DE2121066C3

DE2121066C3 - Zerstäubungsdüse für einen Zerstäubungstrockner

Info

Publication number: DE2121066C3
Application number: DE2121066A
Authority: DE
Inventors: Helmut 5030 Huerth Duering; Josef 5033 Knapsack Koch; Werner 5033 Knapsack Kowalski; Fritz Dipl.-Ing. 5033 Knapsack Mueller; Werner 5040 Bruehl Nolden; Robert Dipl.-Ing. 5030 Huerth-Burbach Queck; Guenter 5030 Hermuelheim Selbst
Original assignee: KNAPSACK AG 5033 HUERTH-KNAPSACK
Current assignee: KNAPSACK AG 5033 HUERTH-KNAPSACK
Priority date: 1971-04-29
Filing date: 1971-04-29
Publication date: 1974-05-30
Also published as: DE2121066B2; NL7205738A; CH537744A; US3770207A; CA952945A; DE2121066A1; ES402277A1; FR2136717A5; IT952797B; BE782731A; AT317156B; GB1357265A; NL158921B

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.

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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.

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

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

Zerstäubungsmittelströmen im inneren und äußeren Patentansprüche: Ringspalt Leitmittel angeordnet. In der Zeitschrift »Chemie—Ingenieur—Technik«,

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-