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Mahltrocknungsanlage Die Erfindung betrifft eine Anlage zum raschen
und ausgiebigen Trocknen von pulverförmigem oder körnigem Gut aller Art mit verhältnismäßig
großem Wassergehalt, wie beispielsweise Mineralien oder Erze und insbesondere Flotationskonzentrate.
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Diese Trockenanlage ermöglicht es, das die feinen Teilchen eines wasserhaltigen
Stoffes umhüllende Wasser durch, kombinierte und wiederholte Schleuder-, Zerkleinerungs-,
Prall-und Rühr- bzw. Mahlwirkung und durch Förderung des zu trocknenden Gutes in
einem zweckmäßig erhitzten Luft- oder sonstigen Gasstrom, welcher infolge ständiger
Erneuerung anWasserdampf ungesättigt bleibt, rasch zu verdampfen.
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Die Trockenanlage gemäß Erfindung besteht im wesentlichen aus einem
Rohr, das vom Trockengut im Zuge der Trockengase durchwandert wird und in welchem
mehrere als Schleudervorrichtung wirkende, mit Flügeln oder Schaufeln o. dgl. versehene
Umlaufkörper hintereinander in Abständen quer zur Rohrachse angeordnet sind. Die
Schaufeln oder Flügel der Umlaufkörper sind in solcher Zahl vorgesehen und so ausgebildet,
daß der rasch bewegte Umlaufkörper für das im Rohr bewegte Gut eine die Bewegung
in Richtung der Rohrachse hindernde Wand bildet und das Gut gegen die Rohrwand schleudert.
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Die unter der Einwirkung der Schleuderkraft auf die Rohrwandung aufprallenden
Teilchen des zu trocknenden Gutes werden zunächst zerschlagen (Desaggregationswirkung).
Vor allem wird das die Teilchen umhüllende Wasser unmittelbar auf die warme Rohrwand
abgeschleudert, wo es dann unter der Einwirkung der Wärme der Wand und des gleichzeitig
im Rohr in turbulenter Strömung bewegten Trockengases rasch verdampft. Eine derart
intensive Trockenwirkung könnte durch bloße Schlagwirkung von umlaufenden Flügelrädern
u. dgl. nicht erzielt werden. In dieser Hinsicht unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand
wesentlich von solchen bekannten Vorrichtungen, bei welchen das Trockengut einem
schnell umlaufenden Gebläse axial zugeführt und dann tangential in ein Rohr abgeführt
wird.
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Das in der Vorrichtung gemäß Erfindung durch einen Umlaufkörper mit
entsprechend ausgebildeten Schleuderflächen in seiner Dewegurig
abgebremste,
gegen die Rohrwand geschleuderte und dabei weitgehend von Wasser befreite und auch
zerkleinerte Gut wird dann von der Wandung des Rohres unter Mitwirkung des wirbelnden
Trockengasstromes dem nächsten in entsprechender Entfernung angeordnetenUmlaufkörper
zugeführt, wo. sich die kombinierte Einwirkung auf das Gut.wiederhalt.
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Die intensive Bewegung des Gutes und die durch die rasche Bewegung
der Umlaufkörper ,erzeugten Luftwirbel halten das fein zerteilte Gut in der Trockenluft
in Suspension und führen es durch das Röhr hindurch: Einzelne der Flügel können
mit Ansätzen versehen sein, um das Abschleudern des Trockengutes von einem Umlaufkörper
auf den nächstfolgenden zu erleichtern.
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Durch die vorstehend beschriebene wirbelnde Behandlung ergibt sich
in äußerst kurzer Zeit eine große Berührungsfläche zwischen den Einzelteilchen und
dem zur Trocknung dienenden Gas, d. h. also eine große Trockenflache.
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Die Schaufeln oder Flügel der Umlaufkörper können verschiedene Formen
annehmen, die sich aus den allgemeinen Theorien der Mechanik oder aus der Erfahrung
je nach den speziellen Bedingungen, unter welchen sie verwendet werden sollen, ergeben.
