[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Pelletiervorrichtung, die insbesondere für die
Herstellung von Pellets aus grobstückigem, langfaserigem oder ähnlichem Material vorgesehen
ist. In einer Pelletiervorrichtung wird das Material ähnlich wie in einem Kollergang
zunächst zerkleinert und vermischt, ehe es dann durch Durchgangslöcher als Pelletsstränge
extrudiert wird. Es wird heute auch Material pelletiert, das wegen seiner Form oder
Zusammensetzung nur schwer von den Preßrollen erfaßt wird oder einer längeren Zerkleinerung
und Mischung bedarf, ehe es in die Durchgangslöcher eingedrückt werden kann. Zu diesem
Material gehören neben Hausmüll beispielsweise auch Stroh, große getrocknete Blätter,
behandelte und unbehandelte Teile von Pflanzen, Papiere, Holzabfälle usw. Die Eigenschaften
derartigen Materials können dazu führen, daß die Behandlung zwischen den Preßrollen
und der Matrize verhältnismäßig lange dauert und der Durchsatz einer Pelletiereinrichtung
insgesamt oder nur zeitweise klein wird. Durch eine Vorbehandlung des Materials kann
ein gleichmäßiger und befriedigender Durchsatz erreicht werden. Eine entsprechende
gesonderte Vorzerkleinerung erfordert jedoch geeignete Einrichtungen, Zwischenläger
und Transportarbeiten, die das Produkt verteuern.
[0002] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pelletiereinrichtung so auszubilden,
daß in ihr auch schwierig zu verarbeitendes Material aufbereitet und behandelt werden
kann, ohne daß die Menge der herstellbaren Pellets reduziert werden muß.
[0003] Nach der Erfindung wird, wie in den Ansprüchen angegeben ist, diese Aufgabe durch
eine zweistufige Pelletierung erreicht, wobei die Vorrichtung zwei übereinander angeordnete
Matrizen mit jeweils zugeordneten Preßwalzen besitzt und die obere Matrize mit verhältnismäßig
großen Durchgangslöchern versehen ist, aus denen lockere Pelletstränge austreten,
die danach auf die untere Matrize fallen und hier zu den Pellets der gewünschten Art
weiter zerkleinert und ausgestoßen werden. Auf der oberen Matrize können zwei übliche
zylindrische Pressrollen laufen. Für die untere Matrize werden zwei bis vier kegelförmige
Pressrollen bevorzugt. Auf der oberen Matrize erfolgt im wesentlichen eine Grobzerkleinerung.
und die in die Durchgangslöcher eingedrückten Stränge brauchen in diesen nicht sonderlich
verfestigt zu werden. Hierdurch besitzt die erste Stufe eine sehr gute Durchgangsleistung.
Auf der unteren Matrize wird das aus der ersten Stufe abgegebene Material weiter zerkleinert
und danach in die engeren Durchgangslöcher eingedrückt, wo durch Reibung an den Wänden
eine Verfestigung stattfindet, so daß Pellets erzeugt werden, die den üblichen Anforderungen
entsprechen.
[0004] Es erscheint zweckmäßig, die beiden Kollerköpfe an einer drehbaren Königswelle anzuordnen
und die Matrizen fest abzustützen. Es ist jedoch vorteilhaft, den Pressendruck jeder
Gruppe von Pressrollen gesondert einstellen zu können.
[0005] Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anhand der beigefügten
Zeichnung beschrieben, die nur ein Ausführungsbeispiel zeigt.
[0006] Wie die Zeichnung zeigt, sind an einer Königswelle 30, die sich lotrecht aus einem
Getriebegehäuse 1 nach oben erstreckt, eine untere Matrize 10 mit kegelförmigen Pressrollen
11 an einem unteren Kollerkopf 13 und eine obere Matrize 20 mit zylindrischen Pressrollen
21 an einem Kollerkopf 23 angeordnet. Die Matrizen 10, 20 werden durch z.B. Säulen
2 abgestützt. Die beiden Stufen der Vor-- richtung sind durch Schutzhauben 3 umkleidet.
Oben an der Schutzhaube 3 befindet sich ein Trichter 4, durch den das zu bearbeitende
Material eingeworfen wird. Unter der unteren Matrize 10 ist ein Sammelraum 5 angeordnet,
der die hergestellten Pellets aufnimmt und in dem eine Einrichtung zum Auswerfen angeordnet
sein kann, die nicht dargestellt ist. Die Kollerköpfe 13,23 werden durch Andrückeinrichtugnen
15,25 gegen die Matrizen gedrückt. Die oberen Pressrollen 21 sind mittels Achsen 24
an dem oberen Kollerkopf 23 frei drehbar gelagert und werden durch die Reibung auf
der Matrize. bzw. an dem auf der Matrize liegenden, zu bearbeitenden Material gedreht.
In gleicher Weise drehen sich die unteren Pressrollen 11 um Achsen 14, die in dem
unteren Kollerkopf 13 befestigt sind. Die Achsen 14 sind entsprechend dem Kegelwinkel
der Pressrollen 11 geneigt. Die obere Matrize 20 weist Durchgangslöcher 22 von verhältnismäßig
großem Durchmesser auf. Sie dienen insbesondere zur Abgabe des vorzerkleinerten Materials
aus der ersten Stufe durch die Matrize 20 in die zweite Stufe. Eine mögliche Verdichtung
des Materials in den Durchgangslöchern 22 ist von untergeordneter Bedeutung, da die
abgegebenen Pellets in der zweiten Stufe auf der Matrize 10 durch die Pressrollen
11 wieder zerstört werden. Hierbei findet eine weitere Zerkleinerung und Mischung
des Materials statt. Das Material wird dann unter dem hohen Druck der Pressrollen
11 in die Eintrittsöffnungen der Durchgangslöcher 12 und durch diese hindurch gedrückt.
