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Zerstäubungsvorrichtung zur Trocknung von Pasten
Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Trocknen von Pasten.
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Bisher war das Trocknen von Pasten, d. h. nicht oder nur schwer fließbaren
und meist knetbaren Gemischen flüssiger oder leicht sich verflüssigender Stoffe
mit Feststoffen, immer eine umständliche und kostenverursachende Arbeit.
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Man entfernte bisher die Flüssigkeit aus fließbaren Feststoff-Flüssigkeits-Gemischen
soweit als möglich auf mechanischem Wege, z. B. durch Filtrieren, Nutschen, Zentrifugieren,
erhielt dadurch die Paste und entzog dieser den Rest der Flüssigkeit durch Wärmebehandlung,
d. h. durch Verdunstung oder Verdampfen. Diese Verdampfungstrocknung erforderte
um so mehr Zeit, in je dickerer Schicht die Paste getrocknet wurde.
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Meistens mußte das Temperaturgefälle klein gehalten werden, sowohl
weil das Feuchtgut vielfach wärmeempfindlicher ist als das getrocknete oder weil
die lange Einwirkung stärkerer Hitze das Gut schädigt als auch um ein Aufblähen
der Paste zu vermeiden. Oft traten auch Schwierigkeiten dadurch auf, daß sich Krusten
bildeten, die ein Austreten und Abführen der Flüssigkeitsdämpfe weitgehend erschwerten.
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Man hat auch schon fließbare Gemenge, bevor sie Pastenform durch
Flüssigkeitsentzug erhalten, in Zerstäubungstrocknern, z. B. im sogenannten Krausetrockner,
mittels strömender heißer Gase getrocknet. Hierbei wird die gesamte Flüssigkeitsmenge,
darunter auch der Teil, dessen mechanische Entfernung auf einfacherem und billigerem
Wege durchaus möglich ist, verdampft.
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Man hat ferner Anordnungen vorgeschlagen, bei denen Schlamm in regelbarer
Menge einer Aufgabeschleuder, die mit geringem Spielraum in
einem
sie großenteils umgebenden Gehäuse läuft, zugeführt und durch die Schwungkraft der
Schleuder in einen Heißluftstrom eingeschleudert wird.
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Es sind auch schon Zerstäubungsvorrichtungen in der bekannten Desintegratorform
angewandt worden, bei denen das Gut von innen nach außen im Durchgang durch stehende
und umlaufende Stiftreihen zerkleinert wird.
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Diese Anordnungen haben sich aber in die Technik und Wirtschaft nicht
einführen können, weil ihnen noch wesentliche Mängel anhafteten, insbesondere sich
unzerkleinerte Ansammlungen an den Zuführungsvorrichtungen und im Trockenraum bildeten,
die ungetrocknet den Trockenraum verließen und den Wert des Trockengutes minderten.
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Es wurde nun gefunden, daß man Pasten leicht und einfach trocknen
kann, wenn man hierzu eine Zerstäubungsvorrichtung benutzt, bei der in einem Trockenraum
ein mit Stiften, Zähnen, Borsten, Schlägern od. dgl., kurz Stifte genannt, versehenes
Rad oder eine ebenso besetzte Walze rotiert, wobei die Stifte od. dgl. sich an einer
das zu trocknende Gut heranführenden Zuführungsvorrichtung, z. B. mit spaltförmigem
Mundstück, vorbeibewegen und die Zuführungsvorrichtung, z. B. ein Rohr mit Mundstück,
an der Austrittsstelle der Paste ganz oder teilweise mit einer oder mehreren Gasdüsen
umgeben ist, deren Gasstrahlen so gerichtet sind, daß das Trockengut auf die Stifte
aufgedrückt wird.
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Das zerstäubte Gut wird hierbei im Schwebezustand einem Gasstrom ausgesetzt,
dessen trocknende Wirkung mit steigender Temperatur zunimmt. Da die zu verdampfende
Flüssigkeit stets eine Dampftension aufweist, wirkt der Gasstrom stets trocknend,
sofern seine Dampftension geringer ist als die der zu verdampfenden Flüssigkeit.
