-
Vorrichtung zur Trocknung von Gut mittels heißer Gase Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von körnigem oder pastenartigem Material
mittels durch Ventilator bewegter heißer Gase als Trockenmittel, bestehend aus einem
feststehenden Behälter mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, vorzugsweise
waagerechter Achse und einer achsgleich mit der Behälterachse angeordneten, drehbar
gelagerten und angetriebenen Schaufelwelle und bezweckt, die Vorteile der sogenannten
pneumatischen Trockner mit der gedrängten Bauart der im wesentlichen horizontalen
Trommeltrockner zu vereinigen.
-
Bei den bekannten Ausführungsformen von pneumatischen Trocknern, bei
welchen das zu trocknende Gut in einem Strom heißer Gase durch den Behandlungsraum
und Leitungen getragen wird, müssen die Gase eineGeschwindigkeit haben, welche hoch
genug ist, um das zu trocknende Gut zu tragen und in Schwebe zu halten. Daher muß
die Bahn des durch das Gas getragenen Materials lang sein, um die notwendige Trocknungszeit
zu erhalten. Folglich weisen derartige Anlagen meist große Abmessungen auf und sind
starken Wärmeverlusten an ihren Oberflächen ausgesetzt.
-
Solche Trockner sind daher nur für bestimmte Materialien geeignet.
-
Bei Trommeltrocknern mithorizontaler Trommelachse befindet sich der
wesentliche Teil des zu trocknenden Gutes jeweils im unteren Teil der Trommel in
einer dicken Schicht, von der nur ein kleiner Teil den heißen Gasen ausgesetzt ist.
Auch die eventuell vorhandenen Rührvorrichtungen derartiger Trommeln tragen j eweils
kompakte Materialschichten, während der Zeitraum, währenddessen
die
Gutsteilchen durch den Trockenraum hinabrieseln und hierbei den heißen Gasen ausgesetzt
sind, sehr klein ist. Somit ist die Trocknungswirkung geringer, als es der Fall
wäre, wenn die ganze Gutsteilchenschichtkontinuierlich den Gasen ausgesetzt wäre.
-
Gegenüber den vorerwähnten Vorrichtungen erzielt die erfindungsgemäße
Vorrichtung dadurch Vorteile; daß über die ganze Länge des Behälterraumes Schaufelkränze
auf der Welle verteilt sind, deren Schaufeln jeweils um eine Achse parallel zur
Wellenachse schwenkbar sind, so daß sie beim Umlauf durch die Zentrifugalkraft an
die Behälterwand gedrückt werden, und deren Schaufelflächen derart schräg zur Behälterachse
stehen, daß das Trockengut schraubenlinienförmig vorgeschoben wird, und daß der
Trockenmittelstrom derart tangential und mit einer axialen Komponente in den Behälter
eintritt, daß er diese in schraubenlinienförmiger Bahn längs der Behälterwandung
durchströmt, und daß in an sich bekannter Weise eine Beschickungs- sowie eine Austragvorrichtung
für das Gut vorgesehen sind. Das Gut wird somit nicht lediglich umgerührt, sondern
längs der Innenseite des Behälters im schraubenlinienförmigen Strom getragen und
dem Wärmeaustausch mit dem ebenfalls in schraubenlinienförmiger Bahn strömenden
Trockenmittel ausgesetzt. Die Vorrichtung besitzt ferner Abscheidevorrichtungen
zum Trennen des Gutes von den Gasen.
-
Die Beschickungsvorrichtung befindet sich vorteilhaft nahe dem gleichen
Ende des Behälters, an dem sich auch die Zutrittsöffnungen für das Trockenmittel
befinden. Die Austragvorrichtung sowie die Trockenmittelabsaugöffnungen sind ebenfalls
benachbart, jedoch am anderen Ende des Behälters angeordnet, wobei die schwenkbaren
Schaufeln dazu dienen, das Gut und die Gase zu veranlassen, im Behälter zu kreisen.
