-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen
von Presslingen, Pellets, Compounds, Composites, Agglomeraten oder Granulaten
gemäß dem Oberbegriff
der Patentansprüche
1 und 18.
-
Bei
der Herstellung von Presslingen, Pellets, Compounds, Composites,
Agglomeraten oder Granulaten liegt das der Bearbeitung zugrundeliegende Aufgabegut
zumeist in schüttfähiger Konsistenz
vor. Mit Hilfe einer Pressschnecke wird das Aufgabegut zu den Bearbeitungswerkzeugen
gebracht, wo es in Abhängigkeit
vom späteren
Verwendungszweck entsprechend verarbeitet wird.
-
Zur
Herstellung einfacher Produkte wie zum Beispiel Presslinge oder
Pellets genügt
es, das Aufgabegut, z.B. Holz (Holzmehl, Holzfasern, Holzschnitzel)
zu verdichten und anschließend
durch ein Formwerkzeug zu pressen. Die qualitativen Ansprüche an das
entstehende Produkt sind dabei eher gering. Einen konstruktiv größeren Aufwand
bedeutet die Herstellung von qualitativ hochwertigen Granulaten
und Agglomeraten aus sortenreinem Aufgabegut, wie zum Beispiel PE-Granulat.
Dazu wird das trockene Aufgabegut nach seiner Verdichtung einem
Agglomerator oder Extruder zugeführt.
-
Ein
in diesem Zusammenhang immer mehr an Bedeutung gewinnender Bereich
betrifft die Herstellung von Verbundwerkstoffen, vornehmlich aus thermoplastischen
Kunststoffen und Holz, die beispielsweise als Fensterprofile, Bau-
und Möbelteile auf
den Markt kommen. Die Herstellung dieser Verbundwerkstoffe erfolgt
zumeist in zweistufigen Verfahren, wobei in einem ersten Schritt
die verschiedenen Komponenten, wie zum Beispiel Holz (Holzmehl, Holzfasern,
Holzschnitzel), Kunststoff und Haftvermittler, vermischt einem Agglomerator,
Heißmischer oder
Extruder aufgegeben werden. Die dabei entstehenden Granulate, Agglomerate,
Compounds oder Composites dienen als Ausgangsstoff für nachfolgende
Extrudierprozesse.
-
Alle
genannten Verarbeitungsarten beginnen mit einer starken Verdichtung
des Aufgabeguts, die infolge des hohen Druckes und der intensiven
Reibungskräfte
eine erhebliche Wärmeentwicklung
mit sich bringt. Bei der Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen
führt dies
zum Plastifizieren des Aufgabeguts und im weiteren zur Bildung von
Granulaten und Agglomeraten.
-
Werden
auf der Aufgabeseite thermoplastische Kunststoffe mit weiteren Stoffen
wie zum Beispiel Holz vermischt, bilden die thermoplastischen Kunststoffe
nach ihrer Plastifizierung eine breiige bis zähflüssige Matrix, in die die weiteren
Stoffe eingebettet werden. Die dabei entstehenden Compounds dienen
dann wie schon beschrieben als Ausgangsstoff für Spritzguss- oder Extrusionsanlagen,
um daraus Bau- und Werkstoffe mit holzähnlichem Dekor herzustellen.
Zur Qualitätsverbesserung
der Compounds werden dem Aufgabegut oftmals auch Additive zugemischt,
beispielsweise Haftvermittler, die eine Benetzung der verschiedenen
Komponenten in der Phase der Plastifizierung fördern.
-
Qualitätsprobleme
beim herzustellenden Produkt sind regelmäßig dann zu beobachten, wenn mit
dem Aufgabegut auch Wasser in die Verdichtungs- und Bearbeitungszone
eingetragen wird. Infolge der dort herrschenden hohen Temperaturen
verdampft das Wasser schlagartig und führt zur Blasenbildung im herzustellenden
Produkt. Der dadurch bedingte hohe Porengehalt widerspricht dem
ursprünglichen
Sinn einer maximalen Verdichtung. Darüber hinaus neigen poröse Zwischenprodukte
zu einem erhöhten
Abrieb, der deren Weiterverarbeitung in nachfolgenden Bearbeitungsstationen
fraglich oder gar unmöglich
macht.
