HU217877B - Szárítóberendezés - Google Patents

Abstract

A találmány szárítóberendezés nedves anyagok túlhevített gőzzeltörténő szárítására, amely berendezésnek bemenő- és kimenőcsatornával(11, 12) ellátott szárítókamrája (10), túlhevített gőzt előállítóeszköze, továbbá a bemenő- és kimenőcsatornában (11, 12) anyagotszállító eszköze van, amely kimenőcsatorna (12) a szárítókamrától (10)lefelé irányuló, alul nyitott csatorna, amely szárítókamra (10) atúlhevített gőz egy részét elvezető szelepcsatornával (22) vanellátva, amely szelepcsatorna (22) kimenete (26) a szárítókamra és akimenőcsatorna alsó nyílása (17) között van kialakítva. ŕ

Description

A találmány szárítóberendezés nedves anyagok túlhevített gőzzel történő szárítására, amely berendezésnek bemenő- és kimenőcsatomával ellátott szárítókamrája, túlhevített gőzt előállító eszköze, továbbá a bemenő- és kimenőcsatomában anyagot szállító eszköze van, amely kimenőcsatoma a szárítókamrától lefelé irányuló, alul nyitott csatorna.

A leírásban, a későbbiekben említett „anyag” tetszés szerinti nedves, szárítandó anyag, amely lehet granulátum, alapanyag, előfeldolgozott anyag vagy termék, feldolgozás utáni anyag vagy termék, maradék anyag, iszap stb. Ilyen szárítandó anyag lehet vegyi anyag, gyógyszertermék, szén, faanyag, szövet, papír, törülközők, ágynemű, ruházati cikk, porcelán, szennyvíziszap, papírrecirkuláltatás maradéka.

Nedves anyagok szárítására gyakran alkalmaznak túlhevített gőzt. Ilyen megoldás van leírva például a GB 2209383 szabadalom leírásában, amely leírás szerinti eljárásban és berendezésben a szárítandó anyagot szárítókamrába juttatják, ahol a teret kitöltő gázt vagy levegőt cirkuláltatják egy hőforrás és a szárítás alatt lévő anyag között, amely cirkuláló gáz vagy levegő az anyagból elvont nedvességgel a fűtés hatására gőzben feldúsul. A gőz átveszi a kezdetben a teret kitöltő levegő/gáz szerepét, és tovább hevítve túlhevített gőzzé alakul. A túlhevített gőz egy részét folyamatosan elvezetik egy szelepen át a szárítókamrából, és az elvezetett, túlhevített gőz hőenergiájának legalább egy részét a gőzt kondenzáltatva visszanyerik.

A fenti szabadalomban leírt berendezés anyagok adagokban történő szárítására alkalmas. Az anyagadagot behelyezik a lezárható nyílású szárítókamrába, ott megszárítják, majd kiveszik a szárítókamrából a száraz anyagot. Sok esetben kívánatos azonban anyagok folyamatos üzemben, folyamatos anyagfolyamban, folyamatos eljárással történő szárítása, ahol az anyag folyamatosan halad át a szárítótéren szárítás közben. Az adagokban történő szárítás esetén a túlhevített gőz megtartása a szárítókamrában egyszerűen történhet: lezárják a beés kimenetet arra az időre, amíg a szárítási művelet folyamatban van. Az anyagot a szárítási művelet végeztével kinyitott ajtón lehet kivenni és új adag szárítandó anyagot a szárítókamrába behelyezni. Folyamatos szárításnál biztosítani szükséges a szárítókamra gőzzáró lezárása mellett is az anyag folyamatos be- és kijutását a szárítótérből, ugyanakkor meg kell akadályozni, hogy kívülről levegő jusson be, belülről pedig ellenőrizetlenül túlhevített gőz jusson ki.

A fent említett angol szabadalom leírásában ismertetve van egy folyamatos üzemű szárítóberendezés is, ahol a szárítókamra bemenetét és a kimenetét egy-egy pár flexibilis anyagú görgő zárja le, amelyek között az anyag be- és kijuthat a szárítókamrából anélkül, hogy a túlhevített gőz kiszökhetne. Az anyagot konvejor szállítja át a flexibilis görgők között, ahol a görgők egyrészt a konvejorra, másrészt a szállított anyagra nyomást gyakorolnak. Ez a megoldás számos anyag szárítására megfelelő. Ilyen anyagok például a konvejorra felfüggesztett, meghatározott ruházati cikkek. Számos más szárítandó anyag viszont nem viseli el a görgők által rájuk gyakorolt erőhatásokat, ezek károsodnak, eltörnek az erők hatására, kellően puhább, kisebb nyomású görgőkkel viszont nem biztosítható a szárítókamra gőzzárása. Rendkívül nehéz feladat számos szilárd anyag folyamatos szállítása is egy ilyen, gázzáró kapun át, a kerámiatárgyak például nagyon könnyen károsodnak a görgők nyomásának hatására.

A GB 798291 szabadalom leírásában bogárhátú szárítóberendezés van ismertetve, amely töltött akkumulátorlemezek folyamatos szárítására alkalmas. A szárítókamra bemenete vízzárral van ellátva, amely vízzáron áthaladnak a szárítandó akkumulátorlemezek. A szárítóberendezés kimenete nincs gázzáró lezárással ellátva. Ez az ismert szárítóberendezés nyilvánvalóan nem alkalmas olyan anyagok szárítására, amelyek nem viselik el a vízrétegen történő áthaladást.

