用于加工原料的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的用于加工原料的裝置以及一種按照權(quán)利要求14的前序部分所述的用于加工原料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]加工原料時并非始終能在一個加工步驟中實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品的所希望的特性，如形狀、大小、表面、成分等等。例如若為對熱敏感的材料，過分強(qiáng)烈加工原料會導(dǎo)致輸入到產(chǎn)品中的熱量不希望的高。物料顆粒在加工過程中也可能會獲得粘性的表面，這在隨后下沉中導(dǎo)致形成團(tuán)塊。
[0003]鑒于這一原因，已知可在依次排列的加工工位中逐步加工原料，針對原料的種類和最終產(chǎn)品的所希望的特性調(diào)整某個加工工位的相應(yīng)機(jī)器。
[0004]這種做法能夠生產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)異的最終產(chǎn)品，然而從經(jīng)濟(jì)角度來看，由于必須提供多個機(jī)器和相應(yīng)的場地，并且必須在各加工工位之間進(jìn)行輸送，因此常常是不利的。此外由于兩個加工工位在空間上分離，無法按時間立即執(zhí)行順序或重疊的加工過程。
[0005]鑒于這些原因，也已開發(fā)出能夠在一個裝置之內(nèi)執(zhí)行兩個或更多順序加工步驟的裝置。例如在DE 197 23 705 Cl中就描述了一種具有外殼的渦流式研磨機(jī)，配有研磨機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子與固定的定子在外殼中共同作用加工原料。在進(jìn)料側(cè)殼段中在研磨機(jī)構(gòu)和定子之間以機(jī)械方式粉碎原料;在隨后的殼段中已經(jīng)粉碎的顆粒在渦流場中進(jìn)行自主粉碎。此類裝置已有極好的實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果。
[0006]除此之外，DE 198 23 563 Al還公開了一種研磨干燥纖維素衍生物的裝置，為了提高最終產(chǎn)品的堆積容重，在進(jìn)料側(cè)的研磨區(qū)中進(jìn)行濕磨，必要時將水加入研磨間隙之中，而在隨后的研磨區(qū)中則利用熱空氣烘干原料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]以此為背景，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種能夠在盡可能寬的應(yīng)用范圍內(nèi)在裝置中執(zhí)行多個按順序的加工過程的裝置和方法。
[0008]采用具有權(quán)利要求1所述特征的裝置以及具有權(quán)利要求14所述特征的方法，即可解決這一任務(wù)。
[0009]從屬權(quán)利要求所述均為本發(fā)明的有益實(shí)施方式。
[0010]本發(fā)明的基本思想在于，將氣體固體流與至少一個工藝氣體流組合，以便在一個裝置之內(nèi)執(zhí)行不同的加工過程。在第一加工區(qū)中加工作為氣體固體流的固相的原料，并且在必要時與第一加工區(qū)完全或者部分重疊的第二加工區(qū)中將其與第二次加工原料的工藝氣體流合并。按照本發(fā)明所述，利用位于第一加工區(qū)下游的空心體將工藝氣體流直接輸送到第一加工區(qū)和/或者第二加工區(qū)的范圍之中。事實(shí)證明，最好不要逐點(diǎn)、而是在空心體的整個圓周范圍內(nèi)送入工藝氣體，從而在由空心體和殼內(nèi)壁所構(gòu)成的環(huán)形空間中統(tǒng)一形成源自工藝氣體的作用。
[0011]本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)在于能夠以多種多樣的方式執(zhí)行和組合不同的加工過程。合適的工藝氣體例如有大氣中的空氣、蒸汽、二氧化碳、氮?dú)庖约翱梢跃哂蓄A(yù)定溫度和/或濕度和/或者其它固體的類似氣體。例如工藝氣體可以用來冷卻第一加工區(qū)中所加工的原料，以便抵消加工過程中輸入到原料之中熱量。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械物理效應(yīng)，也可以利用極冷的工藝氣體來激冷原料，或者通入高溫和/或者干燥的工藝氣體對所加工的原料進(jìn)行熱后處理或干燥。調(diào)整工藝氣體的含水量就可以在物料加工過程中控制過程濕度。
