DE1920786A1 - Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Entfernung von Fluessigkeit aus einer Anhaeufung fester Teilchen,insbesondere Kunststoffgranulat - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Entfernung von Fluessigkeit aus einer Anhaeufung fester Teilchen,insbesondere Kunststoffgranulat

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DE1920786A1
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Guenther Hultsch
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Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
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Krauss Maffei AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B11/00Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B3/00Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/06Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by drying
    • B29B13/065Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by drying of powder or pellets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Entfernung von Flüssigkeit aus einer Anhäufung fester Teilchen, insbesondere Kunststoffgranulat Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Entfernung von Flüssigkeit aus einer Anhäufung (sog. HauSwerk) fester Teilchen, insbesondere relativ grobkörniger Xeilchen, z.B. Kunststoffgranulat, sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
  • Bei der herkömmlichen Trennung der festen von den flüssigen Bestandteilen einer Suspension od.dgl., z.B. mittels Filtration oder Sedimentation, bleibt meist ein nicht unwesentlicher unerwünschter Flüssigkeitsanteil in Form sog. Zwischenraum-, Zwickel- oder Haftflüssigkeit in dem von den behandelten festen Teilchen gebildeten sog. Haufwerk zurück. In Zusammenhang mit einem Filtrationsprozeß handelt es sich bei dieser Restflüssigkeit vor allem um Zwickelflüssigkeit und Haftflilasigkeit, d.h. um FlUssigkeit, die im Bereich der Berührungspunkte der festen Teilchen zurückbleibt bzw. um an diesen haftende und daß einzelne Teilchen umhüllende lüssigkeit. Bei Sedimentation bleibt zusätzlich sog. ZwisohearaumflUesigkeit zurück.
  • Die Bemühungen, diese unerwünschte Restflüssigkeit aus den Teilchenhäufungen (Haufwerken) zu entfernen, beschränkten sich bis jetzt auf thermische Drocknungsmaßnahmen, die jedoch teuer und nicht für jedes Behandlungsgut geeignet sind. Auch die Maßnahmen, die Restflüssigkeitsentfernung durch eine gewisse Schichtauflockerung zu erleichtern, indem man z.B. in Schubzentrifugen den Filterkuchen über terrassenförmige Trommelstufen leitete oder durch Verwendung konischer Siebtrommeln, die infolge ihrer Erweiterung ein Auseinanderfallen des Silterkuchens bewirken sollen, gewährleisten häufig keine ausreichende Entfernung insbesondere der Zw-ickelflüssigkeit aus dem Haufwerk, da sich auch bei diesen Umschichtungen der Teilchen ständig neue Berührstellen mit Zwickeln bilden.
  • Demgegenüber wird mit der Erfindung vor allem bezweckt, auf mechanischem Wege eine praktisch vollständige Entfernung der Zwickel- bzw. Zwischenraumflüssigkeit aus dem zu behandelnden angehäuften Gut zu erzielen d.h.
  • ohne thermische Einwirkung eine weitgehendste Trocknung der Teilchenanhäufung zu ermöglichen.-Es wird daher vorgeschlagen, zunächst die angehäuften Teilchen durch Beschleunigung unter der Wirkung äußerer Kräfte vollständig voneinander zu trennen und in Abständen voneinander zu fördern und die Teilchen daraufhin der eigentlichen Restentwässerung, z.B. in einem Gasstrom oder/und an körperlichen Flächen, zuzuführen.
  • Das Zurückbleiben der Restflüssigkeit, insbesondere der Zwickelflüssigkeit, in einem Haufwerk fester Teilchen ist im wesentlichen auf die im Bereich der Berührungsstellen der einzelnen Teilchen zwischen diesen und der Plüssigkeit stark wirksamen Kapillar-, Adhäsions-und Kohäsionskräfte zurückzuführen. Durch die vollständige Trennung der eilchen und anschließende Förderung in Abständen voneinander werden diese Kräfte weitgehend ausgeschaltet, wobei sich sogar an den Teilchen bereits ropfansätze zeigen. Treten die Teilchen in diesem vorbereiteten Zustand in die eigentliche Restentwässerungsstufe ein, so ergibt sich eine praktisch vollständige Entfernung der Flüssigkeitsreste aus dem Haufwerk. Der artige renn- und Restentwässerungsstufen können ohne besonderen Aufwand, z.B. in Filterzentrifugen od.dgl., vorgesehen werden.
