DE19708988A1 - Drehkranz- und Hebeanordnung für einen Zentrifugal-Partikeltrockner - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen von Zentrifugal-Partikeltrocknern im allgemeinen und vor allem Verbesserungen im Aufbau des Rotors, der einen Schaft, eine Hebeanordnung für die Partikeln sowie tragende Drehkränze, die die Hebeanordnungen für die Partikeln auf dem Schaft tragen, umfaßt.

Kunststoffpartikeln werden üblicherweise in einer unter Wasser befindlichen Pelle­ tiervorrichtung hergestellt, in der das geschmolzene Polymere durch Öffnungen in einer Formplatte extrudiert und mit Hilfe einer rotierenden Schneidevorrichtung in Partikeln geschnitten wird, wobei die gesamte Vorrichtung unter Wasser angeordnet ist und die Partikeln und das Wasser als eine Aufschlemmung von der unter Wasser befindlichen Pelletiervorrichtung ausgestoßen werden. Die Aufschlemmung der Par­ tikeln und des Wassers wird dann üblicherweise durch eine Entwässerungsvorrich­ tung geführt, um den Großteil des Wassers zu entfernen. Die Partikeln bleiben je­ doch feucht und weisen etwas überschüssiges Wasser auf, das mit den Partikeln verbunden ist, und werden dann üblicherweise durch die Bewegung durch einen Zentrifugal-Partikeltrockner getrocknet. Zentrifugal-Partikeltrockner sind bekannt und werden seit einigen Jahren genutzt. Bekannte Aufbauten von Zentrifugal- Partikeltrocknern sind in den älteren U.S. Patenten Nr. 3,458,045, 4,218,323, 4,565,015 und 5,265,347 offenbart, deren Inhaber der Bevollmächtigte dieser Pa­ tentanmeldung ist. Zu beachten sind insbesondere die beiden letztgenannten Paten­ te im Hinblick auf die Offenbarung von vorbekannten Trocknern, gegenüber denen die vorliegende Erfindung eine Verbesserung darstellt. Diese vorbekannten Trockner umfassen ein geschlossenes Gittersieb oder eine Trommel in einer im allgemeinen zylindrischen Ausführung, in der ein Rotor angebracht ist, der einen angetriebenen drehbaren Schaft mit Hebeanordnungen umfaßt, die sich an das Gittersieb anschlie­ ßen und mit Hilfe von Drehkränzen derart auf dem Schaft angebracht sind, daß die Partikeln von einem unten angeordneten Einlaß zu einem oben angeordneten Aus­ laß befördert werden. Die Zentrifugalkräfte, die auf die Partikeln wirken, wenn diese in dem Trockner aufsteigen, führen dazu, daß das Wasser zur Trocknung bis zu ei­ nem beliebigen Punkt durch das Gittersieb abgeführt wird. Um den Trockenvorgang zu erleichtern, wird Luft um die aufsteigenden Partikeln zirkuliert. Die getrockneten Partikeln werden dann von einem Ablauf, der sich am oberen Ende eines üblicher­ weise für Trockner verwendeten Gehäuses befindet, ausgestoßen.