A „Mechanical World and Engineering Record” 1954. októberi számának 449. oldalán olyan tárolóberendezés van leírva, amelynek konvejora a tárolandó anyagot átviszi egy bogárhátú szárítókemencén. A bogárhátú kemence mindkét vége nyitott. A cikk szerint az tartja vissza a hőt a kiáramlástól, hogy a forró levegő térfogatsűrűsége kisebb, mint a környezeti levegő térfogatsűrűsége. A gyakorlatban szökik a kemencéből a felfűtött levegő, és burát szükséges alkalmazni a kiszökött forró levegő befogására vagy elvezetésére. A forró levegő szökése azáltal tartható mérsékelt szinten, hogy a kemencében pontos hőegyensúlyt hoznak létre a bevezetett hőmennyiség szabályozásával. Ha a bevezetett forró levegő mennyisége kevesebb, mint a kiszökő forró levegő mennyisége, akkor hideg levegő tódul be a kemencébe.

Célunk a találmánnyal az ismert megoldások említett hiányosságainak kiküszöbölése olyan szárítóberendezés és folyamatos szárításra alkalmas eljárás kialakításával, amely lehetővé teszi a szárítókamra gőzzáró lezárását oly módon, hogy a gőzzáró kapun át az anyag folyamatos továbbítása biztosítható legyen.

A feladat találmány szerinti megoldása szárítóberendezés nedves anyagok túlhevített gőzzel történő szárítására, amely berendezésnek bemenő- és kimenőcsatomával ellátott szárítókamrája, túlhevített gőzt előállító eszköze, továbbá a bemenő- és kimenőcsatomában anyagot szállító eszköze van, amely kimenőcsatoma a szárítókamrától lefelé irányuló, alul nyitott csatorna. A találmány szerint a szárítókamra a túlhevített gőz egy részét elvezető szelepcsatomával van ellátva, amely szelepcsatoma kimenete a szárítókamra és a kimenőcsatoma alsó nyílása között van kialakítva, a berendezésnek legalább a szárítottanyag-áteresztő gőzzárása a csatornában felül lévő gőz és alulról behatoló levegő és/vagy más gáz találkozásánál kialakult hőmérséklet és térfogatsűrűség-különbség okozta ütközőréteg által van megvalósítva.

Előnyösen a berendezés bemenőcsatomája is a szárítókamrától lefelé irányuló, alul nyitott csatorna, amelynek szárítottanyag-áteresztő gőzzárása a csatornában felül lévő gőz és alulról behatoló levegő és/vagy más gáz találkozásánál kialakult hőmérséklet- és sűrűségkülönbség okozta ütközőréteg által van megvalósítva.

HU 217 877 Β

Célszerűen a bemenő- és kimenőcsatoma egy közös csatornaként van megvalósítva.

Előnyösen a bemenőcsatoma anyagáteresztő gőzlezárása a csatorna keresztmetszetét kitöltő, szárítandó anyaggal van megvalósítva.

Célszerűen a túlhevített gőzt előállító eszköz a szárítókamrához kapcsolódó, túlhevített gőzt legalább részben a szárítandó anyag nedvességtartalmából előállító hőforrást és gőzcirkuláltató ventilátort foglal magában.

Előnyösen a túlhevített gőzt előállító eszköz a szárítókamrán kívül elrendezett és a szárítókamrával csatornán át összekötött hőforrást foglal magában.

Célszerűen a bemenő- és/vagy kimenőcsatomában anyagot szállító eszköz az anyag folyamatos szállítására alkalmas, a csatornában elrendezett konvejor.

Előnyösen a konvejor része egy végtelenített szállítószalag.

Célszerűen a szárítókamrában a bemenő- és kimenőcsatoma között szárítókonvejor van elrendezve.

Előnyösen a szárítókamrában fűtött szárítókonvejor van elrendezve.

Célszerűen a bemenő- és kimenőcsatoma konvejora és a szárítókamra szárítókonvejora egy közös, folyamatos konvejorként van megvalósítva.

Előnyösen a kimenőcsatoma ütközőréteg fölötti, felső szakasza hőszigeteléssel van ellátva, a csatorna ütközőréteg alatti, alsó szakasza hőszigetelés nélküli szakasz.

Célszerűen a szárítókamra a túlhevített gőz egy részét elvezető szelepcsatomával van ellátva.

Előnyösen a szelepcsatoma kimenete az ütközőréteg magasságában van kialakítva.

Célszerűen a szelepcsatomába hővisszanyerő kondenzátor van beiktatva.

Előnyösen a szelepcsatornába iktatott hővisszanyerő kondenzátor a bemenőcsatoma környezetében, a visszanyert hővel a bemenőcsatomában lévő szárítandó anyagot előhevítően van kialakítva.

Célszerűen a szelepcsatomába legalább két kondenzátor van iktatva, amelyek közül az egyik kondenzátor a bemenőcsatoma környezetében, a visszanyert hővel a bemenőcsatomában lévő szárítandó anyagot előhevítően van kialakítva.

Előnyösen a kondenzátor környezetében a bemenőcsatomában a levegőt vagy más gázt a kondenzátor és a szárítandó anyag között cirkuláltató ventilátor van elrendezve.

Célszerűen a bemenőcsatomában lévő szárítandó anyagot előhevítő kondenzátor a bemenőcsatoma ütközőréteg alatti, alsó szakaszán van elrendezve.

Előnyösen a szelepcsatomába kompresszor van iktatva, amelynek kimenetére a szárítókamrában a szárítás alatt lévő anyagot hűtőkondenzátor van csatlakoztatva.

Célszerűen a berendezés légritka terű vákuumkamrában van elhelyezve.

Előnyösen a szárítókamra a fölösleges gőz elvonását automatikusan szabályozó, a szárítókamrában - levegőbemenő és -kimenő csatornán át történő felhatolását megakadályozó szintű - nyomást tartó eszközzel van ellátva.

Célszerűen a fölösleges gőz elvonását szabályozó és nyomást tartó eszköz volumetrikus átfolyásszabályozó szelep.

Előnyösen a bemenő-, és/vagy kimenőcsatomák felső végén a szárítókamra belső terét legalább részben záró és az ütközőréteg stabilitását rontó mennyiségű gőz csatornába áramlását akadályozó terelőfal van elrendezve.

Célszerűen a szárítókamra gőzt kiengedő és levegőt beengedő átöblítőszeleppel van ellátva.

Az alábbiakban kiviteli példákra vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzon az

1. ábra a szárítóberendezés vázlatos metszete, a

2. ábra egy másik kivitelű szárítóberendezés vázlatos metszete, a

3. ábra a harmadik példa szerinti szárítóberendezés vázlatos metszete, a

4. ábra a negyedik példa szerinti szárítóberendezés vázlatos metszete, az

5. ábra az ötödik példa szerinti szárítóberendezés vázlatos metszete, a

6. ábra a hatodik példa szerinti szárítóberendezés vázlatos metszete, a

7. ábra a hetedik példa szerinti szárítóberendezés vázlatos metszete.

Az 1. ábra szerinti szárítóberendezés gyakorlatilag tetszőleges anyag szárítására alkalmasan kialakítható. A berendezés a szárítandó anyag nedvességtartalmából nyert túlhevitett gőzzel működő 10 szárítókamrájához 11 bemenőcsatoma és 12 kimenőcsatoma van csatlakoztatva, amelyek a 10 szárítókamrából lefelé irányulnak, és amelyek alul nyitott alsó 16, 17 nyílásban végződnek.

A 11 bemenőcsatomában az anyagot a 10 szárítókamrába fölfelé szállító bemeneti 13 konvejor van elrendezve, amelynek folytatásában 14 szárítókonvejor van a 10 szárítókamrában elrendezve. A 14 szárítókonvejor másik végéhez csatlakozóan a 12 kimenőcsatomában harmadik, kimeneti 15 konvejor van elrendezve, amely a megszárított anyagot lefelé kiviszi a 10 szárítókamrából.

A 13, 14, 15 konvejorok kialakítása függ a szárítandó anyagtól, annak tulajdonságaitól és méreteitől. Ha például darabok alkotják a szárítandó anyagot, a darabok konvejoron függesztve vagy függesztett táskákban továbbíthatók, más anyagok végtelenített szállítószalagon továbbíthatók. A 11, 12 csatornákban fel- és lefelé szállító 13, 15 konvejorok lépcsős kialakításúak, de kialakíthatók a 11, 12 csatornák olyan kis lejtésszögben is. hogy a sima felületükön is megáll a szállított anyag.

A 13, 14, 15 konvejorok kialakíthatók egy közös szállítószalagként is külön-külön, de az anyag útjában egymás folytatását képező szállítószalagként is.

Az alul nyitott 11,12 csatornákban 13, 15 konvejoron szállított anyag és a 11, 12 csatorna fala között általában szabad tér van, a szállított anyag a csatornában (a konvejorral együtt) szabadon mozoghat, nem ér a bemenő- és kimenőcsatomák falához, nincs mechanikus kapu, amely elzárná a 10 szárítókamra terét a 11,12 csa3

HU 217 877 Β tornákétól. Az ábrákon megkülönböztető jelzéssel láttuk el a szárítandó 18 anyagot (x), a szárítás alatt lévő 19 anyagot (+) és a szárított 20 anyagot (o).

A 10 kamrán végighaladó, szárítás alatt lévő 19 anyag szárítása túlhevített gőzzel történik. A túlhevített gőz származhat külső forrásból, vagy származhat a szárítandó anyag nedvességtartalmából, amint az a GB 2209383 irodalmi helyről ismert.

A találmány szerinti elrendezésben a 10 szárítókamra és a két, lefelé irányított csatornája a túlhevített gőz számára úgy viselkedik, mint egy búvárharang: a kiszökni akaró gőznek lefelé kell haladnia a 11, 12 csatornákban, de a 11, 12 csatornákban befelé, azaz alulról felfelé törekvő környezeti levegő és/vagy más gáz visszaszorítja a telített gőzt, megakadályozva, hogy az távozzon a 11, 12 csatornákon át. Ahol a túlhevített gőz és a külső levegő/gáz találkozik a 11, 12 csatornákban, ott egy lényegében vízszintes, differenciális 21 ütközőréteg alakul ki, amelynek alsó és felső oldalán különböző hőmérsékletű és térfogat-sűrűségű anyagok foglalnak helyet. Ez a nyugvó 21 réteg nem engedi a túlhevített gőzt a csatornákban lefelé továbbhaladni, tehát gőzzáró kaput képez a 11, 12 csatornákban, amely gőzzáró (gázzáró) kapukon azonban a feldolgozandó anyag akadálytalanul átjuthat.

