<Desc/Clms Page number 1>
Filterdroger.
Deze uitvinding heeft betrekking op een filterdroger.
Filterdrogers zijn inrichtingen die worden aangewend om uit een suspensie, specie of dergelijke een droog of vrijwel droog, en eventueel gezuiverd en in poedervorm gebracht produkt, te vormen.
Filterdrogers vinden hun toepassing in een groot aantal vakgebieden. In hoofdzaak worden zij aangewend in de chemische nijverheid, de pigmentindustrie, de voedingsnijverheid en de pharmacie, bijvoorbeeld om suspensies die bekomen zijn als gevolg van een chemische reaktie in komponenten te scheiden, meer speciaal een vloeibare en een droge komponent.
De bekende filterdrogers bestaan uit een verwarmbaar recipiënt waarin onderaan een vlakke filter is aangebracht.
De verwarming gebeurt hoofdzakelijk door de wand van de recipiënt te verwarmen, welke deze warmte overdraagt op het hierin aanwezige produkt. Een groot nadeel van deze bekende filterdrogers bestaat erin dat de warmteoverdracht van de wand op het produkt gering is, wat tot gevolg heeft dat het droogproces bijzonder traag verloopt en overmatig veel energie vergt.
In de meeste toepassingen wordt dit nadeel aanzienlijk versterkt, daar om het laatste vocht uit het produkt te halen de droging onder vacuum dient te worden gerealiseerd.
De warmteoverdracht in de recipiënt wordt hierdoor immers zeer gering.
<Desc/Clms Page number 2>
De uitvinding heeft dan ook als doel een oplossing aan het voornoemde probleem te bieden.
Hiertoe voorziet de uitvinding in en filterdroger, daardoor gekenmerkt dat hij voorzien is van een microgolfverwarming.
Hierdoor ontstaat het voordeel dat in een direkte opwarming van het produkt wordt voorzien, waardoor de nadelen ten gevolge van de geringe warmteoverdracht in de recipiënt volledig worden uitgesloten.
Met het inzicht de kenmerken volgens de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeelden zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 een filterdroger volgens de uitvinding weergeeft ; figuren'2 tot 5 sterk geschematiseerd en in verschillende stappen een gebruiksmogelijkheid van de filterdroger weergeven ; figuren 6 en 7 schematisch nog twee filterdrogers volgens de uitvinding weergeven.
Zoals weergegeven in figuur 1 heeft de uitvinding betrekking op een filterdroger l, met als kenmerk dat hij is voorzien van een mikrogolfverwarming 2.
De filterdroger 1 is voorzien van een recipiënt 3 voor het te behandelen produkt, waarin onderaan een filter 4 is aangebracht. Deze recipiënt 3 is minstens voorzien van een produktinlaat 5, een produktuitlaat 6 en een uitlaat 7 voor het filtraat.
<Desc/Clms Page number 3>
De recipiënt 3 bestaat bij voorkeur uit een ketel die door middel van een steun 8 wordt gedragen. Meer speciaal geniet het de voorkeur dat de recipiënt 3 is samengesteld uit twee delen, respektievelijk een basisdeel 9 dat als bodem funktioneert en een hierboven aangebracht stolpvormig deel 10.
Beide delen 9 en 10 kunnen van elkaar worden gescheiden, bijvoorbeeld doordat het stolpvormig deel 10 op een bepaalde hoogte aan de steun 8 is gemonteerd en het basisdeel 9 aan de onderzijde hiertegen wordt vastgemaakt, zodanig dat de recipiënt 3 kan geopend worden door het basisdeel 9 los te maken en neer te laten. De onderlinge bevestiging kan gebeuren door middel van flenzen, respektievelijk 11 en 12, waartussen de nodige dichtingen zijn aangebracht.
Onder het basisdeel 9 zijn bij voorkeur benen 13 en/of wielen 14 aangebracht, waardoor het gemakkelijk kan worden neergeplaatst op de onderliggende bodem 15 en eventueel kan worden weggerold.
Het op en neer bewegen van het basisdeel 9 kan hierbij gebeuren door middel van een hulpwerktuig dat al dan niet een onderdeel van de filterdroger 1 vormt.
