DE19983132C2 - Dampftrockner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dampftrockner, insbesondere einen Dampftrockner zum Trocknen konzentrierter Materia­ lien, wobei der Trockner eine zylindrische, drehbare Trommel aufweist, in deren Innerem ein Satz von Dampfroh­ ren, der aus einer Anzahl von Rohren besteht, eingesetzt ist, um zusammen mit der Trommel zu drehen, wobei der Satz von Dampfrohren ausgelegt ist, mit dem Dampf für die Trocknung des Materials mittels Dampfzuführeinrichtungen versorgt zu werden, die an einem ersten Ende des Trock­ ners angebracht sind, und wobei in dem Dampftrockner am gegenüberliegenden Ende ein Förderer oder dergleichen eingebaut wurde, um das zu trocknende Material in das Trommelinnere zuzuführen, von wo das getrocknete Material durch das erste Ende des Trockners abführbar ist.

Im Stand der Technik ist eine Vielzahl verschiedener Ty­ pen von Trocknertrommeln auf der Basis der Verwendung von Dampf bekannt, wobei die Trommeln unter anderem zum Trocknen verschiedener konzentrierter Materialien verwen­ det werden. In Dampftrocknern dieses Typs wird das zu trocknende Material in die Trocknertrommel eingeführt und der Dampf zum Trocknen wird zum Strömen in innerhalb der Trommel angebrachten Rohren gebracht. Somit kann das zu trocknende Material nicht in unmittelbaren Kontakt mit dem Dampf kommen. Trocknertrommeln können in zwei Haupt­ typen unterteilt werden, d. h. in Trockner vom Chargentyp und, andererseits, in kontinuierliche Trockner. In Trock­ ner vom Chargentyp, für die als ein Beispiel der in DE 27 24 639 A1 beschriebene Trockner ge­ nannt werden kann, wird die Trocknertrommel mit der ge­ wünschten Menge gefüllt, die Versorgung mit Dampf in dem Satz von Rohren, die in dem Inneren der Trocknertrommel angeordnet sind, wird begonnen und zur gleichen Zeit be­ ginnt die Trocknertrommel zu drehen. Nachdem das zu trocknende Material hinreichend getrocknet wurde, wird die Drehung der Trommel angehalten, die Dampfversorgung wird abgeschaltet und die Trommel wird entleert. Folglich kann es als ein Nachteil eines Trockners vom Chargentyp angesehen werden, dass, exakt in Folge dieser Betriebs­ weise, der Trockner nicht verwendet werden kann, um gleichmäßig große Materialmengen zu trocknen.

In kontinuierlichen Trocknern ist die Anordnung regelmä­ ßig so, dass die Trocknertrommel konstant gedreht wird und zu trocknendes Material durch ein Ende der Trommel in das innere der Trommel zugeführt wird. Während des Trock­ nens wird Dampf kontinuierlich in das im Inneren der Trommel vorgesehene Rohrsystem geführt. Die Trommel ist mit geeigneten Mitteln versehen, mit denen sie während des Trocknens gedreht wird, und ferner wird das konzent­ rierte Material, das während des Trocknens in die Trommel zugeführt wird, in Richtung des gegenüberliegenden Endes der Trommel getragen, wobei das Material aus diesem Ende abgegeben wird. Im Regelfall ist die Trommel mit einer einstellbaren Überströmkante oder mit einstellbaren Abga­ beöffnungen versehen und es ist ferner üblich, dass die Neigungsstellung der Trommel innerhalb bestimmter Grenzen eingestellt werden kann, um die Verweilzeit des konzent­ rierten Materials in der Trommel zu regeln. Als ein Bei­ spiel einer solchen kontinuierlichen Trockentrommel kann der in der FI 102 782 B (vgl. auch WO 98/02700) beschriebene Dampftrockner genannt werden.

