DE1255679B - Vorrichtung zur Waermebehandlung von strangfoermigem Gut in einem Wirbelbett - Google Patents

Description

DEUTSCHES MW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 17 e - 8

Nummer: 1 255 679

Aktenzeichen: D 38333 I a/17 e

1 255 6T9 Anmeldetag: 9.März 1962

Auslegetag: 7. Dezember 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung strangförmigen Gutes in einem Wirbelbett, das in einer zylindrischen Kammer mit lotrechter Achse aufrechterhalten wird.

Bekanntlich kann in einem Wirbelbett Wärme auf ein Gut, das durch die Wirbelbettkammer hindurchgeführt wird, übertragen oder davon abgeleitet werden. Das zu behandelnde Gut wird dabei horizontal oder vertikal durch die Wirbelbettkammer hindurchgeführt, wobei in letzterem Fall Dichtungen am Boden der Wirbelbettkammer erforderlich sind, um zu verhindern, daß Wirbelmaterial austreten kann. Diese Dichtungen sind kompliziert und teuer und nur dann von Wert, wenn die Wirbelbettkammer Kreisquerschnitt hat.

Zweck der Erfindung ist daher eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung, bei der keine Dichtungen erforderlich sind.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine die Wirbelbettkammer bildende innere Röhre gleichachsig in einer zweiten, eine äußere Kammer bildenden zylindrischen äußeren Röhre mit größerem Durchmesser angeordnet ist, die die innere Röhre nach oben überragt, und der Ringraum zwischen der inneren und äußeren Röhre einen Speicherbehälter für das Wirbelmaterial bildet, welches durch seitliche öffnungen im unteren Teil des Wirbelbettkammermantels in den von unten durch vertikale Bohrungen zugeführten Wirbelluftstrom eintritt, in der Wirbelbettkammer mit dem durch eine im Boden der Wirbelbettkammer angeordnete Röhre zugeführten strangförmigen Gut in offenen Wärmetausch tritt und dann über den oberen Rand der Wirbelbettkammer in den Speicherbehälter zurückfließt.

Im allgemeinen besteht die Vorrichtung aus zwei vertikalen Kammern, die von zwei ineinander angeordneten Röhren gebildet werden, wobei die äußere Röhre die innere Röhre nach oben überragt und mit ihr einen Ringraum als Speicherbehälter für das Wirbelmaterial bildet. Ein Gas. das den Wirbelluftstrom bildet, wird durch die die Wirbelbettkammer bildende innere Kammer nach oben geblasen, während die das Wirbelbett bildenden Feststoffteilchen in Bodennähe der Wirbelbettkammer in diese eingebracht werden. Das Wirbelmaterial wird in dem Wirbelluftstrom dispergiert und durch die Wirbelbettkammer nach oben getragen. In der äußeren Kammer wird oberhalb der Wirbelbettkammer die Geschwindigkeit des Wirbelluftstromes vermindert, so daß das Wirbelmaterial nicht mehr länger getragen werden kann und in den äußeren Speicherbehälter zurückfällt, von wo aus es wieder der Vorrichtung zur Wärmebehandlung von
strangförmigem Gut in einem Wirbelbett

Anmelder:

Dunlop Rubber Company Limited, London
Vertreter:

Dr. F. Zumstein, Dr. E. Assmann

und Dr. R. Koenigsberger, Patentanwälte,

München 2, Bräuhausstr. 4

Als Erfinder benannt:

Stuart Leonard Eider,

Coleshill, Birmingham, Warwickshire

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 10. März 1961 (8774),
vom 19. Februar 1962

Wirbelbettkammer zugeführt wird. Auf diese Weise wird eine kontinuierliche Umwälzung des Wirbelmaterials aufwärts durch die Wirbelbettkammer und abwärts durch den Speicherbehälter aufrechterhalten. . Das zu erwärmende oder zu kühlende Gut wird in Form eines Stranges durch die Wirbelbettkammer nach oben geführt, in der es von dem aufwärts steigendenWirbelluftstrom und dem Wirbelmaterial umgeben wird. Das von dem Wirbelluftstrom nach oben getragene Wirbelmaterial dient dazu, die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung auf das Gut bzw. der Wärmeableitung von dem Gut zu beschleunigen. Da das Wirbelmaterial in der Nähe des Bodens der Wirbelbettkammer durch Öffnungen in diese eingebracht und unmittelbar durch den Wirbelluftstrom nach oben getragen wird, besteht vorteilhafterweise nur eine geringe Wahrscheinlichkeit dafür, daß das Wirbelmaterial nach unten fällt, so daß Dichtungen im Boden der Kammer entbehrlich sind. Das Wirbelmaterial kann sich in dem Speicherbehälter sammeln. Das Einbringen des Wirbelmaterials in die Wirbelbettkammer kann durch eine oder mehrere Gasdüsen unterstützt werden, die Gas durch seitliche Öffnungen einblasen, wodurch das Wirbelmaterial mitgenommen wird. Die Gasdüsen können einen kleinen Abstand von der Wand der Wirbelbettkammer haben, so daß

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sie das Wirbelmaterial in dem Speicherbehälter wenigstens auf dessen Boden im Wirbelzustand halten. Dadurch wird die Förderung des Wirbelmaterials in die Wirbelbettkammer unterstützt.