-
Um
die mit dem Eindringen von Feuchtigkeit oder Wasser verbundenen
Probleme zu vermeiden, ist es bekannt, das Aufgabegut vor dessen
Einspeisung in gattungsgemäße Vorrichtungen
in eigens dafür
vorgehaltenen Trocknungsanlagen zu trocknen. Der Nachteil dieser
Vorgehensweise liegt in den hohen Kosten bedingt durch die Vorhaltung
entsprechender Trocknungsanlagen und die zusätzlich Kosten für die Aufrechterhaltung
des laufenden Betriebs.
-
In
Verbindung mit dem Agglomerieren von Folienschnitzeln ist aus der
DE 197 06 374 A1 ein Verfahren
und eine Vorrichtung bekannt, mit der die im Zuge des Agglomerierens
entstehende Wärme zur
Verdampfung des im Schnitzelhaufwerks enthaltenen Restwassers genutzt
wird. Dabei wird durch gezielte Auflockerungsmaßnahmen der Durchströmungswiderstand
auf der Zufuhrseite so weit herabgesetzt, dass der entstehende Dampf
entgegen der Zufuhrrichtung des Aufgabeguts aus dem Agglomerator
entweicht. Durch gezieltes Einleiten des Dampfes in einen Einspritzkondensator
findet ein Übergang
des Dampfes in den flüssigen
Aggregatszustand statt. Das dabei entstehende Kondensat wird im
Kondensator aufgefangen und mit Hilfe einer Pumpe abgezogen.
-
Mit
diesem Verfahren und dieser Vorrichtung lassen sich Folienschnitzel
in einem Arbeitsschritt sowohl trocknen als auch agglomerieren.
In Verbindung mit feinem bis feinkörnigem Aufgabegut ist jedoch festgestellt
worden, dass der entgegen der Zufuhrrichtung entweichende Wasserdampf
feine Partikel aus dem Aufgabgut mit sich reißt, was neben dem Verlust an
Aufgabegut zusätzlich
zu Komplikationen im weiteren Betriebsablauf führt.
-
Ein
ebenfalls zum Stand der Technik gehörendes Verfahren und eine entsprechende
Vorrichtung gehen aus der
DE
32 10 974 A1 hervor. Dort wird das Aufgabegut in einer
sich kontinuierlich verengenden Pressschnecke verdichtet, bevor
es schließlich
durch einen Spalt- oder Ringraum gepresst wird, wo es seine größte Packungsdichte
erlangt. Dabei wird im Zuge der Anfangsverdichtung Wasser im Bereich
der Schnecke weitgehend abgepresst. Anfallender Wasserdampf soll
durch Öffnungen
in einem an die Pressschnecke anschließenden Rohrabschnitt entweichen.
Nach seiner Kondensation soll der Wasserdampf zusammen mit dem abgepressten
Wasser ausgetragen werden.
-
Vor
diesem Hintergrund stellt sich die Erfindung die Aufgabe eine weiterentwickelte
Vorrichtungen und ein weiterentwickeltes Verfahren anzugeben, mit
der beziehungsweise dem auch feines und feinkörniges, einen Restwasseranteil
mitführendes Aufgabegut
zu Presslingen, Pellets, Compounds, Composites, Agglomeraten, Granulaten
und dergleichen verarbeitet werden kann, ohne dessen Qualität zu mindern
und ohne Mengenverluste beim Aufgabegut hinnehmen zu müssen.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen
der unabhängigen
Patentansprüche
1 und 18 gelöst.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Ausgangspunkt
der Erfindung ist es, zur Vermeidung von Qualitätseinbußen beim herzustellenden Produkt,
den bei der Bearbeitung des Aufgabeguts entstehenden Wasserdampf
entgegen der Zufuhrrichtung abzuleiten. In Verbindung mit feinem und
feinkörnigem
Aufgabegut stellt sich jedoch die Problematik, dass Partikel aus
dem Aufgabegut mit der Dampfströmung
mitgerissenen werden. Dank der Erfindung gelingt es, diese Teilchen
aus der Dampfströmung
auszusondern und in das Aufgabegut zurückzuführen. Zu diesem Zweck wird
die Dampfströmung
derart verlangsamt, dass die von der Dampfströmung ausgeübte Schleppkraft geringer ist,
als die auf die Partikel wirkende Gravitationskraft. Dadurch erhält das in
der Dampfströmung
mitgeführte
Aufgabegut Gelegenheit abzusinken und sich zu sammeln.