Im Hinblick auf den Aufbau herkömmlicher Dampftrommel­ trockner kann beispielhaft gesagt werden, dass üblicher­ weise solche Trockner verwendet werden, in welchen die Dampfrohre im Wesentlichen parallel zu der Achse der Trommel eingesetzt sind. In einer solchen Anordnung wurde es in manchen Fällen als Schwierigkeit bemerkt, dass eine isolierende Materialschicht aus dem zu trocknenden Mate­ rial an den Flächen der Dampfrohre gebildet wird. In sol­ chen herkömmlichen Trocknern, in welchen Längsrohre ver­ wendet werden, ist der Füllgrad der Vorrichtung relativ klein, d. h. im Bereich von 10. . .15% des inneren Volu­ mens der Trommel, und solche Trommeln werden wegen ihrer großen Abmessungen und kleiner Effizienz üblicherweise nicht zum Trocknen konzentrierter Materialien verwendet.

Eine weitere bekannte Trockneranordnung besteht darin, dass ein separater Rotor verwendet wird, welcher die Heizfläche bildet, wobei um den Rotor ein stationäres festes Becken in einer horizontalen Ebene angeordnet ist. Im Regelfall besteht der Rotor aus einer Anzahl von pa­ rallelen Gruppen von Rohren, welche entlang eines zentra­ len Rohres angeordnet wurden. Jede Gruppe von Rohren um­ fasst üblicherweise eine Anzahl konzentrischer Rohrringe, und das zu verwendende Wärmeübertragungsmedium kann Dampf oder eine Flüssigkeit sein. Bei dieser bekannten Lösung bewirkt das System von Dampfrohren, die an ihren Enden mittels Lagern befestigt sind und in dem zu trocknenden Konzentrat drehen, eine Begrenzung der Größe und die Grö­ ße der Vorrichtung kann nicht wirtschaftlich vergrößert werden, wenn die Konzentratmenge vergrößert wird. Ein be­ achtlicher Nachteil von Trocknern dieses Typs ist der ra­ sche Verschleiß der Dampfrohre, was große Schwierigkeiten beim Trocknen abrasiver Konzentrate hervorruft, weil der Rotor in einem stationären Konzentratbad dreht, wobei in diesem Fall der durch das Konzentrat auf die Dampfrohre aufgebracht Druck hoch ist und intensiven Verschleiß be­ wirkt, wie zuvor ausgeführt wurde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Dampf­ trockner, insbesondere zum Trocknen von Konzentraten zu schaffen, wobei in dem Trockner der Verschleiß eliminiert oder zumindest minimiert ist. Diese Aufgabe wird mit ei­ nem Dampftrockner nach Anspruch 1 gelöst. Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, einen Dampftrockner zu schaffen, in dem keine isolierende Schicht von Konzentrat auf den Dampfrohrflächen gebildet werden kann.

Ferner ist es ein weiteres Ziel der Lösung in Überein­ stimmung mit der vorliegenden Erfindung, einen Dampf­ trockner zu schaffen, dessen Größe nicht begrenzt ist, sondern der in jedem Fall passend für den Zweck in Über­ einstimmung mit der gewünschten Produktionsmenge aufge­ baut werden kann.

Ferner ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Dampftrockner zu schaffen, in welchem es möglich ist, Dampf zu verwenden, der anderswo in dem Bearbeitungspro­ zess der Konzentrate erzeugt wird.

Die vorliegende Erfindung ist hauptsächlich dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Satz von Dampfrohren aus einer An­ zahl von Rohrelementen besteht, von denen jedes zwei zur Längsrichtung der Trommel parallele axiale Rohre und eine Anzahl von Rohrbögen umfasst, die in der Querrichtung der Trommel und im Abstand voneinander bezüglich der Längs­ richtung der Trommel eingesetzt sind, wobei die Rohrbögen die zwei axialen Rohre jedes Rohrelementes verbinden, und dass an dem ersten Ende des Dampftrockners ein Dampfver­ teilerkopf koaxial mit der Trommel angebracht wurde, wo­ bei der Kopf ausgelegt ist, den Dampf für die Trocknung in jedes Rohrelement zuzuführen und wobei auf entspre­ chende Weise der Dampfeinlasskopf ausgelegt wurde, das von den Rohrelementen kommende Kondensat zu entfernen.

