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1. WO2011050986 - PRESSE À GRANULÉS POUR LA FABRICATION DE GRANULÉS

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[ DE ]

Pelletierpresse zur Herstellung von Pellets

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pelletierpresse zur Herstellung von Pellets nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Herstellung von Pellets, auch Presslinge oder Granulat genannt, aus Feingut oder verdichtetem und/oder aufgeschmolzenem Material ist bereits bekannt. Die Herstellung von Pellets, respektive Holzpellets, aus

vorzugsweise zerkleinerter Biomasse, wie Sägespäne, Staub oder

dergleichen ist ebenfalls bereits hinreichend bekannt und wird im Bereich der erneuerbaren Energien als zukunftsweisende Technologie für den

Klimaschutz, besonders in Europa, propagiert. Als Rohstoff wird in der Regel Spanmaterial aus der holzverarbeitenden Industrie genutzt, es können aber auch frisch geschlagene Bestände oder in der holzverarbeitenden Industrie nicht verwertbare Holzarten oder Abfallstoffe verwertet werden. Für den

Markt an Holzpellets zur Versorgung von Kleinfeuerungsanlagen in Ein- oder Mehrfamilienhäusern ist vorzugsweise schadstofffreies Grundmaterial zu verwenden. Blockkraftwerke oder spezielle

Hochtemperaturfeuerungsanlagen zur Wärmeerzeugung und/oder

elektrischen Energie Gewinnung (Kombikraftwerke) können aber auch in geringen Mengen schadstoffbelastetes Material (Pellets aus Span- oder MDF-Platten mit oder ohne einer Beschichtung oder einer Lackierung) sauber verbrennen.

Die Holzpellets werden üblicherweise in so genannten Pelletierpressen hergestellt, in denen das zu verpressende Material durch bewegte und/oder aktive abrollende Walzen, auch Kollerrollen genannt, durch Bohrungen einer Matrize gedrückt wird. Durch die Bohrungen wird das Material (Biomasse) geformt und als Stränge aus den Bohrungen ausgetragen. Unter Bohrungen werden alle Öffnungen verstanden, die, vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt, in einer Matrize zur Durchleitung und Formung des Materials angeordnet sind. Die Bohrungen können dabei auch größere Einlaufbereiche (Senkungen) zur Verbesserung des Pressvorganges aufweisen und gehärtet sein oder gehärtete Hülsen in den Bohrungen aufweisen.

Im Bereich der Matrizen werden Flach- und Ringmatrizen unterschieden. An Ringmatrizen laufen zur Verpressung außen oder innen Walzen um, an Flachmatrizen rollen die Kollerwalzen kreisförmig (Mühlenbauweise) oder linear reversierend ab. Die Erfindung befasst sich vorzugsweise mit

Flachmatrizen letzterer Bauart, kann aber ggf. auch bei Ringmatrizen verwendet werden.

Auf die Möglichkeiten der Aufbereitung und der Streuung der Biomasse, bzw. der Nachbereitung (Zerkleinerung der Stränge, Kühlung, Lagerung, Transport) der Pellets muss nicht weiter eingegangen werden. Hierzu wird auf den Stand der Technik verwiesen.

Durch die mittlerweile weltweit anerkannte Klimaerwärmung ist die Industrie gezwungen die großindustrielle Herstellung von Holzpellets zu forcieren. Gerade aber bei großen Produktionsanlagen, die teilweise dem

Sondermaschinen- oder Schwermaschinenbau zuzuordnen sind, werden große und schwere Maschinenteile verwendet. Insbesondere die dazu notwendigen Lager oder andere empfindlichen Maschinenelemente respektive Steuerungsvorrichtungen müssen vor dem während der

Produktion auftretenden oder vorhandenen Feinstaub geschützt werden. Das Bestreben der Entwicklung geht dahin den Pressen- bzw. den

Streuraum des zu verpressenden Materials respektive der Biomasse in möglichst geringem Umfang abzuschotten. Das Problem hierbei liegt in den beweglichen Teilen (Matrize und/oder Walzen) in der Pelletierpresse, die innerhalb des Pressenraumes bzw. des Streuraumes eine Relativbewegung zueinander ausführen. Dabei wird in der Regel eine großzügige Kapselung des Pressenraumes bzw. des Streuraumes durchgeführt, was dazu führt, dass ein zu großer Bereich der Pelletierpresse mit entsprechend

Auswirkungen auf bewegte oder betriebsrelevante Anlagenteile verschmutzt wird. Im Weiteren wird auf den Streuraum Bezug genommen, der damit den verschmutzten Bereich innerhalb der Pelletierpresse umschreibt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Pelletierpresse der

vorgenannten Art zur Herstellung von Pellets zu schaffen, die gegenüber dem Stand der Technik die Ausbildung eines durch zumindest eine

Seitenwand möglichst kompakten und abgedichteten Streuraumes ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe für eine Pelletierpresse besteht darin, dass zur Ausbildung einer Seitenwand zumindest zwei Seitenwandteile angeordnet sind wobei zumindest das erste Seitenwandteil gegenüber dem zweiten Seitewandteil zur Ausführung einer Relativbewegung bewegbar angeordnet ist.

In Vorteilhafter Weise kann nun ein möglichst kompakter Streuraum in einer Pelletierpresse ausgebildet werden, weil zwischen Beweglichen Teilen eine Abdichtung erfolgen kann, indem eine Seitewand feststehend in der

Pelletierpresse, vorzugsweise verbunden mit der Zufuhr des zu

verpressenden Materials, angeordnet ist und neben der Funktion der Führung des Materials auch die Abschottung des Streuraumes übernimmt. Bevorzugt ist nun ein zweiter Teil der Seitenwand, als Seitenwandteil, einem in der Pelletierpresse bewegbaren Maschinenelement, beispielsweise der Matrize oder den Walzen, zugeordnet und führt deren Bewegung während des Betriebes der Pelletierpresse mit aus. Neben der Anordnung von zumindest einem Seitenwandteil im Wesentlichen an einer bewegbaren Matrize und/oder im Wesentlichen an zumindest einer bewegbaren Walze können die beweglichen Seitenwandteile auch an den zugehörigen bewegbaren Haltemitteln in der Pelletierpresse angeordnet sein.

Beispielsweise an einer Matrizenlagerung, einem Matrizentisch bzw. an den Lagern oder den Antrieben der Walzen.

Für eine bessere Abdichtung zwischen den beiden Seitenwandteilen gegenüber der Umgebung können die Seitenwandteile im Wesentlichen überlappend und/oder zwischen den Seitenwandteilen zumindest ein Dichtungsmittel zur Abdichtung angeordnet sein. Bevorzugt werden die Seitenwandteile zur Ausbildung einer Überlappung oder eines Überganges einer Seitenwand im Wesentlichen parallel oder in einer Ebene angeordnet. Zumindest ein Seitenwandteil kann teilweise einstückig mit der Matrize und/oder den Haltemitteln der Matrize ausgeführt sein.

Besonders bevorzugt wird der durch die Seitenwandteile ausgebildete Übergang oder die Überlappung zwischen dem ersten und dem zweiten Seitewandteil im Wesentlichen zwischen der Achse der Walzen und der Matrize angeordnet. Zu diesem Zwecke weist das an der Matrize

angeordnete Seitenwandteil eine Höhe von zumindest 5 mm auf.

Insbesondere sollte die Höhe des Seitenwandteiles an der Matrize 5 bis 200 mm aufweisen.

Es ist also nun möglich, den Streuraum in einer Pelletierpresse, besonders bei einer rotierenden kreisförmigen Flachmatrize und stationären Walzen, gegenüber der Umgebung möglichst kompakt abzuschotten. Gleichzeitig sind die wesentlichen Lager der Walzen oder der Matrize gegenüber dem Streuraum abgeschottet und müssen nicht nochmals gekapselt werden.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden

Beschreibung mit der Zeichnung hervor.

Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf eine kreisförmige Flachmatrize und zwei darauf abrollenden Walzen,

Figur 2 eine geschnittene Ansicht durch die Walzen und die Flachmatrize nach Figur 1 ,

Figur 3 eine Seitenansicht einer rechteckigen Flachmatrize mit

reversierend bewegbarer Walze und/oder reversierend bewegbarer Matrize,

Figur 4 einen Ausschnitt einer Seite einer kreisförmigen Ringmatrize mit zugehörigen Seitenwände in einer Ebene mit zugehöriger

Abdichtung nach Figur 2,

Figur 5 einen Ausschnitt einer Seite einer kreisförmigen Ringmatrize mit zugehörigen benachbarten Seitenwänden mit einer Abdichtung nach Figur 2 und

Figur 6 einen weiteren Ausschnitt einer möglichen Ausführungsvariante benachbarter Seitenwände mit formschlüssiger Abdichtung.

In den Figur 1 und 2 zeigt die Zeichnung eine übliche Pelletierpresse 3 nach dem Stand der Technik in Draufsicht und in einer geschnittenen

Seitenansicht. Dabei rotiert zumindest eine Walze 5 um eine zentrale Achse einer kreisförmigen Matrize 4 mit Bohrungen 13. Die Biomasse 1 wird dabei von oben in den Streuraum 2 eingeführt und verteilt sich gleichmäßig auf der Matrize 4. Im vorliegenden Beispiel können die Matrize 4 und/oder die Walzen 5 eine Rotationsbewegung ausführen und durch geeignete Mittel, meist mittels einer Hohlwelle, die in der zentralen Öffnung der kreisförmigen Matrize angeordnet ist, angetrieben werden. Die Walzen 5 rollen auf der Abrollfläche 19 aufgrund der initiierten Relativbewegung ab und verdrücken die im Streuraum 2 vorhandene Biomasse 1 in die Bohrungen 13. Während des Durchtritts durch die Bohrungen 13 der Matrize 4 in

Durchleitungsrichtung 12 entsteht ein Materialstrang, der schließlich aktiv (Schneidmesser) oder passiv (Förderungsbruch) in Pellets 10 aufgeteilt wird. Der Streuraum 2 wird somit in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch eine innere und eine äußere Seitenwand 11 und in

Durchleitungsrichtung 12 durch die Matrize 4 begrenzt.

Je nach Ausführungsform der Pelletierpresse 3 kann anstelle der inneren Seitenwand 11 auch eine Hohlwelle angeordnet sein kann, die die Matrize 4 und/oder die Walzen 5 antreibt und entsprechend rotatorisch entlang ihrer Achse bewegt wird. Wird durch die Hohlwelle die Matrize 4 angetrieben ist beispielsweise keine innere Seitenwand 11 notwendig, die einer Abdichtung bedarf. Grundsätzlich ist verständlich, dass bei einer Rotationsbewegung der Matrize 4 die Biomasse 1 bzw. Staub und nicht verpresstes Material durch die Fliehkraft primär nach außen getrieben wird und bei einer feststehenden Seitenwand 11 eine optimale Abdichtung des Streuraumes 2 gegenüber der Umgebung von Vorteil ist.

Nach Figur 2 bestehen also beide Seitenwände 11 vorzugsweise aus konzentrisch zur Mittelachse der flächenförmigen Matrize 4 angeordneten Blechringen, die sich von der Zuführöffnung 18 bis an die Matrize 4 erstrecken. Um einen optimalen Streuraum 2 zu verwirklichen, sind die Streuwände 11 in ihrer Anordnung vorzugsweise derart gestaltet, dass der Streuraum 2 in seiner Breite im Wesentlichen der Abrollfläche 9 entspricht und den nötigen Raum für die Walzen 5 gewährt. Um nun eine optimale Abdichtungswirkung gegenüber der Umgebung zu erreichen ist die

Seitenwand 11 in zumindest zwei Seitenwandteile 8 und 9 aufgeteilt. Bei einem Ausführungsbeispiel mit einer rotierenden Matrize 4 ist das zweite Seitenwandteil 9 an der Matrize 4 angeordnet und führt die

Rotationsbewegung der Matrize 4 mit aus. Entsprechend entsteht eine Relativbewegung zwischen den Seitenwandteilen 8 und 9.