-
Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist zu diesem Zweck einen Expansionsraum auf mit einem vergleichsweise
größeren Durchströmungsquerschnitt
als in der Pressschnecke. Dadurch sinkt zunächst der Durchströmungswiderstand
in diesem Bereich, so dass eine Unterstützung der Dampfströmung in
Richtung des Expansionsraumes erfolgt. Der vergleichsweise höhere Durchströmungsquerschnitt
führt daneben
zu einer Senkung der Strömungsgeschwindigkeit
und bedingt so das Absetzen des mitgeführten Aufgabeguts. Die einzelnen
Parameter sind dabei so zu wählen,
dass ein Kondensieren des Dampfes im Expansionsraum nicht stattfindet,
da ansonsten das aus dem Aufgabegut ausgeschiedene Wasser zurück in das
Aufgabegut gelänge.
Durch Kreislaufbildung würden
sich dabei immer größere Mengen
an Wasser ansammeln und schließlich
zu einer Betriebsstörung
führen.
-
Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, den Expansionsraum als Teil des Schneckenmantels
auszubilden. Dadurch ergibt sich ein kurzer und direkter Weg für die Dampfströmung, die
ein direktes Zurückfallen
der mitgeführten
Partikel in das Zuführsystem
der Vorrichtung ermöglicht.
-
Bevorzugt
ist ferner eine nach oben gerichtete, vertikale Durchströmung des
Expansionsraumes, die die größte Wirksamkeit
bei der Abtrennung der mitgeführten
Partikel liefert. Die dadurch erzielte Effizienz ermöglicht eine
platzsparende kompakte Bauweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
Eine
möglichst
nahe Anordnung des Expansionsraums an die Bearbeitungswerkzeuge
führt zu einer
Minimierung des Abstandes zwischen dem Ort der Dampfentstehung und
dem Ort der Dampfableitung, so dass der Durchströmungswiderstand für den Dampf
möglichst
gering gehalten wird. Der kurze Weg führt ferner dazu, dass der Dampfströmung nur wenig
Gelegenheit gegeben wird Aufgabegut aus der Materialzuführung aufzunehmen.
-
Bevorzugt
ist ferner eine Vorrichtung, bei der die Seitenwände des Expansionsraumes im
wesentlichen vertikal angeordnet sind. Dadurch wird schwebenden
oder sich absetzenden Teilchen keine Gelegenheit geboten sich auf
horizontalen oder schrägen Flächen abzusetzen
und anzusammeln. Diese Maßnahme
trägt zu
einer Minimierung des Wartungsaufwands bei.
-
Vorzugsweise
ist wenigstens eine Seitenwand des Expansionsraumes aufklappbar
oder lösbar,
so dass für
Wartungs- oder Reparaturarbeiten die Zugänglichkeit zum Expansionsraum
gewährleistet
ist. Zusätzlich
bietet diese Art der konstruktiven Ausbildung die Möglichkeit
Fremdluft in den Expansionsraum einzuleiten. Besonders vorteilhaft
ist dabei die Verwendung warmer oder heißer Luft, da diese einer möglichen
Kondensation entgegenwirkt.
-
Versuche
haben gezeigt, dass bei Strömungsgeschwindigkeiten
von maximal 5 Meter pro Sekunde, vorzugsweise von maximal 3 Meter
pro Sekunde eine weitestgehende Abtrennung des Aufgabeguts aus der
Dampfströmung
möglich
ist. Geringere Strömungsgeschwindigkeiten
verbessern zwar den Grad der Abscheidung, führen aber zu größeren Abmessungen
des Expansionsraumes. Höhere
Strömungsgeschwindigkeiten
hingegen bedingen einen erhöhten
Anteil an Aufgabegut in der Dampfströmung nach deren Austritt aus
dem Expansionsraum und vergrößern damit
den Verlust an Aufgabegut.