Die Flügel können insbesondere eben oder schraubenförmig sein oder schraubenförmige
Flächen bzw. gewölbte oder gekrümmte Flächen aufweisen und konstanten oder unveränderlichen
Schraubengang bzw. Einfallwinkel aufweisen. Der Querschnitt der Flügel kann beispielsweise
fischförmig sein. Die Flügel oder Schaufeln können bei zwei aufeinanderfolgenden
Umlaufkörpern entgegengesetzt angeordnet sein, so daß sie entgegengesetzte Bewegung
ausführen und so eine noch heftigere Schlagwirkung ausüben.
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Das Rohr kann auf seiner ganzen Länge einen gleichförmigen Querschnitt
haben; es kann auch nach dem Austragende verjüngt zulaufen. Das Rohr kann waagerecht,
schräg oder senkrecht angeordnet sein. Die Abstände zwischen den umlaufenden Prällkörpern
oder Flügelrädern können nach dein Austragende des Rohres zu größer werden. Unabhängig
von der Bewegung der Umlaufkörper kann das Rohr in eine langsame Wälz-Bewegung versetzt
werden: Zur Erzeugung des Luftstromes im Rohr kann ein an die Austrägmündung angeschlossenes
Sauggebläse oder ein an die Einlaßmündung angeschlossenes Druckgebläse dienen. Die
den Trockenstrom bildende Luft (oder Gas) kann zuvor beheizt werden, z. B, in einer
Feuerung, die sie vor dem Eintritt in das Rohr durchquert. In der Nähe der Beschickungsstelle
kann das Rohr ein Hilfsrad enthalten, das den Einlauf des Gutes regelmäßig gestaltet:
Dieses Rad kann ähnlich wie die Flügelräder ausgebildet sein, wird aber zweckmäßig
noch von einer einfachen oder mehrfachen Förderschnecke umgeben.
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Die umlaufenden Prallkörper oder Flügelräder können nötigenfalls durch
jede beliebige Kraftquelle mechanisch angetrieben werden. In diesem Falle kann die
Bewegung der Trokkenlüft ganz oder teilweise durch den Umlauf der Flügelräder, deren
Ffügel nach Form und Steigung als Luftschrauben ausgebildet sind, bewirkt werden.
Umgekehrt können die Fliigel oder Schaufeln der Umlaufkörper aber auch so ausgebildet
sein, daß sie von dem durch ein saugendes oder blasendes Gebläse erzeugten Trockengasstrom
in Drehbewegung versetzt werden.
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Der Trocknungsvorgang wird bei der Vorrichtung, wie vorstehend ausgeführt,
in erster Linie durch die Prall- und Schleuderwirkung der Umlaufkörper beeinflußt.
Mit bekannten Trocknungsvorrichtungen, die einfache umlaufende Schlagwerkzeuge und
Stäbtrommeln enthalten, ist eine entsprechende günstige Trocknung nicht zu erzielen,
da große Teile des Trockengutes das Rohr durchwandern, ohne überhaupt der Schleuderwirkung
ausgesetzt zu werden, und durch die bloße Schlagwirkung eine rasche Wasserverdampfung
im oben beschriebenen Sinne nicht erzielt wird.
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Es sind auch Trockenvorrichtungen bekannt, bei welchen das Trockengut
(Schnitzel) durch einen Schleuderkegel gegen ein feststehendes trichterförmiges
Sieb geschleudert wird. Solche Vorrichtungen sind lediglich bei senkrecht stehendem
Rohr verwendbar; für pulverförmiges Gut sind sie infolge des Gegenstromes zwischen
Trockengut und Trockengas überhaupt nicht brauchbar. Der Schleuderkegel wirkt hier
nicht als Hemmplatte wie die Umlaufkörper gemäß der Erfindung. Es tritt auch nicht
die erfindungsgemäß ausschlaggebende Einwirkung auf die Teilchen auf, durch welche
ein Aufprallen auf die Rohrwandung und damit die rasche Wasserentziehung erzielt
wird. Außerdem bedingen die feststehenden Siebe der älteren Vorrichtung starke Druckverluste
des Trokkengasstromes, wodurch der Kraftbedarf erhöht und die Leistungsfähigkeit
beeinträchtigt wird.
