具有互补辊的造粒装置和用于该装置的辊制造方法及图纸

技术编号:11732846 阅读:91 留言:0更新日期:2015-07-15 04:37
本发明专利技术涉及一种造粒装置,其包括模具和能够围绕轴旋转的至少两个辊,所述模具具有被称为操作表面的第一表面和基本平行于第一表面的第二表面,所述模具在第一表面和第二表面之间包括用于形成颗粒物的多个贯通开口,其中所述辊和模具能够彼此相对运动,每一个辊都包括用于挤压要进行造粒的材料通过模具的径向开口的操作挤压表面,其中每一个辊上的操作挤压表面的宽度都小于模具的操作表面的宽度。本发明专利技术还涉及用于所述造粒装置的辊。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种造粒装置,所述造粒装置包括:模具,所述模具具有被称为操作表面的第一表面和基本平行于第一表面的第二表面,所述模具在第一表面和第二表面之间包括用于形成颗粒物的多个贯通开口 ;能够围绕轴旋转的至少两个辊,其中所述辊和模具能够彼此相对运动,每一个辊都包括用于挤压要进行造粒的材料通过模具的径向开口的操作挤压表面。本专利技术还涉及用于所述造粒装置的辊。
技术介绍
很多的工业产品都以颗粒物的形式提供。这些颗粒物具有大颗粒或小条状物的形式并且由原本是微粒状的材料制成。这种颗粒物形式的材料能够易于处理、存储、包装和运输。在家畜饲料工业、回收再利用工业以及塑料工业和生物工业中都能够找到颗粒物的示例。例如在木材工业中,锯末和/或木肩被挤压成能够易于包装和运输而且能够准确计量以便输送至譬如焚烧炉和锅炉的颗粒物。颗粒物的形成是在造粒装置中进行。造粒装置存在多种不同的设计。通常,所有的设计都包括模具,所述模具具有被称为操作表面的第一表面和基本平行于第一表面的第二表面。模具在第一表面和第二表面之间包括用于形成颗粒物的多个贯通开口。造粒装置还包括能够围绕轴旋转的至少一个辊,其中所述辊和模具能够彼此相对运动,每一个辊都包括用于挤压要进行造粒的材料通过模具的径向开口的操作挤压表面。造粒装置包括平坦的模具操作表面以及具有圆柱形模具操作表面的其他装置。辊和模具能够彼此相对运动,以使得辊通过使其挤压表面在模具操作表面上滚动来挤压已经放置在模具操作表面上的要进行造粒的材料通过模具中的贯通开口,并由此形成颗粒物。可以驱动辊在模具上滚动,也可以不驱动辊而是让模具在辊下运动,或者联合驱动式的运动也是可行的。每一个辊的操作挤压表面的宽度等于或略大于模具的操作表面的宽度。辊位于模具内部预定的最小距离处,并且要进行造粒的材料在辊和模具之间被挤压到模具的径向开口中。如果是驱动模具,那就不需要单独地驱动辊,而是通过模具以及位于模具和辊之间的要进行造粒的材料的旋转来使辊进入旋转。也可以让辊旋转且模具静止。在颗粒物的挤压成形期间要产生很大的作用力。为了产生这些作用力,要用相当大的动力来驱动模具或辊。根据上述的原理,仍然可以在造粒装置的设计当中实现多种可行的变型。例如,可以在使用的辊的数量上得到设计变型。一种可行方案是只用一个辊。然而,目前最常见的机器是具有两个或更多个辊。这主要是由于如上所述的在颗粒物的挤压成形期间要产生很大的作用力。这些作用力作用在辊上,在只用一个辊的情况下,用于保持该辊在大作用力下稳定的结构可能会复杂、笨重且更重要的是成本高。在使用两个辊时,用于保持辊处于稳定位置的结构就要简单得多。对于三个或更多个辊来说同样如此,不过效果可能不太明显。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种能够更加高效操作的造粒装置。该目标通过如权利要求1所述的造粒装置实现。实验表明根据本专利技术的造粒装置与常规的造粒装置相比,用于同时产生相同结果(也就是在每单位时间内具有相同的产量并且生产出相同质量的颗粒物)所消耗的能量减少了高达10%。这种能耗的降低不仅仅是简单的成本上的优势。而且还在针对原本根据现有技术无法实现优化的造粒机实施各种设计优化方面提供了很好的机会。这是源于能耗显然是造粒装置设计的限制因素当中最为重要的一项内容。能耗直接转化为处理过程所产生的热量。这也同样决定了一些关键部件的工作温度,从而相应地对各个部件的使用寿命具有重大影响。这一点对于要进行造粒的材料(例如木肩)具有高粘性的情况来说更是如此。在这样的根据本专利技术的机器中,例如可以增加模具的操作表面的宽度并由此提高机器的生产率和延长关键的易磨损部件的寿命。这通常无需改变机器的其他尺寸即可实现。在如本专利技术的权利要求1所述的造粒装置中,每一个辊的操作挤压表面都以这样的方式设置:所述操作挤压表面覆盖模具操作表面的未被任何其他的辊覆盖的部分。