-
Hierbei können sich die Trockenmittelzutrittsöffnungen über einen
Teil der Trommellänge erstrecken, um die Zone, in welcher das Gut von frischen Trockengasen
beaufschlagt ist, zu vergrößern.
-
Das Gut kann zur fortlaufenden Freilegung frischer feuchter Flächen
einem mechanischen Zerquetschen oder Zermalmen unterworfen werden.
-
Der Behältermantel der erfindungsgemäßen Trockenvorrichtung ist rohrförmig
ausgebildet.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung
dargestellt.
-
Fig. i ist einLängsschnitteinerAusführungsform; Fig. 2 ist ein Grundriß,
teilweise im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. i ; Fig. 3 ist eine Seitenansicht,
in der Richtung des Pfeiles A in Fig. i gesehen und teilweise im Schnitt nach den
Linien III-III der Fig. i und 2; Fig.4 ist ein teilweiser Längsschnitt nach der
Linie IV-IV der Fig. 3; Fig. 5 ist ein Querschnitt nach den Linien V-V der Fig.i
und 6; Fig. 6 ist eine teilweise Seitenansicht, teilweise im Schnitt nach der Linie
VI-VI der Fig.-5; Fig.7 ist ein teilweiser Querschnitt nach der Linie VII-VII der
Fig. 6; Fig. 8 ist ein teilweiser Querschnitt einer Einzelheit; Fig.9 und io sind
ein Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 8 bzw. ein Grundriß der Fig. 8; Fig. i
i und 12 sind Teilschnitte von abgeänderten Ausführungsformen einer Einzelheit;
Fig. 13 ist eine Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Einrichtung, und
Fig. 14 ist ein Teilschnitt einer weiteren abgeänderten Ausführungsform der Einrichtung.
-
Die in Fig. i bis 7 veranschaulichte Ausführungsform der Einrichtung
besitzt einen hohlen, zylindrischen, feststehenden Behälter i, dessen Achs;: horizontal
liegt und der mit Stirnplatten 2 und 3 versehen ist, welche die Stirnenden im wesentlichen
abschließen mit den nachfolgend beschriebenen Ausnahmen. Konzentrisch im Behälter
i ist eine drehbare Welle 4 angeordnet und in außerhalb des Behältei- s i angeordneten
Lagern 5 drehbar gelagert. Die Drehung ,der Welle 4 wird durch eine Riemenscheibe
6 bewirkt, welche durch einen Riemen 7 von einer passenden Antriebsquelle aus gedreht
wird. Die Welle 4 ist von einer rohrförmigen Hülse 8 umgeben und auf irgendeine
passende Weise- so mit der Welle 4 verbunden, daß sie sich mit derselben dreht.
Auf der Hülse 8 sind in passenden Abständen voneinander mehrere Scheiben 9 befestigt;
jeweils zwischen benachbarten Scheiben 9 sind Schaufeln io mittels Armen 12 auf
Achsen i i drehbar gelagert, die parallel zu der Achse der Welle 4 stehen. Die Anordnung
der Schaufeln io ist so gewählt, daß beim Drehen der Welle 4 die Schaufeln io innerhalb
des Behälters umlaufen und. die äußeren Ränder oder Spitzen der Schaufeln hierbei
gegen die Innenfläche des Behälters i anliegen. Vorteilhaft sind die Schaufeln jeweils
gegeneinander winkelförmig versetzt. Mit der Hülse 8 rotiert ferner ein propellerartiger,
die Stirnplatte -9 abstreifender Flügel 13.
-
Die Vorrichtung weist weiter, wie Fig. 3 zeigt, eine Gutsbeschickungsvorrichtung
auf, bestehend aus einem Trichter 15 und einer Förderschnecke 16, welche von der
Welle 4 aus über eine Riemenscheibe 18, Riemen i9, eine Geschwindigkeitswechselvorrichtung
2o und Riemenscheibe 17 angetrieben wird. Die Schnecke 16, welche das Material durch
einen Einlaß 21 dem Behälter i zuführt, endigt im gewissen Abstand vor diesem Einlaß,
so daß zwischen ihrem Ende und dem Einlaß ein Gutspfropfen entsteht, der eine Gasdichtung
bildet.
