DE891979C

DE891979C - Verfahren zum Betrieb von beheizten Vakuumtrocknern und Vorrichtung zu semer Durchführung

Info

Publication number: DE891979C
Application number: DENDAT891979D
Authority: DE
Inventors: Stuttgart-Lederberg Dipl.-Ing. Richard Schiel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1953-08-20

Description

Verfahren zum Betrieb von beheizten Vakuumtrocknern und Vorrichtung zu seiner Durchführung Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung, und zwar zum Betrieb von beheizten Vakuumtrocknern.
Das hier beschriebene Verfahren weist einen Weg zur schnellen und wirtschaftlichen Trocknung der verschiedensten (Güter und Gegenstände. Die Trockentemperatur ist dabei einstellbar und kann beliebig tief gehalten werden. Es läßt sich für den Haushalt, die Industrie und die Landwirtschaft gleich gut verwenden. Weil das zu trocknende Gut dabei nicht erhitzt zu werden braucht, leidet es nicht. Die entzogene Feuchtigkeit wird als Wasser abgelassen, es entstehen demnach keine Belästigungen und Unannehmlichkeiten@durch Dämpfe oder Schwaden. Dieses Verfahren ist billig, denn es hat wegen genauer Innehaltung der thermodyamischen ForderungeneinenhohenWirkungsgrad.
Es lassen sich nach dem Verfahren unter anderem trocknen: Wäsche,, Geschirr, Gemüse, Früchte, Kleider, Schuhe, Torf, Braunkohle, Holz, Zement, Textilien, Papier, Heu, Werkzeuge, Gerätschaften USW.
Bisher übliche einschlägige Trookenarten können etwa zu folgenden Gruppen zusammengefaßt werden: a) Das zu trocknende Gut wird so stark erhitzt, daß dessen Feuchtigkeitsgehalt herauskocht; b) das zu trocknende Gut wird einem trockenen Luftstrom ausgesetzt, wodurch sein Wassergehalt verdunstet; idieses geschieht öfter auch unter I3eranziehung von Vakuum oder auch von Druck, je nachdem, welcher Zweck verfolgt wird; c) im Gefäß mit dem zu trocknenden Gut wird Vakuum erzeugt, die austretenden Brüden werden mit einer Pumpe, z. B. einer Flüssigkeitsstrahlpumpe, abgesaugt, die Brüden mit :der Flüssigkeit der Pumpen vermischt, und die Kondensiati.onswärme wird zuweilenrauch . über irgendeinen Umweg wieder an das. zu trocknende Gutherangetragen. Für diese Trockenzwecke wird oft ein Flüssigkeitskreislauf durchgeführt, zufolgedessen die Flüssigkeit einen im Innern des Trockenraumes befindlichen Wärmeaustauscher durchströmt, nachdem sie vorher durch eine Heizquelle vorgewärmt worden war, worauf sie durch aine Umwälzpumpe wieder zur Henzquelle zulaufen kann, usf. Diese bisher bekannten Trockenmethoden haben entweder schlechten Wirkungsgrad (in thermischer Hinsieht), oder es treten lohe Verluste auf durch Reibung usw., weil sie zu kompliziert sind. Nach denn Verfahren, das den Gegenstand dieser Erfindung bildet, wird derart vorgegangen, daß das bekannte Verfahren, eine - Flüssigkeit al's Heizmedium im Kreislauf durch im Innern des VakRUumtrockenraumes befindliche Wärmeaustauschikörper und über eine Heizquelle mittels einer Umwälzpumpe zu führen, und das ebenfalls bekannte Vakuumtrockenverfahren, die aus dem Trockengut austretenden Brüden mittels einer Flüssigkeritsstrahlp.umpe abzusaugen und unter Verflüssigung der dampfförmigen Anteile der Brüden in der Strahlpumpe mit der Betriebsflüssigkeit zu mischen, derart gleichzeitig angewendet werden, daß als Heizmedium gleichzeitig !die Betriebsflüssigkeit der Strahlpumpe verwendet wird, wobei als Heizung für die Betriebsflüssigkeit die Übertragung der bei der Kompression der Trockenraumabluft in ihrem Gemisch mit der Betriebsflüssigkeit in der Strahlpumpe auftretenden Erwärmung, zusammen mit der Kondensatiönswärme der Schwaden und