DE202017107185U1

DE202017107185U1 - Adsorptionstrockner für gasförmige Medien

Info

Publication number: DE202017107185U1
Application number: DE202017107185.5U
Authority: DE
Original assignee: Digicolor GmbH
Current assignee: Digicolor GmbH
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2017-12-04
Anticipated expiration: 2027-11-29

Abstract

Adsorptionstrockner für gasförmige Medien, mit zwei Adsorberkammern (34, 36), die jeweils einen Adsorber (38) mit einer Feuchtigkeit adsorbierenden Oberfläche enthalten, und mit einem Ventilsystem (32, 48), das dazu eingerichtet ist, zu trocknende, unter erhöhtem Druck stehende Luft abwechselnd durch eine der Adsorberkammern (34) zu leiten und einen Teil der getrockneten Luft nach Entspannung durch die jeweilige andere Adsorberkammer (36) zu leiten, um den darin enthaltenen Adsorber (38) zu regenerieren, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Adsorber (38) ein starrer Körper mit wabenförmig angeordneten Kanälen (54) ist, deren Oberfläche aus einem Feuchtigkeit adsorbierenden Material besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Adsorptionstrockner für gasförmige Medien, mit zwei Adsorberkammern, die jeweils einen Adsorber mit einer Feuchtigkeit adsorbierenden Oberfläche enthalten, und mit einem Ventilsystem, das dazu eingerichtet ist, zu trocknende, unter erhöhtem Druck stehende Luft abwechselnd durch eine der Adsorberkammern zu leiten und einen Teil der getrockneten Luft nach Entspannung durch die jeweilige andere Adsorberkammer zu leiten, um den darin enthaltenen Adsorber zu regenerieren.
Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einem Adsorptions-Drucklufttrockner für die Erzeugung von trockener Luft zum Trocknen von Kunststoffgranulat.
Ein Beispiel eines herkömmlichen Adsorptionstrockners dieser Art wird in DE 29 22 616 A1 beschrieben. Bei diesem bekannten Trockner werden die Adsorber durch lose Schüttungen von kugelförmigen Partikeln aus Adsorptionsmaterial wie beispielsweise Silikagel, Zeolith oder dergleichen gebildet.
In DE 20 2008 013 225 U1 wird ein Gebläse-Lufttrockner beschrieben, bei dem der Adsorber durch einen rotierenden Zylinder aus wabenförmigem Material gebildet wird.
Der Zylinder ist in einer Trommel angeordnet, deren Querschnitt einlass- und auslassseitig in mehrere Sektoren unterteilt ist. In einem Sektor wird die zu trocknende Luft axial durch die Trommel und durch die Wabenstruktur des Adsorbers geleitet, während in einem anderen Sektor die zu regenerierende Luft durch den Adsorber geleitet wird. Aufgrund der Drehung des Zylinders kommt es so in jedem Teil des Adsorbers zu einem periodischen Wechsel zwischen Adsorptions- und Regenerationsphasen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Adsorptionstrockner zu schaffen, der einfach aufgebaut ist, nur einen geringen Wartungsaufwand erfordert und es erlaubt, getrocknete Medien mit verbesserter Qualität zu liefern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeder der Adsorber ein starrer Körper mit wabenförmig angeordneten Kanälen ist, deren Oberfläche aus einem Feuchtigkeit adsorbierenden Material besteht.
Aufgrund der Wabenstruktur des Adsorbers kommt die Luft auf einer sehr großen Oberfläche mit dem Feuchtigkeit adsorbierenden Material in Kontakt, so dass eine ähnlich hohe Trocknungsleistung erreicht wird wie bei herkömmlichen Adsorbern, bei denen das adsorbierende Material durch eine Schüttung aus Kugeln gebildet wird. Da die Adsorber keine mechanisch beweglichen Teile aufweisen, wird ein einfacher Aufbau und eine geringe Störanfälligkeit erreicht und der erforderliche Wartungsaufwand reduziert. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die getrocknete Luft weniger stark mit Staubpartikeln belastet ist, die bei herkömmlichen Drucklufttrocknern mit Partikelschüttungen dadurch entstehen, dass die lose geschütteten Partikel durch die durchströmende Luft in Vibration versetzt werden und aneinander reiben, so dass staubförmiger Abrieb entsteht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Diagramm einer Trocknungsanlage für Kunststoffgranulat mit einem erfindungsgemäßen Adsorptionstrockner;
2 eine perspektivische Ansicht wesentlicher Teile des Adsorptionstrockners;
3 einen axialen Schnitt durch den Adsorptionstrockner;
4 einen Querschnitt eines einzelnen Adsorbers des Adsorptionstrockners; und
5 eine Detailansicht zu 4.
Die in 1 gezeigte Trocknungsanlage für Kunststoffgranulat 10 weist einen im oberen Teil zylindrischen und im unteren Teil trichterförmigen Trocknungsbehälter 12 auf, der das Kunststoffgranulat 10 enthält und dem über einen Trocknungsluft-Vorlauf 14 und einen Diffusorkegel 16 getrocknete und temperierte Trocknungsluft zugeführt wird. Die Temperatur der Trocknungsluft beträgt je nach Art des zu trocknenden Kunststoffmaterials zwischen 30 und 180 °C. Die Trocknungsluft strömt innerhalb des Trocknungsbehälters 12 durch die Zwischenräume zwischen den Partikeln des Kunststoffgranulats und nimmt dabei Feuchtigkeit aus den Granulatpartikeln auf. Am oberen Ende des Trocknungsbehälters 12 tritt die Trocknungsluft über einen Auslass 18 und einen Staubfilter 20 aus.