Wenn auch die vorbekannten Zentrifugal-Partikeltrockner zufriedenstellend arbeiten, verbessert die vorliegende Erfindung die effektive Arbeitsweise dadurch, daß neuar­ tige Hebeanordnungen für die Partikeln und neuartige Drehkränze vorgesehen wer­ den, die eine höhere Festigkeit und ein geringeres Gewicht aufweisen und die Mon­ tage und den Austausch der Bauteile erleichtern. Somit schafft die vorliegende Erfin­ dung einen weniger komplizierten, leichteren und besser ausgeglichenen Rotorauf­ bau für das Trocknen von Kunststoffpartikeln.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß einzigartige und neuartige tragende Drehkränze und Hebeanordnungen für Partikeln zum Einsatz in einem Zentrifugal-Partikeltrockner geschaffen werden. Insbesondere ist es eine vornehmli­ che Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, einen einzigartigen Drehkranz zum Tragen einer Vielzahl von einzigartigen Hebeanordnungen für Partikeln ausgehend von einem senkrecht angeordneten angetriebenem Schaft zu schaffen, der konzen­ trisch innerhalb eines peripher verlaufenden Gittersiebes angeordnet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die tragenden Dreh­ kränze mit Hilfe eines Lasers aus einem Metallstück ausgeschnitten, um die ge­ wünschten Festigkeitseigenschaften zu erhalten, wobei die Drehkränze eine zentral angeordnete Nabe aufweisen, die mit einem Paar von peripher beabstandeten Ge­ windebohrungen versehen ist, die Halteschrauben aufnehmen, die mit Flächen in Eingriff stehen, die an in Umfangsrichtung beabstandeten Punkten des angetriebe­ nen Schaftes gebildet werden, um somit die Drehkränze an einer Stelle des Schaftes sicher zu befestigen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden Hebeanordnungen für Partikeln mit Hilfe von Flanschen, die an den Drehkränzen ausgebildet sind, an den Drehkränzen befestigt, wobei Tragebolzen Befestigungsplatten für die Hebe­ schaufeln für die Partikeln befestigen, wodurch eine leichte Montage und Demontage der Bauteile der Hebeanordnungen für Partikeln ermöglicht wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Hebeanordnungen für Partikeln eine Vielzahl von teilweise gebogenen Hebeschaufeln in einer eben ge­ neigten Anordnung umfassen, wobei die Hebeschaufeln durch Schweißen auf den Befestigungsplatten befestigt sind, und das obere Ende jeder Befestigungsplatte ei­ nen horizontal angeordneten Flansch aufweist, um die Partikeln in Verhältnis zu dem Gittersieb nach außen zu befördern, so daß diese an dessen oberen Ende ausge­ stoßen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Rotor­ aufbau für Zentrifugal-Partikeltrockner geschaffen, der verglichen mit vorbekannten Rotoraufbauten einfacher und wirtschaftlicher herzustellen, zu reparieren und zu warten ist.

Diese Merkmale beruhen zusammen mit anderen Einzelheiten und Vorteilen, die nachfolgend verdeutlicht werden, auf den Details der Konstruktion und Arbeitsweise, die vollständiger nachstehend beschrieben und beansprucht werden, wobei Bezug zu den zugehörigen Zeichnungen, die einen Teil hiervon darstellen, genommen wur­ de, und sich entsprechende Zahlen durchweg auf entsprechende Bauteile beziehen.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt eines Zentrifugal-Partikeltrockners, wobei die bevorzugten Drehkränze und Hebeanordnungen für Partikeln, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, dargestellt werden.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, wobei ein Teil wegge­ schnitten wurde, um den Aufbau des bevorzugten Drehkranzes und die Verbindung mit den Hebeanordnungen darzustellen.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des bevorzugten Drehkranzes für die Hebe­ anordnungen für Partikeln gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Rotorschaftes.

Aus Gründen der Klarheit wird bei der Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, wie diese in den Abbildungen dargestellt ist, auf eine spezifische Terminologie zurückgegriffen. Jedoch ist es nicht beabsichtigt, daß sich die Erfindung auf die spezifische Ausführungsform und die gewählte Ausdrucksweise beschränkt, und es gilt als vereinbart, daß jeder spezifische Ausdruck alle techni­ schen Äquivalente einschließt, die in einer ähnlichen Weise arbeiten, um einen ähn­ lichen Zweck zu erfüllen.

