Verfahren und Vorrichtung zum Mahlen und Sichten von Mahlgut

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mahlen und Sichten von Mahlgut bei dem das Mahlgut durch ein Kühlmittel versprödet und in einer Mühle (8) zerkleinert wird, wobei das zerkleinerte Mahlgut nach dem Zerkleinern unter Fernhalten von Umgebungsluft und der damit verbundenen Feuchtigkeit einem Sichter (14) zugeführt wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung kann das Mahlgut in einem geschlossenen Prozeß zerkleinert und gesichtet werden, ohne daß dem Mahlgut vor dem Sichten Trennmittel zum Überwinden der Elektrostatik zugeführt werden müssen. Der Sichter (14) wird vorzugsweise mit dem gasförmigen Kühlmittel, welches zum Betreiben der Mühle (8) eingesetzt wird, betrieben, so daß beim Sichten auftretende Verluste an Sichterkreisgas durch Einspeisung von gasförmigen Kühlmittel kompensiert werden können. Die Gesamtprozeßdauer kann stark reduziert werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mahlen und Sichten von Mahlgut nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

[0002] Nach dem Stand der Technik wird beim Kaltmahlen zu zerkleinerndes Mahlgut, insbesondere Kunststoff, durch Kühlen mit einem Kühlmittel versprödet und zur Zerkleinerung einer Mühle zugeführt. Das zerkleinerte Mahlgut verläßt die Mühle in kaltem Zustand, wird aufgefangen und zwischengelagert, wobei eine Anpassung der Temperatur des Mahlgutes an die Umgebungstemperatur erfolgt. Während dieser Lagerung kann sich an dem Mahlgut gebildete Elektrostatik abbauen. Um die sich anschließende Sichtung des Mahlgutes zu verbessern, wird in vielen Fällen ein Trennmittel hinzugefügt. Dieses wird dem Mahlgut untergemischt. Beim Sichten wird das Überkorn vom Feingut getrennt und kann dem Mahlprozeß erneut zugeführt werden. Während sich die Temperatur des Mahlgutes bei der Zwischenlagerung der Umgebungstemperatur anpaßt, kondensiert Wasser aus der Umgebungsluft an den Partikeln des Mahlgutes. Hierdurch wird die Sichtfähigkeit des Mahlgutes sehr eingeschränkt. Auf ein zwischenzeitliches Trocknen und ein Hinzufügen von Trennmitteln kann daher für die Sichtung beim bisherigen Kaltmahlen nicht verzichtet werden. Die damit verbundenen Arbeitsschritte sind Zeit- und Kostenaufwendig.

[0003] So muß die Produktion von Feingut für die Dauer der Zwischenlagerung unterbrochen werden und es entstehen Kosten für den Einsatz von Trennmittel und den damit verbundenen Arbeitsaufwand.

[0004] Die DE-PS 38 33 830 C2 zeigt eine Vorrichtung der Anmelderin für die Herstellung extrem feiner Stäube mit Teilchengrößen bis zu kleiner 10 Mikrometer, in die ein Sichter integriert ist. Die EP 0 044 507 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem Etiketten von Kunststoffteilen durch Sichten abgetrennt werden. In der EP 0 317 935 B1 ist eine Vorrichtung dargestellt, in der das aus einer Mühle austretende Kaltgas durch einen Zyklon von Partikeln befreit wird. In der DE-OS 23 18 549 wird das durch Kaltmahlen zerkleinerte Mahlgut durch eine Siebeinrichtung klassiert. Die im Stand der Technik genannten Schriften beziehen sich entweder auf die Herstellung von extrem feinen Stäuben oder ihnen liegen andere Aufgaben zugrunde. So wird in der EP 0 044 507 A1 nicht nach Teilchengröße sondern nach Materialeigenschaft getrennt.

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen die Produktion von Feingut kostensparend und mit geringerem Zeitaufwand durchgeführt werden kann.

[0006] Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruchs 1 berücksichtigten Stand der Technik ist die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

[0007] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung ist es nunmehr möglich, Feingut in einem geschlossenen Prozeß und ohne Zwischenlagerung zu produzieren. In der Mühle anfallendes gasförmiges Kühlmittel kann gleichzeitig für den Sichterkreislauf eingesetzt werden.