Die über den Trocknungsluft-Zulauf 14 zugeführte Luft wird von einem Adsorptions-Drucklufttrockner 22 bereitgestellt, dessen Aufbau und Funktionsweise im folgenden näher beschrieben werden soll.
Von einem Kompressor 24 wird Umgebungsluft angesaugt und verdichtet und dann in einem Kältetrockner 26 vorgetrocknet und gekühlt. Über eine Kompressor-Wartungseinheit 28 und einen Ölabscheider 30 wird die Luft dann mit einem Druck von 0,6 bis 0,8 MPa einem 5/3-Wege-Ventil 32 zugeführt, dass den Luftstrom je nach Ventilstellung in eine von zwei säulenförmigen Adsorberkammern 34, 36 weiterleitet.
Jede der beiden Adsorberkammern 34, 36 enthält einen Adsorber 38 in der Form eines starren Körpers, der eine Vielzahl von wabenförmig angeordneten, vertikal verlaufenden Kanälen 54 (2) aufweist, wie später noch näher beschrieben wird.
Die Druckluftauslässe an den oberen Enden der Adsorberkammern 34, 36 sind durch eine gegabelte Leitung 40 miteinander und mit einem Druckregelventil 42 verbunden, durch das der Druck reduziert und auf etwa 0,25 MPa begrenzt wird. Dem Druckregelventil 42 ist ein Proportionalventil 44 nachgeschaltet, mit dem der Volumenstrom der Trocknungsluft geregelt wird, die dann in einer Heizkammer 46 temperiert und dem Trocknungsluft-Vorlauf 14 zugeführt wird.
In jedem Ast der gegabelten Leitung 40 ist zwischen dem Druckregelventil 42 und dem Auslass jeder Adsorberkammer 34, 36 ein Drosselrückschlagventil 48 angeordnet, das eine ungehinderte Luftströmung von der Adsorptionskammer zum Druckregelventil 42 erlaubt, jedoch eine entgegengesetzt gerichtete Luftströmung drosselt.
Wenn das 5/3-Wege-Ventil 32 die Druckluft beispielsweise der Adsorberkammer 34 zuführt, so ist die Adsorberkammer 36 über einen anderen Weg dieses Ventils mit einem Abluft-Auslass 50 verbunden, so dass die Adsorberkammer 36 in diesem Zustand drucklos ist. Das Drosselrückschlagventil 48, das dieser Adsorberkammer 36 zugeordnet ist, lässt nur einen gewissen Anteil der Luft, die in der Adsorberkammer 34 getrocknet wurde, unter Entspannung in die Adsorberkammer 36 eintreten, während der übrige Anteil der Luft über das Druckregelventil 42 dem Trocknungsluft-Vorlauf 14 zugeführt wird. Durch die getrocknete und entspannte Luft, die in der Adsorberkammer 36 vom Drosselrückschlagventil 48 zum Abluft-Auslass 50 zurückströmt, wird der Adsorber 38 in dieser Adsorberkammer regeneriert.
Nach einer gewissen Betriebsdauer wird das 5/3-Wege-Ventil 32 umgeschaltet, so dass dann die Druckluft dem frisch regenerierten Adsorber 38 in der Adsorberkammer 36 zugeführt wird, während nun der Adsorber in der Adsorberkammer 34 regeneriert wird. Auf diese Weise ist durch zyklische Umschaltung des Ventils eine fortlaufende Erzeugung von Trocknungsluft bei fortgesetzter Regeneration der Adsorber möglich, ohne dass irgendwelche mechanisch beweglichen Teile benötigt werden (abgesehen von den beweglichen Teilen der Ventile).
In 2 sind die beiden Adsorberkammern 34, 36 und die zugehörigen Adsorber 38 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung gezeigt. Am unteren Ende der Adsorberkammer erkennt man Anschlüsse 52 für die Verbindung mit dem 5/3-Wege-Ventil 32. Die Adsorberkammern 34, 36 haben eine zylindrische Form, wobei die Höhe deutlich größer ist als der Durchmesser. Die Adsorber 38 haben eine dazu passende zylindrische Gestalt, so dass sie den Querschnitt der jeweiligen Adsorberkammer vollständig ausfüllen und sich auch im wesentlichen über die gesamte Länge der Adsorberkammer erstrecken. Jeder Adsorber 38 weist eine Vielzahl vertikaler Kanäle 54 auf, die vom unteren zum oberen Ende durchgehen und eine Wabenstruktur bilden.
Die oberen Enden der Adsorberkammern 34, 36 sind durch einen gemeinsamen Deckel 56 abgeschlossen, der die Adsorber 38 in Position hält und Anschlüsse 60 für die beiden Äste der gegabelten Leitung 40 bildet.
3 zeigt die Adsorberkammern 34, 36 und die Adsorber 38 im zusammengebauten Zustand und lässt insbesondere auch die vertikal durchgehenden Kanäle 54 in den Wabenstrukturen erkennen. Am oberen und unteren Ende des Adsorbers 38 sind in der Adsorberkammer 34 bzw. 36 jeweils Freiräume gebildet, die eine Verteilung der Luft auf die Kanäle der Wabenstruktur ermöglichen.
In einem praktischen Beispiel haben die zylindrischen Adsorber 38 eine axiale Länge von etwa 180 mm und einen Durchmesser von etwa 48 mm. In 4 ist die Anordnung der Kanäle 54 in der Wabenstruktur deutlicher zu erkennen. Die Kanäle haben jeweils einen dreieckigen Querschnitt und sind nur durch verhältnismäßig dünne Wände voneinander getrennt. In 5 sieht man die Querschnitte einiger einzelner Kanäle 54 und der zwischen ihnen gebildeten Wände 54a. Die Querschnittsformen der Kanäle sind rechtwinklig-gleichschenklige Dreiecke mit einer Basisbreite von etwa 1,85 mm und eine Höhe von etwa 1,7 mm. Die Wände 54a haben eine Dicke von etwa 0,25 mm. Die Wände 54a sind mit einem adsorbierenden Material wie Silikagel oder Zeolith oder mit einem Molekularsieb-Material beschichtet, so dass die durchströmende Luft in engen Kontakt mit dem adsorbierenden Material kommt. Andererseits wird durch den geradlinigen Verlauf der Kanäle 54 ein relativ geringer Strömungswiderstand erreicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2922616 A1 [0003]
DE 202008013225 U1 [0004]

