Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entwässern und Trocknen von
Suspensionen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige
Entwässerungs- und Trocknungsvorrichtung ist aus der DE-A4332799 bekannt.
Bei der bekannten Entwässerungs- und Trocknungsvorrichtung werden die mit hoher
Geschwindigkeit am Auswurf der Zentrifuge, vorzugsweise einer
Vollmantelschneckenzentrifuge, radial abgespritzten feuchten Feststoffpartikeln in der
Größe 0,3 - 3mm durch geeignete Mittel, beispielsweise Umlenkflächen oder durch
geeignete Gasströmung in Achsrichtung der Zentrifuge umgelenkt und von der
Gasströmung auf einer spiralförmigen Flugbahn im Trocknungsraum geführt. Hier
werden die abgespritzten Feststoffpartikeln vom Trocknungsgas mit hoher
Relativgeschwindigkeit umspült und getrocknet. Der Trocknungsraum ist ein
konzentrischer Ringraum. Er wird aus dem äußeren Trocknergehäuse, dem
innenliegenden rotierenden Trommelmantel der Zentrifuge oder einem inneren, die
Trommel umgebenden Gehäuse und den beiden Gehäusestirnwänden gebildet.
Ein Nachteil der bekannten Entwässerungs- und Trocknungsvorrichtung betrifft die
Umlenkflächen für die aus der rotierenden Zentrifuge abgeschleuderten Feststoff-Partikeln.
Trotz Verwendung von Wandkratzern, die an der rotierenden
Zentrifugentrommel befestigt sind, können bei schlechter mechanischer
Vorentwässerung der Suspensionen durch die Zentrifuge oder bei sehr klebrigen und
feuchten Feststoff-Partikeln Anlagerungen und Verkrustungen an den Umlenkflächen,
aber auch im Trocknergehäuse oder in den nachfolgenden Apparaturen (Wäscher,
Zyklon) auftreten. Hierdurch entstehen Störungen und Betriebsunterbrechungen im
kontinuierlichen Trocknungsbetrieb, was mit wirtschaftlichen Nachteilen verbunden
ist. Bislang versucht man, solche schwierig zu entwässernden Suspensionen durch
Zumischen von Zusatzstoffen vor dem Zentrifugieren in ihrem Feuchtigkeits- und
Klebeverhalten günstig zu verändern. Die Kosten hierfür sind jedoch beträchtlich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei einer Entwässerungs- und
Trocknungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art Betriebsstörungen,
verursacht durch Anlagerungen und Verkrustungen von Feststoff-Partikeln, durch
konstruktive Maßnahmen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung sieht vor, durch mechanisch angefachte Turbulenzen des
Trocknungsgases eine feine Dispergierung des vorentwässerten Feststoffes zu
erzeugen, die dispergierten Feststoffpartikeln im Trocknungsgas gut zu verteilen und
sich eventuell aufbauende Verkrustungsschichten wegzublasen. Die Konzentration der
dispergierten feuchten kleinen Partikeln im Trocknerraum soll gleichmäßig und
niedrig sein und die Relativgeschwindigkeit des heißen Gases gegenüber den Partikeln
soll dabei möglichst groß sein, um ein sehr rasches Abtrocknen der feuchten
Feststoffpartikeln im Fluge sicherzustellen. Außen an derotierenden
Zentrifugentrommel sind hierzu in den Trocknerraum hineinragende Elemente
befestigt, welche die Gasströmung anfachen und für eine starke Turbulenz in der
Nähe der verkrustungsgefährdeten Oberflächen im Trocknerraum oder an den
Umlenkflächen sorgen. Die Oberflächen der Wirkraumwände im Trockner können
zur Unterstützung der Verkrustungsverhinderung poliert oder antiadhäsiv beschichtet
sein. Durch die in den Trocknerraum eingebauten Leit- und Führungsbleche wird die
Strömung des Heißgases gezielt beeinflußt, um eine gleichmäßige Gasverteilung zu
bewirken, um Toträume zu vermeiden und einen intensiven Kontakt des Heißgases
mit den feuchten Feststoffpartikeln zu gewährleisten. Gasdurchströmte, perforierte
Wände sind ebenfalls geeignet, Verkrustungen durch feuchte klebrige
Feststoffpartikeln zu verhindern, wenn durch das einströmende Heißgas die klebrigen
Partikeln solange von den Wänden ferngehalten werden, bis die Partikeln an ihrer
Oberfläche genügend abgetrocknet sind und dann bei niedrigerem Feuchtigkeitsgehalt
ihre Adhäsionsneigung verlieren. Insbesondere bei organischen Klärschlämmen mit
einer ausgeprägten Leimphase ist die Adhäsionsneigung in bestimmten
Feuchtigkeitsbereichen besonders groß und muß in Sekundenbruchteilen im Fluge
überwunden werden.
