DD242970A1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen behandlung von feststoffhaufwerken ohne rueckvermischung - Google Patents

Abstract

Die Anwendung ist in der chemischen Industrie, Futtermittelwirtschaft und Nahrungsgueterwirtschaft moeglich. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen in der Entwicklung einer Vorrichtung, in der Feststoffhaufwerke mit fluiden Medien kontinuierlich, unter maximaler Nutzung des Triebkraftpotentials, in begrenzten Kontaktierungsraeumen, deren Querschnittsflaechen stetig veraenderlich sind, behandelt werden. Die erfindungsgemaesse Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen rinnenfoermigen Behaelter, der als Kreisring oder andersartig ausgebildeter kurvenfoermiger Behaelter, mit perforiertem Boden, feststehenden aeusseren und inneren Begrenzungswaenden und darin sich bewegenden Begrenzungswaenden ausgefuehrt ist. Diese bilden einzelne Segmente und werden, entsprechend der Form der Rinne, ueber eine endlose Kette oder ueber Tragarme, bei kreisfoermiger Rinne, welche an einer exzentrisch gelagerten Antriebswelle befestigt sind, angetrieben. Die Ein- und Austrittsoeffnungen fuer das zu behandelnde Medium befinden sich an benachbarter Stelle der geschlossenen Rinne.

Description

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, in der eine Feststoffschicht kontinuierlich durch ein fluides Medium durchströmt wird, wobei sich die Feststoffschicht in sich bewegenden begrenzten Kontaktierungsräumen befindet, deren Querschnittsflächen stetig veränderlich sind und in denen sich ein ununterbrochener Transport des Feststoffhaufwerkes vom Eingang der Vorrichtung bis zum Feststoffaustrag vollzieht. Die Veränderung der Querschnittsflächen soll dabei verstellbar und somit dem Prozeß anpaßbar sein.

Gleichzeitig ist die Verweilzeit der einzelnen Körner des Feststoffhaufwerkes im Apparat unter definierten Bedingungen, bei Ausschaltung der Rückvermischung, zu gestalten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorricchtung gelöst, die als ein geschlossener rinnenförmiger Apparat, mit seitlichen Begrenzungswänden und einem darunter angeordneten perforierten Boden, ausgebildet ist und dessen innere und äußere Seitenwände einen durchgehend gleichen Abstand haben. Dabei kann die Rinne kreisförmig sein oder einen beliebig anders gestalteten geschlossenen Kurvenzug darstellen. Der Rinnenraum wird durch weitere Begrenzungswände, die zu den feststehenden seitlichen Begrenzungswänden der Rinne sowie zum perforierten Boden vertikal und in Transportrichtung der Rinne beweglich angeordnet sind, in einzelne Sektionen aufgeteilt. Die Aufgabestelle des zu behandelnden Schüttgutes und die Entleerungsstelle für den Schüttgutaustritt befinden sich an benachbarten Stellen der geschlossenen Rinne, um eine optimale Ausnutzung der Fläche des perforierten Bodens und somit des Apparatevolumens zu erreichen. Die Begrenzungswände, die in Umfangsrichtung der Rinne beweglich angeordnet sind, werden erfindungsgemäß durch eine endlose Kette, die oberhalb der Rinne angeordnet ist und durch Umlenkrollen geführt wird, angetrieben. Die Verbindung zwischen der endlosen Kette und den beweglichen Begrenzungswänden seitlich frei verschiebbar angebracht sind. Die beweglichen Begrenzungswände werden in ihrer Lage in der Rinne durch den perforierten Boden und die feststehenden inneren und äußeren Begrenzungen der Rinne durch Abstützungen fixiert. Der Abstand der seitlichen Begrenzungswände in der Rinne ist insofern veränderbar, indem die endlose Kette durch Umlenkrollen in Querrichtung zur Rinne auslenkbar gestaltet ist. Dadurch ist auch der Abstand der Mitnehmerstifte in Umfangsrichtung der Rinne unregelmäßig angeordnet.