-
Der Einlaß 21 ist vorteilhaft so angeordnet, daß das in den Behälter
zugeführte Gut im wesentlichen tangential durch Abwärtsgleiten entlang der Platte
zu der Bahn der Schaufeln io eintritt, die in Richtung des Pfeiles B umlaufen. Der
Einlaß 21 ist nahe an der Einlaßstirnplatte 2 angeordnet, wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich.
-
Die Eintrittsöffnungen für das Trockenmittel 22 erstrecken sich längs
des in Gutsvorschubrichtung vorderen Teils des Behälters und sind, wie in
Fig.3
gezeigt ist, so angeordnet, daß die durch diese Öffnungen eintretenden Gasstrahlen
sehnenförmig zur Bewegung der Schaufeln io gerichtet sind. Diese Öffnungen sind
auf der Auße,iseite des Trockenbehälters i mit einem gemeinsamen Heizrohr (nicht
gezeigt) verbunden, welchem das Trockenmittel von einer passenden Lieferquelle,
wie einer Feuerung, Gaserzeugungsanlage oder einem Wärmeaustauscher, zugeführt wird.
-
Obschon die Eintrittsöffnungen 2i und 22 für das zu trocknende Gut
und die Behandlungsgase sich an dem gleichen Ende des Behälters befinden, sind sie
vorteilhaft im Abstand voneinander am Umfang angeordnet, z. B. im wesentlichen diametral
einander gegenüber, wie aus Fig. 3 ersichtlich.
-
Die Scheiben 9 und Schaufeln io sind über den größten Teil der Länge
des Behälters i angeordnet. Wie bereits erwähnt, sind die Schaufeln io an den Scheiben
9 drehbar angeordnet, derart, daß sie leicht schwenkbare Körper oder Platten bilden,
welche durch Zentrifugalkraft im wesentlichen radial gehalten, werden und einem
plötzlichen Widerstand nachgeben können. Ferner sind die Schaufeln io entweder parallel
-zur Achse der Welle 4 oder unter einem Winkel zu ihr angeordnet, wobei sie im letzteren
Fall die Vorschubbewegung des Gutes unterstützen.
-
Insbesondere ist es für einen Zweck, der noch näher beschrieben wird,
erwünscht, daß diejenigen Schaufelkränze, welche sich in der Nähe der Stirnplatte
2 befinden, stärker geneigt sind als die dem Austragende näher gelegenen.
-
Die Eintrittsöffnungen 22 für das Trockenmittel erstrecken sich etwa
bis zur Hälfte der von den Schaufeln io bestrichenen Länge des Trockenbehälters;
am austragseitigen Ende dieses Behälters liegen Stauelemente, welche von der Behälterinnenwand
in das Behälterinnere hineinragen.
-
An der Innenseite der Auslaßstirnplatte 3 des Behälters i ist ein
sich entgegen der Gutsvorschubrichtung verjüngendes, die Welle 4 und die Hülse 8
umfassendes, eine ringförmige Öffnung in seiner Mitte bildendes Ablenkorgan 24 angeordnet.
Der Raum zwischen dem Ablenkorgan 24 und der Stirnplatte 3 bildet eine Gasauslaßkammer
26, die durch eine Leitung 28 und eine Öffnung 29 in der Stirnplatte 3 mit einem
Gebläse 27 in Verbindung steht.
-
Das Gebläse 27, welches druckseitig in einen Auslaßkanal
70 mündet, wird von einer auf der Welle 4 sitzenden Riemenscheibe 30, über
einen Riemen 3i und eine auf der Gebläsewelle sitzenden Riemenscheibe 32 angetrieben.
-
Der Raum zwischen dem Stauorgan 23 und der im Abstand befindlichen
Scheibe 42 auf der einen Seite und dem konischen Ablenkorgan 24 auf der anderen
Seite bildet einen Abscheideraum oder Abscheider 33, zu welchem ein Zutritt durch
die ringförmige Öffnung zwischen dem inneren Rand des Stauorgans 23 und dem äußeren
Rand der Scheibe 42 vorhanden ist.
