DE2121066C3 - Zerstäubungsdüse für einen Zerstäubungstrockner - Google Patents
Zerstäubungsdüse für einen ZerstäubungstrocknerInfo
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Description
der zu trocknenden Lösung und eines Zerstäubungs- mäßig verbinden.
mittels, beides in Düsenachsrichtung, und mit einem 50 Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 946 295
aus mindestens drei konzentrisch angeordneten, ist eine Vorrichtung zum Zerstäuben feuchter Massen
zwischeneinander Ringspalte freilassenden Ringen in einem Trockner bekannt, welche aus einem inneren
aufgebauten Düsenkopf, bei dem ein innerer und ein feststehenden und aus einem äußeren drehbaren
äußerer Ringspalt zur Zerstäubungsmittelzufuhr und Mantel besteht. Dabei ist der äußere Mantel mit
ein mittlerer der Zufuhr der Lösung dient. 55 einem Zuführungsrohr für feuchte Masse verbunden,
Aus der deutschen Patentschrift 857 924 ist eine während das freie Ende des inneren Mantels verdickt
Zerstäubungsdüse, insbesondere für Trockner, be- und in Richtung auf den äußeren Mantel abgewinkelt
kannt, welche aus einem Düsenoberteil mit Zufüh- ist. Innerhalb des inneren Mantels ist ein Rotations-
rungsleitungen für die zu trocknende Lösung und für körper mit pilzförmigem Endteil, unter Ausbildung
Zerstäubungsmittel besteht und einen Düsenkopf 60 eines Ringschlitzes, angeordnet. Der Raum zwischen
aufweist, welcher aus drei konzentrisch angeordneten Rotationskörper und innerem Mantel ist mit einem
und zwischeneinander Ringspalte freilassenden Rin- gasförmigen Zerstäubungsmedium beaufschlagbar,
gen aufgebaut ist, wobei zentrisch im inneren Ring während aus dem zwischen dem verdickten freien
ein Rohr zur Zuführung von Trocknungsluft angeord- Ende des inneren Mantels und dem abgeschrägten
net ist, während der innere und der äußere Ringspalt 65 freien Ende des äußeren Mantels gebildeten Ring-
zur Zerstäubungsmittelzufuhr >ind der mittlere Ring- spalt die feuchte Masse austritt,
spalt der Zufuhr der Lösung dient. Darüber hinaus Ähnliche Vorrichtungen werden in den deutschen
sind zur Erzielung einer kreisenden Bewegung in den Auslegeschriften 1 154 400 und 1 753 581 offenbart.
3 4
Jedoch ist bei der Vorrichtung gemäß der zuerst F i g. 1 einen lotrechten Schnitt der Zerstäubungsgenannten
Auslegeschrift auch der äußere Mantel düse nach der Linie I-I der Fig. 2,
feststehend angeordnet; darüber hinaus weist der F i g. 2 einen Querschnitt der Zerstäubungsdüse pilzförmige Endteil ihres Rotationskörpers parallel nach der Linie II-II der Fig. 1.
zur Achsrichtung Durchbohrungen uad senkrecht 5 Die erfindungsgemäße Zerstäubungsdüse besteht dazu eine Ausnehmung auf. Bei der Vorrichtung nach aus vier Teilen, nämlich dem Düsenoberteil 1, der der an· zweiter Stelle genannten Auslegeschrift ist Grundplatte 2, der Zwischenplatte 3 und dem Düsenentweder der Rotationskörper oder das ihn konzen- kopf 4.
feststehend angeordnet; darüber hinaus weist der F i g. 2 einen Querschnitt der Zerstäubungsdüse pilzförmige Endteil ihres Rotationskörpers parallel nach der Linie II-II der Fig. 1.
zur Achsrichtung Durchbohrungen uad senkrecht 5 Die erfindungsgemäße Zerstäubungsdüse besteht dazu eine Ausnehmung auf. Bei der Vorrichtung nach aus vier Teilen, nämlich dem Düsenoberteil 1, der der an· zweiter Stelle genannten Auslegeschrift ist Grundplatte 2, der Zwischenplatte 3 und dem Düsenentweder der Rotationskörper oder das ihn konzen- kopf 4.
trisch umgebende Gehäuse drehbar angeordnet; dar- Das Düsenoberteil 1 besitzt Zuführleitungen für
über hinaus ist im Bereich der Austrittsöffnung der io die Lösung 5 und für das Zerstäubungsmittel 9, 10,
zu zerstäubenden Masse eine ringförmige Gegenfläche 11, 13. Dabei mündet die Lösungszuführung 5 in die
vorhanden, welche vom massebeladenen Zer- Verlängerung eines Axialkompensators 15 ein, wel-
stäubungsmittel in schräger Richtung beaufschlagt eher zum Ausgleich großer Wärmedehnungen ange-
wird. ordnet ist Innerhalb des Axialkompensators 15 be-
Die Vorrichtung zur Herstellung eines Pulvers 15 findet sich um die Zuführungseinrichtung 9 ein Ring-
nach der schweizerischen Patentschrift 368 423 ent- raum 6.