-
Bei
einer einfachen Ausführungsform
der Erfindung wird der durch den Expansionsraum geführte Wasserdampf
direkt in die Umgebungsluft geleitet, die das im Dampf enthaltene
Wasser vollständig
aufnimmt. Diese Ausführungsform
zeichnet sich durch ihre Einfachheit in der konstruktiven Gestaltung
und Bedienung bei gleichzeitiger hoher Betriebssicherheit aus.
-
In
einer ersten Weiterbildung dieser Grundkonzeption ist der Expansionsraum
an ein Unterdrucksystem angeschlossen. Der Unterdruck unterstützt dabei
die Dampfströmung
in Richtung des Expansionsraumes. In Fortführung dieses Gedankens wird
die Dampfströmung
mit Hilfe des Unterdrucks zu einem Filter geleitet, in dem Restanteile
des Aufgabeguts, die sich noch in der Dampfströmung befinden, abgetrennt und
in das Aufgabegut zurückgeführt werden.
Zu diesem Zweck ist der Filter vorzugsweise über ein Fallrohr an den Eintragstutzen
angeschlossen.
-
Der
Unterdruck wird vorzugsweise von einem Gebläse erzeugt, das saugseitig
mit dem Filter verbunden ist. Um ein Kondensieren des Dampfes im Expansionsraum,
den Unterdruckleitungen oder dem Filter zu verhindern, ist gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zwischen Gebläse und Filter
ein regulierbarer Lufteinlass vorgesehen. Dieser erlaubt den gezielten
und regulierbaren Zutritt von Fremdluft in das Unterdrucksystem.
Auf diese Weise gelingt es den Unterdruck in einer Größenordnung
zu halten, bei der optimale Strömungsgeschwindigkeiten
im Expansionsraum vorherrschen.
-
Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen
-
1 einen
Längsschnitt
durch eine erste Ausführungsform
der Erfindung,
-
2 einen
Längsschnitt
durch eine weitere Ausführungsform
der Erfindung,
-
3 eine
Vorderansicht auf die in 2 dargestellte Vorrichtung,
-
4 einen
Längsschnitt
durch eine dritte Ausführungsform
der Erfindung und
-
5 einen
Querschnitt durch die in 4 dargestellte Vorrichtung entlang
der Linie V-V.
-
Die
in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele betreffen eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
in Form eines Agglomerators ohne die Erfindung darauf zu beschränken. Ebenso
kann die Erfindung in Verbindung mit einem Extruder, Kompaktor oder
Verdichter, wie er zum Beispiel in der
DE 3210974 A1 beschrieben
ist oder mit ähnlichen
Vorrichtungen kombiniert werden.
-
In
1 sieht
man zunächst
eine Vorrichtung zum Agglomerieren, wie sie im einzelnen aus der
DE 38 42 072 C1 bekannt
ist und deren Inhalt hiermit ausdrücklich in die Patentanmeldung
aufgenommen wird. Man sieht ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse
1,
das die Agglomerierzone umschließt. Das Gehäuse
1 besitzt eine
Rückwand
2, deren
zentraler Bereich als horizontale Gehäusedurchführung
3 ausgebildet
ist. Die Gehäusedurchführung
3 dient
als horizontales Drehlager für
eine lediglich teilweise dargestellte Antriebswelle
4,
die in einem Wellenzapfen
5 endet.
-
Auf
dem Wellenzapfen 5 sitzt eine Rotornabe 6, von
der aus sich zwei, sich diametral gegenüberliegende Pressflügel 7 in
einen scheibenförmigen Ringraum 8 hinein
erstrecken. Der Ringraum 8 wird begrenzt von einer hinteren
Ringwand 9, die fest mit dem Gehäuse 1 verbunden ist,
und einer vorderen Ringwand 10, die Teil eines aufschwenkbaren
Gehäusedeckels 11 ist.