Weitere Vorteile der Erfindung sind die Vermeidung von Verkrustungen und
Anbackungen auch bei schwierig zu entwässernden Schlämmen. Hierdurch wird der
Einsatz- und Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch auf
Produkte ausgedehnt, die nach der mechanischen Entwässerung zu einem Feststoff
führen, der sehr stark klebt oder einen sehr hohen Feuchtigkeitsgehalt
aufweist. Auch durch Anbackungen hervorgerufene Betriebsunterbrechnungen
durch zu feuchte mechanische Vorentwässerung in der Zentrifuge und die damit
verbundenen Kosten werden vermieden.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden mit den
Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Entwässerungs- und Trocknungsvorrichtung (im folgenden als
"Zentrifugentrockner" bezeichnet) mit perforierten Gasführungsblechen
im Längsschnitt;
- Fig. 2
- einen Zentrifugentrockner mit Leitblechen im Trocknerraum im
Längsschnitt;
- Fig. 3
- die Dispergierzone eines Zentrifugentrockners mit rotierenden
Reinigungsschaufeln für die Umlenkflächen der dispergierten
Partikeln;
- Fig. 4
- die Dispergierzone eines Zentrifugentrockners mit rotierenden
Turbulenzschaufeln zum Freihalten der Trocknerwände;
- Fig. 5
- eine Kombination von Reinigungs- und Turbulenzschaufeln zur
Verhinderung von Verkrustungen im Trocknerinnenraum und
Leitungen;
- Fig. 6
- eine Kombination von Turbulenz- und Transportschaufeln zum
Freihalten des Trocknerinnenraums;
- Fig. 7
- rotierende Turbulenzscheiben im Trocknerraum zur Erzeugung
von Turbulenzwirbelwalzen für die Redispergierung;
- Fig. 8
- Umlenkflächen zur besseren Dispergierung und breiteren
Verteilung der vorentwässerten feuchten Feststoffpartikeln;
- Fig. 9
- einen Zentrifugentrockner mit Gehäusedichtung im Längsschnitt;
- Fig. 10
- eine berührungsfreie Labyrinthdichtung für einen
Zentrifugentrockner;
- Fig. 11
- eine berührungsfreie Gewinde-Förderdichtung für einen
Zentrifugentrockner;
- Fig. 12
- eineberührungsfreie Gewinde-Förderdichtung mit Spitzengewinde,
und
- Fig. 13
- eine berührungsfreie Dichtung mit Flachnuten.
Die in Fig. 1 dargestellte Entwässerungs- und Trocknungsvorrichtung
("Zentrifugentrockner") weist im dargestellten Beispielfall eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge
1 bekannter Bauart auf. Anstelle der dargestellten
Vollmantel-Schneckenzentrifuge können auch andere, für die Entwässerung von
Suspensionen, z.B. Schlämmen, geeignete Zentrifugen, beispielsweise
Siebmantel-Schneckenzentrifugen oder 3-Phasen-Trennzentrifugen verwendet
werden, bei der eine Phase getrocknet werden soll.
Die nachstehend als "Entwässerungszentrifuge" oder kurz "Zentrifuge"
bezeichnete Vollmantel-Schneckenzentrifuge 1 weist eine rotierende
Trommel 2 auf, welche an ihren axialen Enden auf Wälzlagern 3 drehbar gelagert
ist. Die Trommel 2 verjüngt sich konisch an einem oder beiden Enden und ist an
Ihrem verjüngten Ende mit Abwurföffnungen 4 versehen, welche die Abwurfzone
5 für den vorentwässerten Feststoff 6 bildet. Die durch ein Rohr 7 in das Innere
der Zentrifuge 1 zugeführte Suspension, z.B. flüssiger Schlamm 8, wird in der
Zentrifuge 1 infolge der Fliehkraft in einen Feststoff 6 und eine geklärte
Flüssigkeit 9 getrennt, die am anderen Ende des Trommelmantels 2 aus der
Zentrifuge 1 in ein separates Gehäuse 10, der Zentratschurre, abgespritzt wird.
