DE9319539U1 - Einrichtung zum Trocknen von Naßgut - Google Patents
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Description
20.12.1993
Die Erfindung bezieht sich auf den Trocknungsprozeß von festen, quasi festen oder pastösen Materialien oder von
Schüttgut mit einem hohen Wassergehalt mittels vorbehandelter Luft. Entsprechende Einrichtungen bestehen aus
einem Behälter mit einer vertikal ausgerichteten und rotierenden
Fördereinrichtung für den kontrollierten Transport des Naßgutes von einer oberen Aufnahme zu einer
unteren Ausgabe und einen Durchlauf für vorbehandelte Luft von unten nach oben.
Die Erfindung bezieht sich auch auf den Kühlprozeß z.B. von Kaffeebohnen, Futtermittel oder Kunststoffgranulat.
Derartige Einrichtungen sind in den vielfäl1tigsten Ausführungen
bekannt. Sie unterscheiden sich im wesentlichen durch die Gestaltung der Fördereinrichtung.
So ist eine Einrichtung zum Trocknen von Plastgranulat bekannt, die in der Hauptsache aus einem zylindrischen
Behälter, der eine obere Eingabe für das Granulat, eine feststehende, trichterförmige Verteilerhaube, einen unteren
Sammelraum mit am Umfang des Behälters angeordneten Lufteintrittsöffnungen und einen vertikalen Schnekkenförder
besitzt.
Das Granulat wird im mehrmaligen Kreislauf mit dem Schneckenförderer aus dem unteren Sammelraum nach oben
gefördert, dort ausgestoßen und durch freien Fall und im Gegenstrom zur Luft wieder dem Sammelraum zugeführt.
Weiter ist ein Trockner für Naßgut bekannt, der eine Fördereinrichtung für das Naßgut von einer oberen Eingabe
zu einer unteren Ausgabe besitzt. Die Fördereinrichtung besteht aus einer aufrechtstehenden Säule mit etagenweise
angeordneten und feststehenden Tellern zweierlei Art und einem rotierenden Krählwerk. Die eine Tellerart
ist im Durchmesser größer gehalten und besitzt einen äußeren Rand und eine mittige Öffnung. Die andere
Tellerart ist im Durchmesser kleiner, vollflächig geschlossen und besitzt keinen äußeren Rand.
Das Krählwerk besitzt für jeden Teller Rührarme, an denen sich mehrere, in bestimmter Weise schräg stehende
Schieber befinden.
Das Naßgut wird vom obersten zum untersten Teller geföt—
dert, in dem es durch die Schieber der rotierenden Rührarme auf jedem Teller horizontal bis zum Rand verschoben
wird und von dort auf den nächsten Teller fällt. Dabei ist die horizontale Förderung bei den kleinen Tellern
von innen nach außen und bei den großen Tellern von außen nach innen gerichtet.
Beide genannten Lösungen zum Trocknen von wasserhaltigen
Gütern haben den Nachteil, daß sowohl der rotierende Schneckenförderer als auch das rotierende Krählwerk
durch einen gesonderten Motor angetrieben werden. Zu diesem Antrieb machen sich neben dem Motor zusätzliche
Einrichtungen erforderlich, wie beispielsweise Getriebe,
überlastsicherung und Drehzahlregler.
Ein derartiger Antrieb verteuert die Anlage in der Anschaffung. Außerdem erhöhen sich die Unterhaltungskosten
durch den Energieverbrauch und die Wartungsleistungen.
Es besteht die Aufgabe, einen Behälter zum Trocknen von Naßgut zu entwickeln, dessen rotierende Einrichtungen
zur Förderung und/oder Verteilung durch im System vorhandene Energiequellen angetrieben werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die rotierende Fördereinrichtung mit einem, vom Strömungsdruck der aufbereiteten
Luft angetriebenen Windrad gekoppelt ist. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den Ansprüchen 2 bis 10.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand von zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden.
Dazu zeigen:
Fig. 1: Darstellung einer Trocknungseinrichtung mit einer ersten Ausführung der rotierenden
Fördereinrichtung,
Fig. 2: Teilschnitt durch die Wandung des Behälters,
Fig. 3: Querschnitt der rotierenden Fördereinrichtung in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 4: Längsschnitt der zweiten Ausführungsform
der rotierenden Fördereinrichtung,
Fig. 5: Darstellung eines Windrades für die rotierende Fördereinrichtung.