Fig. 1 zeigt einen Zentrifugal-Partikeltrockner 10, in dem die einzigartigen Ausgestal­ tungen der vorliegenden Erfindung enthalten sind. Der Trockner 10 umfaßt ein Ge­ häuse 12, das mit einem Einlaß 14 versehen ist, der angrenzend an den Boden an­ geordnet ist und zur Aufnahme der zu trocknenden Partikeln dient. Wenn die Parti­ keln in den Einlaß 14 geführt werden, werden diese auf einem geneigten Gittersieb 16, das als abschließende Entwässerungsvorrichtung dient, abgelegt. Das obere Ende des Gehäuses 12 umfaßt einen Auslaß 18 für die getrockneten Partikeln und dient auch als Lufteinlaß für die Zirkulation von Luft durch den Trockner. Im Inneren des Gehäuses 12 umfaßt der Trockner 10 eine zylindrische Siebtrommel 20, in die die Partikeln an der Unterseite zugeführt werden, wobei die Partikeln mit Hilfe von Hebeanordnungen 22 für Partikeln, die durch eine Vielzahl von vertikal beabstande­ ten tragenden Drehkränzen 26 auf einem zentral angeordneten angetriebenen Schaft 24 befestigt sind, aufwärts durch die Siebtrommel transportiert werden.

Jeder Drehkranz 26 wird aus einer aus einem Stück gefertigten Platte 28 hergestellt, die Öffnungen 30 aufweist, die mit dem Laser ausgeschnitten wurden, um die Fe­ stigkeit der Platte zu erhalten. Im Mittelpunkt der Platte 28 ist eine Nabe 32 vorgese­ hen, mit der der Drehkranz auf dem Schaft 24 befestigt wird. Die Nabe 32 ist durch Schweißen oder eine ähnliche Befestigungsart fest mit der Platte 28 verbunden und umfaßt vorzugsweise eine polygone äußere Oberfläche 34 mit einem Paar von Ge­ windebohrungen 36, die darin ausgebildet sind, um Halteschrauben 38 aufzuneh­ men. Die Halteschrauben 38 stehen vorzugsweise mit den Flächen 40 auf dem Schaft 24 in Eingriff, um die Drehkränze 26 stabil und starr auf dem Schaft 24 zu halten.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt die Platte 28 eine Vielzahl von angewinkelten geraden äußeren Kanten 42, wobei die Kanten 42 abwechselnd einen stehenden Flansch 44 vollständig umfassen. Jeder Flansch 44 umfaßt ein Paar von beabstandeten quadra­ tischen Öffnungen 46 zur Aufnahme von Tragebolzen 48, so daß sich die Tragebol­ zen nach ihrer Einführung in die Öffnungen 46 nicht drehen. Diese Anordnung von Flanschen 44 und freien Kanten 42 zwischen den Flanschen bewirkt ein Fluchten der Bohrungen 36 mit den freien Kanten 42, die keine Flansche aufweisen, damit die Halteschrauben 38 für einen Schraubenschlüssel oder ein anderes Werkzeug leicht erreichbar sind, wenn die Drehkränze 26 auf dem Schaft 24 befestigt werden. Eben­ so ermöglicht diese Anordnung nötigenfalls die einfache Demontage der Drehkränze von dem Schaft.