hält eine zweistufige Schleuderscheibe, welche einer- Der Düsenkopf 4 wird aus den Ringen 16, 17, 18,
seäts mit einer Lösung und andererseits mit einem 19 gebildet, wobei der Ring 19 über einen zentralen
staubhaltigen Gas beaufschlagbar ist. Beide Stoffe Befestigungskörper 22 und eine Scheibe 23 mit der
werden durch in der Schleuderscheibe übereinander 20 Zwischenplatte 3 verbunden ist.
angeordnete Bohrungen senkrecht zu ihrer Antriebs- Die Grundplatte 2 und die Zwischenplatte 3 sind achse während ihres Rotieiens ausgetragen, wobei die durch Schrauben 21 miteinander verbunden.
Stoffe mit einem Heizgas in Kontakt kommen, Die Lösung gelangt über die Zuführleitung 5 und welches aus einem oberhalb der Schleuderscheibe einen mittleren Ringkanal 7 in den mittleren Ringbefindlichen Ringkanal ausströmt. "5 spalt 8 des Düsenkopfs 4. Das Zerstäubungsmittel
angeordnete Bohrungen senkrecht zu ihrer Antriebs- Die Grundplatte 2 und die Zwischenplatte 3 sind achse während ihres Rotieiens ausgetragen, wobei die durch Schrauben 21 miteinander verbunden.
Stoffe mit einem Heizgas in Kontakt kommen, Die Lösung gelangt über die Zuführleitung 5 und welches aus einem oberhalb der Schleuderscheibe einen mittleren Ringkanal 7 in den mittleren Ringbefindlichen Ringkanal ausströmt. "5 spalt 8 des Düsenkopfs 4. Das Zerstäubungsmittel
Schließlich ist eine Zerstäubungsdüse bekannt, wird durch das als Zuführleitung dienende innere
deren Düsenoberteil aus drei konzentrisch ineinander Rohr 9 in den inneren Ringspalt 12 und über düsengeschobenen
Rohren unterschiedlicher Länge be- achsparallele Zuführrohre 13 durch den Mischringsteht,
wobei durch das äußere und das innere Rohr raum 20 in den äußeren Ringspalt 14 des Düsenein
Zerstäubungsmittel, beispielsweise Wasserdampf 30 kopfs 4 eingebracht.
oder Druckluft, und durch das mittlere Rohr cine Die Zerstäubungsdüse gemäß der Erfindung ist
unter Druck stehende Lösung oder Suspension zum dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Düsen-Düsenkopf
hin gepreßt werden. Dabei ist es, wie iu oberteil 1 und dem Düsenkopf 4 eine aus hartder
deutschen Patentschrift 1 667 566 beschrieben, elastisch steifem Material bestehende Grundplatte 2
erforderlich, daß der für den Austritt der Lösung vor- 35 sowie eine Zwischenplatte 3 angeordnet und miteingesehene
Ringspalt am Düsenkopf Bruchteile eines ander lösbar verbunden sind, daß die Zufuhr von
Millimeters beträgt, während der äußere und innere Zerstäubungsmittel in den äußeren Ringopalt durch
Ringspalt am Düsenkopf wenige Millimeter betragen düsenachsparallele Zufuhrrohre 13 erfolgt, deren
soll. Enden mit der Grundplatte 2 verschweißt sind, daß
Auf Grund der unterschiedlichen Temperaturen 4° die den Düsenkopf bildenden Ringe 16, 17, 18, 19
von Zerstäubungsmittel und Lösung oder Suspension mit der Zwischenplatte 3 lösbar verbunden sind, wo-
dehnen sich die einzelnen Rohre verschieden aus. bei der innere Ring 19 von einem zentralen Befesti-
Dadurch und daß bei der Zerstäubungstrocknung gungskörper 22 getragen wird und daß ein Axial-
zum Erhalt von Feststoffen mit verschiedenen physi- kompensator 15 mit radialem Abstand vom inneren
kaiischen bzw. chemischen Eigenschaften die Tem- 45 Rohr 9 zwischen dessen Wand und dem Eintrittsende
peraturen im Zerstäubungstrockner erhöht oder er- der Außenwand des Ringkanals für die Lösungs-
niedrigt werden müssen, verschieben sich die Ringe mittelzufuhr angeordnet ist.