Umfangsseitig wird der Ringraum 8 von eine Lochmatrize 12 umschlossen,
die mit der wirksamen Kante der umlaufenden Pressflügel 7 die
eigentliche Agglomerierarbeit leistet.
-
Die
Außenseite
der Lochmatrize 12 wird von zwei umlaufenden Messern 13 bestrichen,
die an Messerhaltern 14 nachstell- und auswechselbar befestigt
sind. Die Messerhalter 14 sind auf einer Messernabe 15 angeordnet,
die wiederum drehbar am äußeren Umfang
der Gehäusedurchführung 3 gelagert
ist.
-
Mittig
am Gehäusedeckel 11 und
zusammen mit diesem verschwenkbar ist in Verlängerung der Rotationsachse 16 eine
Pressschnecke 17 befestigt. Die Pressschnecke 17 besitzt
eine koaxial mit der Rotationsachse 16 verlaufende Schneckenwelle 18 mit
einer darauf umlaufenden, eingängigen
Schneckenwendel 19. Die Schneckenwendel 19 ist
wiederum von einem Schneckenmantel 20 umgeben. Am freien
Ende der Pressschnecke 17 mündet ein vertikaler Eintragstutzen 21 in
den Schneckenmantel 20, während am gegenüberliegenden
Ende der Schneckenaustrag 22 in den Ringraum 8 des
Agglomerators übergeht.
-
In
dem Bereich zwischen dem Eintragstutzen 21 und dem Gehäusedeckel 11 sieht
man in unmittelbarer Nähe
zum Gehäusedeckel 11 einen
sich senkrecht zur Rotationsachse 16 nach oben erstreckenden
Expansionsraum 23. Der Expansionsraum 23 wird
gebildet von einer Öffnung 24 im
Schneckenmantel 20, die von vertikalen seitlichen Wänden 25 eingefasst
ist. Der Expansionsraum besitzt im vorliegenden Beispiel einen rechteckförmigen Querschnitt. Dabei
entspringen die zur Darstellungsebene planparallelen Seitenwände tangential
aus dem Schneckenmantel 20, das heißt, dass die quer zur Schneckenwelle 16 gerichtete
Querschnittsabmessung des Expansionsraumes 23 dem Durchmesser
des Schneckenmantels 20 entspricht. Andere Querschnittsformen,
wie zum Beispiel Kreisquerschnitte und dergleichen sind ebenfalls
geeignet. Die Mindesthöhe
des Expansionsraumes 23 ergibt sich aus dem Sedimentationsverhalten
des Aufgabeguts. Es soll gewährleistet
sein, dass ein Absinken der einzelnen Partikel innerhalb des Expansionsraumes 23 möglich ist.
-
Die
in 1 dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt.
Durch den Eintragstutzen 21 gelangt, wie durch die Pfeile 26 angedeutet,
das Aufgabegut in den Bereich der Pressschnecke 17, wo
es von der umlaufenden Schneckenwendel 19 in den scheibenförmigen Ringraum 8 geschoben
wird. Das Aufgabegut kann beispielsweise aus einer Mischung von Holzmehl
und thermoplastischem Granulat bestehen.
-
Die
in dem Ringraum 8 umlaufenden Pressflügel 7 verdichten das
Aufgabegut in Richtung der Lochmatrize 12, was infolge
der wirkenden Friktionskräfte
zu einer erheblichen Wärmeentwicklung
führt. Dadurch
kommt es zur Plastifizierung des thermoplastischen Anteils des Aufgabeguts,
was im weiteren zumindest eine teilweise Benetzung des Holzmehls
durch den plastischen Kunststoff nach sich zieht. Diese breiige
bis zähflüssige Mischung
aus Holzmehl und thermoplastischem Kunststoff wird im weiteren durch
die Öffnungen
der Lochmatrize 12 radial nach außen gepresst, womit eine intensive Durchmischung
und Verdichtung einhergeht. Das dabei an der Außenseite der Lochmatrize 12 entstehende
Agglomerat 31 wird von den umlaufenden Messern 13 abgeschnitten
und im weiteren über
den Materialaustrag 27 im Boden des Gehäuses 1 abgezogen.
-
Mit
Einspeisen des Aufgabeguts in den scheibenförmigen Ringraum 8 wird
dieses durch die beim Agglomerieren entstehenden hohen Temperaturen
stark erhitzt, so dass der im Aufgabegut vorhandene Anteil an Wasser
schlagartig in den gasförmigen
Aggregatszustand übergeht,
also verdampft. Die damit einhergehende Volumenvergrößerung führt zur
Bildung eines Dampfdrucks, der aufgrund der vorherrschenden Strömungswiderstände zu einer
Dampfströmung
entgegen der Transportrichtung der Schneckenwendel 19 führt. Diese
Dampfströmung
ist in 1 mit dem Bezugszeichen 28 kenntlich
gemacht. Im Bereich des Expansionsraums 23 herrscht der
geringste Durchströmungswiderstand, so
dass die Dampfströmung 28 in
den Expansionsraum 23 eintritt, diesen vertikal durchströmt und diesen
an seinem oberen Ende durch die Öffnung 29 verlässt und
sich mit der Umgebungsluft vermischt.
-
Infolge
der hohen Strömungsgeschwindigkeit
reißt
die Dampfströmung 28 auf
ihrem Weg durch die Pressschnecke 17 feine Partikel aus
dem Aufgabegut mit, so dass diese schließlich mit der Dampfströmung 28 in
den Expansionsraum 23 gelangen. Aufgrund des größeren Durchströmungsquerschnitts des
Expansionsraumes 23 im Vergleich zur Pressschnecke 17 findet
eine gezielte Verlangsamung der Dampfströmung 28 in dem Maße statt,
dass die im Expansionsraum 23 auf die Partikel des Aufgabeguts wirkende
Gravitationskraft größer ist
als die durch die Dampfströmung 28 ausgeübte Schleppkraft.
In der Folge kommt es zu einem Absinken der Partikel zurück in die
Pressschnecke 17, wo sie im weiteren von der Schneckenwendel 19 in
den Agglomerierprozess eingeschleust werden.
-
Die 2 und 3 zeigen
eine Weiterentwicklung der unter der 1 beschriebenen
Vorrichtung. Der Agglomerator und die Pressschnecke sind mit denen
aus 1 vergleichbar, so dass für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen
Verwendung finden und das unter 1 gesagte
gilt.
-
Die
in den 2 und 3 vorgenommene Ergänzungen
betreffen im Wesentlichen den Expansionsraum 30, der mit
weiteren Anlagenteilen kombiniert ist. Im Unterschied zu 1 ist
der in den 2 und 3 dargestellte
Expansionsraum 30 oben geschlossen und weist in diesem
Bereich einen Absaugstutzen 32, dessen Längsachse
gegenüber
der Vertikalen um den Winkel α geneigt
ist. Dadurch mündet
der Absaugstutzen 32 schräg in den Expansionsraum 30 und
bildet mit seiner unteren Wand eine schräge Seitenwand des Expansionsraumes 30. Der
Winkel α ist
dabei maximal so groß zu
wählen, dass
im Absaugstutzen 32 absinkendes Aufgabegut nicht auf der
schrägen
Fläche
liegen bleibt und sich dort ansammelt, sondern nach unten in die
Pressschnecke 17 rutscht.
-
An
den Absaugstutzen 32 ist eine Rohrleitung 33 geringeren
Durchmessers angeschlossen. Die Rohrleitung 33 mündet in
das Gehäuse
eines Filters 34. Das Filtergehäuse ist unterteilt in einen
oberen zylindrischen Abschnitt 36 und einen sich daran anschließenden unteren
trichterförmigen
Filterfuß 37.
Der zylindrische Abschnitt 36 dient zur Aufnahme vertikal
angeordneter Filterelemente 38, 38', die lediglich in 2 dargestellt
sind. Dabei zeigt 2 zwei unterschiedliche Betriebszustände der
Filterelemnte 38, 38', die stets zeitlich getrennt auftreten. Das
Filterelement 38 zeigt den regulären Betriebszustand bei dem
restliches Aufgabegut aus der Dampfströmung abgetrennt wird, während das
Filterelement 38' den
Zeitpunkt der Filterrückspülung darstellt.