In der Anordnung der Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung dreht der Satz von Dampfrohren in dem Trockner zusammen mit der Trommel, wobei in diesem Fall kein Druck und keine verschleißende Geschwindigkeitsdif­ ferenz zwischen dem zu trocknenden Material und den Dampfrohren auftritt, und ferner verhindern längslaufende vorstehende Platten, die an der Innenfläche der Trommel angebracht sind, übermäßiges Gleiten des Materials auf der Trommelfläche, wobei in diesem Fall weder ein Ver­ schleiß der Dampfrohre noch die Bildung einer Material­ schicht auf den Flächen der Dampfrohre Probleme hervor­ ruft, und wobei die Größe der Konstruktion weder durch das Lagersystem der Dampfrohre noch durch irgendeinen an­ deren ähnlichen Faktor beschränkt ist. In einem Dampf­ trockner in Übereinstimmung mit der Erfindung wird das zu trocknende Konzentrat mittels eines geeigneten Förderers durch ein Ende der Trommel in die Trommel zugeführt und das Konzentrat wird durch Auslassöffnungen aus der Trom­ mel abgegeben, die an dem gegenüberliegenden Ende der Trommel vorgesehen sind. Der Trockner ist mit einstellba­ ren Auslassöffnungen versehen, durch welche das getrock­ nete Material abgegeben wird, und wobei mittels der Aus­ lassöffnungen eine angemessene Verweilzeit des Materials in dem Trockner und gleichzeitig ein passender Füllungs­ grad sichergestellt sind.

Die Trommel des Trockners und der innerhalb der Trommel angeordnete Satz von Rohren werden während des Trocknens gedreht und dafür ist die Trommel mit einem geeigneten Drehmechanismus versehen, beispielsweise gleich jenem, der zuvor in der Patentanmeldung Nr. 962 853 des Anmel­ ders beschrieben wurde. Es kann auch ein Drehmechanismus einer anderen Art verwendet werden, der für den Zweck ge­ eignet ist.

Der in der Trommel angeordnete Rohrsatz wurde aus Elemen­ ten geformt und zusammengestellt, welche aus der Trommel entfernt und separat ersetzt werden können, während im Stand der Technik gemäß der früheren Patentanmeldung 962 853 des Anmelders der Satz von Dampfrohren aus einem großen und schweren Stück besteht. Mit diesem neuen Trockner kann die Lebensdauer und die Verwendbarkeit des Trockners verbessert werden, weil die Röhrenelemente er­ forderlichenfalls schnell und leicht ersetzt werden kön­ nen, was die Stillstandszeit des Trockners vermindert.

Durch den Dampftrockner gemäß der Erfindung wird eine ho­ he Trocknungseffizienz erhalten, weil der Füllgrad der Trommel sehr hoch gemacht werden kann und die Trommel mit Dampfrohren gefüllt ist. In einem Trockner in Überein­ stimmung mit der Erfindung kann ein Füllungsgrad von so­ gar mehr als 30% erreicht werden.

Die Trommel des Dampftrockners in Übereinstimmung mit der Erfindung kann ebenfalls in geneigter Stellung sein, um den Transport des zu trocknenden Materials zu verbessern und das Kondensat zu entfernen.

Die weiteren Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung der Er­ findung deutlicher, wobei die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren in der beigefügten Zeichnung beschrieben wird.

Fig. 1 ist eine schematischen Längsschnittansicht eines Dampftrockners in Übereinstimmung mit der Erfindung.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der im Inneren der Trommel des Dampftrockners angeordneten Rohrelemente.

Fig. 3A, 3B und 3C sind schematische Querschnittansichten eines Dampftrockners in Übereinstimmung mit der Erfin­ dung.