de* Düsenkopfs gegeneinander in unerwünschter Vorteilhaft kann die Zerstäubungsdüse gemäß der
Weise, wobei sich ebenfalls der zwischen der Ver- Erfindung noch dadurch gekennzeichnet sein, daß
bindungslinie der Stirnflächen der Ringe und der 50 a) der innere Ring 19 an seiner Unterseite einen
Horizontalen gebildete Winkel verändert, der den nach unten durch die Scheibe 23 des Befesti-
Austrittswinkel der versprühten Lösung oder Suspen- gungskörpers 22 abgeschlossenen Ringraum auf-
sion beeinflußt und damit die Durchsatzleistung des weist, der durch düsenachsparallele Bohrungen
Zerstäubungstrockners bestimmt. mit dem inneren Zerstäubungsmittelspalt 12 ver-
Schließlich beträgt die Standzeit der Düsenköpfe 55 bunden ist;
von bekannten Zerstäubungsdüsen in der Regel 30 b) der von der unteren Endfläche des inneren
bis 200 Stunden, wonach die Düse völlig demontiert Rings 19 und der Verbindungslinie der Stirn-
und unter Ersatz der Verschleißteile wieder zu- flächen der Ringe 16, 17, 18 gebildete Winkel α
sammengebaut werden muß. 1° und 20°, vorzugsweise 2 ' und 10°, beträgt.
Der Erfindung ?;*gt die Aufgabe zugrunde, eine 60 Bei der erfindungsgemäßen Zerstäubungsdüse wer-
Zerstäubungsdüse zu schaffen, bei der sich infolge den Erweiterungen oder Verringerungen der Ring-
der Wärmedehnungen weder die Ringe des Düsen- spalte 14, 8 und 12 auf Grund der wärmedehnungs-
kopfs gegeneinander verschieben, noch sich der Win- ausgleichenden Wirkung der Grundplatte 2, deren
kel zwischen der Verbindungslinie der Stirnflächen mechanische Festigkeit erheblich größer ist als die des
der Ringe und der Horizontale verändert und bei der 65 Düsenoberteils 1, vollständig vermieden. Dadurch
der Düsenkopf leicht auswechselbar ist. verändert sich auch nicht der zur Erzielung optimaler
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung erläutert, Durchsatzleistungen im Zerstäubungstrockner in Ab-
und zwar zeigt hängigkeit von der Geometrie des Flammenkranzes
und vom Durchmesser des Trockners genau einzuhaltende Winkel α (vgl. F i g. 1).
Verschleißteile an der Zerstäubungsdüse gemäß der vorliegenden Erfindung sind in der Regel die
Ringe 16, 17, 18 und 19. Daher ist es besonders vor- S teilhaft, daß sich das Zwischenstück 3 und der
Düsenkopf 4 vom Düsenoberteil 1 und von der Grundplatte! lediglich durch Lösen der Schrauben
21 in einfacher Weise trennen lassen, was direkt am Trockner erfolgen kann. Die Zerstäubungsdüse kann
nach Anschrauben eines neuen Zwischenstücks 3 mit dem Düsenkopf 4 sofort wieder in Betrieb genommen
werden.
Die Temperaturen im inneren Rohr 9 und im Ringraum 6 und 7 können sich, beispielsweise bei der
Verwendung von Wasserdampf mit 15 atü als Zersläubungsmittel, um mehr als 100° C unterscheiden.
Um die dadurch bedingten unterschiedlichen Wärmedehnungen der zugeordneten Rohre auszugleichen,
ist der Axialkompensator 15 angeordnet.
Um ein gleichmäßiges Austreten des Zerstäubungsmittels aus dem äußeren Ringspalt 14 zu gewährleisten,
ist ein Mischringraum 20 vorgesehen, der in die Grundplatte 2, die Zwischenplatte 3 und den
Düsenkopf 4 eingearbeitet ist.
Die Zerstäubungsdüse gemäß der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung fester Salze aus ihren
Lösungen verwendet werden, bei denen nur Lösungswasser zu entfernen ist, z. B. von Natriumsulfat; sie
ist jedoch auch zur Herstellung solcher Salze geeignet, die sich erst durch Abspaltung von Konstitutionswasser
nach Entfernung des Lösungswassers bilden, z. B. zur Herstellung von Alkalipolyphosphaten
aus Alkaliorthophosphatlösungen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Zerstäubungsdüse für einen Zerstäubungs- 25 (1953), Seite 621, ist eine ähnliche Zweistoffdüse
trockner, bestehend aus einem Düsenoberteil mit 5 beschrieben, welche jedoch kein zentrisches Rohr zur
Zuführungseinrichtungen für die Zufuhr der zu Zuführung von Trocknungsluft sowie keine Leitmittel
trocknenden Lösung und eines Zerstäubungsmit- aufweist.
