DE69904329T2

DE69904329T2 - Verdichtung eines teilförmigen schüttguts

Info

Publication number: DE69904329T2
Application number: DE69904329T
Authority: DE
Inventors: Kevan Vaughan Russel-Smith
Original assignee: Elkem ASA
Current assignee: Elkem ASA
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2019-06-26
Also published as: CA2335740C; SK19932000A3; EP1089928A1; NO325767B1; CA2335740A1; BR9911557A; AU4639199A; SI20421A; ATE228961T1; CZ302487B6; NO20006474D0; RU2224707C2; US6572262B1; WO2000000418A1; UA65629C2; IL140372A0; ES2185364T3; JP2002519266A; AU753947B2; DE69904329D1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verdichten eines teilchenförmigen Schüttguts. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten eines teilchenförmigen Schüttguts.
Der Anmelder ist sich der US 1,814,171 bewußt, welche einen nachgebenden Propeller offenbart, der angepaßt ist, um granuläres, pulverförmiges oder ähnliches komprimierbares Material vorwärts zu treiben. Der Propeller packt granuläres oder ähnliches Material zu einem vorgegebenen Grad und setzt das Material einem Druck bis zu dem gewünschten Grad aus, bevor er nachgibt, um so den Druck nicht um ein beträchtliches Maß über die gewöhnliche Menge zu steigern, sogar wenn sich das Material nicht länger von dem Propeller wegbewegt. Der Propeller der US 1,814,171 ist eine axiale Vorrichtung. Der Anmelder ist sich ebenfalls der CH 513 033 bewußt, welche ein Verfahren zum Verdichten eines teilchenförmigen Materials offenbart, und in welchem ein drehbares Bauteil mit einer schraubenförmigen Oberfläche verwendet wird. Die Vorrichtung der CH 5 13 033 ist ebenfalls eine axiale Vorrichtung.
Gemäß einer ersten Erscheinung der Erfindung wird ein Verfahren zum Verdichten eines teilchenförmigen Schüttguts bereitgestellt, wobei das Verfahren ein wenigstens teilweises Eindämmen des teilchenförmigen Schüttguts und ein Drehen eines drehbaren Bauteils, das in dem teilchenförmigen Schüttgut eingetaucht ist, um eine Drehachse einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil eine Vielzahl an umfänglich beabstandeten Leitschaufeln einschließt, wobei jede eine Schüttgut berührende Oberfläche definiert, welche im wesentlichen tangential in der Drehrichtung liegt, und wobei jede Leitschaufel schräg geneigt ist, um ein radial äußeres Ende aufzuweisen, welches ein radial inneres Ende führt, wo die das drehende Schüttgut berührende Oberfläche die Schüttgutpartikel tangential und radial relativ zu der Drehachse bewegt.
Somit bewegen sich die Teilchen wenigstens bei anfänglicher Berührung der Schüttgutteilchen mit dem drehbaren Bauteil auf die Drehachse zu oder von dieser weg.
Ein Eindämmen des teilchenförmigen Schüttguts kann ein Zuführen des teilchenförmigen Schüttguts in einen Behälter einschließen. Typischerweise weist der Behälter eine Wand auf, welche eine kreisförmige, zylindrische Innenoberfläche definiert. Der Behälter kann eine längliche Mittelachse aufweisen, welche mit der Drehachse des drehbaren Bauteils koaxial ist.
Das Verfahren kann ein Rütteln des Behälters einschließen, um eine Agglomeration zu hemmen oder einen Aufbau oder ein Zusammenbacken des teilchenförmigen Schüttguts gegen Innenoberflächen des Behälters.
Das Verfahren kann ein Abgeben des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts aus dem Behälter einschließen. Es ist zu verstehen, daß das Verfahren durchgeführt werden kann auf einer kontinuierlichen Basis oder auf einer Chargen-Basis, ein Abgeben des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts aus dem Behälter und ein Zuführen des teilchenförmigen Schüttguts in den Behälter kann somit chargenweise oder auf einer gesteuerten Basis stattfinden. Somit kann das teilchenförmige Schüttgut auf einer kontinuierlichen Basis in den Behälter geführt werden, und das verdichtete teilchenförmige Schüttgut kann auf einer kontinuierlichen Basis aus dem Behälter abgegeben werden.