-A-
Die Einrichtung zum Trocknen von Naßgut ist ein Bestandteil einer Anlage, die in ihrer Gesamtheit nicht dargestellt
ist. Dazu gehören eine Transporteinrichtung zum Antransport des Naßgutes und zum Beschicken des Behälters
und eine Einrichtung zum Aufnehmen und Abtransport des getrockneten Gutes. Dazu gehört weiterhin eine Anlage
zur Aufbereitung der Luft auf eine Temperatur von vorzugsweise 50 Grad C und auf einen Wassergehalt von ca
10% mittels einer Wärmepumpe. Es ist von Vorteil, diese Anlage zur Luftaufbereitung als geschlossenen Kreislauf
auszuführen.
Die Einrichtung zum Trocknen von Na3gut an sich besteht nach einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1
und 2 aus einem aufrechtstehenden, zylindrischen Behälter
1. Die Wandung des Behälters 1 ist im unteren Bereich vorzugsweise konisch ausgeführt. Der Behälter 1
besitzt im oberen Bereich eine Eingabeöffnung 2 mit einer Mengenregeleinrichtung 3 für das Naßgut und im unteren
Bereich eine Ausgabeöffnung 4 für das getrocknete Gut. Weiterhin befinden sich im unteren Bereich des Behälters
1 eine Eintrittsöffnung 5 mit einem Stromregelventil 6 für die aufbereitete Luft und im oberen Bereich
eine Austrittsöffnung 7 für die mit Wasser gesättigte
Luft. Somit sind in bekannter Weise die Förderrichtung des1Naßgutes und die Strömungsrichtung der Luft entgegengesetzt
ausgerichtet.
Im Inneren des Behälters 1 befindet sich eine rotierende Fördereinrichtung 6 zum kontrollierten Transport des
Naßgutes von der Eingabeöffnung 2 zur Ausgabeöffnung 4.
Diese Fördereinrichtung 8 hat die Aufgabe, das Naßgut im Kontaktbereich mit der Luft ausreichend zu lockern, zu
verteilen und für eine optimale Verweilzeit zu sorgen. Dazu ist die Fördereinrichtung 8 mit einer drehbaren und
am Behälter 1 gelagerten Welle 9 ausgerüstet, auf der mehrere, etagenweise angeordnete Verteilerflügelräder 10
angeordnet sind. Jedes Verteilerflügelrad 10 besteht aus
mehreren, mindestens drei, gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Verteilerflügel 11. Diese Verteilet—
flügel 11 sind propellerartig ausgerichtet, also jeweils mit einer Neigung in Drehrichtung und einer Neigung in
Förderrichtung. Bei einem Naßgut mit erhöhten Wasseranteilen können die Verteilerflügel 11 zur direkteren Abführung
des Wassers mit mehreren Durchlaßbohrungen 12 versehen sein. Die Verteilerflügelräder 10 sind etagenweise
zueinander um einen Winkelbetrag versetzt angeordnet. An der Innenwandung des Behälters 1 sind im Bereich
des radialen Abstandes der Verteilerflügel 11 zur Wandung
des Behälters 1 und in etagenweiser Abstimmung mit den Verteilerflügeln 11 Ablenkbleche 13 befestigt. Unterhalb
der Förderstrecke und im Wirkungsbereich der Eintrittsöffnung 5 für die vorbehandelte Luft ist auf
der Welle 9 ein Antriebselement in Form eines Windrades 14 angeordnet.
Das Windrad 14 besitzt Flügel 15, die in der Anzahl und
in ihrer Gestaltung auf den Anwendungsfall und auf die Anordnung und Gestaltung der Eintrittsöffnung 5 der Luft
ausgerichtet sind. Die Flügel 15 sollten gegen Flügel 15 mit anderen Flächenabmessungen austauschbar sein, um eine
Anpassung an verschiedene Anwendungsfälle zu ermöglichen.
An Stelle des Windrades 14 kann aus Gründen des Wirkungsgrades eine andere luftströmungsbetriebene Motorbauart,
wie beispielsweise ein Flügelzellenmotor Verwendung finden. Die Eintrittsöffnung 5 mit dem Stromregelventil
6 für die Luft ist in Abstimmung auf das Windrad 14 konstruktiv so ausgelegt, daß ein ausreichender Kompromiß
zwischen der Strömungsgeschwindigkeit und dem Volumen der austretenden Luft besteht. Aus Gründen einer
gleichmäßigen Verteilung und Verwirbelung des eingetretenden Luftstromes können im unteren Bereich und auf der der Eintrittsöffnung 5 abgewandten Umfangsseite des Behälters 1 ein oder mehrere Diffusionsbleche 14 angeordnet sein.
gleichmäßigen Verteilung und Verwirbelung des eingetretenden Luftstromes können im unteren Bereich und auf der der Eintrittsöffnung 5 abgewandten Umfangsseite des Behälters 1 ein oder mehrere Diffusionsbleche 14 angeordnet sein.