[0008] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Zeichnungen veranschaulichen eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Form.

[0009] Es zeigen:

Figur 1:

Eine Vorrichtung bei der ein Sichter an eine Mühle an geschlossen ist,

Figur 2:

eine Abwandlung der Vorrichtung in Figur 1.

[0010] In der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung wird das Aufgabegut über einen Trichter 1 auf eine Förderschnecke 2 aufgegeben, welche das Aufgabegut über einen Metallabscheider 3 einer Zellenradschleuse 4 zuführt, die eine Kühlschnecke 5, welche durch eine Eindüsung 6 mit flüssigem Kühlmittel beschickt wird, mit dem Aufgabegut gefüllt. Der Ausgang der Kühlschnecke 5 ist über die Leitung 7 mit einer Mühle 8 verbunden, deren Ausgang 9 mit einem Trichter 10 in Verbindung steht, welcher in eine Zellenradschleuse 11 führt. Von der Zellenradschleuse 11 führt eine Verbindung 12 zu der Leitung 13, welche in einen externen Sichter 14 mündet. Vom Sichter 14 zweigt sich eine Leitung 15 mit einer Zellenradschleuse 16 ab, welche in den Trichter 1 mündet und zur Rückführung von Überkorn dient. Eine weitere Leitung 17 dient zum Abführen des Feingutes und mündet in einen Zyklon 18, der ausgangsseitig mit einer Zellenradschleuse 19 ausgestattet ist. Die Leitung 20, die ein Ventil 21 und ein Gebläse 22 aufweist, führt wieder in die Leitung 13. Von der Leitung 20 zweigt sich eine Leitung 23 ab, welche mit einem Ventil 24 ausgestattet ist und die in die Feingutkammer 25 des Sichters 14 mündet. Weiterhin zweigt sich von der Leitung 20 eine Leitung 26 ab, welche über ein Ventil 27 und ein Filter 28 in eine Zellenradschleuse 29 sowie die Umgebung mündet. An der Leitung 20 befindet sich eine Zufuhr 30 für flüssiges Kühlmedium. An dem Trichter 10 ist eine Leitung 31 mit einem Filter 32 angeschlossen, welche gasförmiges Kühlmittel in die Leitung 7 rückführt. Von der Leitung 31 zweigen sich die Leitungen 33 und 34 ab, welche mit den Ventilen 35 und 36 ausgestattet sind. Leitung 34 steht mit der Leitung 20 in Verbindung, Leitung 33 führt in die Umgebung.

[0011] In Figur 2 sind gleichen Vorrichtungsmerkmalen die selben Bezugszeichen zugeordnet. Sie zeigt eine Vorrichtung in der sich die Leitung 20 lediglich in die Leitungen 23 und 26 fortführt und das Einmünden der Leitung 20 in das Leitungsstück 13 entfällt. Die Zufuhr 30 mündet in die Leitung 23.

