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Verfahren und Vorrichtung zur Körnung von Düngemitteln oder anderen
Stoffen oder Stoffgemischen Zusatz zum Patent 663 410 Das Hauptpatent 663 410 bezieht
sich auf die Körnung von Düngemitteln oder anderen Stoffen oder Stoffgemischen.
Nach dem Verfahren des Hauptpatents werden die Ausgangsstoffe, die die gewünschte
Korngröße nicht besitzen, z. B. in geringerer Korngröße vorliegen oder bis auf geringere
Korngröße zerkleinert worden sind, falls sie noch nicht einen genügenden Feuchtigkeitsgehalt
aufweisen unter Hinzufügung von Wasser oder Lösungen, durch mechanische Behandlung,
insbesondere Mischen, Kneten oder Mahlen, in einen formbaren Zustand übergeführt.
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Darauf wird das Gemisch entsprechend der gewünschten Korngröße zerteilt.
Die noch weichen Körner werden dann zwecks Verfestigung und Rundung auf mit hoher
Frequenz bewegten Vibrationsvorrichtungen unter gleichzeitiger Einwirkung von heißer
Luft oder Verbrennungsgasen behandelt.
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Nach diesem Verfahren gewinnt man ein sehr gleichmäßiges, gut gerundetes
Korn von ausreichender Festigkeit, und zwar gelingt es, fast die gesamte Menge des
Ausgangsgutes in einem Verfahrensgang in die gewünschte Korngröße überzuführen.
Unter-oder Uherkorn, das abgesiebt werden muß, entsteht in sehr geringen Mengen,
die nur einige Prozent vom Gewicht der Ausgangsstoffe betragen.
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Die vorliegende Erfindung, welche eine weitere Ausbildung des Verfahrens
des Hauptpatents zum Gegenstand hat, hat nun zum Ziel, die Gleichmäßigkeit und Festigkeit
der nach dem Verfahren gemäß dem Hauptpatent erzielten Körner noch weiter zu erhöhen
und den Anfall von überkorn und Unterkorn praktisch völlig zum Verschwinden zu bringen.
Es wurde nämlich erfindungsgemäß gefunden, « daß die Art der Zerteilung der in einen
formbaren Zustand übergeführten Ausgangsstoffe von Bedeutung für die Rundung und
Verfestigung der noch weichen Körner in der Vibrationsvorrichtung ist. Insbespndere
hat sich gezeigt, daß die Vorgänge in der Vibrationsvorrichtung dann am günstigsten
verlaufen, wenn zur Zerteilung der in einem formbaren Zustand befindlichen Ausgangsstoffe
zu Teilchen einheitlicher Größe eine Schneid-, Fräs- oder Reibevorrichtung benutzt
wird. Dabei ist es zweckinlillig, die hiermit erzeugten noch weichen Körner möglichst
unmittelbar zwecks Verfestigung und Rundung der Vibrationsvorrichtung
zuzuführen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Ausführung
des Verfahrens der Erfindung bzw. verschiedene Ausführungsformen dieser Vorrichtung.
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An sich ist es bekannt, Düngemittel oder andere Ausgangsstoffe in
der Weise zu körnen, daß das in einen formbaren Zustand iibelgeführte Gut in Drehtrommeln
zerteilt wird, in denen umlaufende, mit Messern besetzte Wellen angeordnet sind.
Dieses Verfahren wurde z. B. angewendet, um die beim Aufschluß von Rohphosphaten
mit Salpetersäure entstehende breiige Masse unter Durchmischung mit Staub und weiterer
Abkühlung zum Erstarren zu bringen. Hierbei entstand indessen noch viel Staub, und
ein Teil des Gutes iiel auch in Form von größeren Klumpen an, die abgesiebt und
nachträglich in einem besonderen Verfahren bis auf die gewünschte Korngröße zerkleinert
werden mußten. Dieselben überstände ergaben sich bei einem anderen bekannten Verfahren,
bei dem unter hohem Druck in Plattenform gepreßtes Salz zwischen umlaufenden, auf
zwei Wellen angeordneten kreisförmigen Messern zerschnitten wurde. In beiden Fällen
machte sich außerdem die geringe Festigkeit des gewonnenen Kornes nachteilig bemerkbar.
