CS248008B2 - Apparatus for processing the wet solid substances,sludges,suspensions,paste materials by heating or cooling - Google Patents

Description

Vynález -se týká zařízení pro zpracování mokrých pevných látek, kašovitých a podobných materiálů, kalů, suspenzí, atd., ohříváním nebo -chlazením. Při zpracovávání těchto materiálů v zařízení podle uvedeného vynálezu dochází ke snižování obsahu vlhkosti, odvodňování (sušení), oddělování pevných látek z roztoků, zmrazování kusových, měkkých materiálů, ke krystalizaci atd.

Pro sušení kusových pevných materiálů obsahujících rozpouštědla se používá horizontálních nebo téměř horizontálních vně vytápěných, válcových zařízení s dvojitou stěnou (viz například: J. H. Perry: Chemical Engineers Handbook, str. 1712). Rozpouštědlo, které se odstraňuje z pevného materiálu během sušicího procesu vakuovým odsáváním, se odvádí z horní části zařízení. Bubnová rotační vakuová sušička pracuje přerušovaně, její plnění a vyprazdňování je těžkopádné. Použitelnost tohoto zařízení je omezená, neboť ji lze použít pouze pro sušení kulatých, nelepivých kusových materiálů. Materiál se může nalepit na vnitřní povrch válce, přičemž se vytvoří vrstva, která nevodí teplo a tak použití tepla je poměrně neúčinné a -neúčelné. Otáčení bubnu s kusovým materiálem .určeným k sušení, vyžaduje relativně vysokou spotřebu energie.

Pro účely oddělování rozpouštědla, které zbylo v pevném materiálu po extrakci orgánů zvířat a rostlin rozpouštědlem, se používají zařízení pro odstraňování rozpouštědla odpařováním. Takové řešení je popsáno například v časopisu: Páper of Pharm., SSSR, str. 27 až 30, 1966. Pevný materiál, obsahující rozpouštědlo, se plynule smíchává s horkou vodou a vzniklá kaše se přivádí do horního válce z dvojice ohřívaných, horizontálně uložených válcových těles, umístěných nad sebou.

Pevné látky zbavené rozpouštědel se odvádí ze spodního válce. Oddělená rozpouštědla se vypouští ¹ z horní části obou válců. Za účelem zlepšení přenosu tepla a k dosažení podélného- posunu pevných látek za současného promíchávání je vnitřní prostor válců opatřen rotačním šnekovým dopravníkem. Přenos tepla se provádí stěnou a/nebo párou vedenou do suspenze pevného materiálu. Kromě jiného je nevýhodou tohoto řešení vysoké riziko poruchy šnekového dopravníku, neboť granulované rostliny mohou obsahovat lámavý kusový materiál, - (například kameny, kousky kovu -apod.), který při vzpříčení může zapříčinit zastavení -šnekového dopravníku -nebo poruchu pohonu. Kromě toho je - nutno pro pohon a otáčení šnekového dopravníku dodat značnou energii. Otáčení šneku je tedy energeticky značně nákladné a kromě toho je využití tepla nízké.

Podle dosavadního stavu techniky je jako zařízení pro krystalizací znám třídicí -chlazený krystalizátor se šnekovým dopravníkem, popisovaný -například v: Dr. Muscail —

Krystalyositas, Miiszaki Konyvkíadó, Budapest 1971, -s. 151. Třídicí prostředky třídicího šneku tohoto chlazeného krystalizátoru jsou tvořeny šikmým dnem ve tvaru žlabu, na jehož -dolním konci vypadávají větší krystaly. Tyto krystaly -se ze žlabu vysunují šnekem. Matečný louh odváděný z třídicích -prostředků se vede zpět do- nádrže na matečný louh spolu s menšími krystaly, odkud prochází do chladicí cirkulace. Nevýhody tohoto řešení spočívají v tom, že způsob třídění na dvě frakce, tj. na materiál -oddělovaný šnekem a na materiál vracený -s matečným - louhem, je těžkopádný, neboť třídění se zajišťuje regulací rychlosti proudění média, přičemž současně proces krystalizace je funkcí tohoto proudění.

Zmrazování kusových materiálů měkké konzistence (například malé -orgány zvířat v masném průmyslu, měkké ovoce atd.) je často v potravinářském a masném průmyslu nezbytné. V současné -době -se pro tyto- účely používají razicí tunely nebo fluidní mrazírny. V prvním případě se pohyb materiálu od místa vstupu k výstupu provádí pomocí speciálně vytvořených pásů a odebírání tepla •k -dosažení zmrazení se provádí studeným vzduchem, proudícím nad materiálem, v druhém případě studený vzduch -prochází hmotou pevných látek, materiál se během mražení pohybuje a tak se rychlost chlazení zvyšuje.

Úkolem - uvedeného vynálezu je -vytvořit konstrukčně jednoduché zařízení, ve kterém se ohřívání nebo ochlazování zvlhčených pevných látek, kašovitých nebo -podobných materiálů -dosáhne plynule řízeným postupem, a které lze -dobře přizpůsobovat měnícím se provozním podmínkám. Nejdůležitější požadavky, které má uvedené zařízení splnit, jsou následující: .

— vakuové -sušení pevných látek zvlhčených rozpouštědly, při kterém se odstraňuje rozpouštědlo, přičemž rozpouštědlo- a/nebo -pevná látka js-o-u vhodné pro další zpracovávání nebo· -se dále využívají jako -odpadní látky, — předběžné -odvodňování odpadů z jatek, při němž se získají -sterilizované pevné materiály, — získávání rozpuštěných pevných látek v krystalické formě zahřátím nebo ochlazováním, —hluboké zmrazování měkkých kašovitých materiálů.

