Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR COMMINUTING PARTICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/022271
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and device (1) for comminuting particles (2). The device (1) comprises at least one tube (8, 8') for collecting a predetermined quantity of particles (2), whereby the particles (2) form a clot (12) inside the tube (8, 8'). The device (1) also comprises at least one pressure pulse unit (13, 13') for generating pressure pulses. By subjecting the clot (12) to the action of a pressure pulse, said clot is launched out and above an exit opening of the tube (8, 8') whereby striking an impact plate (6), which is located beyond the tube (8, 8') and which has openings (7). Finally, the inventive device (1) comprises a collection chamber (4), which is connected to the impact plate (6), and inside of which the particles (2) comminuted by the impact against the impact plate (6) and passing through the openings (7) are collected.

Inventors:
HEFLE GUSTAV (DE)
SCHUESSLER ROLAND (DE)
FEUERPEIL HANS-PETER (DE)
BLAESE DIETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/010119
Publication Date:
March 21, 2002
Filing Date:
September 03, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SCHUESSLER VERFAHRENSTECHNIK G (DE)
HEFLE GUSTAV (DE)
SCHUESSLER ROLAND (DE)
FEUERPEIL HANS PETER (DE)
BLAESE DIETER (DE)
International Classes:
B02C19/06; (IPC1-7): B02C19/06
Foreign References:
US5839670A1998-11-24
SU457486A21975-01-25
Other References:
DATABASE WPI Section Ch Week 197549, Derwent World Patents Index; Class J02, AN 1975-81014W, XP002187410
Attorney, Agent or Firm:
Ruckh, Rainer (Owen/Teck, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Zerkleinern von Partikeln (2), umfassend folgende Ver fahrensschritte Sammeln einer vorgegebenen Menge von Partikeln (2) in wenigstens einem Rohr (8,8'), wobei die Partikel (2) in dem Rohr (8,8') einen Pfropfen (12) bilden, Beaufschlagung des Pfropfens (12) mit einem Druckimpuls vorgege bener Stärke und Länge, so dass dieser über eine Austrittsöffnung des Rohres (8,8') gegen eine dem Rohr (8,8') nachgeordnete und Durchbrüche (7) aufweisende Prallplatte (6) geschossen wird, Sammeln der durch den Rückstoß an der Prallplatte (6) zerkleinerten und die Durchbrüche (7) durchsetzenden Partikel (2) in einer an die Prallplatte (6) anschließenden Auffangkammer (4).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Druckimpulses kleiner ist als die Laufzeit des Pfropfens (12) im Rohr (8, 8').
3. Verfahren nach einem der Ansprüche l oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Druckimpulses im Bereich zwischen 5 bar und 10 bar liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluggeschwindigkeit des Pfropfens (12) im Bereich zwischen 70 m/s und 100 m/s liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngrößen und Korngrößenverteilungen der in der Auffang kammer (4) gesammelten zerkleinerten Partikel (2) durch den Durchmes ser des Rohres (8,8'), die Größen der Durchbrüche (7) der Prallplatte (6) und/oder die Größe der Auffangkammer (4) vorgegeben werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Rückstoß an der Prallplatte (6) fein zerkleinerte Partikel (2) die Durch brüche (7) der Prallplatte (6) durchsetzen, während gröbere Partikel (2) wieder dem Rohr (8,8') zugeführt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngrößen der zerkleinerten Partikel (2) im unteren um Bereich liegen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rohr (8,8') unterschiedliche Partikel (2) gesammelt werden, welche durch das Zerkleinern an der Prallplatte (6) zu einem homogenen Gemisch vermengt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Partikeln Trockeneisgranulat zu deren Versprödung zugegeben wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocken eisgranulat den gesammelten Partikeln zugegeben wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trockeneisgranulat den Partikeln in einem einstellbaren Men genverhältnis zugegeben wird.
12. Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von Partikeln (2), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 111, mit we nigstens einem Rohr (8,8') zum Sammeln einer vorgegebenen Menge von Partikeln (2), wobei die Partikel (2) in dem Rohr (8,8') einen Pfrop fen (12) bilden, mit wenigstens einer Druckimpulseinheit (13,13') zur Erzeugung von Druckimpulsen, wobei durch Beaufschlagung des Pfrop fens (12) mit einem Druckimpuls dieser über eine Austrittsöffnung des Rohres (8,8') gegen eine dem Rohr (8,8') nachgeordnete und Durchbrü che (7) aufweisende Prallplatte (6) geschossen wird, sowie mit einer an die Prallplatte (6) anschließenden Auffangkammer (4), in welcher die durch den Rückstoß an der Prallplatte (6) zerkleinerten und die Durch brüche (7) durchsetzenden Partikel (2) gesammelt werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt des Rohres (8,8') im Innern einer Zerkleinerungskammer (3) angeordnet ist, auf deren offene Oberseite die Prallplatte (6) an schließt, auf welcher die Auffangkammer (4) aufsitzt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auf fangkammer (4) und die Zerkleinerungskammer (3) jeweils einen hohl zylindrischen Aufbau aufweisen, wobei die Hohlzylinder gleiche Durch messer aufweisen und koaxial angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auf fangkammer (4) und die Zerkleinerungskammer (3) an ihren zugewand ten offenen Enden jeweils einen Ringflansch (5,5') aufweisen, wobei die Prallplatte (6) zwischen den Ringflanschen (5,5') gelagert ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ringflanschen (5,5') unterschiedliche Prallplatten (6) mit verschie denen Durchbrüchen (7) anbringbar sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Durch brüche (7) in Form von eckigen oder runden Bohrungen und/oder in Form von Ringspalten ausgebildet sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1217, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen im Innern der Auffangkammer (4) einstellbar ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ein stellung des Volumens der Auffangkammer (4) wenigstens ein Wellkom pensator, eine Stopfbuchse oder eine Schiebemuffe vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1219, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangkammer (4) wenigstens eine Entnahmeöffnung (16,16') zur Entnahme der zerkleinerten Partikel (2) aufweist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1320, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (8,8') in Richtung der vertikal verlaufenden Längsachse der Zerkleinerungskammer (3) verläuft, wobei die Austrittsöffnung am oberen Ende des Rohres (8,8') in vorgegebenem Abstand der Prallplatte (6) gegenüberliegt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere parallel verlaufende Rohre (8,8') vorgesehen sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1222, dadurch gekennzeichnet, dass in das oder in jedes Rohr (8,8') zur Bildung des Pfropfens (12) in vorgegebenem Abstand zur Austrittsöffnung eine vorgegebene Menge von Partikeln (2) einbringbar ist, und dass unterhalb des Bereiches des Rohres (8,8') zur Aufnahme des Pfropfens (12) ein Anschluss für die oder eine Druckimpulseinheit (13,13') vorgesehen ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckimpulseinheit (13,13') ein Ventil (14,14') aufweist, über welches der Pfropfen (12) mit unter Druck stehendem Gas beaufschlagbar ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas von Luft, einem Inertgas, Kryogengas oder Heißgas gebildet ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas gekühlt ist, und/oder dass die Wand der Zerkleinerungskammer (3) mit einem Kühlmantel ummantelt ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2326, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt des Rohres (8,8') zur Aufnahme des Pfropfens (12) in dem unteren, über die Unterseite der Zerkleinerungskammer (3) hervor stehenden Teil des Rohres (8,8') liegt.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite der Zerkleinerungskammer (3) wenigstens ein Zuführrohr (11, 11') ausmündet, welches in den über die Zerkleinerungskammer (3) her vorstehenden unteren Teil des Rohres (8,8') einmündet, so dass zur Bil dung des Pfropfens (12) Partikel (2) aus der Zerkleinerungskammer (3) über das Zuführrohr (11,11') dem Rohr (8,8') zuführbar sind.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass in der Seitenwand der Zerkleinerungskammer (3) Öffnungen (10,10') zur Be füllung deren Innenraumes mit unzerkleinerten Partikeln (2) vorgesehen sind.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1229, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Zuführung von Trockeneisgranulat vorgesehen sind.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass in der Seitenwand der Zerkleinerungskammer (3) Öffnungen (lOa, 10a') zur Be füllung deren Innenraums mit Trockeneisgranulat vorgesehen sind.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Tro ckeneisgranulat über eine Dosiereinheit der Zerkleinerungskammer zu führbar ist.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3032, dadurch gekennzeichnet, dass diese gasdicht abgeschlossen ist.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Zerkleinern von Partikeln Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Partikeln.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der SU 457486 bekannt. Diese Vorrichtung weist ein vertikal verlaufendes Rohr in einer zylindrischen Kammer auf. Das Rohr verläuft in Richtung der Längsachse der Kammer, die an der Oberseite mit einer Prallplatte abgeschlossen ist. Das Rohr weist an seiner Oberseite eine Austrittsöffnung auf, die in vorgegebenem Abstand der Prallplatte gegenüber- liegt. Unterhalb der Prallplatte weist die Seitenwand der Kammer Öffnungen auf.

In dem Rohr werden zu zerkleinernde Partikel gesammelt, die einen Pfropfen mit vorbestimmter Füllhöhe im Rohr bilden. Mittels einer Druckimpulseinheit wird der Pfropfen explosionsartig beschleunigt und aus dem Rohr gegen die Prallplatte geschossen. Bei Aufprall der Partikel auf die Prallplatte entstehen sehr hohe Scherkräfte, welche zu einer Zerkleinerung der Partikel fuhren.

