Schleusenanordnung zum Überfiihren eines Pulvers von einer Kammer mit einem rotierenden Gasstrom und mit gesonderter Auslassöffnungen für Pulver und Gas, in eine pneumatische Förderanlage Die Erfindung betrifft eine Schleusenanordnung zum Überführen eines Pulvers von einer Kammer mit einem rotierenden Gas, strom urìld mit gesonder- ten Auslassöffnungen für Pulver und Gas in eine pneumatische Förderanlage, die mit Mitteln zur Verhinderung einer Vermischung zwischen dem in der Kammer vom Pulver zu separierendem und dem in der Förderanlage verwendeten Gas ausgerüstet ist.
Bei Behandlung oder Herstellung von Pulvern in Vorrichtungen der Art, wo die Behandlung in einem Gaisstrom erfolgt, in welchem sich das Pulvermaterial in einem mehr oder weniger schwebenden Zustand befindet, soll das fertige Pulver schliesslich vom Befhandlungsgas separiert wende. n, was bei- spielsweise in einem Zyklon erfolgen kann, in welchem das Gas-Feststoff-Gemisch vorzugsweise oben tangential eingefiihrt wird und welcher unten mit einem Pulverauslass und oben mit dem Gasaustritt in Gestalt eines Rohres ausgerüstet ist, welches axial mit nach unten gegehrter Austrittsöffnung in die Kammer hineinragt.
Bei der Zerstäubungsbehandlung, z. B. Zerstäu- bungstrocknen, wo eine Flüssigkeit, die das Aus gangsmaterial für das erwünschte Pulver in gelöster oder dispergierter Form enthält, in einer Reaktions- oder Trockenkammer zerstäubt wird, in welcher die Flüssigkeitsteilchen dem Einfluss eines wirbelnden Reaktions-oder Trocknungsgases unterworfen werden, und wo sich im Boden der Kammer ein Pulverauslass befindet, von dem das fertige Pulver zu einer pneumatischen Förderanlage überführt wird, treten die gleichen Probleme wie-bei einem Zyklon auf, indem in diesen Fällen auf ganz entsprechende Weise eine Separation zwischen einem Pulver und einem Gasstrom stattfinden soll,
in welchem das Pulver sich in einem mehr oder weniger schwebenden Zustand befindet.
Der Pulverauslass. ist oft mit einer pneumatischen Förderanlage verbunden, durch welche das Pulver zur Lagerung, Verpackung oder weiteren Behand lung weitergeführt werden. soll.
An der Verbindungsstellezwischend & mZyklon fund der Förderanlage besteht eine Neigung zu einer Vermischung das Behandlungsgases mit dlem zur Förderung verwendeten Gas, was in der Regel unerwünscht ist, da es sich um zwei verschiedene Gase handelt.
In der Förderanlage wird in der Regel atmo- sphärische Luft verwendet, abgesehen von solchen Fällen, wo die. atmosphärische Luft nachteilig auf das Pulv, er wirkt, während als Behandhmgsgaise, je nach h der jeweils durchzuführenden Behandlung, ein anderes Gas benützt wird. Oft wird jedoch auch das Behandlungsgas atmosphärische Luft sein, z. B. wenn es sich um die Herstellung von Pulvern durch Zer stäubungstrocknen bandelt. Auch m diesem Fall können jedoch solche Unterschiede zwischen dem Behamdlungsgas und dem Föcdergas, z. B. mit Bezug auf Feuchtigkeitsgebalt ader Temperatur, vorlie- gen, dass aine Vermischung unerwünscht ist.
Selbst in Fällen, wo ein solcher Unterschied nicht vorliegt oder bedeutungslos ist, kann trotzdem ein Grund vorliegen, der die Vermischung unerwünscht macht, nämlich der, dass das Behandlungsgas sehr feine, schwebende Pulverteilchen enthalten kann, deren Weiterführen durch die Förderanlage unerwünscht ist. Solche Teilchen können z. B. duroh eine weitere Separierung vom Behandhingagas getrennt und gegebenenfalls zum Behandlungsvorgang zurückgeführt werden.
Es ist bekannt, die Kammer mit der Förderanlage durch eine rotieren de Schleuse zu verbinden.
Zwar kann dadurch eine befriedigende Trennung des in der Kammer kreisenden Gases und des Fönder- gases erreicht wenden, jedoch entstehen bei vielen Produkten gewisse Schwierigkeiten, wegen einer ge- wisse, n Klebrigkeit Ider P, ulverkörner, z. B. Ials Folge eines gewissen n Feuchtigkeitsgehaltes oder als Folge der vorliegenden Temperatur.
