DE2113078A1 - Apparat zum Trocknen von Guetern - Google Patents

Description

KAMAS KVARNMASKINSR AB, MALMQ (Sweden)

APPARAT ZTOl TROCKNEN VON GÜTERN.

Die vorliegende Erfindung besieht sich auf einen Apparat zum Trocknen von Gütern, beispielsweise Gemüse, Beeren, Saatgut und Getreide, der aus einem verschliessbaren Behälter für das Trockengut mit einer Vorrichtung

zur Luf tleerniachung des Behälters und einer Wärmepumpe i

mit Kompressor zuin Pumpen eines Kühlmittels in einem geschlossenen System besteht, zu dem ein als Heizkörper im Behälter angeordneter Kondensator für das Kühlmittel und ein als Kühler für Feuchtigkeit, die vom Trockengut entweicht, angeordneter Verdampfer gehören.

Es ist bereits ein Trockenapparat dieser Art bekannt, bei dem der als Kühler für die entweichende Feutchtigkeit angeordnete Verdampfer in einer Entleerungsleitung angebracht ist, die den Behälter für das Trockengut mit oiner Säugpumpe verbindot. Venn die Dampfmengen, die vom Trockengut entweichen, sehr gross sind - die

209 830/0492

Oanrpfinenge von fünf Tonnen Getreide bei Zufulir der Dainpfbildungswärme bei einer Teraperatur des Trockengutes von 20 C kann beispielsweise einer Grössenordruing von 10.000 nrvStd. entsprechen - ixat das bei der Vorrichtung des Taekannten Trockenapparates zu bedeuten, dass man mit erheblichen Strömungsverlusten zwischen dem Behälter für das Trockengut und dem Kühler für die entweichende Feutchtigkoit rechnen muss, was sich nachteilig auf die Kapazität des Trockenapparates auswirkt.

Die Erfindung bezweckt die Zustandebringung eines Trockenapparates der einleitend beschriebenen Art, der einen höheren ¥irkungsgrad des Trockenprozesses ermöglicht, wobei der Apparat gleichzeitig eine konstruktiv gesehen vorteilhaftere, kompaktere Ausführung erhält, als der bekannte Trockenapparat, was die Installation des Apparates erheblich erleichtert.

Gemäss der Erfindung ist zu diesem Zwecke ein Trockenapparat der obenerwähnten Art zustande gekommen, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer für das Kühlmittel zusammen mit dem Kondensator im Behälter für das Trockengut angeordnet ist, jedoch durch eine den Raum für das Trockengut im Behälter abgrenzende, gasdurchlässige Wand vom Kondensator getrennt ist.

Eine Ausführung eines solchen Trockenapparates wird nachstehend unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise schematische Sicht des Trocken apparates gemäss der Erfindung, die den Behälter für das Trockengut im senkrechten Durchschnitt sowie die daran angeschlossenen, zur Kühlanlage gehörenden Teile darstellt,

20»β39/<Κ>2

Fig. 2 den Behälter für das Trockengut im Querschnitt,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines im Behälter für das Trockengut angebrachten Kanteis zur Abgrenzung des Raumes, in dem das Trockengut aufgenommen wird, und

Fig. h einen partiellen senkrechten Durchschnitt dieses 2-lantels.

Zum auf den Zeichnungen dargestellten Trockenapparat gehört ein hauptsächlich kugelförmiger Blechbehälter 10, der aus einem Zwischenteil 10a und einer oben liegenden A Ivugelschale 10b besteht, die an einer Flanschverbindung

11 mit dem Zwischenteil 10a verbunden ist, sowie ein konischer Bodenteil 10c, der an einer Flanschverbindung

12 dem dem Zwischenteil 10a verbunden ist. Der Behälter 10 hat oben einen durch eine Klappe 13 gesteuerten Einlasstutzen Ik₁ an den ein Fülltrichter 15 anschliesst, während am konischen Bodenteil 10c ein durch eine Klappe l6 gesteuerter Auslasstutzen 17 geformt ist.