In Fig. 1 in der Zeichnung ist der Dampftrockner allge­ mein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Dampftrock­ ner 10 umfasst eine Trocknertrommel 11, in deren Innerem ein Satz von Dampfrohren 12 eingesetzt wurde. Der Dampf wird in den Satz von Dampfrohren 12 zugeführt, die in dem Inneren der Trommel 11 angeordnet sind, und gleichermaßen wird der Dampf durch ein erstes Ende 10A des Trockners aus der Trommel abgeführt; andererseits wird das zu trocknende Material, welches insbesondere ein Konzentrat ist, durch ein zweites Ende 10B der Trommel in das Innere der Trommel zugeführt. Während des Trocknens wandert das Material in der Axialrichtung durch die Trommel 11 und wird durch das erste Ende 10A des Trockners abgegeben. Das zu trocknende Material wird die Trommel 11 mittels eines Förderers 16 zugeführt, welcher beispielsweise ein Förderband gleich dem in Fig. 1 gezeigten ist. Es kann auch ein Förderer anderen Typs verwendet werden. Für die Zuführung des Materials in die Trommel wurde eine Öffnung 15 in dem Ende 14 am zweiten Ende 10B der Trommel 11 aus­ gebildet, wobei sich der Förderer 16 durch die Öffnung 15 in das Innere der Trommel erstreckt. Der Dampf wird in den Satz von Dampfrohren 12, die innerhalb der Trommel 11 angeordnet sind, durch ein Zuführrohr 20, das an dem ers­ ten Ende 10A des Trockners angebracht ist und durch eine drehende Dampfkupplung 21 zugeführt. An dem ersten Ende 10A des Trockners ist ein Dampfverteilerkopf 17 koaxial mit der Trommel 11 angeordnet, wobei der Dampf aus dem Zuführrohr 20 in den Kopf eintritt. Der Dampfkopf 17 wur­ de in Axialrichtung außerhalb des Endes 13 des ersten En­ des 10A der Trommel 11 eingesetzt. Der Dampfkopf 17 dreht zusammen mit der Trommel 11. Der Dampfkopf 17 ist mit ra­ dialen Verbindungsrohren 18 versehen, deren innere Enden in das Innere des Dampfkopfes 17 öffnen und deren äußere Enden geschlossen sind. Die radialen Verbindungsrohre 18 sind mit dem Satz von Dampfrohren 12 im Inneren der Trom­ mel 11 über flexible Schläuche 19 verbunden.

Der Satz von Dampfrohren 12, die innerhalb der Trommel 11 angeordnet sind, besteht aus axialen Rohren 12a, 12a', die in die Trommel eingesetzt sind, und aus Rohrbögen 12b, welche die Rohre miteinander verbinden. Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, können sich die axialen Rohre als axiale Rohre 12a über eine Länge gleich der Länge der ge­ samten Trommel und zwischen den Enden 13, 14 der Trommel erstrecken oder die axialen Rohre 12a' können sich über lediglich einen Teil der axialen Länge der Trommel von dem Ende 13 des ersten Endes 10A erstrecken. Neben Fig. 1 und 2 ist dies auch in Fig. 3A und 3B gezeigt, wobei Fig. 3A eine entlang der Linie A-A in Fig. 1 genommene Schnittansicht ist und wobei, gleichermaßen, Fig. 3B eine entlang der Linie B-B in Fig. 1 genommene Schnittansicht ist. Eine Anzahl von axialen Rohren 12a und 12a' ist auf einem Radius der Trommel 10 eingesetzt und in jedem ein­ zelnen Fall wurde eine Anzahl von Rohrbögen 12b angeord­ net, um die beiden axialen Rohre zu verbinden, wobei die Bögen in Axialrichtung der Trommel 11 im Abstand vonein­ ander positioniert sind, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Zwei axiale Rohre 12a bzw. 12a' und die verbindenden Rohrbögen 12b bilden stets ein Rohrelement, welches separat aus dem Inneren der Trommel 10 entfernt werden kann. In dem Inne­ ren der Trommel sind Stützkonstruktionen 27 angebracht, wobei jedes Rohrelement an den Stützkonstruktionen befes­ tigt ist, indem beispielsweise Schraubverbinder 28, die in Fig. 1 und 3B gezeigt sind, oder entsprechende Verbin­ der verwendet sind, welche eine Bewegung zulassen, die durch Wärmedehnung der Rohrelemente entsteht.

