用于制造膨胀颗粒的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于由沙粒状的材料(1)制造膨胀颗粒的设备(10)，该设备包括炉子(2)，该炉子具有基本上竖直延伸的炉身(3)和设置在该炉身(3)的上方或上部区域中的用于将沙粒状的材料(1)装填到炉身(3)中的给料装置(5)。为了实现使沙粒状的材料均匀地膨胀，给料装置(8)构造成用于将沙粒状的材料(1)以至少一个向下下落的幕帘的形式置入到炉身(3)的上部区域中，其中，幕帘的下落区间(4)位于炉身横截面的非中心的、优选外围的区域中。本发明专利技术还涉及一种用于由沙粒状的矿物材料制造膨胀颗粒的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于由沙粒状的材料制造膨胀颗粒的设备，该设备包括炉子，该炉子具有基本上竖直延伸的炉身和设置在该炉身的上方或上部区域中的、用于将沙粒状的材料输出到炉身中的输出装置，其中，输出装置构造成用于将沙粒状的材料以至少一个向下下落的幕帘的形式置入到炉身的上部区域中，其中，幕帘的下落区间位于炉身横截面的非中心的、优选外围的区域中，本专利技术以及涉及一种用于制造膨胀颗粒的方法。
技术介绍
在WO2013/053635A1中公开了这样的设备或方法，其目的在于：可控地调节膨胀颗粒的封闭表面，使得所述膨胀颗粒没有或者几乎没有吸湿性。另外，应该实现影响膨胀颗粒的表面结构和由此其粗糙度的可能性。为此这个公开文献提出：设置多个顺着沙粒状的材料的下落区间设置的且可以彼此独立控制的加热元件，并且顺着下落区间实施温度探测，其中，根据探测到的温度在进行膨胀过程的区域的下侧对加热元件进行控制。由于膨胀炉身的竖直定向并且由于附加地置入或者吸出伴随膨胀过程的过程气体，在炉身内部出现作用在沙粒状的材料上的流动。如果炉身向上封闭，那么会出现流动情况，在这些流动情况中在膨胀炉身的一些区段中近壁的向上流动(边界层流动)完全停止，这必然会导致微粒粘结在膨胀炉身的壁上，另外还会导致各沙粒在炉身中的不同的停留时间并且这样最后会导致各微粒的膨胀度极其不同的膨胀质量。然而即使是迄今为止已知的、附加地置入或者吸出伴随膨胀过程的过程气体的解决方案，迄今也未提供膨胀的微粒的足够均匀的质量。由此不均匀的膨胀过程可以视为现有技术的缺点，该膨胀过程最后的结果是导致不同程度膨胀的或根本不膨胀的微粒以及导致加重的壁粘结。因此颗粒在吸湿性方面的特性受到不利影响，这是因为对膨胀过程的调节达不到所有微粒均相同。下文进一步阐述在已知的诸如借助旋转给料器、排料溜槽或沟纹辊式给料机的材料给料的解决方案的应用中的缺点。利用通常的借助排料溜槽，旋转给料器或沟纹辊式给料将材料供给到炉身中能够实现材料在膨胀炉身的横截面上的比较均匀的分布。然而这基于炉身横截面上变化的流动情况会导致膨胀颗粒的不同的停留时间和因此不同的质量。结果是非均匀膨胀颗粒，并且随着近壁的向上流动而循环的尘埃会附加地导致粘结在炉身中。由US3046607A已知一种用于使颗粒状给料膨胀的炉子的给料设备。在这种情况下，一个锥体以它的下端部与一个柱状的收集器连接，该收集器的下端部又设计成倒转的锥体，该锥体与设置在其下的锥形止档协作。收集器在它的下部的倒转锥形的端部上具有多个环形设置的孔，给料穿过这些孔可以圆形地、以大量单独的彼此略微间隔开的射流的形式下落到炉子中。同样由GB902169A已知了一种用于使颗粒状给料膨胀的炉子的给料设备，该给料设备能够实现给料的圆形装填。在此经由环状间隙进行给料的装填，从而产生连续的微粒幕帘。
技术实现思路
基于本专利技术的目的在于：提供用于由沙粒状的材料制造膨胀颗粒的设备以及方法，该设备/该方法没有所述缺点并且出众之处在于均匀的对所有微粒同样作用的膨胀过程。利用这样的设备或方法应该尽可能有效地防止在产生的颗粒中出现不同程度膨胀的或根本不膨胀的微粒。所述设备的出众之处应该在于简单而可靠的结构。本专利技术可以在现有的设备上无需过多费用地进行改造。所述目的利用文首述及的设备通过如下方式得以实现，即，给料装置构造成用于将沙粒状的(就是说松散的)材料以至少一个向下下落的幕帘的形式置入到炉身的上部区域中，其中，幕帘的下落区间位于炉身横截面的非中心的、优选外围的区域中。