der im Kreislauf der Betriebsflüssigkeit auftretenden Reihungswärme auf die Betriebsflüssigkeit beim Mischen der Medien in der Strahlpumpe dient, und daß allenfalls zur Erhöhung der erzeugten Luftleere in der Strahlpumpe die Flüssigkeit vor -Eintritt in dieselbe gekühlt wird, wobei die im Kühler entzogene Wärme entweder ins Freie abgeführt oder über eine Wärmepumpe dem Kreislauf erneut, und zwar in Strömungsrichtung hinter der Strahlpumpe, zugeführt wird. Es wird also in einem beheizten Vakuumtrockner die für die Verdampfung der Gutsfeuchtigkeit dem Heizmittel entzogene Verdampfungswärme demselben in Form von Kondensationswärme möglichst vollständig wieder zugeführt, und zwar auf denkbar einfachste Art. Es wird dabei die Wärmeübertragung durch Umlauf, die ja bereits bekannt ist, mit der ebenfalls bekannten Vakuumtrocknung und Absaugun.g der Brüden durch Flüssigkeitsstrahlpumpe kombiniert; dabei wird aber als Heizmedium gleichzeitig die Betriebsflüssigkeit der Strahlpumpe verwendet, und die zur Erzeugung :der Luftleere notwendige Kühlung der Strahlpumpe wird so durchgeführt, daß die hierbei entzogene Wärme teilweise oder vollständig ins Freie abgeführt werden kann oder aber, und gerade das ergibt ja den guten Wirkungsgrad, dem Kreislauf erneut wieder zugeführt wird, und zwar in Strömungsrichtung hinter der Strahlpumpe durch Verwendung einer Wärmepumpe. Diese Wärmepumpe selbst kann verschiedene Ausführungsarten benutzen, die an sich bekannt sind. Es erscheint aber für diesen Fall am zweckmäßigsten, eine Wärmepumpe zu benutzen, die aus Strahlapparaten und Wärmeaustauschern besteht, so daß keine hin und her gehenden Teile Verwendung finden müssen.
Zur beispielsweisen (Erläuterung der vorgesahlegenen Arbeitsweise dient die Zeichnung. Sie stellt in vereinfachter schematischer Weise einen Trockenschrank dar, wie er etwa im Haushalt Verwendung finden kann; für größere Anlagen wird, wie schon erwähnt, aus Wirtschaftlichkeitsgründen eine Wärmepumpe herangezogen. Als Ausführungsbeispiel ist hier an eine Wärmepumpe gedacht, mittels deren ein Kreisprozeß ausgeführt wird, der aus zwei. angenäherten Isothermen und zwei angenäherten Isobaren besteht, die für die Kompression Strahldüsen und für die Expansion ebenfalls Düsen benutzt, so daß die Wärmeaufnahme und die Wärmeabgabe des Gases jeweilig direkt von der bzw. an die Flüssigkeiten stattfinden.
In der Zeichnung bedeutet i ein Gefäß, gegen Außendruck widerstandsfähig und gegen dieAußenluft dicht abgeschlossen, 2 einen Deckel, gegen Gefäß i luftdicht, z. B. mittels Gummiring, abschließend, 3 eine Heizschlange, durch diese wird Wärme auf das zu trocknende Gut übertragen, 3 a eine Konsole für Pumpe 4, Motor usw., 4 eine Kreiselpumpe, vorzugsweise durch Elektromotor betrieben, 5 ein Beruhigungsgefäß, indem sich Luft von der Betriebsflüssigkeit (Wasser, Öl, Metalllegierung von einem Schmelzpunkt bei etwa 6o° C aus Bi, Pb, Sn und Cd) trennt oder Dampf kondensiert, 6 einen Strahlapparat mit schlankem Diffusor, in dem die.Creschwindngkeitsenergie ider Flüssigkeit wieder weitgehend' in Druck umgewandelt wird, 7 einen Einfülltrichter für Flüssigkeit, 8 ein Manometer"dnese kann durch Stellung von Ventilen zur Feststellung des Druckes sowohl im Beruhigungsgefäß als auch im Gefäß i>benützt werden, 9 bis 14 Leitungen, eventuell isoliert; Leitung 14 ist mit Kühlrippen versehen oder kann auch durch eine andere Kühlvorrichtung ersetzt werden, 1s bis 18 Ventile, i9 einen Rost zur Aufnahme des Trockengutes, z. B. aus Zinkblech, 2o ein Thermometer, 21 eine Schale (oder Gefäß), in die dem zu trocknenden Gut entzogene Feuchtigkeit in Form von- Wasser abgelajssen wird; wird die benannte Metallegierung benutzt, so scheidet sich das Wasser über diesem ab und läuft dann etwa durch Leitung io ab, 22 eine Konsole, die die Schale 2i trägt, 23 und 24 Ventile.