Durch den in der Druckimpulseinheit generierten Überdruck werden fein zer- kleinerte Partikel vermehrt an die Randbereiche der Kammer transportiert und über die Öffnungen in den Seitenwänden aus der Kammer geführt. Gröbere Partikel fallen dagegen in die Kammer zurück und werden von neuem dem Rohr zugeführt.

Zwar können mit dieser Vorrichtung auch sehr harte Partikel effizient zerklei- nert werden, wobei die Vorrichtung nahezu keine bewegten Teile und damit einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist.

Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Korngrößen und Korngrößenverteilungen der zerkleinerten Partikel nur unzureichend vorgebbar und einstellbar sind.

Insbesondere ist nachteilig, dass bei Beschuss der Prallplatte mit den Pfropfen nur eine unerwünscht unvollständige und nicht reproduzierbare Trennung von feinen und groben Partikeln erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde mit möglichst geringem konstrukti- vem Aufwand ein Zerkleinern von vorzugsweise harten Partikeln zu ermögli- chen, wobei die Korngrößen der zerkleinerten Partikel möglichst genau vor- gebbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 vorge- sehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist wenigstens ein Rohr zum Sammeln einer vorgegebenen Menge von Partikeln auf, wobei die Partikel in dem Rohr einen Pfropfen bilden. Weiterhin weist die Vorrichtung wenigstens eine Druckimpulseinheit zur Erzeugung von Druckimpulsen auf, wobei durch Be- aufschlagung des Pfropfens mit einem Druckimpuls dieser über eine Austritts- öffnung des Rohres gegen eine dem Rohr nachgeordnete und Durchbrüche aufweisende Prallplatte geschossen wird. Des Weiteren weist die Vorrichtung eine an die Prallplatte anschließende Auffangkammer auf, in welcher die durch den Rückstoß an der Prallplatte zerkleinerten und die Durchbrüche durchset- zenden Partikel gesammelt werden.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, zur Zerkleinerung von in Form eines Pfropfens in einem Rohr gelagerten Partikeln diesen Pfropfen ge- gen eine Prallplatte mit Durchbrüchen zu schießen.

Die durch den Aufprall auf die Partikel ausgeübten Scherkräfte führen zu einer Zerkleinerung der Partikel, wobei typischerweise die Partikel von ursprüngli- chen Partikelgrößen von 10 mm auf Partikel mit Größen von einem oder weni- gen um erhalten werden.

Durch den mit der Druckimpulseinheit erzeugten Überdruck an der Vorderseite der Prallplatte werden die Partikel mit kleinen Korngrößen und daher kleinem Gewicht durch die Durchbrüche transportiert und gelangen in die Auffang- kammer. Demgegenüber durchdringen die schwereren Partikel die Durchbrü- che nicht und werden vorzugsweise wieder dem Rohr zur Bildung eines neuen Pfropfens zugeführt.

Durch eine geeignete Wahl des Durchmessers des Rohres, der Größe und Form der Durchbrüche der Prallplatte und/oder der Größe der Auffangkammer kön- nen die Korngrößen und Korngrößenverteilungen der im Auffangraum gesam- melten zerkleinerten Partikel vorgegeben werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Prallplatte auswechselbar instal- liert. Somit kann durch einen Wechsel von verschiedenen Prallplatten mit un- terschiedlichen Durchbrüchen die Korngrößenverteilung der in der Auffang- kammer gesammelten zerkleinerten Partikel variiert werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Volumen der Auffang- kammer einstellbar, so dass auch dadurch die Korngrößenverteilung der in der Auffangkammer gesammelten zerkleinerten Partikel variiert werden kann.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass die Größen der Durchbrüche in der Prallplatte so bemessen sind, dass die- se eine Sichterfunktion ausübt. Dies bedeutet, dass die durch die Durchbrüche transportierten zerkleinerten Partikel in der Auffangkammer verbleiben und nicht durch die Durchbrüche zurück zum Rohr transportiert werden.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Prallplatte und der hinter dieser angeordneten Auffangkammer werden somit die zerkleinerten Partikel mit den gewünschten Korngrößen in der Auffangkammer mit einem hohen Wirkungs- grad gesammelt und von schwereren Partikeln getrennt. Vorzugsweise ist in der Auffangkammer wenigstens eine Entnahmeöffnung vorgesehen, über welche die zerkleinerten Partikel aus der Auffangkammer entnommen werden können.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass diese nahezu keine bewegten Teile aufweist, und dass das einzige verschleißbehaftete Teil von der Prallplatte gebildet ist, die auf einfache Weise auswechselbar ist. Daher weist die Vorrichtung einen kompakten, robusten und wartungsfreundlichen Aufbau auf, der nur geringe Investitions-und Instand- haltungskosten verursacht. Zudem kann die Zerkleinerung der Partikel mit ei- nem geringen Energiebedarf durchgeführt werden, so dass auch die Betriebs- kosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend niedrig sind. Da die Vorrichtung nahezu keine bewegten Teile aufweist und zudem vorzugsweise einen geschlossenen Aufbau aufweist, stellt diese keine Gefahr für das Bedien- personal dar und ist somit hinsichtlich der Bestimmungen des Arbeitsschutzes unbedenklich.