Die Hebeanordnungen 22 für Partikeln sind auf den Flanschen 44 befestigt, wobei jede Hebeanordnung 22 eine vertikal angeordnete Befestigungsplatte 50 aufweist, die im allgemeinen rechtwinklig ist, im allgemeinen eine Breite aufweist, die der Län­ ge der Flansche 44 entspricht, und die daran mit Hilfe der Tragebolzen 48 befestigt wird. Die Außenseite der Befestigungsplatte 50 ist mit einer Vielzahl von ebenen, geneigten Schaufeln 52 versehen, die daran durch Schweißen oder eine ähnliche Befestigungsmethode befestigt sind, wobei die Schaufeln 52 radiale und geradlinig verlaufende vorlaufende Kanten 54 und nachlaufende Kanten 56 aufweisen. Die in­ neren Kanten der Schaufeln, an denen diese an den Befestigungsplatten fixiert sind, sind gerade und die Außenkanten 58 sind gekrümmt, damit diese sich im wesentli­ chen der Innenfläche der Siebtrommel 20 anpassen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Am oberen Ende jeder Befestigungsplatte 50 ist ein horizontal angeordneter ebener oberster Flansch 60 befestigt. Der oberste Flansch 60 ist in seinem Aufbau den Schaufeln ähnlich, umfaßt jedoch eine schräge gerade Außenkante 62, eine gerade nachlaufende Kante 64 und eine abgerundete oder gekrümmte vorlaufende Kante 66. Wie in den Abbildungen gezeigt, werden die Flansche 60 durch Schweißen oder eine ähnliche Befestigungsmethode vorzugsweise fest am oberen Ende der Befesti­ gungsplatten 50 befestigt. Die horizontalen obersten Flansche 60 führen dazu, daß die Partikeln, die durch die Schaufeln 52 aufwärts befördert werden, nach außen und um die Außenkante der Flansche 60 bewegt werden, wenn die Partikeln das obere Ende des Rotors, das an den Auslaß 18 angrenzt, erreichen.

Während der Rotation des Schaftes 24 ergreifen und heben die geneigten Schaufeln 52 die Partikeln vertikal nach oben und verleihen den Partikeln und dem Wasser gleichzeitig eine Zentrifugalkraft, so daß die Zentrifugalkraft die Partikeln und das Wasser mit dem Gittersieb in Kontakt bringt. Das auf den Partikeln befindliche Was­ ser wird dadurch durch das Gittersieb abgeführt und am Boden des Partikeltrockners entleert. Der Aufbau des Rotors ermöglicht eine einfache Montage der Drehkränze 26 auf dem Schaft 24 sowie eine einfache Montage der Hebeanordnungen 22 für Partikeln auf den Drehkränzen 26. Die Drehkränze 26 werden auf dem Schaft 24 mit Hilfe von Halteschrauben 38 befestigt, und die Befestigungsplatten 50 der Hebean­ ordnungen werden auf den Drehkränzen 26 mit Hilfe der Tragebolzen 48 befestigt, die sich durch die Öffnungen 46 in den Flanschen 44 erstrecken. Nach der Montage wird der Schaft 24 mit den darauf befindlichen Hebeanordnungen 22 bei einer vor­ gegebenen Geschwindigkeit durch Rotation dynamisch ausgewuchtet, und Gewichte können nötigenfalls an verschiedenen Befestigungsplatten 50 angefügt werden, in­ dem man beispielsweise derartige Gewichte an den Öffnungen 68 befestigt.

Der Aufbau der Drehkränze 26 und der Hebeanordnungen 22 ermöglicht es, daß die Drehkränze leicht auf dem Schaft montiert werden können und daß die Hebeanord­ nungen leicht auf den Drehkränzen befestigt werden können. Durch diese Anord­ nung können die Bauteile nötigenfalls leicht ausgetauscht werden. Außerdem er­ möglicht es diese Anordnung, daß die vertikale Ausdehnung des Zentrifugal-Partikeltrockners vorgegeben durch die Länge des Trockners durch die Anzahl der benutzten Drehkränze verändert werden kann. Somit können die Bauteile der vorlie­ genden Erfindung leicht in Zentrifugal-Partikeltrockner jeder gewünschten Höhe ein­ gebaut werden, ohne daß erhebliche Veränderungen der Bauteile des Rotoraufbaus notwendig sind.