Uvedený vynález se týká zařízení pro zpracování mokrých pevných látek, kalů, suspenzí, kašovitých a podobných materiálů, ohříváním nebo chlazením, zejména pro- vakuové odvodňování kusovitých, granulovaných materiálů s nízkým obsahem vlhkosti a zvlhčeným rozpouštědlem, dále pro předběžné odvodňování kašovitých materiálů varem, pro zmrazování - pevných látek, například ovoce, orgánů zvířat, a pro oddělování obsahu pevných látek z roztoku krystalizaci.

Toto zařízení sestává z pracovního tělesa, prostředků pro přísun zpracovávaného materiálu do pracovního tělesa, přičemž к vnitřnímu prostoru tohoto tělesa je připojeno zařízení pro vytváření vakua, dále prostředků pro vypouštění zpracovávaného materiálu z pracovního tělesa a prostředků pro přivádění topného nebo chladicího média na vnější plochu pracovního tělesa, přičemž podstata tohoto zařízení spočívá v tom, že pracovní těleso sestává ze dvou částí, z nichž první část je tvořena pracovním bubnem ve tvaru komolého kužele nebo komolého jehlanu, otočných okolo horizontální nebo téměř horizontální geometrické osy, jehož plášť a čelní desky jsou vytvořeny z plného materiálu, s výhodou kovového plechu, přičemž menší čelní deskou prochází přívodní potrubí, zatímco větší čelní deska je opatřena otvorem umístěným excentricky vzhledem к ose souměrnosti, a druhá část pracovního tělesa je pevně připojena к otvoru pracovního bubnu, přičemž pracovní těleso je tvořeno nejméně třemi bubnovými podlouhlými pracovními Členy, navzájem propojenými, jejichž stěny jsou vytvořeny z plného materiálu, s výhodou 'kovového plechu, a geometrické podélné osy souměrnosti pracovních členů tvoří lomenou nebo podobnou čáru protínající geometrickou osu souměrnosti pracovního bubnu vně pracovního bubnu. Tato osa souměrnosti je společnou osou otáčení části pracovního tělesa sestávajícího z pracovního bubnu a pracovních členů.

Vytvořením pracovního tělesa z několika členů spojených p«dél zalomené čáry a zajišťující možnost současného ohřívání a/nebo chlazení zařízení, nebo i vytvoření vakua, se dosáhne toho, že doba prodlevy materiálu v pracovním prostoru bude podstatně prodloužena a materiál je v nepřetržitém a velmi intezívním pohybu směrem dopředu a dozadu, přičemž bude postupovat z místa vstupu do místa výstupu a tím se plocha, na které probíhá přestup tepla neustále regeneruje a zpracovávaný materiál je ohříván nebo chlazen intenzivněji na větší ploše. Tímto způsobem se dosáhne účinného sušení topným médiem relativně nízké teploty.

Vytvořením poměrně velkých ploch к přenosu tepla a výhodné tepelné účinnosti lze provádět plynulé sušení kusových granulovaných materiálů citlivých na teplo s nízkým obsahem vlhkosti, zvlhčených rozpouštědly, při nízké teplotě, přičemž rozpouštědlo lze oddělit a použít znovu bez znečištění okolí. Protože sušicí prostor pracovního tělesa je úplně uzavřený, riziko vytváření prachu je vyloučeno a není tudíž zapotřebí použít prachových filtrů. Kromě toho je třeba uvést, že nároky na měrný prostor u zařízení podle vynálezu, a provozní a investiční náklady jsou podstatně nižší než u zařízení podle dosavadního stavu techniky.

Ve výhodném provedení zařízení podle uvedeného vynálezu jsou pracovní členy a pracovní těleso na své vnější straně opatřeny uzavřenými prostory pro přivádění topného nebo chladicího média na jejich vnější plochu, a tyto uzavřené prostory jsou navzájem spojeny, např. trubkou pro průchod topného nebo chladicího média, přičemž potrubí pro přívod topného nebo chladicího média je vedeno do nejméně jednoho uzavřeného prostoru. Z nejméně jednoho uzavřeného prostoru vyúsťuje potrubí pro odvod média, například kondenzátu. Pracovní těleso je s výhodou opatřeno horizontálně uspořádanou válcovou nádrží obsahující topné nebo chladicí médium, například páru nebo chladivo', a je otočně uloženo v nádrži tak, aby se zabránilo pronikání chladivá do pracovního tělesa. Výhodné je rovněž uspořádání, kdy pracovní těleso je opatřeno prostředky pro vedení plynného topného nebo chladicího média jeho vnitřním prostorem a protisměru к proudění zpracovávaného materiálu. Dále je výhodné, jestliže je pracovní těleso opatřeno prostředky pro rozvádění plynného chladivá, které sestávají z potrubí připojeného к vnitřnímu prostoru pracovního tělesa, a chladiče vestavěného do potrubí připojeného к ventilátoru.

Ve výhodném provedení jsou dále v blízkosti pláště pracovního bubnu ve tvaru komolého kužele umístěny míchací lopatky.

Zařízení podle vynálezu je dále výhodně opatřeno pohonem к otáčení lopatek ve směru proti otáčení pracovního bubnu rozdílnou úhlovou rychlostí.

