DE102006042703A1

DE102006042703A1 - Verfahren und Anlage zur Feinstzerkleinerung von Pulverkörpern

Info

Publication number: DE102006042703A1
Application number: DE200610042703
Authority: DE
Inventors: Chiung-Cheng Huang
Original assignee: Huang Chiung-Cheng Taiping
Current assignee: Huang Chiung-Cheng Taiping
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-03-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feinstzerkleinerung von Pulverkörpern, wobei die Pulverkörper beschleunigt werden und in ein Vakuumgefäß 4 eintreten, in welchem ein Unterdruck herrscht und zumindest ein schnell rotierender Prallkörper 8 mit einer großflächigen Prallfläche angeordnet ist, auf dem die Pulverkörper angestoßen und in Fragmente mit der erforderlichen Korngröße zerkleinert werden, wobei im Vakuumgefäß 4 ein Luftstrom erregt wird und wobei nur die Fragmente, deren Korngröße gleich oder kleiner ist als die erforderliche Korngröße, durch den erregten Luftstrom nach oben aufgehoben und aus dem Vakuumgefäß 4 herausgetragen werden können. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Description

[Technisches Gebiert]
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Feinstzerkleinerung von Pulverkörpern. Insbesondere soll mit der Erfindung eine ultrafeine Zerkleinerung (d.h. Feinstzerkleinerung) von Pulverkörpern (z.B. eines Zements) mit einer spezifischen Oberfläche 3500 und einer Körngröße D50 < 20 μm in ultrafeine Pulverfragmente mit einer spezifischen Oberfläche 11000 und einer Körngröße D50 < 2,0 μm erreicht werden.
[Stand der Technik]
Je nach dem Prinzip der Zerkleinerungsweise von Pulver unterscheidet man zwischen mechanischer Zerkleinerung und aerodynamischer Zerkleinerung. Bei einer mechanischen Zerkleinerung werden die zu zerkleinernden groben Körne in einem schmalen Spalt zwischen zwei oder mehr sich relativ zueinander bewegenden mechanischen Bauteilen (z.B. einer Innenreibwerk und einer Außenreibwerk einer Mühle oder zwei Walzen, oder den Mahlkugeln einer KugelmUhle) zu kleineren Teilchen zerkleinert. Diese Technik ist als Mahlen bekannt. Je nachdem, ob die Zerkleinerung mit Hilfe eines Flüssigkeitsmediums erfolgt, unterscheidet man zwischen Trocken- und Naßzerkleinerung. Im Falle einer Naßzerkleinerung ist nach erfolgten Zerkleinerung eine Trennung/Rückgewinnung des Flüssigkeitsmediums erfoerderlich. Wegen der wasserbindenden Eigenschaft von Zementen erfolgt ihre Zerkleinerung ausschließlich durch Trockenzerkleinerung.
Bei einer aerodynamischer Zerkleinerung werden dagegen die zu zerkleinernden Pulverkörper durch eine unter hohem Druck liegende Luftstrahlung auf eine sehr hohe Geschwindigkeit beschleunigt, wobei die Pulverkörper miteinander zusammengestossen und zu kleineren Fragmenten zerkleinert werden. Zu dieser aerodynamischen Zerkleinerung zählen die Druckschriften CN-1483516 und JP-2002-079133 .