In der Anordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird kein Durchfluss des Dampfes in dem Satz von Dampfrohren 12 verwendet, sondern der Satz von Dampf­ rohren 12 bildet einen geschlossenen Raum für den Dampf. Dies wurde erreicht, indem ein Ende der axialen Rohre 12a und 12a' verschlossen wurde. Wie bereits zuvor beschrie­ ben wurde, erstrecken sich die axialen Rohre über einen bestimmten Weg durch das Ende 13 des ersten Endes des Trockners, wo sie mit radialen Verbindungsrohren 18 über flexible Schläuche, beispielsweise Stahlschläuche verbun­ den sind. In einem solchen Fall wird, wenn Dampf aus dem Zuführrohr 20 in den Dampfverteilerkopf 17 zugeführt wird, der Dampf von dem Kopf durch die radialen Verbin­ dungsrohre 18 und durch die flexiblen Schläuche 19 in die axialen Rohre 12a und 12a' sowie in die Rohrbögen 12b ge­ führt, die die Axialrohre verbinden. Wenn der Dampf kon­ densiert, fließt das Kondensatwasser den gleichen Weg zu­ rück in den Dampfverteilerkopf 17, von wo es mittels ei­ nes Syphonrohres 22 in ein Kondensatauslassrohr 23 abge­ lassen wird. Das Entfernen von Kondensat kann durch Nei­ gen des Dampftrockners verbessert werden. Die Abgase von der Trocknung werden von dem Trockner weg entlang einer Gasleitung 24 in einen Filter (nicht gezeigt) geführt.

Das getrocknete Konzentrat wird von dem Dampftrockner 10 durch das erste Ende 10A des Trockners abgeführt. Zu die­ sem Zweck wurden in der in Fig. 3C gezeigten Weise an dem Ende 13 der Trommel 11 Überströmöffnungen 29 ausgebildet, und ferner wurden in dem Ende 13 einstellbare Auslassöff­ nungen 30 angebracht und der Öffnungsgrad der Auslassöff­ nungen 30 kann mittels eines Regelmechanismusses 31 gere­ gelt werden. Wenn die Trommel 11 und der Satz von Dampf­ rohren 12 drehen, passiert das zu trocknende Konzentrat die Trommel 11 und, weil die vorstehenden Platten 26, die in Fig. 3A gezeigt sind, das Gleiten des Materials an der Innenfläche der Trommel 11 verhindern, wird das Material durch die Auslassöffnungen 30 abgegeben, wobei in Verbin­ dung damit, als ein Ergebnis, ein getrocknetes Konzentrat erhalten wird, welches mit einem Pfeil und mit dem Be­ zugszeichen 25 bezeichnet ist.

In den Figuren in der Zeichnung sind der Mechanismus für die Drehung der Trommel oder der Mechanismus für die Nei­ gung der Trommel nicht gezeigt, es ist jedoch, wie be­ reits oben ausgeführt wurde, möglich, als den Drehmecha­ nismus und als den Neigemechanismus beispielsweise die in der FI 102 782 B beschriebene Anordnung zu verwenden. In einem solchen Fall kann, mittels des Neigungswinkels der Trom­ mel 11, der einstellbaren Rotationsgeschwindigkeit und den einstellbaren Auslassöffnungen 30 die Verweilzeit des Konzentrats in dem Dampftrockner 10 geregelt werden.