Verder kan de recipiënt 3 nog voorzien worden van een inspektievenster 16 en een ketelverlichting 17.
Het is duidelijk dat de recipiënt 3 verschillende afmetingen kan hebben. Bij voorkeur is hij vervaardigd uit staal.
De voornoemde produktinlaat 5 bevindt zich bij voorkeur bovenaan in het stolpvormig deel 10.
<Desc/Clms Page number 4>
De produktuitlaat 6 is aangebracht in de zijwand van de recipiënt 3, meer speciaal in de vertikale zijwand 18 van het deel 10. De produktuitlaat 6 is hierbij voorzien van een afvoerstuk 19 dat met een vlak 20 aansluit op deze uitlaat 6 en waarin onderaan een afvoeropening 21 is voorzien.
In de produktuitlaat 6 is een klep 22 aangebracht waarvan de binnenzijde een voortzetting is van de binnenwand van de recipiënt 3. De klep 22 kan bevolen worden door middel van een aandrijving 23, zoals een hydraulische cilinder of dergelijke.
In het afvoerstuk 19, bij voorkeur aan de bovenzijde ervan, is een inspektievenster 24 aangebracht dat toelaat om de afvoer van het gefiltreerde en gedroogde eindprodukt te kontroleren.
De voornoemde filter 4 is bij voorkeur samengesteld uit een filterbasis 25 en een hierop aangebrachte filterlaag 26, zoals een filterplaat of dergelijke. De filterbasis 25 is voorzien van een flens 27 die tussen de randen van de delen 9 en 10 wordt ingeklemd. De filterplaat 26 kan meerlagig zijn. In funktie van de toepassing kunnen de doorgangen ervan verschillende afmetingen vertonen. Een gebruikelijke maat is 20 micron of kleiner.
In de recipiënt 3 is een roerarm 28 aangebracht. Deze roerarm 28 bestaat bij voorkeur uit een roerblad 29 dat op het uiteinde van een vertikale aandrijfas 30 is gemonteerd en dat een draaibeweging in een horizontaal vlak uitvoert.
De roerarm 28 is voorzien van een aandrijving 31 die in dit geval bestaat uit een elektrische motor 32 en een reduktiekast 33. Het toerental van de roerarm 28 is bij
<Desc/Clms Page number 5>
voorkeur regelbaar en omkeerbaar, zulks door middel van een sturing 34. Het toerental is bijvoorbeeld regelbaar tussen 4 en 100 toeren per minuut.
Het roerblad 29 is zodanig gekonstrueerd dat het multifunktioneel is. Meer speciaal is dit zodanig uitgevoerd dat het geschikt is om de massa 35 die tijdens het persproces aanwezig is op de filter 4 glad te strijken, om deze massa 35 om te roeren en om de massa 35, door het roerblad 29 in een welbepaalde richting te laten draaien, via de produktuitlaat 6 naar buiten te drukken.
Het roerblad 29 bestaat bij voorkeur uit twee of drie mengbladen, in het weergegeven voorbeeld twee, respektievelijk 36 en 37.
Om de verschillende funkties te kunnen uitvoeren is de roerarm 28 bovendien in hoogte instelbaar tussen een positie waarbij het roerblad 29 precies boven de filter 4 is gelokaliseerd en een hogere positie. Dit kan een positie zijn waarbij het roerblad 29 zieh 50 cm boven de filter 4 bevindt. De hoogte-instelling gebeurt door middel van aandrijfmiddelen 38 die in het weergegeven voorbeeld bestaan uit een door middel van drukcilinders 39 op en neer beweegbaar platform 40 waarop de motor 32 en de reduktiekast 33, waaraan de aandrijfas 30 is bevestigd, zijn gemonteerd.
Zoals weergegeven in figuur 1 kan de filterdroger l nog worden voorzien van middelen voor het breken en/of malen van de in de recipiënt 3 aanwezige vaste komponenten. Deze middelen kunnen bestaan uit een element 41 zoals een chopper welke gevormd is uit een door middel van een aandrijving 42 op en neer beweegbare en roteerbare stang 43 die aan zijn vrije uiteinde, dat zich in de recipiënt 3
<Desc/Clms Page number 6>
bevindt, voorzien is van een aantal messen 44 of dergelijke. De aandrijving 42 bestaat uit een motor 45 voor de rotatiebeweging en een of meer drukcilinders 46 of dergelijke voor de op en neergaande beweging.
Tijdens het droogproces laat de chopper toe een vloeiend en stofvrij granulaat te maken.
Het element 41 is samen met zijn aandrijving 42 bij voorkeur gemeenschappelijk op en neer beweegbaar met de roerarm 28, bijvoorbeeld doordat beide gemonteerd zijn aan het voornoemde platform 40.
Het element 41 kan worden aangedreven met snelheden tot 3000 toeren per minuut.
Verder is de filterdroger l nog voorzien van een vacuümzuiginrichting 47, gevormd door een vacuümpoort 48 in de recipiënt 3, die via een leiding 49 op een vacuümsysteem 50 of dergelijke is aangesloten. Dit systeem kan bijvoorbeeld bestaan uit een vacuümpomp of kondensors met koelgroepen, of een kombinatie van deze. Deze middelen laten toe om solventen of vloeistoffen die gebruikt worden bij het proces te rekupereren, waardoor de inrichting milieuvriendelijk is. In de leiding 49 zal bij voorkeur een filter 51, meer speciaal een dampfilter, worden aangebracht.
Bij voorkeur bevat de filter 51 een filterelement 52 dat op gemakkelijke wijze vervangbaar is, eventueel langs de produktiezijde van het stolpvormig deel 10.
Eventueel kan de filterdroger 1 zoals weergegeven in figuur 1 worden voorzien van middelen voor de toevoer van spoel vloeistoffen of dergelijke, zoals een vloeistofinlaat 53, en een drukaansluiting 54 om de recipiënt 3 onder druk
<Desc/Clms Page number 7>
te brengen door middel van perslucht of een ander gas, bijvoorbeeld een inert gas.
Zoals weergegeven in figuur 1 kan de filterdroger 1 fakultatief worden uitgerust met een inrichting 55 om een gasstripping door te voeren. Dit gebeurt door middel van de toevoer van gas, bij voorkeur vanaf de onderzijde, doorheen de op de filter 4 aanwezige komponent. Om dit gas op een praktische wijze tot in de onderzijde van de recipiënt 3 te leiden wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een toevoerleiding 56 doorheen de aandrijfas 30 van de roerarm 28.
Afhankelijk van de doelstelling kan zulke gasstripping met een verschillend gas worden uitgevoerd. In een droogproces kan hiertoe stikstof worden aangewend.
Voor de mikrogolfverwarming 2 wordt gebruik gemaakt van een of meer mikrogolfgenerators 57.
De mikrogolven kunnen hierbij tot in het recipiënt 3 worden geleid door middel van golfkanalen 58 die bij voorkeur vertikaal in de bovenzijde van de recipiënt 3 uitgeven.
De mikrogolfgenerators 57 kunnen op een afstand van de recipiënt staan. Zulke opstelling op afstand laat toe dat de filterdroger 1 gemakkelijk kan worden uitgerust met een of meer cirkulatoren, welke beschadiging van de mikrogolfgenerators 57 door gereflekteerde golven uitsluiten.
Volgens de uitvinding wordt bij voorkeur doch niet noodzakelijk gebruik gemaakt van mikrogolfgenerators 57 met een kontinu regelbaar vermogen, meestal met een vermogen van meer dan 5 kW per generator. In tegenstelling tot
<Desc/Clms Page number 8>
generators die volgens het on/off principe werken kan door een kontinue regeling een minder agressief proces worden gerealiseerd en kan het eventueel optreden van ionisatie in de recipiënt 3, welke kan ontstaan bij plotse veranderingen in het toegevoerd vermogen, worden uitgesloten.
