DE3926597A1 - Vorrichtung zur adsorption von feuchtigkeit oder dergleichen stoffen aus einem gasstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Adsorption von gasförmigen Medien, insbesondere Feuchtigkeit aus einem Gas-, insbesondere Luftstrom, mit einem Topf, welcher eine Gaseinlaßöffnung sowie eine Gasauslaßöffnung aufweist und einen im Gasstrom angeordneten, in Strömungsrichtung gasdurchlässigen Behälter zur Aufnahme von Adsorptionsmittel beherbergt.

Aus der US-Patentschrift 36 21 585 ist eine Vorrichtung zum Trocknen eines mit Feuchtigkeit beladenen Luftstromes bekannt, welcher durch einen Adsorptionsmittel enthaltenden Behälter geleitet wird. Wenn das Adsorptionsmittel soviel Feuchtigkeit aus dem Luftstrom aufgenommen hat, daß es zur weiteren Trocknung des Luftstromes nicht mehr geeignet ist, wird durch Umstellen von Ventilen der Topf in einen Regenerationszyklus geschaltet, während dessen das Adsorptionsmittel durch einen heißen Gasstrom von seiner Feuchtigkeit befreit wird.

Als Adsorptionsmittel werden üblicherweise Silikalgel oder Molekularsiebe verwendet, welche mit einer durchschnittlichen Korngröße von 1 bis 6 mm Durchmesser in einem in dem Topf beherbergten Behälter von der zu trocknenden Luft oder von der Regenerationsluft durchströmt werden.

Während längerer Verwendung eines derartigen Trockentopfes sinkt das Adsorptionsmittel, welches bei Beschickung des Behälters diesen voll ausfüllt, allmählich in sich zusammen, so daß in dem Behälter ein oberer Bereich an Volumen zunimmt, in welchem kein Adsorptionsmittel enthalten ist. Vor allem bei Behältern, die vom Gasstrom von unten nach oben durchströmt werden, werden die oberen Schichten des körnigen Adsorptionsmittels aufgewirbelt und hochgerissen, so daß die Adsorptionsmittelkörner durch gegenseitigen Abrieb allmählich zerstäubt werden. Der vom Gasstrom mitgeführte Adsorptionsmittelstaub muß in besonders vorzusehenden Filtern zurückgehalten werden. Wird der Gasstrom horizontal durch Behälter geführt, wie das beispielsweise in der US-Patentschrift 34 87 608 gezeigt ist, ergibt sich jedoch in dem erwähnten oberen Bereich, der nicht oder nur noch wenig von Adsorptionsmitteln ausgefüllt ist, der Nachteil, daß die zu trocknende Luft nicht mehr ausreichend getrocknet wird, zumal die Luft wegen des geringeren Strömungswiderstandes in dem Bereich vorzugsweise diesen durchströmt. Mit zunehmender Betriebsdauer des Topfes wächst daher der Feuchtigkeitsgehalt der den Topf verlassenden Luft, obwohl das Adsorptionsmittel an sich noch Feuchtigkeit aufnehmen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Adsorption insbesondere von Feuchtigkeit aus einem Gasstrom zu schaffen, bei der die zu trocknende Luft auch nach längerem Gebrauch des Adsorptionsmittels mit gleichbleibendem Wirkungsgrad getrocknet werden kann und die Staubbelastung des Gasstroms wesentlich geringer ist.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist dazu vorgesehen, daß über dem Behälter ein Vorratsgefäß für Adsorptionsmittel angeordnet ist, welches mit dem Inneren des Behälters in Verbindung steht. Damit wird erreicht, daß im Zuge der Volumenschrumpfung des Adsorptionsmittels im Behälter stets genügend neues Adsorptionsmittel aus dem Vorratsgefäß nachfließen kann und der Behälter somit stets über seinen gesamten Querschnitt mit Adsorptionsmittel gefüllt bleibt. Außerdem müssen der Behälter und der Topf nicht mehr zwecks Adsorptionsmittelfüllung geöffnet und beim Füllen mit Adsorptionsmittel nicht mehr gerüttelt werden. Der Behälter kann daher zweckmäßig hermetisch verschlossen sein, indem er aus verschweißten oder unlösbar verklebten Teilen gefertigt wird.

Wenn das Vorratsgefäß in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wenigstens teilweise aus dem Topf vorsteht, kann durch Einblick in das Vorratsgefäß leicht geprüft werden, ob Adsorptionsmittel nachgefüllt werden muß. Dazu kann das Vorratsgefäß zweckmäßig wenigstens teilweise durchscheinend ausgebildet sein, wodurch die Sichtkontrolle des Füllstandes von Adsorptionsmittel erleichtert wird.