Demgegenüber zeichnet sich das Verfahren der Erfindung dadurch aus, daß infolge
der besonderen Art der Zerteilung und der Verfestigung und Rundung des zerteilten
Gutes auf Vibrationsvorrichtungen ein gleichmäßig gekörntes Gut von guten Festigkeitseigenschaften
mit sehr hoher Ausbeute gewonnen wird.
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Die Schneid-, Fräs- oder Reibevorrichtung, die in an sich bekantner
Weise zum Zerteilen des in einen formbaren Zustand übergeführten Ausgangsgutes verwendet
wird und ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist, kann verschieden ausgebildet sein.
Sie wird den jeweiligen Verhältnissen entsprechend ausgewählt. Dabei läßt sich z.
B. berücksichtigen, ob das zu granulierende Gut physikalisch bzw. chemisch einheitlich
zusammengesetzt ist oder nicht.
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Natürlich kann ein uneinheitliches Gut, das z. B. aus verschiedenen
Korngrößen besteht, durch Mahlen in eine einheitlichere Form übergeführt werden.
Auch durch besondere Ausbildung der Vibrationsvorrichtung und Anpassung derselben
an die verwendete Zerteilvorrichtung kann man den jeweiligen Eigenschaften des Ausgangsgutes
noch Rechnung tragen und dafür sorgen, daß stets die besten Ausbeuten an gleichmäßigem,
gut verfestigtem Korn erzielt werden.
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Physikalisch einheitlich oder annähernd einheitlich zusammengesetzte
Ausgangsstoffe, wie Chlorkali, Ammonsulfat, phosphathaltige und ähnliche DiUlgemittel,
deren einzelne Komponenten aus Feinmehl.oder sehr kleinen Körnern bestehen, können
z. B. uad Überführung in den formbaren Zustand erfindungsgemäß einem Zerteiler zugeführt
werden, der im Prinzip aus einer gelochten, fräserartig wirkenden Walze oder Scheibe
besteht, gegen die die formbare Masse gedrückt wird. Bei dieser Arbeitsweise wird
das Gut in gleich große Teilchen aufgeteilt, die durch die Löcher der Walze herausfallen
und sodann dem Vibrationstrockner zugeführt werden, ohne daß sie vorher Gelegenheit
hätten, sich wieder zu größeren Teilchen zusammenzuballen. Das Zusammenballen der
losen, noch weichen Körner wird am einfachsten durch Anordnen der Zerteilvorrichtung
unmittelbar über der Vibrationsvorrichtung, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
eines Siebes oder einer beliebigen Aufgahe- oder Verteilvorrichtung, vermieden.
Die Zerteilvorrichtung kann auch heizbar eingerichtet werden.
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Wenn der eigene Druck des über dem Zerteiler angehäuften Gutes genügt,
um es in den Wirkungsbereich des Zerteilers zu bringen, kann der Vorkörner, wie
in Abb. 2 und 3 schematisch gezeigt, ausgebildet werden; die gelochte, s chrägltegend
gezeichnete Walze zum Fräsen liegt dann unmittelbar unter dem Bunker. Die Walze,
die auch konisch sein kann, kann auch für hin und her gehende Bewegung eingerichtet
sein und dann horizontal liegen, wobei sich unten in der Walze eine Öffnung befindet,
durch welche das zerteilte Gut herausfällt.
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Die als Fräse wirkenden Löcher können alle gleich für gleichen Drehsinn
oder auch bei hin und her gehender Bewegung abwechselnd für die eine oder die andere
Drehrichtung in die Walze eingearbeitet sein. Ein Beispiel für die Ausbildung der
fräserartigen Löcher zeigt Abb. 4.
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Eine weitere Ausführungsform der Zerteilvorrichtung ist in Abb. 5
und 6 dargestellt.
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Das in einem Bunker a in Form einer plastischen Masse befindliche
Gut wird hierbei durch einen oder mehrere Kolben c gegen die Fräserwalze b bewegt.