Das Verfahren kann ein Messen oder Bestimmen der Schüttdichte des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts vor einem Abgeben desselben aus dem Behälter einschließen. Stattdessen kann das Verfahren ein Messen oder Bestimmen der Schüttdichte des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts einschließen, nachdem es aus dem Behälter abgegeben worden ist.
Das Verfahren kann ein Steuern der Dichte des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts einschließen. Das Steuern der Dichte des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts kann bewirkt werden durch ein Verfahren, das ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einem Manipulieren der Verweilzeit des teilchenförmigen Schüttguts in dem Behälter, einem Manipulieren der Winkelgeschwindigkeit der Drehung des drehbaren Bauteils, einem Manipulieren der Füllhöhe des teilchenförmigen Schüttguts in dem Behälter, oder zwei oder mehreren dieser Verfahren. Das Steuern der Dichte des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts ist jedoch nicht notwendigerweise auf diese Verfahren begrenzt.
Die Drehachse des drehbaren Bauteils kann im wesentlichen vertikal sein. Bevorzugt bewirkt das drehbare Bauteil eine Bewegung der Schüttgutpartikel nach innen auf die vertikale Drehachse. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die koaxiale Drehachse und die Längsachse des Behälters in einem Winkel von etwa 60º zu der Horizontalen.
Das drehbare Bauteil kann mit einer Winkelgeschwindigkeit von zwischen 100 rpm und 3.500 rpm gedreht werden. Bevorzugt wird das drehbare Bauteil mit einer Winkelgeschwindigkeit von zwischen 500 rpm und 1.000 rpm gedreht. Typischerweise wird das drehbare Bauteil mit einer Winkelgeschwindigkeit von zwischen 700 rpm und 800 rpm, z. B. etwa 732 rpm, gedreht.
Das teilchenförmige Schüttgut kann eine mittlere Teilchengröße von weniger als 1 mm aufweisen. Typischerweise weist das teilchenförmige Schüttgut eine mittlere Teilchengröße von weniger als 0,5 mm, sogar weniger als 1 um, z. B. etwa 0,15 um auf.
Das Verfahren kann ein Entfernen von Staub aus dem Behälter einschließen.
Das teilchenförmige Schüttgut kann teilchenförmiges Silika mit einer Teilchengröße von weniger als 0,5 um, typischerweise weniger als 0,2 um, sein. Tatsächlich wird erwartet, daß die Erfindung besondere, wenn auch nicht notwendigerweise ausschließliche Anwendung beim Verdichten von sogenanntem Silikarauch finden wird.
Das Verhältnis der Dichte des Silika vor dem Verdichten desselben zu der Dichte des verdichteten Silika kann wenigstens 2 : 3 sein. Bevorzugt ist das Verhältnis der Dichte des Silika vor dem Verdichten desselben zu der Dichte des verdichteten Silika wenigstens 1 : 2, abhängig von der Dichte des Silika vor dem Verdichten. Das Verhältnis kann so groß sein wie 1 : 3, oder sogar größer, abhängig von der Dichte des Silika vor dem Verdichten.
Gemäß einer zweiten Erscheinung der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Verdichten eines teilchenförmigen Schüttguts bereitgestellt, welches umfaßt einen Behälter zum wenigstens teilweisen Eindämmen einer Masse des teilchenförmigen Schüttguts, und ein drehbares Bauteil; das in dem Behälter plaziert ist und so angeordnet ist, daß es bei Verwendung in die Masse des teilchenförmigen Schüttguts eingetaucht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil eine Vielzahl von umfänglich beabstandeten Leitschaufeln einschließt, wobei jede eine Schüttgut berührende Oberfläche definiert, welche im wesentlichen tangential in der Drehrichtung liegt, wobei jede Leitschaufel schräg geneigt ist, um ein radial äußeres Ende aufzuweisen, das ein radial inneres Ende führt, welches drehbare Bauteil bei Verwendung eine Bewegung der Schüttgutpartikel tangential und radial relativ zu einer Drehachse bewirkt, wenn das drehbare Bauteil gedreht wird; und Antriebsmittel, die mit dem drehbaren Bauteil verbunden sind und das drehbare Bauteil um dessen Drehachse drehen können, wenn das drehbare Bauteil in die Masse des teilchenförmigen Schüttguts eingetaucht ist.