In zweckmäßiger konstruktiver Ausgestaltung der Erfindung kann das Vorratsgefäß ein Rohrknie oder ein Schlauch sein, das bzw. der mit einer oberen Öffnung des Behälters, eine obere Wand des Topfes durchsetzend, verbunden ist. Vorteilhaft ist die Befestigung eines Vorratsbehälters auf der Außenseite des Topfes, welcher zweckmäßig mit einem abnehmbaren Deckel gasdicht verschlossen sowie vorteilhafterweise über ein Rohrstück oder dergleichen mit dem Behälter verbunden ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung läuft die Deckplatte des Behälters zur Öffnung für das Vorratsgefäß konisch mit einem Neigungswinkel zu, der relativ zur Horizontalen größer ist als der Neigungswinkel des Schüttkegels des Adsorptionsmittels. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß im oberen Teil des Behälters sich beim Einfüllen von Adsorptionsmitteln kein Leerraum verbleiben kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt durch den oberen Teil eines vertikal stehenden Trockentopfes, und

Fig. 2 einen schematischen Axialschnitt durch einen liegend angeordneten Topf.

Der in Fig. 1 dargestellte, im ganzen mit 1 bezeichnete Trockentopf eignet sich insbesondere zum Einsatz in einer Vorrichtung zum Trocknen von Abluft aus einem Schüttgut-Trocknungstrichter, welche aus dem Schüttgut adsorbierte Feuchtigkeit mitführt. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der Europäischen Patentschrift 61 161 beschrieben, auf die Bezug genommen wird. Der nachstehend beschriebene Trockentopf 1 kann in der aus der Europäischen Patentschrift 61 161 bekannten Vorrichtung anstelle der dort mit 2 bezeichneten Kammer eingesetzt werden.

Der Trockentopf 1, von welchem in Fig. 1 nur der für die Erfindung wesentliche obere Teil im Querschnitt dargestellt ist, hat kreisförmigen Grundriß und besitzt am nicht dargestellten unteren Ende einen Lufteinlaßstutzen 2 sowie am konisch verjüngten oberen Ende einen Luftauslaßstutzen 3. Im Inneren des Trockentopfes 1 ist ein ringförmiger, im ganzen mit 4 bezeichneter Behälter auf den im wesentlichen ebenen Boden mittig aufgeschweißt. Die konzentrischen zylindrischen Seitenwände 5, 6 des Behälters 4 bestehen aus Sieben mit einer Maschenweite von unter 1 mm. Beide Seitenwände 5, 6 schließen dicht mit dem Boden des Trockentopfes ab. Die innere Seitenwand 6 ist oben mit einem gasundurchlässigen Deckblech 7 durch Verschweißen gasdicht abgeschlossen und umschließt daher eine innere Kammer 8, welche mit dem Lufteinlaßstutzen 2 kommuniziert. Die äußere Seitenwand 5 ist dicht mit dem Boden des Trockentopfes 1 verschweißt und schließt oben mit einem angeschweißten, gasundurchlässigen dachförmigen Deckel 9 ab. Zwischen der äußeren Seitenwand 5 und der Außenwand 10 des Trockentopfes 1 bleibt eine weitere ringförmige Kammer 11, welche mit dem Luftauslaßstutzen 3 kommuniziert.

Auf diese Weise kann Gas, beispielsweise Luft, aus dem Lufteinlaßstutzen 2 in die innere Kammer 8 gelangen, durch die Seitenwände 5, 6 in die Ringkammer 11 strömen und den Trockentopf 1 durch den Luftauslaßstutzen 3 verlassen, wenn durch ein nicht dargestelltes Gebläse Luft über den Einlaßstutzen 2 in den Trockentopf 1 gedrückt wird.

Der dachförmige Deckel 9 ist mit einem nach außen weisenden Einfüllstutzen 12 versehen, mit welchem ein Rohrknie 13 verbunden ist. Das Rohrknie 13 erstreckt sich durch eine Öffnung 14 in dem sich nach oben verjüngenden Teil der Außenwand 10 des Trockentopfes 1, wobei die Durchführung des Rohrknies 13 durch die Öffnung 14 gasdicht abgedichtet ist. Auf dem freien Ende des Rohrknies 13, das sich außerhalb des Trockentopfes 1 und oberhalb des Behälters 4 befindet, ist ein Vorratsbehälter 15 aufgesetzt und gegebenenfalls am Topf 1 befestigt, welcher mit einem abnehmbaren, beispielsweise abschraubbaren Deckel 16 gasdicht verschlossen ist.

