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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von fliessfähigem Material, mit einer in einem Gehäuse umlaufenden Förderschnecke, deren schraubenförmig geformte Schneckengänge bzw. -ausnehmungen einen Durchgang zwischen der Schnecke und dem Gehäuse bilden, und mit einer Heizeinrichtung zum Erhitzen des Materials im Gehäuse, wobei das Gehäuse mit einem Materialeinlass und einem Materialauslass und gegebenenfalls mit einer Abzugseinrichtung für Gase und Dämpfe versehen ist.
Es werden verschiedene Vorrichtungen und Verfahren eingesetzt, um flüchtige Anteile aus fliessfähigen Massen oder pastenförmigen Materialien zu verdampfen. Diese werden dabei z. B. in direktem Kontakt mit heissen Gasen getrocknet. Es entsteht dabei aber ein technisches und ökonomisches Problem daraus, dass grosse Mengen benutzten Trockengases vor ihrem Ablassen in die Atmosphäre einer Behandlung unterzogen werden müssen, um umweltverschmutzende Stoffe daraus zu entfernen.
Die Erfordernisse für eine solche Behandlung können beträchtlich herabgesetzt werden oder es kann eine solche Behandlung überhaupt erübrigt werden, wenn man Wärmeaustauscher vom Förderschneckentyp, etwa gemäss der DE-PS Nr. 7086, einsetzt, mit denen eine indirekte Wärmezufuhr erfolgt, da so die Notwendigkeit für den Einsatz grosser Quantitäten von Trocknungsgasen und deren Nachbehandlung wegfällt. Bei Wärmeaustauschern vom Förderschneckentyp treten aber Verstopfungsprobleme auf, wenn Materialien dicker Konistenz zu behandeln sind, weiters kann es auch zum Aufbau harter verkohlter Niederschläge an den Schnecken kommen, welche den Wärmeübergang behindern und die Brauchbarkeit derartiger Systeme herabsetzen.
Man kann zwar durch eine Reduktion der Temperaturen die Niederschlagsrate herabsetzen, muss aber dann, wenn man den gewünschten Durchsatz aufrechterhalten will, die Wärmeübergangsflächen bedeutend vergrössern, wodurch viel grössere Kosten erwachsen. Um einem Aufbau von Niederschlägen vorgenannter Art entgegenzuwirken, wäre ein ständiges Abkratzen der Oberflächen nötig und es wäre undurchführbar, solchen Niederschlägen durch intermittierendes oder periodisches Entfernen beikommen zu wollen.
Es wurde auch schon angeregt, das vorgenannte Problem durch intermittierendes Ineingriffbringen der Förderschnecke mit Kratzern zu lösen. Dies erfordert aber komplizierte Mechanismen, die einen hohen Wartungsaufwand mit sich bringen. Bei andern Anordnungen zum kontinuierlichen Abkratzen, bei welchen ein eingreifendes flexibles Rohr oder eine oder mehrere zusätzliche exakt eingreifende Schnecken vorgesehen waren, ergab sich ein Festfressen und Beschädigungen durch die Niederschläge und durch ungleiche Ausdehnung der ineinander eingreifenden Elemente, wodurch der hohe Aufwand bei der Präzisionsbearbeitung derselben zunichte gemacht wurde.
Es ist nun ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung eingangs genannter Art zu schaffen, bei der die dem Wärmeaustausch dienenden Flächen rein gehalten und so ein hoher Wirkungsgrad aufrechterhalten werden kann, wobei die Vorrichtung auch einen dauerhaften und einfachen Aufbau besitzen und einen geringen Aufwand erfordern soll.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein längs der Förderschnecke in radialer Richtung im Abstand von der Längsachse der Förderschnecke verlaufender Kanal vorgesehen ist, mit dem in einer Vielzahl vorhandene kugelartige Körper zum Verhüten des Entstehens von Ablagerungen auf der Schnecke und zum Entfernen solcher Ablagerungen von dieser in Berührung mit der Förderschnecke, deren Schneckengänge einen der Oberfläche der kugelartigen Körper zumindest im wesentlichen angepassten Querschnitt aufweisen, gehalten sind und die kugelartigen Körper in Förderrichtung bei Rotation der Förderschnecke im Gehäuse geführt sind,
dass ein Rückführungsweg für den Transport der kugelartigen Körper von einer Abnahmestelle von der Schnecke zu einer Aufgabestelle auf die Schnecke vorgesehen ist, und dass an jeweils einem Ende des Kanals eine Führung zur Erleichterung des Transportes der kugelartigen Körper aus dem Kanal und am jeweils andern Ende des Kanals eine Führung zur Erleichterung des Transportes der kugelartigen Körper in den Kanal vorgesehen ist, wobei der Rückführungsweg und der Kanal einen Umlaufweg für die Vielzahl der kugelartigen Körper bilden, und wobei die kugelartigen Körper diesen Umlaufweg zumindest teilweise ausfüllen.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird durch die in rollender oder gleitender Berührung mit der Förderschnecke der Vorrichtung, in der die Wärmeübertragung erfolgt, gehaltenen kugelartigen Körper eine wirkungsvolle Selbstreinigung der wärmeübertragenden Flächen sichergestellt. (Diese kugelartigen Körper können dabei auch direkt und/oder indirekt, z.
B. durch die Förderschnecke oder durch die Wände eines Kanals oder im Zuge ihrer Rückführung, wie noch später erörtert wird, erhitzt
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werden, wobei auch zwei oder alle drei dieser Möglichkeiten zusammen in Einsatz gebracht werden können. ) Die kugelartigen Körper werden nämlich von dem Kanal im Gehäuse der Vorrichtung gehalten, so dass zumindest ein Teil ihres Querschnittes in den gewundenen Durchgang hineinragt, der zwischen den
Schneckenflächen vorliegt, und die Rotation der Förderschnecke erzwingt dabei eine Bewegung der kugelartigen Körper von dem in Förderrichtung gesehen oberen Ende des Kanals nach seinem unteren Ende. Als Folge hievon ergibt sich eine Schrubbwirkung zwischen den kugelartigen Körpern und jenen Oberflächenteilen der Förderschnecke und des Kanals, mit denen sie in Berührung kommen.
Diese Oberflächenteile werden kontinuierlich durch die Schrubbwirkung gereinigt und das geförderte Material wird demgemäss fortlaufend mit reinen Flächen in Berührung gebracht, woraus sich ein verbesserter Wärmeübergang von diesen Flächen zum Material ergibt. Jene Teile des Querschnittes der kugelartigen Körper, welche sich zwischen den Flächen der Förderschnecke befinden, drücken überdies fortlaufend nasses oder pastenförmiges Material aus den zwischen den Flächen der Förderschnecke gelegenen Räumen heraus, und dies erhöht die Häufigkeit der Berührungen zwischen der Förderschnecke und verschiedenen Teilen des Materials, das behandelt wird.
Weiters bewirkt die Berührung zwischen den durch Wärmeleitung erhitzten kugelartigen Körpern und dem fliessfähigen Material einen zusätzlichen Wärmetransport zu diesen, womit die Geschwindigkeit des Wärmetransportes weiter erhöht wird und die Wirksamkeit der Vorrichtung ansteigt.