根据实验清楚地知道:通过本专利技术所获得的模具的操作表面中被多于一个辊的操作挤压表面滚过的比例与功耗的降低成反比。在本专利技术的一个优选实施例中,造粒装置设置成使得模具和辊之间的相对运动按照重复的模式被驱动,并且每一个辊的操作挤压表面布置成使得在所述重复模式的循环期间,模具的操作表面的至少30%并且优选地至少90%仅被辊的操作挤压表面滚过一次。在本专利技术的该实施例中,几乎实现了效率的最大可能的提高。该条件能够通过以下的方式满足:多个相同长度的辊覆盖模具操作表面的全部宽度,但是每一个辊的操作挤压表面覆盖辊的宽度的不同部分,并且因此对于每一个辊来说,该操作挤压表面在模具操作表面的不同部分上操作。在此情况下,应该清楚地知道:辊的操作挤压表面可以包括间隔开的几个部分。可选方案是采用多个较小的辊,这些辊在辊的轴向方向上以这样的方式彼此相对偏移:每一个辊的每一个操作挤压表面同样是在模具操作表面的不同部分上操作,但是辊自身上的操作挤压表面基本上覆盖辊的全部宽度。应该清楚地知道:模具的操作表面中被两个辊的操作挤压表面滚过的比例应该保持在最小值以通过根据本专利技术的造粒装置获得降低功耗的最大收益。理想地,该比例应该为零,然而在实践中这可能是很困难的,有些情况下甚至是不可能的。重要的是每一个径向开口都至少被一个辊完整地滚过。这是因为:如果辊仅滚过开口的一部分,那么要进行造粒的材料就未以正确的方式被挤压通过该开口,反而是这些材料能够由于一部分开口被遗漏且因此用于推送材料通过该开口所必须的压力在开口的遗漏部分被释放而容易逸出。在模具中的贯通开口设置成使得这些开口沿模具和辊之间相对运动的方向排列成不重叠的几排的情况下,非常简单的做法是以所有贯通开口总是被完全滚过且总是被同一个辊滚过这样的方式来构造辊的操作挤压表面的尺寸。然而,当模具中并不存在这样的排列时,实用的最优方案应在如权利要求3所述的造粒装置中实现,以使得在每一转中,包含径向开口的圆柱形模具表面中被滚过多于一次的区域是宽度至少与两个相邻径向开口的沿垂直于模具和辊相对运动的方向测量的中心到中心的距离相等的部分。这样即可确保所有的径向开口至少在模具的每一转中被完整地滚过一次,且只有非常少的贯通开口仅被一个辊部分地滚过,该过程需要一些能量但不是太多。在本专利技术的另一个优选实施例中,模具操作表面包括两个或更多个间隔开的区域,这些区域的边界基本上沿相对运动的方向延伸。这就允许造粒装置设置成使得辊的操作挤压表面在与模具相接触时只在模具操作表面的两个或更多个区域之间的空间中具有少量重叠,并且由此实现了降低能耗的全部潜力。辊的操作表面经常包括特定的表面结构以在挤压材料通过模具中的径向开口期间对材料进行控制。所述表面结构明显减少了材料偏离径向开口的侧向运动并且提高附着性。在一个优选实施例中,这样的表面结构包括平行槽的模式。为了提高颗粒物的均匀性,在根据现有技术的具有两个或更多个辊的造粒装置中,每一个辊都包括图案与其他辊的图案不同的操作表面。这样,每一次有一个辊经过径向开口时,要进行造粒的材料相对于例如施加到要进行造粒的材料上的压力的分布以略有不同的方式被挤压。在当前第1页1 2 3 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种造粒装置,所述造粒装置包括:模具(11,21,31,41),所述模具具有被称为操作表面(12,22,32,42)的第一表面和基本平行于第一表面(12,22,32,42)的第二表面,所述模具(11,21,31,41)在第一表面和第二表面之间包括用于形成颗粒物的多个贯通开口(3);以及能够围绕轴旋转的至少两个辊(14,15;24,25;34,35;44,45),其中所述辊(14,15;24,25;34,35;44,45)和模具(11,21,31,41)能够彼此相对运动,每一个辊(14,15;24,25;34,35;44,45)都包括用于挤压要进行造粒的材料通过模具(11,21,31,41)的径向开口(3)的操作挤压表面(16,17;26,27;36,37;46,47),其特征在于,每一个辊(14,15;24,25;34,35;44,45)上的操作挤压表面(16,17;26,27;36,37;46,47)的宽度都小于模具(11,21,31,41)的操作表面(12,22,32,42)的宽度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:N·布勒肯霍斯特M·格勒嫩达尔
申请(专利权)人:CPM欧洲有限责任公司
类型:发明
国别省市:荷兰;NL

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