Der Behälter kann einen Auslaß für verdichtetes teilchenförmiges Schüttgut in einer niedrigen Höhe aufweisen, und einen Einlaß für teilchenförmiges Schüttgut in einer größeren Höhe als der Auslaß. Das drehbare Bauteil kann zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Behälters angeordnet sein. Bevorzugt ist das drehbare Bauteil in der Höhe des Auslasses des Behälters angeordnet.
Die Antriebsmittel können das drehbare Bauteil mit einer Winkelgeschwindigkeit von zwischen 100 rpm und 3.500 rpm drehen, wenn das drehbare Bauteil in die Masse des teilchenförmigen Schüttguts eingetaucht ist. Typischerweise können die Antriebsmittel das drehbare Bauteil mit einer Winkelgeschwindigkeit von zwischen 500 rpm und 1.000 rpm drehen, wenn das drehbare Bauteil in der Masse des teilchenförmigen Schüttguts eingetaucht ist, z. B. mit etwa 700 rpm bis 800 rpm.
Das drehbare Bauteil schließt eine Vielzahl von umfänglich beabstandeten Leitschaufeln ein. Die Leitschaufeln sind gerichtet oder angeordnet bei Verwendung, um das teilchenförmige Schüttgut im allgemeinen radial relativ zu der Drehachse des drehbaren Bauteils zu verschieben. Bevorzugt sind die Leitschaufeln gerichtet oder angeordnet, so daß die Bewegung der Schüttgutpartikel nach innen auf die Drehachse ist, wenn das drehbare Bauteil gedreht wird, wenigstens bei anfänglichem Kontakt der Schüttgutpartikel mit dem drehbaren Bauteil.
Das drehbare Bauteil kann einen scheibenförmigen Körper einschließen, von welchem die Leitschaufeln hervorragen. Die Leitschaufeln können von einer Oberfläche des scheibenförmigen Körpers hervorragen, welches bei Verwendung eine obere Fläche ist. Statt dessen können die Leitschaufeln radial nach außen hervorragen von einer Peripherie des scheibenförmigen Körpers.
Die Leitschaufeln können planar und können im wesentlichen tangential zu einer Antriebswelle sein, die die Antriebsmittel mit dem drehbaren Bauteil verbindet. Ein radial innerer Endbereich jeder Leitschaufel kann schräg abgeschnitten sein, so daß das radial innere Ende der Leitschaufel einen Winkel von zwischen 15º und 60º mit der Drehachse in der Ebene der Leitschaufel bildet. Bevorzugt liegt der Winkel zwischen 20º und 50º, z. B. etwa 30º.
Der Behälter kann eine Wand aufweisen, welche eine kreisförmige, zylindrische Innenoberfläche definiert, und eine längliche Mittelachse, welche koaxial sein kann mit der Drehachse des drehbaren Bauteils. Das Verhältnis des Durchmessers eines Kreises, der durch das drehbare Bauteil, wenn es sich dreht, beschrieben wird, zu dem Durchmesser des Behälters kann zwischen 0,25 : 1 und 0,99 : 1 liegen. Bevorzugt liegt das Verhältnis zwischen 0,5 : 1 und 0,99 : 1. Typischerweise liegt das Verhältnis des Durchmessers des Kreises, der durch das drehbare Bauteil, wenn es sich dreht, beschrieben wird, zu dem Durchmesser des Behälters zwischen 0,9 : 1 und 0,99 : 1, z. B. etwa 0,95 : 1.
Der Behälter kann ein Volumen von zwischen 0,1 m³ und 200 m³ aufweisen. Typischerweise weist der Behälter ein Volumen von zwischen 0,1 m³ und 0,5 m³ auf.
Die Drehachse des drehbaren Bauteils kann im wesentlichen vertikal sein.
Die Vorrichtung kann ein Fördermittel und ein Abfüllmittel einschließen, wobei das Fördermittel angeordnet ist, um verdichtetes teilchenförmiges Schüttgut aus dem Behälter zu dem Abfüllmittel zum Abfüllen des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts zu fördern.
Die Vorrichtung kann ein Rüttelmittel zum Rütteln des Behälters einschließen, um eine Agglomeration oder ein Zusammenbacken oder einen Aufbau des Schüttguts gegen Innenoberflächen des Behälters zu hemmen.