Bubnovité pracovní členy, které jsou součástí pracovního tělesa, mají výhodně mnohoúhelníkový průřez, nejvhodněji šestiúhelníkový průřez. Výhodně je ve větší čelní desce pracovního bubnu v těsné blízkosti jejího obvodu vytvořen otvor.

Zařízení podle vynálezu je opatřeno stacionárním ložiskem na jednom konci, s výhodou na výstupním konci pracovního tělesa, a dalším otočným ložiskem, připevněným к prvnímu ložisku, přičemž obě ložiska se během otáčení dostávají periodicky vzájemně do styku pomocí drážek nebo drážek a otvorů a dochází tak к rozvádění topného nebo chladicího média. Dále obsahuje zařízení potrubí pro rozvod topného nebo chladicího média, které je umístěno mezi prvním otočným ložiskem a nejméně jedním uzavřeným prostorem.

Prostředky pro přívod ohřívacího nebo chladicího média na vnější -povrch pracovního tělesa jsou vytvořeny uzavřenými prostory umístěnými na vnějších površích pracovního bubnu a pracovních členů tak, aby jimi mohlo proudit ohřívací nebo chladicí médium, přičemž tyto uzavřené prostory jsou vzájemně propojeny, například trubkami, a opatřeny přívodní trubkou pro přívod ohřívacího nebo chladicího média do nejméně jednoho uzavřeného prostoru a potrubím pro odvádění ohřívacího nebo chladicí248008 ho’ média, například kondenzátu. Dále obsahuje zařízení prostředky tpro přivádění ohřívacího nebo chladicího média na vnější plochy pracovního· tělesa v takové formě, že jsou tyto· prostředky tvořeny uzavřenou, s výhodou horizontální, válcovou nádrží, •která je naplněna ohřívacím nebo chladicím médiem, například párou nebo chladivém. Toto řešení je provedeno tak, aby se zamezilo vnikání chladicího média do vnitřního prostoru · pracovního' tělesa. Ohřívací nebo chladicí · účinek lze zvýšit použitím prostředků, -které’ · · zajišťují průchod plynného topného nebo · chladicího média vnitřním prostorem ’ pracovního· tělesa v protisměru k proudění zpracovávaného materiálu.

Zařízení podle vynálezu je opatřeno prostředky pro vytváření vakua, například ve formě plynotěsného komorového podávače, který · je zabudován do vnitřního prostoru pracovního tělesa.

Průřez podlouhlých bubnových členů může být mnohoúhelníkový, například šestiúhelníkový, jak již bylo· uvedeno, avšak lze použít i členy kruhového průřezu. Dále může · být zařízení podle vynálezu opatřeno· rozváděčem topného nebo chladicího média různých teplot 'do uzavřeného· prostoru obklopujícího pracovní buben a/nebo pracovní členy.

Zařízení podle uvedeného vynálezu lze s výhodou použít i pro odpařování, například v případech, kdy během extrakce složky, sestávající z pevné a kapalné fáze (rozpouštědla), zůstává v oddělené pevné látce nebo granulovaném materiálu (například orgány zvířat, léčivé rostliny) poměrně velké množství rozpouštědla, které se musí z pevných látek oddělit z důvodů ekonomických a/nebo · ochrany životního prostředí. Tento· postup 'oddělování rozpouštědla je možno provést v zařízení podle uvedeného· vynálezu. Při provádění tohoto kontinuálního zpracovávání za vakua v zařízení podle vynálezu se dosáhne následujících výhod:

— není zapotřebí žádné vody, protože se neprovádí ’ destilace vodní párou, — po· oddělení · rozpouštědla se získá pevná látka v suchém stavu, přičemž je možno ji použít bez dalšího zvláštního zpracování, nevypouští ’se tedy do veřejného kanalizačního systému ani nezpůsobuje znečištění, — množství páry, 'které je · potřebné pro vnější vytápění, je téměř poloviční, než je množství potřebné při známých postupech odpařování podle dosavadního stavu techniky, nejen z toho důvodu, že je měrný povrch pro přenos tepla a koeficient přestupu tepla vyšší u zařízení podle uvedeného vynálezu, ale zároveň není zapotřebí ohřívat vodu, — spotřeba chladicí vody je při zpracovávání v zařízení podle vynálezu nižší, maximálně poloviční vzhledem k množství požadovanému u známých řešení podle dosavadního stavu techniky, používaných k podobnému účelu, neboť kromě jiného není potřeba kondenzovat vodní páru unikající s · párami rozpouštědla.

— spotřeba elektrické energie je podobným způsobem podstatně nižší, přičemž odpovídá asi jedné třetině energie potřebné u známých řešení podle dosavadního stavu techniky, používaných ke stejnému účelu, které je zapotřebí k dopravě suspenze pevných látek do odpařováku, — není třeba zpracovávat odpadní materiál na kašovitý a potom jej odvodňovat a sušit v samostatném zařízení.

Zařízení podle vynálezu je vhodné pro předběžné odvodňování materiálu různé konzistence, například jatečních a ostatních vedlejších produktů, varným způsobem a dále je výhodné pro částečné odvodňování pevných látek. Pro· tyto· účely je vhodné zpracovat materiál na kašovitou konzistenci předběžným zpracováním.

Výhody vyplývající z aplikace zařízení podle uvedeného vynálezu pro varný postup spočívají havně v již zmíněných velkých teplovýměnných plochách a výhodné tepelné účinnosti, dále je zařízení konstrukčně jednoduché, požadavky na prostor jsou malé, materiál se nepřilepuje na -^s^iSny, zařízení se· dá snadno· čistit a jeho investiční a pracovní náklady jsou mnohem výhodnější než u známých řešení podle dosavadního stavu techniky, používaných k témuž účelu.