-
Oberhalb
des Filters 34 sieht man ein Gebläse 39 das Teil eines
Primärluftsystems
ist und zur Erzeugung eines Unterdrucks im Filter 34 dient.
Der Unterdruck wirkt sich über
die Rohrleitung 33 bis in den Expansionsraum 30 und
die Pressschnecke 17 aus. Zwischen dem Filter 34 und
dem Gebläse 39 ist eine
regulierbare Klappe 41 zwischengeschaltet, die zur Einspeisung
von Fremdluft in das Primärluftsystem
dient.
-
Der
trichterförmige
Filterfuß 34 weist
an seinem tiefsten Punkt einen Auslass auf, an den ein Fallrohr 42 angeschlossen
ist. Das Fallrohr 42 mündet
mit seinem unteren Ende in den Eintragstutzen 21 der Pressschnecke 17 und
ist mittels eines Absperrorgans 46 verschließbar. Das
Absperrorgan 46, beispielsweise in Form eines Schiebers,
einer Pendelklappe oder Zellenschleuse, ist im regulären Betrieb
geschlossen und wird lediglich zur Filterrückspülung geöffnet. Zur Beschickung der
Pressschnecke 17 dient ein seitlich am Fallrohr 40 angeordneter Abzweig 43,
in den das Aufgabegut, wie durch den Pfeil 44 angedeutet,
geschüttet
wird.
-
Die
Funktion des Agglomerators und der Pressschnecke 17 gleicht
der unter 1 beschriebenen, so dass auf
diesen Teil der Beschreibung verwiesen wird. Dementsprechend entweicht
die Dampfströmung 28 entgegen
der Förderrichtung
der Pressschnecke 17 aus dem Agglomerator, wobei der durch
das Gebläse 39 erzeugte Unterdruck
unterstützend
wirkt. Infolge der vorherrschenden Strömungsgeschwindigkeit in der
Pressschnecke 17 werden von der Dampfströmung 28 Partikel
aus dem in der Pressschnecke 17 befindlichen Aufgabegut
mitgerissen und gelangen so in den Expansionsraum 30. Infolge
des im Expansionsraum 30 größeren Durchströmquerschnitts
kommt es zu einer Verlangsamung der Dampfströmung 28 mit der Folge,
dass die Partikel zum größten Teil
absinken und durch die Schneckenwendel 19 dem Agglomerator
zugeführt
werden. Es verbleibt aber stets ein Rest feiner und feinster Partikel
in der Dampfströmung 28.
-
Diese
feinen und feinsten Partikel gelangen mit der Dampfströmung 28 nach
deren Austritt aus dem Expansionsraum 30 durch die Rohrleitung 33 in den
Filter 34. Im Filter 34 findet eine Resttrennung statt,
indem die Partikel von den Filterflächen der Filterelemente 38 zurückgehalten
werden, während
der gereinigte Dampfstrom 28 nach Durchtritt durch die Filterelemente 38 und
durch das Gebläses 39 in
die Umgebungsluft entweicht.
-
Mit
fortschreitender Betriebsdauer ist ein zunehmendes Zusetzen der
wirksamen Filterfläche
der Filterelemente 38 zu beobachten, was sich durch eine
verstärkte
Energieaufnahme des Gebläses 39 bei
konstantem Unterdruck oder einem Abfallen des Unterdrucks im Expansionsraum 30 bei
konstanter Gebläseleistung
bemerkbar macht. Zur Reinigung der Filterelemente 38 wird
daher in entsprechenden Zeitintervallen eine Rückspülung der Filterelemente 38 vorgenommen.
Dazu wird durch Aktivierung des Sekundärluftsystems Druckluft aus
der Druckluftleitung 40 über Spülleitungen 45 in die
Filterelemente 38 geblasen wird. Durch die dabei erzwungene
Umkehr der Filterdurchströmungsrichtung
lösen sich Fein-
und Feinstpartikel von der Oberfläche der Filterelemente 38 und
sinken schwerkraftbedingt in den trichterförmigen Filterfuß 37.