Die Vorrichtung kann Staubentfernungsmittel zum Entfernen von Staub aus dem Behälter einschließen.
Das drehbare Bauteil und die Innenoberflächen des Behälters können mit einem Material beschichtet sein, welches ein Zusammenbacken oder eine Agglomeration oder einen Aufbau des teilchenförmigen Schüttguts gegen diese oder auf diesen hemmt.
Die Vorrichtung kann Dichtemeßmittel und Steuermittel zum Steuern der Schüttdichte des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts einschließen.
Die Erfindung wird nun beschrieben werden, beispielhaft, unter Bezugnahme auf die beigefügten diagrammatischen Zeichnungen und Beispiele.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Teilaufrißansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Verdichten eines teilchenförmigen Schüttguts;
Fig. 2 eine dreidimensionale Ansicht eines drehbaren Bauteils der Vorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Teilaufrißansicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Verdichten eines teilchenförmigen Schüttguts; und
Fig. 4 eine dreidimensionale Ansicht eines drehbaren Bauteils der Vorrichtung nach Fig. 3. Sich beziehend auf Fig. 1 der Zeichnungen bezeichnet Bezugszeichen 10 im allgemeinen eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Verdichten eines teilchenförmigen Schüttguts. Die Vorrichtung 10 schließt einen Behälter 12 zum Aufnehmen und Eindämmen des teilchenförmigen Schüttguts ein, und ein drehbares Bauteil 14, welches bei Verwendung in das teilchenförmige Schüttgut, das in dem Behälter 12 enthalten ist, eingetaucht ist, und welches drehbar ist um eine vertikale Drehachse 16.
Der Behälter 12 schließt eine kreisförmige, zylindrische Wand 18 ein, welche eine kreisförmige, zylindrische Innenoberfläche 20 des Behälters 12 definiert. Somit weist der Behälter 12 eine longitudinale Mittelvertikalachse auf, welche der Drehachse 16 entspricht oder welche mit der Drehachse 16 koaxial ist. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Achse des Behälters und die Drehachse winkelig relativ zu der Horizontalen, z. B. mit einem Winkel von etwa 60º, angeordnet sein.
Der Behälter 12 schließt einen Einlaß 22 für das teilchenförmige Schüttgut und einen Auslaß 24 für verdichtetes teilchenförmiges Schüttgut ein. Der Einlaß 22 ist in einer Decke 26 des Behälters 12 angeordnet, und der Auslaß 24 ist in einem Boden 28 des Belhälters 12 angeordnet.
Das drehbare Bauteil 14 ist angeordnet zwischen dem Einlaß 22 und dem Auslaß 24. Das drehbare Bauteil 14 ist mechanisch angefügt an eine Antriebswelle 30, welche wiederum antriebsmäßig an einen Elektromotor (nicht gezeigt) angebunden ist. Der Elektromotor kann das drehbare Bauteil 14 mit einer Winkelgeschwindigkeit von zwischen 2.600 und 3.000 rpm. selektiv drehen.
Das drehbare Bauteil 14 schließt einen scheibenförmigen Körper 32 ein, von welchem eine Vielzahl von umfänglich beabstandeten planaren Leitschaufeln 34 hervorragen. Die Leitschaufeln 34 sind gerichtet oder angeordnet bei Verwendung, um das teilchenförmige Schüttgut, das in dem Behälter 12 enthalten ist, nach innen auf die Drehachse 16 zu verschieben. Die Leitschaufeln 34 ragen von einer Oberfläche 36 des scheibenförmigen Körpers 32 hervor, welches eine obere Oberfläche bei Verwendung ist.
Der scheibenförmige Körper 32 und somit das drehbare Bauteil 14 weist einen Durchmesser von 720 mm auf. Der Behälter 12 weist einen inneren Durchmesser von etwa 800 mm auf. Somit ist ein Verhältnis des Durchmessers des drehbaren Bauteils 14 des Durchmessers des Behälters 12 0,9 : 1.
Die Antriebswelle 30 erstreckt sich durch die Decke 26 des Behälters 12. Eine Abdichtung 38 ist zwischen der Antriebswelle 30 und der Decke 26 vorgesehen.
Ein Förderband 40 ist unterhalb des Auslasses 24 vorgesehen.
