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Drehturm mit Zelleneinteilung für Trenn-, Wasch- und Trocknungsvorgänge
Zum Trennen, Waschen und Trocknen von festen Stoffen sind verschiedene Ausführungen
von Trommel- oder Planfiltern bekannt. Ihre Konstruktion ist von der Art des auszuführenden
Verfahrens und der Beschaffenheit der zu behandelnden Stoffe in weitem Umfang abhängig,
wobei sich auch die Nachteile der in jedem Einzelfall angewendeten Filtereinrichtungen
sehr unterschiedlich bemerkbar machen. Bei Planfiltern verursacht die vollständige
Entleerung auch der letzten Produktspuren Schwierigkeiten und Zeitverluste. Es ist
auch die Schütthöhe durch den Rand des Arbeitstellers begrenzt, weil die Entleerung
des Tellers bei höherem Tellerrand umständlicher wird.
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Es ist ferner nicht möglich, den Arbeitsteller so aufzuteilen, daß
er unterschiedliche Verfahrensschntte nacheinander auszuführen gestattet. Insbesondere
die letzten Nachteile gelten auch für Trommelfilter.
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Es sind in ähnlichem Zusammenhang bereits Drehtürme mit Zelleneinteilung
vorgeschlagen worden, in deren Zellen nacheinander verschiedene Vorgänge ablaufen
(s. deutsche Auslegeschrift 1 167 8 Dabei können zeitweise auch ein oder mehrere
Zellen von Produktresten befreit und gereinigt werden, ohne den jeweiligen Verfahrensablauf
in den benachbarten Zellen unterbrechen zu müssen.
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Die geforderte Durchsatzleistung läßt sich für solche Drehtürme durch
die Bemessung der Querschnittsflächen der Zellen und der Turm- bzw. Zellenhöhe variieren.
Die zu behandelnden Stoffe werden im allgemeinen von oben in die Zellen eingeführt,
wobei verfahrensmäßig einzusetzende gasförmige Medien auch im Gegenstrom von unten
her durch die Zellen geleitet werden. Das behandelte Gut wird am unteren Ende der
Zellen aus trichterförmig ausgebildeten fest angeordneten Sammelräumen abgeführt.
Diese Sammelräume sind entsprechend der Drehbewegung der darüber befindlichen Zellen
kreisförmig angeordnet.
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Ihre Anzahl richtet sich nach der unterschiedlichen Zahl der Stoffbehandlungs-
und Reinigungsvorgänge. In der bereits vorgeschlagenen Ausführung ist indes der
Durchsatz des zu behandelnden Gutes in jedem Fall ausschließlich von der liallgeschwindigkeit
abhängig, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der kinetischen Energie von in Gegenstrom
geführten Medien. Für die Behandlung von Feststoffen sind derartige in Zellen geteilte
Drehtürrne daher nicht ohne weiteres geeignet.
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Es wurde nun gefunden, daß man unterschiedliche Trenn-, Wasch- und
Trocknungsvorgänge von Feststoffen in zellenweise abgeteilten Drehtürmen aufeinanderfolgend
ohne Unterbrechungen für Reinigungsarbeiten einzelner entleerter Behandlungsräume
ausführen kann, wenn die um eine vertikale Achse sich drehenden Abteilungen unten
durch ein System von einzelnen Bodenklappen bzw. -schiebern geschlossen sind, deren
Öffnung zeitweise, einzeln oder in Gruppen gemeinsam in Abhängigkeit von der Drehbewegung
des Drehturms selbsttätig erfolgt. Die Bodenklappen bzw. -schieber können flüssigkeits-oder
gasdurchlässig ausgeführt, z. B. mit Filtertüchern bzw. metallischen Geweben belegt,
sein. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der gesamte Drehturm einschließlich
der Bodenklappen bzw. -schieber und ihrer mechanischen Schließ- und Öffnungseinrichtungen
von einem gasdichten Gehäuse umgeben.
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An Hand der Zeichnungen ist die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
Die F i g. 1 zeigt einen schemaischen Schnitt durch einen Drehturm mit Zelleneinteilung
als Wasch- und Trockenvorrichtung für eine Suspension. Ein ähnlich schematischer
waagerechter Schnitt durch den Drehturm ist in Fig. 2 wiedergegeben.
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Die senkrechten Wände des Drehturms bilden der innere Zfinder 1 und
der äußere Zylinder2, die durch radiale Wände 3 miteinander fest verbunden sind.
Die Anzahl der Wände 3 sowie die Durchmesser der Zylinder 1 und 2 bestimmen die
Querschnittsfläche der senkrecht orientierten Zellen bzw.
