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Trocknungsvorrichtung zum Trocknen von Grünfutter, Getreide od. dgl.
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konzentrisches Rohr kleineren Durchmessers beinhalten, das, z. B. über Schläuche, mit einer Druckkammer des Trockenmediums verbunden ist, wobei die Saugkammer und die Druckkammer durch eine zwischen diesen angeordnete Pumpe verbunden sind, und in der Saugkammer, wie an sich bekannt, ein gegen diese dicht abgeschlossener Verbrennungsofen vorgesehen ist und dass sämtliche stabförmige Hohlkörper an einer verschiebbaren Platte, welche sie durchsetzen, oder an einem verschiebbaren Gerüst an- geordnetsind. Hiebeibilden Hohlkörper, Gerüst und Platte eine Einheit, die verschiebbar ausgeführt ist, so dass bei der Trocknung die Hohlkörper in das Gut eingeschoben bzw. nach erfolgter Trocknung heraus- gezogen werden können.
Durch die zahlreichen Hohlkörper, die den ganzen Haufen des Gutes durchsetzen, wird eine intensive Durchspülung des Gutes mit Trockenmedium bzw. eine gleichmässige Zufuhr der Verdampfungswärme zu allen Schichten des Gutes, aber auch die Möglichkeit, an beliebig vielen Punkten innerhalb des Gutes den Wasserdampf abzusaugen, erreicht. Sind die Dimensionen des zu trocknenden Haufens sehr gross, so kommt der Absaugung eine wichtige Bedeutung zu. Je grösser nämlich die Dimensionen des Haufens sind, desto grösser muss auch die Druckdifferenz zwischen dem gasförmigen Medium im Inneren des Haufens und der Luft ausserhalb des Haufens sein, damit eine Strömung von innen nach aussen zustandekommen kann.
Die in den Haufen, insbesondere in den Kern des Haufens, eingeschobenen, mit der Saugkammer verbundenen Hohlkörper schaffen im Inneren des Gutes denselben oder niedrigeren Druck wie ihn die den Haufen umgebende Luft hat.
Durch die zusätzlichen mit konzentrischen Rohren kleineren Durchmessers versehenen stabförmigen Hohlkörper, denen mit dem Trockenmedium Wärme zugeführt wird, kann der Trocknungsvorgang erheblich beschleunigt werden.
Damit die Vitamine und andere hochwertige Stoffe, die in den Pflanzen enthalten sind, dem Konsumenten erhalten bleiben, kann beispielsweise die Trocknung bei niederen Temperaturen erfolgen. Es ist daher zweckmässig, die Verdampfung des Wassers, das in den Gefässen und Gefässbündeln pflanzlicher Stoffe oft reichlich aufgespeichert ist, unter Unterdruck durchzuführen. Hiezu ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die von den Hohlkörpern durchsetzte Platte mit Dichtungen versehen ist und als Verschlussplatte einer Trockenkammer dient. Hiedurch kann, wenn der Korb, in welchem sich das zu trocknende Gut befindet, in die Trockenkammer eingebracht wurde, die in der Kammer vorgesehene Öffnung durch die bereits erwähnte, die stabförmigen Hohlkörper tragende Platte luftdicht verschlossen werden.
Der Unterdruck in der Kammer wird durch die Pumpe, welche an die Kammer angeschlossen ist, hergestellt.
Es ist aber nicht zweckmässig, den gesamten Wasserdampf, der aus dem Gut austritt, mittels der Pumpe abzusaugen, denn es müssten dann zur Trocknung einer einzigen Tonne Grünfutter oder Kartoffeln zirka 12000 m3 Wasserdampf, welche 800 kg Wasser bei einer Trocknungstemperatur von 450C und einem Sättigungsdruck von zirka 72 Torr bilden, abgesaugt werden, was nur unter grossem Energieaufwand möglich wäre. Vielmehr bringt man in bekannter Weise den aus dem Gut austretenden Wasser- dampf im Unterdruckbereich bzw. in der Kammer zur Kondensation und kann dann das Wasser von einem Sammelbehälter ablassen oder auspumpen, was wesentlich billiger kommt. Damit die Pumpe nicht zu sehr mit der Wasserdampfabsaugung belastet wird, kann dieser ein geeigneter Kondensator vorgeschaltet werden.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Trocknungsvorrichtung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt einen vertikalen Mittelschnitt einer erfindungsgemässen Trocknungs- anlagemitherausgezogenenhohlkörpern. Fig. 2zeigt die gleiche Trocknungsanlage mit in das Gut ein- geschobenen Hohlkörpern. Fig. 3 ist ein vertikaler Querschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2. Fig. 4 stellt im Längsschnitt einen Heizkörper gemäss den Fig. 1 bis 3 im vergrösserten Massstab dar. Fig. 5 ist ein vertikaler Mittelschnitt einer erfindungsgemässen Trocknungsanlage anderer Ausführungsform. Fig. 6 stellt im Längsschnitt einen Heizkörper gemäss Fig. 5 im vergrösserten Massstab dar.