Ein Staubentfernungsauslaß (nicht gezeigt) ist für den Behälter 12 vorgesehen, und ein Vibrator (nicht gezeigt) ist gegen die äußere Oberfläche der Wand 18 montiert.
Bei Verwendung wird dem Behälter 12 auf einer gesteuerten Basis teilchenförmiges Schüttgut 44, wie gezeigt durch Pfeil 42, zugeführt, um eine Füllhöhe 46 des teilchenförmigen Schüttguts in dem Behälter 12 zu halten, welche ausreichend ist, um das drehbare Bauteil 14 abzudecken.
Das eingetauchte drehbare Bauteil 14 wird mit einer Winkelgeschwindigkeit von etwa 2.900 rpm, in der Richtung von Pfeil 48, mittels des Elektromotors und der Antriebswelle 30 gedreht. Die Leitschaufeln 34 verschieben die Partikel des teilchenförmigen Schüttguts nach innen auf die Drehachse 16 und verdichten das teilchenförmige Schüttgut. Der Vibrator wird betrieben, um ein Zusammenbacken des teilchenförmigen Schüttguts gegen Innenoberflächen des Behälters 12 zu hemmen, und Staub, welcher gebildet wird, wird durch den Staubentfernungsauslaß entfernt.
Das verdichtete teilchenförmige Schüttgut wird durch den Auslaß 24, wie gezeigt durch Pfeil 50, auf das Förderband 40 abgegeben, welches sich in der Richtung von Pfeil 52 bewegt. Die Dichte des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts auf dem Förderband 40 wird gemessen durch Dichtemeß- und Steuermittel (nicht gezeigt), welche die Abgabegeschwindigkeit des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts aus dem Behälter 12 steigern oder absenken, wodurch die Verweilzeit des teilchenförmigen Schüttguts in dem Behälter 12 gesteigert oder abgesenkt wird, um das teilchenförmige Schüttgut auf eine gewünschte Schüttdichte zu verdichten.
Sich beziehend auf Fig. 3 der Zeichnungen wird eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Verdichten eines teilchenförmigen Schüttguts im allgemeinen durch Bezugszeichen 100 bezeichnet. Die Vorrichtung 100 ist ähnlich der Vorrichtung 10, und, sofern nicht anderweitig bezeichnet, werden die gleichen Bezugszeichen, die in bezug auf die Vorrichtung 10 verwendet wurden, verwendet, um die gleichen oder ähnlichen Teile oder Merkmale der Vorrichtung 100 zu bezeichnen.
Die Vorrichtung 100 schließt ein drehbares Bauteil 102 ein, welches deutlicher in Fig. 4 der Zeichnungen veranschaulicht ist. Wie in Fig. 4 erkannt werden kann, sind die Leitschaufeln 34 vertikal und planar und sind im wesentlichen tangential zu der Antriebswelle 30 (nicht gezeigt) in Fig. 4, welche wirksam mit dem drehbaren Bauteil 102 verbunden ist. Ein innerer Endbereich jeder Leitschaufel 34 ist schräg abgeschnitten, so daß das radial innere Ende 35 jeder Leitschaufel 34 einen Winkel von etwa 30º mit der Drehachse des drehbaren Bauteils 34, in der Ebene der Leitschaufel 34, bildet.
Das drehbare Bauteil 102 ist angeordnet in der Höhe des Auslasses 24 des Behälters 12. Der Auslaß 24 ist in einem niedrigeren Bereich der Wand 18 des Behälters 12 vorgesehen. Eine manuell betriebene Auslaßabdeckung 104 ist bereitgestellt, um die Geschwindigkeit einer Freigabe von verdichtetem teilchenförmigem Schüttgut aus dem Behälter 12 bei Verwendung zu steuern.
Die Antriebswelle 30 ist drehbar angeordnet an ein Trägerbauteil 31 mittels zweier Lager 33, und ist wirksam verbunden an einen Elektromotor 106 mittels eines Antriebsriemens 108 und zwei Riemenscheiben 110, 112. Die Anordnung des Motors 106 und der Riemenscheiben 110, 112 ist so, daß, bei Verwendung, der Motor 106 das drehbare Bauteil 102 mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von zwischen 700 rpm und 800 rpm drehen kann.
Der Behälter 12 und der Motor 106 sind an einer Trägerstruktur 114 montiert.