In vorteilhafter Weise können bei der erfindungsgemässen Vorrichtung auch zwei oder mehr Schnecken-wie dies an sich etwa aus der CH-PS Nr. 261696 bekannt ist-und/oder zwei Kanäle und Garnituren von kugelartigen Körpern vorgesehen werden. Falls erwünscht, kann man die Kanäle und die kugelartigen Körper auch so ausbilden und anordnen, dass sie die Förderschnecke abstützen, wodurch die Förderschnecke gegen ein Schlagen oder Ausbiegen geschützt werden kann, so dass längere Förderschnecken als bisher möglich mit weniger oder ohne Zwischenlager vorgesehen und/oder eine leichtere Schneckenkonstruktion gewählt werden können. Hieraus ergeben sich Verminderungen des Gewichtes, des Materialaufwandes und Erleichterungen bei der Manipulation.
Gemäss einer konstruktiv besonders einfachen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Rückführungsweg durch eine U-förmige Verbindung zwischen den Enden des betreffenden Kanals gebildet. Auch ist es für die Führung der kugelartigen Körper und die erwünschte Scheuerwirkung von besonderem Vorteil, wenn in an sich bekannter Weise die Schneckengänge einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. Es sei erwähnt, dass beispielsweise aus der AT-PS Nr. 46298 eine Vorrichtung mit einer umlaufenden Schnecke mit im Querschnitt halbkreisförmigen Schneckengängen bekannt ist, jedoch handelt es sich dort um eine Fliehkraft-Trenneinrichtung zum Sondern von Massen nach Bestandteilen.
Von Vorteil ist es bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ferner, wenn die an den Enden des Kanals angeordneten Führungen daumenartige bzw. nockenartige Umlenker aufweisen, um den Lauf der kugelartigen Körper sanft vom Kanal in den Rückführungsweg und von diesem in den Kanal zu leiten und ein Festklemmen oder Blockieren der kugelartigen Körper in der Vorrichtung hintanzuhalten.
Auch ist es günstig, wenn die Führungen einen bogenförmigen Führungsteil aufweisen, um die Axialbewegung der kugelartigen Körper, die diesen von der Förderschnecke erteilt wird, in eine allmähliche Richtungsänderung vom Kanal in den rohrartig ausgebildeten Rückführungsweg überzuführen und umgekehrt.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der bogenförmige Führungsteil an jenem Ende des Kanals, in das die vom rohrförmigen Rückführungsweg kommenden kugelartigen Körper wieder eingeführt werden, relativ zu diesem Kanalende bewegbar angeordnet und eine diesen Führungsteil gegen das Kanalende drückende Feder vorgesehen ist, wodurch auf die Kugeln eine Vorspannkraft ausgeübt wird und sie damit in den ersten Gang der Schnecke, der sich am vorgenannten Kanalende befindet, befördert werden, und wodurch selbsttätig Veränderungen des Kugelstapels im rohrförmigen Rückführungsweg und auch Abnutzungen der Kugeln und der Schnecke ausgeglichen werden.
Um zu verhindern, dass sich an den kugelartigen Körpern Ablagerungen bilden, ist es weiters günstig, wenn im Gehäuse benachbart dem Rückführungsweg für die kugelartigen Körper eine drehbare Welle mit Kratzblättern zur Reinigung der kugelartigen Körper angeordnet ist.
Von Vorteil ist es auch, wenn die schraubenförmige Förderschnecke hohl ausgebildet ist, wobei die
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Welle hohl ist, und dass die Heizeinrichtung einen stationär oder rotierend angeordneten Brenner aufweist, der sich in der hohlen Welle oder Förderschnecke befindet.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Heizeinrichtung einen Brenner sowie Durchlässe für die heissen Gase zur direkten Erhitzung des Gehäuses, des Kanals und/oder des rohrartigen, die kugelartigen Körper enthaltenden Rückführungsweges umfasst, welche Durchlässe in einem das Gehäuse mit dem Kanal und/oder den die kugelartigen Körper enthaltenden, rohrartigen Rückführungsweg umgebenden Mantel vorgesehen sind.
Es ist ferner günstig, wenn die Heizeinrichtung einen das Gehäuse mit dem Kanal oder den die kugelartigen Körper enthaltenden rohrartigen Rückführungsweg oder beide umgebenden Mantel aufweist, der mit einer diesem Mantel Dampf oder heisse Flüssigkeit zuführenden Einrichtung versehen ist, um diesen Dampf bzw. die heisse Flüssigkeit im Mantel zirkulieren zu lassen. Dabei ist es weiters vorteilhaft, wenn der Mantel in einem Abstand zwischen etwa 0, 35 und 0, 65 mm vom Gehäuse, vom rohrartigen Rückführungsweg, der die kugelartigen Körper enthält, oder von beiden, angeordnet ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse um die Schnecke einen Entlüftungsraum, in den Gase expandieren können, aufweist, wobei aber das Gehäuse das einlassseitige Ende der Schnecke, dem das zu trocknende Material zugeführt wird, und die dortigen Schneckengänge unmittelbar mit geringem Abstand umgibt.
Weiters ist es günstig, wenn die Abzugseinrichtung für Gase und Dämpfe mit dem Materialeinlass verbunden ist, so dass in den im Zuge des Trocknungsprozesses entstehenden Dämpfen enthaltenes Festmaterial, das mit den Dämpfen abgeführt wird, rückgeführt wird.
Es ist auch von Vorteil, wenn die Schnecke und deren Welle hohl ausgebildet sind, wobei der Hohlraum in der Schnecke und der Hohlraum in der Welle an mindestens einer Stelle miteinander in Verbindung stehen, dass eine Einrichtung zur Zufuhr von fliessfähigem Heizmedium in die Welle und durch die Verbindung in die Schnecke und zum Zierkulieren dieses Mediums darin vorgesehen ist, wobei das Heizmedium entweder der Förderrichtung der Vorrichtung entgegengesetzt oder gleichsinnig mit dieser fliesst, und dass eine Abfuhreinrichtung für das Heizmedium, nachdem dieses Welle und Schnecke durchlaufen hat, vorgesehen ist, die das Heizmedium zu einer externen Quelle rückführt.
Abschliessend sei noch erwähnt, dass aus der GB-PS Nr. l, 265, 719 eine Einrichtung zur Erzielung konzentrierter Lösungen oder Rückgewinnung von trockenen Substanzen bekannt ist, bei der die Flüssigkeit mit einer Vielzahl von kleinen Kügelchen mittels einer Förderschnecke vertikal nach oben gefördert wird, auf welchen Kügelchen sich ein Flüssigkeitsfilm befindet. Die Kügelchen sinken anschliessend ausserhalb der Förderschnecke nach unten, wobei Trockenluft zugeführt wird, so dass die Flüssigkeit verdampft und in der Flüssigkeit suspendierte feste Partikel mit der Trockenluft fortgeführt werden. Es dienen also, abgesehen von der ganz andersartigen Art bzw. Ausbildung, bei der bekannten Einrichtung die kleinen Kügelchen nur als Transportmittel für die zu behandelnde Flüssigkeit.