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Zweckmäßig wird die gasausblasende Düse auf den Seiten der Austrittsstelle
des zu trocknenden Gutes angebracht, wo das austretende Trockengut, anstatt in den
Trockenraum fortgeschleudert zu werden, sich an der Zuführungsvorrichtung ansammelt
und dort einen sogenannten Bart bildet. Das ausströmende Gas verhütet das Ansammeln
des Trockengutes auf der Zuführungsvorrichtung und drückt es gegen die sich vorbeibewegenden
Stifte, wodurch erst eine vollständige Zerstäubung des Trockengutes erzielt wird.
Als Gas wird im allgemeinen Luft verwendet.
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Das mit Stiften versehene Rad rotiert frei, d. h. es ist nicht von
einem eng anliegenden Gehäuse ganz oder teilweise an dem Umfang, von wo die zerstäubte
Masse fortgeschleudert wird, umgeben.
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Es hat sich gezeigt, daß die Zerstäubung der Pasten auch gut durchzuführen
ist, wenn man die zu trocknende Paste an Stelle der Verwendung eines Zuleitungsrohres
mit Mundstück, durch das z. B. eine Strangpresse oder Schnecke das Trockengut hindurchdrückt,
mittels einer Rutsche oder eines Trichters dem rotierenden Rad oder der rotierenden
Walze zuführt. Hierbei ist es vorteilhaft, eine Vibrationseinrichtung vorzusehen,
die die Rutsche oder den Trichter in vibrierende Bewegung versetzt, so daß das zu
trocknende Gut fortlaufend in etwa gleichbleibenden Mengen zugeführt wird.
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Die Vibrationseinrichtung gestattet, auch eine Reihe von steifen Pasten,
vor allem solche, die sich in einen tixotropen Zustand überführen lassen, an das
rotierende Rad bzw. die rotierende Walze heranzubringen. Diese Anordnung gestattet
auch, das Gut in krümeliger Form dem Zerstäuber zuzuleiten, was mittels Strangpresse
oder Schnecke nicht ohne weiteres möglich ist. Auch diese Zuführungsvorrichtungen
werden mit den vorher beschriebenen Gas düsen versehen.
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Um die Zerstäubung zu unterstützen und dem zerstäubten Gut eine besondere
Flugrichtung zu geben, ferner um das zerstäubte Gut von bestimmten Stellen fernzuhalten,
kann man, außer der diese Zwecke ebenfalls berücksichtigenden Form der Einführung
des Trockengasstroms, dem rotierenden Rad oder der rotierenden Walze eine ventilatorartig
wirkende Form geben und die Walze gegebenenfalls mit einem diesem Zweck entsprechenden
Gehäuse umgeben. Die Ventilatorwirkung läßt sich z. B. durch an der Walze angebrachte
Flügel erzeugen. Zum gleichen Zweck kann man neben der Walze auf der gleichen Achse
auch einen besonderen Ventilator anordnen.
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Auf dem mit Stiften besetzten Rad oder der Walze wird vorteilhaft
neben den Stiftreihen mindestens auf einer Seite, insbesondere der, von der das
Trockengut zugeführt wird, eine mitumlaufende Scheibe angeordnet. Diese Scheibe
verhütet nicht nur, daß bei der Zerstäubung des Trockengutes durch das schnelle
Aufschlagen der Stifte auf den hervorquellenden Strang zerstäubtes Trockengut nach
dieser Seite anstatt in tangentialer Richtung fortgeschleudert wird, sondern sie
fängt diese Teilchen auf und schleudert sie selbst in tangentialer Richtung ab.
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Der aus dem Mundstück austretende Strang und die Walze werden so
angeordnet, daß die fortgeschleuderten Teilchen in einen entsprechend erhitzten
Gasstrom innerhalb eines zweckmäßig gestalteten Trockenraumes gelangen, wo sie in
kurzer Zeit, solange sie noch schweben, mindestens auf ihrer Oberfläche getrocknet
werden, wodurch ein gegenseitiges Zusammenbacken oder Festhaften an der Wand des
Trockenraumes verhütet wird. Die getrockneten Teilchen werden laufend aus dem Trockenraum
entfernt oder, falls die Trocknung nur oberflächlich war, noch eine entsprechende
Zeit im Trockenraum belassen, wobei sie weiterhin dem Heizgasstrom ausgesetzt bleiben;
sie können auch in einem anderen Raum nachgetrocknet werden.
