördert werden.
Der Innenraum des ringförmigen Düsenhalters 5 bildet einen ringförmigen Materialraum 17, der nach unten von einem
Antriebsteller 11 begrenzt ist (Fig. 2) . Auf dem Antriebsteller 11, der sich, mit einem Hohlrad 21 verbunden um die Hauptachse 23 dreht, sind drei gleichmässig voneinander beabstandete Stösselräder 13 mittels
durchgreifender Achsen montiert welche mit einem
Gegenlagerdeckel 12 der nicht dargestellten Stösselachslager fixiert und stabilisiert sind. Weiterhin ist im Materialraum 17 ein, dem Gegenlagerdeckel 12 zugeordneter und nicht explizit dargestellter
Magnetabscheider angeordnet. Die Stösselräder 13 werden über die vorerwähnten Achsen und Zwischenzahnräder 29 am statischen Führungsrad 28
angetrieben. Sie sind mit dem Gegenlagerdeckel 12 und mit Lagerdeckeln 25 abgedeckt und tragen Stössel 14, die
gleichmässig beabstandet radial auf dem Umfang der
Stösselräder 13 angeordnet sind. Die Stössel 14 sind so ausgelegt, dass sie im Betriebszustand der
Pelletiervorrichtung 1 derartig umlaufen, dass sie mit jeweils einer Eintrittsöffnung 20 im Düsenhalter 5
zwangsgesteuert korrespondieren, resp. in diese eindringen können.
Die Stössel 14 sind von aussen in Gewindebohrungen 31 der Stösselräder einschraubbar. Hierzu können Sie an einem
Griffstück 30 des Stössels 14 gefasst werden (Fig. 4) .
An das Griffstück 30 schliesst ein Stösselkopf 15 an, der zylindrisch oder konisch ausgebildet sein kann. Eine
Stirnfläche 16 des Stösselkopfes 15 kann eben oder konkav ausgebildet sein. Die Stösselräder 13 können anstelle einer Bestückung mit Stösselkopfen 15 auch so geformt sein, dass ein umformen und/oder zerkleinern des Materials bewirkt wird, zum Beispiel mittels zahnartiger Elemente auf ihrer Umfangsfläche . Die Eintrittsöffnungen 20 sind ebenfalls gleichmässig
beabstandet radial im Düsenhalter 5 angeordnet und stellen die Mündung von Bohrungen 19 dar, die den Düsenhalter 5 radial durchqueren. In die Bohrungen 19 sind auswechselbare Düsen 6 (Fig. 5 und 6) von aussen einsetzbar. Die Düsen 6 weisen bevorzugt eine Durchgangsbohrung 61 mit einer Fase 64 auf. Der Querschnitt ist bevorzugt zylindrisch, kann aber auch rechteckig ausgeformt sein. Bei einem rechteckigen
Querschnitt ist eine stärkere Anfasung in Umfangsrichtung angebracht. Die Fase 64 ist im eingebauten Zustand der Düse 6 auf den Materialraum 17 ausgerichtet.
Am gegenüberliegenden Ende ist die Düse mit einem
Aussengewinde 63 versehen. Dieses Aussengewinde 63 kann für eine mögliche Verlängerung der Düse 6 oder für die Anbringung einer nicht näher beschriebenen Auffangvorrichtung verwendet werden . Die Düse 6 weist weiterhin einen Anschlag 62 mit einer
Anschlagsfläche 65 auf, mit der die Düse 6 an einem
formentsprechenden, jedoch nicht dargestellten Anschlag in der Bohrung 19 anliegt. Die Düsen 6 werden hierzu von aussen in die Bohrungen 19 eingesteckt und von aussen mit einem Fixierring 66 in ihrer Lage gesichert (Fig. 2 oder 3) .
In der Fig. 3 ist der Antrieb der Stösselräder 13
dargestellt. Er umfasst eine Antriebswelle 26, die mit dem Abtrieb des Kegelradgetriebes 4 gekoppelt ist und die ein Antriebsritzel 27 trägt.
Die Stösselräder 13 werden über das Antriebsritzel 27 und ein Hohlrad 21 mit Innenverzahnung von rotierenden
Planetenrädern in Form von Zwischenzahnrädern 29 getrieben, wobei die Zwischenzahnräder 29 mit einem stehenden
Führungsrad 28, dem Sonnenrad, über eine Untersetzung im Eingriff sind. Das Führungsrad 28 ist auf dem Getriebegehäuse 7 montiert und der Antriebsteller 11, der mit dem Hohlrad 21 verbunden ist, führt die darin gelagerten Zwischenzahnräder 29 über das Führungsrad 28. Das Antriebsritzel 27 steht mit der Innenverzahnung des Hohlrads 21 im Eingriff.