Der die Zentrifuge 1 direkt umgebende Trockner wird durch ein äußeres
Trocknergehäuse 11 und ein die rotierende Trommel 2 umgebendes inneres
Gehäuse 12 oder auch durch die Trommel 2 selbst, sowie durch die beiden
Stirnwände 13 und 14 gebildet. Das Trocknungsgas 15 wird durch einen
Heißgasschacht 16 in den Trocknerraum 17 beispielsweise tangential eingeleitet,
umspült den in Form von Partikeln dispergierten Feststoff 6, der vom Prallkegel
18 in axialer Richtung umgelenkt wird und transportiert die trocknenden
Feststoffpartikeln in Spiralbahnen durch den konzentrischen Ringraum 19 zum
Ausgangskanal 20 des Trocknergehäuses 11. Von hier aus strömt das mit den
getrockneten Feststoffpartikeln beladene Trocknungsgas 21 durch eine nicht
dargestellte pneumatische Förderleitung zu einem Feststoffabscheider und wird
dort wieder in Gas und Feststoffhaufwerk getrennt.
Um das eintretende heiße Trocknungsgas 15 im konzentrischen Ringraum 19
gleichmäßig zu verteilen und mit den, vom Prallkegel 18 umgelenkten und
abgebremsten Feststoffpartikeln innig zu vermischen, ist ein beispielsweise
kegelförmig ausgebildetes Lochblech 22 eingebaut, das vom Heißgas 15
durchströmt wird. Das Lochblech 22 kann aus einer Kegelfläche bestehen oder
aus mehreren Abschnitten mit unterschiedlichen Kegelwinkeln, Lochformen,
Schlitzen, freien Öffnungsquerschnitten oder teilweisen Vollblechabschnitten
zusammengesetzt sein, um die genannten Wirkungen zu erzielen. Zwischen dem
Lochblech 22, dem Prallkegel 18 und oder dem Trocknergehäuse 11 können auch
volle oder teilweise Ringspalte 23 ausgebildet sein, um unerwünschte Feststoffansammlungen
zu verhindern. Auch das durchströmbare Verteilungsblech 22
kann eine vom Kegel abweichende schüsselförmige, zylinderförmige oder ebene
Form besitzen oder aus verschiedenen Formen zusammengesetzt sein.
In Fig. 2 ist ein kombinierter Zentrifugentrockner mit eingebauten Leitelementen
25, 26 im konzentrischen Ringraum des Trockners dargestellt. Der Zentrifugentrockner
ist aus ähnlichen Bauteilen und Funktionen wie in Fig. 1 aufgebaut.
Anstelle des Lochbleches 22 sind jedoch im Trocknerraum 19 spiralförmige
Leitbleche 25, 26 eingebaut, welche die Gasströmung im konzentrischen
Trocknerraum 19 zwangsführen und Kurzschlußströmungen zwischen Heißgaseintritt
16 und Gasausgang 20 verhindern. Das Leitblech 26 kann vorzugsweise
eine geringere Steigung seiner Spiralform aufweisen als die in Axialrichtung
hinter dem Leitblech 26 angeordneten Leitbleche 25. Bei geeigneter Ausbildung
des Leitbleches 26 (welches im Eintrittsbereich des Heißgases 15 angeordnet ist)
ist es möglich, die Anzahl der Leitbleche 25, welche sich in der Darstellung nach
Fig. 2 über nahezu die gesamte Länge des Trocknergehäuses 11 erstrecken, zu
verringern oder auf die Leitbleche 25 vollständig zu verzichten. Das beispielsweise
tangential eintretende Heißgas 15 (auch als "Trocknungsgas" bezeichnet)
wird im Bereich der Abwurfzone 5 des dispergierten, feuchten Feststoffes 6
durch ein Leitblech 26 zunächst nahezu vollständig in Umfangrichtung herumgeführt,
wo es mit Feststoffpartikeln durchsetzt wird. Das feststoffbeladene
Trocknungsgas 15 wird durch die spiralförmigen Leitbleche 25 in Spiralbahnen
zum Trocknerausgang 20 geführt wird. Durch die Leitbleche 25 und 26 werden
nichtdurchströmte Totzonen im Trocknerraum 19 vermieden und überall eine
vorgegebene Mindest-Transportgeschwindigkeit des Trocknungsgases 15 sowie
eine gleiche Verweilzeit der dispergierten Feststoffpartikeln erzwungen.