Das Rohrknie 13 kann aus einem durchscheinenden festen Kunststoff bestehen. Alternativ kann das Rohrknie 13 auch aus Stahlblech gefertigt sein, wobei dann der Vorratsbehälter 15 entweder ganz aus einem festen, durchscheinenden Kunststoff gefertigt sein kann oder aber in seinem Mantel einen über seine Höhe sich erstreckenden durchscheinenden Kunststoffeinsatz besitzen kann.

Um die durch den Trockentopf 1 hindurchströmende Luft von mitgeführter Feuchtigkeit zu befreien und damit zu trocknen, wird die Kammer 4 mit einem Adsorptionsmittel für Feuchtigkeit, also beispielsweise einem Molekularsieb oder Silikalgel mit einer durchschnittlichen Korngröße von 1 bis 6 mm, gefüllt. Dieses körnige, schüttfähige Adsorptionsmittel bildet beim freien Ausschütten einen Schüttkegel mit einer bekannten, durchschnittlichen Steigung. Entsprechend wird dem dachförmigen, nach oben sich verjüngenden Deckel 9 eine Steigung gegeben, die größer ist als der Steigungswinkel des Adsorptionsmittel- Schüttkegels. Beim Einfüllen von körnigem Adsorptionsmittel in den Behälter 4 wird der Deckel 16 vom Vorratsgefäß 15 abgenommen und das Adsorptionsmittel in den Vorratsbehälter 15 geschüttet. Aus diesem gelangt es über das Rohrknie 13 in das Innere des Behälters 4 und füllt den Zwischenraum zwischen den Seitenwänden 5, 6 sowie dem Deckelblech 7 und dem Deckel 9 vollständig aus, ohne daß sich hohle Zwischenräume ausbilden. Das Adsorptionsmittel wird solange eingefüllt, bis auch das Vorratsgefäß 15 im wesentlichen voll ist. Nach Verschluß des Vorratsgefäßes 15 durch Aufschrauben des Deckels 16 ist der Trockentopf 1 zum Trocknen von feuchter Luft vorbereitet.

Nach längerer Betriebszeit des Trockentopfes 1 zum Trocknen warmer Luft und intermittierendem Regenerieren durch Regenerationsluft, nimmt die durchschnittliche Korngröße des Adsorptionsmittels durch Abrieb in Verbindung mit den Temperaturschwankungen, denen das Adsorptionsmittel zwischen dem Trockenzyklus und dem Regenerationszyklus unterworfen ist, ab mit der Folge, daß das Adsorptionsmittel in der Kammer 4 volumenmäßig zusammensinkt.

Bei einem aus dem genannten Stand der Technik bekannten Trockentopf hat das Zusammensinken des Adsorptionsmittels die Folge, daß im oberen, mit 17 bezeichneten Bereich der Kammer 4 sich kein Adsorptionsmittel mehr befindet und die zu trocknende Luft dort einen Bypass vorfindet, in welchem sie mit Adsorptionsmittel praktisch nicht mehr in Berührung kommt und somit ungetrocknet bleibt. Bei dem hier beschriebenen Trockentopf 1 jedoch kann das Adsorptionsmittel aus dem Vorratsgefäß 15 selbständig in den Bereich 17 der Kammer nachsinken und schließt damit den Bypass. Ferner ist es mit dem beschriebenen Trockentopf 1 möglich, Adsorptionsmittel in die Kammer 4 über das Vorratsgefäß 15 nachzufüllen, ohne daß der Trockentopf 1 dazu auseinander genommen werden muß. Mithin können die Kammer 4 wie auch der Trockentopf 1 insgesamt so hergestellt werden, daß sie nicht mehr geöffnet werden können. Dadurch reduziert sich wesentlich der bisherige Aufwand für einen dichtenden Abschluß der bisher auseinander nehmbaren Teile des Behälters 4 und des Trockentopfes 1. Ob Adsorptionsmittel in das Vorratsgefäß 15 nachgefüllt werden muß, kann leicht von außen durch die durchscheinenden Teile des Vorratsgefäßes 15 und/oder des Rohrknies 13 von außen festgestellt werden.