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Abteilungen 4, in die die zu behandelnden Stoffe von oben her eingeführt
werden. Der innere Zylinder 1 ist über Gleit- oder Rollenlager 5 gegenüber einer
ortsfesten senkrechten Säule 6 abgestützt, die in ihrem Innern auch mehrere Zuführungsleitungen
7 für das zu behandelnde Gut und für Wasch-, Trenn-, Trocknungs- und Reinlgungsmittei
aufnimmt. Die zugeführten Stoffe bzw. Mittel werden über eine oder mehrere vorzugsweise
radial ausgerichtete Düsen-
gruppen oder Breitschlitzdüsen 7a (s.
F i g. 2) gleichmäßig in den jeweils darunter befindlichen Stoffbehandlungsraum
eingetragen. Am oberen Rand des äußeren Zylinders 2 befindet sich ein Zahnkranz
8, in den das Antriebsrad 9 eines Getriebemotors eingreift, um die Drehbewegung
der Abteilungen 4 gegenüber dem fest angeordneten Zuführungssystem 7, 7a, 7b und
den Sammelbehältern 10 auszuführen.
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Der obere Rand des äußeren Zylinders 2 liegt gegebenenfalls höher
als der entsprechende Rand des inneren Zylinders 1 und trägt dann eine Deckelplatte
11, in die ein Stutzen 12 zentral eingefügt ist. Über eine Gleitringdichtung 12a
ist dessen Verbindung zu einem festen Zuführungsstutzen 13 hergestellt.
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Die Abteilungen 4 sind unten durch segmentförmige Bodenklappen 14
verschlossen. die entweder um eine etwa tangential am unteren Rand des äußeren Zylinders
2 liegende Achse oder um eine radial ausgerichtete Achse angelenkt sind. Bei der
Öffnungsbewegung zum Entleeren einer bestimmten Abteilung 4 tritt die Bodenklappe
14 dann entweder mit der innenliegenden Kante bzw. der anderen, freien, radial ausgerichteten
Kante in den Hohlraum des darunter befindlichen Sammelbehälters 10 ein.
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Durch Federn 15 werden die Bodenklappen normalerweise in der die Abteilungen
4 unten abschließenden Lage gehalten. Je nach der Belegung der Abteilungen und der
Art der Stoffbehandlung werden die Bodenklappen bzw. -schieber einzeln oder gruppenweise
geöffnet und geschlossen.
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An Stelle von Bodenklappen 14, die beim Öffnen um eine Drehachse
geschwenkt werden, können an der gleichen Stelle auch Bodenschieber vorgesehen sein,
die durch eine in radialer Richtung geradlinig ausgeführte Bewegung die Abteilungen
4 zur Entleerung freigeben.
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Die Öffnungs- und Schließbewegungen der Bodenklappen bzw. -schieber
14 erfolgen selbsttätig in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Drehturms mit Hilfe
von Steuerkulissen, die am Umfang des äußeren Zylinders 2 in der Nähe der Außenkante
der Bodenklappen bzw. -schieber 14 angeordnet sind.
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Eine solche Steuerkulisse kann als Rollenbahn ausgeführt sein, über
die mit den Bodenklappen verbundene Rollen hinweglaufen. Vertiefungen und Anhebungen
in dieser Rollenbahn bewirken dann bei der Drehbewegung der Abteilungen 4 deren
Öffnen und Schließen am unteren Ende. Entsprechende horizontale Schieberbewegungen
können durch in bekannter Weise schlitzförmig ausgebildete Kulissen, in die ein
mit den Schiebern verbunden er Hebel eingreift, bewirkt werden.
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Für die Ausführung von Wasch- und Trocknungsvorgängen sind einzelne
oder sämtliche Bodenklappen bzw. -schieber gas- undloder flüssigkeitsdurchlässig
ausgeführt. Sie bestehen in diesem Fall entweder aus einer Rahmenkonstruktion, welche
mit einem Filtertuch bzw. einem metallischen Filtergewebe bespannt ist. Für höhere
Gewichte des auf den unteren Zellenverschlüssen lastenden Stoffes bestehen die Klappen
bzw. Schieber aus perforierten biegungssteifen Stahlplatten, die mit Filtergewebe
bespannt sind.
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Zur Ausführung von Wasch- oder Extraktionsverfahren unter Verwendung
eines feuergefährlichen Mittels bzw. auch zur Trocknung von Stoffen in Gegenwart
eines inerten Gases ist es erforderlich, das sich drehende System gasdicht abzuschließen.
Hier-
zu ist der Drehturm einschließlich der Glieder für die mechanische Steuerung
der Schließ- und Offnungsbewegungen der Bodenklappen bzw. -schieber sowie der Antriebsteile
für die Drehbewegung vpn einem gasdichten Gehäuse 16 umgeben. Der Boden des Gehäuses
umschließt unten die Sammelkästen 10 oberhalb der Auslaßöffnungen 10a. In den Deckel
16a des Gehäuses ist der Zuführungsstutzen 13 für gasförmige Medien dicht eingefügt.