-
In der Wand des Behälters i sind auch die Gutsaustrittsöffnungen 34
vorgesehen, die in einen auf der Außenseite des Behälters befindlichen Austragkasten
35 münden, an dem ein Austragrohr 36 befestigt ist, wobei eine in dem Unterteil
des Kastens 35 angeordnete Schnecke 37 so ausgebildet ist, daß sie das Gut zum Rohr
36 fortbewegt, indem sie durch eine Riemenscheibe 38 auf der Welle 4, über einen
Riemen 39 und eine auf der Schneckenwelle 41 sitzende Riemenscheibe 4o angetrieben
wird. Wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, besitzt der obere Teil des Kastens 35
eine Abzweigung 47, die tangential zurück in die Trommel i vor das Stauorgan 23
führt.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Schaufeln io, in
Drehrichtung gesehen, zurückgeneigt (Fig. 3), während die Schaufeln 43 eine entgegengesetzte
Neigung aufweisen (Fig. 5).
-
Das Gebläse 27 erzeugt einen derartigen Unterdruck im Trockenraum,
daß das Trockenmittel aus den Kanälen 22 mit großer Geschwindigkeit austritt.
-
Der Teil des Behälters i von der genannten Endfläche der Einlässe
22 bis zum Stauorgan 23 bildet eine Zone von fallender Temperatur, in welcher das
Trocknen des Materials vervollständigt wird.
-
Das Material wird durch die Schaufeln um die Innenseite des Behälters
i unter Zentrifugalkraft in einer Schicht herumbewegt, und die Dicke dieser Schicht
und damit die Zeitdauer, während welcher das Material in dieser Zone zurückgehalten
wird, ist durch die Tiefe des Stauorgans 23 bestimmt. Dies letztere kann durch andere
Stanzringe von verschiedener Breite auswechselbar sein, um die Dicke der Materialschicht
zu verändern.
-
Das getrocknete Material wird vom feuchteren Material dadurch getrennt,
daß die feuchteren und daher schwereren Elemente zentrifugal auswärts gedrückt werden,
während die lichteren trockneren Elemente gegen die Innenfläche der Schicht verschoben
werden. Somit können nur die getrockneten und leichtesten Elemente durch die Trägergase
unter der Wirkung des Gebläses 27 über die innere Kante des Stauorgans 23 verschoben
und in die Abscheidekammer 33 hineingezogen werden.
-
Das getrocknete Material wird dann durch die Schaufeln 43 zentrifugal
um die Innenumfangsfläche der Wand der Kammer 33 herumbewegt und tritt tangential
durch die Schlitze 34 in den Entleerungskasten 35 über, während die Gase
vom genannten Material dadurch getrennt werden, daß sie durch das Gebläse 27 gegen
die Achse des Behälters i abgesaugt und durch die ringförmige Öffnung 25 in die
Gasentleerungskammer 26 ausgestoßen werden.
-
Die Umleitung 47 vom Kasten 35 ermöglicht, daß ein Teilstrom der Gase
durch die Schlitze und zurück in den Behälter zirkulieren. Dieser Gasstrom durch
die Schlitze erleichtert den Durchgang des getrockneten -Materials.
-
Das fertig getrocknete Material wandert abwärts zum Boden des Kastens
35 und wird durch die Schnecke 37 in das Fallrohr 36 hinausgedrückt. Da die Schnecke
in einer Entfernung vom Fallrohr 36 endigt, bildet das Material einen Zapfen, welcher
als Gasabdichtung dient.
Die Innenfläche des Trockenbehälters kann
entweder für Produkte, bei welchen ein Zerquetschen des zu trocknenden Materials
unerwünscht ist, glatt sein, oder sie kann mit nach innen vorstehenden Schneidmessern
versehen sein, welche mit scharfen Kanten versehen sind, die in der Bewegungsrichtung
der Arme und des Materials gerichtet sind.
