NL8701108A

NL8701108A - DEVICE FOR TREATING POWDER MATERIAL.

Info

Publication number: NL8701108A
Application number: NL8701108A
Authority: NL
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1986-07-24
Filing date: 1987-05-11
Publication date: 1988-02-16
Also published as: KR880001334A; CN87105185A; EP0254372A1; AU7605487A

Description

LLB/WP/ag STAMICARBON B.V.LLB / WP / ag STAMICARBON B.V.

Uitvinders: Johannes A. Stienen te Valkenburg (L)Inventors: Johannes A. Stienen at Valkenburg (L)

Arnold J. de Ruiter te Hoensbroek -1- (7) PN 5793Arnold J. de Ruiter at Hoensbroek -1- (7) PN 5793

INRICHTING VOOR HET BEHANDELEN VAN POEDERVORMIG MATERIAALDEVICE FOR TREATING POWDER MATERIAL

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het behandelen van poedervormig materiaal.The invention relates to an apparatus for treating powdered material.

In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een dergelijke inrichting waarbij eventueel in het poedervormig materiaal aanwezige 5 vloeistof wordt gescheiden van de vaste stof.In particular, the invention relates to such a device in which any liquid present in the powdery material is separated from the solid.

Het is bekend om dit soort scheiding te realiseren met behulp van warmte. Dit is evenwel een energetisch kostbare zaak. Ook zijn pogingen in het werk gesteld om door middel van mechanische energie, zoals bijvoorbeeld centrifugeren, de vloeistof te scheiden van de 10 vaste stof. Gezien de hoge snelheden die hierbij dienen te worden gerealiseerd, waren uiterst nauwkeurige constructies noodzakelijk, zonder dat daarbij hoge opbrengsten konden worden gerealiseerd. Het bleek bovendien onmogelijk om het vloeistofgehalte van de poeder- deeltjes tot beneden een bepaalde waarde te brengen.It is known to realize this kind of separation using heat. However, this is an energetically expensive matter. Attempts have also been made to separate the liquid from the solid by mechanical energy, such as, for example, centrifugation. Given the high speeds that must be achieved here, extremely accurate constructions were necessary, without high yields being possible. Moreover, it turned out to be impossible to reduce the liquid content of the powder particles below a certain value.

15 De uitvinding beoogt nu een inrichtinq te verschaffen waar mede op effectieve wijze, onder gebruikmaking van mechanische energie een scheiding van vloeistof en vast kan worden gerealiseerd.The object of the invention is now to provide a device with which a separation of liquid and solid can be realized in an effective manner, using mechanical energy.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt met een inrichting die een eerste oppervlak en een tweede oppervlak bevat, 20 welke twee oppervlakken gelijkvormig en op korte afstand evenwijdig aan elkaar zijn opgesteld, en voorts middelen voor het aandrijven van deze oppervlakken met relatief verschillende snelheden, middelen voor het toevoeren van het poedervormig materiaal naar de ruimte tussen beide oppervlakken, middelen voor het afvoeren van het poedervormig 25 materiaal uit de ruimte tussen de oppervlakken en middelen voor het afvoeren van vloeibaar medium.This object is achieved according to the invention with a device comprising a first surface and a second surface, which two surfaces are arranged uniformly and a short distance parallel to each other, and further means for driving these surfaces at relatively different speeds, means for supplying the powdered material to the space between the two surfaces, means for discharging the powdered material from the space between the surfaces and means for discharging liquid medium.

Hierdoor wordt bereikt dat de poederdeeltjes gaan roteren op zichzelf en aldus effectief zich bevrijden van de vloeistof aanwezig φ Λ -2- (7) ΡΝ 5793 in de deeltjes.This achieves that the powder particles rotate on their own and thus effectively free themselves from the liquid present φ Λ -2- (7) ΡΝ 5793 in the particles.

Andere kenmerken en voordelen zullen duidelijk worden uit de hiernavolgende beschrijving, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekeningen.Other features and advantages will become apparent from the following description, with reference to the accompanying drawings.

5 Hierin is:5 Herein is:

Fig. 1 is een dwarsdoorsnede van een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting voor het uitvoeren van de uitvinding.Fig. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of an apparatus for carrying out the invention.

Fig. 2 is een dwarsdoorsnede van een tweede uitvoeringsvorm, en 10 Fig. 3 is een schematische doorsnede van een derde uit voeringsvorm.Fig. 2 is a cross-sectional view of a second embodiment, and FIG. 3 is a schematic sectional view of a third embodiment.

De inrichting zoals weergegeven in Fig. 1 omvat een eerste cirkelvormige schijf 101 en een tweede cirkelvormige schijf 102, die onderling evenwijdig en op korte afstand van elkaar draaibaar zijn 15 opgesteld. De schijf 101 is verbonden met een as 103 die door middel van kogellagers 104, 105 draaibaar is gelagerd in een frame waarvan slechts een gedeelte 106 is weergegeven.The device as shown in Fig. 1 comprises a first circular disk 101 and a second circular disk 102, which are rotatably arranged mutually parallel and a short distance apart. The disc 101 is connected to a shaft 103 which is rotatably mounted by means of ball bearings 104, 105 in a frame of which only a part 106 is shown.

De as 103 kan draaiend worden aangedreven door middel van een tandriem die enerzijds samenwerkt met een vertand bovengedeeelte van 20 de as 103 en anderzijds samenwerkt met een niet weergegeven motor.The shaft 103 can be driven in rotation by means of a toothed belt which on the one hand cooperates with a toothed upper part of the shaft 103 and on the other hand cooperates with a motor (not shown).

De as 103 is voorzien van een doorgaande holte 110, die uitmonde in een centrale kegelvormige doorgang 115 in de schijf 101. De holte 110 is bekleed met een stationaire pijp 112 die draaibaar gelagerd is binnen de as 103, zodat de pijp 112 stilstaat t.o.v. de as 25 103, wanneer deze draaiend wordt aangedreven.The shaft 103 is provided with a through-going cavity 110, which opens into a central conical passage 115 in the disc 101. The cavity 110 is lined with a stationary pipe 112 which is rotatably mounted within the shaft 103, so that the pipe 112 is stationary with respect to the shaft 25 103 when it is driven in rotation.

De schijf 101 is aan de naar schijf 102 gerichte zijde voorzien van een ringvormige uitsparing 120, die afgedekt is door middel van een ring 121 van fiItermateriaal. Bij voorkeur wordt hierbij gebruik gemaakt van gesinterd RVS-poeder, dat in de handel verkrijg-30 baar is onder de naam Poral-Inox-plaat (leverancier Alliages Frittés Metafram) maar andere fiItermaterialen zijn evenzeer bruikbaar wanneer de mechanische eigenschappen voldoende zijn. De uitsparing 120 is via een of meerdere kanalen 122 verbonden met de omgeving en via een kanaal 123 in de schijf 101 en een kanaal 124 in de as 103 verbonden 35 met een niet weergegeven vacuumpomp, zodat een onderdruk in uitsparing * Λ * -3-(7) ΡΝ 5793 120 kan worden in stand gehouden.The disc 101 is provided on the side facing the disc 102 with an annular recess 120, which is covered by a ring 121 of filter material. Preferably, use is made of sintered stainless steel powder, which is commercially available under the name Poral-Inox plate (supplier Alliages Frittés Metafram), but other filter materials are equally useful when the mechanical properties are sufficient. The recess 120 is connected to the environment via one or more channels 122 and via a channel 123 in the disk 101 and a channel 124 in the shaft 103 to a vacuum pump (not shown), so that a negative pressure in the recess * Λ * -3- (7) ΡΝ 5793 120 can be maintained.

De schijf 102 is bevestigd op een as 130 die op een niet nader weergegeven wijze draaiend kan worden aangedreven. De schijf 105 is Voorzien van een centrale doorgang, waardoor het kegelvormige 5 uiteinde 131 van de as 130 uitsteekt. Op de bovenkant van de schijf 102 is een aantal schoepen 132 gevormd.The disk 102 is mounted on a shaft 130 which can be rotated in a manner not shown in more detail. The disc 105 is provided with a central passage through which the conical end 131 of the shaft 130 protrudes. A number of vanes 132 are formed on the top of the disk 102.

Het geheel van de schijven 101 en 102 en de daarbij behorende ophangingen is aangebracht in een cycloon zoals schematisch aangegeven in figuur 1 waarbij de schijven zich boven in de cycloon bevinden. In 10 een wandgedeelte 140 van de cycloon is ter hoogte van de spleet tussen de schijven 101 en 102 een ringvormige uitsparing 141 aangebracht.The whole of the disks 101 and 102 and the associated suspensions is arranged in a cyclone as schematically shown in figure 1, the disks being at the top of the cyclone. An annular recess 141 is provided in a wall section 140 of the cyclone at the level of the gap between the discs 101 and 102.

Hierop is een ring 162 uit fiItermateriaal aangebracht, waarbij de uitsparing 141 verbonden is met een verder niet weergegeven afzuigingsrichting. Het fiItermateriaal van de ring 142 kan gelijk 15 zijn aan het reeds eerder genoemde fiItermateriaal van de ring 121.A ring 162 made of filter material is arranged thereon, wherein the recess 141 is connected to an extraction direction (not shown). The filter material of the ring 142 may be equal to the aforementioned filter material of the ring 121.

Het kan echter ook een ander fiItermateriaal zijn aangezien de mechanische eisen die hieraan gesteld worden aanzienlijk lager zijn.However, it can also be a different filter material, since the mechanical requirements imposed on it are considerably lower.

De werking van de inrichting is als volgt. Poedervormig materiaal met een bepaald vochtgehalte wordt toegevoerd via de pijp 20 112 en valt daarbij op het kegelvormige deel 131, waardoor het in de richting van de schoepen 132 wordt geduwd die het poedervormig materiaal verder naar de oratrek van de schijf 102 dringen.The operation of the device is as follows. Powdered material with a certain moisture content is supplied through the pipe 112, thereby falling on the conical part 131, thereby pushing it in the direction of the blades 132 which push the powdered material further towards the orator pull of the disc 102.

De schijven 101 en 102 worden draaiend aangedreven, met tenminste een relatief snelheidsverschil, maar bij voorkeur in 25 tegengestelde richting, waardoor een zo groot mogelijk relatief snelheidsverschil kan worden gerealiseerd. Hoewel het mechanisme niet volledig duidelijk is, wordt gemeend dat de ooedervormige deeltjes zodra ze in de spleet tussen de schijven 101 en 102 komen een rollende beweging zullen uitvoeren, welke beweging het gevolg is van de reta-30 tieve snelheidsverschiHen tussen de schijven en de daardoor gegenereerde snelheidsverschitien tussen de meegesleurde luchtlagen.The discs 101 and 102 are driven in rotation, with at least a relative speed difference, but preferably in the opposite direction, so that the largest possible relative speed difference can be realized. Although the mechanism is not fully understood, it is believed that as soon as they enter the gap between the disks 101 and 102, the parent particles will perform a rolling motion due to the retentive velocity differences between the disks and the resulting generated speed differences between the entrained air layers.

Bij voldoende hoge relatieve snelheidsverschillen tussen de schijven 101 en 102 zal de centrifugaatkracht in de deeltjes voldoende zijn om de vloeistof binnen elk deeltje naar het oppervlak te bewegen 35 en zelfs hiervan af te slinqeren. De weggeslingerde vloeistof zal ten fAt sufficiently high relative velocity differences between the disks 101 and 102, the centrifugation force in the particles will be sufficient to move the liquid within each particle to the surface and even slough off it. The ejected liquid will f

Aa

-4- (7) PN 5793 it, dele worden afgezogen door de ring 121 en de bijbehorende uitsparing 120.-4- (7) PN 5793, some are extracted by the ring 121 and the associated recess 120.