Tipikusan, ha a külső hőmérséklet 25 °C és a relatív páratartalom 70%, a 21 ütközőréteget egy olyan gőzlevegő keverék alkotja, amelynek hőmérséklete 100 °C és térfogatsűrűsége 1,37 m³/kg. A 21 réteg fölötti rétegben 100 °C-os tiszta gőz van, amelynek térfogatsűrűsége 1,67 m³/kg. A 21 ütközőréteg alatti rétegben ugyanekkor 100 °C-os levegő van jelen 1,08 m³/kg térfogatsűrűséggel. Ez alatt a levegőréteg alatti rétegben például 75 °C-os, 1,00 m³/kg térfogat-sűrűségű levegő foglal helyet, míg a túlhevített gőz a 10 szárítókamrában 125 °C hőmérsékletű és 1,79 m³/kg térfogat-sűrűségű.

A levegő és a túlhevített gőz térfogatsűrűsége közötti jelentős különbség stabilizálja a 21 ütközőréteget, és ellenállóvá teszi azt mindkét oldali átdiffundálásokkal szemben. A gyakorlatban előfordulhat vékony ködréteg a 21 rétegen a levegő hűtőhatása következtében, amely köd vízcseppekben kicsapódva megjelenhet a csatornák 16, 17 nyílásában.

A későbbiekben kitérünk annak ismertetésére, hogy a túlhevített gőz egy része elvezetésre kerül a 10 szárítókamrából egy 22 szelepcsatomán át.

A 2-7. ábrákon a szárítóberendezés különböző, további kiviteli alakjai vannak feltüntetve, amelyek lényegüket tekintve megegyeznek az 1. ábra szerinti szárítóberendezéssel, ezért az egyforma részeik jelölésére az 1. ábra szerinti jelöléseket alkalmaztuk.

A 2, ábra szerinti példa szerinti szárítóberendezésben a túlhevített gőz teljes egészében vagy legalább részben a 10 szárítókamra 14 konvej órán, szárítás alatt lévő 19 anyag nedvességtartalmából képződik. A 10 szárítókamrában 23 hőforrás és a hőhordozó gőzt és gázt a hőforrás és a 19 anyag között 25 nyíllal jelzett irányban cirkuláltató 24 ventilátor van elrendezve. A 23 hőforrás bármilyen arra alkalmas eszköz lehet, amire példák vannak az említett GB 2209383 számú szabadalmi leírásban. A 23 hőforrás és a 24 ventilátor lehet a 10 szárítókamrán kívül is elrendezve, és a 10 szárítókamrával légcsatornákon át összekötve.

A szárítási folyamat indulásakor a 10 szárítókamrát levegő vagy más gáz tölti ki, és ez cirkulál a 23 hőforrás és a 14 konvejoron lévő 19 anyag között. Ebben a kezdeti állapotban a 14 konvejor célszerűen áll, nem mozog. Az egyre melegebb cirkuláltatott levegő/gáz egyre inkább párologtatja a szárítás alatt lévő 19 anyagot, amíg végül túlhevített gőz- és levegőkeverék tölti meg a 10 szárítókamra belső terét. A túlhevített gőzlevegő keverék egy része a 22 szelepcsatomán, annak a 21 ütközőrétegek magasságában lévő 26 kimenetén át távozik a szárítókamrából, így egyre inkább csak túlhevített gőz tölti ki annak belső terét.

Ekkor elindíthatok a 13, 14, 15 konvejorok, és beáll a stabil, folyamatos üzemállapot, melyben a 11 bemenőcsatoma bemeneti 14 konvejora nedves, szárítandó 18 anyagot szállít folyamatosan a 10 szárítókamrába, ahol az szárítás alatt lévő 19 anyagként halad a kimenő12 csatorna felé, ahol szárított 20 anyagként viszi ki a kimeneti 15 konvejor a 10 szárítókamrából egy megfelelő továbbítóhelyre.

A 10 szárítókamra és a 11, 12 csatornáknak legalább a 21 ütközőréteg feletti felső 27, 28 szakasza hőszigeteléssel van ellátva, míg a 21 ütközőréteg alatti, alsó 29, 30 szakaszaik szigeteletlenek lehetnek.

A 10 szárítókamrában és a csatornák felső 27, 28 szakaszában lévő túlhevített gőz térfogatsűrűségét a 11, 12 csatornák középtáján képződött 21 ütközőréteg tartja fenn, amely vízszintes réteg magasságában jelentős hőmérséklet-különbség és térfogatsűrűség-különbség van jelen. A 21 ütközőréteg a 11,12 csatornák közepe táján alakul ki, amit a 10 szárítókamrában lévő túlhevített gőz fölös mennyiségének a 22 szelepcsatomán történő, szabályozott kieresztésével érünk el úgy, hogy a 10 szárítókamrától lefelé vezetett 11,12 be- és kimenőcsatomában felül lévő gőz és alulról behatoló levegő és/vagy más gáz találkozásánál ki alakult hőmérsékletés sűrűségkülönbség okozta 21 ütközőréteget létesítünk, amellyel a szárított anyagot áteresztő gőzzárást hozunk létre all, 12 csatornában.

Amint már említettük, túlhevített gőz nemcsak a szárítandó anyag nedvességtartalmából a 10 szárítókamrában képezhető, hanem azonkívül más forrásból is, amely külső forrásból származó gőzt csővezetéken át vezetjük be a 10 szárítókamrába (nincs ábrázolva). Külső forrásból származó gőz bevezetésével jelentősen lerövidíthető a kezdeti felfütószakasz, hamarább elérhető a megfelelő túlhevített gőzklíma a 10 szárítókamrában.