Geeignetes Wirbelmaterial ist Sand, Ballotini 5 (kleine Glaskugeln), kleine Aluminiumkugeln oder Schrotmaterial. Im allgemeinen sollen die Festkörperteilchen einen Durchmesser von weniger als 0,5 mm, jedoch nicht weniger als 50 Mikron haben.

Die Wirbelbettkammer hat im Boden Einlässe für den Wirbelluftstrom, der bei Verwendung der Vorrichtung zur Erwärmung eines Gutes gewöhnlich vor dem Einlassen erwärmt wird. Außerdem wird vorteilhaft auch das Wirbelmaterial erwärmt, bevor es in die Wirbelbettkammer eingebracht wird und mit dem einströmenden Wirbelluftstrom zusammentrifft. Das Wirbelmaterial kann durch elektrische Widerstandsheizung oder durch Heizröhren, durch die ein heißes Medium zirkuliert, erwärmt werden.

Wenn die Vorrichtung dazu verwendet wird, von einem Gut Wärme abzuleiten, dann werden die Heizelemente durch Kühlelemente ersetzt. Hierbei kann der Wirbelluftstrom, ehe er in die Wirbelbettkammer eintritt, gekühlt werden.

Der Druck des durch den Boden der Wirbelbettkammer eingeblasenen Wirbelluftstromes wird so reguliert, daß der Wirbelluftstrom das Wirbelmaterial erfassen und durch die Wirbelbettkammer nach oben tragen, aber es andererseits nicht oberhalb der Wirbelbettkammer durch die äußere Kammer tragen kann.

Die Vorrichtung kann oberhalb der äußeren Kammer eine zusätzliche vertikale Kammer haben. Dies ist dann von besonderem Wert, wenn die Vorrichtung zum Vulkanisieren von Kautschuk verwendet wird, der auf die Vulkanisationstemperatur erhitzt wird, während er durch die Wirbelbettkammer geführt wird, und in der zusätzlichen Kammer auf dieser Temperatur gehalten wird, bis die Vulkanisation beendet ist.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung in einem Längsschnitt der Vorrichtung schematisch dargestellt.

Die Vorrichtung besteht aus zwei vertikalen koaxialen Kammern aus Metallröhren 1 und 2, die beide praktisch kreisförmigen Querschnitt haben, wobei die äußere Röhre 2 die innere Röhre 1 nach oben etwas überragt. In dem unteren Ende der äußeren Röhre 2 ist eine kreisförmige Metallendplatte 3 durch Anschweißen oder Anpressen usw. befestigt, die einen nach oben gerichteten zentralen Ansatz 4 aufweist, an dessen Umfang die innere Röhre 1 befestigt ist. Eine Glasröhre 5 mit gleichem Durchmesser wie der der äußeren Röhre 2 ist auf dieser mittels eines genuteten Gummistreifens 6 befestigt. Eine weitere Metallröhre 7 ist auf das obere Ende der Glasröhre 5 aufgesetzt und bildet eine zusätzliche Heizkammer 8. Die Glasröhre 5 ermöglicht es, das Innere der Vorrichtung zu beobachten.

Die Metallendplatte 3, die im unteren Ende der äußeren Röhre 2 befestigt ist, hat eine zentrale Bohrung, in der eine Röhre 9 angeordnet ist, die ein kurzes Stück aus der Metallendplatte nach unten heraus und auch nach oben in die durch die innere Röhre 1 gebildete Wirbelbettkammer hineinragt. Durch diese Röhre 9 wird das zu erwärmende Gut in die Wirbelbettkammer eingeführt. Die Metallendplatte 3 hat ferner zwei vertikale Bohrungen 10 und 11. wobei im unteren Ende jeder Bohrung je eine

Metallröhre 12 und 13 befestigt ist. Diese zwei Röhren 12 und 13 sind mit einem Druckluftbehälter verbunden und führen einen Wirbelluftstrom in die Wirbelbettkammer ein. Der Ansatz 4 der Metallendplatte 3 hat nahe bei seinem oberen Ende zwei seitliche Öffnungen 14 und 15, die in die zwei vertikalen Bohrungen 10 und 11 münden. Querverlaufende Röhren 16 und 17 sind in die äußere Röhre 2 eingebaut und radial nach innen auf die seitlichen öffnungen 14 und 15 gerichtet. Die Röhren 16 und 17 sind über ein Steuerventil mit einem weiteren Druckluftbehälter verbunden.