In den Durchgangslöchern 12 wird das Material weiter verfestigt und verdichtet, so
daß mit dem geringeren Durchmesser der Durchgangslöcher 12 geformte Pelletstränge
extrudiert werden. Die Stränge zerbrechen zu einzelnen Pellets oder werden durch eine
nicht eingezeichnete Schneideeinrichtung auf vorbestimmte Längen abgeschnitten. Vorzugsweise
ist die Dicke der unteren Matrize 10 größer als die der oberen Matrize 20, um verhältnismäßig
lange Presswege, die für eine ausreichende Festigkeit der Pellets zweckmäßig sind,
zu erhalten. Durchmesser und Länge der oberen und unteren Durchgangslöcher werden
so aufeinander abgestimmt, daß die Menge des vorzerkleinerten und vorverdichteten
Materials, welche durchschnittlich durch die oberen Löcher 22 gelangt, nicht größer
ist als die Menge, die durch die unteren Löcher 12 ausgestoßen wird.
[0007] Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Verbindung von zwei Stufen ist es möglich,
Material ohne andere Vorbehandlung zu pelletieren, das auch große und grobe Stücke
enthält oder aus solchen besteht. Die Anordnung von zwei Kollergängen übereinander
spart Investitionskosten, Aufstellungsplatz und Arbeit. Sie ermöglicht außerdem eine
gleichmäßige Materialzuführung und einen gleichmäßigen Ausstoß. Die dargestellte Vorrichtung
kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. So kann es beispielsweise vorteilhaft
sein, die oberen Pressrollen mit Verzahnungen zu versehen, die in Verzahnungen auf
der oberen Matrize eingreifen. Bei der Anwendung von Verzahnungen können auch die
oberen Rollen kegelförmig ausgeführt sein. Eine andere Abwandlung besteht darin, die
Kollerköpfe an einer festen mittleren Säule anzuordnen und an dieser die Matrizen
drehbar zu lagern und sie mit Antriebseinrichtungen an ihrem äußeren Umfang zu versehen.
Je nach dem zu behandelnden Material, seinem Zustand nach der Vorbehandlung in der
ersten Stufe und den gewünschten Eigenschaften der Pellets sind die Matrizen bzw.
deren Lochungen und die mit ihnen zusammenwirkenden zylindrischen oder kegelförmigen,
gegebenenfalls mit Zähnen versehenen Presswalzen zu wählen. Eine zweistufige Pelletisierung
kann auch bei einfach zu behandelndem Material vorteilhaft sein, um einen hohen Durchsatz
bei guter Durchmischung zu erreichen.
[0008] Gegenüber anderen Möglichkeiten einer Vorzerkleinerung von grobem Material führt
die erfindungsgemäße Behandlung in der ersten Stufe dazu, daß bei der Zerkleinerung
entstehende feine Partikel, Staub und sich etwa abscheidende Flüssigkeiten in den
ausgestoßenen lockeren Pellets verteilt sind und gebunden bleiben, bis das Material
in der zweiten Stufe erneut bearbeitet wird.
[0009] Bei bestimmten Materialien kann es zweckmäßig sein, wenigstens die Behandlung auf
der unteren Matrize bei einer bestimmten Temperatur vorzunehmen. Wenigstens die untere
Matrize 10 kann daher mit nicht dargestellten Einrichtungen zur Einstellung und Aufrechterhaltung
einer Behandlungstemperatur versehen sein. So kann beispielsweise eine elektrische
Heizung die Matrize wenigstens bei Inbetriebnahme der Vorrichtung auf die Arbeitstemperatur
anwärmen, und die im Betrieb durch Reibung und Druck entstehende Wärme kann durch
Kühlwasser teilweise abgeführt werden.
1. Zweistufige Pelletiervorrichtung, bei der sich an einem Kollerkopf frei drehbar
angeordnete Preßrollen durch Drehung des Kollerkopfes relativ zu einer Matrize auf
der ebenen, gelochten Matrize abrollen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Matrizen
(10,20) mit den auf ihnen laufenden Preßrollen (11,21) übereinander angeordnet sind
und daß die obere Matrize (20) große Durchgangslöcher (22) für lockere Pelletsstränge
aus vorzerkleinertem Material und die untere Matrize (10) kleinere Durchgangslöcher
(12) besitzen, die den Abmessungen und der Verdichtung der herzustellenden Pellets
entsprechen.
2. Pelletiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der oberen
Matrize (20) zylindrische Preßrollen (21) und auf der unteren Matrize (10) kegelförmige
Preßrollen (11) abrollen.
3. Pelletiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit Königswellen zum Antrieb eines
Kollerkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollerköpfe (13,23) der beiden Gruppen
von Preßrollen (11,21) durch dieselbe Königswelle (30) angetrieben sind.
4. Pelletiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die oberen und die unteren Preßrollen (11,21) durch gesonderte Einrichtungen an
die jeweiligen Matrizen (10,20) andrückbar sind.
5. Pelletiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die untere Matrize (10) mit Einrichtungen zur Einstellung und Aufrechterhaltung
einer Betriebstemperatur versehen ist.