  • Die Trennung kann auf einfachste Weise unter Beschleunigung der Teilchen im freien Fall erfolgen, wobei sich infolge der unterschiedlichen Beschaffenheit der einzelnen Teilchen eine Forderung im Abstand einstellt.
  • Die Trennung kann auch dur.ch einen gegen die - insbesondere noch angehäuften - Teilchen gerichteten, sehr schnellen Gasstrom nach Art der Zerstäubung erfolgen.
  • Bei dieser zwangsweisen Trennung erfolgt gleichzeitig auch echon eine gewisse Entwässerung.
  • Eine bevorzugte Methode der Trennung besteht im Abwurf der Teilchen an einer Abwurfringkante eines schnell rotierenden Tellers unter der Wirkung von Zentrifugalkräften. Die den Teilchen aufgegebene Winkelgeschwindigv keit wirkt beim Abwurf von der Tellerrandkante derart, daß sich die Teilchen etwa tangential zur Ringkante des Tellers bewegen und voneinander entfernen. Diese Methode ist besonders zur Verwendung an Zentrifugen geeignet.
  • Zur Entwässerung können die getrennten Teilchen einem - vorzugsweise quer zu deren Förderrichtung gerichteten -sehr schnellen Gasstrom zugeführt werden. Durch die Energie des Gasstroms kann die an den einzelnen getrennten Teilchen mitgeführte Restwassermenge praktisch vollständig mitgerissen und beseitigt werden.
  • Auch ist es möglich, die getrennten Teilchen dadurch zu entwässern, daß man sie zum Aufprall auf eine - vorzugsweise gegenüber der Aufprallrichtung geneigte, insbesondere gekrummte - körperliche BlEche bringt, derart, daß durch die Aufprallenergie eine Entwässerung erfolgt, Dabei werden die Teilchen vorzugsweise unter einem steilen Winkel zum Aufprallen auf die Fläche gebracht, so daß sie von der Fläche reflektiert und einem Sammelort zugeführt werden. Eine gute Entwässerung kann man nuch dadurch erreichen, daß die getrennten Teilchen zum Gleitern auf der Fläche veranlaßt werden, derart, daß ein (leit-Wisch-Vorgeng zwischen den Teilchen und der Fläche entsteht, an der die Flüssigkeit zurückbleibt und abgeführt wird. Der Gleit-Wisch-Vorgang bewirkt vor allem bei Kombination mit der Aufprallwirkung eine praktisch vollständige Entwässerung des Gutes.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann einen in schnelle Rotationsbewegung um eine vertikale Achse antreibbaren Zentrifugierteller zur Beschleunigung und Trennung der Teilchen aufweisen, der mit einer z.B.
  • konisch eingesenkten Innenfläche versehen ist, deren oberer Rand eine ringförmige Abwurfkante für die Teilchen bildet. Diese Einrichtung ist besonders zur Verwendung in Kombination mit Sieb- bzw. Filterzentrifugen geeignet. Zweckmäßig kann dabei im Bereich rings um die Abwurfkante eine Ringdüse vorgesehen sein, durch die ein ringförmiger schneller Gas strom in die Abwurfbahn der Teilchen - vorzugsweise senkrecht zur Abwurfbahn -geführt wird. Der ringförmige Gasstrom entwässert alle abgeworfenen Teilchen gleichmäßig und intensiv.
  • Im übrigen können bei Führung der Teilchen auf einer Prall- oder Gleitfläche zusätzliche Düsen zur Erzeugung eine Gasstroms in Bewegungsrtchtung der Teilchen vorgeaehe9 sein, aer das Fortschreiten der Teilchen auf den Flächen gewährleistet.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung an Hand der Fig. 1 bis 4 zu entnehmen, die verschiedene Möglichkeiten und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zeigen: Fig. 1 zeigt schematisch eine besonders einfache Möglichkeit der Anwendung des Verfahrens. Die Teilchen liegen bereits in Form eines z.B. durch Schüttung und Fall - ggf. auch durch einen zusätzlichen Gasstrom - entstandenen Teilchenstromes 1 (Strömung in Pfeilrichtung S) vor und sind bereits, z.B. durch freien Fall, so beschleunigt, daß die einzelnen Teilchen 2 mit großer- Geschwindigkeit in den Bereich einer Duse 3 od.dgl. gefördert werden. Aus der Düse 3 ist ein schneller Gasstrom 4, z.B. Preßluft, in Querrichtung gegen den Teilchenstrom gerichtet. Der Gasstrom 4 durchsetzt den Teilchenstrom 1 und reißt dabei die an den Teilchen haftende Flüssigkeit praktisch vollständig mit.