Zařízení podle vynálezu je možno použít v potravinářském průmyslu, například pro ekonomické mražení kusového měkkého materiálu, jako je měkké ovoce nebo orgány zvířat. Výhodný koeficient přenosu · tepla, snadné čištění a skutečnost, že v důsledku jemného zacházení lze zmrazovat i citlivé, měkké ovoce, aniž by -se poškodilo, přičemž vlivem pohybu vpřed a vzad nenastává sedimentace nebo nalepování na stěny, představuje podstatné výhody tohoto řešení.

Zařízení podle vynálezu je vhodné rovněž pro ekonomické provádění ki^y^-^1^<alizačn.ích pochodů, jako je kontinuální výroby přesycených roztoků chlazením nebo ohříváním a částečný růst krystalů. Vlivem· jemného zacházení s materiálem se krystaly ani nerozbijí ani se neslepují dohromady, dále nenastává v zařízení sedimentace, neboť klouzavý pohyb krystalů nebo· ’ krystalové . suspenze směrem vpřed nebo vzad zpřístupňuje povrch a vlivem neustálého pohybu se nevytváří v -okolí chladicí plochy přesycená matečná fáze. Rovněž nedochází ke krystalizaci na chladicích plochách a konečně mícháním matečné fáze dosahuje rovněž koeficient přestupu tepla mnohem výhodnější hodnoty.

Při použití zařízení podle vynálezu -ke kterémukoliv uvedenému účelu, · představuje výhodný součinitel přestupu tepla, úplně uzavřený kontinuální postup, vysoká bezpečnost -práce, vyloučení problému se znečišťováním prostředí, splnění hygienickýchkritérií a konečně níz-ké investiční a provozní náklady, podstatné výhody oproti zařízením podle dosavadního stavu techniky.

Příkladná provedení zařízení podle uvedeného vynálezu jsou znázorněna na připojených výkresech, kde:

na obr. 1 je provedení vakuového zařízení vhodného pro ohřívání a ochlazování ve vertikálním řezu v podélné geometrické ose souměrnosti, na obr. 2 je příčný řez A — A z obr. 1, na obr. 3 je příčný řez В — В z obr. 1, na obr. 4 je příčný řez C — C z obr. 1, na obr. 5 je provedení zařízení, u něhož mohou být jednotlivé sekce uzavřeny, ohřátý na rozdílné teploty a mohou pracovat za vakua, na obr. 6 je provedení zařízení, které může být vnitřně a/nebo vně chlazeno a vnitřně ohříváno, na obr. 7 je provedení zařízení podle vynálezu, které je opatřeno nádrží obsahující chladivo udržované v pohybu pulzátorem, a na obr. 8 je provedení zařízení, které je •opatřeno uzavřeným zásobníkem páry, a které je vhodné pro práci za vakua.

Jak je znázorněno na obr. 1 a 4, zařízení podle vynálezu sestává z pracovního tělesa 1, které je tvořeno dvěma sousedícími a navazujícími částmi. První část I je tvořena dvěma horizontálními pracovními bubny 2 ve tvaru komolého kužele, a druhá část II sestává ze čtyř pracovních členů 3, 4, 5 a 6. Pracovní členy 3, 4, 5 a 6 jsou podlouhlá dutá tělesa pravidelného šestiúhelníkového průřezu, jejichž pláště jsou z plného (neděkovaného) kovového plechu. Pracovní buben 2 a pracovní členy 3, 4, 5 a 6 jsou pevně spojeny a mají společnou horizontální geometrickou osu x otáčení, naznačenou čerchovanou čarou na obr. 1, která je rovněž střední osou a osou otáčení horizontálně us;pořádaného pracovního bubnu 2, tj. společnou horizontální podélnou osou otáčení celého pracovního tělesa 1.

Plášť 9 a čelní desky 7, 8 pracovního bubnu 2 jsou podobně z plného (neděrovaného) kovového plechu, přičemž kruhové desky 7, 8 jsou uspořádány vertikálně. Ve středové oblasti menší čelní desky 7 je vytvořen kruhový otvor 12, kterým prochází šnekový dopravník 11 zařízení 10 pro přívod materiálu do pracovního bubnu 2. Šnekový dopravník 11 je opatřen dutým hřídelem 13. Dutým hřídelem 13 prochází otočný hřídel 14 do pracovního bubnu 2. Na vnitřní část hřídele 14 jsou připevněna ramena 15. Na vnější části ramen jsou připevněny lopatky 16, procházející v těsné blízkosti a rovnoběžně s vnitřní plochou pláště 9. Míchací lopatky 16 se otáčejí ve směru šipky ω2, která současně představuje úhlovou rychlost. Míchací lopatky 16 se otáčejí proti směru otáčení ωι pracovního tělesa 1 a jejich úhlové rychlosti jsou podobně rozdílné. Pohon 17 otáčí dutým hřídelem 13 šnekového dopravníku 11, přičemž pohon 18 otáčí hřídelem 14.

Šnekový dopravník 11 má vertikálně umístěnou válcovou skříň 61, na níž jsou pevně uložena ložiska 19 a ložisko 20 je na ní uloženo vně. Ložisko 20 je pevně spojeno s čelní deskou 12 pracovního tělesa 2, aby se mohly otáčet společně.