Im Behälter 10 ist ein Rohrsystem 18 angeordnet, zu dem zwei Steigerohre 19a und 20a und eine Zahl von mit ihren Enden an dies-e Steigerohre angeschlossenen Rohrschlingen 21a gehören, die zur Bildung einer Reihe von Etagen in Horizontalebene übereinander angebracht sind. Zum Rohrsystem 18 gehören zwei weitere Steigerohre 19b und 20b, wie aus Fig. 2 hervorgeht, sowie zwischen diesen angeordnete Rohrschlingen 21b, die in Fig. 2 mit Punkt-Strichlinien markiert sind, wobei die Rohrschlingen 21b abwechselnd mit den Rohrschlingen 21a angeordnet sind; in Fig. 1 wurden sie jedoch fortgelassen, um diese Figur nicht unklar werden zu lassen. Die Steigerohre 19a und 20b sind an diametral entgegengesetzten Seiten relativ zu den Steigerohren 19b und 20a im Behälter angeordnet, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Sämtliche Steigerohre sind an ihrem unteren Ende mit einem Rezipienten 22 verbunden, aber für eine Ver-

209839/04 9 2 bad original

bindung- i.st nur zwischen den S teiler ohr en 20a, 20b und dem Inneren dos Rezipienten 22 gesorgt, während die Verbindung zwischen den Steigerühren 19a, 19^ und dem Inneren des Rozipienten 22 untei-broclien ist, wie in Fig. 1 bezüglich Steigorohr 19a bei 23 gezeigt wird. Die Steigerohre 19a und 19b stehen unten mit einem vom Behälter 10 ausgezogenen Einströmrohr 2k in Verbindung, das in später noch beschriebener Weise an das zum Trockenapparat gehörende Zirkulationssystem für das Kühlmittel angeschlossen ist.

Das somit aufgebaute Rohrsystem 13 ist in einem Mantel 25 eingeschlossen, der als fertiggebaute Einheit durch eine öffnung, die durch Abnahme der Kugelschale 10b vom Zwischenteil 10a erhalten wird, in den Behälter 10 eingeführt ist. Die Konstruktion des Mantels 25 geht genauer aus Fig. 3 uad 4 hervor. Sie umfasst eine mit Ringen 26 und 27 oben bzw. unten versteifte, zylindrische Mantelwand 28 aus perforiertem Blech, deren Durchlöcherung an der Innenseite des Bleches mit einem mit Ringen 26 und 27 mit Klemmvorrichtungen 29 und 30 befestigten Filtertuch 3-1 aus Nadelfilz, vorzugsweise aus synthetischem Textilmaterial, beispielsweise Polyesterfaser, bedeckt ist. Oben hat der Mantel eine abgestumpft konische Wand 32 mit einer Zahl von grossen Öffnungen 33, die mit dem Filtertuch 34, das die gleiche Beschaffenheit hat, wie Filtertuch 311 bedeckt sind, wobei dieses Filtertuch am Mantel festgemacht ist, jedoch an dessen Aussenseite und mit einer den Vorrichtungen 29 und 30 entsprechenden Klemmvorrichtung, wie bei 35 gezeigt ist. Der Mantel liegt unten mit Ring 27 mit einem diesem Ring angeformten, nach aussen gerichteten Rand 27a auf der Innenseite des Zwischenteils an, wobei eine am Rand angebrachte, aus biegbarem Dichtungsmaterial bestehende Dichtung dichtend an der Innenseite der Behälterwand anliegt, während der Mantel oben mit

209839/0492

BAD ORiGiNAL

ein.e:n Stutzen 37 ^a*i tion. Sinlasstutzon l4 anschliosst. Dor Mantel grenzt somit ο inen Raum im Behälter 10 ab, der zur Aufnahme des Trockengutes gedacht ist und zu diesem Zwecke an den Einlasstutzcn l4 und Auslassstutaoa 17 anschliosst, wobei das Rohrsystem 18 in diesem Raum angebracht ist und seine Rohrschlingen 21a, 21b diesen Raum in.mehreren Etagen durchlaufen.

Ein zweites Rohrsystem 38 ist im Raum zwischen der Aussenseite des Mantels 25 und der Innenseite des Zwischenteils 10a angeordnet, und dieses Rohrsystem besteht aus einer Zahl von in Etagen angebrachten,

spiralenförmigen Rohrschlingen 39» von denen eine jede %

an ihrem einen Ende durch eine individuelle Kapillarrohre 40 an einen Verteiler 4l angeschlossen ist, der an einer Rohrleitung 42 sitzt, während ihr anderes Ende mit einer für sämtliche Rohrschlingen gemeinsamen Sammelleitung 43 verbunden ist. Unter dem Rohrsystem 38 ist eine ringförmige Sammelschale 44 mit einer Entleerungsleitung 45 angebracht. Die Leitung 42 verbindet den Verteile:? 4l mit dem Rezipienten 22, an dessen Boden sie angeschlossen ist, und sie enthält erstens ein Expansionsventil 46 und zweitens ein Solenoidventil 47. An den Rezipienten 22 ist ausserdem ein Randabfluss 48 angeschlossen, der aus Behälter 10 ä

hervorgezogen ist»

