DE102021128897A1 - Arrangement for dry grinding and processing of different materials in the finest grain range - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Trockenvermahlen und Aufbereiten von unterschiedlichsten Materialien im Feinstkornbereich, umfassend eine Unterdruckerzeugungseinrichtung, einen Dosierer, Medienanschlüsse, eine elektrische und pneumatische Steuerung, Versorgungsleitungen sowie mindestens eine Gegenstrahlmühle und/oder mindestens einen Windsichter. Erfindungsgemäß sind alle funktionswesentlichen Anordnungskomponenten auf einem roll- oder fahrbaren Tischgestell nebst Pultschrank anwendungsspezifisch und modulartig befindlich und verschalten. Die Abfüllung des aufbereiteten Gutes erfolgt unmittelbar und direkt über Anschlussmittel in Normbehältnisse.The invention relates to an arrangement for dry grinding and processing a wide variety of materials in the fine grain range, comprising a vacuum generating device, a dosing device, media connections, an electrical and pneumatic control system, supply lines and at least one counter-jet mill and/or at least one air classifier. According to the invention, all functionally essential arrangement components are located and interconnected on a rollable or mobile table frame together with a desk cabinet in an application-specific and modular manner. The processed goods are filled immediately and directly into standard containers via connection means.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Trockenvermahlen und Aufbereiten von unterschiedlichsten Materialien im Feinstkornbereich, umfassend eine Druckluftversorgungseinrichtung, einen Dosierer, Medienanschlüsse, eine elektrische und pneumatische Steuerung, Versorgungsleitungen sowie mindestens eine Gegenstrahlmühle und/oder mindestens einen Windsichter gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an arrangement for dry grinding and processing a wide variety of materials in the fine grain range, comprising a compressed air supply device, a dosing device, media connections, an electrical and pneumatic control system, supply lines and at least one counter-jet mill and/or at least one air classifier according to the preamble of
Aus der
Windsichten ist ein Verfahren zur Trennung staubförmiger, körniger oder faseriger Güter, wobei das Trennen nach der Sinkgeschwindigkeit unter dem Einfluss von Kornform, Korngröße und Dichte erfolgt. Ein Qualitätskriterium eines Windsichters ist die Trennwirkung, wobei nach Möglichkeit alle Teilchen, die größer als die Trenngrenze sind, ins Grobgut und kleinere Teilchen ins Feingut befördert werden.Air classifying is a process for separating dusty, granular or fibrous goods, whereby the separating takes place according to the sinking speed under the influence of grain shape, grain size and density. A quality criterion of an air classifier is the separating effect, with all particles that are larger than the separation limit being conveyed into the coarse material and smaller particles into the fine material.
Für Windsichter kommen Sichterräder aus zum Beispiel Stahl oder Keramik zum Einsatz, wobei auch die Möglichkeit besteht, Sichterräder mit einer anderen Geometrie in einem Gerät anzuordnen, um eine Steigerung der Leistungsfähigkeit zu erreichen.Classifier wheels made of steel or ceramics, for example, are used for air classifiers, although there is also the possibility of arranging classifier wheels with a different geometry in a device in order to achieve an increase in performance.
Die
Aus der
Die beschriebenen Mittel zum Aufbereiten von Materialien im Feinstkornbereich finden Einsatz in Technikumsanlagen, aber auch als Großanlagen für die laufende Produktion entsprechender Mengen.The means described for the processing of materials in the finest grain range are used in pilot plants, but also as large-scale plants for the ongoing production of corresponding quantities.
Neue und moderne Technologien im Bereich der Additivtechnik machen es jedoch erforderlich, auch kleinere Mengen aufbereiteter Feinstkornmaterialien bereitzustellen und dies in hoher Reinheit, sofort und schnell verfügbar und nach Möglichkeit mit geringen Herstellungskosten. Dabei gilt es unter anderen auch, Transportwege zu vermeiden und den Aufwand beim Abfüllen bzw. Umfüllen der Feinstkornprodukte in Grenzen zu halten.However, new and modern technologies in the field of additive technology make it necessary to also provide smaller quantities of processed fine-grain materials and this in high purity, immediately and quickly available and, if possible, with low production costs. Among other things, it is also important to avoid transport routes and to keep the effort involved in filling or decanting the finest grain products within limits.