  • Fig. 2 zeigt schematisch, teilweise im Schnitt, eine Vorrichtung zur Durchführung einer etwas anderen Version des Verfahrens, wobei das Teilchenhaufwerk in Pteilrichtung Z durch einen FüIltricter 5 einem Zentrifugierteller 6 zugeführt wird, der mit einer konischen Einsenkung 7 ausgebildet ist, die das zu behandelrlde Gut, d.h.
  • die angehäuften Teilchen 2, aufnimmt. Wird dgtpr Zentrifugierteller 6 durch eine nicht gezeigte Antriebsvorrichtung in schnelle Rotation um die Achse a-a versetzt, so wandern die Teilchen 2 infolge der Zentrifugalkräfte an den geneigten Innenflächen 8 der Einsenkung 7 nach oben und werden an der Abwurfringkante 9 ringsum nach außen, im wesentlichen tangential zur Ringkante 9, abgeworfen, dabei getrennt und in Abständen voneinander gefördert. Im Bereich rings um die Abwurfringkante 9 ist ferner eine Ringdüse 10 vorgesehen, durch die ein schneller Gasstrom 11, z.B. Preßluft, ringförmig in Richtung der Achse a-a gegen den Strom der abgeworfenen Teilchen quer zu deren Bewegungsrichtung geführt wird. Die Zufuhr ces Gasstromes zu der Ringdüse 10 erfolgt z.B. durch eine Ringleitung 12 mit Rohransohluß 12a. Der quer zur Abwurfrichtung der Teilchen 2 gerichtete Gasstrom 11 durchsetzt den Strom der abgeworfenen Teilchen 2 und reißt die anhaftende Flüssigkeit praktisch vollständig mit.
  • In Fig. 3 ist schematisch eine weitere Abwandlungsform des Verfahrens gezeigt: Die Teilchen 2 werden z.B. wieder durch den freien Fall beschlelmigt und (in Pfeilrichtung S) in Abständen einer geneigten Prall- und Gleitfläche 13 zugeführt. Dabei erfolgt Entwässerung der Teilchen 2 einerseits durch die Lt :1111 Aufprallen auf die Fläche 13 freiwerdende Energie. Andererseits gleiten die Teilchen nach dem Aufprall im Abstand auf der geneigten Fläche 13 weiter nach unten, so daß infolge Adhäsion zwischen der anhaftenden Flüssigkeit und der Fläche 13 eine Art Gleit-Wisch-Vorgang entsteht, wobei Flüssigkeit an der Fläche 13 zurückbleibt und auf dieser abläuft.
  • Zusätzlich können die Teilchen 2 durch einen aus einer Düse 14 austretenden Luftstrom 15, der noch mittels eines Deckbleches 16 od. dgl. konzentriert werden kann, auf der Fläche 13 weitertransportiert werden, und es kann auch noch Plüssigkeit durch diesen Luftstromvon den Teilchen 2 abgeblasen werden. Die Verwendung eines Luftstroms 15 ist jedoch nicht immer notwendig.
  • Am unteren Ende der Fläche 13 ist eine starke Krümmung oder ein Knick 17- vorgesehen, den die Teilchen 2 wegen ihrer Trägheit überspringen, während die Flüssigkeit der Fläche 13 auch am und nach dem Knick 17 folgt und abgeleitet wird (Pfeilrichtung T).
  • Je nach dem Auftreffwinkel, unter dem die Teilchen 2 auf die Fläche 13 auftreffen, erfolgt die Entfernung der den Teilchen anhaftenden Flüssigkeit mehr durch den Aufprall oder mehr durch den Wischvorgang.
  • Die Fläche 13 kann im übrigen auch gekrümmt ausgebildet sein.