Der Behälter 12 weist einen inneren Durchmesser von etwa 576 mm und eine Höhe von etwa 1.500 mm auf. Das drehbare Bauteil 102 weist einen Durchmesser von etwa 550 mm auf. Somit ist das Verhältnis des Durchmessers des drehbaren Bauteils 102 zu dem Durchmesser des Behälters 12 etwa 0,95 : 1.
Die Vorrichtung 100 wird auf ähnliche Art und Weise wie die Vorrichtung 10 verwendet, um teilchenförmiges Schüttgut zu verdichten. Somit wird teilchenförmiges Schüttgut in den Behälter 12 durch den Einlaß 22 eingeführt, um eine Füllhöhe des teilchenförmigen Schüttguts in dem Behälter 12 aufrechtzuerhalten, welche ausreichend ist, um das drehbare Bauteil 102 zu bedecken, und das drehbare Bauteil 102 wird mit einer Winkelgeschwindigkeit von etwa 732 mm mittels des Elektromotors 106 und der Antriebswelle 30 gedreht. Die Leitschaufeln 34 verschieben die Schüttgutteilchen nach innen auf die Drehachse des drehbaren Bauteils 102 und verdichten das teilchenförmige Schüttgut. Das verdichtete teilchenförmige Schüttgut wird periodisch durch den Auslaß 24 auf das Förderband 40 mittels einer Rutsche 116 abgegeben. Das Förderband 40 fördert das verdichtete teilchenförmige Schüttgut zu einer Abfüllanlage (nicht gezeigt), welche das verdichtete teilchenförmige Schüttgut abfüllt.

BEISPIEL 1

1. 000 g eines unverdichteten oder rohen Silikarauchs wurden bei Raumtemperatur in einen zylindrischen Behälter mit Labormaßstab mit einem inneren Durchmesser von etwa 1.55 mm und einer Höhe von etwa 300 mm plaziert. Der unverdichtete Silikarauch wies die folgende Zusammensetzung auf:
% (w/w Trockenbasis)
Fe&sub2;O&sub3; 0,15
CaO 0,20
Al&sub2;O&sub3; 0,15
MgO 0,40
Na&sub2;O 0,15
K&sub2;O 0,50
MnO 0,02
TiO&sub2; 0,06
P&sub2;O&sub5; 0,10
C 5,0
S 0,25
Ni 0,03
Zn 0,03
Pb 0,003
Cu 0,002
Co 0,002
SiO&sub2; 92,953
Der pH-Wert (5 g/100 ml destilliertes Wasser) des unverdichteten Silikarauchs lag zwischen 6,5 und 7, 8, er wies einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 0,4% und einen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 0,15 um auf. Die Schüttdichte des unverdichteten Silikarauchs war etwa 281,7 kg/m³.
Ein drehbares Bauteil, wie gezeigt in Fig. 2 der Zeichnungen, und mit einem Durchmesser von etwa 135 mm, wurde in den Silikarauch in dem Behälter eingetaucht und wurde mit einer Winkelgeschwindigkeit von etwa 3.000 rpm für eine Zeitdauer von etwa 150 Sekunden gedreht, um den Silikarauch zu verdichten. Der verdichtete Silikarauch wurde aus dem Behälter entfernt, und seine Dichte wurde ermittelt. Es wurde gefunden, daß der verdichtete Silikarauch eine Dichte von etwa 623,7 kg/m³ und eine Temperatur von 69ºC aufwies.

BEISPIEL 2

Die Vorrichtung 100 wurde verwendet, um Silikarauch einer unbekannten Zusammensetzung zu verdichten. 16 Versuche wurden durchgeführt, und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. Für jeden Versuch wurde das drehbare Bauteil 102 mit einer Winkelgeschwindigkeit von 732 rpm gedreht und wurde angehoben auf Geschwindigkeit innerhalb etwa 3 Sekunden, und wieder gestoppt, nach Vollständigkeit des Versuchs, in etwa 3 Sekunden.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, wie veranschaulicht, daß sie ein kosteneffektives Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten eines teilchenförmigen Schüttguts, wie Silikarauch, bereitstellt. Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, wie veranschaulicht, daß das Verfahren und die Vorrichtung Silikarauch zu einer höheren Schüttdichte als herkömmliche Verfahren und Vorrichtungen, die zum Verdichten von Silikarauch verwendet werden, verdichten können.