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In den Zeichnungen stellen dar: Fig. z im Aufriß eineTrockenanlage
gemäß der Erfindung mit. einem geraden, verjüngt zulaufenden Rohr, Fig. 2 im Aufriß
eins der quer in diesem Rohr angeordneten Flügelräder, Fig. 3 eine Profilansicht
dieses Flügelrades,
Fig. q. im Aufriß eine andere Ausführungsform
der Trockenanlage mit einem schwanenhalsförmigen Rohr, Fig. 5 eine Teilansicht,
aus der zu ersehen ist, wie das Rohr in Wälzbewegung versetzt werden kann, Fig.
6 in größerem Maßstäbe eine Ansicht des Rades zur Regelung der Beschickung des Rohres
mit dem Gut, Fig. 7 im Schnitt eine Vorrichtung. zum Auseinanderziehen des Rohres
und zum Austragen der schwersten oder gröbsten Bestandteile des Gutes.
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In der Ausführungsform nach Fig. i bis 3 hat die Anlage ein durchgehendes
vollwandiges Rohr i, das vorteilhaft aus einer Anzahl durch Schellen 2 zusammengezogener
Bleche besteht. Dieses Rohr i ist an seinen beiden Enden offen und mit dem einen
Ende an eine mit Gas, Schweröl, Kohle oder in sonstiger Weise betriebene Feuerung
3, angeschlossen, die die durchziehende Luft vor ihrem Eintritt in das Rohr erhitzt.
Mit seinem anderen Ende ist das Rohr an ein Sauggebläse q. angeschlossen. Dieses
Gebläse d. sitzt auf einer mit einer Scheibe 5 versehenen Welle, die in einem auf
dem Sockel ? eingebauten Lagersitz 6 läuft. Das Gebläse q. ist in einem senkrechten
Schacht 8 untergebracht, der mit einem Abscheider g verbunden ist. Dieser Abscheider
9, besitzt eine Austragöffnung i o.
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In der Nähe seines mit der Feuerung 3 verbundenen Eintrittsendes ist
das Rohr i auch an die Beschickungsvorrichtung angeschlossen, die aus einem Aufgabetrichter
i i und einem Verteiler i2 besteht; der letztere ist mit einem Trommelverschluß
iaa versehen, der sich dem Lufteintritt widersetzt.
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Im Rohr ist gegenüber dem Verteiler 12 ein Zellen- oder Flügelrad
13 gelagert, das von dem durch das Gebläse q. erzeugten Luftstrom angetrieben wird.
Die Aufgabe dieses Rades 13 besteht in der Reglung der Weiterbewegung des Gutes.
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Zwischen dem Rad 13 und der Austragmündung des Rohres befindet sich
eine Reihe in einem gewissen Abstande hintereinander angeordneter umlaufender Umlaufkörper
mit derart auseinandergerückten Flügeln oder Schaufeln, daß sie vom Luftstrom in
Umlauf versetzt werden und hierbei das Gut in feine Teilchen zerschlagen bzw. es
gegen die Wandung schleudern, wodurch eine sehr große Berührungsfläche zwischen
diesen Teilchen und der Luft, d. h. eine große Trocknungsfl,äche, erzielt wird.