Diese Walze kann zylindrisch oder konisch ausgebildet und senkrecht, waagerecht
oder schräg angeordnet sein. Bei horizontaler Anordnung kann die Walze auch wieder
mit nach zwei Seiten wirkenden Löchern versehen sein und eine hin und her gehende
Bewegung ausführen, wobei das zerteilte Gut durch an der Unterseite angebrachte
Öffnungen herausfällt. Anstatt durch Kolben kann das Gut auch durch eine um A drehbare
bewegliche Bunkerwand cd (vgl. Abb. 7) an die Walze angedrückt werden. In Abb. 8
ist an Stelle einer
Fräswalze eine vertikale Frässcheibe verwendet,
bei welcher das Gut durch sein eigenes Gewicht oder maschinell in den Wirkungsbereich
der Frässcheibe gebracht wird.
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In Abb. g und Io ist eine Vorkörneinrichtung mit waagerechter Frässcheibe
dargestellt. Über dieser befindet sich ein Behälter oder mehrere, in denen das Gut
maschinell oder durch eigenes Gewicht gegen die Frässcheibe bewegt wird.
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Bei Ausgangsstoffen, von denen ein Teil als Feinmehl, ein anderer
Teil aber in körniger Form vorliegt, läßt sich an Stelle der eben beschriebenen
Zerteilvorrichtung mit Vorteil auch die im Prinzip in Abb. I wiedergegebene verwenden,
die eine besondere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt.
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Sie besteht aus einem langgestreckten, falls erforderlich heizbaren
Trog, in dessen Iamerm zwei oder mehrere Wellen umlaufen, die in bekannter Weise
mit auf Lücke arbeitenden Mischflügeln oder halben oder ganzen durchlöcherten Scheiben
versehen sind. Die Scheiben oder Flügel greifen ineinander, so daß ihre äußeren
Ränder jeweils bis fast zu der anderen Welle hinüberreichen. Die Flügelentfernung
ist so bemessen, daß nur Körnchen von gewünschter Größe noch den Trog durchwandern
können, wenn zwei Flügel sich aneinander vorbeibewegen. Die Flügel sind auf Förderung,
d. h. schräg eingestellt. Die Wellen drehen sich gegenläufig durch Zahnradübertragung,
und zwar so, daß bei jeder Umdrehung die Flügel zweier benachbarter Wellen zwischeneinander
durchgreifen. Dadurch wird bewirkt, daß vorübergehend sich bildende gröbere Teilchen
wieder zerkleinert werden. Der Zerteiler kann kontinuierlich arbeiten; man kann
auch mehrere Zerteiler hintereinanderschalten, so daß das Gut von einem zum andern
gefördert wird. Zur Unterstützung der Förderwirkung kann der Trog schräg gestellt
werden. Über dem Trog sind Düsen angeordnet, welche dem Gut die zur Herstellung
des plastischen Zustandes nötige Feuchtigkeit in Form von Wasser, Salzlösung oder
Dampf in genügend feiner Form zuführen. So kann z. B. ein 2obiger Kalkammonsalpeter
hergestellt werden aus 50 Teilen körnigem Ammonsalpeter, dem eine fein pulverisierte
Mischung von 42 Teilen Kalk und 8 Teilen Ammonsalpeterlösung zugefügt wird. Schon
im ersten Teil dieser Misch- und Vorkörnvorrichtung lagert sich das Feinmehl auf
den körnigen Ammonsalpeter auf, verfestigt sich dann unter dem Einfluß der Feuchtigkeit
und der Erwärmung und verläßt schließlich den Trog in Form von kleinen, noch weichen
Körnern, deren Größe durch das verwendete Ammonsalpeterkorn bestimmt wird. Ähnlich
lassen sich Mischdünger aus mehreren Stoffen herstellen, z. B. Ammonsulfatsalpeter
aus Ammonsalpeterkörnern und Ammonsulfatmehl, welches außen aufgelagert wird, ferner
Misch- und Volldünger, die aus Ammonphosphat, Chlorkali, Kalisalpeter oder Präzipitat
oder Magnesiumphosphat hergestellt werden, bei denen immer eine Komponente, z. B.
das Kali, in Form von Körnern vorhanden ist, um welche das andere Gut in Mehlform
gelagert wird.
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Das, wie vorstehend beschrieben, auf f die eine oder andere Art vorgekörnte
Gut wird dann wie bei dem Verfahren des Hauptpatents einem mit hoher Frequenz arbeitenden
Vibrationstrockner zugeführt. Auf diesem werden die noch weichen Körner infolge
der Vibration unter gleichzeitiger Vorwärtsbewegung gerundet und verfestigt.