Schließlich ist ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin zu sehen, dass ohne besondere Anforderungen an die vorzugsweise aus Stahl bestehende Prallplatte verschiedenartige Materialien, insbesondere auch harte Materialien effizient und zuverlässig zerkleinert werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Zerkleinerung von harten Stoffen mit Mohs-Härtegraden im Bereich von 7 bis 10. Insbeson- dere können mit der crfindungsgemäßen Vorrichtung Nitride wie zum Beispiel TiN, ZrN, HfN, TaN und BN3 zerkleinert werden. Ebenso können Carbide wie zum Beispiel TiC, ZrC, HfC, TaC, WC, W2C und Tao Hfo-2 C zerkleinert werden. Des Weiteren können Oxide wie A1203 sowie Boride und Silicide zer- kleinert werden. Auch die Zerkleinerung von Hartmetallen wie zum Beispiel

WC-Co von Korngrößen von etwa 5 mm auf Korngrößen kleiner als 10 um ist möglich, wobei derartige Partikel bislang nur in Nassvermahlungsprozessen zerkleinert werden konnten.

Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Bereich der Pulvermetal- lurgie einsetzbar, beispielsweise bei der Verglasung radioaktiver Abfälle, der Nitrit-Herstellung in Stickstoff-Atmosphäre oder auch der Aktivierung von Festkörperreaktionen, wobei mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens insbe- sondere Silizium-Carbid direkt aus den Elementen gewonnen werden kann.

Weiterhin können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch organische Stoffe wie zum Beispiel Nussschalen oder Knochen, die für die Herstellung von Gelatine benötigt werden, zerkleinert werden.

Besonders vorteilhaft können dabei auch unterschiedliche Partikel in dem Rohr gesammelt werden. Diese gegen die Prallplatte geschossenen Partikel werden dann nicht nur zerkleinert. Vielmehr findet auch eine homogene Durchmi- schung der unterschiedlichen, zerkleinerten Partikel statt.

Schließlich können auch Stoffe wie zum Beispiel Polymere, Polyamide und Gummi zerkleinert werden, die vor der Zerkleinerung an der Prallplatte ver- sprödet werden. Die Versprödung kann durch Verwendung von Kryogengasen in der Druckimpulseinheit erfolgen, die auf extrem tiefe Temperaturen gekühlt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung, insbesondere deren Zerkleinerungskammer, mit einem Kühlmantel ummantelt sein.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird den zu zerkleinernden weichen Partikeln Trockeneisgranulat, das heißt gefrorenes C02 zu deren Versprödung zugeführt, so dass diese ohne weitere Zusatzmaßnahmen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zerkleinert werden können. Vor- zugsweise ist hierzu wenigstens eine Öffnung in der Vorrichtung vorgesehen,

über welche das Trockeneisgranulat in den Innenraum, in welchem die Partikel gesammelt werden, eingeführt wird.

Bereits bei Einleiten des Trockeneisgranulates und der zu zerkleinernden Parti- kel in die Vorrichtung findet eine effiziente Durchmischung beider Kompo- nenten statt. Die Durchmischung wird zudem durch die Zerkleinerungsvorgän- ge in der Vorrichtung gefordert, da bei Abschießen eines Pfropfens gegen die Prallplatte größere Partikel von der Prallplatte zurück zu dem Bereich geführt werden, in welchem das Trockeneisgranulat und die zu zerkleinernden Partikel gesammelt werden.

Damit werden über das Trockeneisgranulat unmittelbar und lokal die zu zer- kleinernden Partikel gekühlt und dabei versprödet. Eine Kühlung der gesamten Vorrichtung und des Mahlguts vor der Aufgabe ist hierfür nicht erforderlich.

Dementsprechend gering sind der Energieaufwand sowie der Kosten-und Kon- struktionsaufwand zur Versprödung der Partikel.