Die Erfindung wird nun nachstehend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen noch weiter erläutert. In den Zeichnungen zeigt die Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Heizen und/oder Trocknen, welche mit einer einzigen Förderschnecke und mehreren Rückführungswegen für die kugelartigen Körper versehen ist, im Schnitt, die Fig. 2 und 3 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei welcher zwei Förderschnecken vorgesehen sind, wobei Fig. 2 einen Schnitt gemäss der Linie 2-2 in Fig. 3, und Fig. 3 einen Schnitt gemäss der Linie 3-3 in Fig. 2, also eine Seitenansicht des inneren dieser Vorrichtung, zeigt ;
die Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei der zusätzlich eine übliche Mischschnecke vorgesehen ist, wobei auch hier zum besseren Sichtbarmachen des Inneren der Vorrichtung die Vorrichtung im Schnitt dargestellt ist ; die Fig. 5 eine Detailansicht zur Veranschaulichung des Zusammenwirkens eines Kugelkörpers mit einer Schnecke und einem Kanal, die Fig. 6 im Schnitt die Einlassseite einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 7, gleichfalls im Schnitt, die Auslassseite dieser bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, die Fig. 8 eine Ausführungsform einer Abkratzeinrichtung, welche am auslassseitigen Ende der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Abkratzen und Reinigen der kugelartigen Körper vorgesehen werden kann, die Fig.
9 wieder eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei der eine Nockeneinrichtung vorgesehen ist, um die zurückzuführenden kugelartigen Körper vom Kanal in den rohrartigen Rückführungsweg und umgekehrt zu leiten, die Fig. 10 einen Schnitt gemäss der Linie 10-10 in Fig. 9,
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wobei sich aus dieser Darstellung die geometrische Anordnung der Nocke nach dem Endgang der Schnecke am Ausstossende ergibt, und die Fig. lla und llb verschiedene Formen von Schneckengängen bzw.
- ausnehmungen von im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt, wie dies im Rahmen der Erfindung vorgesehen ist.
Bei der in Fig. l dargestellten Vorrichtung ist ein langgestrecktes Gehäuse--D--vorgesehen, das mit einem Materialeinlass --30--, einem Materialauslass --31-- und weiter mit einer Öffnung --V-- zum Abziehen von Gasen und/oder Dämpfen aus dem Gehäuse versehen ist. Im Gehäuse ist mindestens eine langgestreckte schraubenförmige Förderschnecke --H-- auf einer drehbaren Welle--S--montiert. Die Schneckenfläehen--F--bzw. die Schneckengänge --K-- der Schnecke --H-- legen einen gewundenen Durchgang fest, der vorzugsweise einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt besitzt.
Im Gehäuse ist mindestens ein langgestreckter Führungskanal--C--vorgesehen, der gerade oder gekrümmt längs mindestens eines Teiles der Längserstreckung des Gehäuses --D-- und der Längsachse der Förderschnecke --H-- verläuft. Dieser Kanal-C--weist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise einen im wesentlichen halbkreisförmigen Innenquerschnitt auf und hat einen Radius, der im wesentlichen dem Radius des Querschnittes der Schneckengänge --K-- gleich ist.
Dieser Kanal--C--hat zumindest
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Ausführungsform in Fig. 2 dargestellt ist) in solchem Radialabstand von der Schneckenachse angeordnet und so geformt, dass sie eine Vielzahl von kugelartigen Körpern --B--, im folgenden einfach Kugeln genannt, in Berührung mit den Wänden der Schneckengänge-K-- halten. Die Wände des Kanals--C-und der Schneckengänge--K--können verschiedene Formen aufweisen, um die Kugeln zu umschliessen und so gegen Herausfallen zu sichern, z. B. die Form eines V oder eines U.
Es ist aber vorteilhaft, Wände, welche zur Wärmeübertragung vorgesehen sind, entsprechend einem Halbkreis geformt auszubilden, d. h. sie so zu formen, dass ihre Oberflächen im Querschnitt durch die Achse des betreffenden Schneckenganges --K-- oder Führungskanals --C-- einen Halbkreis oder Teile davon beschreiben. Dies ermöglicht eine innigere Berührung und eine gründlichere Reinigung der Wände durch die Kugeln--B-.
Haben sowohl der Kanal --C-- als auch die Schneckengänge --K-- einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt, wird der Abstand des Kanals --C-- von der Schneckenachse vorzugsweise so gewählt, dass die Wände dieses Kanals --C-- und jene des Durchganges --K-- im wesentlichen einen vollständigen Kreis, der um die Oberfläche der Kugeln --B-- gelegt ist, berühren.
Am einfachsten ist es, den Kanal --C-- gerade verlaufend auszubilden und parallel zur Schneckenachse anzuordnen. Man kann aber auch, vorausgesetzt, dass ein geeigneter Radialabstand eingehalten wird, den Kanal --C-- einer gekrümmten Kurve folgen lassen, welche schräg, also nicht parallel, zur Schneckenachse verläuft. Der Fachmann kann dabei leicht geeignete Winkelbeziehungen zwischen dem Verlauf des Kanals --C-- und der Schneckensteigung wählen, um unnötig grosse Reibungsverluste zwischen Schnecke-H-, Kugeln-B-und Kanal--C--bei der Rotation der Schnecke-H-zu vermeiden.
An einer in Förderrichtung gesehen stromaufwärts gelegenen Stelle des Kanals --C-- ist eine Zuführungseinrichtung in Form einer Führung --G-- angeordnet, um die Kugeln --B-- in Eingriff mit einer Aufgabestelle --R-- der Schnecke --H-- zu bringen, welche den Kugeln eine oder mehrere Bewegungskomponente (n) in einer Ebene, in welcher die Schneckenachse liegt und die durch die Kanalachse, verläuft, erteilt. Es kann dabei auch eine Bewegungskomponente senkrecht zu dieser Ebene auftreten. Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, dass zumindest eine Komponente parallel zur Schneckenachse auftritt, u. zw. insbesondere während des Beginns der Berührung einer Kugel-B-mit der Schnecke --H--, um die Möglichkeit eines Verklemmens möglichst klein zu halten.
Ein schrittweises aufeinanderfolgendes Vorschieben der Kugeln kann mit einer federvorgespannten Nocke oder einem Stössel herbeigeführt werden, welche durch die von ihnen ausgeübte Kraft die betreffende Kugel mit dem Einführungsgang der Schnecke --H-- in Eingriff bringen.
Wenn das stromaufwärts gelegene Ende der Schnecke --H-- zur Bildung einer Einlaufnut beschnitten ist, können die Kugeln --B-- im Zuge einer Bewegung längs der Mittenlinie bzw. verlängerten Mittenlinie des Kanals-C--der Schnecke--H--zugeführt werden, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist.