本专利技术基于的基本认识是：装料的方式可以显著影响膨胀过程的质量。非中心在此意味着：幕帘不是在炉身横截面的中心区域中延伸，而是向着炉身内壁的方向定向。这一方面具有的优点是：在中心区域中产生用于例如通过在炉身的顶部区域中置入或者吸出过程气体、例如热空气而产生的强制二次流制造空间，该二次流通过如下方式对在近壁的向上流动中(往回)运送的微粒具有积极作用，即，由二次流向炉身中心的方向施加指向这些微粒的力，通过这种方式可以避免或相对迄今为止众所周知的方法有效地减少粘结，另一方面，通过这种方式使得由内壁辐射的热量更加有效地或者更加直接地传递到下落的材料上。就此而论优选的是：幕帘在炉身横截面的外围的、就是说在直接或间接的边缘区域中延伸。炉身横截面当然理解为垂直于竖直线或垂直于炉身的纵向延伸的横截面。由此优选给料装置至少在炉身横截面的中心区域中没有用于沙粒状的材料的出口，因而炉身在其中心区域中不被装填沙粒状的材料。特别优选的是：给料设备在炉身横截面外围区域之外没有用于沙粒状的材料的出口，因而装料仅仅在接近内壁的区域中进行。一种优选的实施方式的出众之处在于：幕帘的数量最多与炉身内壁的数量一样多，其中，炉身的每个内壁最多配属有一个幕帘。这能够实现对所有材料幕帘的同等程度的加热。本专利技术的优点还在于：通过由沙粒状的材料构成竖直竖立的幕帘(就是说，幕帘的平面平行于竖直线)能够实现有针对性地在炉身横截面上分布的装料。就是说，材料在炉子上部区域中的给料横截面比炉身横截面小很多。与现有技术不同，这一点意味着：不再均匀地给整个炉身横截面装料，而仅仅仍有炉身横截面的确定的区段限定下落区间。可以根据设备的各个构件的尺寸以及炉身中的流动情况如下地选择或者调节面状的幕帘的位置，即，在幕帘内下落的微粒进行相同的流动。因此可以确保微粒在炉身中的均匀的停留时间和因此颗粒的同样的膨胀质量。膨胀不良的沙粒的份额明显下降，这导致材料收获率的提高。关于所使用的材料，不仅可以使用矿砂，水作为膨胀多孔剂结合在这些矿砂中、诸如珍珠岩或黑耀岩矿砂。同样可以是矿物性粉尘，该矿务性粉尘混合有含水的矿物结合剂，在这种情况中含水的矿物结合剂作为膨胀多孔剂起作用。在这种情况中可以如下地设定膨胀过程：由例如直径为20pm的比较小的沙粒组成的矿物性粉尘利用结合剂构成更大的例如500pm的晶粒。在临界温度时矿物性粉尘的沙粒的表面变成可塑的并且构成更大晶粒的封闭的表面或者融合成这样的表面。由于单个较大晶粒的封闭的表面通常总体上小于参与构成这个较大晶粒的矿物性粉尘的各个沙粒的所有表面的总和，所以通过这种方式获得表面能或者表面与体积的比率下降。那就是说在这一刻存在分别具有一个封闭表面的较大晶粒，这些晶粒具有包括矿物性沙尘(Sandstaub)的母体以及含水的矿物结合剂。由于这些较大晶粒的表面始终是可塑的，所以结果是形成的水蒸气使这些较大晶粒膨胀。就是说，含水的矿物结合剂用作膨胀多孔剂。作为替换方案也可以将矿物性粉尘与膨胀多孔剂混合，该膨胀多孔剂与优选含水的矿物结合剂掺和在一起。作为膨胀多孔剂例如可以使用CaCO3。在这种情况中可以类似于上面描述的那样设定膨胀过程：具有比较小的沙粒粒度(例如20pm直径)的矿物性粉尘与膨胀多孔剂和矿物结合剂构成更大的晶粒(例如500pm直径)。在达到临界温度时，矿物性粉尘的沙粒的表面变成可塑的并且构成较大晶粒的封闭表面或者融合成这样的封闭表面。所述较大晶粒的封闭表面始终是可塑的并且现在可以由膨胀多孔剂膨胀。如果矿物粘合剂是含水的，那么这个矿物结合剂可以起到附加的膨胀多孔剂的作用。因此在根据本专利技术的方法的一种优选的实施方式中规定：具有膨胀多孔剂的矿物材料是水结合在其内并且作为膨胀多孔剂起作用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于由沙粒状的材料(1)制造膨胀颗粒的设备(10)，该设备包括炉子(2)，该炉子具有基本上竖直延伸的炉身(3)和设置在该炉身(3)的上方或上部区域中的用于将沙粒状的材料(1)装填到炉身(3)中的给料装置(5)，其中，给料装置(5)构造成用于将沙粒状的材料(1)以至少一个向下下落的幕帘(25)的形式置入到炉身(3)的上部区域中，其中，幕帘(25)的下落区间(4)位于炉身横截面的非中心的、优选外围的区域中，其特征在于：为了顺着第一输送方向(18)输送沙粒状的材料(1)，给料装置(5)具有带底部(17)的第一输送段(16)，所述底部(17)在所述第一输送段(16)的端部区域中由相对所述第一输送方向(18)倾斜或弯曲延伸的且分别构成一个溢流口的边缘(19，20)限定，在这些边缘上，沙粒状的材料(1)分别作为下落的幕帘(24)向下离开所述第一输送段(16)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.25 EP 13194303.71.