Claims

Adsorptionstrockner für gasförmige Medien, mit zwei Adsorberkammern (34, 36), die jeweils einen Adsorber (38) mit einer Feuchtigkeit adsorbierenden Oberfläche enthalten, und mit einem Ventilsystem (32, 48), das dazu eingerichtet ist, zu trocknende, unter erhöhtem Druck stehende Luft abwechselnd durch eine der Adsorberkammern (34) zu leiten und einen Teil der getrockneten Luft nach Entspannung durch die jeweilige andere Adsorberkammer (36) zu leiten, um den darin enthaltenen Adsorber (38) zu regenerieren, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Adsorber (38) ein starrer Körper mit wabenförmig angeordneten Kanälen (54) ist, deren Oberfläche aus einem Feuchtigkeit adsorbierenden Material besteht.
Adsorptionstrockner nach Anspruch 1, bei dem jeder Adsorber (38) ein säulenförmiger Körper mit in Längsrichtung durchgehenden Kanälen (54) ist.
Adsorptionstrockner nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Kanäle (54) jedes Adsorbers eine Breite von weniger als 3 mm, vorzugsweise weniger als 3 mm haben und durch Wände (54a) voneinander getrennt sind, deren Dicke weniger als 0,5 mm, vorzugsweise weniger als 0,3 mm beträgt.
Adsorptionstrockner nach einen der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Kanäle (54) einen dreieckigen Querschnitt haben.
Adsorptionstrockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Wände der Kanäle (54) mit dem Feuchtigkeit adsorbierenden Material beschichtet sind.
Adsorptionstrockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem einlassseitige Anschlüsse der Adsorberkammern (34, 36) über ein umschaltbares Ventil (50) wechselweise an einen Auslass eines Kompressors (24) anschließbar sind.
Adsorptionstrockner nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem auslassseitige Anschlüsse (60) der Adsorberkammern (34, 36) an zwei sich vereinigende Äste einer gegabelten Leitung (40) angeschlossen sind und jeder Ast ein Drosselrückschlagventil (48) enthält.