Anderseits kann die Führung auch so angeordnet werden, dass sie die Kugeln --B-- mit Bewegungskomponenten, die sowohl quer zur Schneckenachse als auch parallel zu dieser verlaufen, in Richtung auf
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das stromaufwärts gelegene Ende der Schnecke-H-mit der Schnecke in Berührung bringt. Wenn dies mit feststehenden Führungen--G--ausgeführt wird, wie z. B. einer festen Nockenfläche, welche am Gehäuse an der Aufgabestelle--R--der Schnecke--H--angebracht ist, wird man diese Fläche, welche flach oder gekrümmt sein kann, auf die Schneckenachse hin in stromabwärts gelegener Richtung zulaufend ausbilden. Wenn man dabei die nockenartige Zufuhrleitfläche unter Winkeln, die sich 90 nähern, z.
B. unter Winkeln von 75 bis 88 , und vorzugsweise unter einem Winkel von etwa 83 , zur Schnecke--H-- hin zulaufen lässt, werden Verklemmungsprobleme, welche mit der Lage der Aufnahmestelle des Kanals --C-- zwischen den Enden der Schnecke oder Schraube zusammenhängen, wesentlich reduziert.
Wenn die Führung stationär ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, das System so zu konstruieren, dass die Kugeln, welche in den Kanal--C--eintreten, einer Kraft ausgesetzt werden, welche sie zur Schnecke --H-- hin drückt. Diese Kraft kann auf verschiedene Weise aufgebracht werden, wie z. B. durch die Schwerkraft oder durch eine Zwangsbewegung der Kugeln von der Abnahmestelle des Systems zur Zufuhrbzw. Aufgabestelle desselben, wie noch nachstehend beschrieben wird, oder durch irgendeine geeignete Vorspanneinrichtung, welche einen Druck auf die Kugeln--B--, wenn sie in den Kanal--C--eintreten, ausübt, oder auch durch irgendeine Kombination der vorgenannten Möglichkeiten.
An einer stromabwärts gelegenen Abnahmestelle --R'-- des Kanals --C-- werden die Kugeln von der Schnecke--H--entfernt. Die dazu vorgesehene Führung bzw. Abnahmeeinrichtung --G'-- kann an sich in jeder gewünschten Weise ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist das stromabwärts gelegene Ende der Schnecke --H-- ausgeschnitten, um eine Auslaufnut zu bilden, und die Kugeln--B--können von der Schnecke --H-- im Zuge ihrer Bewegung längs der Mittellinie bzw. verlängerten Mittellinie des Kanals --C-- entfernt werden, wie sich aus Fig. 7 ergibt.
Die Abnahmeführung --G'-- kann auch so angeordnet werden, dass die Kugeln--B--aus dem Eingriff mit der Schnecke--H-- so getrennt werden, dass ihnen eine in bezug auf die Schneckenachse radial nach aussen gerichtete Bewegungskomponente erteilt wird. Wie bei der Zuführung sieht man auch bei der Abnahme vorzugsweise ein bewegliches Element, wie eine Feder, einen Kolben, einen Stempel od. dgl., vor. Es kann aber auch eine stationäre Abnahmeführung--G--Verwendung finden. Diese kann z. B. in Form einer festen Nockenfläche von geeigneter Form ausgebildet sein, welche an der Abnahmestelle --R'-- der Schnecke --II-- mit dem Gehäuse --D-- verbunden ist. Die Oberfläche dieser festen Führung bzw.
Nockenfläche --G'-- kann dabei von der Schneckenachse weg verlaufend ausgebildet sein, u. zw. in Förderrichtung gesehen nach aussen, oder in Richtung der Schneckendrehung quer zur Schraubenachse gesehen, oder auch in beiden vorerwähnten Richtungen. Die Abnahmeführung kann aber auch an der Schnecke --H-- selbst angeordnet werden. Auch dabei können verschiedenartige bewegliche oder stationäre Elemente angewendet werden ; vorzugsweise sieht man dabei eine Nocke vor, welche fest am Boden des Schneckenganges an der Abnahmestelle an der Schnecke--H--angebracht ist.
Diese Nockenfläche verläuft, sich von der Schneckenachse entfernend, sowohl in Förderrichtung gesehen nach aussen als auch in einer der Drehrichtung der Schnecke entgegengesetzten Richtung quer zu deren Achse gesehen, so dass diese Fläche in zweifacher Richtung von der Schneckenachse weg verläuft. Vorzugsweise erstreckt sich dabei die Nockenfläche so in axialer Richtung, dass die jeweilige Kugel --B-- so weit nach aussen geschoben wird, dass die nächstfolgende Kugel in den Bereich der Nockenfläche eintreten kann. Wie am Zufuhr- bzw.
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stehende Nockenfläche oder einen Stössel vorzusehen, um mit einer solchen Sperre ein Zurückkehren der Kugel zu einer Nockenzone der Schnecke --H-- zu verhindern.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist ein Rückführungsweg--P--vorgesehen, um die Kugeln --B-- von der Abnahmestelle --R'-- zur Aufgabestelle --R-- zurückzuführen, so dass die Kugeln
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Elementen, wie einer Schnecke oder einem andern Förderer. Vorzugsweise wird aber ein stationärer Rückführungsweg --P-- vorgesehen. Dieser Durchgang kann durch Kugelführungen aus Draht oder aus Stangen gebildet sein oder Begrenzungswände verschiedener Querschnittsform aufweisen, wobei vorzugsweise eine Ausbildung in Form einer geschlossenen Röhre, deren Durchmesser etwas grösser als jener der Kugeln --B-- ist, vorgesehen ist.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn man den Kanal --C-- und den rohrartigen Rückführungsweg--P--mit einer U-förmigen Verbindung an den entsprechenden Enden verbindet, wie dies in den Fig. l, 3,4, 6 und 7 dargestellt ist. Wie aus diesen Figuren auch
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ersichtlich ist, können die Führungen --G bzw. G'--zur Aufgabe bzw. Abnahme der Kugeln --B-- wie auch die vorgenannten U-förmigen Verbindungen mit üblichen Maschinenelementen aufgebaut oder durch solche gebildet sein. Bei entsprechender Ausbildung der Führungen --G bzw. G'-- können auch der Rückführungsweg --P-- und der Kanal--C--miteinander auf andere Weise verbunden sein, wie z. B.
Fig. 9 zeigt. Der Kanal--C--, die Schnecke --H--, der Rückführungsweg--P--und solche Teile der
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unbegrenzt oft in Umlauf durch die Vorrichtung gehalten werden können und dabei ihre ursprünglichen Abmessungen hinreichend beibehalten, um so kontinuierlich in der Vorrichtung verwendet werden zu können. Materialien, die für die Kugeln in Frage kommen, sind Metalle, welche bevorzugt verwendet werden, Keramikmaterialien und stark vernetzte und/oder verschleissfeste Kunststoffe. Vorzugsweise wird die Anzahl der Kugeln --B-- so gewählt, dass sie im wesentlichen den Rückführungsweg --P-- vollständig ausfüllen.