Ein Vorteil in der Verwendung von Trockeneisgranulat besteht darin, dass die- ses im Vergleich zu flüssigem Stickstoff billiger herstellbar und einfacher handhabbar ist.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Verwendung von Trockeneisgranulat be- steht darin, dass mittels dessen nicht nur eine Versprödung der zu zerkleinern- den Partikel erfolgt, sondern auch der Zerkleinerungsvorgang der Partikel un- terstützt wird. Dies beruht darauf, dass Trockeneisgranulat in Form von scharf- kantigen kleinen Kristallen gebildet ist, welches abrasiv wirkt und insbesondere bei Schießen eines Pfropfens gegen die Prallplatte andere Partikel zerschneidet und so zerkleinert.

Je nach Materialeigenschaft der zu zerkleinernden Partikel kann die Dosierung der Trockeneisgranulatzufuhr geeignet gewählt werden. Damit ist eine einfache Anpassung der zur Versprödung der Partikel benötigten Kühlmenge möglich.

Ein weiterer Vorteil in der Verwendung von Trockeneisgranulat zur Versprö- dung der Partikel ist darin zu sehen, dass das Trockeneisgranulat weitgehend inert ist und nicht mit den zu versprödenden Partikeln reagiert. Zudem ent- weicht das Trockeneisgranulat nach Erwärmung nahezu rückstandslos als gas- formiges COa und hinterlässt so in den Partikeln keine Rückstände. Dabei ist weiter vorteilhaft, dass durch das Verdampfen des Trockeneisgranulates die gesammelten Partikel aufgelockert werden, wodurch deren Rieselfähigkeit er- höht wird. Generell verbessert das Trockeneisgranulat die rheologischen Eigen- schaften der Partikel, das heißt deren Fließfähigkeit, wodurch die Prozesse in der Vorrichtung gefordert werden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können weiche Partikel wie zum Bei- spiel Gummi, Polymere und Polyamide zerkleinert werden. Insbesondere kann als Polyamid Polycaprolactam zerkleinert werden. Auch die Zerkleinerung von Polyvinylchlorid ist möglich.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen Figur 1 : Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungs- gemäßen Vorrichtung.

Figur 2 : Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungs- gemäßen Vorrichtung.

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrich- tung 1 zum Zerkleinern von Partikeln 2. Die Vorrichtung 1 weist eine hohlzy- lindrische Zerkleinerungskammer 3 und eine ebenfalls hohlzylindrische Auf- fangkarnmer 4 auf. Die Zerkleinerungskammer 3 und die Auffangkammer 4 weisen denselben Durchmesser auf und sind längs einer vertikal verlaufenden Symmetrieachse koaxial angeordnet. Dabei schließt die Auffangkammer 4 mit ihrer offenen Unterseite an die ebenfalls offene Oberseite der Zerkleinerungs- kammer 3 an.

Die Zerkleinerungskammer 3 und die Auffangkammer 4 weisen an ihren zuge- wandten offenen Enden jeweils einen Ringflansch 5,5'auf. Zwischen den Ringflanschen 5,5'ist eine kreisscheibenfflrmige, vorzugsweise aus Stahl be- stehende Prallplatte 6 gelagert. Die Prallplatte 6 weist eine vorgegebene Anzahl von Durchbrüchen 7 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Durchbrüche 7 als runde Bohrungen ausgebildet.

Die Prallplatte 6 kann an den Ringflanschen 5,5'auf einfache Weise an der Vorrichtung 1 montiert werden. Insbesondere kann die Prallplatte 6 ohne gro- ßen Montageaufwand ausgewechselt und durch andere Prallplatten 6, die unter- schiedliche Anordnungen von Durchbrüchen 7 aufweisen können, ersetzt wer- den. Die Durchbrüche 7 können dabei nicht nur die Form von runden Bohrun- gen aufweisen sondern auch als eckigen Bohrungen ausgebildet sein. Auch eine Ausbildung der Durchbrüche 7 in Form von Ringspalten oder dergleichen ist möglich.

Im Innern der Zerkleinerungskammer 3 verlaufen zwei Rohre 8,8'parallel zur Längsachse der Zerkleinerungskammer 3. Prinzipiell kann auch nur ein Rohr 8, oder 8'vorgesehen sein. Desweiteren kann auch eine größere Anzahl von Roh- ren 8,8'vorgesehen sein.

Die Rohre 8, 8'verlaufen dicht nebeneinander liegend im Zentrum der Zerklei- nerungskammer 3 und münden an deren Boden 9 aus. Die Austrittsöffnungen der Rohre 8,8'an deren oberen Enden stehen der Prallplatte 6 in vorgegebe- nem Abstand gegenüber.

In der Seitenwand der Zerkleinerungskammer 3 ist eine Öffnung 10 vorgese- hen. Über diese Öffnung 10 wird der Innenraum der Zerkleinerungskammer 3 bis zu einer bestimmten Füllhöhe mit den zu zerkleinernden Partikeln 2 befüllt.