Nachteilig ist bei der herkömmlichen mechanischen Zerkleinerung, daß das Zerkleinerungsverhältnis (d.h. das Verhältnis der durchschnittlichen Korngröße eines Pulvers vor und nach seiner Zerkleinerung) sehr begrenzt ist. Zur Feinzerkleinerung eines Pulvers bis zu einer viel kleineren Korngröße ist eine Reihe von aufeinanderfolgenden Zerkleinerungen erforderlich, wobei die Korngröße der Pulverkörper stufenweise abnimmt. Zu dieser Gattung gehören z.B. die zahlreichen Druckschriften wie JP-1996-243427 , JP-1989-284342 , JP-1996-164345 , CN-1593771 usw. Die vielstufige Zerkleinerungsprozedur ist sehr aufwendig. Darüber hinaus ist nachteilig, daß die durch mechanische Zerkleinerung erreichbare Feinheit sehr begrenzt, z.B. im Falle der Zerkleinerung eines Zements mittels einer Kugelmühle wird die erhaltbare geringste Körngröße auf etwa D50 < 20,0 μm beschränkt wird. Ein Versuch zur weiteren Erhöhung der Feinheit z.B. auf eine Korngröße D50 < 2,0 μm durch ein weiteres erhöhtes Mahlen kann nicht zu einer ekonomischen weiteren Feinzerkleinerung, sondern zu einem sinnlosen Energieverbrauch und Verschleiß führen. Vielmehr kann hierdurch eine erhöhte Agglomeration der zerkleinerten Teilchen entstehen, was einer feinerverteilenden Zerkleinerung entgegenwirkt. Zudem ist nachteilig, daß wegen der Reibung zwischen den Pulverkörpern und den mit ihr im Kontakt gebrachten mechanischen Bauteilen ein Großteil der mechanische Energie in nutzlose Wärme umgewandelt wird.
Ein Nachteil der aerodynamischen Zerkleinerung besteht darin, daß eine wirkszame Zerkleinerung neben einer ausreichenden Geschwindigkeit der Pulverkörper zum Erzeugen einer Stoßkraft, die stärker ist als die eigene Kohäsionskraft eines mit ihm zusammengestossenen Pulverkörpers, auch einen ausreichend genauen und starken Zusammenstoß voraussetzt. Sonst kann ein Zusammenstoß nur zu einer erfolglosen oder unvollständigen Zerkleinerung führen (z.B. die beiden miteinander nur schwach zusammengestossenen Körnkörper können schädlos auseinander abprallen). Darüber hinaus ist die Wahrscheinlichkeit der Zusammenstoße der Pulverkörper nur sehr gering. Zur Erhöhung der Anzahl der wirksamen Zusammenstosse und zur Beschleunigung der Pulverkörper zur erforderlichen Geschwindigkeit muß die Leistung der Düsen erheblich erhöht werden.
Es wurde aus der USPS 58 39 670 bekannt, durch Kombination der beiden Zerkleinerungsarten, (d.h. der mechanischen und der aerodynamischen Zerkleinerung) den erreichbaren Zerkleinerungsgrad zu erhöhen. Es wurde auch vorgeschlagen, durch mehrstufige konische Struktur oder Rückfuhrleitungen mit speziellen Luftstromverteilung eine Sortierung der zerkleinerten Pulverkörper zu erreichen. Hierzu gehören die Druckschriften JP-2005-205266 , JP-2005-177704 , JP-2002-346411 und US 53 54 002 . Trozdem tragen diese Versuche kaum zur Verbesserung der Feinstzerkleinerung bei.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Energieverbrauch eine Feinstzerkleinerung von Pulverkörpern z.B. mit einer spezifischen Oberfläche 3500 und einer Körngröße D50 < 20 μm in ultrafeine Pulverfragmente mit einer spezifischen Oberfläche 11000 und einer Körngröße D50 < 2,0 μm zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemß dadurch gelöst, daß zur Zerkleinerung der zu einer hohen Geschwindigkeit beschleunigten Pulverkörper diese nicht miteinander zusammenstossen werden, sondern auf einen großflächigen, sich schnell bewegenden (vorzugsweise schnell rotierenden) Prallkörper oder Prallrotor (z.B. ein Prallblech) anprallen und zerstoßen gelassen werden. Da ein solcher Prallkörper eine sehr viel größere Prallfläche und kinetische Energie aufweist als ein Pulverkörper, wird gegenüber der bekannten aerodynamischen Zerkleinerung die Frequenz der wirksamen, zu einer erfolgreichen Zerkleinerung führenden Anpralle in Großenordnung von mehr als 10⁷ erhöht.