Ein Stutzen 17 in der Mantelfläche des Gehäuses 16 dient zur Abführung der am unteren
Ende aus den Abteilungen 4 austretenden Gase. In dem von einem gasdichten Gehäuse
16 umgebenen Drehturm können die Abteilungen 4 bei Wasch- und Extraktionsvorgängen
von mit Flüssigkeiten versetzten Feststoffen unter Gasdruck stehen. Dadurch wird
ein schnellerer Durchgang der Flüssigkeit durch den Feststoff und ein besserer Stoffaustausch
erzielt.
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Die Abgänge für Flüssigkeiten aus den Sammelkästen 10 sind in der
druckdichten Ausführung des Drehturms durch einen Siphon 21 abgeriegelt, während
der Produktausgang über die Öffnung 10a des Sammelkastens 10 der Entleerungszone
z.B. über eine Zellradschleuse 22 luftdicht von der Atmosphäre abgetrennt ist.
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Für bestimmte Trocknungsverfahren kann an den Stutzen 17 des Gehäuses
16 auch eine Vakuumpumpe angeschlossen werden, sofern der Drehturm über das Warmluftgebläse
18 im Saugbetrieb gefahren werden soll. In diesem Fall ist der Sammelkasten 10 für
gasförmige Medien über eine Öffnung 23 mit dem Innenraum des gasdichten Gehäuses
16 verbunden.
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Bei einem Einsatz des Drehturms mit den oben beschriebenen Merkmalen
als Wasch- und Trockenvorrichtung für pulverförmige bis körnige Feststoffe ergibt
sich folgende Wirkungsweise: Der zu behandelnde Stoff wird zusammen mit einer Förderflüssigkeit
über eine Pumpe hydraulisch durch das Aufgaberohr 7' aufwärts gefördert und mittels
des feststehenden Verteilers 7a (Fig. 2) in die sich darunter vorbeidrehenden Abteilungen
4 eingegeben. Die Förderflüssigkeit, mit der die Suspension transportiert wurde,
verläßt die Abteilunge 4 durch die durchlässig bespannten Bodenklappen 14. Beim
Weiterdrehen gelangt die einzelne beladene Abteilung 4 in der nachfolgenden Waschzone
unter die Waschdüsengruppe 7b, mittels der die Waschflüssigkeit auf das zu behandelnde
Gut aufgegeben wird. Auf der gesamten Querschnittsfläche des Drehturms steht der
Druck des Warmluftgebläses 18, dem der Wärmeaustauscher 19 vorgeschaltet ist.
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Unter diesem Druck wird die Waschflüssigkeit beschleunigt durch das
Gut hindurchgetrieben. Bei der weiteren Drehung gelangt die beladene Abteilung 4
in die Trockenzone, in der keine weitere Flüssigkeit aufgegeben wird. In dieser
Zone strömt lediglich das Gas des Warmluftgebläses 18 durch den vorbehandelten Stoff
und trocknet ihn. Das Gas verläßt die beladenen Abteilungen 4 durch die zugehörigen,
gasdurchlässig bespannten Bodenklappen 14, wird aus sämtlichen Abteilungen der Trockenzone
in den zugehörigen Sammelbehältern 10 zusammengefaßt und vorzugsweise im Kreislauf
wieder dem Wärmeaustauscher 19 vor dem Warmluftgebläse 18 zugeführt.
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Bei einer weiteren schrittweisen Drehung des Turms gelangt dann jede
einzelne Abteilung 4 in die Entleerungszone. Hier bewirkt die oben beschriebene
mechanische Kulissensteuerung das Öffnen jeder
Bodenklappe 14. Das
Produkt rutscht aus jeder Abteilung 4 heraus in den Sammelkasten 10 b der Entleerungszone.
Im weiteren Verlauf der Drehbewegung gelangt jede entleerte Abteilung 4 in die Reinigungszone.
In dieser Zone wird bei vorzugsweise geöffneter Bodenklappe jede Abteilung 4 durch
die Reinigungsdüsengruppe 7c gespült und von anhaftenden Produktresten befreit.
Zusätzliche Reinigungsdüsen können gegen die durchlässig bespannten Bodenklappen
14 wirken und diese, wenn nötig, auch von der Rückseite, mit Druckwasser oder Druckluft
von anhaftenden Produktresten befreien.
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Nach der Reinigung gelangt jede einzelne Abteilung 4 unter gleichzeitigem
Schließen der Bodenklappen bzw. -schieber 14 nacheinander wieder in die Füllzone,
und der Zyklus beginnt von neuem. Über der Entleerungs- und Reinigungszone ist ein
Abdeckblech 20 angeordnet, um die Luft des Warmluftgebläses 18 nicht durch die ungefüllten
Abteilungen entweichen zu lassen.