Der Ringraum zwischen der äußeren und der inneren Röhre ist bis kurz unter dem oberen Ende der inneren Röhre 1 mit Sand oder anderen geeigneten Partikeln 18 gefüllt und bildet so einen Speicherbehälter für das Wirbelmaterial. In diesem Raum können nicht dargestellte Heizelemente vorgesehen sein, um das Wirbelmaterial zu erwärmen.

Auf die erforderliche Temperatur vorgewärmte Luft wird nun durch die vertikalen Bohrungen 10 und 11 in die Wirbelbettkammer eingeblasen. Gleichzeitig wird erwärmte Luft unter Druck durch die querverlaufenden Röhren 16 und 17 eingeblasen, so daß das Wirbelmaterial 18 aus dem Speicherbehälter durch die seitlichen öffnungen 14 und 15 in die vertikalen Bohrungen 10 und 11 gefördert wird. Die aufsteigende Luft trägt das Wirbelmaterial durch die Wirbelbettkammer in Form einer Wolke nach oben. Oberhalb der Wirbelbettkammer vergrößert sich der Querschnitt des Raumes plötzlich auf den durch die äußere Röhre 2 gebildeten Querschnitt, wodurch dort die Geschwindigkeit der Luft fällt, so daß das Wirbelmaterial nicht mehr weiter nach oben getragen werden kann und in den Speicherbehälter zurückfällt. Die Luft steigt weiter nach oben in und durch die zusätzliche Heizkammer 8. Das strangförmige Gut wird durch die Röhre 9 eingeführt und mit Hilfe von Rollen durch die Wirbelbettkammer und die zusätzliche Heizkammer 8 gezogen. Diese oberhalb der Vorrichtung angeordneten Rollen sind nicht gezeigt. Das Gut wird in der Wirbelbettkammer schnell auf Vulkanisationstemperatur erwärmt und in der zusätzlichen Heizkammer 8 auf dieser Temperatur gehalten, bis die Vulkanisation beendet ist. Die Wirbelbettkammer braucht daher nur so lang zu sein, daß das Gut die erforderliche Temperatur erhält. Die zusätzliche Heizkammer 8 ist normalerweise länger als die Wirbelbettkammer und kann einen Durchmesser haben, der gleich oder größer als der der Wirbelbettkammer ist. Bei gleichen Durchmessern ist es erforderlich, daß zwischen der zusätzlichen Heizkammer 8 und dem oberen Ende der Wirbelbettkammer eine Kammer mit größerem Querschnitt angeordnet ist.

Hat die zusätzliche Heizkammer 8 einen größeren Durchmesser als die Wirbelbettkammer, dann kann sie die Fortsetzung der äußeren Kammer bilden.

Der heiße Wirbelluftstrom kann nach der Abscheidung des Wirbelmaterials dazu verwendet werden, um den durch den Boden der Wirbelbettkammer zugeführten Wirbelluftstrom vorzuwärmen, obgleich das normalerweise nicht getan wird, wenn eine zusätzliche Heizkammer verwendet wird.

Die Vorrichtung kann für verschiedene Zwecke verwendet werden, z.B. für die Vulkanisation gepreßter kalandrierter Bahnen aus Kautschuk für die Wärmebehandlung künstlicher Fasern, wie Nylon,

Claims (4)

und auch für die Vulkanisation von einzelnen Gegenständen, die durch die Vorrichtung geführt werden. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung strangförmigen Gutes in einem Wirbelbett, daß in einer zylindrischen Kammer mit lotrechter Achse aufrechterhalten wird, dadurchgekennzeichnet, daß eine die Wirbelbettkammer bildende innere Röhre (1) gleichachsig in einer zweiten, eine äußere Kammer bildenden zylindrischen äußeren Röhre (2) mit größerem Durchmesser angeordnet ist, die die innere Röhre (1) nach oben überragt, und der Ringraum zwischen der inneren und äußeren Röhre (1, 2) einen Speicherbehälter für das Wirbelmaterial bildet, welches durch seitliche Öffnungen (14,15) im unteren Teil des Wirbelbettkammermantels in den von unten durch vertikale Bohrungen (10,11) zu- ao geführten Wirbelluftstrom eintritt, in der Wirbelbettkammer mit dem durch eine im Boden der Wirbelbettkammer angeordnete Röhre (9) zugeführten strangförmigen Gut in offenen Wärme-

tausch tritt und dann über den oberen Rand der Wirbelbettkammer in den Speicherbehälter zurückfließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der zylindrischen äußeren Röhre (2), gleichachsig und mit dieser über eine Zwischenröhre (5) verbunden, eine Röhre (7), die eine zusätzliche Heizkammer (8) bildet, angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die äußere Röhre (2) querverlaufende Röhren (16, 17) eingebaut sind, die radial nach innen auf die seitlichen Öffnungen (14,15) im unteren Teil des Wirbelbettkammermantels gerichtet sind und je einen erhitzten Luftstrom in diese öffnungen blasen.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Wirbelmaterial feste Teilchen zwischen 50 Mikron bis 0,5 mm Durchmesser sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 092 366;
britische Patentschrift Nr. 593 180.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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