An die im Behälter füx¹ das Trockengut angeordneten Körper ist das genannte System zur Zirkulation eines Kühlmittels angeschlossen. Das Kühlmittel kann aus R 22 oder einem anderen konventionellen Kühlmittel bestehen. Dieses System umfasst als Hauptteil einen Xühllcompresiior 50 voa bekannter Art mit eingebauter, automatischer Kapazitätssteuerung, und dieser Kompressor ist direkt an einen Antriebsmotor 51 gekoppelt, der als Verbrennungsmotor, beispielsweise Dieselmotor, gezeigt wird, abor aus jedem beliebigen Antriebs-

209839/0492 Badorigjnal

motor bestehen kann. An don Motor ist auch oine Aussaugpumpe 52 gekoppelt, die von einem Keilriemengetriebe 53 angetrieben wird, und eine Wasserdruckleitung 56 ist an das Einströmrohr 2k angeschlossen, aber von dieser Leitung sind zwei Leitungen 57 und 58 abgezweigt, eine jede mit Solenoidventil 59 bzw. 60, aie zum Einlass an einem Wärmeaustauscher 6l führen, während sein Auslass an das Einströmrohr 2k anschliesst. Wenn beide Solenoidventile geschlossen sind, wird somit der ganze Kühlmittelfluss durch die Leitung 56 direkt zum Einlassrohr 2k geleitet, aber dadurch, dass eines von beiden oder beide Ventile 59 und 60 geöffnet werden, kann ein grösserer oder kleinerer Teil des Kühlmittelflusses durch den Wärmeaustauscher 6l zum Einströmrohr 2k gelangen. Der Wärmeaustauscher 6l kann vom Typ sein, der eine Zahl von parallel verlaufenden Rippenrohren zum Wärmeaustausch zwischen dem durch den Wärmeaustauscher fliessenden Kühlmittel und der umgebenden Luft, die eventuell mittels eines Gebläses durch den Wärmeaustauscher befördert wird. Die Saugleitung 62 des Kompressors 50 ist durch einen Flüssigkeitsabscheider 63 an die Sammelleitung 43 angeschlossen, an der ein Fühler 64 angebracht ist, der operativ mit dem Expansionsventil 46 verbunden ist, um dieses ganz nach der Temperatur des Kühlmittelfluss en durch die Sammelleitung 43 zu steuern.

Die Aussaugpumpe 52 ist durch eine Leitung 65 an das Innere des Behälters 10 angeschlossen, damit der Behälter anfangs luftleer gemacht und danach bei Unterdruck gehalten werden kann, womit selbstverständlich kein absolutes Vakuum gemeint ist, sondern ein gewisser Unterdruck im Verhältnis zur ausseren Atmosphäre. Falls Behälter 10 absolut dicht gemacht werden, könntej, was jedoch im Rahmen einer rentablen Produktion in kommerzieller Skala kaum möglich ist, brauchte die Pumpe 52 nicht in Gang gehalten zu werden,

2Q9839/CU92 · .

. bad

nachdem der erforderliche Unterdruck im Behälter erreicht worden ist.

In dem somit beschriebenen Zirkulationssystom wird das Kühlmittel vom Kompressor 50 in Form von Dampf komprinicrt und durch die Leitung 56 nach dem Einströmrohr befördert, wobei ein grössercr oder kleinerer Teil des Kühlmittels eventuell durch den Wärmeaustauscher 6l gelangt. Vom Einströmrohr 24 geht das komprimierte Kühlmittel in die beiden Steigerohre 19a und 19b, um von diesen aus nach den in einzelnen Etagen angebrachten Rohrschlingen 21a und 21b hin verteilt zu werden. Das Kühlmittel das durch die Komprimierung erwärmt worden ^

ist, gibt hierbei seine Wärme an das Trockengut ab, das in Behälter 10 in den Raum innerhalb des Mantels 25 eingeführt worden ist, wobei es zu einer gleichmässigen Wärmeabgabe zum Trockengut kommt, indem den Rohrschlingen 21a bzw. 21b das Kühlmittel von diametral entgegengesetzten Seiten zugeführt wird. Die Rohrschlingen haben einen genügend grossen Durchmesser, damit darin die vährend des Wärmeaustausches mit dem Trockengut kondensierte Flüssigkeit einen verhältnismässig geringen Teil der Querschnittsfläche der Rohrschlingen beansprucht, wodurch ein guter Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Trockengut zustandekommt. Das A