用于由沙粒状的材料(1)制造膨胀颗粒的设备(10)，该设备包括炉子(2)，该炉子具有基本上竖直延伸的炉身(3)和设置在该炉身(3)的上方或上部区域中的用于将沙粒状的材料(1)装填到炉身(3)中的给料装置(5)，其中，给料装置(5)构造成用于将沙粒状的材料(1)以至少一个向下下落的幕帘(25)的形式置入到炉身(3)的上部区域中，其中，幕帘(25)的下落区间(4)位于炉身横截面的非中心的、优选外围的区域中，其特征在于：为了顺着第一输送方向(18)输送沙粒状的材料(1)，给料装置(5)具有带底部(17)的第一输送段(16)，所述底部(17)在所述第一输送段(16)的端部区域中由相对所述第一输送方向(18)倾斜或弯曲延伸的且分别构成一个溢流口的边缘(19，20)限定，在这些边缘上，沙粒状的材料(1)分别作为下落的幕帘(24)向下离开所述第一输送段(16)。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：为了将沙粒状的材料(1)以幕帘(25)的形式释放到炉身(3)中，给料装置(5)具有朝向炉身(3)的至少一个间隙状出口(7)和/或朝向炉身(3)的包括多个顺着一条线并排设置的出口的至少一个出口系统(8)。3.如权利要求2所述的设备，其特征在于：间隙状出口(7)或出口系统(8)与炉身(3)的至少一个内壁(11，12)基本上平行地延伸。4.如权利要求2或3所述的设备，其特征在于：间隙状出口(7)或出口系统(8)关于炉身(3)的内壁(11，12)如下地设置，即，通过间隙状出口(7)或出口系统(8)成形的幕帘(25)的下落区间(4)在内壁附近延伸，其中，幕帘(25)的下落区间(4)以与炉身(3)的内壁(11，12)优选最大50mm、优选最大30mm、特别优选最大20mm的距离延伸。5.如权利要求2至4之任一项所述的设备，其特征在于：间隙状出口(7)或出口系统(8)关于炉身(3)的内壁(11，12)如下地设置，即，通过间隙状出口(7)或出口系统(8)成形的幕帘(25)的下落区间(4)以与炉身(3)的内壁(11，12)至少10mm的距离延伸。6.如前述权利要求之任一项所述的设备，其特征在于：给料装置(5)包括用于沙粒状的材料(1)的至少一个导向面(13，14)，该导向面倾斜于竖直线定向并且通入到朝向炉身(3)的出口(7)或出口系统(8)中，其中，优选给料装置(5)包括至少两个导向面(13，14)，这些导向面使沙粒状的材料(1)向相反的方向转向。7.如前述权利要求之任一项所述的设备，其特征在于：底部面在所述第一输送段(16)的端部区域中沿着输送方向(18)逐渐变小、优选变尖。8.如前述权利要求之任一项所述的设备，其特征在于：所述底部(17)在所述第一输送段(16)的端部区域中具有缺口，该缺口由构成溢流口的边缘(19，20)限定并且优选具有V形的轮廓。9.如前述权利要求之任一项所述的设备，其特征在于：所述第一输送段(16)构造成凹槽和/或与振动驱动装置(21)连接。10.如前述权利要求之任一项所述的设备，其特征在于：在所述第一输送段(16)前连接有用于对沙粒状的材料(1)的供给进行配量的特别是形式为阀的配量装置(22)。11.如前述权利要求之任一项所述的设备，其特征在于：给料装置(5)具有第二输送段(26)，该第二输送段设置在所述第一输送段(16)的下方并且包括转向装置(23)，以便使从所述第一输送段(16)的边缘(19，20)下落的幕帘(24)中的至少一个幕帘的平面旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·E·布伦迈尔，
申请(专利权)人：宾德股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT