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Technikbereich
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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Trocknung von Partikelwerkstoffen, konkret eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Trocknung von solchen Materialien. Die Vorrichtung ist vor allem für feuchte Materialien mit einer geringen Schüttfähigkeit und mit einer Neigung zur Brückenbildung geeignet wie Hackgut, Sägespäne, Rinde, landwirtschaftliche Produkte, Kommunalabfälle, die zu Energiezwecken bestimmt sind, usw.
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Hintergrund und Zusammenfassung der Erfindung
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Zurzeit werden am häufigsten Trommeltrockner genutzt, um die vorgenannten Materialien zu trocken, welche aus einer Drehtrommel bestehen, in die das Trockengut und die heiße Luft zugeführt werden, die in der Regel von einem Gasbrenner erhitzt wird. Der Nachteil dieser Trocknungsanlagen besteht in deren großen Energiebedarf, weil die Trocknung bei hohen Temperaturen erfolgt und auch in den höheren Investitionskosten und in der Bauaufwendigkeit, weil die Trocknungsanlage mit der Heizeinrichtung und mit der anknüpfenden Transport-, Abscheide- und Entstaubungseinrichtung eine verhältnismäßig große Einheit bilden. Die hohe Trockungstemperatur führt auch oft dazu, dass das getrocknete Material in Brand gerät.
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Ferner sind Bandtrockner bekannt, bei denen das zu trocknende Gut auf einem beweglichen Band abgelegt wird. Diese Lösung ist technisch kompliziert und teuer und geht mit einer niedrigeren Betriebszuverlässigkeit einher.
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Ferner sind Trocknungsanlagen bekannt, bei denen das Trockengut auf einer perforierten Platte abgelegt wird, unter welche heiße Luft eingeblasen und das Material auf der Platte bewegt und mit Hilfe eines Fahrschlitten mit Drehschaufeln verteilt wird. Eine solche Trockenanlage ist z. B. im Patentdokument
FR 2035 693 beschrieben, wo das Unterteil der Trockenanlage in zwei Trocknungszonen unterteilt ist – mit wärmerer Luft und kühlerer Luft.
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Die Öffnungen in der Bodenplatte sind von oben mit Gittern oder mit Walzendeckungen abgedeckt, damit sie bei der bidirektionalen Bewegung des Trockenguts nicht verstopft werden, wie es im Patentdokument
DE 43 14645 beschrieben ist. Eine ähnliche Trocknungsanlage zum Trocknen von Futter ist im Patent
CZ 251 076 beschrieben.
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Das deutsche Gebrauchsmuster
DE 203 16 982 zeigt eine Trocknungsanlage mit einer perforierten schräg aufwärts gerichteten Unterlage (Rost), durch die heiße Luft geblasen wird. Mit einer Förderschnecke wird das Trockengut zur Ausgangsöffnung am oberen Ende der Unterlage befördert.
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Der Nachteil der oben genannten Trocknungsanlagen besteht darin, dass sie vor allem zur Trocknung von Korn- und Schüttmaterialien entwickelt wurden, die keine Neigung zur Brückenbildung haben und in der Trocknungsanlage relativ einfach verschoben, geschüttet und umgeschichtet werden können. Diese Trocknungsanlagen sind zum Trocknen großer Volumina einer feuchten Partikelbiomasse mit Neigung zur Brückenbildung, wie z. B. Hackgut, nicht geeignet, resp. ist ihre Trocknungsleistung im Verhältnis zur aufgewendeten Energie und den Investitionskosten sehr niedrig.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Trocknungsanlage vorzuschlagen, die die Mängel der zuvor genannten Trocknungsanlagen behebt.
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Diese Aufgabe wird durch die Entwicklung der erfindungsgemäßen Anlage für die kontinuierliche Trocknung der Partikelmaterialien gelost und die Mängel werden hierdurch beseitigt. Die Anlage basiert auf dem Prinzip, dass das zu trocknendes auf einer perforierten Platte transportiert wird, welches mit einem Trocknungsmedium von unten durchblasen wird.
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Der Vorzug dieser Erfindung besteht darin, dass die Platte aus dem Boden der Trocknungsrinne gebildet ist, die aus einem Rechenkettenförderer für den Transport des Trockenguts von der Eingangsseite der Trocknungsrinne zur Ausgangsseite besteht. Der Rechenkettenförderer transportiert das zu trocknende Gut in einer durchgehenden Schicht durch die gesamte Trocknungsrinne, ohne dass es verschüttet wird; das Trocknungsmedium durchströmt die ganze Schicht des Trockenguts in Richtung zur Oberfläche und tritt durch die oberste Schicht des Trocknungsmaterials aus. Die Öffnungen sind auf der Unterseite des Bodens mit Decklamellen überdeckt, die mindestens bis zu den Rändern der Öffnungen reichen und nach der Eingangsseite ausgerichtet sind. Letztendlich können die Lamellen sogar die Ränder überlappen und bilden so eine Öffnung für das Trocknungsmedium, während sie verhindern, dass das Trockengut durch den Boden der Trocknungsrinne fällt. An der Eingangsseite der Trocknungsrinne gibt es einen Trichter mit einer Verteilungsvorrichtung, welche die Schichtdicke des Trockenguts in der Trocknungsrinne abgleicht. Die Verteilungsvorrichtung reguliert die Anlieferung des zu trocknenden Guts vom Trichter in die Trocknungsrinne. Das überschüssige Material fördert sie zurück in den Trichter und sichert so eine gleichmäßig starke Schicht des zu trocknenden Guts in der ganzen Trocknungsrinne.
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Bei einigen Arten von zu trocknendem Gut, z. B. Halzhackgut, ist es günstig, wenn auch die Beseitigung des getrockneten Materials an der Ausgangsseite der Trocknungsrinne reguliert wird. Dort ist eine Ausbringeinrichtung angebracht, welche das getrocknete Gut aus der Trocknungsrinne entfernt. Durch die Synchronisierung des Antriebs des Hauptrechenkettenförderers und der Ausbringeinrichtung wird der effektive und kontinuierliche Betrieb der Trocknungsanlage gesichert.
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Bezüglich der konkreten Konstruktionsausführung ist es günstig, wenn die Verteilungseinrichtung entweder aus einem Rechenkettenförderer mit Domen oder aus einer Drehwalze mit Dornen oder Schaufeln gebildet ist.
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Auch die Ausbringeinrichtung kann vorteilhaft aus einem Rechenkettenförderer mit Dornen oder aus einer Drehwalze mit Dornen oder Schaufeln gebildet sein.
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Für den optimalen Verlauf des Trocknens und dem Durchströmen des Trocknungsmediums durch das zu trocknende Gut ist es günstig, wenn die Öffnungen im mittleren Bereich des Bodens zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Trocknungsrinne angeordnet sind und darunter, an der unteren Seite des Bodens, eine Luftkammer angebracht ist, in welche mindest an einer Stelle ein Trocknungsmedium durch einen Lüfter von einem seitlichen Teilbereich eingeleitet wird. Die Luftkammer, die Leitungen für das Trocknungsmedium und der Lüfter sind so konstruiert, dass das Trocknungsmedium bei einem notwendigen Überdruck durch das gesamte zu trocknende Gut hindurchströmt und dessen Hydraulikwiderstand überwindet.
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Bezüglich einer Konstruktionsausführung der Decklamellen für die Öffnungen ist es günstig, wenn die Decklamelle aus einem schrägen Teil und einem geraden Teil bestehen, der an den Schrägabschnitt anschließt und parallel zum Boden in Richtung zur Eingangsseite der Trocknungsrinne verläuft. Die Strömung des Trocknungsmediums in dem so entstandenen Schlitz ist stark genug und in vorteilhafter Weise so ausgerichtet, dass kein zu trocknendes Gut durch den Boden in die Luftkammer fällt.
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In einer anderen konstruktiv und technisch günstigen Ausführungsform bestehen die Öffnungen aus Löchern im Boden, die quer zur Transportrichtung des Trockenmaterials angeordnet sind. Hinter diesen Löchern sind Aufsätze angebracht, die an der Unterseite des perforierten Bodens gewölbt herausragen und so Decklamellen bilden, deren vorderer Rand mit dem Rand der Öffnungen übereinstimmt. Nicht einmal durch den so gebildeten Schlitz fällt das Trockenmaterial durch, wobei diese Ausführung in der Produktion sehr einfach ist.
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Die Vorteile der Anlage für die kontinuierliche Trocknung der Partikelmaterialien bestehen vor allem darin, dass sie die Trocknung auch solcher Materialien ermöglicht, die nicht locker sind und die die Neigung zur Brockenbildung haben, denn das Trockenmaterial bewegt sich in der Trocknungsrinne in einer konstanten Schicht, die sich während des Trocknens nicht mischt.
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Die Anlage ist für die Benutzung mit einem Tieftrocknungsmedium im Bereich von 40°C bis 140°C geeignet, was es möglich macht, die Abfallwärme von Kondensationsturbinen, der Kühlung von Kompressoren oder Motoren, Dämpfe von Maschinen u. ä. sekundär zu nutzen. Im Hinblick auf die niedrigen Betriebstemperaturen ist der Betrieb der Anlage sicher und es droht keine Entzündung des zu trocknenden Guts. Die Temperatur des austretenden Trockenmediums und die bei der Materialtrocknung entstehenden Dämpfe sind der Umgebungstemperatur sehr ähnlich, so dass der spezifische Wärmeverbrauch im Vergleich zu den bekannten Trommel- oder Bandtrocknungsanlagen um 30%–40% geringer ist. Die Anlage hat sehr niedrige Investitionskosten und kleine Bebauungsabmessungen im Vergleich zu den bisher bekannten Trocknungsanlagen, weil das Trockengut als Ganzes bei einer geringen Geschwindigkeit transportiert wird. Durch die sehr niedrige Austrittsgeschwindigkeit des Trocknungsmediums aus dem getrocknetem Gut entsteht kein Staub, was eine Entstaubungsanlage unnötig macht. Das ist einer der großen Vorteile der Anlage nach dieser technischen Lösung. Dank der kleinen Arbeitsgeschwindigkeit ist auch der Betrieb der Anlage im Vergleich zu den üblichen Trocknungsanlagen sehr leise, und der Hauptantrieb des Rechenkettenförderers braucht im Vergleich zu den üblichen Trockenanlagen sehr wenig Energie (z. B. bei einer Trocknungsanlage mit einer Leistung von 1 t/Stunde beträgt die benötigte Energie 0,25 kW gegenüber 12 kW bei einer gleich leistungsfähigen Trommeltrockenlage). Die große Masse des Trockenguts, die sich als ein kompaktes Ganzes bewegt und die kleine Arbeitsgeschwindigkeit ermöglichen das Austrocknen des Materials auf eine sehr niedrige Endfeuchtigkeit von 4%, und die Anlage ist deshalb für das Trocknen von Biomasse zu Energiezwecken geeignet, wo eine geringere Feuchtigkeit eine höhere Verwertung des Brennstoffs bedeutet.
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Im Vergleich zu den bekannten Trocknungsanlagen ist die Konstruktion der Anlage nach der technischen Lösung einfacher, zuverlässiger, weniger anspruchsvoll in Bezug auf die Wartung und mit grundsätzlich niedrigeren Investitions- und auch Betriebskosten. Die Anlage kann zugleich als Akkumulationsbehälter des Trockenguts dienen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird mittels der Zeichnungen näher erklärt, auf denen die den vertikalen Längsschnitt durch die Anlage, die den vertikalen Querschnitt durch die Anlage durch die Ebene A-A und die die Ansicht an die Unterseite der perforierten Boden mit den konkaven Decklamellen zeigen.
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Beispiele bevorzugter Ausführungsformen
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Es versteht sich, dass die weiter beschriebenen und abgebildeten konkreten Beispiele der Erfindung nur Ausführungsbeispiele sind und nicht die Erfindung beschränken. Kundige Fachleute werden im Rahmen von Experimenten eine weitere größere oder kleinere Anzahl von weiteren Äquivalenten finden oder in der Lage sein solche zu finden. Auch diese Äquivalente sind in den Umfang der folgenden Schutzansprüche einbezogen.
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In dem Ausführungsbeispiel, das in und dargestellt ist, ist die Vorrichtung durch eine Trocknungsrinne 2 gebildet, die aus einer perforierte Platte 12 und vollen Seitenwände 21 besteht. Die Trockungsrinne 2 ist ein Schweißstück aus Stahlblech und Trägem. Die Eingangsseite 15 der Trocknungsrinne 2 bildet den Einfülltrichter 1, in den das zu trocknende Gut 3, z. B. Holzhackgut, aus dem Beschickungsförderer 19 fällt. Die Bewegung des Trockenguts 3 in der Trocknungsrinne 2 in der Richtung zur Austrittsseite 16 wird von dem Rechenkettenförderer 4 abgesichert, der aus Rechen 4' besteht, die an den Gliederketten 5 befestigt sind, die von den Kettenrädern auf der Antriebswelle 6 angetrieben werden. Der Antrieb der Antriebswelle 6 kann auf die übliche Weise mit einem Elektromotor mit Getriebe erfolgen oder durch ein unstetiges Drehen mit einem Sperrmechanismus Raste – Klinkenrad, der von dem Hydraulikzylinder angetrieben wird, gelöst werden. Diese Lösung ist einfach, zuverlässig und hat einen geringen Stromverbrauch.
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Das zu trocknende Gut 3 bewegt sich durch die Trocknungsrinne 2 als ein kompaktes Ganzes und wird mit einem Trocknungsmedium 8 durchblasen; am häufigsten wird heiße Luft verwendet, die von einer nicht abgebildeten Quelle mit Hilfe eines Lüfters 6 über die entsprechenden Verteilungen in die Luftkammer 2 seitwärts eingeblasen wird, die aus einem Blechschweißstück gebildet und an die Unterseite des Flachbetts 12 der Trockungsrinne 2 so befestigt ist, dass sie die Öffnungen 12 überdeckt, durch die das Trocknungsmedium 8 in das zu trocknende Gut 3 strömt, von dem es dann gemeinsam mit dem Wasserdampf durch die freie Materialoberfläche 3 in Richtung nach oben in die Umgebung austritt. Der Überdruck in der Luftkammer 7 muss so sein, dass der Hydraulikwiderstand des Materials 3 überwunden wird. Damit es bei der Bewegung des Trockenguts 3 auf dem Flachbett 12 nicht zur Verstopfung der Öffnungen 13 kommt, sind diese Öffnungen 13 auf der Unterseite der Sohle 12 mit Decklamellen 14 überdeckt, die aus Blech gebildet sind und die einen Schrägabschnitt 17 und einen Direktabschnitt 18 ausweisen, der parallel unter dem Flachbett 12, verläuft, den Rand der Öffnung 13 überdeckt und einen Schlitz bildet, durch den das Trocknungsmedium 8 von der Luftkammer 7 das zu trocknende Gut 3 durchströmt. Die Schlitze sind so ausgerichtet, dass die Strömung in Richtung der Materialbewegung 3 erfolgt, so dass verhindert wird, dass Material 3 durch die Öffnungen 13 fällt und diese verstopft führt (dieses Ausführungsbeispiel ist auf und dargestellt).
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Ein anderes Ausführungsbeispiel der perforierten Bodenplatte 12 mit Öffnungen 13. die gegen das Verstopfen durch das Trockengut 3 geschützt sind, ist in dargestellt. Die Öffnungen 13 sind als Querdurchschnitt des Bodens 12 gebildet. Indem die nach unten durchbrochenen Abschnitte des Bodens 12 eine Decklamelle 14 bilden, z. B. in der Form eines Teils der Kegelfläche, die den Rand der Öffnung 13 nicht übergreift, wird überraschend wirksam das Durchfallen des zu trocknenden Guts 3 während des Trockungsvorgangs verhindert.
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Auf der Ausgangsseite 18 fällt das Trockengut 3 von der Trocknungsrinne 2 auf den Abzugsförderer 20. Damit der Materialaustritt 3 von der Rinne 2 gleichmäßig erfolgt, wird am Austritt eine Ausbringeinrichtung 11 eingesetzt, die als kleiner Rechenkettenförderer ausgebildet ist, dessen Rechen mit Dornen 22 für ein gleichmäßige Abziehen des Materials 3 aus der Rinne 2 versehen sind.
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Auf der Eingangsseite 15 der Trocknungsrinne 2 ist in dem Einfülltrichter 1 ist eine Trocknungsvorrichtung 10 angebracht, deren Aufgabe ist, die maximale Schichtdicke des Trockenguts 3 vor dem Eintritt in die Trocknungsrinne 2 so zu korrigieren, dass die Schicht konstant ist und dass sie der Art des Trockenguts 3 und den erforderten Trocknungsparametern entspricht. Die Fördereinrichtung 14 ist auch durch einen kleinen Rechenkettenförderer mit Rechen gebildet, die mit Domen 22 bestückt sind. Die Rechenausführung der Fördereinrichtung 10 und der Ausbringeinrichtung 11 sind geeignet, Material 3 in den Schichten von 0,3 bis 1,5 m zu trocknen; für niedrigere Schichtdicken kann eine andere Ausführung angeboten werden, z. B. in der Form von Drehwalzen mit Dornen oder Schaufeln.
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Die Breite und die Länge der Trockenanlage wird in Abhängigkeit der geforderten Trocknungsleistung und der Art des Trockenguts 3 der Einrichtung gewählt. Die Schichthöhe, die Menge und die Temperatur des Trocknungsmediums 8 werden von einer Steuerungseinheit überwacht, die nicht gezeigt wird.
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Industrielle Nutzbarkeit
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur kontinuierlichen Trocknung der Partikelmaterialien mit der Korngröße von etwa 3 bis 100 mm genutzt werden. Das zu trocknende Gut darf nicht klebrig sein, aber es muss nicht schüttfähig sein und es kann die Neigung zur Brückenbildung haben. Vorzugsweise ist die Vorrichtung zum Trocknen von landwirtschaftlichen Produkte, Holzabfälle, Holzschnitzel, der zu den Energiezwecken bestimmen Kommunalabfälle u. ä. nutzbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trichter
- 2
- Trocknungsrinne
- 3
- Trockengut
- 4
- Rechenkettenförderer
- 4
- Rechen
- 5
- Gliederkette
- 6
- Antriebswelle des Rechenkettenförderers
- 7
- Luftkammer
- 8
- Trocknungsmedium
- 9
- Lüfter
- 10
- Formateinrichtung
- 11
- Ausbringeinrichtung
- 12
- Boden (der Trocknungsrinne)
- 13
- Lochung
- 14
- Decklamelle
- 15
- Eingangsseite der Rinne
- 16
- Ausgangsseite der Rinne
- 17
- Schrägabschnitt der Decklamelle
- 18
- Direktabschnitt der Decklamelle
- 19
- Beschickungsförderer
- 20
- Abzugsförderer
- 21
- Seitenwand (der Rinne)
- 22
- Dorn
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- FR 2035693 [0004]
- DE 4314645 [0005]
- CZ 251076 [0005]
- DE 20316982 U [0006]