Die Fig. 7 und 8 zeigen schematisch einen Arbeitsvorgang und die Fig. 9 und 10 stellen einen Teil eines Gitters für rieselfähiges Gut in Ansicht bzw. im Schnitt dar.
Die Hohlkörper in den Fig. 1 bis 4 sind teils Heizkörper-l-und teils Saugkörper-2-. Heiz- und Saugkörper sind parallel zueinander angeordnet und an einer Platte --3-- befestigt, wobei die Heizkörper diese Platte durchsetzen und luftdicht mit ihr verbunden sind.
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der andern Seite enden die Innenrohre --4-- in einer Verteilerkammer-8-. An den Enden der Innenrohre-4-sind biegsame Rohre-9-, vorzugsweise Schläuche, vorgesehen, die in trichterförmigen
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weise Wasser, über ein Druckrohr --15- in die Druckkammer --11-- pumpt.
Oberhalb des Bodens der Druckkammer --11-- sind ein bis zwei Gitter --16-- vorgesehen, die eine Wellenbildung unterbinden, so dass das erwärmte Medium gleichmässig in die trichterförmigen Ausweitungen-10-der Schläuche - einfliessen kann.
Das eine Ende der Hohlkörper --2-- endet in einer Spitze, während das andere Ende stabil mit der Platte --3-- verbunden ist. Über die ganze Mantelfläche der Hohlkörper --2-- sind zahlreiche Öffnungen verteilt.
Die Hohlkörper --1 und 2-- werden zur Trocknung des feuchten Gutes-17-in dieses eingeschoben. Hiezu sind diese Hohlkörper mit der Platte-3-und alle zur Funktion dieser Hohlkörper notwen-
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-18-- montiert.Hohlkörper-l und 2-- muss jeder Spitze eines Hohlkörpers eine Gitteröffnung des Korbes gegenüberliegen. Es ist daher notwendig, dass die Gitter, die den Hohlkörpern gegenüberliegen, exakt und stabil ausgeführt sind, so dass bei normaler Behandlung die gitterbildenden Elemente nicht deformiert werden können. Da sich das zu trocknende Gut nicht unbegrenzt zusammenpressen lässt, muss das Volumen der Hohlkörper-l-bei maximaler Oberfläche der Heizkörper möglichst klein gehalten werden. Da die Hohlkörper eine Länge von mehreren Metern haben können, besteht die Gefahr des Durchhängens.
Es könnte dann sein, dass beim Einschieben der Hohlkörper --1,2-- in das Gut die Spitze eines Hohlkörpers nicht in die Gitteröffnung trifft, sondern auf das Gitter selbst, so dass sich der Hohlkörper verbiegen oder abbrechen würde.
Um dennoch eine exakte Einführung der Hohlkörper durch die Gitteröffnungen des Korbes zu gewährleisten, werden die Hohlkörper gestützt. Hiezu ist ein Stützgitter --20-- vorgesehen. Dieses wird
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senkrecht zu diesen verlaufenden Rohren oder Rollen. Befinden sich die Hohlkörper nicht im Gut, sind sie also ausgefahren, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, so lagern stets die mit den Spitzen versehenen Enden der Hohlkörper-l und 2-auf dem Stützgitter-20-. Damit immer eine Öffnung des Stützgit- ters-20-und eine Öffnung des Korbgitters --19-- gegenüberliegen, muss einerseits der Korb in eine fixe Lage gebracht werden, dies ist durch die Form der Träger-23- (Fig. 3) gewährleistet, und anderseits müssen die Hohlkörper exakt an den Korb herangeführt werden.
Aus diesem Grund laufen die
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verschiebbaren Gerüstes-18-auf Schienen-25-.per presst sich das Stsstzgitter --20-- an das Korbgitter --19-- an, während sich die Träger-21-durch
Gleitlager --26-- im Stützgitter --20-- aussen am Korb vorbeischieben. Die Lage nach dem Einschieben der Hohlkörper-l und 2-ist in Fig. 2 ersichtlich.
Nach Anpressen des Stützgitters-20-an das Korbgitter-19-- können die beiden Gitter --19 und 20-- durch einen einfachen Mechanismus, der inden Zeichnungen nicht dargestellt ist, miteinander verbunden werden, so dass beim Herausziehen der Hohlkörper --1 und 2-- das Gitter --20-- nicht gleich von den Trägern --21-- mitgenommen wird, sondern erst durch die Trägerköpfe --27--, nachdem diese den Mechanismus vorher ausgelöst haben und das Stützgitter --20-- bei ausgezogenen Hohlkörpern die Lage gemäss Fig. 1 einnimmt.
Der Korb mit dem zu trocknenden Gut befindet sich in einer zylinderförmigen Trockenkammer --28--, die stirnseitig zum Ein- und Ausbringen des Korbes offen ist und welche gleichzeitig nach dem Einschieben der Hohlkörper-l und 2-- durch die Platte --3-- verschlossen wird. Die Platte --3-- und/ oder die die Öffnung der Kammer --28-- umgebende Wand sind mit einer Dichtung-29-versehen, so dass die Kammer luftdicht verschlossen und das Gut unter Unterdruck getrocknet werden kann.
Zu diesem Zweck ist an die Kammer --28-- eine Saugpumpe --30--, welcher ein Kondensator - vorgeschaltet ist, angeschlossen. Die Trockenkammer --28--, welche auf Stützen --32-- ge- lagert ist, ist leicht geneigt, damit das an den Wänden kondensierende Wasser über eine Aussparung - und ein Verbindungsrohr --34- in einen Behälter --35-- abfliessen kann. Das Wasser kann in bekannter Weise bei offenem Hahn-36-, nachdem vorher die Kammer durch den Hahn --37- gegen die Atmosphäre versperrt wurde, abgelassen werden.
Eine gewölbte Überdachung --38-- des Korbes ist mit Trägern --39-- an der Wand der Trockenkammer --28-- befestigt. Die Aufgabe dieser Überdachung-38-- ist es, ein Abtropfen des am oberen
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Teil der Trockenkammer --28-- kondensierten Wasserdampfes auf das Gut zu vermeiden. Damit der Dampf nicht schon an der Unterseite der Überdachung verflüssigt, kann sie aus mehreren Schichten, beispielsweise zwei Schichten bestehen, von denen die untere auf Trocknungstemperatur gehalten wird, während die obere gegen die untere Schicht wärmeisoliert ist. Das verschiebbare Gerüst--18--, auf dem die Platte --3-- mit den Hohlkörpern-l und 2-- und die Aggregate montiert sind, läuft auf Rädern --24-- auf Schienen --25--.
Die Räder --24-- sind um die Achse --40-- drehbar, so dass, wie die Fig. 7 und 8 zeigen, das Gerüst --18-- mit den Hohlkörpern --41-- auch senkrecht zur Trockenkammer --28-- verschoben werden kann, wenn die Schienen --25 und 42-- rechtwinkelig zueinander verlaufen und an den Verbindungsstellen --43-- der beiden Schienen Aussparungen zur Änderung der Bewegungsrichtung für die Räder --24-- vorgesehen sind.
Zur Einbringung des mit feuchtem Gut beschickten Korbes in die Trockenkammer --28-- wird zunächst das Gerüst -18-- mit den Hohlkörpern --41- in die nach Fig. 7 gezeigte Lage gebracht, damit die stirnseitige Öffnung der Trockenkammer --28-- frei wird, und dann wird der Ladewagen-44-, auf dem sich der mit Gut beschickte Korb befindet, an die Trockenkammer --28-- herangefahren und der Korb hineingeschoben (Fig. 7). Danach wird das Gerüst -18-- mit den Hohlkörpern --41-- längs
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schliesst (Fig. 2).
Beim anschliessenden Trocknungsvorgang wird zunächst der Verbrennungsofen-13-in Betrieb genommen, indem in den zylindrischen Verbrennungsraum das Verbrennungsmedium, beispielsweise öl oder Gas, eingesprüht und zur Entzündung gebracht wird. Dadurch wird das Heizmedium, vorzugsweise Wasser, eventuell auch Öl, das sich im unteren Teil der Saugkammer --12-- befindet und den Verbrennungsofen --13-- umgibt, erhitzt. Gleichzeitig oder etwas später wird die Pumpe --14-- in Betrieb
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bei der Spitze --7- angelangt ist, durch das Aussenrohr --5-- in die Saugkammer --12-- zurück, um dort neuerlich erhitzt und den Hohlkörpern --1-- zugeführt zu werden. Ist das zu trocknende Gut etwa durchSonnenbestrahlungschonwarm, so kann die Saugpumpe --30- gleich eingeschaltet werden.
Weist das Gut aber eine niedere Temperatur auf-wenn beispielsweise im Herbst oder Frühwinter Kartoffeln
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entsprechender Dimensionierung der Innenrohre --4-- und der Aussenrohre --5- entlang der ganzen Mantelfläche annähernd die gleiche Temperatur auf, da das in Strömungsrichtung auftretende Tempe- raturgefälle des im Aussenrohr --5-- in die Saugkammer --12-- zurückfliessenden Heizmediums infolge Abgabe eines Teiles seiner Wärmeenergie an die Rohrwandung und damit an das Gut durch das in entgegengesetzter Richtung durch die Innenrohre --4-- einfliessenden Heizmediums höherer Temperatur kompensiertwird. Die Durchflussgeschwindigkeit des Heizmediums durch die Hohlkörper ist umso grösser, je höher die Druckkammer --11-- gelagert ist.
Mittels der Pumpe -30-- wird die Luft aus der Kammer abgesaugt und dann während des Trocknungsprozesses derjenige Unterdruck aufrecht erhalten, bei dem sich der bei einer bestimmten Trocknungstemperatur gebildete Dampf im Sättigungszustand befindet. Bei einer beispielsweise vorgegebenen Trocknungstemperatur von 450C beträgt der Sättigungsdruck zirka 72 Torr bzw. zirka 0,097 at.
Das die Hohlkörper-l-umgebende Gut wird zuerst durch Wärmeleitung auf eine Temperatur gebracht, die höher liegt als die reguläre Trocknungstemperatur, da die Hohlkörper eine etwas höhere Temperatur haben. In der Folge spielt aber bei der Trocknung die Konvektion eine bedeutende Rolle, da die in der Nähe der Hohlkörper befindlichen Wassermoleküle in den gasförmigen Zustand übergehen, stellen sie infolge ihres höheren Wärmeenergieinhaltes wandernde Wärmeträger dar, da sie ja durch die Sogwirkung der Saugpumpe längs des Druckgefälles strömen und dabei in den Schichten geringerer Temperatur zwischen zwei Hohlkörpern-l-einen Teil ihrer Wärmeenergie abgeben, so dass es auch in diesen Schichten zu einer Verdampfung des Wassers kommt.
Die Moleküle nehmen in der Nähe der
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aus dem zu trocknenden Gut austreten, um an den Kondensatorflächen zu verflüssigen. Der Wasserdampf, der sich im Kern des Gutes bildet, tritt grösstenteils durch die Öffnungen der Hohlkörper --2-- in deren Hohlraum ein und strömt durch die aus dem Korb herausragenden Öffnungen wieder aus und kondensiert dann.
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Werden Trocknungstemperatur und Sättigungsdruck konstant gehalten, so verdampft im Gut in jedemAugenblickstets soviel Wasser, als unmittelbar vorher an den Kondensationsflächen verflüssigt wurde, vorausgesetzt, dass dem Gut noch genügend Wasser zur Verdampfung zur Verfügung steht. Ist die Trocknung abgeschlossen, was durch Messung der Feuchtigkeit in der Kammer durch ein geeignetes Instrument angezeigt wird, so kann sich über ein Relais die Anlage automatisch ausschalten und über ein Ventil kann der Normaldruck in der Kammer hergestellt werden, so dass die Trocknung wartungsfrei vor sich geht.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Trocknungsanlage sind die Heizkörper --45-- im Gegenstromprin- zip von einem gasförmigen Medium durchströmt und die Hohlkörper --46-- über die Saugkammer-47aneine Pumpe --48-- angeschlossen. Weiters sind zusätzlich hohle Zufuhrelemente --49-- für ein gasförmiges Medium angeordnet.
Die Zeichnungen zeigen die Hohlkörper-45, 46 und 49-in das zu trocknende Gut eingeschoben, welches sich in einem Behälter, der aus Gitterwänden --50-- gebildet wird, befindet. Mit-51-ist das Stützgitter für die Hohlkörper mit den die Reibung vermindernden Elementen --52--, beispielsweise Rollen, dargestellt, welches von Trägern--53-, die in Gleitlagern-54-gleiten, getragen wird.
Eine von den Hohlkörpern --45, 46 und 49-- durchsetzte Platte --55-- wird an die offene Stirnseite einer zylindrischen Trockenkammer --56--, deren Mantel zwecks Vergrösserung der Kondensations-
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--57- luftdichtTrockenkammer --56-- ist eine Pumpe --58-- angeschlossen, der ein Kondensator --59-- vorgeschaltet ist. Beim Trocknungsprozess wird ein gasförmiges Medium, beispielsweise Luft, das sich in der Saug- kammer --60- befindet, an radial verlaufenden Rippen --61- eines zylindrischen Verbrennungsofens - erhitzt und über eine Pumpe --63-- und ein Rohr-64-mit trichterförmigen Ausweitungen - in eine Druckkammer --66-- gefördert, von wo es in trichterförmige Ausweitungen-67-der Innenrohre --68-- der Hohlkörper --45-- strömt (Fig. 6).
Mit-69-sind die Begrenzungswände der Saug- und der Druckkammer bezeichnet. Das Heizmedium durchströmt die Innenrohre -68-- bis zur Spitze --70-- und kehrt über Aussenrohre -71-- in die Saugkammer -60- zurück und wird neuerlich nach Erhitzung den Heizkörpern zugeführt.
Der Trocknungsvorgang bei der gegenständlichen Ausführungsform unterscheidet sich von demvorigen im wesentlichen dadurch, dass neben der Wärmeübertragung durch die Hohlkörper an das Gut überhitzter Dampf, d. h. mit höherer Temperatur als für die Trocknungstemperatur vorgegeben, durch die Zufuhr- elemente-49-, deren in das Gut hineinragender Teil perforiert ist, dem Gut zugeführt wird. Der Dampfkann infolge seiner Überhitzung Wasserdampf aus dem Gut aufnehmen und von dem zu trocknenden Gut selbst stammen. Zu Beginn des Trocknungsvorganges kann aber bei schon hergestelltem Unterdruckeine geeignete Wassermenge in der Saugkammer --47-- an den Rippen --61- des Verbrennungsofens --62-- zur Verdampfung gebracht werden.
Nachdem der Dampf die entsprechende Temperatur erreicht hat, wird er von der Pumpe --48- an gesaugt und über das Rohr --72-- mit der Ausweitung --73-- in die Druckkammer --74-- gefördert. von wo er durch die Ausweitungen --75-- in die hohlen Zufuhrelemente --49-- strömt und durch deren perforierten Teil in das Gut eintritt.
Durch diese Dampfzuführung zu Beginn der Trocknung kann die Erwärmung des Gutes beschleunigt werden, wenn dieses eine niedere Temperatur hat. Im weiteren Verlauf der Trocknung wird ein Teil
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Gut eingeführt, wo er wieder Dampf aus dem Gut aufnehmen kann. Der grössere Teil des gesamten Dampfes, der aus dem Gut austritt, wird nicht über Hohlkörper --46-- abgesaugt, sondern tritt an der gesamten Oberfläche des Gutes aus.
An den Wänden der Trockenkammer -56-- bzw. an dem Kondensator --59-- kondensiert der Dampf und das Wasser fliesst dann über Vertiefungen -76--, Zuleitun-
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Es ist aber auch zweckmässig, den Sammelbehälter --80- so gross zu machen, dass er das gesamte Kondenswasser eines mit Trockengut gefüllten Korbes fassen kann. Mit-83-ist eine Überdachung des Korbes --50-- bezeichlnet, die an den Trägern --84-- an der Kammer --56-- befestigt ist. Diese Überdachung vermeidet ein Abtropfen des Kondenswassers auf das Gut.
Das Heizmedium für die Hohlkörper --45-- kann aus überhitztem Wasserdampf bestehen. Die Saug-
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