Vorzugsweise erfolgt der Anprall/Zerstoß der Pulverkörper auf dem Prallkörper in einem Unterdruck (Vakuumgefäß). Danke dem Unterdruck kann sich ein beschleunigter Pulverkörper reibungsarm im Vakuumgefäß über eine lange Strecke bewegen, ohne dabei in ihrer Geschwindigkeit durch die Reibung der Luftmoleküle verlangsamt zu werden. Vielmehr wird ein Pulverkörper, auch wenn er nicht sofort auf der Stelle des Prallkörpers in die gewünschte Körngröße zerkleinert/zerstossen wird, durch diesen weiter beschleunigt und bewegt sich mit einer noch schnelleren Geschwindigkeit im Vakuumgefäß, bis er schließlich durch einem ausreichend starken Stoß in Fragmente mit der gewünschten Korngröße zerkleinert wird.
Durch die schnellen Bewegungen der Pulverkörper und die Drehbewegung der Prallkörper wird ein schwacher Luftstrom im Vakuumgefäß ererregt, wodurch eine gewisse "Windsichtung" erfolgt, was zur Trennung der durch die feinste Zerkleinerung erzeugten Fragmente von den gröberen Pulverkörpern führt, wie es bei einem Zyklontrenner der Fall ist. Da im Vakuumgefäß nur eine sehr dünne Atmosphäre herrscht, ist der durch die Bewegungen der Pulverkörper erregte Luftstrom sehr schwach, und nur die feinsten Fragmente z.B. mit Körngröße < 2,0 μm können durch den Luftstrom auf das obere Teil des Vakuumgefässes aufgehoben und aus diesem herausgetragen werden. Auf diese Weise kann durch geeignete Wahl der Betriebsparameter: z.B. der Körngröße und der Eintrittsgeschwindigkeit der Pulverkörper, des Drucks oder Vakummgrads im Vakuumgefässes, und der Drehzahl der Prallkörper/Prallrotoren der Zerkleinerungsgrad bestimmt oder eingestellt werden.
Damit einige unvollständig oder nicht ausreichend zerkleinerte Pulverkörper, die zufällig auf die Oberseite des Vakuumgefäß gelangen, nicht in die diesem nachgeordneten Staubauffangsvorrichtung eindringen können, wird an der Oberseite des Vakuumgefässes eine Sortierung vorgesehen, wodurch die noch groben Pulverkörper aussortiert und nach unten zu der Zerkleinerungszone des Vakuumgefässes hin geleitet werden, bis sie die gewünschte Korngröße z.B. 2,0 μm erreicht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
[Zeichnung]
1 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine schematische Darstellung der n-maligen Anstoßbewegung von Pulverkörpern zwischen zwei schnell rotierenden Prallblechen,
3 eine schmatische Darstellung der Windsichtung,
4 in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Anlage,
5 eine 1000-malige Mikrophotographie des Taiwanzements Typ I vor der Zerkleinerung,
6 eine 1000-malige Mikrophotographie des Portlandzements Typ I vor der Zerkleinerung,
7 eine Tabelle der Körngröße-Verteilung des Portlandzements nach der Zerkleinerung,
8 ein Diagramm Verteilung (C%) über Körngröße (D) des Portlandzements nach der Zerkleinerung,
9 eine mikrophotographische Aufnahme des Portlandzements in 7 nach seiner Zerkleinerung in 5000-maliger Vergrößerung, und
10 ein Diagramm der Röntgenstrahlen-Diffraktion des Zements.