Tijdens het rollen zal elk deeltje nog naar de omtrek van de schijven 101 en 102 bewegen. Dit kan zeer bewust worden gegenereerd 5 door een juiste keuze van de draairichtingen en draaisnelheden van de schijven 101 en 102.During the roll, each particle will still move to the periphery of the disks 101 and 102. This can be very deliberately generated by a correct choice of the rotational directions and rotational speeds of the disks 101 and 102.

Als gevolg hiervan zullen de deeltjes met een bepaald radiale snelheidscomponent de spleet tussen de schijven 101 en 102 verlaten.As a result, the particles with a certain radial velocity component will leave the gap between the disks 101 and 102.

De eventueel nog vrijkomende vloeistof wordt afgezogen via ring 142 en 10 uitsparing 141. De deeltjes zelf worden in de cycloon verder afgeremd, waarbij eventueel nog verder vloeistof kan worden onttrokken aan de deeltjes, en worden onder in de cycloon verzameld. Eventueel zijn tegen de wanden van de cycloon nog schuin verlopende schotten geplaatst, waarlangs de deeltjes naar beneden kunnen bewegen.Any liquid that is still released is sucked off through ring 142 and recess 141. The particles themselves are further slowed down in the cyclone, whereby any further liquid can be extracted from the particles, and are collected at the bottom of the cyclone. Optionally, sloping partitions are placed against the walls of the cyclone, along which the particles can move downwards.

15 Hierdoor kan eventueel een extra rollende beweging worden veroorzaakt, die een nog verdere droging met zich mee kan brengen.This may optionally cause an additional rolling movement, which may entail even further drying.

De uitvoeringsvorm volgens fig. 2 verschilt van de hierboven beschreven uitvoeringsvorm met betrekking tot de bovenste schijf en de wijze waarop de vloeistof wordt afgevoerd.The embodiment of Fig. 2 differs from the above-described embodiment with respect to the upper disc and the manner in which the liquid is discharged.

20 De bovenste schijf 150 is hierbij uitgevoerd als een massieve schijf waarin geen uitsparingen zijn aangebracht voor het afvoeren van de vloeistof. Tegenover de omtrek van de schijven 150 en 102 is een zogenaamde zeefplaat 151 aangebracht zoals meer gedetailleerd beschreven in NL-A-7109221. De zeefplaat 151 is een fijnmazig netwerk, dat 25 aan een zijde, in dit geval de binnenzijde, glad gepolijst is, en waarbij de openingen in het netwerk een vanaf de gepolijste zijde breder wordende doorgang hebben. Dit kan bijvoorbeeld worden verkregen door een geschikte keuze van de doorsnede van de draden van het netwerk.The upper disc 150 is here designed as a solid disc in which no recesses are made for the discharge of the liquid. Opposite the circumference of the discs 150 and 102, a so-called screen plate 151 is arranged as described in more detail in NL-A-7109221. The screen plate 151 is a fine-mesh network, which is smoothly polished on one side, in this case the inside, and wherein the openings in the network have a passage that widens from the polished side. This can be achieved, for example, by a suitable choice of the cross section of the wires of the network.

30 In het wandgedeelte 152 is een aantal kanalen gevormd die spiraalvormige doorgangen vormen vanaf de buitenzijde van de cycloon naar de binnenzijde van de cycloon. Daarbij is de oriëntatie van deze kanalen tegengesteld aan de draairichting van de schijf 150. Deze kanalen monden aan de binnenzijde van de cycloon uit juist boven de 35 schijf 150 en zorgen ervoor dat een luchtstroming ontstaat die i -5- (7) PN 5793 tegengesteld is aan de luchtstroming veroorzaakt door de door de plaat 150 meegesleurde lucht. Hierdoor wordt een praktisch stationair luchtmassa gecreeerd boven de schijf 150.A number of channels are formed in the wall portion 152 which form spiral passages from the outside of the cyclone to the inside of the cyclone. In addition, the orientation of these channels is opposite to the direction of rotation of the disk 150. These channels open out on the inside of the cyclone just above the disk 150 and ensure that an air flow is created which is opposite (i -5- (7) PN 5793). is due to the air flow caused by the air entrained by the plate 150. Hereby a practical stationary air mass is created above the disk 150.