Fig. 3 zeigt in Vergrößerung die Abwurfzone 5 eines kombinierten Zentrifugentrockners
mit zwei oder mehreren rotierenden Reinigungsschaufeln 28, welche
die Umlenkfläche 29 des Prallkegels 18 bei jeder Rotorumdrehung reinigen. Der
vorentwässerte Feststoff 6 wird von der Förderschnecke der Zentrifuge 1 zur
Abspritzkante 30 transportiert und dort mit hoher Geschwindigkeit aus dem Rotor
2 herausgeschleudert. Die Feststoffpartikeln prallen auf der Oberfläche 29 des
Prallkegels 18 auf, werden dort in kleinere Partikeln zerteilt und abgebremst. Die
abgebremsten Partikeln fliegen mit stark verminderter Geschwindigkeit und in
Achsrichtung hin abgelenkt als kegelförmiger Feststoffsprühnebel in den
Trocknerraum 19 und werden dort intensiv mit Heißgas umspült und getrocknet.
Die Reinigungsschaufeln 28 sind in Drehrichtung betrachtet hinter den Feststoffauslaßöffnungen
31 am Rotor befestigt und werden vom austretenden
Feststoff 6 nicht bespritzt. Sollten beim Aufschlag von sehr feuchten oder
klebrigen Feststoffpartikeln 6 auf der Umlenkfläche 29 einige Partikeln nicht
reflektiert werden und auf der Oberfläche 29 haften bleiben, werden sie von den
nachfolgenden rotierenden Reinigungsschaufeln 28 losgerissen und in den
Trocknerraum 19 geschleudert. Die mit hoher Umfangsgeschwindigkeit von ca.
60m/s rotierenden Schaufeln 28 üben auch auf das umgebende Heißgas 15a eine
ansaugende und fördernde Wirkung aus, mit der weiteren Folge, daß das
umgebende Heißgas 15a den im Trocknerraum 19 befindlichen Feststoffstaub
teilweise in die Abwurfzone 5 fördert. Das von den Schafeln 28 angesaugte,
staubhaltige Heißgas 15a wird zusammen mit den abgeschabten Feststoffpartikeln
je nach Gestaltung der Führungsflächen von den Reinigungsschaufeln radial oder
kegelförmig in den Trocknerraum 19 herausgeschleudert. Zur Intensivierung der
Gasförderung können an den Schaufeln Ansaug- und Leitbleche 32 angebracht
werden.
In Fig. 4 ist die Abwurfzone 5 eines Zentrifugentrockners mit steilerem Winkel
des Prallkegels 18, perforierten Gasführungsblechen 22 und rotierenden
Blasschaufeln 33 dargestellt. Im Gegensatz zu den Reinigungsschaufeln 28 in Fig.
3 beruht die reinigende Wirkung der Blassehaufeln 33 nicht auf einer abkratzenden
Wirkung, sondern auf der Blasewirkung der intensiven Gasströmung 34, die
aus der rotierenden Düse 33 ausströmt und auf die zu reinigende Oberfläche 29
des Prallkegels 18 unter flachen Winkel auftritt. Die Gasförderung durch die
Blaseschaufel 33 ist besonders gesteigert durch geeignete Maßnahmen, wie
beispielsweise große Ansaugquerschnitte am Schaufeleintritt 35, Leitelemente in
der Schaufel und gerichtetes Ausblasen am Schaufelaustritt. Durch die Sogwirkung
des staubhaltigen Heißgases 15a an der Schaufel-Eintrittsseite 35 und
durch das ausströmende Heißgas 36 aus den perforierten Gasführungsflächen 22
wird die Gasströmung im Trocknerraum 19 mit den dispergierten Feststoffpartikeln
6 von den Wänden des Trocknergehäuses 11 ferngehalten und mehr
nach innen verlagen. Der von der Abspritzkante 30 der Zentrifugentrommel 2
herausfliegende Feststoff 6 gelangt noch vor dem Aufschlagen auf die Oberfläche
29 des Prallkegels 18 in den Einflußbereich des Heißgases 15a, welches
staubhaltig ist und durch die Blaseschaufel 33 gefördert wird. Hierdurch werden
die Feststoffpartikeln an ihrer Oberfläche abgetrocknet sowie mit trockenem
Feststoffstaub beschichtet (coating), so daß sie noch vor der Berührung mit der
Oberfläche 29 ihre Klebeneigung verlieren. Um die Klebeneigung weiter herabzusetzen,
kann die Umlenkfläche auch mit einem geeigneten Material beschichtet
sein, wie beispielsweise PTFE, Emaille, Keramik, oder andere antiadhäsiv
wirkende Materialien. Die Oberfläche 29 kann auch aus einer perforierten Fläche
bestehen und hinterlüftet sein.