Dies ist aber nicht notwendig, solange der Rückführungsweg --P-- so ausgebildet ist, dass verklemmende Anhäufungen von Kugeln in der Nähe der Abnahmeeinrichtung und ein Mangel von Kugeln im Bereich der Heizeinrichtung vermieden sind. Dies kann z. B. dadurch erzielt werden, dass der Rückführungsweg--P--so angeordnet ist, dass eine Schwerkraftförderung der Kugeln aus der Nähe der Abnahmeeinrichtung zur Zufuhreinrichtung erfolgt. Ähnlich muss auch das Zuführen der Kugeln --B-- zur Schnecke --H-- nicht so ausgeführt werden, dass jeder Gang--K--der Schnecke--H--eine Kugel--B- enthält. Es ist aber vorteilhaft, alle Gänge der Schnecke mit Kugeln zu füllen, insbesondere dann, wenn die Kugeln auch zur radialen Unterstützung der Schnecke--H--herangezogen werden.
Wenn der ganze Rückführungsweg --P-- mit Kugeln --B-- gefüllt ist, ergibt sich eine Betriebsform, bei der das Abführen einer Kugel in den Rückführungsweg --P-- durch die Abnahmeführung--G'--jeweils das Einführen einer Kugel in die Aufgabestelle--R--der Schnecke--H--durch die Führung--G--bewirkt.
Es ist ein Vorteil, dass bei der erfindungsgemässen Vorrichtung eine grössere Anzahl von Möglichkeiten für die Zufuhr von Wärme zur betreffenden Vorrichtung besteht. So kann man die Wärme z. B. über die Schnecke --H-- zuführen, wenn diese hohl ausgebildet ist, durch die Wände des Gehäuses --D--, durch die Wände des Kanals--C--oder des Rückführungsweges--P--, oder man kann auch direkt den Kugeln - B-- selbst (z.B. durch Durchlässe --A-- in den Wänden des Rückführungsweges --P--) oder durch irgendeine Kombination der erwähnten Möglichkeiten die Wärme zuführen.
Die Wärmezufuhr zu einer Hohlschnecke kann durch Hindurchleiten von Dampf oder andern erhitzten fliessfähigen Medien durch den Hohlraum erfolgen, wobei das Hindurchführen sowohl entgegengesetzt zur Fliessrichtung des zu trocknenden Materials oder gleichsinnig mit dieser vorgenommen werden kann. Man
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oder heisse Verbrennungsgase zirkulieren. Durch die erfindungsgemässen Massnahmen kann der Wärmeübergang bei Wärmeaustauschvorrichtungen vom Förderschneckentyp so verbessert werden, dass eine Vereinfachung des konstruktiven Aufwandes und auch eine Verbesserung der Betriebseigenschaften der Vorrichtung erzielt werden kann. So kann z. B. mit einer oder mit mehreren Garnituren von Kugeln, welche direkt oder indirekt an einigen Stellen längs ihres Rückführungsweges erhitzt werden, eine
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werden.
Bei einer solchen Vorrichtung entfallen auch die schwierig zu wartenden aufwendigen Stopfbüchsen, welche bei rotierenden Hohlschnecken zur Zufuhr hochtemperierter fliessfähiger Medien erforderlich sind.
Wenn anderseits eine innen beheizte Schnecke verwendet wird, und hiezu auch eine oder mehrere Garnituren bzw. Sätze von Kugeln, welche direkt oder indirekt im Zuge ihres Rückführungsweges durch eine eigene Heizeinrichtung beheizt werden, zum Einsatz gebracht werden, kann eine Zunahme der
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Wärmeübertragungsfläche um 50% oder mehr, verglichen mit der Wärmeübertragungsfläche, die bei einer Schnecke allein vorliegt, erzielt werden.
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--K-- derWärmeübergang zwischen diesen Oberflächen und den Kugeln. Dieses Reiben bzw. diese Schrubbwirkung entfernt auch Niederschläge, welche sich gebildet haben, und wirkt einer Störung des Wärmeüberganges im System durch Verhindern des Entstehens merkbarer kohlenartiger oder anderer den Wärmeübergang behindernder Niederschläge auf den geschrubbten Oberflächen entgegen.
Da solche Niederschläge mit einer Geschwindigkeit wachsen, die sich mit jeder kleinen Temperaturstufe von z. B. 50C bei Temperaturen über 230 C verdoppelt, verlieren infolge solcher Niederschläge übliche Wärmeaustausch Vorrichtungen vom Förderschneckentyp sehr rasch ihre Wärmeübertragungsfähigkeit. Durch die Schrubbwirkung der Kugeln, die den Aufbau solcher Niederschläge verhüten, sind erfindungsgemäss aufgebaute Vorrichtungen viel weniger Temperaturschranken unterworfen als bisher verwendete Vorrichtungen.
Durch die erfindungsgemässen Massnahmen können bei Wärmeaustauschvorrichtungen, welche mit einer einzigen Förderschnecke versehen sind, rein bleibende Flächen erzielt werden, aber man kann auch bei solchen Vorrichtungen für verschiedene Zwecke zusätzliche Schnecken vorsehen. Dabei kann z. B. eine zweite Schnecke mit ihren Schneckenflächen bzw. -rippen zwischen die Schneckenflächen der ersten Schnecke eingreifen und die Mischwirkung unterstützen (Fig. 2,3, 4). Man kann dabei eine oder beide Schnecken mit einem Ringzirkulationskugelsystem ausstatten.
Die zweite Schnecke kann ohne Berührung mit der Hauptschnecke durch ein mit dieser gemeinsames Antriebssystem oder durch ein unabhängiges Antriebssystem angetrieben werden, und man kann eine Rotation der zweiten Schnecke in gleicher Richtung wie die Rotation der ersten Schnecke oder entgegengesetzt zu dieser vorsehen ; es ist auch möglich, die zweite Schnecke durch Berührung zwischen den beiden Schnecken anzutreiben und solcherart die Reinigungswirkung zu unterstützen. Es kann eine der Schnecken auf bekannte Weise dergestalt ausgebildet sein, dass die Schraubenflächen durch mehrere Bänder aus Flachstahl, welche schraubenartig um eine Welle gewunden sind, gebildet werden.
Es kann auch eine oder beide der Schnecken in Form eines einstückigen Gusskörpers ausgebildet sein oder man kann eine oder beide Schnecken dadurch herstellen, dass man längsgespaltene Rohrhälften um eine rohrförmige oder volle Welle mit den gekrümmten Flächen der Rohrhälften nach aussen schraubenartig aufwickelt und auf der Aussenfläche der Welle z. B. durch Schweissen befestigt, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Die Rohrhälften können dabei so auf die Welle gewickelt werden, dass ihre Kanten voneinander in Abstand zu liegen kommen, oder so, dass die Kanten benachbarter Windungen einander berühren, in welchem Fall die einander berührenden Kanten auch aneinander, beispielsweise durch Verschweissen, befestigt werden können.
Die zweite Schnecke muss nicht notwendigerweise mit ihren äusseren Kanten --F'-- ihrer Schraubenflächen --F-- zwischen die Aussenkanten der Flächen --F'-- der andern Schnecke eingreifen oder diese überlappen, und die Schnecken können auch in Abstand voneinander angeordnet werden, wenn dies gewünscht ist, ohne dass hiedurch der durch die Erfindung gezogene Rahmen verlassen wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind aber zwei oder mehr Schnecken vorgesehen, deren Flächen ineinandergreifen und deren gewundene Durchgänge mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind. Eine solche Ausführungsform ist z. B. detailliert in den Fig. 2 und 3 dargestellt.
Bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Vorrichtung erstrecken sich die Schraubenflächen --F-- der einen Schnecke --H-- in die Schneckengänge --K-- der andern Schnecke --H--, ohne dieselbe zu berühren. Bei dieser Ausführungsform ist ein Heizmantel-J-- (Fig. 2) vorgesehen, der das Gehäuse --D--, den Kanal --C-- und den Rückführungsweg --P-- umgibt. Die Wärme wird durch einen Brenner --35- zugeführt, der benachbart Durchlässen Heizmantel-J--angeordnet ist.
Alternativ hiezu kann auch an Stelle der Durchlässe --A--, welche einen Durchtritt der Gase durch den Mantel-J-erlauben, der Mantel --J-- vollständig geschlossen sein und die Wärmeübergangsflächen vollständig
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Ausbildung solcherart eingeschlossen, kann ein Heizmedium, wie z. B. Dampf, in den Mantel --J-- an irgendeiner geeigneten Stelle eingeführt werden und läuft dann im Mantel um, um das System zu erwärmen.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei der eine schraubenförmige Schnecke --H--, die zum Vorschieben des Materials durch das Wärmeübertragungstrocknungssystem
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kombiniert ist. Die Überlappung der beiden Schnecken --H, M-- ist im wesentlichen die gleiche, wie sie gemäss Fig. 3 vorgesehen ist und im Zusammenhang mit dieser beschrieben wurde. Die Mischschnecke --M-- kann in nicht näher dargestellter Weise durch eine geeignete Antriebsvorrichtung gleichsinnig oder entgegengesetzt zur andern Schnecke--H--angetrieben werden ; ebenso ist es möglich, die Schnecke --M-- durch die umlaufende Förderschnecke --H-- anzutreiben.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 4 ist auch eine im wesentlichen U-förmige Verbindung zwischen dem rohrförmigen Rückführungsweg--P--und dem Kanal--C--im Gehäuse--D--vorgesehen. Es ist dabei
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weiters eine Führung --G'--, um die Kugeln--B--aus dem Kanal--C--an der Auslassstelle des Systems zu entfernen, welche Führungen --G, G'-- also auch als Teil der U-förmigen Verbindung wirksam sind.
Fig. 4 zeigt auch eine andere Anbringungsstelle der Öffnung --V--, die zum Abziehen der Gase oder Dämpfe vorgesehen ist, welche aus der Verdampfung flüchtiger Komponenten des zu trocknenden Materials entstehen und aus dem Wärmeübertragungstrocknungssystem abgezogen werden. Die Lage dieser Abzugsöffnung--V--kann zur Verbesserung des wirkungsvollen und vorteilhaften Betriebes der erfindungsgemäss ausgebildeten Vorrichtung beitragen. Wenn erforderlich, können auch mehrere solcher Öffnungen --V-- im Gehäuse angebracht werden, um die Dämpfe, welche im System entstehen, abziehen zu lassen.
Fig. 5 zeigt deutlicher die Verhältnisse zwischen den Kugeln--B--, den Schneckengängen--K--von im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt und dem Kanal--C--. Die Aussenkanten--E--der schraubenförmigen Schneckenfläche --F-- stellen dabei den Beginn und das Ende des "Halbkreises" des Querschnittes der Schneckengänge--K--dar. Die Kugel --B-- hat einen Radius von im wesentlichen gleicher Grösse wie der Radius des halbkreisförmigen Querschnittes der Schneckengänge--K--und schmiegt sich in diese wie auch in die mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildeten Begrenzungen des Kanals--C--.
Die Halbkreisform des Querschnittes des Kanals--C--ist bei--L--in Fig. 2 ersichtlich.
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wie dies im Rahmen der erfindungsgemässen Lehre vorgesehen ist.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung. Fig. 6 zeigt dabei das einlassseitige Ende dieser Vorrichtung, während Fig. 7 das auslassseitige Ende derselben darstellt. Das Gehäuse ist in diesen Figuren ebenfalls mit--D--bezeichnet. Der rohrförmige Rückführungsweg ist mit --P-- und der sich in Längsrichtung erstreckende Kugelführungskanal, der im Gehäuse vorgesehen ist, ist mit--C--bezeichnet. Die schraubenförmige Schnecke, welche in diesen Figuren dargestellt ist, ist in Form einer Hohlschnecke ausgebildet und mit der Bezugsziffer --10-- bezeichnet.
Diese Schnecke ist auf einer Hohlwelle --S-- befestigt, und es ist dabei ein hohler schraubenlinienförmiger Hohlraum oder Kanal --5-- gebildet, durch den ein Heizmedium (z. B. Dampf) passieren kann.
Die Welle--S--ist im Gehäuse --D-- drehbar gelagert, wobei an jedem Ende der Welle --S-- Lager vorgesehen sind. In geeigneter Weise sind diese Lager und die Welle --S-- von Dichtungen umgeben, um das Austreten von Schmierflüssigkeit aus dem Lagerbereich zu verhindern und einem Eindringen von Verunreinigungen aus dem zu behandelnden Material oder aus der Umgebung in die Lager entgegenzuwirken.
Ein stationäres Rohr --7-- erstreckt sich ein kurzes Stück in die Welle --S-- hinein. Dieses stationäre Rohr --7-- steht mit einem Rohr --8--, das im Inneren der Welle --S-- angeordnet ist und mit ihr mitrotiert, in Verbindung. Eine Kolbenringstopfbüchse --9-- stellt eine mit sehr geringen Undichtheiten behaftete Abdichtung an der Verbindungsstelle zwischen den Rohren --7 und 8-- her. Am Ausgangs- oder Abflussende des Systems ist das rotierende Rohr --8-- mit dem schraubenförmigen Durchgang --5-- mittels eines fixen Verbindungskanals --4-- verbunden.
Ein fliessfähiges Heizmedium wird von einer geeigneten äusseren Quelle in den Einlass --32-- des stationären Rohres --7-- eingeleitet und fliesst längs des rotierenden Rohres --8-- in der Welle --S-- zum Verbindungskanal --4-- und von dort in den schraubenförmigen Kanal --5--, um die Flächen der schraubenförmigen Schnecke --10-- zu erhitzen.
Nach der Wärmeabgabe fliesst das Heizmedium vom schraubenförmigen Kanal --5-- durch die Öffnung --6--
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in der Welle--S--zu einem Durchgang zwischen dieser Welle und der Aussenfläche des Rohres --8--. Eine Verlängerung dieses Durchganges führt die Flüssigkeit durch die Lageranordnung, die mit der Abfuhreinrichtung --34-- kombiniert ist, hindurch zum Auslass --33-- für das Heizmedium. Solcherart ist für die Zirkulation des Heizmediums und für seine Rückführung zu einer nicht näher dargestellten äusseren Quelle Sorge getragen. Am Abflussende des Systems ist die Welle --S-- mit einer Antriebswelle mittels einer Spannschraube --T-- verbunden. Diese volle Antriebswelle ist mit einem Getriebe oder einer andern rotierenden Antriebseinrichtung, welche nicht näher dargestellt ist, verbunden.