Als weiteres erfindungsgemäßes Merkmal erfolgt der Antrieb der beweglichen Begrenzungswände bei einer kreisförmig gestalteten Rinne über eine senkrecht zur Ebene des perforierten Bodens angeordneten Antriebswelle. Dabei ist die Antriebswelle zur kreisförmigen Rinne exzentrisch gelagert. Über Tragarme sind die beweglichen Begrenzungswände mit der Antriebswelle verbunden, deren Länge während der Rotation im Rinnenapparat zur Antriebswelle veränderlich ist. Erfindungsgemäß funktioniert die Vorrichtung wie folgt:

Zwischen der inneren und äußeren Begrenzung der Rinne befindet sich Schüttgut, das durch ein fluides Medium, welches von unten durch einen perforierten Boden in die Rinne eintritt, durchströmt oder fluidisiert wird. Durch die beweglichen Begrenzungswände wird das fluidisierte oder durchströmte Schüttgut in einzelne Sektionen unterteilt. Innerhalb der Sektionen wird das zu behandelnde Schüttgut kontinuierlich und mit einstellbarer Geschwindigkeit über den perforierten Boden bewegt. Durch die unterschiedliche Auslenkung der Umlenkrollen wird ein unterschiedlicher Abstand der beweglichen Begrenzungswände zueinander bewirkt. Dabei bewirkt eine starke Auslenkung der Umlenkrollen eine Verringerung, eine schwache Auslenkung der Umlenkrollen eine Vergrößerung des Abstandes der beweglichen Begrenzungswände zueinander. Somit lassen sich beliebige Abstände der beweglichen Begrenzungswände realisieren, die sich im Verlaufe des Transportes des Schüttgutes durch den Apparat kontinuierlich verändern. Bei der kreisringförmigen Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die exzentrisch gelagerte Antriebswelle das Maß der Verkleinerung der Abstände der beweglichen Wände während der Rotation im Kreisring der Rinne bestimmt. Dabei lassen sich durch Änderung der Exzentrizität sowohl die Größe als auch die Art der Veränderung des Abstandes der beweglichen Begrenzungswände beeinflussen. Da in jedem Falle die seitlichen Begrenzungswände starr und senkrecht zu den beweglichen Begrenzungswänden, die ihren Abstand verändern, angebracht sind, kommt es bei einer Verkleinerung des Abstandes der beweglichen Begrenzungswände in Feststofftransportrichtung zu einer Erhöhung der Schichthöhe im Segment und bei einer Vergrößerung des Abstandes der beweglichen Begrenzungswände in Feststofftransportrichtung zu einer Verkleinerung der Schichthöhe im Segment. Dabei ist vor allem der erste Fall bei Triebkraftprozessen von Bedeutung. Durch die Vergrößerung der Schichthöhe kommt es zu einer Vergrößerung des Strömungswiderstandes und damit zu einer Verringerung der Menge des durchströmenden f luiden Mediums, Diese Verkleinerung in Transportrichtung ist gewünscht, da z. B. bei der Trocknung im zweiten Trocknungsabschnitt durch die geringere Menge der aus dem körnigen Gut austretenden Feuchtigkeit nur noch eine geringere Menge fluiden Mediums bei gleicherTriebkraftausnutzung erforderlich wird. Somit läßt es die erfindungsgemäße Vorrichtung zu, durch die unterschiedliche Gestaltung der Segmente den Apparat den konkreten Prozeßbedingungen optimal anzupassen.

Ausführungsbeispiel

Anhand von zwei Ausführungsbeispielen soll die Erfindung erläutert werden. In der verwendeten Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht der Vorrichtung (^Ausführung) Fig. 2: eine Schnittdarstellung nach Fig. 1 Fig. 3: eine Draufsicht der Vorrichtung (2. Ausführung) Fig.4: eine Schnittdarstellung nach Fig.3.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die Vorrichtung in der I.Ausführung mit dem perforierten Anströmboden 1 und den darauf angeordneten äußeren und inneren Begrenzungswänden 2,3, die einen Kreisring, eine kreisringförmige Rinne, bilden. Oberhalb dieses Kreisringes sind elf feststehende Umlenkrollen 7, in axialer Richtung neun verstellbare Umlenkrollen 8 so angeordnet, daß eine endlose Antriebskette 5 über sie läuft. An dieser Antriebskette 5 sind mittels Gelenken 6 insgesamt zehn bewegliche Begrenzungswände 4 befestigt, die jeweils an der äußeren und inneren Begrenzungswand 2,3 so geführt werden, daß sie immer in radialer Richtung stehen. Der Abstand dieser Begrenzungswände 4 auf der endlosen Antriebskette 5 ist, bezogen auf ihre gestreckte Länge, immer der gleiche. Der Abstand der Umlenkrollen 7,8 nimmt in Feststofftransportrichtung ab. Eine