Claims (9)

1. Ein Dampftrockner, insbesondere ein Dampftrockner zum Trocknen konzentrierter Materialien, wobei der Trockner ei­ ne zylindrische, drehbare Trommel (11) aufweist, in deren Innerem ein Satz von Dampfrohren (12), der aus einer Anzahl von Rohrelementen besteht, eingesetzt ist, um zusammen mit der Trommel zu drehen, wobei die Rohrelemente einzeln von der Trommel (11) trennbar und einzeln in die Trommel ein­ baubar sind, wobei der Satz von Dampfrohren (12) ausgelegt ist, mit dem Dampf für die Trocknung des Materials mittels eines Dampfverteilerkopfs (17) versorgt zu werden, der an einem ersten Ende (10A) koaxial mit der Trommel (11) des Trockners angebracht ist, und wobei in dem Dampftrockner (10) am gegenüberliegenden Ende (10B) ein Förderer (16) oder dergleichen eingebaut ist, um das zu trocknende Materi­ al in das Trommelinnere zuzuführen, von wo das getrocknete Material durch das erste Ende (10A) des Trockners abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Rohrelemente in dem Satz von Dampfrohren (12) aus zwei axialen Rohren (12a, 12a') parallel zur Längsrichtung der Trommel (11) und einer Anzahl von Rohrbögen (12b) besteht, die in Querrichtung der Trommel (11) und in Längsrichtung der Trommel im Abstand voneinander eingefügt sind, wobei die Rohrbögen die zwei axialen Rohre jedes Rohrelements miteinander verbinden, und wobei die axialen Rohre (12a, 12a') jedes Rohrelements mit dem Dampfkopf (17) verbunden sind, um den Dampf für das Trocknen in die Rohrelemente zuzuführen und, in entspre­ chender Weise, das Kondensat von den Rohrelementen durch den Dampfkopf (17) abzuführen.

2. Dampftrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Rohrelemente in das Innere der Trommel (11) eingesetzt sind, so dass, in jedem Element, die axialen Rohre (12a, 12a') im wesentlichen mit gleichem Abstand von der Längsmittellinie der Trommel (11) positioniert sind.

3. Ein Dampftrockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der Trommel (11) eine An­ zahl von Rohrelementen, die aus zwei axialen Rohren (12a, 12a') und aus einer Anzahl von querlaufenden Rohrbögen (12b) bestehen, ineinander, in der Richtung des Radius der Trommel (11) mit einem Abstand voneinander eingesetzt sind, so dass die Rohrbögen (12b) benachbarter Rohrele­ mente, welche im Wesentlichen mit dem gleichen Abstand von der Längsmittellinie der Trommel (11) angeordnet sind, einen kontinuierlichen Ring parallel zum Umfang der Trommel (11) bilden.

4. Dampftrockner nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung von Trocknungsdampf von dem Dampfverteilerkopf (17) in die Rohrelemente, die innerhalb der Trommel (11) angeordnet sind, so angeordnet wurde, dass sie durch radiale Verbin­ dungsrohre (18), die in dem Dampfverteilerkopf (17) ange­ bracht sind und durch flexible Schläuche (19) erfolgt, welche die Verbindungsrohre mit den Rohrelementen verbin­ den.

5. Ein Dampftrockner nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Rohre (12a, 12a') der Rohrelemente an ihrem dem Dampfversor­ gungsende gegenüberliegenden Ende vollständig verschlos­ sen sind, so dass ein Durchfluss von Dampf in den Rohr­ elementen verhindert ist.

6. Dampftrockner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, dass das Kondensatwasser auf dem gleichen Wege aus den Rohrelementen in den Dampfverteilerkopf (17) abgelas­ sen wird, auf dem es in die Rohrelemente zugeführt wurde, und dass ein Syphonrohr (22) in den Dampfkopf eingesetzt ist, wobei das Kondensatwasser durch den Syphon aus dem Dampfkopf absaugbar ist.

7. Dampftrockner nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Rohrelemente sich über die gesamte axiale Länge der Trom­ mel (11) erstreckend ausgebildet ist.

8. Dampftrockner nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Teil der Rohr­ elemente vom Dampfversorgungsende ausgehend nur über ei­ nen Teil der axialen Länge der Trommel (11) erstreckt.

9. Dampftrockner nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Inneren der Trommel (11) Stützkonstruktionen (27) für die Rohrelemen­ te eingebaut sind, wobei die Rohrelemente an den Stütz­ konstruktionen mit Befestigungsmitteln angebracht sind, die thermische Ausdehnung zulassen.