A 21 ütközőréteg áttörése és levegő behatolása a 10 szárítókamrába megakadályozható csekély mennyiségű gőznek a 11, 12 csatornában történő kondenzáltatásával, amely kondenzvíz fűti a bemenőcsatomában lévő szárítandó 18 anyagot és/vagy lecsapódik a 12 kimenőcsatorna falán és alul kicsepeg a csatornából. A 11, 12 csatornák 21 ütközőréteg alatti, alsó 29, 30 szakasza nem igényel hőszigetelést, ezen a szakaszon a csatornák falai lényegében környezeti hőmérsékletűek, így rajtuk a csatornában, a 21 ütközőrétegen átdiffündáló gőz le4

HU 217 877 Β csapódik. A ferde elrendezésű csatornák alsó szakaszán célszerűen nyitott elvezetőcsatoma van kialakítva a kondenzvíz és a szárítandó anyagból kicsepegő víz elvezetésére.

A 3. ábra szerinti szárítóberendezés főként abban különbözik a 2. ábra szerintitől, hogy a 10 kamrában nincs külön 23 hőforrás, amely a keringetett levegőt vagy gőzt füti, hanem ehelyett maga a 31 szárítókonvejor, így közvetlenül a szárítás alatt lévő 19 anyag van fűtve. A 31 konvejor fűtése történhet a 31 konvejor elemeibe épített villamos fűtőelemekkel közvetlenül, vagy más, a konvejorral összekapcsolt hőforrásból, kondukció vagy konvekció útján. Ez esetben a túlhevített gőz keringetése konvekcióval vagy esetleg beépített 32 ventilátor segítségével a közeget 33 nyíl irányában mozgatva történik. A 10 szárítókamrában vagy azzal összekapcsolva az említetteken kívül is lehetnek hőforrások, amelyek a túlhevített gőzklíma fenntartását segítik. Ez esetben is bevezethető továbbá a 10 szárítókamrába külső forrásból származó túlhevített gőz.

A 3. ábra szerinti elrendezés tartalmaz továbbá egy olyan részmegoldást is, amellyel a 10 szárítókamrából távozó hőenergia egy része visszanyerhető. Ennek eszköze egy 34 kondenzátor, amely a 22 szelepcsatomába van beiktatva. A 34 kondenzátorban lecsapódik a 22 szelepcsatomán át a 10 szárítókamrából elvezetett, ott fölösleges gőzmennyiség víztartalma, és hőtartalmát átadja egy hőcserélőnek, amelynek a kondenzátor részét képezi. Az így visszanyert hőenergia - esetleg más célra - felhasználható.

A 4. ábra szerinti példában olyan szárítóberendezést ábrázoltunk, amely olyan 18 anyagok szárítására alkalmas, amely anyagok nem viselnék el károsodás nélkül azt, hogy rajtuk gőz kondenzálódjék. E megoldásban tehát nem csapódhat ki a 10 szárítókamrából a 11 csatornába jutó gőzből nedvesség a szárítandó 18 anyagon.

Ez a szárítóberendezés tartalmazhatja mindazon elemeket és részmegoldásokat, amelyeket az 1-3. ábrák kapcsán ismertettünk, ezen túlmenően a 22 szelepcsatornába további hőcserélő 36 kondenzátor is be van csatlakoztatva 35 csatornával. A 36 kondenzátor hőcserélője a 11 bemenőcsatoma alsó 29 szakaszán kialakított 37 kamrában van elrendezve, és az anyagot a 11 csatorna alsó 29 szakaszán fűtő hőforrást képez. Ez az alsó szakasz a példában függőleges elrendezésű. A fűtőlevegő keringetésére a 37 kamrában elrendezett 38 ventilátor szolgál.

A 10 szárítókamrából a 22 szelepcsatomán át távozó telített gőz 36 kondenzátorba jutó része felfűti a 37 kamra légterét, amelynek fűtött levegőjét (és egyéb gázait) a 38 ventilátor lehetőleg vízszintes irányban a 13 konvejoron és a konvejoron fölfelé szállított 18 anyagon át fújja a bejelölt 39 nyilak irányába. Ez a fűtés olyan hőfokra hevíti elő a szállított 18 anyagot, hogy a nedvesség a gőzből nem kondenzálódik rajta, mielőtt átérne a 21 ütközőrétegen. Ugyanakkor az előhevítéssel bevitt hőmennyiség segíti az 18 anyag száradását és csökkenti a szárításhoz a 10 szárítókamrába beviendő hőmennyiséget, továbbá rövidíti is a szárítás átfutási idejét. A 36 kondenzátorból 35 kivezetőcsatoma a maradék gőzfázis számára egy fölfelé irányuló 40 kimenettel és a kondenzvíz számára egy lefelé irányuló 41 kimenettel rendelkezik.

A 4. ábra szerinti megoldásnak van egy olyan módosított kiviteli alakja is, amelyben a 36 kondenzátorhoz vezető 35 csatorna nem a 34 kondenzátor előtt csatlakozik be a 22 szelepcsatomába, hanem annak 26 kimenetére van csatlakoztatva. Ez utóbbi esetben a két 34, 36 kondenzátor egymással sorba van kötve, így minden gőz, amely áthaladt a 34 kondenzátoron, kényszerűen a 35 kondenzátorba jut.