Feststoffzuführungsöffnung 9 ist an der äußeren starren Begrenzungswand 2 so angebracht, daß sich unmittelbar daneben, entgegengesetzt zur Feststofftransportrichtung, eine Feststoffaustrittsöffnung 10 befindet, die unterhalb des Anströmbodens 1 angebracht ist und über die gesamte Breite des Anströmbodens 1 reicht. Das Verhältnis von freier Fläche des Anströmbodens 1, bezogen auf seine Gesamtfläche, beträgt am Feststoffe! ntrag 10% und nimmt kontinuierlich in Feststofftransportrichtung so ab, daß es am Feststoffaustrag noch 4% beträgt.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in den Fig.3 und 4 dargestellt. Dabei sind auf einem Anströmboden 1 eine innere 3 und eine äußere 3 Begrenzungswand jeweils senkrecht so angebracht, daß eine kreisringförmige Rinne entsteht. Exzentrisch zum Mittelpunkt dieser Rinne ist eine Antriebswelle 13 gelagert. An dieser Antriebswelle 13 sind acht in der Länge veränderliche Tragarme 12 starr so befestigt, daß sie jeweils in einem Winkel von 45° zueinander stehen. An den Enden der Tragarme 12 sind mittels Gelenken 11 acht bewegliche Begrenzungswände 4 so angebracht, daß sie senkrecht sowohl zur äußeren und inneren Begrenzungswand 2,3 als auch zum perforierten Anströmboden 1 stehen. Die beweglichen Begrenzungswände 4 sind durch Führungselemente an der äußeren und inneren starren Begrenzungswand 2,3 geführt. Eine Feststoffzuführungsöffnung 9 ist seitlich an der äußeren Begrenzungswand 2 angebracht. Die Drehung der exzentrisch angeordneten Antriebswelle 13 erfolgt im Uhrzeigersinn.

45° entgegen dem Uhrzeigersinn ist, bezogen auf die Feststoffzuführungsöffnung 9, eine Feststoffaustrittsöffnung 10 im Anströmboden 1 so angebracht, daß sie die gesamte Breite des Anströmbodens 1 einnimmt. Das Verhältnis von freier Querschnittsfläche des Anströmbodens 1 zur Gesamtfläche des Anströmbodens 1 beträgt am Feststoffeintritt 8% und nimmt in Feststofftransportrichtung stufenweise alle 45° um je 1 % ab.

Claims (3)

1. Erfindungsansprüche:

   1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Feststoffhaufwerken, die als rinnenförmiger Apparat mit starren, seitlichen, im gleichen Abstand voneinander angeordneten Begrenzungwänden und einem waagerecht liegenden, mit den Begrenzungswänden fest verbundenen, perforierten Boden gebildet wird, wobei die seitlichen Begrenzungswände senkrecht, geneigt oder anderweitig so gestaltet sein können, daß sich in Feststofftransportrichtung der Querschnitt senkrecht zur Feststofftransportrichtung nicht verändert und sich zwischen den seitlichen Begrenzungswänden, längs der Rinne, bewegliche Begrenzungswände befinden, die jeweils senkrecht zum Anströmboden und zu den seitlichen Begrenzungswänden stehen, gekennzeichnet dadurch, daß die äußere und innere starre seitliche Begrenzungswand (2,3) je einen geschlossenen beliebigen Kurvenzug bilden, ihr Abstand an jeder Stelle des Kurvenzuges gleich ist und sie so angeordnet sind, daß die Fläche zwischen den Begrenzungswänden (2,3) auf der jeweiligen Kurvennormalen immer gleich bleibt und die beweglichen Begrenzungswände (4), im rinnenförmigen Kurvenzug einzelne Segmente bildend und von einem zentralen Antrieb über geeignete Elemente in Förderrichtung des zu behandelnden Gutes dergestalt angetrieben werden, indem die einzelnen beweglichen Begrenzungswände (4) an einer über ihnen vorgesehenen endlosen Antriebskette (5) beweglich durch ein geeignetes Gelenk (6) befestigt sind und die Antriebskette (5) über sowohl durch feststehende als auch durch in Quer- oder Längsrichtung des rinnenförmigen Kurvenzuges verstellbare Umlenkrollen (7,8) geführt wird, wobei mindestens eine der feststehenden Umlenkrollen (7) mit dem Antrieb verbunden ist und in Förderrichtung der endlosen Antriebskette (5) zuerst eine Feststoffaustrittsöffnung (10) und unmittelbar daneben eine Feststoffzuführungsöffnung (9) angeordnet sind.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die starren, seitlichen Begrenzungswände (2,3) als konzentrischer Kreisring ausgebildet sind und die beweglichen Begrenzungswände (4) mittels Gelenken (11) an in der Länge veränderlichen Tragarmen (12) befestigt sind, die starr mit einer zu den Kreisringen exzentrisch angeordneten Antriebswelle (13), die in ihrer Exzentrizität verstellbar ist, verbunden sind.
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Anströmboden (1) in seiner Perforierung so gestaltet ist, daß die freie Fläche der Öffnungen, bezogen auf den Gesamtquerschnitt des Anströmbodens (1), in Feststofftransportrichtung kontinuierlich oder abgestuft abnimmt.