Nádrž 21, z které se přivádí a podává zpracovávaný materiál, ústí do šnekové válcové skříně 61 otvorem 25. Komorový podávač 22 je uspořádán nad otvorem 25 a je poháněn hřídelem 24 prostřednictvím pohonu 23. Komorovým podavačem 22 a šnekovým dopravníkem 11 se přivádějí mokré pevné látky, kašovité materiály, roztoky apod. do pracovního bubnu 2.

Ve větší kruhové čelní desce 8 pracovního¹ bubnu 2 ve tvaru komolého kužele, tj. v desce 8, která je na opačné straně než vstupní otvor 12, je vytvořen pravidelný šestiúhelníkový otvor 26 symetricky ke geometrické podélné ose x tak, že jeden úhel pravidelného šestiúhelníku leží na obvodu pláště (viz obr. 2). Plocha příčného průřezu otvoru 26 by neměla být větší než maximálně jedna polovina plochy příčného průřezu čelní desky 8.

Pláště 27, 28, 29 a 30 pracovních členů 3, 4, 5 -a 6 druhé části II jsou vytvořeny plnými (neděrovanými) plochými deskami vzájemně spojenými vzduchotěsně. Každý pracovní člen 3, 4, 5 a 6 je samostatným duplikátorem, tj. má dvojité stěny, přičemž vnější stěny 31, 32, 33 a 34 tvoří uzavřené prostory s plášti 27, 28, 29 a 30. Také plášť pracovního bubnu 2 má dvojitou stěnu, tj. vnější stěna 62 tvoří s pláštěm uzavřený prostor 63. Sousední uzavřené prostory 63, 35, 36 a 38 jsou spojeny ohnutými trubkami 39 a lze je plnit topným nebo chladicím médiem nebo kondenzátem prostřednictvím přívodního potrubí 42, potom médium prochází výstupními trubkami 43 a 44. Tímto způsobem se materiál přiváděný do pracovních členů 3, 4, 5 а Б ohřívá nebo ochlazuje na požadovanou teplotu vedením tepla dvojitými stěnami.

Poslední pracovní člen 6 dřuhé části II pracovního tělesa 1 končí v prstenci 48, jehož otvor vede do vypouštěcího prostoru 45 výstupní skříně 46. Prstenec 48 je tvořen ložiskem 40 otáčejícím se společně s pracovním tělesem 1. Otočné ložisko 40 je uloženo v jiném statickém ložisku 41, pevně připojeném к čelní stěně 49 výstupní skříně 46. Otvor 47 jak je znázorněno na obr. 3 a 4, mění svůj průřez z mnohoúhelníkového na kruhový.

Potrubí 42 ústí do vedení, 64 kruhového ložiska 41, a je spojeno s vedením 65 ložiska 40. Vedení 64 v ložisku 41 může být podélná drážka a vedení 65 ložiska 40 příčná drážka. Během otáčení ložiska 40 se dráha topného nebo chladicího média stává volnou směrem do ohnuté trubky 39 ústící do uzavřeného prostoru 38. Podobně jsou vedení 64, 65 vytvořena i v ložiskách 20 a 19 na straně šnekového podávače 11. Toto umožňuje event. přivádění topného nebo chladicího média ze strany pracovního bubnu 2.

V případě potřeby lze použít ještě jiného obvyklého řešení (není znázorněno] pro přívod topného nebo chladicího média do uzavřených prostorů 35, 36, 37 a 38, kdy ke každému uzavřenému prostoru 35, 36, 37 a 38 je připojena samostatná přívodní trubka, která se s ním společně otáčí a kterou se přivádí topné nebo chladicí médium různé teploty do jednotlivých prostorů a tak lze teplotu pracovního bubnu 2 a pracovních členů 3, 4, 5 a 6 nastavit na optimální hodnotu podle požadavků technologie.

Výstupní skříň 46 má další čelní stěnu 50 rovněž vertikálně umístěnou a rovnoběžnou se shora uvedenou čelní stěnou 49. Vyprazdňovací prostor 45 ležící mezi čelními stěnami 49 a 50 je uzavřen krytem 51, z něhož vyúsťuje hrdlo 52 nad podélnou geometrickou osou otáčení x. Trubkové hrdlo 53 je připojeno к vyprazdňovacímu otvoru 45, do něhož je vestavěn komorový podavač 54. Hřídel 55 komorového podavače 54 je uložen v lož'sku umístěném ve stěně hrdla 53. Hrdlo 52 slouží к odvádění výparů (nebo par] vzniklých během pochodu prováděnému v zařízení, zatímco nižším trubkovým hrdlem 53 se vypouštějí pevné látky (například •krystalová suspenze).

V zadní čelní stěně 50 výstupní skříně 46 je ve středu umístěno ložisko 59 pro uložení hřídele 58. Vnitřní konec takto uloženého hřídele 58 zasahující do vyprazdňovacího prostoru 45 je připevněn к ložisku 40 pomocí pákoví sestávajícího z tyčí 57 označených čárkovaně, zatímco druhý, vnější konec je připojen к pohonu 60, tj. otáčením hřídele 58 lze otáčet celým pracovním tělesem 1. Směr otáčení a úhlová rychlost ωι otáčení jsou označeny šipkami. Hřídel 58 spodá do podélné geometrické osy otáčení x.