In Fig. 5 ist eine Kombination einer rotierenden Reinigungsschaufel 28 und einer
Blaseschaufel 33, zusammenwirkend mit einem perforierten Gasführungsblech 22,
dargestellt. Die Reinigung der Oberfläche 29 des Prallkegels 18 erfolgt durch
einen rotierenden Kratzschaber 38 in Verbindung mit der blasenden Wirkung des
angesaugten Heißgases. Der austretende Blasestrahl 34 ist nicht nur auf die
Oberfläche des Prallkegels gerichtet, sondern bläst auch tangential auf das
perforierte Gasführungsblech 22. Die ansaugende Seitenwand 39 für das Heißgas
kann gegenüber der Umfangrichtung leicht schräg angestellt oder mit Öffnungen
versehen sein, um von der Blaseschaufel 33 mehr Gas ansaugen zu können. Die
Abwurföffnungen 4 der Zentrifuge 1 üben an ihren Rändern eine Förderwirkung
auf das Gas innerhalb des Innenraums 37 der Zentrifuge 1 aus. Infolge dieser
Förderwirkung wird aus dem Innenraum 37 der Zentrifuge 1 feuchtes Gas
herausgesaugt und heißes, trockenes Gas hineingezogen. Hierdurch wird der
feuchte Feststoff 6 bereits vor dem Abwurf im Wendelgang der Zentrifuge 1 mit
großer Verweilzeit vorgetrocknet.
In Fig. 6 ist eine Kombination einer Turbulenzschaufel 40 zum Freihalten des
Trocknerraumes 19 und einer Reinigungsschaufel 28 zur Reinigung der Oberfläche
29 des Prallkegels 18 dargestellt. Die Turbulenzschaufel 40 besitzt eine
hohe Umfangsgeschwindigkeit und erzeugt eine starke Verwirbelung 41 des
Trocknungsgases im Trocknerraum 19. Hierdurch werden nichtdurchströmte
Totzonen vermieden und das eintretende Trocknungsgas 15 mit den dispergierten
Partikeln intensiv vermischt. Die Reinigungsschaufel 28 kann, wie dargestellt,
einen Teil oder die gesamte Oberfläche 29 des Prallkegels abkratzen oder
abblasen. Die Schaufeln 28 und oder 40 können am Rotor 2 starr oder pendelnd
beweglich befestigt sein.
In Fig. 7 sind im Trocknerraum 19 rotierende Turbulenzscheiben zur Erzeugung
von Tubulenzwirbelwalzen 43 eingebaut. Das Trocknergehäuse 11 ist ohne ein
feststehendes Innengehäuse 12 ausgebildet, welches bei einigen Ausführungsformen
des Zentrifugentrockners die Trommel 2 umhüllt. Der konzentrische
Trocknerraum 19 wird daher außen von einer nichtrotierenden Zylinderwand und
innen von der schnell rotierenden Zentrifugentrommel 2 begrenzt. Die rotierende
Oberfläche der Trommel 2 in Verbindung mit den rasch rotierenden Scheiben 42
induzieren im Trocknerraum 19 eine Reihe von in sich kreisenden Turbulenzwirbelwalzen
43. Diese Turbulenzwirbelwalzen 43 werden von den rotierenden
Oberflächen der Trommel 2 und der Scheiben 42 angetrieben, erzeugen im
gesamten Querschnitt einen hohen Turbulenzgrad und vergleichmäßigen die
Durchströmung des Trocknerraumes 19 in Umfangrichtung. Der hohe Turbulenzgrad
der Wirbelwalzen verhindert Ablagerungen an den Begrenzungswänden des
Trocknergehäuses 11, erzwingt eine innige Durchmischung von Trocknungsgas
und den dispergierten Feststoffpartikeln und erzeugt eine hohe Trocknungsgeschwindigkeit
für die feuchten Feststoffpartikeln, verbunden mit einer extrem
hohen Wasserverdampfungsrate bezogen auf das Trocknervolumen. Das eintretende
Heißgas 15 wird durch die Durchtrittsspalte 44 außerhalb der rotierenden
Scheiben 42 und durch die torusförmigen Turbulenzwirbelwalzen in seiner
axialen Bewegung am gesamten Umfang vergleichmäßigt. Anstelle von
rotierenden Scheiben 42 können an der Zentrifugentrommel 2 auch andere
Elemente zur Erzeugung von Turbulenzwalzen im Trockner eingesetzt werden,
beispielsweise ein radialer Schaufelkranz, axiale oder radiale Förderräder,
Schlägerarme oder andere an sich bekannte geeignete Einbauten.