Aus dem Vorgenannten wurde daher die Aufgabe der Erfindung abgeleitet, eine Anordnung zum Trockenvermahlen und Aufbereiten von unterschiedlichsten Materialien im Feinstkornbereich, das heißt im Mikron- und Nanobereich zur Verfügung zu stellen, die als modulare Laboranlage für unterschiedlichste Produktionszweige und Technologien geeignet und in der Lage ist, notwendige Mengen Feinstgüter bereitzustellen, um beispielsweise entsprechend Anwendungserfordernissen in der Additivtechnologie ausreichend Ausgangsmaterialien schnell und vor Ort zur Verfügung zu haben.The object of the invention was therefore derived from the above, to provide an arrangement for dry grinding and processing a wide variety of materials in the finest grain range, i.e. in the micron and nano range, which is suitable and capable as a modular laboratory system for a wide variety of production branches and technologies , to provide the necessary quantities of fine goods, for example in order to have sufficient starting materials available quickly and on site in accordance with application requirements in additive technology.
Das erfindungsgemäße Konzept soll dabei die Möglichkeiten von Windsichtanlagen und Gegenstrahlmühlen vereinen, um auf alle Anwendungsfälle reagieren zu können. Ebenso soll zur Beschickung die Anordnung von einfachen Scheibendosierungen, aber auch von Doppelschneckendosiern oder dergleichen Mitteln möglich sein.The concept according to the invention should combine the possibilities of air classifiers and opposed jet mills in order to be able to react to all applications. Likewise, the arrangement of simple disc dosing, but also of twin screw dosing or similar means should be possible for feeding.
Die Anlage soll die verschiedensten Fahrweisen, auch mit Schutzgas wie Stickstoff oder Argon, gestatten und alle Komponenten so modulartig vereinigen, dass eine kompakte Bauform gegeben ist und die Möglichkeit eines schnellen und einfachen Transportes realisiert werden kann.The system should allow for a wide variety of modes of operation, including with inert gas such as nitrogen or argon, and unite all components in such a modular way that a compact design is given and the possibility of quick and easy transport can be realized.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt demnach mit einer Anordnung zum Trockenvermahlen und Aufbereiten von unterschiedlichsten Materialien im Feinstkornbereich, umfassend mindestens eine Unterdruckversorgungseinrichtung, mindestens einen Dosierer, verschiedene Medienanschlüsse, eine elektrische und pneumatische Steuerung, Versorgungsleitungen sowie mindestens eine Gegenstrahlmühle und/oder mindestens einen Windsichter.The object of the invention is therefore achieved with an arrangement for dry grinding and processing a wide variety of materials in the fine grain range, comprising at least one vacuum supply device, at least one dosing device, various media connections, an electrical and pneumatic control system, supply lines and at least one counter-jet mill and/or at least one air classifier .
Alle die vorgenannten funktionswesentlichen Anordnungskomponenten sind auf einem roll- oder fahrbaren Tischgestell nebst Pultschrank anwendungsspezifisch und modulartig verschalten und befindlich.All of the aforementioned functionally essential arrangement components are connected and located on a rollable or mobile table frame together with a desk cabinet in an application-specific and modular manner.
Die Abfüllung des aufbereiteten Gutes erfolgt unmittelbar und direkt über Anschlussmittel in Normbehältnisse, und zwar auch in einer Fahrweise unter Schutzgas.The processed material is filled immediately and directly via connection means into standard containers, and this is also done under protective gas.
Die Anschlussmittel sind bevorzugt als Schraubanschlüsse für genormte Behältnisse, insbesondere Weithalsbehälter oder Weithalsflaschen ausgebildet.The connection means are preferably designed as screw connections for standardized containers, in particular wide-necked containers or wide-necked bottles.
Beispielsweise besitzen die Normbehältnisse ein Volumen im Wesentlichen zwischen 0,5 bis 5,0 Liter zur Aufnahme der Fertiggüter.For example, the standard containers have a volume of essentially between 0.5 and 5.0 liters for accommodating the finished goods.
Das Tischgestell der Anordnung nebst integrierten Pulsschrank weist Abmessungen im Sinne einer Klein- oder Laboranlage auf, das heißt ist in Breite und Höhe so ausgestaltet, dass ein Bewegen oder Verfahren von Raum zu Raum unter Nutzung von einflügeligen Türen mit einer Breite gemäß Baurichtmaß nach DIN 18100 erfolgen kann.The table frame of the arrangement together with the integrated pulse cabinet has dimensions in mind a small or laboratory system, i.e. it is designed in width and height in such a way that it can be moved or moved from room to room using single-leaf doors with a width in accordance with standard dimensions according to DIN 18100.
Insbesondere die Unterdruckversorgungs- oder erzeugungseinrichtung und die notwendigen elektrischen sowie pneumatischen Steuerungsmittel sind im Pultschrank befindlich.In particular, the vacuum supply or generation device and the necessary electrical and pneumatic control means are located in the desk cabinet.