In der Seitenwand der Zerkleinerungskammer 3 ist eine weitere Öffnung 10a vorgesehen, über welche Trockeneisgranulat einführbar ist. Das Trockeneis- granulat wird dann über die Öffnung lOa eingeführt, wenn mittels der Vor-

richtung 1 weiche Partikel 2 wie Gummi oder Polymere zerkleinert werden sollen. Durch das Einführen des Trockeneisgranulates über die Öffnung lOa einerseits und die zu zerkleinernden Partikel 2 über die Offnung 10 andererseits werden beide Komponenten effizient durchmischt. Die Durchmischung wird durch den Partikelfluss im Innern der Vorrichtung 1 während des Zerkleine- rungsvorganges weiter gefordert. Durch die Zugabe des Trockeneisgranulates werden die zu zerkleinernden Partikel 2 versprödet, so dass diese nachfolgend zerkleinert werden können.

Das Trockeneisgranulat wird über eine nicht dargestellte Dosiereinheit in die Öffnung lOa eingeleitet, so dass die zur Versprödung der Partikel 2 benötigte Menge an Trockeneisgranulat genau einstellbar ist.

Prinzipiell können die Partikel und das Trockeneisgranulat auch über eine ge- meinsame Öffnung 10 in die Zerkleinerungskammer 3 eingeleitet werden. Da das beim Verdampfen des Trockeneisgranulates frei werdende C02 für das Bedienpersonal ein Sicherheitsrisiko in Form von Erstickungsgefahr darstellt, sind die genannte Vorrichtung sowie deren Zu-und Abgänge gasdicht ver- schlossen. Weiterhin sind insbesondere an Stellen der Vorrichtung 1, an wel- chen ein Gasaustritt nicht völlig ausgeschlossen werden kann, nicht dargestellte Gaswamgeräte vorgesehen, welche bei übergroßem CO2-Konzentrationen Alarmsignale abgegeben.

An dem Boden 9 der Zerkleinerungskammer 3 münden zwei Zuführrohre 11, 11'aus. Die Zuführrohre 11,11'verlaufen in ihren oberen Abschnitten parallel zu den über die Zerkleinerungskammer 3 hervorstehenden Abschnitten der Rohre 8,8'. Die Zuführrohre 11,11'sind an ihren unteren Enden gekrümmt und verlaufen auf die Rohre 8,8'zu. Dabei mündet jeweils ein Zuführrohr 11, 11'in eines der Rohre 8,8'ein. Durch diese Ausbildung der Rohre 8,8'wird ein Teil der Partikel 2 von der Zerkleinerungskammer 3 über die Zuführrohre 11,11'in die unteren Enden der Rohre 8,8'eingeleitet, so dass diese dort ei-

nen Pfropfen 12 mit bestimmter Füllhöhe bilden. In Figur 1 liegt ein derartiger Pfropfen 12 am unteren Ende des rechten Rohres 8'.

An die unteren Enden der Rohre 8,8'schließt jeweils eine Druckimpulseinheit 13,13'mit einem Ventil 14,14'an. Über die Druckimpulseinheit 13, 13'ist der Pfropfen 12 am unteren Ende mit einem Druckimpuls vorgegebener Höhe und Dauer beaufschlagbar. Zur Erzeugung des Druckimpulses steht an dem Ventil 14,14'Gas mit einem vorgegebenen Gasdruck an. Das Gas ist vor- zugsweise von Luft gebildet. Alternativ kann ein Inertgas, ein Kryogengas oder Heißgas verwendet werden. Durch schlagartiges Öffnen eines Ventils 14,14' strömt das Gas explosionsartig in das darüber liegende Rohr 8,8'und schießt den Pfropfen 12 durch das Rohr 8,8'auf die Prallplatte 6. Typischerweise liegt die Höhe eines Druckimpulses im Bereich zwischen 5 bar und 10 bar. Mit der- artigen Druckimpulsen werden Fluggeschwindigkeiten der Pfropfen 12 im Be- reich zwischen 70 m/s und 100 m/s erzielt.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ventil 14'der an das rechte Rohr 8'anschließenden Druckimpulseinheit 13'geschlossen, so dass der Pfropfen 12 in seiner Ruhestellung am Boden 9 des Rohres 8'liegt.

Der Pfropfen 12 im linken Rohr 8 wird durch Öffnen des Ventils 14, der ent- sprechenden Druckimpulseinheit 13 nach oben geschossen. Dabei zeigt Figur 1 eine Momentaufnahme, in welcher sich der Pfropfen 12 am oberen Ende des Rohres 8 kurz vor der Austrittsöffnung befindet.