Kühlmittel verlässt die Rohrschlingen durch die Steigeleitungen 20a bzw. 20b in Form eines Kondensates, das sich im Rezipienten 22 ansammelt. Dieses Kondensat geht aus dem Rezipienten durch das während des Betriebes offene Solenoidventil 47 in Leitung 42 nach dem Expansionsventil 46 ab und wird über den Verteiler 4l und die Kapillarrohre 40 in den Rohrschlingen 39 verteilt, wobei das kondensierte Kühlmittel unter Aufnahme der Dampfbildungswärme in dem Rohrschlingen 39 expandiert, um zur Dampfphase überzugehen, wonach das verdampfte Kühlmittel durch die Sammelleitung 43 über den Flüssigkeitsabscheider 63 vom Kompressor 50 durch die Saug-

209839/0492

BAD ORIGINAL

leitung 62 eingesaugt wird, um aufs Neue komprimiert und dem Rohrsystem 18 zugeführt zu werden. Dadurch dass das Expansionsventil 46, abhängig von der Temperatur des Kühlmittels in der Dampfphase, das nach der Saugleitung 62 des Kompressors gelangt, durch Thermostat gesteuert ist, wird ein Flüssigkeitsschlag im Zirkulationssystem verhindert.

Somit geht hervor, dass das Rohrsystem 18 im Zirkulationssystem für das Kühlmittel als Kondensor fungiert, während das Rohrsystem 38 als Verdampfer arbeitet. Bei Zufuhr von Wärme zum Trockengut durch das durch den Kondensor zirkulierende, warme Kühlmittel, wird die Feuchtigkeit zum Abgang vom Trockengut in Form von Wasserdampf gebracht, und dieser Wasserdampf geht aus dem Mantel 25 durch das Filtertuch 31 und das perforierte Blech 28 und durch die Öffnungen 33 und das Filtertuch 34 heraus und gelangt dann direkt in den Raum im Behälter, der zwischen der Behälterwand und dem Mantel 25 abgegrenzt ist. In diesem Raum wird der Wasserdampf auf dem vom Rohrsystem 38 gebildeten Verdampfer kondensiert, der bei niedriger Temperatur gehalten wird, indem das Kühlmittel in diesem Rohrsystem unter Aufnahme seiner Dampfbildungswärme verdampft wird. Das Kondenzwasser wird in Schale 44 aufgesammelt, und zur kontinuierlichen Ableitung des Kondenzwassers ist die an die Sammelschale angeschlossene Rohrleitung 45 mit der Wasserpumpe 54 verbunden. Diese Pumpe ist vom "dichten" Typ und zweckmässig eine Impellerpumpe, die für ein Vakuum in Behälter 10 arbeiten kann.

Bei Komprimierung des Kühlmittels wird ihm Energie in Form von Friktionswärme zugeführt und der Wärmeaustauscher 6l bezweckt, dass dem Kühlmittel diese Zuschussenergie wieder geraubt wird, bevor dies dem Kondensor wiederum zugeführt wird. Auf diese Weise kann

209839/0492

BAD ORIGINAL

während des Trocknens ein Gleichgewicht zwischen der Dampfkondensierungswirkung und der zugeführten Verdampfungswärme gehalten und der Wärmetransport durch das Zirkulationssystem für das Kühlmittel dadurch auf die Wärmemenge, die zur Verdampfung der Feuchtigkeit im Trockengut ohne Erhöhung der Temperatur des Trockengutes erforderlich ist, begrenzt werden. Eine solche Temperaturerhöhung könnte sich nachteilig auf die Qualität des Trockengutes auswirken. Somit wird eine Austreibung der Feuchtigkeit im Trockengut durch Fortkochen derselben bei einem Unterdruck zustandegebracht, wobei der Kochpunkt erheblich unter dem Kochpunkt des Wassers bei Atmosphärendruck und bei'einem Werte liegt, der keine nachteilige Erhöhung der Temperatur des Trockengutes zu bedeuten hat.