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Jeder Umlaufkörper besteht vorteilhaft aus einem Rade mit einer Anzahl
von Flügeln 1q., die um eine Nabe 15 drehbar eingebaut sind. Die Nabe 15 wird von
Stäben 16 getragen, die an der Innenwandung des Rohres i befestigt sind. Die Flügel
14 sitzen beispielsweise an einem Kranz, der mittels eines Kugellagers (nicht dargestellt)
in der Nabe 15 drehbar ist.
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Die Flügel 14 sind in bezug aurdeinander in solchen Winkeln angeordnet,
daß die Räder von dem das Rohr i durchquerenden Luftstrom in Umlauf versetzt werden
und das Trockengut schleudern und aufwirbeln können. Zwischen Flügeln und Innenwandung
des Rohres besteht ein geringer Zwischenraum, so daß sie sich eben ungehindert drehen
können. Einige dieser Flügel haben Ansätze 17, die zum Abschleudern des Gutes von
einem Rad zum andern beitragen. Das Gut erfährt auf diese Weise eine wiederholte
Zerkleinerung bis zur vollständigen Aufschließung in ganz feine Teilchen, d. h.
bis zur Überführung in einen Zustand, der für seine rasche und vollständige Austrocknung
außerordentlich günstig ist. Da der Luftstrom andauernd erneuert wird, kann er sich
niemals mit Feuchtigkeit sättigen, wodurch die Trocknung noch mehr begünstigt wird.
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Die Länge des Rohres i und die Zahl der Umlaufkörper kann je nach
den praktischen Erfordernissen schwanken. Das Rohr kann, wie es Fig. i zeigt, waagerecht
angeordnet sein, aber auch senkrecht oder schräg, ohne daß dies irgendwelchen Einfluß
auf die Wirkung hätte. Die Umlaufkörper können durch eine äußere, nicht dargestellte
Kraftquelle angetrieben werden. Nötigenfalls kann das Rohr i in langsame Wälzbewegung
versetzt werden, um die Fortbewegung des Gutes zu begünstigen, zumal wenn sich dieses
in zusammengeballtem Zustande befindet. Eine Vorrichtung zur Erzielung dieser Wälzbewegung
ist beispielsweise in Fig. 5 dargestellt. Das Rohr kann gleichförmigen Querschnitt
(Fig. 5) oder allmählich abnehmenden Querschnitt (Fig. i und q.) aufweisen.
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In der Ausführungsform nach Fig. q. ist das Rohr i, anstatt wie in
Fig. i gerade zu sein, schwanenhalsförmig ausgebildet und hat einen geneigten Teil
auf einem gewissen Abschnitt seiner Länge hinter der, Stelle, wo das Gut durch den
Aufgabetrichter i i und den Verteiler 12 eingebracht wird. Auf diesem geneigten
Teil wird die Weiterbewegung des Gutes im Rohr infolge der Schwerkraft begünstigt.
Diese Weiterbewegung wird ferner noch dadurch begünstigt, daß die Abstände zwischen
den Prallkörpern oder Flügelrädern in diesem geneigten Teil kleiner sind. Diese
Abstände werden nach dem Austragende des Rohres allmählich größer.
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Die Eintrittsmündung des Rohres i besitzt eine aufgeweitete Form.
Der Austrittstutzen 18 der Feuerung 3 reicht in diese Mündung
frei
hinein, wodurch eine Saugstrahlwirkung erzielt und somit Verlust an Beschickungsgut
vermieden wird. Der Pfeil a zeigt den Eintritt der Luft, und die Pfeile b und e
deuten ihren Weg im Rohr i an. Die Feuerung oder Heizkammer 3 kann beispielsweise
mit Schweröl betrieben werden, das: durch ein Rohr ig zugeführt wird. Desgleichen
sind Regelschieber 2o vorgesehen.