Nach Austritt aus dem jeweiligen Rohr 8,8'trifft der Pfropfen 12 auf die Prallplatte 6, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Flugrichtung senkrecht zur Oberfläche der Prallplatte 6 verläuft Wesentlich ist, dass die Dauer des Druckimpulses kleiner als die Laufzeit des Pfropfens 12 im jeweiligen Rohr 8,8'gewählt wird. Somit wird der Pfropfen 12 auf der Flugstrecke zwischen Austrittsöffnung des Rohres 8 8'und der

Prallplatte 6 nicht mehr mit dem Druckimpuls beaufschlagt. Dadurch wird ein unerwünschtes Auffächern der Partikel 2 vor dem Auftreffen der Partikel 2 auf die Prallplatte 6 vermieden, so dass die Form des Pfropfens 12 bis zum Auf- treffen der Partikel 2 auf der Prallplatte 6 wenigstens annähernd erhalten bleibt.

Da die Partikel 2 somit in kompakter Form auf die Prallplatte 6 treffen, pflanzt sich der durch die Prallplatte 6 ausgeübte Rückstoß durch sämtliche Partikel 2 des Pfropfens 12 fort, so dass aufgrund der auf die Partikel wirkenden Scher- kräfte eine effiziente und vollständige Zerkleinerung der Partikel 2 erzielt wird.

Für den Fall, dass den Partikeln 2 Trockeneisgranulat zu deren Versprödung beigemischt ist, unterstützt das Trockeneisgranulat aufgrund seiner scharfkan- tigen kristallinen Struktur den Zerkleinerungsprozess. Das Trockeneisgranulat weist ein abrasives Verhalten auf und zerschneidet mit seinen scharfkantigen Strukturen Partikel 2 in seiner Umgebung.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, sind an der Auftrefffläche der Partikel 2 an der Prallplatte 6 keine Durchbrüche 7 vorgesehen, so dass keine Partikel 2 direkt durch die Durchbrüche 7 in die Auffangkammer 4 geschossen werden.

Figur 1 zeigt schematisch die an der Prallplatte 6 reflektierten und zerkleinerten Partikel 2, die eine Staubwolke 15 bilden. Durch den Druckimpuls herrscht an der Vorderseite der Prallplatte 6 ein Überdruck, so dass die zerkleinerten Parti- kel 2 durch die Durchbrüche 7 in die Auffangkammer 4 transportiert werden.

Dabei werden nur die Partikel 2 bis zu einer vorgegebenen Korngröße durch die Durchbrüche 7 transportiert und in der dahinter liegenden Auffangkammer 4 gesammelt, während größere Partikel 2 aufgrund ihres höheren Gewichtes in den Innenraum der Zerkleinerungskammer 3 zurückfallen und von neuem zur Bildung weiterer Pfropfen 12 den Rohren 8,8'zugeführt werden. Typischer- weise werden mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 Partikel 2 mit Parti- kelgrößen von etwa 10 mm Aufgabegröße bis zu Zielkorngrößen von etwa 1 um zerkleinert.

Durch eine geeignete Dimensionierung der Durchmesser der Rohre 8,8', der Anzahl und Größen der Durchbrüche 7 der Prallplatte 6 sowie des Volumens der Auffangkammer 4 können die Korngrößen und Korngrößenverteilungen der in der Auffangkammer 4 gesammelten zerkleinerten Partikel 2 vorgegeben werden.

Die Anzahl und Größen der Durchbrüche 7 lassen sich durch Auswechseln verschiedener Prallplatten 6 auf einfache Weise variieren.

Besonders vorteilhaft kann auch die Größe der Auffangkammer 4 variiert wer- den. Hierzu können höhenverstellbare Wellkompensatoren, Stopfbuchsen, Schiebemuffen oder dergleichen vorgesehen sein, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind. Dabei ist die Korngrößenverteilung der in der Auffangkammer 4 gesammelten zerkleinerten Partikel umso schärfer, je größer das Volumen der Auffangkammer 4 ist.

An der Seitenwand der Auffangkammer 4 ist eine Entnahmeöffnung 16 vorge- sehen. Über diese Entnahmeöffnung 16 können die zerkleinerten Partikel 2 zu vorgegebenen Zeiten entnommen werden.