Als zusätzliche Wärmequelle zum Trocknen des Materials, welches in die Vorrichtung eingebracht wird, ist rings um die rohrförmigen Rückführungswege --P-- ein Heizmantel --J'-- angeordnet. Ein fliessfähiges Heizmedium wird in den Raum --2-- zwischen dem Heizmantel-J'--und dem rohrförmigen Rückführungsweg --P-eingeführt. Diese Flüssigkeit kann von der gleichen äusseren Quelle, von der das Heizmedium dem feststehenden Rohr --7-- zugeführt wird, geliefert werden, oder aber auch von einer andern Quelle.
Am einlassseitigen Ende des Systems ist zwischen dem rohrförmigen Rückführungsweg--P--und dem Kanal - durch einen U-förmigen Führungsteil-13- (Fig. 6) eine Verbindung hergestellt, durch welchen die Kugeln --12-- aus dem rohrförmigen Rückführungsweg --P-- in den Kanal --C-- transportiert werden.
Dieser Führungsteil --13-- ist um eine Achse --14-- schwenkbar gelagert, und dies gestattet es, die Kugeln --12-- in axialer Richtung in Eingriff mit dem gewundenen Durchgang --K-- zu bringen, wenn dieser am Eingang des Kanals --C-- zu liegen kommt. Der um die Achse --14-- schwenkbare Führungsteil - ermöglicht so eine intermittierende Bewegung der Kugeln an beiden Enden der schraubenförmigen Schnecke und gleicht auch Veränderungen im Kugelstapel und Abnutzungen der Kugeln aus, welche im Betrieb des Systems auftreten.
Ein Anschlagbund eine Feder --16-- arbeiten mit den Führungs- teilen --13-- an der Einlassseite des Systems zusammen, und es wird hiedurch auf die Kugeln --12-- eine gegen die Schnecke gerichtete Vorspannkraft ausgeübt, wenn sie in die gewundenen Durchgänge wenn diese am Eingang des Kanals --C-- zu liegen kommen, eintreten und es wird hiedurch weiter das intermittierende Arbeiten ermöglicht und werden Abnutzungserscheinungen, die im System auftreten, ausgeglichen.
Um eine Expansion der Dämpfe, welche von der Verdampfung flüchtiger Materialien im Wärmeübertragungssystem, wie es in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, herrühren, zu ermöglichen, ist gegen das materialauslassseitige Ende des Systems ein Entlüftungsraum --1-- vorgesehen. In Fig. 7 ist dieser Entlüftungsraum --1-- in Form einer Vergrösserung des Kanals --C-- dargestellt, derart, dass ein Abstand zwischen der Oberfläche der Kugeln und der Innenfläche des Kanals gebildet ist.
Um einen Verlust an festem Material, welches sich in den Dämpfen befindet, welche im System gebildet werden, zu verhüten, kann dieser Entlüftungsraum --1-- in nicht näher dargestellter Weise mit dem Materialeinlass --30- verbunden werden, so dass die das Material enthaltenden Dämpfe zum Einlass des Systems zurückgeführt werden und damit ein Verlust jeglichen Festmaterials, das in den Dämpfen enthalten ist, vermieden ist. Es sei erwähnt, dass dieser Entlüftungsraum --1-- in Form eines verhältnismässig grossen gleichförmigen Abstandes rund um die schraubenförmige Schnecke ausgebildet sein kann.
Die einzige Begrenzung hinsichtlich der Grösse dieses Raumes liegt, den Kanal --C-- ausgeschlossen, darin, dass das Gehäuse in der unmittelbaren Umgebung des Einlassendes der schraubenförmigen Schnecke, dem das zu trocknende Material zugeführt wird, die Umfläche der Schneckengänge der schraubenförmigen Schnecke eng umschliessen muss. Dieses enge Umschliessen am Einlassende der Schnecke ist notwendig, damit dem Material eine Vorwärtsbewegung erteilt werden kann, um dieses Material zum Auslass des Systems zu fördern. Der Entlüftungsraum --1--, welcher im Kanal --C-- vorgesehen ist, darf natürlich auch nicht so gross sein, dass dadurch ein Verklemmen der Kugeln auftreten kann. Der halbkreisförmig ausgebildete lichte Querschnitt des Kanals --C-- soll auch immer verhältnismässig nahe bei den Kugeln --12-- liegen.
Die Kugeln --12--, welche vom einlassseitigen Ende des Systems durch die Drehbewegung der schraubenförmigen Schnecke zum auslassseitigen Ende des Systems gefördert werden, müssen dann am auslassseitigen Ende des Systems vom Kanal --C-- in das am auslassseitigen Ende des Systems gelegene Ende des rohrförmigen Rückführungsweges --P-- transferiert werden. Dies wird mittels eines U-förmigen Führungsteiles --17-- ausgeführt, wobei dieser Führungsteil --17-- an der Stelle --18-- fest mit dem Gehäuse --D-- verbunden ist. Dieser Führungsteil --17-- geht von der Basis der Endgänge der schraubenförmigen Schnecke aus, in korrespondierender Weise, wie dies beim Führungsteil --13-- vorgesehen ist.
Wie der Führungsteil --13-- am einlassseitigen Ende des Systems, reicht auch der
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Führungsteil --17-- am auslassseitigen Ende des Systems unmittelbar an die betreffenden Endgänge der schraubenförmigen Schnecke heran. Weiters dient der Führungsteil --17-- am auslassseitigen Ende des Systems korrespondierend zum Führungsteil --13-- am einlassseitigen Ende des Systems dazu, die Axialbewegung der Kugeln --12--, die ihnen durch die schraubenförmige Schnecke erteilt wird, so umzulenken, dass unter allmählicher Richtungsänderung der Bewegung der Kugeln diese vom Kanal --C-in den rohrförmigen Rückführungsweg --P-- gelangen.
Am Auslassende des Systems ist eine Kugelreinigungseinrichtung --19--, welche mit dem Führungsteil - zusammenarbeitet, angeordnet. Wie dabei in Fig. 7 dargestellt ist, weist diese Kugelreinigungseinrichtung --19-- eine Anzahl von Kratzblättern --20-- auf, die vorzugsweise mit einer geringeren Geschwindigkeit umlaufen, als die Fortbewegung der Kugeln --12-- erfolgt, so dass allfällige feste Ablagerungen von den Kugeln vor ihrem Wiedereintritt in den Kanal --C-- abgekratzt werden.
In Fig. 8 ist in detaillierterer Form eine bevorzugte Art, Kugeln vor ihrem Eintritt in den rohrförmigen Rückführungsweg zu reinigen, dargestellt. Die Kugelreinigungseinrichtung --19-- weist dabei Kratzblätter --20-- auf, welche auf einer Welle --21-- montiert sind. Die Kratzblätter --20-- sind so geformt, dass sie eine halbkreisförmige Kratzkante --22-- aufweisen, welche entsprechend dem Umriss der Kugeln --12-- verläuft.