In Fig. 8 sind an der rotierenden Zentrifugentrommel 2 außen ein oder mehrere
Schaufelkränze 46 angebracht zur Erzeugung eines hohen Turbulenzgrades im
Trocknerraum 19 und zur gleichmäßigen axialen Förderung und Steuerung der
Verweilzeit des feststoffbeladenen Trocknungsgases. Neben diesen Funktionen
bewirken die Schaufelkränze 46 auch eine Zerteilung von Agglomeraten im
Trocknerraum 19. Die Oberfläche 29 des Prallkegels 18 besteht aus mehreren
geometrisch zusammengesetzten glatten Flächen. An der Aufprallzone 48 des
vorentwässerten dispergierten Feststoffes 6 besteht die Fläche aus einem flachen
Kegel, an den sich weiter außen eine gerundete Oberflächenkontur 49 anschließt.
Durch den flachen Aufprallwinkel der dispergierten feuchten Feststoffpartikeln 6
auf den glatten Prallkegel 18 wird trotz der Zerteilung in mehrere kleinere
Partikeln 47 deren Reflexion und Weitertransport begünstigt. Die meist
erwünschte stärkere Umlenkung in axiale Flugrichtung erfolgt weiter außen durch
das Gleiten auf der gerundeten Oberflächenkontur 49 des Prallkegels 18. Durch
das zusätzliche Gleiten der zerteilten Partikeln wird deren Einschuß-geschwindigkeit
in den Trocknerraum 19 zusätzlich reduziert und damit die Gefahr von
Anbackungen an den Wänden des Trocknergehäuses 11 verringert.
Der in Fig. 9 dargestellte Zentrifugentrockner besteht wiederum aus einer
Zentrifuge, im dargestellten Beispiel aus einer Vollmantelschneckenzentrifuge 1
die von einem äußeren Gehäuse 11 eines Zerstäubungstrockners umhüllt ist. Um
die Zentrifugentrommel 2 ist ein inneres Gehäuse 12 angeordnet.
Das äußere Trocknergehäuse 11 und das innere Gehäuse 12 bilden den konzentrischen
Trocknerraum 19, durch den das Trocknungsgas 15 geleitet wird. Das
Trocknungsgas 15 wird durch den tangentialen Heißgasschacht 16 zugeführt,
erfaßt im Bereich der Abwurfzone 5 den in Form eines dispergierten
Partikelschleiers abgeworfenen, entwässerten Feststoff, transportiert die
Feststoffpartikeln unter zunehmender Trocknung in spiralförmigen Bahnen durch
den Trocknerraum 19 und gelangt als feststoftbeladenes Gas 21 zum Ausgangskanal
20. Das in der Zentrifuge 1 abgetrennte Wasser wird in der Zentratschurre
10 abgeleitet.