[0012]作為替代或累積方案，可以利用工藝氣體作為載體氣體給原料送入其它物質(zhì)。在最為簡單的情況下，就會產(chǎn)生原料與附加物質(zhì)構(gòu)成的物料混合物，可以通過工藝氣體或原料流的相應(yīng)流動速率來確定混合比例。
[0013]另一種加工方式是將所送入的物質(zhì)用來對源自第一加工區(qū)的物料顆粒進(jìn)行覆層或者說涂層處理。所述物質(zhì)沉積在源自第一加工階段的顆粒的表面上并且與其結(jié)合。
[0014]所送入的物質(zhì)也可以用來減小物料顆粒的可能存在的結(jié)塊傾向，例如通過噴粉。反之也可以給原料加入能夠與物料顆粒形成團(tuán)塊或者能促進(jìn)各個物料顆粒結(jié)塊的物質(zhì)。
[0015]另一種正在公布的方法在于送入一種用于轉(zhuǎn)化粉碎物料的反應(yīng)性物質(zhì)，此時在原料和該物質(zhì)之間會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。反之如果利用工藝氣體流給原料送入一種催化物質(zhì)，就能實(shí)現(xiàn)過程加速。除此之外，在爆炸性危險環(huán)境中可以將一種惰性氣體作為工藝氣體輸送到本發(fā)明所述的裝置之中，以保證有效防止爆炸。
[0016]空心體端面適宜敞開形成至少一個開口，使得工藝氣體可以利用空心體的整個橫斷面作為流動空間，從而形成均勻一致的流動。
[0017]按照本發(fā)明的一種實(shí)施方式，空心體終止在至轉(zhuǎn)子的軸向凈距離處，使得空心體的下邊緣構(gòu)成工藝氣體的環(huán)形的環(huán)流邊。在轉(zhuǎn)子和空心體之間以這種方式產(chǎn)生環(huán)形的通流間隙，可以經(jīng)由該通流間隙將均勻分布在圓周范圍內(nèi)的工藝氣體供應(yīng)給第二加工區(qū)。最好可以調(diào)整通流間隙的軸向高度并且以此調(diào)整工藝氣體的流速，方法是利用調(diào)整裝置軸向調(diào)整空心體和/或者轉(zhuǎn)子。
[0018]按照另一種實(shí)施方式，空心體以其至少一個開口鄰接轉(zhuǎn)子。工藝氣體從該開口進(jìn)入轉(zhuǎn)子，從那里沿徑向進(jìn)入第一加工區(qū)。按照這種實(shí)施方式，第一和第二加工區(qū)因此完全或者部分重疊，從而可以同時發(fā)揮作用。例如以這種方式作為防爆措施，可以在第一加工區(qū)中形成惰性環(huán)境。
[0019]在該實(shí)施方式的有益改進(jìn)方案中，可以在轉(zhuǎn)子中設(shè)置一個擋盤，該擋盤確定第一加工區(qū)和第二加工區(qū)之間的軸向重疊范圍。這樣就能在第一物料加工區(qū)之內(nèi)確定第二物料加工區(qū)的始點(diǎn)。例如在第一加工區(qū)的最后三分之一處部分中送入冷卻氣體，就可以防止第一次加工過程中的溫度升高超過極限值。
[0020]為了將工藝氣體的冷卻或加熱作用盡可能集中在空心體中的至少一個開口區(qū)域內(nèi)，按照本發(fā)明的另一種實(shí)施方式所述，將空心體相對于環(huán)形空間熱隔離。反之如果要通過空心體的外表面與環(huán)形空間進(jìn)行熱交換，則可以為此目的給空心體配置熱交換面，適宜在其內(nèi)側(cè)配置熱交換面。
[0021]優(yōu)選通過空心體的形狀確定由外殼和空心體所構(gòu)成的環(huán)形空間的幾何形狀。如果將空心體設(shè)計成柱形，尤其設(shè)計成圓柱形，則環(huán)形空間的徑向?qū)挾染蜁谳S向高度范圍內(nèi)保持不變，從而使得原料的流動條件保持相同。然而為了有利于獲得某些參數(shù)，例如停留時間、流動速度、沉淀特性等等，空心體可以具有錐形形狀，使得環(huán)形空間向上或者向下擴(kuò)大。
[0022]此外事實(shí)證明有利的是，在供料區(qū)域、第一加工區(qū)和/或者第二加工區(qū)中最好布置至少一個用來噴入液體尤其用來噴入水的噴嘴。通過水的蒸發(fā)吸收多余的熱能，否則這些熱能可能會對原料造成熱損傷。
[0023]以下將根據(jù)附圖中所示的一種實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)解釋，同時公開本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。為了便于理解，不同實(shí)施方式的相同或者功能相同的特征均使用同樣的附圖標(biāo)記。
【附圖說明】
[0024]附圖1本發(fā)明所述裝置沿著附圖2中示出的線1-1剖開的縱剖面圖，
[0025]附圖2附圖1中所示裝置沿著那里的線I1-1I剖開的橫斷面圖，
[0026]附圖3附圖1中所示裝置在第一和第二加工區(qū)的區(qū)域中的詳圖，
[0027]附圖4本發(fā)明所述裝置第二種實(shí)施方式的縱剖面圖，
[0028]附圖5本發(fā)明所述裝置的第三種實(shí)施方式，