Die Eintrittsöffnung 5 kann auch zweigeteilt ausgeführt
sein, in dem ein Luftstrom für den Antrieb des Windrades 14 und ein anderer Luftstrom für die Trocknung des Naßgutes ausgelegt ist.
Die Welle 9 ist im äußeren Bereich des Behälters 1 mit
einer Meßsteuereinrichtung 17 und einer Drehzahl begrenzungseinrichtung 18 gekoppelt. Die Meßsteuereinrichtung 17 ist mit dem Antrieb der Transporteinrichtung für die Beschickung des Behälters 1 mit dem Naßgut verbunden.
Der Behälter 1 ist zum Zwecke der Wärmeregulierung im
Behälter 1 mit einem Wärmespeicher 19 umgeben, der aus
einem äußeren Isoliermantel 20 und einem inneren Wärmeträger 21 besteht. Der Wärmeträger 21, z.B. ein Speichersalz, ist über ein Verbund von Rohrleitungen 22 mit einer äußeren Energiequelle verbunden.
einer Meßsteuereinrichtung 17 und einer Drehzahl begrenzungseinrichtung 18 gekoppelt. Die Meßsteuereinrichtung 17 ist mit dem Antrieb der Transporteinrichtung für die Beschickung des Behälters 1 mit dem Naßgut verbunden.
Der Behälter 1 ist zum Zwecke der Wärmeregulierung im
Behälter 1 mit einem Wärmespeicher 19 umgeben, der aus
einem äußeren Isoliermantel 20 und einem inneren Wärmeträger 21 besteht. Der Wärmeträger 21, z.B. ein Speichersalz, ist über ein Verbund von Rohrleitungen 22 mit einer äußeren Energiequelle verbunden.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3
und 4 besteht der Behälter 1 der Einrichtung zum Trocknen des Naßgutes aus einzelnen, zusammensetzbaren Ringmodulen 23.
und 4 besteht der Behälter 1 der Einrichtung zum Trocknen des Naßgutes aus einzelnen, zusammensetzbaren Ringmodulen 23.
_» 7 —
Jedes Ringmodul 23 besitzt in analoger Weise einen Wärmespeicher 19' mit einen Isoliermantel 20', einen Wärmeträger
21'und einem Verbund von Rohrleitungen 22'. Im Innenraum des Ringmoduls 23 befindet sich ein Verteile
rf lüge! rad 10' mit Verteilerflügel 11'. In Strömungsrichtung der Luft betrachtet vor dem Verteilerflügelrad
10' ist ein Windflügel 24 befestigt. Das Verteilerflügelrad
10' ist an den Enden seiner Verteilerflügel 11'
in der Wandung des Ringmoduls 23 gleitend geführt. Es ist von Vorteil, wenn die Verteilerflügel 11' im Verbund
der Ringmodule in der Drehrichtung wechselweise entgegengesetzt ausgerichtet sind.
Die auf den erforderlichen Wassergehalt und die notwendige
Temperatur vorbehandelte Luft wird mit einer definierten Geschwindigkeit und einer definierten Volumenmenge
durch die Eintrittsöffnung 5 in den Behälter 1 geblasen. Dabei trifft der Luftstrom auf die Flügel 15 des
Windrades 14. Die Strömungsenergie der Luft setzt das Windrad 14 und damit die gesamte Fördereinrichtung 8 in
Drehung. Dabei wird der gebündelte Luftstrom zunächst durch die Flügel 15 des Windrades 14 und anschließend
durch die Diffusionsbleche 16 zerstreut und im unteren Bereich des Behälters 1 verteilt. Die noch vorhandene
Strömungsenergie treibt die Luft im gesamten Querschnitt des Behälters 1 durch die rotierende Fördereinrichtung
8. Gleichzeitig wird das Naßgut über eine herkömmliche Transporteinrichtung antransportiert und über die Eingabeöffnung
2 dosiert in den Behälter 1 eingebracht. Das Naßgut fällt auf die sich drehenden Verteilerflügel 11
und zerfällt dabei in Teilmengen, die sich auf einige der oberen Verteilerflügel 11 absetzen»
• *
Diese Teilmengen verteilen sich dann noch dadurch weiter, daß unterschiedliche und in verschiedenen Richtungen
wirkende Kräfte in mehreren Richtungen die Teilmengen von den Flächen der Verteilerflügel 11 schieben und
auf darunterliegende Verteilerflüge! 11 fallen lassen.
Die durch das Aufprallen der Teilmengen des Naßgutes auf die Verteilerflügel freiwerdende Energie unterstützt die
Antriebsenergie der strömenden Luft für die Fördereinrichtung 8.