Das äußere Trocknergehäuse 11 ist an den beiden Stirnwänden 13 und 14
gegenüber der schnell rotierenden Zentrifugentrommel 2 abgedichtet. Der Spalt
190 der Drehdichtungen 160 wird gebildet von der Zentrifugentrommel 2 und
dem Dichtring 170, der ebenso wie die Trommel-Lagerböcke 210 am Grundrahmen
220 starr befestigt ist. Durch die Befestigung der beiden, den Dichtspalt
190 bildenden Wirkflächen 2 und 170 am gleichen Träger 220 ist der Dichtspalt
190 exakt und stabil geführt. Die Zentrifugentrommel 2 bleibt auch beim
Durchströmen des Trocknerraumes 19 mit Heißgas 15 durch die aufgegebene
Suspension kalt und dehnt sich nicht aus, wohingegen das mit Heißgas 15
durchströmte Trocknergehäuse 11 sich in axialer und radialer Richtung stark
ausdehnt.
Die Verschiebebewegungen der beiden Gehäusestirnwände 13 und 14 werden
durch einen gasdichten flexiblen Kompensator 180 oder eine elastische Membran
oder einen verschiebbaren Kulissenring 300 gegenüber dem starr befestigten
Dichtring 170 ausgeglichen, so daß der Dichtspalt 190 nicht verändert wird.
Fig. 10 zeigt im Detail eine berührungsfreie Labyrinthdichtung für einen
Zentrifugentrockner, die den starr am Rahmen 220 befestigten Dichtring 170 mit
der sich axial und radial verschiebenden Trocknerstirnwand 14 gasdicht durch
einen Kompensator 180 verbindet. Der flexible Kompensator 180 ist z.B. durch
Spannbänder 230 oder andere Befestigungsmittel sowohl mit dem Dichtring 170
als auch mit der Stirnwand 14 gasdicht verbunden.
Der Dichtspalt 190 zwischen den Spitzen 240 der Labyrinthdichtung und der
rotierenden Oberfläche der Zentrifugentrommel 2 kann sehr eng (0,3 - 0,5mm)
gehalten werden, da die Verschiebebewegung der Stirnwand 14 nicht auf die
Labyrinthdichtung übertragen wird.
Alle nichtrotierenden Teile sind rechtsschraffiert, alle rotierenden Teile sind
linksschraffiert.
Fig. 11 zeigt eine berührungsfreie Drehdichtung 160 in Form einer Gewindedichtung
für einen Zentrifugentrockner, der z.B. im Trocknerraum rechts von der
Stirnwand 14 einen Unterdruck aufweist.
Die Gleit- und Verschiebebewegungen der Stirnwand 13 bzw. 14 des Trockners
während der Aufheiz- oder Abkühlphase des Trocknergehäuses 11 werden durch
einen Blechring 260 ausgeglichen, der durch hitzefeste O-Ringe 270 abgedichtet
ist und sowohl an der Gehäusestirnwand 13 bzw. 14 wie auch am starr
befestigten Dichtring 170 gleiten kann. Der enge Dichtspalt 190 der als Gewindeförderdichtung
ausgebildeten Drehdichtung 160 bewirkt durch die Gewindegänge
280 in der Oberfläche der Zentrifugentrommel 2 eine dem Unterdruck im
Trockner entgegenwirkende Förderwirkung und einen Gas-Gegendruck, der das
Eindringen von Falschluft in den Trocknerraum 19 verhindert. Die Gewindegänge
280 können auch mit einem fluiden Sperrmedium wie beispielsweise
Wasser oder Sperrgas gefüllt werden, welches durch die Gewindegänge 280
hindurchgeleitet wird.
Fig. 12 zeigt eine berührungsfreie Drehdichtung 160 mit Spitzengewinde 310, das
mit engem Spalt 190 innerhalb einer weichen Zylinderfläche 320 rotiert. Die
Förderwirkung der Gewindedichtung gleicht den herrschenden Unterdruck im
Trockner aus. Das sich verschiebende Trocknergehäuse 11 wird durch den
Kulissen-Gleitring 300 im Spalt ausgeglichen. Der Kulissen-Gleitring 300 selbst
ist durch hitzefeste O-Ringe sowohl an der Trocknerstirnwand 14 wie auch am
starr befestigten Dichtring 170 verschiebbar abgedichtet.
Fig. 13 zeigt eine berührungsfreie Drehdichtung 160 mit Flachnuten, die in einer
weichen Zylinderbüchse 320 aus Gleitlagerwerkstoffen mit sehr engem Spalt 190
rotiert. Die Verschiebebewegung der Stirnwand 13 bzw. 14 des Trocknergehäuses
11 wird durch einen in radialer und axialer Richtung federnden
Gleitring 340 ausgeglichen.