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Bei dem Granuliertrockner nach Abb. 1 1 sind immer abwechselnd die
Bleche al, bl, ci, cii und e1 zu einem Schwingungssystem, desgleichen sind die Bleche
a2, b2, c2, ci und e2 zu einem zweiten Schwingungssystem zusammengefaßt. Die Schwingungen
der Systeme, die in irgendeiner Weise federnd gelagert bzw. aufgehängt sind, erfolgen
z. B. durch Rotation von exzentrisch angeordneten Massen fl und J2, die an den Wellen
g1 bzw. g2 befestigt sind. Dabei dreht sich die Welle g1 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn,
während sich die Welle g2 im Uhrzeigersinn dreht.
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Hierdurch wird erreicht, daß sich das Material auf den Blechen a2
bis e2 von links nach rechts und umgekehrt auf al bis el bewegt; es gelangt also
das vorgekörnte Gut von dem Blech al auf das Blech a2, von diesem zum Blech b1 usw.
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In der Abb. II sind die beiden Schwingungssystetmge in schräg liegenden
Federn i und i2 hängend angeordnet; statt dessen kann natürlich die Anordnung auch
anders gewählt werden, z. B. indem die beiden Systeme durch senkrechte Federn hängend
oder stehend abgestützt sind, wobei die Horizontalkräfte durch horizontale Federn
aufgenommen werden.
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Statt der senkrechten Federn können aber auch schräg liegende Blattfedern
verwendet werden, wobei die Systeme durch waagerecht liegende Federn noch gehalten
werden; hierbei können die Schwingungen auch durch schnèlle Impulse in ungefähr
waagerechter Richtung hervorgerufen werden. Eine Regetung dieser Impulse ist erwünscht,
wenn das zu körnende Gut in seiner Zusammensetzung häufig schwankt. Zweckmäßig verwendet
man in diesem Falle einen Antrieb, welcher die Vihrationsimpulse elektromagnetisch
und somit regelbar erzeugt.
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Zur Trocknung des Gutes werden in den Granuliertrockner z. B. durch
den Stutzen k heiße Gase, z. B. Luft, eingeführt. In der Abb. II ist dieser Stutzen
ungefähr in der Mitte des Trockners angebracht, so daß die Luft sich annähernd gleichmäßig
auf den unteren und oberen Teil verteilt, je nach dem Widerstand, den die Luft beim
Durchtritt durch den Trockner erfährt. Durch diese Anordnung wird noch die Anbringung
von Einlaß- bzw. Auslaßschleusen vermieden, wie sie sonst bei Trocknern vorhanden
sind. Statt dessen kann die Luft auch durch den Stutzen h abgesaugt werden, wobei
die warme Luft an einer anderen Stelle zugführt wird.
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Außerdem kann man einen Teil der Luft, die durch den Trockner gegangen
ist, zur besseren Wärmeausnutzung wieder in den Trockner hineinschicken. Ferner
kann man das Gut bis zur vollständigen Trocknung und Erhärtung mehrmals durch den
Trockner geben.
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Die Abdichtung bei den einzelnen Blechen, welche erforderlich ist,
damit die Luft auch in der gewünschten Weise über das gesamte Material hinwègstreicht,
kann durch Verbindung der Bleche in dem Gehäuse mit einem elastischen Material k
erfolgen; sie kann aber auch durch Anbringung von Blechen an den Gehäusen erreicht
werden.
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In Abb. 12 ist ein anderer Granuliertrockner gemäß der Erfindung
dargestellt, welcher nur mit einem Schwingungssystem ausgestartet ist, wobei aber
diejenigen Bleche schräg angeordnet sein müssen, auf welchen sonst eine Rückwärtsförderung
eintreten würde; man kann aber auch alle Bleche schräg anordnen. Die Unterstützung
der vibrierenden Teile der Vorrichtung nach Abb. 12 ist bei spielsweise mit gebogenen
Blattfedern vorgesehen.
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An Stelle des in Abb. II dargestellten Beispiels können statt. der
zwei schwingenden Systeme auch drei oder mehrere Systeme cyclisch miteinander verbunden
werden, wobei das Gut immer von einem Boden des einen Systems zum nächsten, tiefer
liegenden des nächsten Systems wandert.