In den Figuren 4 bis 6 sind mögliche Variante einer bevorzugten

Ausgestaltung der Überlappung 15 respektive des Überganges 17 der beiden Seitenwandteile 8 und 9 dargestellt. Nach Figur 4 sind zwei H-förmige Dichtungsmittel 7 zwischen den im Wesentlichen in einer Ebene liegenden Seitenwandteilen 8 und 9 der beiden Seitenwände 11 angeordnet. Somit ist der Übergang 17 reibungsarm und wirksam abgedichtet.

Entsprechende Anordnungen oder mögliche Variationen der Dichtungsmittel liegen im Erfahrungsbereich eines Konstrukteurs, der die notwendigen Maßnahmen zur optimalen Abdichtung und die entsprechende Materialwahl ergreift.

In Figur 5 sind die beiden Seitenwandteile 8 und 9 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und bilden vorzugsweise eine Überlappung 15 der Seitenwandteile 8 und 9 zueinander aus. Diese Überlappung 15 kann ebenfalls durch ein Dichtungsmittel 7 abgedichtet werden. Aber auch geometrische bzw. formschlüssige Lösungen zur Abdichtung wie in Figur 7 dargestellt wären denkbar. Besonders bevorzugt ist zumindest ein

Seitenwandteil 8 oder 9 im Bereich der Überlappung 15 oder des

Überganges 17 flexibel oder biegsam ausgebildet um bei einer schleifenden Anordnung der Seitenwandteile 8 und 9 zueinander etwaige

Ungenauigkeiten ausgleichen zu können und gleichzeitig eine möglichst hohe Dichtwirkung verwirklichen. Insbesondere eine federnde Ausbildung, zumindest im Bereich des Überganges 17 oder der Überlappung 15 wäre denkbar.

In einer alternativen Ausführungsform könnte nach Figur 3 auch eine rechteckige Flachmatrize 4 Anwendung finden, wobei die Walze 5 und/oder die Matrize 4 eine reversierende Bewegung in oder entgegen der

Abrollrichtung 6 ausführt und die Biomasse 1 zu Pellets 10 verpresst. In der Seitenansicht erkennt man die bevorzugte Überlappung der Seitenwandteile 8 und 9, wobei das obere Seitenwandteil 8 vorzugsweise in Richtung des Streuraumes 2 verschoben angeordnet ist und das in Durchleitungsrichtung 12 näher an der Matrize 4 angeordnete Seitenwandteil 9 benachbart oder angrenzend nach außen versetzt ist und somit den unteren Teil des Seitenwandteils im Bereich der Überlappung 15 verdeckt. Die Überlappung 15 oder der Übergang 17 zwischen den Seitenwandteilen 8 und 9, die im Wesentlichen die Ebene respektive den Bereich der vorhandenen

Relativbewegung zueinander ausbilden, ist dabei bevorzugt zwischen zumindest einer Achse 16 der Walze 5 und der Matrize 4 respektive der Abrollfläche 19 angeordnet.

Bezugszeichenliste 1389:

1. Biomasse

2. Streuraum

3. Pelletierpresse

4. Matrize

5. Walze

6. Abrollrichtung

7. Dichtungsmittel 8. erstes Seitenwandteil

9. zweites Seitenwandteil

10. Pellets

11. Seitenwand

12. Durchleitungsrichtung 13. Bohrungen

14. Abdichtung

15. Überlappung

16. Achse

17. Übergang

18. Zuführöffnung

19. Abrollfläche