[0012] Bei Betrieb wird nun das Aufgabegut über den Trichter 1 auf die Förderschnecke 2 aufgegeben, welche das Aufgabegut über den Metallabscheider 3 in die Zellenradschleuse 4 einbringt, die das Aufgabegut der Kühlschnecke 5 zuführt. Über die Eindüsung 6 wird das flüssige Kühlmittel, in diesem Fall flüssiger Stickstoff, in die Kühlschnecke 5 eingegeben. Hierdurch wird das Aufgabegut gekühlt und versprödet. Das auf diese Art und Weise vorbehandelte Aufgabegut wird durch die Leitung 7 der Mühle 8 zugeführt, welche das Aufgabegut zerkleinert. Das auf diese Weise im Gasstrom des verdampften flüssigen Stickstoffes zerkleinerte Mahlgut wird über den Ausgang 9 dem Trichter 10 und der Zellenradschleuse 11 zugeführt, von der aus über die Verbindung 12 das zerkleinerte Mahlgut im Kaltgasstrom in den Sichter 14 gefördert wird. Die Vorrichtung ist entlang der Wegstrecke von der Mühle 8 über den Ausgang 9, den Trichter 10, die Zellenradschleuse 11 sowie der Verbindung 12 gegenüber der Umgebung gasdicht abgeschlossen. Hierdurch ist ein Eintritt von Umgebungsluft und der damit verbunden Feuchtigkeit ausgeschlossen. In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiele ist die Förderung des gemahlenen Gutes in den Sichter 14 durch den Gasstrom des verdampfenden Kühlmittels durch die Leitung 12 gewährleistet. Jedoch ist es auch vorstellbar anstelle eines solchen Gasstromes als Treibmittel für die Förderung des zerkleinerten Mahlgutes auch andere Vorrichtungselemente wie beispielsweise eine weitere Förderschnecke einzusetzen. Das zerkleinerte Mahlgut gerät im Kaltgasstrom des Kühlmittels über die Leitung 13 in den Sichter 14, in dem das Überkorn vom Feingut getrennt wird. Das Überkorn gelangt über die Leitung 15 und die Zellenradschleuse 16 in den Trichter 1 zurück. Das Feingut wird über die Leitung 17 in einen Zyklon 18 gefördert, in dem es vom Kaltgasstrom getrennt und über die Zellenradschleuse 19 abgeführt wird. Das verbleibende Kaltgas gelangt durch die Leitung 20 über das Gebläse 22 in Form einer Kreislaufführung erneut in die Leitung 13, die es erneut dem Sichter zugeführt. In die Leitung 20 kann über die Zufuhr 30 weiterhin flüssiger Stickstoff, welcher in der Leitung 20 verdampft, zugeführt werden, um eventuelle Kaltgasverluste innerhalb des Sichterkreislaufes zu kompensieren. Es ist auch möglich, einen Teilstrom des Kaltgases aus der Leitung 20 über die Leitung 23 mit dem Ventil 24 der Feingutkammer 25 des Sichters 14 zuzugeben. Eventuell im Sichterkreislauf anfallender Überdruck kann über die Leitung 26 mit dem Ventil 27 abgeführt werden. Hierzu wird der Gasstrom über ein Filter 28 geleitet, welches das aus dem Filter austretende Kaltgas von Partikeln welche die Umwelt belasten könnten befreit. Die abgetrennten Partikel können über eine Zellenradschleuse 29 ausgesondert und gesammelt werden. Von dem Trichter 10 zweigt sich ebenfalls gasdicht ausgebildet die Leitung 31 ab, welche über den Filter 32 führt, der wiederum anfallende Partikel abtrennt. Der aus dem Filter austretende Gasstrom, welcher eine niedrige Temperatur aufweist, kann im Kreislauf über die Weiterführung der Leitung 31 in die Leitung 7 rückgeführt werden um den Gesamtverbrauch an flüssigen Stickstoff als Kühlmittel zu reduzieren.

[0013] Alternativ kann überschüssiges Kaltgas über die Leitung 33, die mit dem Ventil 35 ausgestattet ist, an die Umgebung abgegeben werden. Es ist auch möglich, den Sichterkreislauf durch die Leitung 34, die mit dem Ventil 36 ausgestattet ist, mit weiterem Kaltgas aus dem Mahlprozeß zu versorgen, indem das Kaltgas in die Leitung 20 eingespeist wird um eventuelle Kreisgasverluste im ebenfalls geschlossenen Sichterkreislauf zu kompensieren.

[0014] In Figur 2 ist der Sichtergaskreislauf enger gefaßt und umfaßt lediglich die Feingutkammer des Sichters, die Leitung 17 mit dem Zyklon 18, die Leitung 20 mit dem Gebläse 22 sowie die Leitungsrückführung 23 mit dem Ventil 24.