Der Pultschrank weist darüber hinaus eine Bedieneinheit auf, die über ein Display das Anlagenfliessschema verdeutlicht und den Prozessablauf darstellt.The desk cabinet also has an operating unit that shows the system flow diagram and the process flow on a display.
Das Display kann als Touch-Screen ausgeführt sein, um durch entsprechende Berührung Funktionskomponenten einzustellen, Parameter vorzugeben oder andere schaltungstechnische Handlungen auszulösen.The display can be designed as a touch screen in order to set functional components, specify parameters or trigger other circuitry actions by appropriate touching.
An oder auf einer Tischplatte des Tischgestelles sind die Gegenstrahlmühle und/oder der Windsichter montiert, wobei unterhalb der Tischplatte in Richtung eines Tischbodens Grobgut- und/oder Feingutaustrittsöffnungen ausgebildet sind, welche über Scheibenventile zu den Anschlussmitteln für die Normbehältnisse führen.The counter-jet mill and/or the air classifier are mounted on or on a table top of the table frame, coarse material and/or fine material outlet openings being formed below the table top in the direction of a table floor, which lead to the connection means for the standard containers via disk valves.
Zur Abstützung der Normbehältnisse auf dem Tischboden sind höhenverstellbare Bühnen vorhanden, so dass ein sicherer Anlagenbetrieb möglich ist.Height-adjustable platforms are available to support the standard containers on the table floor, so that safe system operation is possible.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind für die Aufgabe des zu verarbeitenden Gutes weitere Anschlussmittel, ebenfalls für Normbehältnisse, ausgebildet.In a further development of the invention, further connection means, also for standard containers, are designed for feeding in the goods to be processed.
Als Windsichter kommt bei der beschriebenen Anlage insbesondere ein Windsichter vom Typ SeparaNo und als Gegenstrahlmühle bzw. multifunktionale Maschine der Typ MultiNo der Unternehmung Aufbereitungstechnologie Noll GmbH zum Einsatz. Beim Einsatz der Gegenstrahlmühle MultiNo kann eine solche mit zwei oder drei Mahldüsen oder drei Mahldüsen mit Austragsklappen für die Fahrweise Druckluft, Schutzgas oder Kreisgas gewählt werden.In the system described, a SeparaNo type air classifier is used as the air classifier and the MultiNo type as a counter-jet mill or multifunctional machine from the company Auffertigungstechnologie Noll GmbH. When using the MultiNo counter-jet mill, one with two or three grinding nozzles or three grinding nozzles with discharge flaps can be selected for operation with compressed air, inert gas or circulating gas.
Beim Einsatz des Windsichters SeparaNo kann ein Sichterrad aus den Materialien Edelstahl, Hartmetall oder Keramik ausgewählt werden.When using the SeparaNo wind sifter, a sifter wheel made of stainless steel, hard metal or ceramic can be selected.
Für eine Aufbereitung unter Schutzgasatmosphäre sind als Anschlussmittel für die Abfüllung des Gutes zwei hintereinander geschaltete Ventile vorgesehen, wobei eines der Ventile normbehältnisnah, insbesondere auf dem Behältnis aufsitzend ausgeführt ist.For processing under a protective gas atmosphere, two valves connected in series are provided as connection means for filling the product, with one of the valves being designed close to the standard container, in particular seated on the container.
Das Tischgestell selbst ist weitgehend offen und mehrseitig zugänglich ausgebildet, um eine leichte und freie Bedienbarkeit, eine einfache Wartung und eine schnelle Möglichkeit zum Umbau zu schaffen.The table frame itself is designed to be largely open and accessible from several sides in order to create easy and free operability, easy maintenance and a quick way to convert.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles sowie mehrerer Figuren näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment and several figures.
Hierbei zeigen:
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1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Laboranordnung zum Trockenvermahlen und Aufbereiten von Materialien im Feinstkornbereich mit erkennbarem Tischgestell nebst Pultschrank einschließlich Bedieneinheit und mit einem Windsichter, hier ausgebildet als dynamischer Windsichter mit weitem Trenngrenzbereich und hoher Trennschärfe, wobei das Feingut und die lufttechnisch aufgelösten Agglomerate durch Sichterräder vom Grobgut getrennt werden, sowie mit Weithalsflaschen als Normbehältnisse zur Aufnahme des aufbereiteten Gutes, wodurch kein Umfüllen mehr in andere Gebinde oder Musterdosen notwendig wird, wobei die im Bild dargestellten Weithalsflaschen auf jeweils einer höhenverstellbaren Bühne gelagert und z. B. gegenüber dem Tischboden des Tischgestells abgestützt und fixiert sind und -
2 eine Detailansicht X gemäß1 bei geöffnetem Sichterkopf.