Diese Antriebsform stellt eine „Umkehrung" des üblichen
Planetengetriebes dar und ermöglicht eine hohe, zum Beispiel lOfache Untersetzung für die Erzeugung entsprechend hoher Presskräfte. Dieses Getriebe ist weitgehend innerhalb der Aussenwandung 22 des Antriebstellers 11 befindlich. Anstelle eines Elektromotors 3 ist es auch möglich, einen anderen Antrieb einer Maschine oder eines Fahrzeugs, zum Beispiel eines Traktors mit dem Kegelradgetriebe 4 zu
koppeln . Der Raum, der vom Antriebsteller 11 und dem Getriebegehäuse 7 umschlossen ist, kann mit einem Schmierfett zur dauerhaften und wartungsfreien Schmierung von Antriebsritzel 27, Hohlrad 22, Planetenrädern etc. gefüllt sein. Das Getriebegehäuse 7 ist nach unten geschlossen.
Das zu Pellets zu verpressende Material wird, ggf. nach vorheriger Erwärmung und Konditionierung in den Zufuhrraum 9 der Speiseeinheit 8 und in den ringförmigen Materialraum 17 gefördert. Die Speiseeinheit 8 beinhaltet ein nicht
dargestelltes Sieb oder Gitter zur Aussonderung von sperrigen Teilen sowie zum Personenschutz.
Im ringförmigen Materialraum 17 wird das Material von den drehenden Stösselrädern 13 mitgenommen und dabei ggf. weiter konditioniert. Zugleich wird das Material von den
Stösselköpfen 15 der Stössel 14 erfasst und in die
Eintrittsöffnungen 20 der Düsen 6 gedrückt. Durch die Drehung des Antriebtellers 11 mit den Stösselrädern 13 sind ständig mehrere Stössel 14 im Eingriff in Eintrittsöffnungen 20, so dass ständig Material nachgeschoben und in den Bohrungen 61 der Düsen 6 zu Strängen verpresst wird. Je Umlauf des Antriebtellersll wird jede Eintrittsöffnung 20 dreimal von einem Stösselkopf 15 der Stössel 14, in die
Eintrittsöffnung 20 eindringend getroffen.
Der auf der Aussenseite des Düsenhalters 5 aus den Düsen 6 austretende Materialstrang trifft auf einen, jeder Düse zugeordneten Abweiser (nicht dargestellt) in Form eines
Blechs. Der Abweiser bewirkt, dass der Strang in etwa
gleichgrosse Pellets bricht. Anstelle des Abweisers könnten auch, über einen separaten Motor getaktete Messer vorgesehen sein.
Die Pellets fallen nach unten und werden zum Pelletaustrag 10 gefördert und gelangen von da zur weiteren Verarbeitung. Der Düsenhalter 5 ist mittels Heissdampf oder elektrisch mittels Heizmatten beheizbar, kann aber auch mittels eines Kühlkreislaufs gekühlt werden.
Die Umlaufgeschwindigkeit (Frequenzführung) der Stösselräder 13 ist variierbar.
Pelletierbar sind unterschiedlichste Materialien wie zum Beispiel Trester, Holz, Miscanthus, Stroh, Torf oder Mist zum Heizen, Düngen, als Baustoff etc. Mist kann zum Beispiel mit Pflanzenkohle verpresst werden oder die Pellets können keimfähige Samen enthalten. Die erfindungsgemässe Pelletiervorrichtung 1 ist sehr leistungsfähig sowie von einfacher und kompakter Bauweise.
Aufstellung der Bezugszeichen
1 Pelletiervorrichtung
2 Maschinenunterbau
3 Elektromotor
4 Kegelradgetriebe
5 Düsenhalter
6 Düse
7 Getriebegehäuse
8 Speiseeinheit
9 Zufuhrraum
10 Pelletaustrag
11 Antriebsteller
12 Gegenlagerdeckel
13 Stösselrad
14 Stössel
15 Stösselkopf
16 Stirnfläche
17 ringförmiger Materialraum
18 Umfang
19 Bohrung
20 Zufuhröffnung
21 Hohlrad mit Innenverzahnung
22 Aussenwandung
23 Hauptachse
24 Motorwelle
25 Lagerdeckel
26 Antriebswelle
27 Antriebsritzel
28 Führungsrad, Sonnenrad
29 Zwischenzahnrad
30 Griffstück
31 Gewindebohrung Motorgehäuse Einhausung Bohrung
Anschlag
Gewinde
Fase
Anschlagfläche Fixierring

Claims

Patentansprüche 1. Pelletiervorrichtung zur Herstellung von Pellets aus trockenem oder feuchtem, insbesondere biogenem Material, umfassend eine ringförmige Pressform und mit einer, über den Umfang gleichmässig verteilten Anzahl von radial nach aussen führenden Bohrungen, durch die das Material gepresst wird und einem Zufuhrraum (9) für das zu pelletierende Material, wobei in einem ringförmigen Materialraum (17) der Pressform
Pressrollen angeordnet sind, welche das zu pelletierende Material im Betrieb der Pelletiervorrichtung (1) radial in die Bohrungen und weiter als Strang nach aussen aus den
Bohrungen heraus zu pressen, wo Mittel zur Dimensionierung und Abführung der Pellets vorhanden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass ein dickwandiger, ringförmiger Düsenhalter (5) , der eine Pressform bildet, im Bereich des ringförmigen Materialraumes (17) angeordnet ist, und in dem Eintrittsöffnungen (20) in radial angeordnete Bohrungen (19) übergehend eingeformt sind, die mit Mitteln versehen sind, mit denen je eine Düse (6) in einer Bohrung (19)
auswechselbar gehalten ist, und dass weiterhin als
Pressrollen drei, gleichmässig voneinander beabstandete
Stösselräder (13) über einen Antriebsteller (11) drehbar im ringförmigen Materialraum (17) angeordnet sind.
2. Pelletiervorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, mit denen die Düsen (6) auswechselbar gehalten sind, ein Anschlag (62) mit einer
Anschlagsfläche (65) und eine formentsprechende Gegenform in der Bohrung (19) sind.
3. Pelletiervorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auswechselbare Düse (6) mindestens eine, radial nach aussen führende
Entwässerungsbohrung aufweist.
4. Pelletiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Düse (6) einen in Längsrichtung verlaufenden Hohlraum mit einem runden oder einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
5. Pelletiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stösselräder (13) von einem Hohlrad (21) und gleichläufig mit dem
Antriebsteller (11) rotierend angetrieben sind.
6. Pelletiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsteller (11) mit dem Hohlrad (21) gekoppelt ist und drei,
gleichmässig voneinander beabstandete Stösselräder (13) über Zwischenräder (29) und ein Führungsrad (28 ) abrollen .
7. Pelletiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenhalter (5) horizontal angeordnet ist.
8. Pelletiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Düse (6) mit einer zylindrischen Bohrung (61) in Längsrichtung versehen ist, die mit der Eintrittsöffnung (20) korrespondiert und die einen Durchmesser von bevorzugt 16 bis 20 mm aufweist, wobei die Bohrung (61) der Düse (6) an dem, dem Materialraum zugewandten Ende mit einer Fase (64) versehen ist.
9. Pelletiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stösselräder (13) mit Stösseln (14) versehen sind, die gleichmässig
beabstandet radial auf dem Umfang des Stösselrades (13) angeordnet sind, so dass sie im Betriebszustand der
Pelletiervorrichtung (1) derartig umlaufen, dass sie mit jeweils einer Eintrittsöffnung (20) korrespondieren, resp. in diese eindringen.
10. Pelletiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stössel (14) einen Stösselkopf (15) aus bevorzugt gehärtetem Stahl
aufweist .
11. Pelletiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stösselkopf (15) zylindrisch oder keglig ausgebildet ist und eine äussere Stirnfläche (16) aufweist, die bevorzugt eben oder konkav geformt ist.
12. Pelletiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhrraum (9) mit einem Sieb oder Gitter versehen ist.
13. Pelletiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Düse (6) am Umfang des Düsenhalters (5) ein Abweiser oder Messer zur Portionierung der Pellets zuordenbar ist.
14. Pelletiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum, der vom Antriebsteller (11) und einem Getriebegehäuse (7) umschlossen und mit einem Schmiermittel gefüllt ist.
15. Pelletiervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stösselräder (13) symmetrisch zum Mittelpunkt in einer Ebene liegen, in der die Düsenöffnungen angeordnet sind und die mittels eines
Planetengetriebes angeordnet sind, wobei die Stösselräder (13) mittels des Antriebstellers (11) über ein
Zwischenzahnrad (29) von einem stehenden Führungsrad (28) angetrieben sind, und wobei ein Antriebsritzel (27), das auf einer Antriebswelle (26) aufgesetzt ist, mit einer
Innenverzahnung des Hohlrads (21) im Eingriff steht .
16. Verfahren zur Herstellung von Pellets aus trockenem oder feuchtem, insbesondere biogenem Material in einer
Pelletiervorrichtung (1), umfassend ein Zuführen des
konditionierten Materials in einen Materialraum (17) der Pelletiervorrichtung (1),
gefolgt von einem Pressen des Materials in und durch Düsen (6) eines Düsenhalters (5) mittels im Materialraum (17) umlaufender Stösselräder (13) mit Stösseln (14), wobei
Stösselköpfe (15) der Stössel (14) in die Düsen (6)
eindringen,
worauf ein Portionieren des aus den Düsen (6) austretenden, strangförmig verpressten Materials zu Pellets folgt.
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