Claims

1. Verfahren zum Verdichten eines teilchenförmigen Schüttguts, wobei das Verfahren ein wenigstens teilweises Eindämmen des teilchenförmigen Schüttguts und ein Drehen eines drehbaren Bauteils (14, 102), das in dem teilchenförmigen Schüttgut eingetaucht ist, um eine Drehachse (16) einschließt, dadurch gekennzeichnet; daß das drehbare Bauteil (14, 102) eine Vielzahl an umfänglich beabstandeten Leitschaufeln (34) einschließt, wobei jede eine Schüttgut berührende Oberfläche definiert, welche im wesentlichen tangential in der Drehrichtung liegt, und wobei jede Leitschaufel (34) schräg geneigt ist, um ein radial äußeres Ende aufzuweisen, welches ein radial inneres Ende führt, wo die das drehende Schüttgut berührende Oberfläche die Schüttgutpartikel tangential und radial relativ zu der Drehachse (16) bewegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eindämmen des teilchenförmigen Schüttguts ein Zuführen des teilchenförmigen Schüttguts in einen Behälter (12) einschließt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (12) eine Wand (18) aufweist, welche eine kreisförmige, zylindrische Innenoberfläche (20) definiert, wobei der Behälter (12) eine längliche Mittelachse aufweist, welche koaxial mit der Drehachse (16) des drehbaren Bauteils (14, 102) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (12) gerüttelt wird, um eine Agglomeration zu hemmen oder einen Aufbau oder ein Zusammenbacken des teilchenförmigen Schüttguts gegen die Innenoberflächen (20) des Behälters (12).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Schüttgut auf einer kontinuierlichen Basis in den Behälter (12) geführt wird, und daß das verdichtete teilchenförmige Schüttgut auf einer kontinuierlichen Basis aus dem Behälter (12) abgegeben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts gesteuert wird durch ein Verfahren, das ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einem Manipulieren der Verweilzeit des teilchenförmigen Schüttguts in dem Behälter (12), einem Manipulieren der Winkelgeschwindigkeit der Drehung des drehbaren Bauteils (14, 102), einem Manipulieren der Füllhöhe des teilchenförmigen Schüttguts in dem Behälter (12), oder zwei oder mehreren dieser Verfahren.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (16) des drehbaren Bauteils (14, 102) im wesentlichen vertikal ist.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil (14, 102) mit einer Winkelgeschwindigkeit von zwischen 100 rpm und 3.500 rpm gedreht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil (14, 102) mit einer Winkelgeschwindigkeit von zwischen 500 mm und 1.000 rpm gedreht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil (14, 102) mit einer Winkelgeschwindigkeit von zwischen 700 rpm und 800 rpm gedreht wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil (14, 102) so gedreht wird, daß sich ein Punkt auf dem Umfang des drehbaren Bauteils (14, 102) mit einer Geschwindigkeit von zwischen etwa 21 m/sec und etwa 23 m/sec bewegt.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Schüttgut eine mittlere Teilchengröße von weniger als 1 mm aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, in welchem das teilchenförmige Schüttgut eine mittlere Teilchengröße von weniger als 0,1 mm aufweist.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Schüttgut teilchenförmiges Silika mit einer Teilchengröße von weniger als 0,5 um ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von der Dichte des Silika vor dem Verdichten desselben zu der Dichte des verdichteten Silika wenigstens 2 : 3 ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von der Dichte des Silika vor dem Verdichten desselben zu der Dichte des verdichteten Silika wenigstens 1 : 2 ist.