Der Aufbau der Drehkränze wird durch das Ausschneiden aus einem Stahlteil mittels eines Lasers erreicht, wodurch dem Drehkranz verglichen mit vorbekannten Struktu­ ren, die aus einer Vielzahl von miteinander verschweißten Teilen von flachen und runden Stangen aufgebaut sind, eine höhere Festigkeit verliehen wird. In den Dreh­ kränzen werden austauschbare Tragebolzen anstelle von eingeschweißten Bolzen verwendet. Dies ermöglicht es, daß die Bolzen austauschbar sind, jedoch ohne die Benutzung eines Werkzeuges sicher gehalten werden, während die Muttern festge­ zogen werden. Der Aufbau der Nabe bedingt, daß die Halteschrauben derart ange­ ordnet sind, daß sie zwischen den Hebeanordnungen leichter zugänglich sind, wo­ durch eine leichtere Montage und Wartung erreicht wird. Der Aufbau des Rotors mi­ nimiert Zonen, an denen ein beliebiges den Trockner passierendes Produkt zurück­ gehalten wird. Die Zentrifugalkraft des Rotors ermöglicht es, daß sich die glatten Oberflächen der Drehkränze selbständig von einem beliebigen Produkt, das sich darauf ablagern könnte, befreien. Der Aufbau der Drehkränze ist darüber hinaus leichter und ermöglicht eine bessern Gewichtsverteilung, wodurch das Auswuchten des montierten Rotors erleichtert wird. Der Drehkranz widersteht auch größeren Spannungen als vorbekannte Drehkränze, und eine Verschiebung der Arme dieses Drehkranzes ist geringer ausgeprägt.

Das oben Beschriebene ist als Darstellung der Prinzipien der Erfindung zu verste­ hen. Darüber hinaus ist es nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die exakte Konstruk­ tion und Arbeitsweise, wie sie gezeigt und beschrieben ist, zu begrenzen, da Fach­ leuten zahlreiche Modifikationen und Änderungen ohne weiteres nahegelegt sind, und dementsprechend fallen alle geeigneten Modifikationen und Äquivalente, von denen Gebrauch gemacht wird, in den Bereich der Erfindung.

Claims (9)

1. Zentrifugal-Partikeltrockner (10) mit einem im wesentlichen zylindrischen Git­ tersieb (20), mit einem Partikeleinlaß (14) an der Unterseite und einem Partike­ lauslaß (18) auf der Oberseite, mit einem vertikalen Schaft (24) der in der Mitte des Gittersiebes (20) rotierbar angeordnet ist, mit einer Vielzahl von in Um­ fangsrichtung beabstandeten Hebeanordnungen (22), die innerhalb des Gitter­ siebes (20) ausgerichtet sind, und mit einer Vielzahl von vertikal beabstandeten Drehkränzen (26), die die Hebeanordnungen (22) für Partikeln ausgehend von dem Schaft (24) tragen und die fest auf dem Schaft (24) montiert sind, wobei die Hebeanordnungen (22) für Partikeln lösbar auf den Drehkränzen (26) an­ geordnet sind, und jeder Drehkranz (26) eine Platte (28) mit in Umfangsrichtung beabstandeten externen vollständig darauf befindlichen Flanschen (44) umfaßt, wobei jede Hebeanordnung (22) für Partikeln eine im wesentlichen senkrecht angeordnete Befestigungsplatte (50), die an den Flanschen (44) befestigt ist, und eine Vielzahl von Hebeschaufeln (52) für Partikeln auf der Außenseite je­ der Befestigungsplatte (50) aufweist.

2. Partikeltrockner (10) nach Anspruch 1, wobei jeder Drehkranz (26) eine zentral angeordnete Nabe (32) umfaßt, die auf dem Schaft (24) montiert ist und min­ destens ein Paar von radialen Gewindebohrungen (36) zur Aufnahme einer Halteschraube (38) aufweist, wobei der Schaft (24) Flächen (40) aufweist, die die inneren Enden der Halteschrauben (38) zu einer sicheren Befestigung der Drehkränze (26) auf dem Schaft (24) aufnehmen.

3. Partikeltrockner (10) nach Anspruch 2, wobei der Drehkranz (26) eine Vielzahl von winklig angeordneten winkligen äußeren Kanten (42) alternierend mit den Flanschen (44) aufweist, wobei die Bohrungen (36) in der Nabe (32) mit den winkligen Kanten (42) zwischen den Flanschen (44) fluchten, um den Zugang zu den Halteschrauben (38) zu ermöglichen.