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1 a side view of the laboratory arrangement according to the invention for dry grinding and processing of materials in the fine grain range with a recognizable table frame together with a desk cabinet including an operating unit and with an air separator, designed here as a dynamic air separator with a wide separation limit range and high selectivity, the fines and the air-technically dissolved agglomerates being separated from the coarse material by separator wheels be, as well as with wide-necked bottles as standard containers for receiving the processed goods, which means that it is no longer necessary to transfer them to other containers or sample cans, with the wide-necked bottles shown in the picture each being stored on a height-adjustable platform and z. B. are supported and fixed to the table bottom of the table frame and -
2 a detailed view according toX 1 with the sifter head open.
Aus den Figuren ist für den Fachmann nachvollziehbar und ersichtlich, dass auf dem mit Rädern versehenen und dadurch roll- und fahrbaren Tischgestell 11 alle funktionswesentlichen Anordnungskomponenten befindlich sind, wobei die notwendigen Steuerungen und Schalteinrichtungen im Pultschrank 1 enthalten und im Bereich des Pultes notwendige Bedieneinheiten 12 erkennbar und zugänglich sind.The figures make it clear and understandable for the person skilled in the art that all functionally essential arrangement components are located on the
Die Abfüllung des aufbereiteten Gutes erfolgt unmittelbar und direkt über Anschlussmittel, zum Beispiel Schraubanschlüsse in Normbehältnisse 4, und zwar auch unter einer Fahrweise unter Schutzgas.The processed material is filled immediately and directly via connection means, for example screw connections, into
Die Anschlussmittel können als Schraubanschlüsse für sogenannte Weithalsbehälter oder Weithalsflaschen ausgeführt sein.The connection means can be designed as screw connections for so-called wide-necked containers or wide-necked bottles.
Dort, wo notwendig, erfolgt eine Abstützung der entsprechenden Normbehältnisse mittels höhenverstellbarer Bühnen 5.Where necessary, the corresponding standard containers are supported by means of height-
Mit Ausnahme des eigentlichen, aus Sicherheitsgründen verschließbaren Schaltschrankteiles 6 sind alle Komponenten der Anlage leicht zugänglich, so dass je nach Aufbereitungsaufgabe ein einfacher Umbau und eine Anpassung an geänderte Aufgabematerialien möglich wird.With the exception of the actual
Mit der erfindungsgemäßen Lösung gelang es erstmals, eine kleinere Laboranlage zum Mahlen, Sichten aber auch Reinigen von Aufgabegut bereitzustellen, die nicht nur kostengünstig ist, sondern in ihren Abmessungen so dimensioniert wurde, dass die Anlage durch eine übliche Tür mit Standardabmessung bewegt werden kann.With the solution according to the invention, it was possible for the first time to provide a smaller laboratory system for grinding, sifting but also cleaning feed material, which is not only inexpensive but was dimensioned in such a way that the system can be moved through a conventional door with standard dimensions.
Das rahmenartige Tischgestell wird aus kostengünstigen Blechmaterialien in abgekanteter Form gefertigt.The frame-like table base is made from cost-effective sheet metal in a folded shape.
Erfindungsgemäß kommen Weithalsbehälter als Normbehältnisse 4 zum Einsatz. Hierdurch ist die Aufgabe des zu behandelnden Gutes sowie die Abnahme des Gutes in Behältern möglich, die so ohne Weiteres zur weiteren Verarbeitung, zum Beispiel für den sogenannten 3D-Druck in diesen Behältnissen eingesetzt werden können.According to the invention, wide-necked containers are used as
In Weiterbildung der Erfindung ist die Anlage mit einer Möglichkeit zur Fernwartung ausgestattet. Alle sonstigen Unterlagen zur Bedienung und Wartung sind in der Anlage hinterlegt und können abgerufen werden.In a development of the invention, the system is equipped with a remote maintenance option. All other documents for operation and maintenance are stored in the system and can be called up.
Alle Anlagenbauteile sind je nach gewählter Auslieferungskonfiguration betriebsfertig verschalten und können modulartig erweitert werden.Depending on the selected delivery configuration, all system components are wired ready for operation and can be expanded in a modular way.
Eine Unterdruckerzeugungseinrichtung 61 befindet sich im Schaltschrank 6. Weiterhin sind Scheibenventile 3 sowie ein Sichterkopf mit Sichterrad 2 (siehe
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- WO 2006/048050 A1 [0002]WO 2006/048050 A1 [0002]
- DE 10045160 A1 [0005]DE 10045160 A1 [0005]
- WO 2007/118749 A1 [0006]WO 2007/118749 A1 [0006]
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