První hranolovitý pracovní člen 3 druhé části II pracovního tělesa 1 je připojen spadá do podélné geometrické osy otáček otvoru 26 pracovního bubnu 2 tak, že jeho úhlu ai к horizontále a protíná společnou horizontální geometrickou osu otáčení x vně pracovního bubnu 2. Geometrická podélná osa xž dalšího hranolovitého pracovního členu 4 je v úhlu «2 skloněna к horizontále, geometrická podélná osa хз třetího hranolovitého pracovního členu 5 je skloněna v úhlu аз a konečně podélná geometrická osa x_m posledního hranolovitého členu 6 je v úhlu a_m, takže geometrické osy xi až x_m společně tvoří v podélném směru čáru, přičemž osy X2, хз, x_m protínají podélnou geometrickou osu otáčení x vně pracovního bubnu 2.

Hranolovité pracovní členy 3, 4, 5, 6 jsou tímto způsobem navzájem spojeny do útvaru, který má tvar zubů pily a samozřejmě mají společný vnitřní prostor.

Pracovní buben. 2 ve tvaru komolého kužele a vnitřní plochy pracovních členů 3, 4, 5, 6, které jsou v přímém styku se zpracovávaným materiálem, jsou vyrobeny z materiálu, který zamezuje adhezl zpracovávaného materiálu na stěny, přičemž lze použít obložení teflonem.

Komory podávače 22, 54 jsou vytvořeny tak, aby se v zařízení udržovalo během otáčení vakuum a jejich spojení je provedeno obvyklým způsobem a není zakresleno.

Pracovní členy 3, 4, 5, 6 pevně připojené к pracovnímu bubnu 2 lze přemístit vertikálně v úhlu β nahoru a dolů od podélné geometrické osy otáčení x pomocí zařízení, které není na obr. znázorněno.

Zařízení podle obr. 1 až 4 je určeno pro kontinuální, vakuové sušení kusových granulí pevného materiálu s nízkým obsahem vlhkosti, které obsahují rozpouštědlo.

Zapnutím pohonů 17, 18, 23, 55, 60 se komorové podávače a šnekové dopravníky uvedou do provozu a pracovní těleso 1 se jako celek začne otáčet a v jeho vnitřním prostoru se vytvoří vakuum. Rozpouštědlo, například látky rostlinného původu obsahující benzen, je přiváděno· ze směru a komorovým podávačem 22 a šnekovým dopravníkem 11. Topné médium, například pára, se vede do uzavřených prostorů 38, 36, 35, 63 přívodním potrubím 42 a teplota se nastaví tak, aby se materiál v první části ohříval na asi 80%. Protisměrné otáčení pracovního bubnu 2 a lopatek 16 způsobuje intenzívní a kontinuální míchání ohřátého zpracovávaného materiálu, takže se větší část par obsahujících rozpouštědlo oddělí již v první části I od pevných látek, které postupují otáčením pracovního bubnu 2 stejnoměrnou rychlostí do prvního hranolovitého pracovního členu 3 druhé části II. Přivedený materiál se udržuje při teplotě 80 °C i ve druhé části II. Následkem otáčení úhlovou rychlostí ωΐ se materiál pohybuje směrem vpřed a vzad ve druhé části II a je ve stálém intenzívním styku s topnou plochou, automaticky ji čistí a tím udržuje účinný přenos tepla na optimální úrovni. Ve druhé sekci II materiál prodlévá po dobu 15 až 20 minut, a během této doby se oddělí obsah rozpouštědla vypuzením.

Postup pevných látek v pracovním tělesu 1 je znázorněn šipkami a, proudění par šipkami b. Jak je zřejmé z pravé strany obr. 1, pevné látky oddělené od rozpouštědla prochází směrem dolů hrdlem 53, zatímco páry stoupají vzhůru a odcházejí hrdlem 51. Po následující kondenzaci lze páry znovu použít, přičemž se získá materiál zbavený rozpouštědla, tzn. se 100% obsahem pevných látek.

Provedení zařízení podle uvedeného vynálezu, které je zobrazeno na obr. 5, se liší od provedení na obr. 1 až 4 pouze tím, že teplota v pracovním bubnu 2 tvořícím první část I je nastavitelná na hodnotu rozdílnou, než je v pracovních členech 3, 4, 5, 6 druhé části II. Zejména topné a chladicí médium, jehož teplota může být přirozeně jiná než teplota topného nebo chladicího média přiváděného do uzavřených prostorů 38, 37, 36, 35 potrubím 42, · je rozváděno do uzavřeného prostoru obklopujícího pracovní buben 2 j⁵ž popsaným způsobem potrubím 69, ložisky . 19, 20 a přívodní trubkou 70. V tomto provedení je dále umístěno v dutém hřídeli 13 potrubí 66 procházející celým pracovním bubnem 2 a jeho konec, opatřený otvory a vyčnívající z čelní desky 8 bubnu, je uložen v ložisku 67, které je rovněž opatřeno otvory, · a otáčí se · okolo potrubí 66, přičemž je spojeno s uzavřeným prostorem 63 obklopujícím pracovní buben 2 trubkou 68. Topné nebo chladicí médium [například kondenzát) opouštějící uzavřený prostor 63 prochází do ložiska 67 trubky 68 a prochází dále jeho otvory do potrubí 86. Z uzavřeného prostoru 35 obklopujícího pracovní člen 3, který je přímo spojený s pracovním bubnem 2, je ve druhé části II vyvedena trubka spojená s vnějším koncem trubky 66. Jinak je zařízení znázorněné na obr. 5 stejné jako zařízení na obr. 1, přičemž stejné konstrukční detaily jsou označeny stejnými vztahovými značkami.