Az 5. ábrán a 4. ábra szerinti elrendezésnek egy módosított változata van feltüntetve. Ebben az elrendezésben a 22 szelepcsatomába iktatott 43 kondenzátor hőcserélője a 10 szárítókamrába vezeti vissza a visszanyert hőmennyiséget. A 22 szelepcsatomán át a 10 szárítókamrából elvezetett, túlhevített gőzt előbb 42 kompresszorban komprimáljuk, és ezzel a túltelített gőz hőmérséklete fölé növeljük a gőz telítési hőmérsékletét annak érdekében, hogy legalább egy részét az elvezetett gőz hőtartalmának a magas hőmérsékletű 10 szárítókamrában nyerhessük vissza. A 43 kondenzátor kiegészítő hőforrást jelent a 10 szárítókamrában. A 43 kondenzátoron átjutó gőz 44 csatornán át a 11 bemenőcsatoma alsó szakaszának 46 kamrájában elrendezett 45 hőcserélőbe jut, ahol kicsapódik, és a szárítandó 18 anyagot előhevíti a 4. ábra kapcsán ismertetett módon.

Az 5. ábra szerinti elrendezésben is korlátozza a 22 szelepcsatomán át kivehető túlhevített gőz mennyiségét az, hogy fenn kell tartani a 10 szárítókamrában azt a hőmérsékletet és térfogatsűrűséget, amely megakadályozza, hogy levegő jusson fel a 11, 12 csatornákon át a 10 szárítókamrába. A 42 kompresszor szállítási teljesítményét ennek függvényében szükséges megválasztani.

Ez a stabilitásfeltétel automatikusan teljesül, ha a teljes bevezetett hőenergia egyenlő a teljes, szárításra felhasznált hőenergiával. A szárításra felhasznált teljes energia magában foglalja a gőzfejlesztéshez felhasznált energiát is, valamint a melegen távozó száraz anyag által a rendszerből kivitt energiát, a hőveszteségeket és az elvezetett gőz rendszerbe vissza nem táplált energiáját is. A teljes bevezetett hőenergia magában foglalja a 43 kondenzátorból kimenő hőenergiát és minden más hőforrás által a rendszerbe bevitt hőenergiát, sőt a kamrákban lévő ventilátorok tápenergiáját is.

Ha a teljes felhasznált energia jelentősen kisebb, mint a bevezetett hőenergia, akkor a 10 szárítókamrából a túlhevített gőz egy részét el kell vezetni, és az így elvezetett hőenergiát más célra lehet hasznosítani. Az elvezetés mennyiségi korlátját jelenti, hogy a 10 szárítókamrában fenn kell tartani a levegő behatolásának meggátlásához szükséges hőmérséklet- és térfogatsűrűségviszonyokat. Ez az elvezetett gőzmennyiség automatikus szabályozásával biztosítható, például volumetrikus átfolyásszabályozó eszköz alkalmazásával.

Ha viszont a teljes energiafelhasználás nagyobb, mint a teljes, rendszerbe bevezetett energia, akkor kívülről bevezetett hőenergiával pótolni szükséges a hiányt, legalább az egyensúly megőrzéséhez szükséges

HU 217 877 Β mértékig, különben felbomlana a 21 ütközőréteg, és jelentős mennyiségű hideg levegő kerülhetne a 10 szárítókamrába.

Az 5. ábra szerinti 42 kompresszor, 43 kondenzátor együttes, mint magas hőfokú hőforrás, más kialakításokban is alkalmazható, így például a 42 kompresszor alkalmazható a 3. ábra szerinti külső 34 kondenzátorral társítva is.

Az eddig ismertetett példákban a szárítóberendezés külön 11,12 bemenő- és külön kimenőcsatomákkal rendelkezett. A 6. ábra olyan példára vonatkozik, amely szerinti szárítóberendezésnek egy közös, lejtős 48 csatornája van a bemeneti és kimeneti 49, 50 konvejorok számára. A felfelé szállító, bemeneti 49 konvejor felső végéről a szárítandó 18 anyag egy szárítókonvejoron a 10 szárítókamra hosszán végigérő első 51 konvejor szakaszára kerül, amely szakasz végén a szárítás alatt lévő 19 anyag átkerül a szárítókonvejor másik, visszafelé mozgó 52 konvejorszakaszára, amely a lefelé mozgó, kimeneti 50 konvejor felső végére (elejére) csatlakozik. Ebben a megoldásban a levegő behatolása és a gőz kiáramlása ugyanúgy a 48 csatornában képződő 21 ütközőréteg kialakításával van megakadályozva, mint az előző példák szerinti berendezésekben.

A 6. ábrán egy lehulló anyagdarabbal szemléltettük az anyag átkerülését az első 51 konvejorszakaszról a második 52 konvejorszakaszra, ez természetesen csak illusztráció. A szárítókonvejor kialakítható például a 10 szárítókamrában, körben elrendezett U alakú konvejorként, amelynek első szakasza nem különül el a második szakaszától. A 49, 50 konvejorok is kialakíthatók nemcsak egymás fölött, hanem egymás mellett is a 48 csatornában, sőt kialakíthatók egy konvejor felmenő- és leszállóágaként is.