Indien evenwel gebruik wordt gemaakt van on/off generatoren van een gering vermogen, namelijk van ongeveer 2 kW, kunnen deze direkt op de recipiënt 3, meer speciaal het stolpvormig deel 10, opgebouwd worden. In zulk geval is de konstruktie eenvoudiger en kan bovendien overwogen worden cirkulatoren weg te laten.
De mikrogolfverwarming 2 is zoals weergegeven in figuur 1 bij voorkeur ook uitgerust met tuners 59, die in de golfkanalen 58 zijn aangebracht. Deze laten toe om impedanties van de recipiënt 3 af te regelen in kombinatie met de mikrogolfgenerators 57, waardoor het gereflekteerd vermogen naar de generators tot een minimum beperkt wordt.
Om in het geval van een eventuele ionisatie in de recipiënt 3 zo vlug mogelijk in te grijpen, kan de mikrogolfverwarming 2 worden voorzien van regelmiddelen 60 die gekoppeld zijn aan een detektor 61, om ionisatie vast te stellen, zoals een fotocel, waarbij deze middelen het vermogen automatisch verminderen en al dan niet onderbreken wanneer dit nodig mocht blijken.
Verder kunnen in de mikrogolfkanalen 58 en/of de mikrogolfgenerators 57 een of meer kontrolemiddelen worden ingebouwd om het gereflekteerde vermogen te meten en/of te kontroleren en eventueel op deze wijze het proces te sturen. Hierbij zal in een begrenzing worden voorzien die het vermogen beperkt wanneer het gereflekteerd vermogen te groot is. Tevens kunnen hierbij middelen worden voorzien
<Desc/Clms Page number 9>
die het einde van het proces waarnemen aan de hand van het gereflekteerd vermogen, bijvoorbeeld door te detekteren wanneer het gereflekteerd vermogen boven een bepaalde limiet komt.
Volgens nog een mogelijkheid kan door middel van een meter voor uitgestuurd vermogen in de mikrogolfkanalen 58 en met een terugkoppeling het vermogen van de mikrogolfgenerators 57 worden geregeld.
De mikrogolfverwarming 2 kan ook zijn uitgerust met een terugkoppeling waarbij een meting plaatsvindt van het elektrisch veld in de recipiënt 3, en waarbij kontrolemiddelen zijn voorzien die op deze wijze het proces sturen.
Eventueel kan de filterdroger 1 naast de mikrogolfverwarming 2 ook nog worden uitgerust met een meer traditionele verwarming die dan bij voorkeur opgevat is als een nevenverwarming om de vorming van kondensaat op de onderdelen van de filterdroger l, in het bijzonder in de recipiënt 3, te vermijden. Het is duidelijk dat deze nevenverwarming slechts een gering vermogen benodigt.
Duidelijkheidshalve is deze verwarming niet in figuur 1 afgebeeld, doch het spreekt vanzelf dat deze van verschillende aard kan zijn en in de verwarming van verschillende onderdelen kan voorzien. Bij voorkeur is minstens de wand van de recipiënt 3 verwarmd, bijvoorbeeld doordat hij dubbelwandig is en dat een verwarmingsvloeistof hierdoorheen wordt geleid. Andere onderdelen die bij voorkeur ook verwarmd worden, zijn de filterbasis 25, de filter 51 van de vacuümzuiginrichting 41, de roerarm 28 en het element 41.
De filterdroger l volgens de uitvinding kan in een groot aantal toepassingen worden aangewend waarbij naast het
<Desc/Clms Page number 10>
filtreren en drogen al dan niet in bijkomende funkties kan worden voorzien. Het voorbeeld van de toepassingsmogelijkheid die hierna aan de hand van figuren 2 tot 5 wordt beschreven is dan ook in geen enkel opzicht van beperkende aard.
Volgens figuur 2 is de recipiënt 3 gevuld met een te filtreren en te drogen produkt 62. Tijdens het filtreren wordt een gas onder druk in de bovenzijde van de recipiënt 2 geleid en wordt het afgescheiden filtraat 63 aan de onderzijde weggeleid. Tijdens deze handeling wordt het produkt 62 aan de bovenzijde glad gestreken door middel van de omhoog gestelde roerarm 28.