[Erläuterung der bevorzugten Ausführungsformen]
Die Besonderheit der Erfindung besteht in einer Anzahl von schnell rotierenden, vorzugsweise rotastionssymmetrisch ausgebildeten Prallkörpern (oder Prallrotoren) 8. In der Ausführungsform in 2 ist der Prallkörper 8 in Form einer Prallplatte oder eines Prallblechs ausgebildet. Der Prallkörper 8 weist zwei großflächige Prallflächen auf und ist um eine vertikale Drahachse drahbar galagert. Ein Prallkörper 8 kann auch zylindrisch, sphärisch, mehrkantprismatisch, rakelförmig oder flügelförmig ausgebildet sein.
Wie aus 3 ersichtlich, werden die auf dem Prallkörper 8 angestossenen gröberen Pulverkörper in kleinere Fragmente zerkleinert/zerstossen. Durch die Drehbewegung der Prallkörper ergibt sich ein Zerkleinerungsfeld F, in dem die Zerkleinerung der einfallenden Pulverkörper zu kleineren Fragmenten auftritt.
4 illustriert eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens, die eine Anzahl (hier drei) Prallkörper oder Prallrotoren 8 aufweist, die mit ihrer vertikalen Drehachse parallel zueinander in einem Vakuumgefäß oder einer Vakuumkammer 4 angeordnet sind, in welchem/welcher ein Unterdruck herrscht. An der Oberseite des Vakuumgefässes 4 ist eine Sortiervorrichtung 5 vorgesehen. Zum Antrieb der Prallkörper 8 ist jedem Prallkörper 8 ein Motor 81 zugeordnet. Dabei können die Prallkörper in gleicher oder in unterschiedlicher Drehrichtung gedreht werden. Im Vakuumgefäß 4 werden die durch die Zerkleinerung erzeugten, sehr leichten Fragmente durch den schwach Luftstrom nach oben aufgeschwemmt und über eine Sortiervorrichtung 5 aus dem Vakuumgefäß 4 herausgetragen und in eine diesem nachgeschalteten Staubauffangvorrichtung 6 angesammelt.
Zu Zufuhr der zu zerkleinernden groben Pulverkörper z.B. mit einer spezifischer Oberfläche von 3500 und einer Körngröße von D50 < 20 μm, ist dem Vakuumgefäß 4 eine Zufuhrvorrichtung 2 vorgeschaltet. Hierbei werden die Pulverkörper vakuumartig in das Vakuumgefäß 4 eingeleitet. Zum Beschleunigen der Pulverkörper auf die erforderliche Geschwindigkeit vor ihrem Eintritt in das Vakuumgefäß 8 ist zwischen diesem und der Zufuhrvorrichtung 2 ein Beschleuniger 3 angeordnet. Zudem ist zur Vorgabe der Betriebsparameter ein Steuerungskasten 1 vorgesehen, in welchem verschiedene Einrichtungen zur Anzeige/Einstellung der Temperatur/des Vakuumgrads im Vakuumgefässes 4, zur Steuerung der Leistung der Sortiervorrichtung 5, der Motoren 81 und der Zugabe der Zufuhrvorrichtung 2 angeordnet sind.
Zur konstanten Halterung des Vakuumsgrads und der umfließenden Luftstromgeschwindigkeit im Vakuumgefäß 4 ist in üblicher Weise ein Ausgelichsventil 7 vorgesehen. Zur Sicherung gegen ein Eindringen von fremden Stoffen ist im Ventil 7 ein ultrafeines Filternetz vorgesehen. Bedarfsfalls (z.B. zur Schutz eines chemisch empfindlichen Pulvers vor Oxydation) kann das Ventil 7 mit einer äußeren Quelle anderes Gases, z.B. eines Inertgases verbunden sein.
1 illustriert ein Ablaufschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei erfolgt die Zerkleinerung in sechs Stufen:

I) Steuerung der Betriebsparameter (SO1): Zuerst werden über die Einrichtungen in der Steuerungskasten 1 die betreffenden Betriebsparameter vorgegeben/eingestellt: z.B. die Temperatur/der Unterdruck im Vakuumgefäß 4, die Drehzahl des Motors der Sortiervorrichtung 5, die Drehzahl der Motoren 81 der Prallkörper 8, die Zugabe der Zufuhrvorrichtung 2, usw.