Von dort gelangen sie bei geöffnetem
Absperrorgan 46 durch das Fallrohr 42 in den Eintragstutzen 21 der
Pressschnecke 17, womit der Materialkreislauf geschlossen
ist und eine vollständige
Rückgewinnung
des in der Dampfströmung 28 mitgeführten Anteils
an Aufgabegut stattfindet.
-
Die 4 und 5 zeigen
eine dritte Ausführungsform
der Erfindung. Auch hier entsprechen Agglomerator und Pressschnecke
den zuvor beschriebenen, so dass wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen
Verwendung finden und im übrigen
auf die entsprechenden Teile der Beschreibung zu den 1 bis 3 verwiesen
wird.
-
Bei
der in den 4 und 5 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist der Expansionsraum 50 mittels eines vertikalen Schachts 51 gleichen
Querschnitts verlängert
und mündet
mit seinem oberen Ende in einen Filter 52. Der Filter 52 gleicht im
wesentlichen dem unter den 2 und 3 beschriebenen,
das heißt
der Filter 52 weist Filterelemente 53, 53' auf, die über ein
Druckluftsystem 54 rückgespült werden
können. 5 zeigt
wiederum zwei Betriebszustände,
nämlich
den regulären
Filterbetrieb mit dem Filterelement 53, während das
Filterelement 53' den
Zeitpunkt der Filterrückspülung verdeutlicht.
-
An
seiner Oberseite ist das Gehäuse
des Filters 52 an ein Unterdrucksystem angeschlossen, was
durch die Pfeile 55 versinnbildlicht sein soll. Das Unterdrucksystem
kann wie unter den 2 und 3 geschildert
aus einem direkt am Filter angeordneten Gebläse bestehen oder aus einer übergeordneten
zentralen Unterdruckquelle, die gegebenenfalls weitere Komponenten
anderer Anlagenteile versorgt. Auch hier kann die Möglichkeit
der Fremdlufteinspeisung stromabwärts des Filters 52 vorgesehen
sein. Der Unterdruck wirkt sich über
den Schacht 51 und des Expansionsraum 50 bis in
die Pressschnecke 17 aus.
-
Die
Funktionsweise dieser Ausführungsform der
Erfindung erklärt
sich folgendermaßen.
Die Dampfströmung 28 nimmt
auf ihrem Weg durch die Pressschnecke 17 feine Partikel
aus dem Aufgabegut mit und gelangt, unterstützt durch den Unterdruck, in
den Expansionsraum 50. Infolge des größeren Durchströmungsquerschnitt
tritt eine Verlangsamung der Strömung 28 statt,
die ein Absetzen der Partikel aus dem Aufgabegut entgegen der Durchströmungsrichtung
erlaubt. Durch die Verlängerung des
Expansionsraumes 50 nach oben durch den Schacht 51 wird
dem in der Dampfströmung 28 mitgeführten Aufgabegut
mehr Zeit und Raum zur Ausscheidung aus der Dampfströmung 28 gegeben.
-
Feinste
Partikel werden indes weiter mit der Dampfströmung 28 in den Filter 52 eingetragen,
wo schließlich
eine Resttrennung an der Oberfläche
der Filterelemente 53 stattfindet. Im Zuge der anhaltenden
Dampfströmung 28 durch
die Filterelemente 53 hindurch bewirkt das in der Dampfstömung 28 mitgeführte Wasser
eine allmähliche
Durchfeuchtung der an den Filterelementen 53 anhaftenden
Feinstpartikel. Diese verklumpen dabei, was zur Folge hat, dass sich
beim Rückspülen der
Filterelemente 53' größere, in
den 4 und 5 mit dem Bezugszeichen 56 versehene
Klumpen von der Oberfläche
der Filterelemente 53 lösen.
Infolge ihres hohen Gewichts fallen die Klumpen 56 wie
durch die Pfeile 57 angedeutet entgegen der Dampfströmung 28 durch
den Schacht 51 und den Expansionsraum 50 zurück in die
Pressschnecke 17.