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Das gegenüber der Eintrittss:t:eht des Gutes im Rohr i angeordnete
Rad 13 kann zwecks Anpassung an die in Fig. i dargestellte Bauart so ausgebildet
sein, wie es schematisch die Fig.6 zeigt. Die Flügel, deren Zahl und Größe je nach
den praktischen Erfordernissen schwanken kann, können von einem Innenkranz 2 i getragen
werden; der letztere ist alsdann in einer Nabe 23 gelagert, die von Stäben
22 getragen wird. Diese Stäbe sind auseinandergerückt und an der Innenwandung des
Rohres i befestigt. Die Flügel des Rades 13 sind so berechnet, daß sie das in der
Richtung des Pfeiles b einfallende Gut in der Richtung des Pfeiles c weiterfördern.
Die Flügel 13
sind hier von einer Förderschnecke 24 umgeben, die von einer
einfachen oder mehrfachen Metalleiste gebildet wird.: Wie oben bereits angegeben,
kann das Rohr i feststehen oder umlaufen. Es kann durch ein Getriebe in Umlauf versetzt
werden, wie es etwa in Fig. 5 dargestellt ist. Ein auf dem Umfang des Rohres i angebrachter
Zahnkranz 25 kämmt mit einem auf einer Welle 27 aufgekeilten Zahntrieb 26, wobei
die Welle in jeder geeigneten Weise angetrieben wird. Diese Welle trägt eine glatte
Rolle 28, die gegen einen glätten Kranz 29. am Umfange des Rohres i anliegt.
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Die Austragmündung des Rohres i kann unmittelbar an die Saugöffnung
des Ventilar tors 4 angeschlossen sein (wie es in Fig. i dargestellt ist). Es ist
jedoch zweckmäßig, eine Vorrichtung vorzusehen, die das Auseinanderziehen des Rohres
sowie das Austragen der schwersten oder der gröbsten Bestandteile des Gutes während
der Behandlung gestattet. Eine derartige Vorrichtung ist in den Fig. 4 und 7 dargestellt:
Die Austragmündung des Rohres i ist in einer Muffe 30 verschiebbar gelagert;
diese letztere hat einen Flansch 31, der mit einem zur Saugöffnung des Ventilators
führenden Stutzen 3z verbolzt ist. Eine Packung 33 umgibt das Rohr i und ist zwischen
der Muffe 30 und einem losen Flansch 34 eingeklemmt. Der Flansch 34 ist an einem
Gehäuse 35 verbolzt, das die Muffe 30 umgibt und sich nach unten fortsetzt,
um eine oben abgeschlossene und unten in eine Austragrinne 36 mündende Kammer zu
bilden. Zwischen diesem Gehäuse 35 und der Rinne 36 ist, ein einseitiger Verschluß
angeordnet, der als Zellenrad 37 bekannter Bauart ausgebildet ist. Dieses Zellenrad
37 sitzt auf einer Welle 38, die eine durch einen Riemen (nicht dargestellt) angetriebene
Rolle 39 trägt. Die Trennwände 40 zwischen den einzelnen Zellen des Zellenrades
37 ermöglichen den Übergang des Gutes aus dem Gehäuse 35 in die Rinne oder Rohrleitung
36 infolge der Drehbewegung dieser Trommel, widersetzen sich aber jedem Eintritt
von Luft.
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Die Muffe 30 ist an ihrem unteren Teil mit einer Beschaüfelung
41 versehen, durch deren Zwischenräume die schwersten oder die gröbsten Bestandteile
des Gutes in das Gehäuse 35 fallen könen, wie es der Pfeil f andeutet, nun durch
die Rinne 36 ausgetragen zu -werden: Während dieser Zeit wandern die nunmehr ausgetrockneten
leichtesten Teilchen des Gutes in der Richtung der Pfeile e und g, Die rasche Umdrehung
der Flügelräder fördert unter der Wirkung des durch das Rohr i ziehenden Luftstromes
durch die Vereinigung verschiedener Wirkungen die Verdampfung des im Gut enthaltenen
Wassers, so daß die Austrocknung in äußerst kurzer Zeit eintritt.