Wie den Fig. 1, 3 und 4 entnommen werden kann, müssen die Führungen, die dort mit den Bezugszeichen --G und G'-- bezeichnet sind, nicht notwendigerweise in Form U-förmiger Verbindungen des rohrförmigen Rückführungsweges --P-- und des Kanals--C--ausgebildet sein, wie dies bei der bevorzugten Ausführungsform der Fall ist, die in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist.
Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei der ein Rückführungsweg --P-- vorgesehen ist, der nur teilweise mit Kugeln --B-- gefüllt ist und sich nur längs eines Teiles der Schneckenlänge erstreckt, wobei sowohl der Kanal --C-- als auch die Schnecke --H-- mit Nocken oder Führungen versehen ist. Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 9 und 10 ist dabei auch eine bevorzugte Ausbildung eines Umlenkers in Form einer Nocke --50-- vorgesehen, durch die ein guter Ausstoss der Kugeln aus dem Kanal--C--erzielbar ist.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Vorrichtung verläuft dabei die Zufuhrnase oder -nocke --G--, welche an der Aufgabestelle der Schnecke angeordnet ist, im Längsquerschnitt gesehen unter einem Winkel α von 83 (in der Figur ist ein kleinerer Winkel dargestellt) zur Achse der Schnecke. Wenn die Kugeln --B-- in Kontakt mit der Nase --G--, der sie aus
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können dann die Nocke --50-- berühren, welche einen Teil der Schnecke --H-- bildet und am stromabwärts gelegenen Ende des gekrümmten Durchganges --K-- gelegen ist. Die Nocke --50-- hebt nun sanft eine Kugel nach der andern in den mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildeten Rückführungsweg --P--.
Bei dieser Vorrichtung kann das Gehäuse --D-- günstig in Form zweier Hälften (von denen nur eine in Fig. 9 dargestellt ist) ausgebildet sein, wobei jede der Gehäusehälften im wesentlichen spiegelbildlich zur andern ausgebildet ist und je die Hälfte des Kanals--C--und des Rückführungsweges --P-- enthält.
Bei dieser Ausbildung ist es leicht möglich, entweder einen oder auch zwei in bezug auf die Schnecke -- einander diametral gegenüberliegende Kanäle vorzusehen. Will man drei oder vier Kanäle und
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von der Ausbildung der Nocke --50--. Wie dabei in der Fig. 10 strichliert eingetragen ist, kann ein Nockenfortsatz --52--, dessen Umriss mit --51'-- bezeichnet ist, und der sich in einer Ebene normal zur Schneckenachse erstreckt, dazu herangezogen werden, die Transferierung der Kugeln --B-- in den
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Aussendurchmesser der Schneckenfläche hinaus erstreckt, kann es auch erforderlich sein, eine entsprechende ringförmige Ausnehmung im Gehäuse --D-- vorzusehen.
Die Fig. llA und llB zeigen Schneckengänge schraubenförmiger Schnecken, welche keinen exakt halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, wobei aber auch solche Formen im Rahmen der Erfindung in
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Betracht kommen. Auch diese Ausführungsformen sind dabei lediglich als Beispiele einer Vielzahl bestehender Möglichkeiten zur Ausbildung der Schneckengänge anzusehen. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. llA sind Schneckengänge von im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt vorgesehen, die mit einer Anzahl von ausgeschnittenen Vertiefungen--X--in dem im wesentlichen halbkreisförmigen Umriss versehen sind. Im speziellen sind dabei drei solcher Vertiefungen dargestellt, aber selbstverständlich können auch nur eine oder zwei solcher Vertiefungen vorgesehen werden.
Fig. llB zeigt Schneckengänge --K-- von im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt, wobei aber die Spitzen--T--der Schrauben- flächen --F-- entfernt sind. Dementsprechend sind im vorliegenden Zusammenhang unter dem Ausdruck "im wesentlichen halbkreisförmig" auch Ausbildungen von Schneckengängen verstanden, deren Querschnitt nicht exakt einem Halbkreis entspricht.
Wenn bei einer erfindungsgemässen Vorrichtung mehr als eine schraubenförmige Schnecke vorgesehen sind, sieht man vorzugsweise vor, dass die Schnecken beim Transport des Materials vom Einlass --30-- zum Auslass --31-- des Systems zusammenarbeiten. Die Schnecken können dabei gleiche Drehrichtung aufweisen oder, im Fall von zwei Schnecken, in einander entgegengesetztem Drehsinn rotieren. Wenn letzteres vorgesehen ist, ist es auch nötig, dass der Windungssinn der einen Schnecke dem der andern entgegengesetzt ist. Rotieren beide Schnecken im gleichen Sinn, sieht man vorzugsweise vor, dass beide Schnecken gleichen Windungssinn haben. Wenn in gleicher Richtung rotierende Schnecken ineinander eingreifen, ist es auch erforderlich, dass sie gleichen Windungssinn haben, um die gewünschte zusätzliche Mischwirkung zu erzielen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von fliessfähigem Material, mit einer in einem Gehäuse umlaufenden Förderschnecke, deren schraubenförmig geformte Schneckengänge bzw. -ausnehmungen einen Durchgang zwischen der Schnecke und dem Gehäuse bilden, und mit einer Heizeinrichtung zum Erhitzen des Materials im Gehäuse, wobei das Gehäuse mit einem Materialeinlass und mit einem Materialauslass und gegebenenfalls mit einer Abzugseinrichtung für Gase und Dämpfe versehen ist, dadurch ge- k e n n z e i c h n e t, dass mindestens ein längs der Förderschnecke (H ; 10) in radialer Richtung im Abstand von der Längsachse der Förderschnecke (H ; 10) verlaufender Kanal (C) vorgesehen ist, mit dem in einer Vielzahl vorhandene kugelartige Körper (B ;
12) zum Verhüten des Entstehens von Ablagerungen auf der Schnecke (H ; 10) und zum Entfernen solcher Ablagerungen von dieser in Berührung mit der Förderschnecke (H ; 10), deren Schneckengänge (K) einen der Oberfläche der kugelartigen Körper (B ; 12) zumindest im wesentlichen angepassten Querschnitt aufweisen, gehalten sind und die kugelartigen Körper (B ; 12) in Förderrichtung bei Rotation der Förderschnecke im Gehäuse (D) geführt sind, dass ein Rückführungsweg (P) für den Transport der kugelartigen Körper (B ;
12) von einer Abnahmestelle (R') von der Schnecke (H ; 10) zu einer Aufgabestelle (R) auf die Schnecke (H ; 10) vorgesehen ist, und dass an jeweils einem Ende des Kanals (C) eine Führung (G') zur Erleichterung des Transportes der kugelartigen Körper (B ; 12) aus dem Kanal (C) und am jeweils andern Ende des Kanals (C) eine Führung (G) zur Erleichterung des Transportes der kugelartigen Körper (B ; 12) in den Kanal (C) vorgesehen ist, wobei der Rückführungsweg (P) und der Kanal (C) einen Umlaufweg für die Vielzahl der kugelartigen
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