Während des gesamten Verteilungsprozesses haben die
Teilmengen des Naßgutes Kontakt mit der aufwärts strömenden trockenen Luft. Dabei wird dem Naßgut mehr und
mehr Wasseranteile entzogen. Die gesättigte Luft verläßt
schließlich den Behälter 1 durch die Austrittsöffnung 7.
Wesentliche Parameter des Trocknungsprozesses können vorbestimmt und an den verschiedensten Regeleinrichtungen
eingestellt werden. So kann die Drehzahl der Fördereinrichtung 8 durch die Drehzahlbegrenzungseinrichtung
18 begrenzt werden. Weiterhin kann die bereitzustellende
Menge an Naßgut durch die Mengenregeleinrichtung 3 vorgegeben werden. Mit Hilfe der Meßsteuereinrichtung 17
kann die bereitzustellende Menge auf die Drehzahl der
Welle 9 abgestimmt werden. Weiterhin ist die Drehzahl
der Welle 9 und der Trocknungsprozeß durch wesentliche Werte des Luftstromes beeinflußbar, die am Stromregelventil
6 einzustellen sind.
Innerhalb dieser vorbestimmten Verfahrensparameter reguliert sich die Verweilzeit des Naßgutes auch selbstständig,
da die Drehzahl der Welle 9 sich umgekehrt proportional zur Masse des in der Fördereinrichtung 6 befindlichen
Naßgutes verhält.
Ein größere Menge mit höherem Wassergehalt verweilt auf Grund der niedrigeren Drehzahl der Welle 9 länger in der
Fördereinrichtung 8.
Die Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbeipieles ist
analog. Durch die Zerlegung der Fördereinrichtung in mehrere einzelne, nicht miteinander gekoppelte Verteilerflügelräder
10', ist jedem Verteilerflügelrad 10' ein
separater Windflügel 24 zugeordnet.
Claims (11)
1. Einrichtung zum Trocknen von Naßgut, bestehend aus
- einem zylindrischem Behälter mit einer oberen Eingabeöffnung
für das Naßgut, die mit einer Einrichtung für den Antransport verbunden ist, und einer unteren Ausgabeöffnung
für das getrocknete Gut,die mit einer Einrichtung zum Abtransport verbunden ist, einer unteren
Eintrittsöffnung für aufbereitete Luft und eine obere Austrittsöffnung für mit Wasser gesättigte Luft
und
- einer im Behälter vertikal ausgerichteten, antreibbaren und rotierenden Fördereinrichtung mit auf einer
Welle etagenweise angeordneten Verteilerelementen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Föi—
dereinrichtung (8) mit einem, vom Strömungsdruck der aufbereiteten Luft angetriebenen Windrad (14) gekoppelt
ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die strömungsdruckbeaufschlagten Flächen des Windrades (14)
größenveränderbar gestaltet sind.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zerstreuung
des Luftstromes im Behälter (1) Diffusionsbleche (16) in einem Bereich angeordnet sind, der sich in
Strömungsrichtung betrachtet hinter dem Windrad (14) befindet.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in
den Behälter (1) eindringende Strom der aufbereiteten
Luft in seiner Geschwindigkeit und in seinem Volumen durch ein Stromregelventil (6) beeinflußbar ist.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Luftstrom in einen ersten Teilstrom für den Antrieb der Fördereinrichtung (8) und in einen zweiten Teilstrom für
die Trocknung des Naßgutes getrennt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vei—
teilerelemente als Verteilerflüge!räder (10, 10')
ausgebildet sind, dessen Verteilerflügel (11, 11') in
radialer und/oder in der der Drehrichtung entgegengesetzten Richtung nach unten geneigt sind und daß die
Verteilerflügelräder (10, 10') um einen bestimmten Winkelbetrag
zueinander versetzt angeordnet sind.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich an
der Innenwand des Behälters (1) in etagenweiser Abstimmung mit den Verteilerflügeln (11, 11') umlaufende Ablenkbleche
(13) befinden.
8. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (8) aus einzelnen Ringmodulen (23) gebildet
ist und jedes Ringmodul (23) ein Verteilerflügelrad
(10') besitzt, das mit den Enden seiner Verteilerflügel
.(11, 11') drehbar im Gehäuse (1) geführt ist und an der,
der Strömung zugewandten Fläche einen Windflügel (24) besitzt.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerflügelräder
(10') im Verbund der Ringmodule (23) wechselweise in der Drehrichtung entgegengesetzt ausgerichtet
sind.
10. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung
(8) eine die Drehzahl der Welle (9) begrenzende Drehzahlbegrenzungseinrichtung (18) besitzt.
11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung
(8) eine Meßsteuereinrichtung (17) besitzt, die funktionell mit einer Mengenregeleinrichtung
(3) der Einrichtung für den Antransport des Naßgutes verbunden ist.
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