-
Wie in den Fig. 8, 9 und i o gezeigt ist, sind auf dem ganzen Umfang
des Behälters Messer 48 vorgesehen, wobei die Schaufeln io bis 49 an ihren äußeren
Rändern geschlitzt sind, damit sie- an den Messern vorbeigehen können. Das zu trocknende
Material wird zwischen den Schaufeln io und den Messern 48 zerschnitten, so daß
bei fortschreitender Trocknung frische feuchte Oberflächen des Materials kontinuierlich
freigelegt werden. Vorteilhaft sind die Messer gegen das Ende der Trocknungszone
angeordnet. Die Messer 48 können passend in Sätzen auf Platten 5o angeordnet sein,
die in Öffnungen des Gehäuses i eingesetzt werden können, so daß die Messer nötigenfalls
leicht erneuert werden können.
-
Um die Berührung des zu trocknenden Materials mit den heißen Trocknungsgasen
weiter zu erhöhen, können gebogene Flossen oder Ablenkorgane in Abstand voneinander
an der Innenfläche des Trockenbehälters entweder über die ganze oder einen Teil
der Länge desselben angeordnet sein. Diese Flossen bewirken, daß das zu trocknende
Material zeitweise von der Fläche des Trockenbehälters getrennt wird und angenähert
der Bahn von um die Innenfläche verlaufenden Sehnen folgt.
-
Bei der in Fig. i i gezeigten abgeänderten Ausführungsform ist das
Stauorgan als konischer Ring 5 1 ausgebildet, der aus segmentförmigen Teilen
hergestellt sein kann und welcher mit Ansätzen 52 versehen ist, die Gewindelöcher
53 besitzen und durch Schraubenbolzen54 befestigt sind, welche von der Außenseite
des Behälters in die Ansätze 52 eingeschraubt sind. Durch Bereitstellen von Ringen
51 mit verschiedenen Innendurchmessern und Befestigung eines passenden Ringes im
Behälter kann die Tiefe des Stauorgans eingestellt werden. Bei einer anderen in
Fig. 12 gezeigten Anordnung ist der konische Ring 51 des Stauorgans aus dünnem biegsamem
und nachgiebigem Material hergestellt und seitlich bei 55 vom freien Rand aus geschlitzt,
um überlappende Blätter 65 zu bilden; auf einem Ring 57 angeordnete Stifte 56 stehen
durch Schlitze 58 in den Behälter hinein vor und liegen gegen die Unterseite der
Blätter 65 an; der Ring 57 kann in Längsrichtung des Behälters mittels Einstellschraubenbolzen
59 bewegt werden, die im Gewindeeingriff mit einem festen Ring 66 stehen,
so daß die Blätter gegen die Behälterachse zu oder von derselben weg bewegt und
so die Tiefe des Stauorgans eingestellt werden kann.
-
Das Auslaßende des Trockenbehälters kann konisch verengt sein, oder
der ganze Trockenbehälter kann von konischer, gegen das Auslaßende verjüngter Form
sein.
-
Bei der in Fig. 13 gezeigten abgeänderten Ausführungsform ist der
Behälter i im Durchmesser allmählich reduziert oder bei 6o über die Zone von fallender
Temperatur konisch ausgebildet. Eine solche konische Ausbildung des Behälters dient
zum Zweck einer Stauwirkung, um die Trennung des trockenen Materials vom feuchten
Material zu bewirken.
-
Damit schwere und harte Fremdkörper, wie Eisen, Steine, Sand u. dgl.,
welche in den Trockenbehälter eintreten können, ausgestoßen werden, ist eine Steinfalle
61 am tiefsten Punkt, nahe aber vor dem Stauorgan vorgesehen. Diese Lage ist mit
Rücksicht auf die Tatsache gewählt worden, daß nahe dem Stauorgan das Material schon
im wesentlichen trocken ist und die Fremdkörper, welche von viel größerem Gewicht
sind, leicht abwärts zum Boden der Falle wandern. Die Falle kann mit einer durch
die Schwerkraft oder Federwirkung gesteuerten Tür oder Klappe 62 versehen sein,
so daß, sobald das Gewicht der in der Falle befindlichen Körper eine gewisse vorbestimmte
Größe übersteigt, die Tür sich öffnet und gestattet, daß die Fremdkörper herausfallen,
worauf die Tür sich automatisch schließt.