[0015] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung ist es nunmehr möglich, in einem geschlossenen Ablauf, on-line, unter Fernhaltung von Umgebungsluft und der damit verbunden Luftfeuchtigkeit ohne weitere Zwischenschritte wie Temperieren, Trocknen und Zugabe von Trennmitteln, Feingut zu produzieren und zu sichten. Es kann daher in erheblichem Ausmaß Zeit und Kostenaufwand reduziert werden. Idealerweise wird das Verfahren mit flüssigem Stickstoff, welcher in dem Prozeß verdampft, betrieben werden. Jedoch ist es auch möglich, andere Kühlmittel, die ähnliche Eigenschaften haben, einzusetzen. Das Verfahren ist nicht auf die Anwendung von Prallmühlen beschränkt, vielmehr können auch andere Mühlen wie z. B. Mikrowirbelmühlen und Lufistrahlmühlen eingesetzt werden. Das aufgegebene Grobgut kann mit dem Verfahren und der Vorrichtung im wesentlichen bis auf 50 Mikrometer Teilchengröße in den Hauptanteilen zerkleinert werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung wird der Eintritt von Luftfeuchtigkeit verhindert. Dadurch wird die Produktqualität verbessert und die nachfolgenden Trennstufen maßgeblich positiv beeinflußt, eine Trennmittelzugabe ist nicht erforderlich. Probleme die durch Elektrostatik entstehen, können unterbunden werden. Das zur Sichtung erforderliche Kreisgas wird dem vorgeschalteten Kaltmahlprozeß entnommen, so daß eine Doppelnutzung des Kühlmittels möglich ist. Für eine wirtschaftliche Betriebsweise ist ein Sichter 14 mit Sichtergaskreislauf erforderlich. Jedoch kann bei Vorliegen eines Sonderfalls das erfindungsgemäße Verfahren auch mit einem Sichten ohne Sichtergaskreislauf ausgeübt werden.

[0016] Im Falle der Verwendung von flüssigem Stickstoff als Kühlmittel werden dabei auch gleichzeitig beide Prozesse, das Mahlen und das Sichten unter dem Inertgas vorgenommen. Somit wird insbesondere bei Sauerstoff-empfindlichem Mahlgut die Explosionsgefahr eingeschränkt. Auf die bisher erforderlichen Schritte Mischen, Trennmittelzugabe und Zwischenlagern kann verzichtet werden; damit verbunden ist eine deutliche Reduzierung der Personal-, Betriebs- und Investitionskosten. Das in die Mahlanlage rückgeführte Überkorn ist bereits durch den Prozeßvorgang abgekühlt, wodurch der Verbrauch an Kühlmittel reduziert werden kann. Das Verfahren kann mit besonderem Vorteil im on-line Betrieb durchgeführt werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Mahlen und Sichten von Mahlgut, bei dem das Mahlgut durch ein Kühlmittel versprödet und in einer Mühle (8) zerkleinert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zerkleinerte Mahlgut unter Fernhalten von Umgebungsluft einem Sichter (14) mit Sichtergaskreislauf zugeführt wird, in welchem das zerkleinerte Mahlgut klassiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zerkleinerte Mahlgut in einer Atmosphäre von gasförmigem Kühlmittel in den Sichter gefördert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das im Sichter (14) abgetrennte Überkorn wieder der Mühle (8) zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil des in der Mühle (8) eingesetzten Kühlmittels in gasförmigem Zustand dem Sichtergaskreislauf zugeführt wird um Gasverluste und Kälteverluste im Sichtergaskreislauf zu kompensieren.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil des in der Mühle (8) eingesetzten Kühlmittels der Mühle (8) in gasförmigem Zustand wieder zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sichtergaskreislauf mit dem Kühlmittel betrieben wird, welches zum Verspröden eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das im Sichter (14) abgetrennte Überkorn dem Mahlprozeß in kaltem Zustand erneut zugeführt wird.

8. Vorrichtung mit einer Mühle (8) zum zerkleinern von Mahlgut,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mühle (8) ein Sichter (14) mit Sichtergaskreislauf zugeordnet ist, welcher mit der Mühle durch Mittel in Verbindung steht, die eine Förderung des zerkleinerten Mahlgutes in den Sichter (14) ermöglichen ohne Kontakt mit Umgebungsluft.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sichter (14) mit der Mühle (8) durch Mittel in Verbindung steht, welche das Überkorn der Mühle (8) zuführen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitung (20) des Sichtergaskreislaufes mit der Ausgangsseite der Mühle (8) durch eine Leitung (34) in Verbindung steht, die gasförmiges Kühlmittel in den Sichterkreislauf einbringt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Ausgangsseite der Mühle (8), eine Leitung (31), angebracht ist, welche mit der Eingangsseite der Mühle (8) in Verbindung steht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Leitung (31), welche ausgangsseitig von der Mühle (8) abzweigt, ein Filter (32) integriert ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Leitung (20) des Sichtergaskreislaufes ein Gasaustritt zugeordnet ist, welcher ein Filter (28) mit Partikelaustritt umfaßt.

Zeichnung