In figuur 3 wordt het op de filter achtergebleven gedeelte van het produkt 62 gewassen door de toevoer van vloeistof 64, waarbij terug een suspensie wordt gevormd. Het roerblad 29 draait hierbij doorheen het met vloeistof 64 gemengde produkt. Deze kan dan terug zoals weergegeven in figuur 2 worden gefiltreerd.
Na deze tweede filtratie wordt het bekomen produkt gedroogd en eventueel gegranuleerd met behulp van een chopper, wat zoals weergegeven in figuur 4 gebeurt door de mikrogolfgenerators 57 in te schakelen en vacuüm in de recipiënt 3 te kreëeren. Tijdens het drogen wordt het produkt bij voorkeur in beweging gehouden door middel van de neergelaten roerarm 28. In de droog-en mengfase draait de roerarm 28 in tegengestelde zin dan bij het gladstrijken.
Zoals afgebeeld in figuur 5 kan het gedroogde produkt uiteindelijk worden afgevoerd door de klep 22 te openen en de roerarm 28 te laten wentelen.
<Desc/Clms Page number 11>
Het is duidelijk dat de filterdroger l volgens de uitvinding ook in andere processen kan worden aangewend.
Het is zelfs niet uitgesloten om reakties in de filterdroger 1 te voltrekken, waarbij tijdens het reageren warmte wordt toegevoerd door middel van de mikrogolfverwarming 2.
Zoals weergegeven in figuur 6 kan het technisch gedeelte 65 gescheiden worden van het produktiegedeelte 66, bijvoorbeeld door middel van een scheidingswand 67, die in dit geval gevormd is uit een vloer-, respektievelijk plafondplaat 68. Het technisch gedeelte 65 bevat minstens de mikrogolfgenerators 57. Het produktiegedeelte 66 omvat minstens de produktuitlaat 5, de uitlaat 7 voor het filtraat en die delen van de recipiënt 3 die regelmatig geopend worden, zoals het basisdeel 9. Zulke scheiding biedt het voordeel dat het technische gedeelte 65 niet kan vervuild worden door de produkten die behandeld worden. Nog een belangrijker voordeel is dat de eigenlijke produktiezone die in kontakt komt met soms aggressieve en toxische produkten klein is en zeer gebruiksvriendelijk is voor reiniging en onderhoud.
Bij voorkeur bevindt het produktiegedeelte 66 zich onder de plaat 68 en het technisch gedeelte 65 zich erboven. Zoals weergegeven in figuur 6 kan dan gebruik worden gemaakt van een stolpvormig deel 10 dat vast in of aan de plaat 68 is gemonteerd en een basisdeel 9 dat door middel van cilinders 69 of dergelijke, die tevens aan de plaat 68 zijn bevestigd, kan worden neergelaten.
In figuur 7 is een variante weergegeven waarbij de voornoemde filter 51 zich in het produktiegedeelte 66 bevindt, zodanig dat het technische gedeelte 65 niet kan worden vervuild bij het reinigen van de filter 51.
<Desc/Clms Page number 12>
Volgens figuur 7 is de recipiënt 3 ook in een bouwwerk bevestigd. In tegenstelling tot de uitvoering van figuur 6 zijn de cilinders 69 nu echter op de bodem 15 gemonteerd.
Het is duidelijk dat de recipiënt 3 van meer of minder inlaten kan worden voorzien. Zo bijvoorbeeld zou voor de vloeistofinlaat 53 en de drukaansluiting 54 ook de produktinlaat 5 kunnen worden aangewend. Het is eveneens duidelijk dat alle in- en uitlaten voorzien zijn van de nodige dichtingsmiddelen, zoals ventielen en dergelijke, om een druk of vacuüm in de recipiënt 3 te kreëren.
Het is eveneens duidelijk dat alle aandrijvingen, kleppen en dergelijke door middel van een stuureenheid 70 automatisch en/of manueel kunnen worden bevolen, waarbij de nodige instrukties via een bedieningspaneel kunnen worden ingebracht.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeelden beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke filterdroger kan in verschillende vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.