Zařízení znázorněné na obr. 6 je částečně rozdílné od zařízení na obr. 1 v tom, že výstup použitého· topného nebo chladicího média se neprovádí ložisky, a částečně se liší rovněž tím, že ložiska lze vytápět nebo chladit též vzduchem, proudícím proti směru postupu zpracovávaného materiálu · v pracovním tělese 1. V daném případě se vzduch rozvádí ventilátorem 71, který tlačí vzduch chladičem 72 do výstupního prostoru 45 potrubím 73. Dále se studený vzduch přivádí do druhé části II a proudí v podélném směru c, potom otvorem 74 do násypky 75 umístěné nad šnekovou skříní 61 a odchází hrdlem 76. Násypka 75 je opatřena čelní deskou 77 a ložiskem 78 umístěným okolo jejího obvodu. Pracovní buben 2 se otáčí okolo tohoto ložiska 78 úhlovou rychlstí ωΐ. V horní části ' čelní desky 77 je vytvořen otvor 74, a její spodní část pod šnekovou skříní 61 je z plného materiálu. Kondenzát, který se sráží v násypce 75, lze odvádět trubkou 79.

Rovněž provedení zařízení podle vynálezu zobrazené na obr. 6 má · trubku 80 v dutém hřídeli 13 procházející bubnem 2, k jejímuž vnějšímu konci je připojeno potrubí 81. Toto odpovídá výstupnímu potrubí 43 z obr.

1. Slouží k vypouštění média procházejícího uzavřenými prostory 38, 37, 36, 35, 63, které je použito k vnějšímu vytápění nebo chlazení. Toto médium se odvádí trubkou 80 a potrubím 82. V tomto· provedení slouží . dutý hřídel 13, poháněný pohonem 17, k otáčení lopatek 16 úhlovou rychlostí ω2, přičemž trubka 80 je připevněna k čelní desce 8 pracovního bubnu 2 a otáčí se společně úhlovou rychlostí ωΐ.

Zařízení podle uvedeného · vynálezu ' zobrazené na obr. 7 se liší od ostatních způsobem chlazení. V tomto· provedení pracovní těleso není duplikátorové, ale je umístěno v horizontálně uspořádané válcové nádrži 83, kterou protéká chladivo, a pracovní těleso 1 je ponořeno do tohoto chladivá. Nádrž 83 sestává z pláště 84 a vertikálně umístěných plochých čelních desek 85, 86. Válcová skkíň 61 podávacího šneku je pevně připojena k přední čelní desce 85, přičemž část obsahující ložisko 87 a ucpávku je v zadní čelní desce 86, a v ní je otočně uložen prstenec 48 (viz obr. 1). Celní deskou 7 je pracovní buben 2 připojen k stacionární skříni 61 šnekového podávače podobnou jednotkou 88 obsahující ložisko' s ucpávkou. Ložiska zajišťují otáčení pracovního tělesa 1, ucpávka zamezuje unikání chladivá 89 z nádrže 83. Chladivo 89 se přivádí do nádrže 83 ve směru označeném šipkou d potrubím 90. Hrdlo 91 slouží pro odvádění ohřátého chladivá ' přepadem.

Ke zvýšení účinku chlazení je v potrubí 93 vedoucím do· spodního prostoru nádrže 83 umístěn pulsátor 94, který je poháněn neznázorněným pohonem ' a který provádí pulsační pohyb a uděluje jej chladivu. Zdvih a amplituda pulsátoru 94 je regulovatelná. V ostatních znacích je zařízení stejné se zařízením podle obr. 1, avšak pro zjednodušení nejsou zakresleny komorové podávače.

Provedení zařízení podle vynálezu zobrazené na obr. 8 je podobné zařízení na · obr. 7 s tím rozdílem, že pracovní těleso 1 není ani v tomto případě duplikátorové, přičemž je uloženo v parním prostoru, nikoliv v chladivu. Rovněž toto zařízení má uzavřenou, horizontálně uspořádanou válcovou nádrž 95, skloněnou vůči pracovnímu bubnu 2 ve směru šipky e. Válcová skříň 61 šnekového podávače je připevněna k čelní desce 96 válcové nádrže 95, s kterou je pracovní buben 2 otočně a vzduchotěsně spojen pomocí členu 97 s ložiskem a ucpávkou. Na vnější čelní desce 98 nádrže 95 je rovněž člen 101 s ložiskem a ucpávkou, v níž je uložen prstenec 48, která . zamezuje unikání páry. Pára se přivádí hrdlem 99 shora do nádrže 95, ve které proudí směrem šipky f. Tlumicí desky 102 jsou nasměrovány do vnitřního prostoru z pláště 100 a vedou páru optimální cestou pro ohřívání. V nejnižší části nádrže 95 je umístěno hrdlo 103, směřující dolů, kterým se odvádí kondenzát. Nádrž 95 je opatřena pojistným ventilem 101 a manometrem 105. V ostatních znacích je provedení zařízení podle obr. 8 stejné se zařízením podle obr. 1. Stejné konstrukční prvky jsou označeny stejnými ' vztahovými značkami.