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Da eine weitgehende Zerteilung der Paste in kleine Teilchen stattfindet,
wobei eine große Oberfläche bei sehr kleiner Körperdicke der einzelnen Teilchen
geschaffen wird, ergibt sich der Vorteil, daß die Trocknung in kürzester Zeit vor
sich geht und die Teilchen durch den Wärmeentzug infolge Verdampfung eine verhältnismäßig
niedrige Temperatur behalten bei gleichzeitig möglicher Anwendung verhältnismäßig
hoher Heizgastemperaturen. Deshalb werden ungünstige Einwirkungen durch zu lange
und zu hohe Erhitzung auf das
zu trocknende Gut vermieden. Selbstverständlich
kann, wenn bei einmaligem Durchgang der Heizgase durch den Trockenraum die Sättigung
mit dem Dampf der Flüssigkeit nicht erreicht wird, zur besseren Ausnutzung der Wärme
mindestens ein Teil der Heizgase nochmals in an sich bekannter Weise im Kreislauf
herumgeführt werden.
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Ebenso kann in bekannter Weise aus dem entweichenden Heizgasstrom
mitgerissener Staub des Trockengutes abgeschieden oder die aus dem Gut ausgedampfte
Flüssigkeit niedergeschlagen werden.
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In Abb. I ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.
In einem Trockenraum A befindet sich das rotierende Rad B mit den Stiften C, die
sich an der rohrförmigenZuführungsvorrichtung D mit dem Mundstück E und der Zuführungsschnecke
G vorbeibewegen. Das Mundstück E ist mit der Gasdüse F umgeben, in welche durch
das ZuführungsrohrH das Gas eingeführt wird. Durch den Stutzen 1 wird der Trockengasstrom,
im allgemeinen Luftstrom, in den Trockenraum eingeblasen, der die zerstäubten Teilchen
L mitnimmt und zusammen mit diesen nach ihrer Trocknung den Trockenraum bei K verläßt.
Bei S wird das getrocknete Gut, das vom Gasstrom nicht mitgerissen wird, aus dem
Trockenraum abgezogen.
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In Abb. 2 ist die Zuführung der Paste mittels einer vibrierenden
Rutsche als Beispiel dargestellt.
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Darin bedeutet D das Zuführungsrohr mit einem Trichter Q, die beide
durch eine Vibrationsvorrichtung M in Schwingungen versetzt werden. Die Einführung
in den Trockenraum und der gasdichte Abschluß erfolgen mittels einer Membran N.
An dem rotierenden Rad angebrachte Ventilatorflügel sind mit P und ein Ventilatorgehäuse
mit R bezeichnet.
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In Abb. 3 ist die Zuführungsvorrichtung in größerem Maßstab dargestellt.
Die Buchstaben haben die gleiche Bedeutung wie in Abb. I.
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In Abb. 4 ist als Beispiel das rotierende Rad B mit den Stiften C
und einer ebenfalls mitumlaufenden Scheibe 0 und Ventilatorflügeln P dargestellt.
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PATENTANSPROCHE: I. Zerstäubungsvorrichtung zur Trocknung von Pasten,
bei welcher in einem Trockenraum ein mit Stiften od. dgl. versehenes Rad rotiert,
wobei die Stifte od. dgl. sich an einer das zu trocknende Gut heranführenden Zuführungsvorrichtung
vorbeibewegen und wobei das Gut im Schwebezustand einem Gas strom ausgesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsvorrichtung ganz oder teilweise mit einer
oder mehreren Gasdüsen umgeben ist, deren Gasstrahlen so gerichtet sind, daß das
Trockengut auf die Stifte aufgedrückt wird.