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Auch durchlochte Böden können verwendet werden, indem man feinmaschige
Siebe, gelochte oder geschlitzte Bleche oder sich überdeckende, treppenartig abgestufte
Blechstreifen verwendet, über welche das Gut hinwegläuft, während die Luft durch
die vorhandenen Lücken hindurchstreicht, wodurch eine innige Berührung des vorgekörnten
Gutes mit der Luft erfolgt.
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Statt der Anordnung nach Abb. II kann gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Einrichtung gewählt werden, blei der die
Vibration durch verstellbare exzentrische Massen erfolgt, die um eine senkrechte
Welle umlaufen, wobei die einzelnen Böden in Schraubenlinienform miteinander verbunden
sind oder wobei die einzelnen Böden wendeltreppenartig übereinanderliegen.
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Bei der Vibrationsvorrichtung gemäß der Erfindung, die durch ein
schnell laufendes Vibratorantriebssystem in Bewegung gehalten wird an Stelle von
largeamer laufenden Schüttelrutschen bzw. I Kniehebelantrieben bei bekannten Einrichtungen,
kommen oft Dreh zahlen zur Verwendung, welche oberhalb der kritischen Schwingungszahl
liegen. Beim Ingangsetzen und beim Ausschalten der Vorrichtung muß also die kritische
Drehzahl durchschritten werden. Dabei kommt der Granuliertrockner bzw. kommen die
Systeme in außerordentlich heftige Bewegungen, so daß besonders bei großen Abmessungen
der Vorrichtung die einzelnen Bleche usw. zusammenstoßen würden. Um dieses zu vermeiden,
wurde nach einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung nachstehende
Einrichtung vorgesehen, welche es gestattet, die exzentrischen Massen erst zur Wirkung
zu bringen, nachdem die kritische Tourenzahl überschritten ist. Man bringt erst
die Wellen der Systeme auf eine Tourenzahl, die über der kritischen Tourenzahl liegt,
und läßt erst bei erhöhter Zentrifugalkraft die Massen als exzentrische Massen wirlten.
Dieses wird z. B. auf folgende Weise erreicht: Die Masse (Abb. I3) befindet sich
im Ruhezustand direkt an der Welle und wird durch eine Feder I an diese gedrückt.
Diese Feder hat also eine Vorspannung, die etwas größer ist als die Zentrifugalkraft
der Masse bei der kritischen Schwingungszahl. Die Vorspannung wird eingestellt durch
Hereinschrauben des Stückes n. Zum Ausgleich dieser Massen, und n befindet sich
diametral gegenüber eine Ausgleichmasse o. Nimmt die Drehzahl weiter zu, so erhöht
sich auch die Zentrifugalkraft, so daß die Massen sich nach außen bewegt und als
exzentrische Masse zur Wirkung kommt, wobei die Systeme in Schwingungen geraten.
Die kritische Schwingungszahl ist also durchlaufen, während nur eine kleine exzentrische
Masse wirksam gewesen ist. Die Exzentrizität der Masse m und damit ihre Wirkung
wird reguliert durch Verstellen der Schraube p in dem Stück q; die Masse fll liegt
dann nach Überschreitung der kritischen Schwingungszahl an dem Kopf der Schraubep
an.
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Statt dieser Anordnung mit einer Feder kann natürlich auch die Anordnung
so getroffen werden, daß sich zwei exzentrische Massen diametral gegenüber befinden,
die mit verschieden großen Federn verbunden sind,
wobei aber bis
zur Erreichung der kritischen Tourenzahl die beiden Massen sich ausgleichen. Die
eine Masse kommt dann an einen Anschlag, während die andere Masse sich weiter nach
außen bewegen kann, so daß diese als exzentrische Masse wirksam ist.
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Diese Vorrichtung erfüllt überhaupt den Zweck, übermäßige Ausschläge
bei niedriger Drehzahl zu vermeiden.
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PATENTANSPRÜCIRE : I. Körnung von Düngemitteln oder anderen Stoffen
oder Stoffgemischen, weitere Ausbildung des nach Patent 663 410 geschützten Verfahrens,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zerteilung der im formbaren Zustand befindlichen
Ausgangsstoffe zu Teilchen einheitlicher Größe mit Hilfe einer an sich bekannten
Schneid-, Fräs-oder Reibevorrichtung erfolgt, aus der die Teilchen möglichst unmittelbar
der Vibrationsvorrichtung zugeführt werden.