17. Vorrichtung zum Verdichten eines teilchenförmigen Schüttguts, welche umfaßt einen Behälter (12) zum wenigstens teilweisen Eindämmen einer Masse des teilchenförmigen Schüttguts, und ein drehbares Bauteil (14, 102), das in dem Behälter (12) plaziert ist und so angeordnet ist, daß es bei Verwendung in die Masse des teilchenförmigen Schüttguts eingetaucht ist, und Antriebsmittel (106, 108, 110, 112), die mit dem drehbaren Bauteil (14, 102) verbunden sind und das drehbare Bauteil (14, 102) um dessen Drehachse (16) drehen können, wenn das drehbare Bauteil (14, 102) in die Masse des teilchenförmigen Schüttguts eingetaucht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bauteil (14, 102) eine Vielzahl von umfänglich beabstandeten Leitschaufeln (34) einschließt, wobei jede eine Schüttgut berührende Oberfläche definiert, welche im wesentlichen tangential in der Drehrichtung liegt, wobei jede Leitschaufel (34) schräg geneigt ist, um ein radial äußeres Ende aufzuweisen, das ein radial inneres Ende führt, welches drehbare Bauteil (14, 102) bei Verwendung eine Bewegung der Schüttgutpartikel tangential und radial relativ zu einer Drehachse (16) bewirkt, wenn das drehbare Bauteil (14, 102) gedreht wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (34) von einer oberen Fläche (36) eines scheibenförmigen Körpers (32) hervorragen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (34) planare, Schüttgut berührende Oberflächen definieren, welche im wesentlichen tangential zu einer Antriebswelle (30) sind, welche die Antriebsmittel (106, 108, 110, 112) mit dem drehbaren Bauteil (14, 102) verbindet.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial innerer Endbereich (35) oder jede Leitschaufel (34) schräg abgeschnitten ist, so daß das radial innere Ende (35) der Leitschaufel (34) einen Winkel von zwischen 15º und 60º mit der Drehachse (16) in der Ebene der Schüttgut berührenden Oberfläche der Leitschaufel (34) bildet.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (12) einen Auslaß (34) für verdichtetes teilchenförmiges Schüttgut in einer niedrigen Höhe aufweist, und einen Einlaß (22) für teilchenförmiges Schüttgut in einer größeren Höhe als der Auslaß (24), wobei das drehbare Bauteil (14, 102) in der Höhe des Auslasses (24) des Behälters (12) angeordnet ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (106, 108, 110, 112) das drehbare Bauteil (14, 102) mit einer Winkelgeschwindigkeit von zwischen 100 rpm und 3.500 rpm drehen können, wenn das drehbare Bauteil (14, 102) in die Masse des teilchenförmigen Schüttguts eingetaucht ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet; daß die Antriebsmittel (106, 108, 110, 112) das drehbare Bauteil (14, 102) mit einer Winkelgeschwindigkeit von zwischen 500 rpm und 1.000 rpm drehen können, wenn das drehbare Bauteil (14, 102) in die Masse des teilchenförmigen Schüttguts eingetaucht ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (12) eine Wand (18) aufweist, welche eine kreisförmige; zylindrische Innenoberfläche (20) definiert, und in welcher der Behälter (12) eine längliche Mittelachse aufweist, welche mit der Drehachse (16) des drehbaren Bauteils (14, 102) koaxial ist, wobei das Verhältnis des Durchmessers eines Kreises, der durch das drehbare Bauteil (14, I02), wenn es sich dreht, beschrieben wird, zu dem Durchmesser des Behälters (12) zwischen 0,25 : 1 und 0,99 : 1 liegt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers des Kreises, der durch das drehbare Bauteil (14, 102), wenn es sich dreht, beschrieben wird, zu dem Durchmesser des Behälters (12) zwischen 0,9 : 1 und 0,99 : 1 liegt.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (12) ein Volumen von zwischen 0,1 m³ und 200 m³ aufweist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (12) ein Volumen von zwischen 0,1 m³ und 0,5 m³ aufweist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (16) des drehbaren Bauteils (14, 102) im wesentlichen vertikal ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet; daß die Vorrichtung ein Fördermittel und ein Abfüllmittel einschließt, wobei das Fördermittel angeordnet ist, um verdichtetes teilchenförmiges Schüttgut aus dem Behälter (12) zu dem Abfüllmittel zum Abfüllen des verdichteten teilchenförmigen Schüttguts zu fördern.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Rüttelmittel zum Rütteln des Behälters (12) einschließt, um eine Agglomeration oder ein Zusammenbacken oder einen Aufbau des Schüttguts gegen Innenoberflächen (20) des Behälters (12) zu hemmen.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (106, 108, 110, 112) das drehbare Bauteil (14, 102) so drehen können, daß ein Punkt auf dem Umfang des drehbaren Bauteils (14, 102) sich mit einer Geschwindigkeit von zwischen etwa 21 m/sec und etwa 23 m/sec bewegt.