II) Vukuumartige Zufuhr von Pulverkörpern (SO2): Die Pulverkörper mit Ausgangskörngröße D50 < 20 μm werden durch den Beschleuniger 3 beschleunigt und über die Zufuhrvorrichtung 2 dem Vakuumgefäß 4 zugeführt, in dessen Innere ein konstanter Unterdruck gehalten ist.
III) Beschleunigung auf eine Ausgangsgeschwindigkeit (SO3): Die Pulverkörper aus der Zufuhrvorrichtung 2 werden durch den Beschlkeuniger 3 auf eine Ausgangsgeschwindigkeit mehr als 10m/s beschleunigt. Der gesamte Beschleuniger 3 kann außen am Vakuumgefäß 4 angeordnet sein. Alternativ können die Ventilatorflügel im Vakuumgefäß 4 gelagert und von außen über eine Antriebswelle des Beschleunigers 3 angetrieben werden. Hierbei beträgt die Umfangsgeschwindigkeit der Flügel = Durchmesser × π × Drehzahl = 12cm × 3,14 × 3600UPM = 22,4m/s.
IV) Erzeugung eines Luftstroms im Unterdruck: Die Luft im Vakuumgefäß 4 wird über die Sortiervorrichtung 5 und durch ein Gebläse (nicht gezeigt) am Staubauffangvorrichtung 6 herausgesogen und in die letztere weitergeleitet. Um den Unterdruck im Vakuumgefäß 3 konstant zu halten, ist ein Ausgelichsventil 7 vorgesehen, über das die Luft von der Umgebung in das Vakuumgefäß 3 einfließen kann. Hierdurch ergibt sich ein Luftstrom von unten nach oben. Der Unterdruck im Vakuumgefäß 3 bleibt stets zwischen 0 und 1 atm. In einer solchen dünnen Atmosphäre ist der Energieverlust der kinetischen Energie der Pulverkörper infolge des Luftwiderstands nur unwesentlich. Deshalb entsteht keine Temperatursteigung der Pulverkörper infolge ihrer Reibung mit den Luftmolekülen, und keine Agglomeration der Pulverkörper.
V) Feinstzerkleinerung und Sortierung (SO5): Die Pulverkörper treten mit einer Ausgangsgeschwindigkeit von 10m/s in das Vakuumgefäß 4 ein und werden mehrmal auf die rotierenden Prallkörper 8 angestossen und/oder abgespaltet und/oder weiter beschleunigt. Dabei kann ein Pulverkörper eine Geschwindigkeit bis 56m/s erhalten. K.E. = 1/2M(Masse des Prallblechs) × V² Masse des Prallblechs M = 24Kg Umfangsgeschwindigkeit V = 30cm × 3,14 × 3600UPM = 203Km/Stunde = 56m/s Wenn die kinetische Energie eines Zusammenstosses größer ist als die Kohäsionsenergie eines Pulverkörpers, wird dieser sofort in kleinere Fragmente abgespalt/zerstossen, die durch den schwachen Luftstrom nach oben aufgeblasen und über die Sortiervorrichtung 5 aus dem Vakuumgefäß 4 abgetragen werden. Wenn ein Pulverkörper nicht durch seien Anstoß auf dem Prallkörper zerkleinert wird oder wenn ein Fragment noch nicht so fein ist, daß es nicht durch den Luftstrom aufgeschwemmt werden kann, sondern darin schwebend in schneller Bewegung bleibt, so werden seine Bewegung und Stosse fortgesetzt, bis die erforderte Feinheit (Körngröße,2,0 μm) erreicht wird. Auch wenn ein grober Pulverkörper zufällig in die Sortiervorrichtung 5 eintreten kann, wird er durch diese aussortiert und nach unten in das Zerkleinerungsfeld zurückgeführt, in dem sich die Prallkörper befinden. Die Drehzahl des Ventilators (nicht gezeigt) der Sortiervorrichtung 5 kann auf die Korngröße des zu sortierenden Pulvers abgestimmt werden.