-
Bei der in Fig. 14 veranschaulichten abgeänderten Anordnung ist ein
Gebläserad 63 auf der Hülse 8 der Welle 4 angeordnet, wobei die Gebläsekammer 67
durch eine Stirnwand 68 und eine im wesentlichen parallel dazu liegende Platte 64
gebildet wird, die axial durchbohrt ist, um die ringförmige Öffnung 25 um die Welle
4 für den Durchlaß der Austrittsgase von der Trennkammer 33 zur Gebläsekammer
67 zu erhalten. Das genannte Gebläse ist von gleichem oder größerem Durchmesser
als die Trennkammer 33, um die erforderliche Zugwirkung zu erzeugen, und es hat
eine Austrittsabzweigung 70, welche natürlich tangential angeordnet ist.
-
Da die Welle 4 nahe dem Einlaßende überhitzt sein und die Hülse 8
einen ringförmigen Abstand von der Welle 'haben kann, wie in Fig. r gezeigt ist,
steht ein Ende der Hülse durch die Stirnplatte 2 vor, und das andere Ende ist gegen
die Gasauslaßkammer 26 oder die Gebläsekammer 67 offen, wo ein Unterdruck herrscht,
durch welchen ein dauernder Kühlluftstrom von der Atmosphäre durch den ringförmigen
Raum hervorgerufen wird.
-
Die beschriebene, für sich ein fertiges Ganzes bildende Anlage kann
auf einem sich selbst treibenden Fahrzeug oder einem getrennten Fahrgestell angeordnet
sein, das durch einen Traktor gezogen wird, so daß es leicht an irgendeine gewünschte
Stelle bewegt werden kann.
-
Die wärmeabgebenden Gase können Verbrennungsgase mit sehr hoher Temperatur
und praktisch frei von überschüssiger Luft sein, wobei das erforderliche Volumen
der wärmeabgebenden Gase für die gewünschte Wärme auf ein Minimum herabgesetzt ist.
Trotz der Verwendung von wärmeabgebendenGasen mit sehr hoherTemperatur kann die
Temperatur der Trägergase innerhalb des Trockenbehälters in der heißen Zone so gesteuert
werden, daß deren Temperatur die erlaubte Maximaltemperatur
für
die Behandlung der verschiedenen Materialien nie übersteigt.
-
Als Folge der gedrängten Form des Trockners, seiner verhältnismäßig
geringen Außenfläche, verglichen mit seiner Leistung, dem geringen Volumen der erforderlichen
wärmeabgebenden Gase und der kleinen Austrittsverluste, ist der thermische Wirkungsgrad
der Vorrichtung auf den höchsten Stand gebracht. Da manche zu trocknenden Substanzen
in einer sauerstofffreien Atmosphäre behandelt werden müssen, können diese Substanzen
in dieser Vorrichtung mit großem Vorteil getrocknet werden. Die aus der Anlage austretenden
Gase haben einen sehr hohen Teildruck von Dampf und sind daher nützlich.
-
Der Trockner ist für die Behandlung eines großen Bereiches von Materialien,
besonders körniger oder unterteilter Materialien, wie Sägespäne, Schlämmkreide und
Kaffesatz, auch zäher, pastenförmiger Materialien, wie Frucht- und Beerenmus, nach
.Extraktion von Sirup, Leimrückständen oder Flüssigkeiten von hoher oder niedriger
Viskosität geeignet, da die ganze Fläche des Trockners mechanisch auf der Innenseite
abgestreift wird und Teilchen, die an der Wand haften, fortwährend befreit werden.
Zufolge der Einfachheit der Konstruktion ist der Preis des Trockners sehr niedrig
im Vergleich mit bekannten Trocknungsvorrichtungen mit gleicher Leistungsfähigkeit.