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