De werking is in wezen identiek met de werking beschreven 5 m.b.t. de inrichting volgens figuur 1. In dit geval wordt echter geen vloeistof afgevoerd zolang de deeltjes zich tussen de schijven 150 en 102 bevinden hoewel de vloeistof reeds tenminste gedeeltelijk gescheiden kan zijn van het poeder. Zodra de deeltjes en de vloeistof buiten de ruimte tussen de schijven 150 en 102 komen botsen ze tegen 10 de zeefplaat 151. De vloeistof dringt hier door heen, terwijl bovendien nog op of in de deeltjes aanwezige vloeistof wordt losgemaakt van de deeltjes en door de zeefnlaat worden verwijderd. Tussen de zeefplaat 151 en de binnenzijde van de cycloon kunnen daartoe middelen zijn aangebracht voor het verwijderen van de vloeistof. Deze middelen 15 kunnen bestaan uit een opvanggoot met afvoer.The operation is essentially identical to the operation described with regard to the device according to figure 1. In this case, however, no liquid is discharged as long as the particles are between the discs 150 and 102, although the liquid may already be at least partially separated from the powder. As soon as the particles and the liquid come out of the space between the discs 150 and 102, they collide with the sieve plate 151. The liquid penetrates through this, while moreover liquid still present on or in the particles is released from the particles and through the sieve inlet. be removed. Means for removing the liquid may be provided for this purpose between the screen plate 151 and the inside of the cyclone. These means 15 can consist of a collecting gutter with drain.

In de uitvoeringsvorm volgens figuur 3 is op een vertikale as 160 een aantal schijven 167 aangebracht. De as 160 is voorzien van een centrale doorgang 130 en is draaibaar gelegerd in lagers 162 en 164.In the embodiment according to Figure 3, a number of discs 167 are arranged on a vertical shaft 160. The shaft 160 is provided with a central passage 130 and is rotatably mounted in bearings 162 and 164.

Het lager 162 steunt anderzijds op een huis 161 en het lager 164 op 20 een asdeel 163, dat op zijn beurt via een lager 163 draaibaar is gelagerd in een frame 166 dat eventueel een geheel kan vormen met het huis 161.The bearing 162 on the other hand rests on a housing 161 and the bearing 164 on a shaft part 163, which in turn is mounted rotatably via a bearing 163 in a frame 166 which can optionally form a whole with the housing 161.

Het geheel van ringvormige schijven 167 is omringd door een stelsel van schijven 171, die onderling verbonden zijn en die verbon-25 den zijn met de as 163. Een en ander is zodanig geconstrueerd dat tussen elk paar opeenvolgende schijven 167 een schijf 171, uitsteekt.The set of annular disks 167 is surrounded by a system of disks 171, which are interconnected and connected to the shaft 163. The arrangement is such that a disk 171 projects between each pair of successive disks 167.

Elke schijf 171 is voorzien van een uitsparing 172. Ten minste een gedeelte van de wand van elke schijf 171 is geconstrueerd uit filter-materiaal zoals beschreven met betrekking tot ring 121 in figuur 1.Each disk 171 is provided with a recess 172. At least a portion of the wall of each disk 171 is constructed of filter material as described with respect to ring 121 in Figure 1.

30 Elke uitsparing 172 mondt aan de van de as 160 verwijderde zijde uit in een in doorsnede U-vormige, cirkelvormige goot 174, die in fig. 3 alleen aan de rechterzijde is weergegeven, welke goot 174 via een kanaaltje 175 door een wand 176 naar buiten de inrichting voert, waarbij elke goot 175 eventueel verbonden is met een niet weergegeven 35 inrichting voor het genereren van onderdruk.Each recess 172 on the side remote from the shaft 160 opens into a U-shaped, circular gutter 174, which is only shown on the right-hand side in fig. 3, which gutter 174 through a channel 175 through a wall 176 to outside the device, each trough 175 being optionally connected to a negative pressure generating device (not shown).