A 6. ábrán a fölös gőzt elvezető eszközként egyszerű 22 szelepcsatoma van feltüntetve a 2. ábrához hasonlóan. Természetesen itt is alkalmazhatók az 1-5. ábrák bármelyike szerinti részmegoldások, így hővisszanyerő és előhevítő megoldások is. Ha a szárítandó 18 anyag iszap vagy más folyékony anyag, az egy vízszintes 53 csatornán át (7. ábra) is bevezethető a 10 szárítókamrába anélkül, hogy a csatornán át elszökhetne a 10 szárítókamrából a túlhevített gőz. A pumpálható nedves 18 anyag eltörni az 53 csatorna keresztmetszetét, így az anyag gáz- és gőzzáró dugót képez az 53 csatornában. Az 53 csatorna kiömlőnyílása előnyösen úgy van kialakítva, hogy a 14 szárítókonvejoron egy vékony rétegként szétterüljön a 10 szárítókamrába bejutó anyag. A szárítóberendezés 12 kimenőcsatomája és kimeneti 15 konvejora a már leírtakhoz hasonló, a szárított anyagnak megfelelő kialakítású.

Az 53 bemenőcsatoma átvezethető egy nem ábrázolt, előfütő hőcserélőn, amely egy, a 10 szárítókamrából kivezetett gőzzel táplált kondenzátort tartalmaz. Az előfütéssel megakadályozható, hogy a bediffundáló gőz lecsapódjék a csatornában lévő anyagban és felhígítsa azt a 10 szárítókamrába történő bevezetés előtt. Az anyag előfűtésére alkalmazott hőcserélő bekötése lényegében megegyezhet a 4. ábra szerinti 36 kondenzátor bekötésével.

Mindegyik példa szerinti elrendezésben alkalmazhatók a csatornák legalább egyikének betorkollásánál a 10 szárítókamrában 47 terelőfalak, amelyek segítik a levegő és gőz szétválasztását biztosító 21 ütközőréteg stabilitásának zavartalanságát azáltal, hogy távol tartják az esetleges turbulenciákat.

Mindegyik példa szerinti elrendezésben alkalmazható továbbá egy levegőztető 60 szelep (1. ábra) előnyösen a 10 szárítókamra tetején, amely 60 szelep nyitott állapotában kiengedi a gőzt a 10 szárítókamrából, és lehetővé teszi annak levegővel történő átöblítését, feltöltését, ami például a szárítókamra belső terébe szervizcélokból történő behatolás előtt, biztonsági okokból szükséges.

A 10 szárítókamra 14 szárítókonvej óra, 23 hőforrása és 24 ventilátora előnyösen a 10 szárítókamra alapfalán van elrendezve, kívülről elérhető módon, lenyitható alaplapokon vagy bebújónyílások közelében. Ez a megoldás lehetővé teszi, hogy a 10 szárítócsatoma hőveszteségre érzékeny burkolata folyamatos hőszigetelő réteggel legyen bevonva, sőt lehetővé teszi azt is, hogy a 10 szárítókamra falai pillekönnyű anyagból készüljenek, amely az alaplap pereméhez a zárt, gázzáró, könnyű burkolatot a belső nyomás tartja lebegő állapotban. Egy lebegő fedőlappal rendelkező burkolat el lehet látva hidraulikus vagy másféle emelőszerkezettel, amely a berendezés hideg állapotában, szerelés idején megemeli a fedőlapot, hogy alatta kellő magasságú hely legyen a munkák elvégzéséhez.

A találmány szerinti berendezés bármely kiviteli alakja tartalmazhat továbbá ionizátort, amellyel a 10 szárítókamrában lévő, túlhevített gőz egésze vagy a 21 ütközőréteget képező része, vagy a 11, 12 csatornákban lévő levegő és más gáz ionizálható. Az ionizáció útján növelhető a 21 ütközőréteg alsó levegőt és felső gőzt szétválasztó, gőzzáró képessége.

A bemeneti, kimeneti és 13, 14, 15 szárítókonvejorok lehetnek végtelenített szállítószalagok, vagy képezhetnek egyetlen, végtelenített konvejort, amelynek visszafutó ága hőszigetelő csatornában van vezetve annak érdekében, hogy minél kisebb legyen a hővesztesége.

Egy más kialakításban a 13, 14, 15 konvejor lehet passzív és hajtott görgőkből álló görgősor, ami különösen lemez vagy rúd alakú termékek szárításánál alkalmazható előnyösen. A görgők lehetnek fűtöttek, ami a szárítandó anyag előhevítését teszi lehetővé.

Egy további, más kialakításban a 13, 14, 15 konvejor lehet lejtős tengely körül forgó, perforált vagy perforálatlan henger, amelyben forgatás közben hosszirányban is halad az anyag. A konvejor lehet továbbá ferde rázólap vagy rázócsatoma. Mindegyik megoldásban kialakítható a konvejor, fűtéssel ellátva is. A 12 kimenőcsatornában lefelé haladó száraz 20 anyagot célszerű és gyakran szükséges is hűteni, amire a 12 kimenőcsatoma alsó 30 szakasza lehet alkalmas vagy egy ezt követő, külső pályaszakasz. A hűtés valamilyen hűtőközeget alkalmazó hőcserélővel oldható meg, amely hőcserélőközeggel visszavezethető a száraz 20 anyagtól elvont hő a szárítandó 18 anyagot előhevítő hőcserélőbe.

