[发明专利]用于颗粒化和结块的方法及用于该方法的工具

说明书

本发明涉及一种用于颗粒化和结块的方法及用于该方法的装置。

颗粒化和结块是已知的工艺流程。当颗粒化时，颗粒材料、即颗粒状并易于倾倒的固体由一种或多种成分生产而成。当结块时，颗粒尺寸范围转变成较大尺寸，因此是粉碎的反义词。

已知为了颗粒化或结块将对应成分和任何添加剂引入混合器中，并借助搅拌工具来将它们混合在一起。

为此所用的搅拌工具通常具有多个臂，这些臂安装在中心轴杆上并径向向外延伸，并在它们的径向外端部处向上或向下倾斜。

然而，已表明借助这些工具和装置获得期望的颗粒化或结块所需的搅拌时间相当长。此外，借助已知工具仅可以获得具有范围从0.1毫米到2.0毫米或更大的颗粒尺寸分布的颗粒状材料。范围小于1.0毫米的颗粒状材料的产量相对较小，在30-60％。为此，对于尺寸范围从0.1毫米到0.8毫米的细颗粒材料优选使用获得几乎100％产量的喷雾颗粒化机（Sprühgranulator）。

因此，从如上所述的现有技术出发，本发明的目的在于提供一种用于颗粒化和/或结块装置的颗粒化和/或结块工具以及对应的颗粒化和/或结块装置以及用于颗粒化或结块的方法，借助它们可以非常快速地获得期望的颗粒化或结块效果，并且最重要的是可以获得范围从0.1到0.8毫米的产量高得多的、细得多的颗粒材料。

根据本发明，该目的通过用于颗粒化和/或结块装置的颗粒化和/或结块工具来实现，其中，该工具具有紧固轴和大致盘状元件，该盘状元件紧固到该紧固轴，并具有直径d，盘状元件具有上表面、下表面和连接上表面与下表面的周界表面。此外，周界表面具有多个大致V形凹槽，这些凹槽与轴的轴线平行地延伸。

令人惊奇的是，已表明这种工具在颗粒化以及在结块时产生好得多的效果。

由于本发明基本上为了颗粒化而研发，接下来仅参照颗粒化来描述本发明。然而，已表明在结块时也可获得这些优点，因而明确地指出工具和方法还可用于结块。

在一个特别较佳形式的实施例中，凹槽具有凹槽深度t，t是盘状元件的直径d的0.05到0.4倍之间、较佳是0.1到0.3倍之间并且最佳是0.15到0.25倍之间。凹槽必须首先不是太深，以确保待颗粒化的材料沿径向向外沿盘状元件的上和下表面作充分运动，另一方面必须不是太小，因为基本上是在由上表面或下表面和凹槽壁构成的边缘处或凹槽内进行期望的颗粒化作用。由此，凹槽从盘状元件的上表面延伸到下表面。

因此，由盘状元件的凹槽壁与其上表面或下表面之间形成的边缘应尽可能为尖锐边缘，即，角部半径应小于1毫米。

在另一特别较佳形式的实施例中，至少一个凹槽壁至少部分地由比盘状元件硬的材料制成。如上所述，期望的颗粒化作用很大程度上由凹槽来产生，这会造成凹槽壁以及特别是由盘状元件的凹槽壁与其上表面或下表面形成的边缘的加大磨损。因此，规定凹槽壁至少部分地、最好是与周界表面毗邻的部分由更硬材料制成。由此，盘状元件可以例如在末端采用硬质金属合金（碳化物）、陶瓷材料或硬化钢元件。

替代地或与此结合地，盘状元件的凹槽壁具有凹部，较佳由更硬材料制成的耐磨元件装入该凹部内。装入凹部内的元件能牢固地连接到盘状元件或与盘状元件可拆卸地连接。当耐磨元件磨损时，它们可以简单地进行更换。

或者，包括凹槽在内的盘状元件整个径向外部区域可由更硬材料制成。

还已表明，当更硬材料或耐磨元件突出超过上表面和/或下表面和/或周界表面距离a时，这种颗粒化作用能进一步加强，这是因为颗粒化作用仅通过由更硬材料制成的部分产生。在此，距离a应小于盘状元件的厚度e。

此外，对于许多应用场合来说，有利的是凹槽壁具有由比盘状元件硬的材料制成的、彼此分开的至少两个部分或者两个插入的耐磨元件，最好是使更硬材料或耐磨元件在两个部分内突出超过上表面和/或下表面。

此外，已表明颗粒化作用能在如下情况下改善，即，从周界表面沿轴的方向延伸凹槽深度t的圆形部内的上表面不具有轴向向上突出超过凹槽壁或超过紧固到凹槽壁上或内的更硬材料制成的元件的元件。对不同工具几何形状的调查已表明轴向向上突出到盘状元件上侧并且不与凹槽壁直接毗邻的突出部会导致颗粒化的材料与盘表面之间的较差接触，这明显影响了颗粒化效果。

最好是，至少在从周界表面沿轴的方向延伸盘状元件直径的0.35倍或更好地0.45倍的圆形部分内的盘状元件的上表面上除了可能存在的更硬材料外没有突出超过盘状元件的上表面的元件。理想的是，仅紧固轴突出超过盘状元件的上表面。盘状元件的上表面较佳地不被干扰，并且尽可能平坦和光滑。