Die beschriebene Apparatur läßt sich in vieler Hinsicht konstruktiv auch anders gestalten. Die Figur stellt also nur schematische 'Beispiele dar, wie sich die gestellte :Aufgabe durch Verwendung von Strahlapparaten und Kreisläufen von Flüssigkeiten und Gasen lösen läßt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum" Betrieb von beheizten Vakuumtrocknern, dadurch gekennzeichnet, daß das bekannte Verfahren, eine Flüssigkeit als Heizmedium im Kreislauf durch im Innern des Vakuumtrockenraumes befindliche Wärmeaustauschkörperundüber eine Heizquelle mittels einer Umwälzpumpe zu führen, und das ebenfalls bekannte Vakuumtrockenverfahren, die aus dem Trockengut austretenden Brüden mittels einer Flüssigkeitsstrahlpumpe abzusaugen und unter Verflüssigung der dampfförmigen Anteile der Brüden in der Strahlpumpe mit der Betriebsflüssigkeit zu mischen, derart gleichzeitig angewendet werden, -daß als Heizmedium gleichzeitig die Betriebsflüssigkeit der Strahlpumpe verwendet wird, wobei als Heizung für die Betriebsflüssigkeit die Übertragung der bei der Kompression der Trockenraumabluft in ihrem Gemisch mit der Betriebsflüssigkeit in der Strahlpumpe auftretenden Erwärmung, zusammen mit der Kondensationswärme der Schwaden und der im Kreislauf der Betriebsflüssigkeit auftretenden Reibungswärme, auf die Betriebsflüssigkeit beim Mischen der Medien in der Strahlpumpe :dient, und daß allenfalls zur Erhöhung der erzeugten Luftleere in der Strahlpumpe die Flüssigkeit vor Eintritt in dieselbe gekühlt wird, wobei die im Kühler entzogene Wärme entweder ins Freie abgeführt oder über eine Wärmepumpe dem Kreislauf erneut, und zwar in Strömungsrichtung hinter der Strahlpumpe, zugeführt wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Zirkulationsflüssigkeit statt Wasser eine Flüssigkeit von geringerer Dampfspannung, z. B. Mineralöl oder eine Wismut-Blei-Zinn-Kadmium-Legierung, die schon bei etwa 60'°'C schmilzt, verwendet wird: 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i oder z, gekennzeichnet durch eine druckdichte Trockenkammer (i) mit im Innern angeordneten Heizschlangen (3), die eintrittsseitig über eine Umwälzpumpe (q.) und austrittsseitig über eine Kondensatabteilung (18), aus der das Kondensat kontinuierlich oder ,absatzweise entferübar ist, und über ein Beruhigungsgefäß (5) an eine Flüssigkeitsstrahlpumpe (6) angeschlossen sind, ferner durch eine aus dem Trockenraum zum Unterdruckraum der Strahlpumpe führenden Leitung (ff). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Beruhigungsgefäß einerseits über eine mit einem Ventil (17) versehene Leitung mit der freien Atmosphäre, andererseits über eine Leitung und ein Ventil (15) mit dem Trockenraum verbunden ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 Unid q., dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (q.) an der tiefsten, das Beruhigungsgefäß (5) jedoch an der höchsten Stelle des Flüssigkeitskreislaufes angeschlossen ist. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Beruhigungsgefäß (5) nach unten hin trichterförmig verengt, nach oben hin aber erweitert imd in seiner oberen Hälfte einen derartig großen Querschnitt erhält, daß die Strömungsgesch3vindigkeit der Flüssigkeit nach unten kleiner ist als die Steiggeschwindigkeit der Gasblasen nach oben. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 713607, 52o:286.