Die Druckimpulseinheiten 13,13'werden von einer nicht dargestellten Steuer- einheit gesteuert und erzeugen in einem vorgegebenen Zeittakt Folgen von Druckimpulsen. Die Druckimpulseinheiten 13,13'werden vorzugsweise alter- nierend gesteuert, so dass abwechselnd ein Pfropfen 12 aus dem linken oder rechten Rohr 8 oder 8'gegen die Prallplatte 6 geschossen wird. Die Zyklen, innerhalb derer die Rohre 8,8'mit den einzelnen Pfropfen 12 befüllt werden, liegen im Sekunden-oder sogar im Millisekundenbereich, so dass die Taktrate der Druckimpulse entsprechend hoch gewählt werden kann. Auf diese Weise werden die einzelnen Pfropfen 12 rasch nacheinander gegen die Prallplatte 6 geschossen, so dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ein quasi konti- nuierlicher Zerkleinerungsprozess und ein entsprechend hoher Durchsatz erzielt wird.

Nachdem ein Pfropfen 12 aus einem der Rohre 8,8'geschossen worden ist, wird das entsprechende Rohr 8,8'über das jeweilige Zuführrohr 11,11'wie- der mit Partikeln 2 zur Bildung eines neuen Pfropfens 12 befüllt. Vorteilhaft hierbei ist, dass durch den bei Abschießen eines Pfropfens 12 entstehenden Schock die Partikel 2 in der Zerkleinerungskammer 3 gerüttelt werden und so verstärkt dem Zufuhrrohr 11,11'zugeführt werden, wodurch das Nachladen des Rohres 8,8'mit einem Pfropfen 12 unterstützt wird. Diese Ladefunktion wird weiterhin durch den beim Auftreffen des Pfropfens 12 auf der Prallplatte 6 im oberen Bereich der Zerkleinerungskammer 3 herrschenden Überdruck ver- stärkt.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 können insbesondere harte Werk- stoffe mit Mohs-Härtegraden vorzugsweise im Bereich zwischen 7 und 10 effi- zient zerkleinert werden.

Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor- richtung 1. Die dort dargestellte Vorrichtung 1 entspricht in ihrem Aufbau na- hezu vollständig dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 weist die Vorrich- tung 1 gemäß Figur 2 zwei Öffnungen 10,10'an der Seitenwand der Zerkleine- rungskammer 3 auf, an welchen Einfüllstutzen 17,17'zur Befüllung des Innen- raumes der Zerkleinerungskammer 3 mit den Partikeln 2 ausmünden.

Weiterhin sind analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 weitere Öff- nungen 1 Oa, 1 Oa'zur Einleitung von Trockeneisgranulat vorgesehen.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass an den unteren Enden der Rohre 8, 8', an welchen jeweils die Pfropfen 12 liegen, geneigt zu den Rohren 8,8'ver- laufende Zuführstutzen 18,18'ausmünden. In diesen Zuführstutzen 18, 18' sind die Ventile 14,14'der nicht gesondert dargestellten Druckimpulseinheiten 13,13'angeordnet.

Die Längsachsen der Zuführrohre 8,8'können in einer horizontalen, senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung 1 orientierten Ebene verlaufen oder wie in Figur 2 dargestellt in einem Neigungswinkel, der vorzugsweise maximal bei 20° liegt, geneigt zu dieser Ebene verlaufen.

Schließlich weist die Auffangkammer 4 zwei gegenüberliegend angeordnete Entnahmeöffnungen 16,16'auf, wobei an jeweils einer Entnahmeöffnung 16 oder 16'ein Stutzen 19, 19'ausmündet.

Schließlich besteht ein Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 darin, dass die Zerkleinerungskammer 3 ein Oberteil 20 aufweist, dessen Quer- schnitt geringfügig kleiner ist als der Querschnitt des Unterteils 21 der Zerklei- nerungskammer 3. Prinzipiell können das Ober-und Unterteil 20,21 auch zweiteilig ausgebildet sein. An den aneinander angrenzenden offenen Enden des Oberteils 20 der Zerkleinerungskammer 3 und der Auffangkammer 4 ist die Prallplatte 6 wieder lösbar befestigt, so dass diese bei Bedarf ausgewechselt werden kann.

Schüßler Verfahrenstechnik GmbH 73278 Schlierbach, DE Bezugszeichenliste (1) Vorrichtung (2) Partikel (3) Zerkleinerungskammer (4) Auffangkammer (5) Ringflansch (5') Ringflansch (6) Prallplatte (7) Durchbruch (8) Rohr (8') Rohr (9) Boden (10) Öffnung (10') Öffnung (11) Zuführrohr (11') Zuführrohr (12) Pfropfen (13) Druckimpulseinheit (13') Druckimpulseinheit (14) Ventil (14') Ventil (15) Staubwolke (16) Entnahmeöffnung (16') Entnahmeöffnung (1 7) Einfüllstutzen (17') Einfüllstutzen (18) Zufiihrstutzen

2 (18') Zuführstutzen (19) Stutzen (19') Stutzen (20) Oberteil (21) Unterteil