VI) Ansammelung der Fragmente (SO6): die Fragmente mit der ausreichenden Feinheit werden durch den Ventilator der Sortiervorrichtung 5 und das Gebläse der Staubauffangvorrichtung 6 abgezogen und im letzteren angesammelt.

[Beispiel]
Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist ein Vakuumgefäß mit mehreren Prallblechen auf. Die Leistung der Bauteile sind wie folgt:
Zufuhrvorrichtung: 1PS
Prallbleche: 3 × 10PS
Beschleuniger: 1PS
Sortiervorrichtung: 2PS
Staubauffangvorrichtung: 2PS
Insgesamt 36PS
Der Luftdruck im Inneren des Vakuumgefässes ist 190 Torr.
Als Pulverkörper ist Taiwanzement Typ I bzw. Portlandzement Typ I mit D50 < 20 μm eingesetzt.
Leistungsverbrauch = 27W/Stunde
Drehzahl der Prallbleche = 3600 bzw. 6400 UPM
Hieraus ergeben sich Fragmente mit einer Körngröße D50 < 2,5 μm und einer spezifischen Oberflächen 10000cm²/g sowie einem spezifischen Gewicht 2,97.
Produktivität: 20,8Kg/Stunde bei 3600 UPM und 38,1Kg/Stunde bei 6400 UPM.
Die Mikrophotographie der Pulverkörper des Taiwanzements Typ I vor und nach ihrer Zerkleinerung ist in 5 und 6 in 1000-maliger Vergrößerung angegeben.
[Beispiel 2]
Als Pulverkörper wird Taiwanzement Typ I bzw. Portlandzement Typ I mit D50 < 20 μm eingesetzt.
Luftdruck im Vakuumgefäß: 150Torr < 1/4 Atm.
Leistungsverbrauch = 26,3W/Stunde
Drehzahl der Prallbleche = 3600 bzw. 6400 UPM
Hieraus ergeben sich Fragmente mit einer Körngröße D50 < 1,75 μm und einer spezifischen Oberflächen 11000cm²/g sowie einem spezifischen Gewicht 2,91.
Produktivität: 11,7Kg/Stunde bei 3600 UPM und 20,2Kg/Stunde bei 6400 UPM.
Die Verteilung der Korngröße ist in 7 und 8 dargestellt.
Ein Diagramm der Röntgenstahlen-Beugung des Zements ist in 10 angegeben. Daraus ist zu entnehmen, daß die Fragmente mit D50 < 2,5 μm und die Fragmente mit D50 < 1,75 μm in ihrer Mmikromolekularstruktur dem Ausgangspulverkörper ähnlich sind.
Die Erfindung hat gegenüber dem üblichen mekanischen Verfahren und dem herkömmlichen aerodynamischen Verfahren die folgenden Vorteile:

1) Einspranis des Energieverbrauchs: Die Feinstzerkleinerung der Ausgangspulverkörper zu den Fragmenten mit der endgültigen Korngröße erfolgt im Unterdruck in einem einzigen Schritt durch ihre mehrmaligen Anstoße auf den Prallkörpern. Hierdurch entfällt ein aufwendiges mehrstufiges Sortieren/Weitermahlen.
2) Lange Standzeit der Prallkörper: Ein schnell rotierendes Bauteil aus Stahl neigt bei einer Umfangsgeschwindigkeit >130m/Sekunde zu einer Verformung. Auf diesem Grund wird die Umfangsgeschwindigkeit der Prallkörper <130m/s gewählt. Eine spezielle härtende Oberflächenbehandlung der Prallbleche ist nur dann erforderlich, wenn das zu zerkleindernde Pulver eine besondere hohe Härter (z.B. Keramik) aufweist.