-6- (7) PN 5793-6- (7) PN 5793

De werking van deze inrichting is als volgt.The operation of this device is as follows.

De assen 160 and 163 worden met relatief verschillende snelheden aangedreven, bij voorkeur in tegengestelde richting. Poedervormig materiaal waaruit vloeistof moet worden verwijderd, wordt via de 5 centrale doorgang 180 toegevoerd en via niet weergegeven middelen wordt ter hoogte van elke schijf 171 althans een gedeelte van dit poeder afgeleid uit de doorgang 180 en door radiale openingen in de as 160 naar de ruimte tussen de schijven 167 en 171 afgeleid.The shafts 160 and 163 are driven at relatively different speeds, preferably in the opposite direction. Powdered material from which liquid is to be removed is supplied through the central passage 180, and by means (not shown) at least a portion of this powder is diverted from the passage 180 at each disc 171 and through radial openings in the shaft 160 into space between the discs 167 and 171 derived.

Bedoelde middelen kunnen bestaan uit schoepjes of schotjes die ten-10 minste een gedeelte van het naar beneden vallende poeder kunnen tegenhouden en naar de radiale openingen kunnen leiden. Op deze wijze kan het toegevoerde poeder over de verschillende niveaus worden verdeeld, waarbij eventueel teveel toegevoerd poeder via een holte in as 163 kan worden afgevoerd en kan worden gerecycled.Said means may consist of vanes or stiffeners capable of holding back at least a portion of the falling powder and leading to the radial openings. In this way, the feed powder can be distributed over the different levels, whereby any excess feed powder can be discharged through a cavity in shaft 163 and recycled.

15 Op elk niveau vindt vervolgens tussen elk paar schijven 167 en 171 het rollend droogproces plaats zoals beschreven met betrekking tot fig. 1 en 2.At each level, the rolling drying process as described in relation to Figures 1 and 2 takes place between each pair of discs 167 and 171.

Hierbij kan de afgescheiden vloeistof via de uitsparing 172, de goot 174 en het kanaal 175 worden afgevoerd. De poederdeeltjes worden via 20 openingen 173 tussen twee opeenvolgende schijven 171 afgevoerd en vallen naar beneden om aldaar te worden verzameld.The separated liquid can herein be discharged via the recess 172, the channel 174 and the channel 175. The powder particles are discharged through openings 173 between two successive disks 171 and drop down to be collected there.

Op deze wijze kan een parallelschakeling van een aantal inrichtingen volgens fig. 1 of 2 worden gerealiseerd.In this way a parallel connection of a number of devices according to fig. 1 or 2 can be realized.

Het is duidelijk dat de uitvinding niet beperkt is tot de 25 beschreven en weergegeven uitvoeringsvorm, maar dat binnen het kader van de conclusies talrijke wijzigingen kunnen worden aangebracht.It is clear that the invention is not limited to the embodiment described and shown, but that numerous modifications can be made within the scope of the claims.

i.i.

Claims

Device for treating powdered material, comprising a first surface and a second surface, which two surfaces are arranged uniformly and a short distance parallel to each other, and 5. means for driving these surfaces at relatively different speeds, means for supplying the powdered material to the space between the two surfaces, - means for discharging the powdered material from the space between the surfaces, and - means for discharging liquid medium.

2. Device according to claim 1, characterized in that the surfaces are cylindrical and the supply of powdered material takes place near one end and the discharge takes place near the other end.

Device according to claim 1, characterized in that the surfaces are conical and the powder material is supplied near the top and the discharge near the base.

Device as claimed in claim 1, characterized in that the surfaces are circular and the powder material is supplied near the center and the discharge near the edge.

5. Device according to claim 1, characterized in that at least one of the surfaces is covered with a porous material which communicates on the side remote from the space between the two surfaces with a discharge channel for the liquid.

Device according to claim 5, characterized in that a negative pressure is maintained in the discharge channel.

7. Device as claimed in any of the claims 1-4, characterized in that a screen plate is arranged opposite the place where the powdered material is discharged from the space between the two surfaces.

8. Device substantially as described and shown in the attached figures. t; i.