  • Schließlich zeigt Fig. 4 eine weitere mögliche.Abwandlung des Verfahrens, wobei die Teilchen 2 nach entsprechender Beschleunigung, Trennung und Förderung im Abstand voneinander unter einem relativ großen Winkel 4 zum Aufprall auf eine geneigte Prallfläche 18 gebracht werden. Hierbei wird die Haftflüssigkeit eines Teilchens 2 weitgehend beim Aufprall an die Pläche 18 abgegeben und von dieser - gegebenenfalls unterstützt durch einen Luftstrom - abgeleitet (Pfeilrichtung T). Die teilchen 2 selbst werden von der Platte 18 reflektiert (d/) und können in einer Fangvorrichtung 19 (Pfeilrichtung U) aufgefangen werden.
  • Es ist ggf. auch möglich, die Teilchen 2 mehrmals nacheinander den an Hand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Methoden zur Entfernung der Flüssigkeit zu unterziehen, um eine besonders intensive Trocknung des Gutes zu erzielen.

Claims (10)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur mechanischen Entfernung von Flüssigkeit aus einer Anhäufung (sog. Haufwerk) fester Teilchen, insbesondere relativ grobkörniger Teilchen, z.B. Xunststoffgranulat, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die angehäuften Teilchen (2) durch Beschleunigung unter der Wirkung äußerer Kräfte vollständig voneinander getrennt und in Abständen voneinander gefördert werden und daß die Teilchen daraufhin der eigentlichen Restentwässerung, z.B. in einem Gasstrom (4 oder 11) oder/und an körperlichen Flächen (13 oder 18), zugeftthrt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung unter Beschleunigung der Teilchen in freien Fall erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennseichnet, daß die Trennung durch einen gegen die - insbesondere noch angehäuften - Teilchen gerichteten, sebr schnellen Gasstrom nach Art der Zerstäubung erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung durch Abwurf der Teilchen (2) an einer Abwurfringkante (9) eines schnell rotierenden Tellers unter der Wirkung von Zentrifugalkräften erfolgt.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Teilchen (2) zur Entwässerung einem - vorzugsweise quer zu deren Förderrichtung gerichteten - sehr schnellen Gas strom (4) zugeführt werden.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, ded die getrennten Teilchen (2) zum Aufprall auf eine - vorzugsweise gegenüber der Auiprallrichtung geneigten, insbesondere gekrümmten -körperlichen Fläche (18) gebracht werden, derart, daß durch die Aufprallenergie eine Entwässerung erfolgt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen (2) unter einem steilen Winkel (d) zum aufprallen auf die Fläche (18) gebracht werden, so daß sie von der Fläche reflektiert und einem Sammelort (19) zugeführt werden.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Teilchen (2) zum Gleiten auf der Fläche (13) veranlaßt werden, derart, daß ein Gleit-Wisch-Vorgang zwischen den Teilchen und der Fläche entsteht, an der die Flüssigkeit zurückbleibt und abgeführt wird.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 4, gekennzeichnet durch einen in schnelle Rotationsbewegung um eine vertikale Achse antreibbaren Zentrifugierteller (6) zur Beschleunigung und Trennung der Teilchen, der mit einer z.B. konisch eingesenkten Innenfläche (8) versehen ist, deren oberer Rand eine ringförmige Abwurfkante (9) für die Teilchen bildet.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich rings um die Abwurfkante (9) eine Ringdtis. (12) vorgesehen ist, durch die ein ringförmiger schneller Gasstrom in die Abwurfbahn der Teilchen (2) - vorzugsweise serecht zur Abwurfbahn - geführt wird.
    II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 2, 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Führung der Teilchen (2) auf einer Prall- oder Gleitfläche (18 bzw. 13) zusätzliche Düsen (14) od.dgl.
    zur Erzeugung eines Gasstroms (13) in Bowegungsrichtung der Teilchen vorgesehen sind.
    Leerseite
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0058398A2 (de) * 1981-02-16 1982-08-25 AUTOMATIK Apparate-Maschinenbau GmbH Vorrichtung zum Entwässern und Trocknen von Feststoffen, insbesondere von unterwassergranulierten Kunststoffen
DE3630920C1 (en) * 1986-09-11 1988-04-07 Ferdinand Dipl-Ing Reif Device for drying solid material discharged from a centrifuge

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