tels, beides in Düsenachsrichtung, und mit einem In der Zeitschrift »British Chemical Engineering«,
aus mindestens drei konzentrisch angeordneten, Oktober 1957, Seite 541, ist eine Sprühdüse vom
zwischeneinander Ringspalte freilassenden Ringen io Triplextyp abgebildet Diese Düse besteht aus drei
aufgebauten Düsenkopf, bei dem ein innerer und derart konzentrisch zueinander angeordneten Ringen,
ein äußerer Ringspalt zur Zerstäubungsmittel- daß sich eine gestaffelte Anordnung der Spaltmünzufuhr
und ein mittlerer der Zufuhr der Lösung düngen ergibt, wodurch eine Vermischung von
dient, dadurch gekennzeichnet, daß Lösung und Zerstäubungsmittel innerhalb der Düse
zwischen dem Düsenoberteil (I) und dem Düsen- 15 erreicht wird.
kopf (4) eine aus hartelastisch steifem Material Die Düse zum Zerstäuben von Flüssigkeit gemäß
bestehende Grundplatte (2) sowie eine Zwischen- der deutschen Patentschrift 973 292 setzt sich aus
platte (3) angeordnet und miteinander lösbar ver- einem End- und einem Unterteil zusammen. Dabei
bunden sind, daß die Zufuhr von Zerstäubungs- besteht das Düsenunterteil aus einem Rohrstutzen
mittel in den äußeren Ringspalt durch düsenachs- ao und einem rohrförmigen Mittelstück, welches durch
parallele Zufuhrrohre (13) erfolgt, deren Enden radiale Stege innerhalb des Rohrstutzens gehalten ist
mit der Grundplatte (2) verschweißt sind, daß die und welches an seinem über die Stege hinausragenden
Düsenkopf bildenden Ringe (16, 17, 18, 19) den vorderen Ende Außengewinde trägt. Auf dieses
mit der Zwischenplatte (3) lösbar verbunden sind, Außengewinde ist das Düsenoberteil aufschraubbar,
wobei der innere Ring (19) von einem zentralen 25 welches aus einem Mantelrohr und einem zylindri-Befestigungskörper
(22) getragen wird und daß sehen Mittelstück besteht, welches durch radiale
ein Axialkompensator (15) mit radialem Abstand Stege in dem Mittelrohr gehalten ist. In axialen
vom inneren Rohr (9) zwischen dessen Wand Bohrungen dieses Mittelstücks stecken die Enden
und dem Eintrittsende der Außenwand des Ring- von Flüssigkeitsröhrchen, welche frei in den Hohlkanals
für die Lösungsmittelzufuhr angeordnet ist. 30 raum des Mantelrohrs ragen und nach außen hin
2. Zerstäubungsdüse nach Anspruch 1, da- leicht abgewinkelt sind. Dabei haben die Mittelpunkte
durch gekennzeichnet, daß der innere Ring (19) der Röhrchenmündungen den gleichen Abstand vonan
seiner Unterseite einen nach unten durch die einander und liegen auf einem Kreis. Im Mittelstück
Scheibe (23) des Befestigungskörpers (22) abge- ist unterhalb der Röhrchenenden ein ringförmiger
schlossenen Ringraum aufweist, der durch düsen- 35 Hohlraum zur Aufnahme einer Meßblende angeordachsparallele
Bohrungen mit dem inneren Zer- net.
stäubungsmittelspalt (12) verbunden ist. Die Zweistoffdüse zur Zerstäubungstrocknung
3. Zerstäubungsdüse nach Anspruch 1 oder 2, nach der deutschen Patentschrift 1 263 619 besteht
dadurch gekennzeichnet, daß der von der unteren aus einer zentralen, sich konisch erweiternden DisEndfläche
des inneren Rings (19) und der Ver- 40 persionsdüse und einer Luftringdüse, welche von der
bindungslinie der Stirnflächen der Ringe (16, 17, Außenwandung der Dispersionsdüse und einem kon-18)
gebildete Winkel (α) 1° bis 20°, vorzugsweise zemrisch dazu angeordneten, sich konisch verengen-2°
bis 10°, beträgt. den Ringteil begrenzt ist, wobei das Zuführungsrohr
zur Dispersionsdüse am Übergang zwischen beiden
45 Vorrichtungsteilen mit einem Stopfen verschlossen ist
Die Erfindung betrifft eine Zerstäubungsdüse für und wobei im Stopfen senkrecht zum Zuführungsrohr
einen Zerstäubungstrockner, bestehend aus einem angebrachte Bohrungen den Hohlkegelraum der
Düsenoberteil mit Zuführeinrichtungen für die Zufuhr Dispeisionsdüse mit dem Zuführungsrohr strömungs-
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