3) Das Verfahren kann durch eine einfache Anlage durchgeführt werden. Eine komplizierte kaskadierende mehrstufige Zerkleinerung entfällt.
4) Wegen ihrer einfachen Konstruktion und ihres geringen Platzbedarfs kann der erfindungsgemäßen Anlage jede üblichen Mühle (z.B. eine Kugelmühle oder eine Rollenpresse) vorgeschaltet sein.
5) Die erfindungsgemße Zerkleinerung erfolgt in trockener Weise, wobei kein benetzendes Naßmittel, und damit keine Trennung/Rückgewinnung desselben erforderlich ist.
6) Die Feinstzerkleinerung führt kaum zur Tempersatursteigung. Die Erhöhung der Temperatur der Pulverkörper führen im wesentlichen auf die Reibung zwischen der sich bewegenden Pulverkörpern und den Luftmolekülen und die erfolglosen, nicht zu einer Zerkleinerung führenden Zusammenstosse der Pulverkörper miteinander. Da die Atmosphäre im Vakuumgefäß sehr dünn und die erforderliche Anzahl der eingedüsten Pulverkörper für eine ausreichende Produktivität viel geringer ist als diese bei einer aerodynamischen Zerkleinerung, ist die Erhöhung der Temperatur nur unwesentlich.
7) Kein elektrostatisches Problem: Da die Prallkörper aus einem Metall oder einer Legierung bestehen, wird die Ladung eines Pulverkörper bei seinem Kontakt mit einem Prallblech durch dieses abgeleitet. Deshalb werden ein Aufbau eines elektrostatischen Felds im Vakuumgefäß und eine unerwünschte elektrostatische Anziehung/Anhaftung der Pulverkörper auf einem Teil des Vakuumgefässes sowie eine elektrostatische Agglomeration/Agglutination der Pulverkörper vermieden.
8) Da die Wahrscheinlichkeit der Zusammenstoße der Pulverkörper miteinander relativ gering ist und die Pulverkörper keine Ladung tragen, tritt im Vakuumgefäß keine Agglomeration/Agglutination der Pulverkörper auf.
9) Eine Erhöhung der Produktivität kann durch die Vergrößerung der Abmessungen der Anlage und/oder durch die entsprechende Erhöhung der Parameter wie die Leistung der Motoren 81, die Anzahl der Prallkörper erfolgen.
10) Selbst wenn ein Pulverkörper nicht sofort bei seinem ersten Anstoß auf einem schnell rotierenden Prallblech 8 zerkleinert wird, erhält er vom Prallblech eine betrachliche zusätzliche kinetische Energie. Obwohl diese Energie nicht durch eine Zerkleinerung verbraucht wird, trägt sie zur Erhöhung der kinetischen Energie und damit die Geschwindigkeit des Pulverkörpers bei, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines starken Stosses und einer wirksamen Zerkleinerung des nächsten Anstosses des Pulverkörpers erheblich erhöht werden.