HU 217 877 Β

Az ismertetett szárítóberendezések bármelyikéhez tartozhat egy, az egészet beburkoló vákuumkamra, aminek segítségével a szárítóberendezés csatornáiban és 10 szárítókamrájában kisebb nyomások mellett valósíthatók meg az ütközőrétegek, a kisebb nyomásokhoz alacsonyabb, 100 C° alatti forráspont tartozik, a nedvesség alacsonyabb hőfokon távozik a szárítás alatt lévő 19 anyagból. Ily módon olyan anyagok is száríthatok, amelyek nem viselnék el a normál légköri nyomáson lévő telített gőz hőmérsékletét. Az ilyen, vákuumkamrás berendezésben vákuumszivattyúval hozunk létre a légköri nyomásnál kisebb nyomást, amit azután fokozott gőzelvezetés és vízben történő, közvetlen kondenzáltatás segítségével tartunk fenn. A kondenzáltató vízszint a nyomáscsökkenés függvényében megemelkedik és kitölti a legalább két további vákuumkamrát. Egy következő adag gőz leeresztésekor a gőz egy kisméretű, első vákuumkamrába hatol be, aminek hatására a víz egy második vákuumkamrából is kiürül, majd a gőz lecsapódásával visszaszökik a vákuumkamrába. Ily módon pumpálóhatás jön létre. A kis mennyiségű, nem kondenzált gáz egy további, kis teljesítményű vákuumszivattyúval leszívható a rendszerből.

A találmány szerinti szárítóberendezés és -eljárás alkalmas anyagok folyamatos szárítására, de ugyanígy alkalmas anyagok adagokban történő szárítására is, úgy is, hogy egy adagot beviszünk 10 szárítókamrába, ott megszárítjuk, a száraz 20 anyagot eltávolítjuk, és csak ez után viszünk be újabb, esetleg más szárítandó 18 anyagadagot a 10 szárítókamrába. Eközben a szárítókamrában fenntartható a túlhevített gőzklíma.

Claims (13)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Szárítóberendezés nedves anyagok túlhevített gőzzel történő szárítására, amely berendezésnek bemenőés kimenőcsatomával (11, 12) ellátott szárítókamrája (10), túlhevített gőzt előállító eszköze, továbbá a bemenő- és kimenőcsatomában (11, 12) anyagot szállító eszköze van, amely kimenőcsatoma (12) a szárítókamrától (10) lefelé irányuló, alul nyitott csatorna, azzal jellemezve, hogy a szárítókamra (10) a túlhevített gőz egy részét elvezető szelepcsatomával (22) van ellátva, amely szelepcsatoma (22) kimenete (26) a szárítókamra és a kimenőcsatoma alsó nyílása (17) között van kialakítva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti szárítóberendezés, azzal jellemezve, hogy a bemenőcsatomája (11) is a szárítókamrától (10) lefelé irányuló, alul nyitott csatorna (11), amely csatornában (11) a csatorna alsó nyílásán (16) átmenő bemeneti konvejor (13) van elrendezve.
3. 3. A 2. igénypont szerinti szárítóberendezés, azzal jellemezve, hogy a bemenő- és kimenőcsatoma (11, 12) egy közös csatornaként (48) van megvalósítva.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti szárítóberendezés, azzal jellemezve, hogy a túlhevített gőzt előállító eszköz a szárítókamrához (10) kapcsolódó, túlhevített gőzt legalább részben a szárítandó anyag (18) nedvességtartalmából előállító hőforrást (23) és gőzcirkuláltató ventilátort (24) foglal magában.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti szárítóberendezés, azzal jellemezve, hogy a túlhevített gőzt előállító eszköz a szárítókamrán (10) kívül elrendezett és a szárítókamrával (10) csatornán át összekötött hőforrást foglal magában.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti szárítóberendezés, azzal jellemezve, hogy a szelepcsatomába (22) hővisszanyerő kondenzátor (34) van beiktatva.
7. 7. A 6. igénypont szerinti szárítóberendezés, azzal jellemezve, hogy a szelepcsatomába (22) iktatott hővisszanyerő kondenzátor (34) a bemenőcsatoma (11) környezetében, a visszanyert hővel a bemenőcsatomában (11) lévő szárítandó anyagot (18) előhevítően van kialakítva.
8. 8. A 7. igénypont szerinti szárítóberendezés, azzal jellemezve, hogy a szelepcsatomába (22) legalább két kondenzátor (34, 36) van iktatva, amelyek közül az egyik kondenzátor (34) a bemenőcsatoma (11) környezetében, a visszanyert hővel a bemenőcsatomában (11) lévő szárítandó anyagot (18) előhevítően van kialakítva.
9. 9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti szárítóberendezés, azzal jellemezve, hogy a kondenzátor (36) környezetében a bemenőcsatomában (11) a levegőt vagy más gázt a kondenzátor (36) és a szárítandó anyag (18) között cirkuláltató ventilátor (38) van elrendezve.
10. 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti szárítóberendezés, azzal jellemezve, hogy a szelepcsatomába (22) kompresszor (42) van iktatva, amelynek kimenetére a szárítókamrában (10) a szárítás alatt lévő anyagot (19) fűtő kondenzátor (43) van csatlakoztatva.
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti szárítóberendezés, azzal jellemezve, hogy légritka terű vákuumkamrában van elhelyezve.
12. 12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti szárítóberendezés, azzal jellemezve, hogy a szárítókamra (10) a fölösleges gőz elvonását automatikusan szabályozó, a szárítókamrában (10) - levegőbemenő és -kimenő csatornán (11, 12) át történő felhatolását megakadályozó szintű - nyomást tartó eszközzel van ellátva.
13. 13. Az 1 -12. igénypontok bármelyike szerinti szárítóberendezés, azzal jellemezve, hogy a bemenő és/vagy kimenőcsatomák (11, 12) felső végén a szárítókamra (10) belső terét legalább részben záró és az ütközőréteg stabilitását rontó mennyiségű gőz csatornába áramlását akadályozó terelőfal (47) van elrendezve.