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Feststoffhaufwerken. Sie kann in allen Zweigen der Volkswirtschaft, in denen kömige Güter mitfluiden Medien in Kontakt gebracht werden sollen, angewendet werden. Vorzugsweise ist ihr Anwendungsgebiet in der chemischen Industrie, in der Futtermittelwirtschaft, in der Umweltschutztechnik und in der Nahrungsgüterwirtschaft.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Bisher sind Vorrichtungen zur Behandlung von Feststoffhaufwerken mitfluiden Medien bekannt, bei denen das fluide Medium oberhalb eines Anströmbodens mit dem Haufwerk in Kontakt gebracht wird. Der Anströmboden ist dabei mit Öffnungen für den Durchtritt des f luiden Mediums versehen. Die oberhalb des Bodens angeordneten Räume haben dabei die Form von Zylindern (US-PS 3246961), von Rinnen (DE-PS 1269597) oder von Ringspalten (DE-AS 2343810). Diese Räume sind durch bewegliche Zwischenwände in einzelne Segmente unterteilt. Durch die Bewegung dieser Zwischenräume wird das Feststoff haufwerk von seiner Eintrittsstelle im Apparat zu seiner Austrittsstelle aus dem Apparat transportiert. Dabei kann eine Fluidisation oberhalb der Wirbelpunktgeschwindigkeit erfolgen (DE-PS 1269597, DE-AS 2343810), oder die Feststoffschicht wird bei einer Durchströmung unterhalb der Wirbelpunktgeschwindigkeit geschlossen durch den Apparat bewegt (US-PS 3246961). Diese bekannten Vorrichtungen sind dadurch gekennzeichnet, daß sich das Volumen der Einzelräume während der Bewegung durch den Apparat nicht verändert. Dies ist insbesondere bei Triebkraftprozessen, wie z. B. der Trocknung, der Kühlung oder der Aufheizung, deswegen von Nachteil, weil in der Regel das unter dem Anströmboden in die Feststoffschicht einströmende Medium an allen Stellen das gleiche Triebkraftpotential besitzt. Dadurch kommt es entweder am Feststoffe!ntritt zu einer vollen Ausnutzung des Triebkraftpotentials, während am Feststoffaustritt dieses Potential nur ungenügend genutzt werden kann oder am Feststoffaustritt wird ein maximaler Potentialausgleich erreicht, dann muß aber in Kauf genommen werden, daß am Feststoffeintritt der Fluiddurchsatz bei weitem nicht ausgeschöpft ist. In beiden Fällen führt dies zu einer Minderung der Leistungsfähigkeit des Apparates bzw. zu einem erhöhten Energieverbrauch durch unnötig große Druckabfälle.

   Ziel der Erfindung

   Das Ziel der Erfindung besteht darin, bei der Behandlung von Feststoffh aufwerke η mitfluiden Medien eine maximale Ausnutzung des Triebkraftpotentials bei minimalem Apparatevolumen und Energieverbrauch zu erreichen und eine erhöhte Produktqualität zu gewährleisten.