[0029]附圖6附圖5中所示裝置在第一和第二加工區(qū)的區(qū)域中的詳圖，
[0030]附圖7本發(fā)明所述裝置第四種實(shí)施方式的縱剖面圖，以及
[0031]附圖8本發(fā)明所述裝置第五種實(shí)施方式的縱剖面圖，
【具體實(shí)施方式】
[0032]附圖1?3所示為渦流式研磨機(jī)形式的本發(fā)明所述裝置I的第一種實(shí)施方式，可用于熱固性塑料、熱塑性塑料和彈性體之類的合成材料的細(xì)研磨和超細(xì)研磨。裝置I包括一個板狀機(jī)座2，該機(jī)座向上終止于水平安裝板3，將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置4和支承框架5并排安裝在該安裝板上。圓柱形外殼6與支承框架5固定相連，以附圖標(biāo)記7表示的外殼軸線垂直于安裝板3定向。外殼6在軸向分成進(jìn)料側(cè)殼段8、中間的圓柱形殼段9和出料側(cè)殼段10。
[0033]將轉(zhuǎn)子11和與軸線7同軸的驅(qū)動軸12布置在外殼之內(nèi)。驅(qū)動軸12以其下方末段旋轉(zhuǎn)安裝在下方軸承13之中，并且以其對面的末段旋轉(zhuǎn)安裝在上方軸承14之中。驅(qū)動軸12穿過安裝板3延伸的這一端具有多槽皮帶輪15，所述多槽皮帶輪通過傳動皮帶16與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置4的多槽皮帶輪17相連。
[0034]在外殼6之內(nèi)上方支承盤18和與其相隔一定軸向距離下平面平行、與驅(qū)動軸12—起旋轉(zhuǎn)的下方支承盤19垂直于軸線地安裝在驅(qū)動軸12上。支承盤18和19在其圓周上具有用來安裝平行于軸線的沖擊板20的定位槽，所述沖擊板以這種方式在圓周范圍內(nèi)呈王冠狀分布，并且在本發(fā)明所述裝置運(yùn)行狀態(tài)下以大約100m/sec和180m/sec (視產(chǎn)品而定)之間的圓周速度運(yùn)動。
[0035]進(jìn)料側(cè)殼段8向下構(gòu)成端側(cè)的殼終端，并且在軸線7范圍內(nèi)具有用于原料的同心進(jìn)料口 21，該進(jìn)料口以一定的徑向凈距離包圍驅(qū)動軸12 ο進(jìn)料口 21在進(jìn)料側(cè)殼段8的軸向厚度范圍內(nèi)呈扁錐形擴(kuò)大，以這種方式與下方的垂直支承盤19 一起構(gòu)成分配室22，該分配室沿徑向向外變成錐形，從而使得原料在該區(qū)域內(nèi)加速。出料側(cè)殼段10構(gòu)成上方端側(cè)的殼終端，并且在這里容納一個與軸線7同心的環(huán)形流道23，該環(huán)形流道逐漸變?yōu)檠厍邢驈臍ざ?0出來的物料出口 24。
[0036]將一個與軸線7同軸的圓柱形空心體25布置在出料側(cè)殼段10朝向外殼內(nèi)部的這一偵比?？招捏w25的上邊緣26緊密連接到出料側(cè)殼段10上?？招捏w25有適當(dāng)?shù)妮S向長度，使得空心體25的下邊緣27在軸向凈距離內(nèi)終止于轉(zhuǎn)子11的上方支承盤18。以這種方式形成與軸線7同心的通流間隙28?？招捏w25的直徑小于轉(zhuǎn)子11的直徑，從而相對于外殼6的內(nèi)壁形成自由的環(huán)形空間29，該環(huán)形空間向下朝向轉(zhuǎn)子11敞開并且向上通入環(huán)形流道23之中。
[0037]出料側(cè)殼段10還具有指向軸向的噴嘴30，可通過這些噴嘴將工藝氣體31輸入到被空心體25包圍的空腔之中?？梢酝ㄟ^閥門調(diào)整輸入的工藝氣體31的量。
[0038]中間的圓柱形殼段9在軸向分為第一加工區(qū)33和第二加工區(qū)34(附圖3)。第一加工區(qū)33緊鄰進(jìn)料側(cè)殼段8，并且基本上由沖擊軌道35構(gòu)成，該沖擊軌道布置在中間殼段9的內(nèi)圓周上，并且與轉(zhuǎn)子11的沖擊板20—起構(gòu)成研磨間隙36 ο第二加工區(qū)34在軸向緊鄰第一加工區(qū)33，并且在軸向不僅經(jīng)由通流間隙28而且也經(jīng)由環(huán)形空間29—致延伸到環(huán)形流道23。
[0039]通過進(jìn)料流道38給裝置I裝上原料37，可以通過加料斗39給進(jìn)料流道加入原料37。為了調(diào)節(jié)流過裝置I的空氣量，將一個閥門40整合在進(jìn)料流道38之中，可以用該閥門調(diào)整該區(qū)域內(nèi)的有效過流斷面。
[0040]在本發(fā)明所述裝置I的運(yùn)行狀態(tài)下，原料37作為氣體固體混合物經(jīng)由進(jìn)料流道38抵達(dá)進(jìn)料口 21，通過該進(jìn)料口流入外殼內(nèi)部，并且在那里首先進(jìn)入分配室22，使得原料37在徑向朝向研磨間