In einer besonders einfachen Ausführungsform kann ein separates Vorratsgefäß 15 entfallen, wobei dann das außerhalb des Trockentopfes 1 befindliche obere freie Ende des Rohrknies 13 mit einem dem Deckel 16 entsprechenden Verschlußteil gasdicht verschlossen werden kann. Selbstverständlich kann das Rohrknie auch aus einem durchscheinenden Kunststoffschlauch bestehen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Trockentopf 21 liegend in nicht dargestellter Weise gehalten und besitzt einen Lufteinlaßstutzen 22 sowie axial gegenüberliegend einen Luftauslaßstutzen 23. Im Inneren des zylindrischen und sich beiderseits zu den Stutzen 22, 23 verjüngenden Trockentopfes 21 ist ein seinen Querschnitt voll ausfüllender Behälter 24 eingebaut. Der Behälter 24 besitzt eine vordere Seitenwand 25 und eine hintere Seitenwand 26, die beide aus einem Sieb mit einer Maschenweite bestehen, welche unter 1 mm liegt, jedenfalls wesentlich kleiner ist als die kleinste Korngröße des in den Behälter 34 eingefüllten Adsorptionsmittels. Die in der Darstellung der Fig. 2 von links in den Trockentopf 21 durch den Lufteinlaßstutzen 22 durch ein nicht dargestelltes Gebläse hineingedrückte Luft muß beim Durchströmen des Inneren des Trockentopfes 21 den Zwischenraum zwischen den Seitenwänden 25, 26 des Behälters 24 passieren und kann den Trockentopf 21 durch den Auslaßstutzen 23 wieder verlassen. Beim Einsatz des Trockentopfes 21 zur Trocknung von Luft wird der Behälter 24 mit einem Adsorptionsmittel, also etwa Silikagel oder Molekularsieb, gefüllt. Dazu besitzt der Trockentopf 21 auf der Oberseite seiner Außenwand 30 einen konischen Aufsatz 38, auf dessen oberem freien Ende ein Vorratsbehälter 35 mit Verschlußdeckel 36 über ein Rohrstück 33 befestigt ist, so daß das Innere des Vorratsgefäßes 35 mit dem Zwischenraum zwischen den Seitenwänden 25 und 26 kommuniziert. Die Steigung des Aufsatzes 38 ist größer als die Steigung des Schüttkegels des Adsorptionsmittels, das zum Befüllen des Behälters 24 vorgesehen ist.

Ähnlich wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das körnige Adsorptionsmittel in das Vorratsgefäß 35 eingefüllt und gelangt von dessen Innerem über den Stutzen 33 und den Aufsatz 38 in den Behälter 24. Auch bei dieser Ausführungsform des Trocknungstrichters kann bei dem volumenmäßigen Zusammensinken des Adsorptionsmittels nach längerem Betrieb kein Bereich wie etwa bei 37 entstehen, welcher nicht von Adsorptionsmittel gefüllt wäre. Das Adsorptionsmittel kann vielmehr ohne weiteres aus dem Vorratsgefäß in den Behälter 24 nachsinken. Selbstverständlich kann der Aufsatz 38 und/oder der Stutzen 33 und/der das Vorratsgefäß 35 mit einem durchscheinenden Abschnitt oder einem Schauglas ausgerüstet sein, der den Füllstand des Adsorptionsmittels von außen sichtbar werden läßt.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Adsorption von gasförmigen Medien insbesondere Feuchtigkeit aus einem Gas-, insbesondere Luftstrom, mit einem Topf, welcher eine Gaseinlaßöffnung sowie eine Gasauslaßöffnung aufweist und einen im Gasstrom angeordneten, in Strömungsrichtung gasdurchlässigen Behälter zur Aufnahme von Adsorptionsmitteln beherbergt, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Behälter (10, 24) ein Vorratsgefäß (13, 15; 33, 35, 38) für Adsorptionsmittel angeordnet ist, welches mit dem Inneren des Behälters in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorratsgefäß wenigstens teilweise aus dem Topf (1, 21) nach oben vorsteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorratsgefäß wenigstens teilweise durchscheinend ausgebildet oder mit einem Schauglas versehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorratsgefäß ein Verbindungselement in Form eines Rohrknies (13) oder Schlauches (33) aufweist, welches mit einem Deckel (9; 30) des Behälters (4, 24) verbunden ist und das sich wenigstens am freien Ende aus dem Topf (1, 21) heraus erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem freien Ende des Verbindungselementes ein Vorratsbehälter (15; 35) zur Bevorratung von Adsorptionsmittel verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorratsgefäß mit einem abnehmbaren Deckel (16, 36) gasdicht verschlossen ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (9, 38) des Behälters (4, 24) als sich nach oben verjüngender Kegel ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Kegels geringer ist als die Steigung des Schüttkegels des Adsorptionsmittels, welches zum Befüllen des Behälters und des Vorratsgefäßes vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf ein aufrecht stehender, vom Gasstrom im wesentlichen senkrecht durchströmter Zylinder ist, auf dessen Oberseite das Vorratsgefäß befestigt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf liegend gehalten und vom Gasstrom im wesentlichen horizontal durchströmt ist, und daß der Deckel (38) die Form eines kegeligen Aufsatzes (38) besitzt, dessen Steigung größer ist als die Steigung des Schüttkegels des Adsorptionsmittels.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter aus mehreren Teilen (5, 9) gefertigt ist, die unzerstörbar miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt oder verklebt, sind.