Claims

Verfahren zur Feinstzerkleinerung von Pulverkörpern, wobei die Pulverkörper beschleunigt werden und in ein Vakuumgefäß 4 eintreten, in welchem ein Unterdruck herrscht und zumindest ein schnell rotierender Prallkörper 8 mit einer großflächige Prallfläche angeordnet ist, auf dem die Pulverkörper angestossen und in Fragmente mit der erforderlichen Korngröße zerkleinert werden, wobei im Vakuumgefäß 4 ein Luftstrom erregt wird, und wobei nur die Fragmente, deren Korngröße gleich oder kleiner ist als die erforderliche Korngroße durch den erregten Luftstrom nach oben aufgeschwemmt und aus dem Vakuumgefäß 4 herausgetragen werden können.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Steuerung der Betriebsparameter (SO1), vukuumartige Zufuhr von Pulverkörpern (SO2), Beschleunigung auf eine Ausgangsgeschwindigkeit (SO3), Erzeugung eines Luftstroms im Unterdruck (SO4), Feinstzerkleinerung und Sortierung (SO5), und Ansammelung der Fragmente (SO6).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsgeschwindigkeit der Pulverkörper, der Unterdruck und die Drehzahl der Prallkörper derart gewählt werden, daß nur die Fragmente, deren Korngröße gleich oder kleiner ist als die erforderliche Korngroße durch den erregten Luftstrom nach oben aufgeschwemmt und aus dem Vakuumgefäß herausgetragen werden können.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl jedes Prallkörpers 4 durch einen Motor 81 mit variablen Drehzahlen vorgegeben ist, wobei durch die Wahl der Drehzahl unter Abstimmung auf die Art und die Korngröße der zu zerkleinernden Pulverkörper die Zerkleinerung optimiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper rotationssymmetrisch zu einer Drehachse darum drehbar gelagert und plattförmig, zylindrisch, mehrkantprismatisch, rakelförmig oder flügelförmig ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallkörper in der gleichen Drehrichtung oder in entgegengesetzten Drehrichtungen rotieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innen oder außen an der Oberseite des Vakuumgefässes 4 eine Sortierung erfolgt, wodurch die zufällig auf die Oberseite des Vakuumgefäß gelangenden, noch groben Pulverkörper aussortiert und nach unten zu den Prallkörpern 4 zur weiteren Zerkleinerung zurückgeleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Prallkörper 8 in vertikaler, horizontaler, schräger Anordnung oder in einer Kombination der o.g. Anordnungsarten ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Vakuumgefäß zwischen 0 bis 1 atm liegt.
Anlage zur Druchführung des Verfahren nach Anspruch 1, dadruch gekennzeichnet, daß die Anlage ein Vakuumgefäß 4 aufweist, in dem ein Unterdruch herrscht und mindestens ein schnell drehbarer Prallkörper mit einer großflächigen Prallfläche gelagert ist.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vakuumgefäß 4 eine Zufuhrvorrichtung 2 zur Zufuhr von Pulverkörpern mit einer Ausgangskorngröße vorgeschaltet ist, wobei zwischen dem Zufuhrvorrichtung 2 und dem Vakuumgefäß 4 ein Beschleuniger 3 zur Beschleunigung der Pulverkörper auf eine ausreichende Ausgangsgeschwindigkeit angeordnet ist.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß innen an der Oberseite des Vakuumgefässes 4 eine Sortiervorrichtung 5 angeordnet ist, über die die Luft im Vakuumgefäß 5 in eine diesem nachgeschalteten Staubauffangsvorrichtung 6 ausgesogen wird, wobei das Vakuumgefäß an seinem unteren Bereich ein Ausgleichventil 7 mit ultrafeiner Filterung angeordnet ist, über das die Umgebungsluft eingesogen wird, wobei das Aus- und Einsaugen derart aufeinander abgestimmt werden, daß ein konstanter Unterdruck im Vakuumgefäß 4 gehalten ist und ein Luftstrom darin erregt wird.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerungskasten 1 zur Vorgabe der Betriebsparameter vorgesehen ist, in welchem verschiedene Einrichtungen zur Anzeige/Einstellung der Temperatur/des Vakuumgrads im Vakuumgefässes 4, zur Steuerung der Leistung der Sortiervorrichtung 5, der Motoren 81 und der Zugabe der Zufuhrvorrichtung 2 vorgesehen sind.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper 8 plattförmig, zylindrisch, mehrkantprismatisch, rakelförmig oder flügelförmig ausgebildet ist.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallkörper 8 in der gleichen Drehrichtung oder in entgegengesetzten Drehrichtungen drehbar sind.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Prallkörper 8 durch einen Motor 81 mit variablen Drehzahlen antreibbar ist.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Vakuumgefäß 4 zwischen 0 und 1 atm liegt.