4. Partikeltrockner (10) nach Anspruch 3, wobei jede Befestigungsplatte (50) Öff­ nungen aufweist, und die Flansche (44) auf dem Drehkranz (26) voneinander beabstandete quadratische Löcher (46) aufweisen, wobei die Befestigungsplat­ ten (50) an den Flanschen (44) mit Hilfe von Tragebolzen (48) befestigt werden, um die Montage der Befestigungsplatten (50) auf den Flanschen (44) auf den Drehkränzen (26) zu ermöglichen, wobei jede Hebeschaufel (52) eben ist und eine bogenförmige Außenkante (58) aufweist, die im wesentlichen an die In­ nenseite des Gittersiebes (20) angepaßt ist, und wobei das obere Ende jeder Befestigungsplatte (50) einen horizontalen Flansch (60) aufweist, der eine nach außen seitwärts gerichtete Bewegung der Partikeln bewirkt, wenn sich diese aufwärts in Richtung des oberen Endes des Trockners (10) in den Partikelaus­ laß (18) bewegen.

5. Partikeltrockner (10) nach Anspruch 3, wobei jede Hebeschaufel (52) geneigt ist und eine vorlaufende Kante (54) aufweist, die unterhalb einer nachlaufenden Kante (56) angeordnet ist, um die Partikeln zu heben, wenn der Schaft (24) ro­ tatorisch angetrieben wird.

6. Partikeltrockner (10) nach Anspruch 1, wobei die Platte (28) mittels eines La­ sers aus einem Metallstück ausgeschnitten wird, wobei die Flansche (44) ein­ zigartig auf der Platte (28) angeordnet sind und im wesentlichen senkrecht da­ zu stehen.

7. Partikeltrockner (10) nach Anspruch 2, wobei die Radialbohrungen (36) in der Nabe (32) mit den äußeren Flächen zwischen den Flanschen (44) und Hebe­ anordnungen (22) fluchten, um den Zugang zu den Halteschrauben (38) zu er­ möglichen.

8. Drehkranz (26) zum Tragen spezieller Hebeanordnungen (22) ausgehend von einem rotatorisch angetriebenen Schaft (24) in einem Zentrifugal-Partikeltrockner (10), wobei der Drehkranz (26) eine aus einem Stück gefertigte Platte (28) aus einer festen Metallkonstruktion und eine Nabe (32), die fest in der Mitte der Platte (28) befestigt ist und den Schaft (24) aufnimmt, umfaßt, wobei die Platte (28) eine äußere Kante (42) und eine Vielzahl von Flanschen (44) aufweist, die auf der äußeren Kante (42) angeordnet sind, und sich im we­ sentlichen senkrecht von dieser erstrecken, wobei jeder Flansch (44) eine Be­ festigungsvorrichtung aufweist, mit der die Hebeanordnung (22) daran befestigt werden kann, und wobei die Platte (28) und die Flansche (44) einen einzigarti­ gen Aufbau aufweisen.

9. Spezielle Hebeanordnung (22) für einen Zentrifugal-Partikeltrockner (10), die ausgehend von einem rotatorisch angetriebenen Schaft (24) mittels einer Viel­ zahl von tragenden Drehkränzen (26) getragen wird, wobei die Hebeanordnung (22) eine sich vertikal erstreckende Befestigungsplatte (50) und eine Vielzahl von vertikal beabstandeten Hebeschaufeln (52) aufweist, die fest an der Au­ ßenseite der Befestigungsplatte (50) befestigt sind, wobei jede Hebeschaufel (52) eben ist und von einer vorlaufenden Kante (54) zu einer nach laufenden Kante (56) aufwärts geneigt ist, um das spezielle Trockengut in einer Sieb­ trommel (20) aufwärts zu befördern.