Zařízení ' podle uvedeného vynálezu není omezeno pouze na uvedená provedení, ale je možno jej realizovat i v jinýcsh alternativních provedeních. Například lopatky, kte248008 ré jsou v zařízení podle uvedených provede- může mít tvar komolého jehlanu místo koní vždy umístěny v pracovním bubnu, mo- molého kužele.

hou být zcela vynechány a pracovní buben

Claims (10)

1. PŘEDMĚT

   1. Zařízení pro zpracování mokrých pevných látek, kalů, suspenzí, kašovitých a podobných materiálů, ohříváním nebo chlazením, zejména pro vakuové odvodňování kusovitých, granulovaných materiálů s nízkým obsahem vlhkosti a zvlhčených rozpouštědlem, dále pro předběžné odvodňování kašovitých materiálů varem, pro zmrazování pevných látek, například ovoce, orgánů zvířat a pro oddělování obsahu pevných látek z roztoku krystalizací, sestávající z pracovního tělesa, prostředků pro přivádění zpracovávaného materiálu do pracovního tělesa, přičemž к vnitřnímu prostoru tohoto tělesa je připojeno zařízení pro vytváření vakua, dále prostředků pro vypouštění zpracovávaného materiálu z pracovního tělesa a prostředků pro přivádění topného nebo chladicího média nh vnějšek plochy pracovního tělesa, vyznačující se tím, že pracovní těleso (1) sestává ze dvou částí (I, II), z nichž první část (I) je tvořena pracovním bubnem (2) ve tvaru komolého kužele nebo komolého jehlanu, otočmým okolo horizontální nebo téměř horizontální geometrické osy (x), jehož plášť (9) a čelní desky (7, 8) jsou vytvořeny z plného materiálu, s výhodou kovového plechu, přičemž menší čelní deskou (7) prochází přívodní potrubí, zatímco větší čelní deska (8) je opatřena otvorem (26) umístěným excentricky vzhledem к ose (x) souměrnosti, a druhá část (II) pracovního tělesa (1) je pevně připojena к otvoru (26), tedy otočně к pracovnímu bubnu (2), přičemž pracovní těleso (1) je tvořeno nejméně třemi bubnovitými podlouhlými pracovními členy (3, 4, 5, 6), navzájem propojenými, jejichž stěny jsou vytvořeny z plného materiálu, s výhodou kovového plechu, a geometrické podélné osy (xi až x_m) souměrnosti pracovních členů (3, 4, 5, 6) tvoří lomenou nebo podobnou čáru, protínající geometrickou osu (x) souměrnosti pracovního bubnu (2) vně pracovního bubnu (2) a tato osa (x) souměrnosti je společnou osou otáčení části pracovního tělesa (1) sestávajícího z pracovního bubnu (2) a pracovních členů (3, 4, 5, 6) tvořících druhou část (II) pracovního tělesa (1).
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že pracovní těleso (1) a pracovní členy (3, 4, 5, 6) jsou na své vnější straně opatřeny uzavřenými prostory (63, 35, 36, 37, 38) pro přivádění topného nebo chladicího média na jejich vnější plochu, a tyto uzavřené prostory (63, 35, 36, 37, 38) jsou navzájem spojeny, například trubkou (39) pro průchod topného nebo chladicího média, a potrubí (42, 69) pro přívod topného nebo

   VYNALEZU chladicího média je vedeno do nejméně jednoho uzavřeného prostoru (63, 35, 36, 37, 38) a z nejméně jednoho uzavřeného prostoru (63, 35, 36, 37, 38) vyúsťuje potrubí (68, 71, 81) pro odvod média, například kondenzátu.
3. 3. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím ,že pracovní těleso (1) je opatřeno horizontálně uspořádanou válcovou nádrží (83, 95) obsahující topné nebo chladicí médium, například páru nebo chladivo (89), přičemž pracovní těleso (1) je otočně uloženo v této nádrži (83, 95) ták, aby se zabránilo pronikání chladivá do pracovního tělesa (1).
4. 4. Zařízení podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že pracovní těleso (1) je opatřeno prostředky pro vedení plynného topného nebo chladicího média jeho vnitřním prostorem v protisměru (a) к proudění zpracovávaného materiálu.
5. 5. Zařízení podle bodu 4, vyznačující se tím, že pracovní těleso (1) je opatřeno prostředky pro rozvádění plynného chladivá, které sestávají z potrubí připojeného к vnitřnímu prostoru pracovního tělesa (1) a chladiče (72) vestavěného do potrubí připojeného к ventilátoru (71).
6. 6. Zařízení podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že v blízkosti plochy pláště pracovního bubnu (2) ve tvaru komolého kužele jsou umístěny míchací lopatky (16).
7. 7. Zařízení podle bodu 6, vyznačující se tím, že je opatřeno pohonem (18) к otáčení lopatek (16) ve směru (ω) proti směru otáčení (ωι) pracovního bubnu (2) rozdílnou úhlovou rychlostí.
8. 8. Zařízení podle bodů 1 až 7, vyznačující se tím, že bubnovité pracovní členy (3, 4, 5, 6) mají mnohoúhelníkový, s výhodou šestiúhelníkový, průřez.
9. 9. Zařízení podle bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že ve větší čelní desce (8) pracovního bubnu (2) je v těsné blízkosti jejího obvodu vytvořen otvor (26).
10. 10. Zařízení podle bodů 4 až 9, vyznačující se tím, že je opatřeno stacionárním ložiskem (41) na jednom konci, s výhodou na výstupním konci pracovního tělesa (1) a dalším otočným ložiskem (40) připevněným к ložisku (41), přičemž tato dvě ložiska (40, 41) jsou při otáčení otočného ložiska (40) ve vzájemném spojení pomocí drážek nebo drážek a otvorů, vytvořených v těchto ložiskách, pro rozvod topného nébo chladicího média, a dále potrubím (39) pro rozvod topného nebo chladicího média mezi otočným ložiskem (40) a nejméně jedním uzavřeným prostorem (38).