BAD ORIGINAL 209839/0492

Claims (12)

1. Pat entansprüche l.j Apparat zum Trocknen von Gütern, beispielsweise

   ^ Beeren, Saatgut und Getreide, der aus einem verschliessbaren Behälter (lO) für das Trockengut mit einer Vorrichtung (52) zur Luftleermachung des Behälters und einer Wärmepumpe mit Kompressor (50) zum Pumpen eines Kühlmittels in einem geschlossenen System besteht, zu dem ein als Heizkörper im Behälter angeordneter Kondensator (18) für das Kühlmittel und ein als Kühler für Feutchtigkeit, die vom Trockengut entweicht, angeordneter Verdampfer (38) gehören, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (38) für das Kühlmittel zusammen mit dem Kondensator (l8) im Behälter (IQ) für das Trockengut angeordnet ist, jedoch durch eine den Raum für das Trockengut im Behälter abgrenzende, gasdurchlässige Wand (25) vom Kondensator getrennt ist.
2. 2. Apparat gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (l8) für das Kühlmittel vom Verdampfer (38) umgeben ist.
3. 3« Apparat gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kondensator (l8) für das Kühlmittel zwei Steigerohre (19a, 20a) und eine Zahl von an diese angeschlossenen, in verschiedenen Etagen angeordneten Schlingen (21a) gehören, wobei jede Schlinge eine Etage bildet und mit ihrem einen Ende an das eine Steigerohr und mit ihrem anderen Ende an das andere Steigerohr angeschlossen ist.
4. 4. Apparat gemäss Anspruch 3, dadurch gekennz ei c h η e t, dass zwei weitere Steigerohre (I9^b,. 20b) sowie daran angeschlossene Schlingen (21b) angeordnet sind, wobei die von den Schlingen des einen Steigerohrpaares gebildeten Etagen abwechselnd mit den von den Schlingen des anderen Steigerohrpaares gebildeten Etagen angebracht sind.

   209839/0492
5. 5. Apparat gemäss Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eines (l9a, 19b) der beiden Steigerohre bzw. jedes Paar Steigerohre an einen Zulauf (2^) für das Kühlmittel und das andere (20a, 20b) an einen Rezipienten (22) für das kondensierte Kühlmittel angeschlossen ist und dass dieser Rezipient unter den von den Schlingen gebildeten Etagen (21a, 21b) angeordnet ist.
6. 6. Apparat geraäss einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, dass die gasdurchlässige ¥and als ein den Kondensator (l8) für

   das Kühlmittel uraschiiessender Mantel (25) angeordnet %
7. 7. Apparat gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gasdurchlässige Wand aus einer durchbrochenen Blechwand (28, 32) besteht, deren Öffnungen mit Filtertuch (31, 3k), vorzugsweise aus natürlichem oder synthetischem Textilmaterial, bedeckt sind.
8. 8. Apparat gemäss Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (lO)

   eine nahezu sphärische Form hat und in einer oberhalb A

   der horizontalen Diametralfläche liegenden Horizontalebene teilbar ist und dass der Mantel (25) eine kleinere Aussendimension hat, als die durch Teilung des Behälters in erwähnter Horizontalebene erhaltene Öffnung.
9. 9. Apparat gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (25) einen zylindrischen Teil (28) und einen an einen Einlass für das Trockengut angeschlossenen, abgestumpft' konischen Teil (32) hat.

   209839/0432
10. 10. Apparat gemäss einem der Ansprüche 1-9» dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Kompressor (50) und Kondensator (l8) für das Kühlmittel ausserhalb des Behälters (lO) angeordneter. Wärmeaustauscher (6l) vorhanden ist.
11. 11. Apparat gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Organe (57-^0) zur Einschaltung eines grösserön oder kleineren Teiles des Wärmeaustauschers (6l) im geschlossenen System für das Kühlmittel vorhanden sind.
12. 12. Apparat gemäss einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an den als Kühler für die abgehende Feuchtigkeit angeordneten Verdampfer (38) ein Aufsammeldefäss (44) für das gebildete Kondensat angebracht ist und dass an das Aufsafnmelgefäss eine mit einer Pumpe (54) ausgestattete Entleerungsleitung (45) zur Beförderung des Kondensates aus dem Behälter (lO) angeschlossen ist.

    209839/0492

    Leerseite