Eine solche Klebrigkeit kann dann durch nachträgliches Trocknen oder Kühlen in der Förderanlage mit Hilfe des Fördergases entferntwerden,welchesübrigenseineUrsachedafür sein kann, dass eine Vermischung des Fördergases mit dem Behandlungsgas unerwünscht ist, da letzteres in solchem Fall geradeEigenschaftenbesitzenwird, die der boabsichtigten Nachbehandlung entgegenwirken. In solchen Fällen neigt das Pulver dazu, in der Schleuse festzukleben und Verstopfungen in dieser, mit darauffolgenden Betriebsunterbrechungen, herbeizuführen. Im übrigen können auch Verstopfungen in einer solchen rotierenden Schleuse vorkommen, selbst wenn das Pulver nicht klebrig ist.
Man könnte sich vorstellen, dass man diese Nach- teile dadurch vermeiden könnte, wenn man bei Verwendung einer völlig offenen Verbindung zwischen der erwähnten Kammer und der Förderanlage auf die rotierende Schleuse verzichtet und statt dessen 'die Drücke auszugleichen versucht, so dass das För- dergas nicht in die Kammer hinaufzudringen und das Gas in der Kammer nicht in die Förderanlage hineinzudringen suchen. Ein solcher Druckabgleich lässt sich aber nichet in den bekannten Anlagen in befriedigender Weise durchführen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Druck in den verschiedenen Punkten des Pulverauslasses der Kammer sehr ver- schieden ist.
So herrscht im Zentrum ein sehr niedriger Druck, während am Rande ein Druck von be- deutender Grösse vorliegt. Der Druckunterschied kann z. B. zwischen 300 und 600 mm WS liegen.
Dies bewirkt, dass, wenn der Druck in der Förder- anlage nach dem Randdruck eingestellt wird, eine axiale Strömung von der Förderanlage in die Kammer hinauf entsteht, welche eine unerwünschte Vermischung der zwei Gase und dazu nocih gleichzeitig ein Zurückführen von Pulver von der Förderanlage zur Kammer zur Folge hat. Wird dagegen der Druck der Förderanlage in Übereinstimmung mit dem zen tralen Druck geregelt, entsteht ein entgegengesetzter
Gas ;s.tromvon der Kammer zur Förderanlage im Randgebiete des Auslasses, welches, wie oben er wähnt, genauso unerwünscht ist.
Stellt man endlich den Druck. auf einen Mittelwert ein, erhält man einen
Strom, der im zentralen Gebiet aufwärts und im
Randgebiet abwärts verläuft, wodurch auch eine un erwünsohte Vermischung entsteht.
Der Zweck der Erfindung ist eine Schleusen anordnung der vorbesohniebenen Art, ohne beweg- liche mechanische Teile und darauf folgendem Risiko von Verstopfung und Betriebsunterbrechungen zu schaffen, durch welche die unerwünschte Vermischung in bes. onders wirksamer Weise vermieden wind.
Gemäss der Erfindung wird dies durch Mittel erreicht, wie aus einer unter der Pulverauslassöff- nung koaxial mit dieser in der Förderanlage vor- gesehenen und in freier Verbindung mit der Kammer stehenden Wirbelkammer mit tangentieller, in ver schiedenen Höben angeordneter Zufuhr und Abfuhr für das Fördergas bestehen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels und anhand der Zeichnung erläutert, und zwar zeigt :
Fig. 1 sohematisch einen Zyklon mit einer Schlsusenanordmjng nach der Erfindung,
Fig. 2 die. in Fig. 1 gezeigte Schleusenanordnung, von unten gesehen, und
Fig. 3 eine Vorrichtung zur Herstellung oder Behandlung von Pulver durch die Zerstäubungsmethode mit einer Schleusenanordnung nach der Erfindung.
Der in Fig. 1 gezeigte Zyklon besteht hauptsächlich ans einer Kammer 1, mit tangentialer Gas-Fest- körper-Gemischzufuhr 2, wodurch in der Kammer 1 ein kräftig kreisender Gasstrom in solcher Weise zustaudegebracht wird, dass das im Gas enthaltene Pulvermaterial ausgeschieden wird und durch einen Pulverauslass 3 lim Boden der Kammer herausge- nommen werden kann. Das Gas wird durch eine Gas ablaitung 4, die in'axialer Richtung in die Kammer hinunterragt und deren Eintrittsöffnung niedriger liegt als der Gaseintritt 2, aus der Kammer herausgeführt.
Das s vom Auslass 3 kommende Pulver kann durch sine e Leitung 5 einer pneumatischen Förderanlage, die durch eine Föndergaszufuhr 6 gespeist wird weitergeführt werden.
Um zwischen dem Gas, das in die Kammer durch dem Eintritt 2 eingeführt wird, und dem Fördergas eins Vermischung weit möglichst zu vermeiden, ist gemäss der Erfindung unter dem Pulverauslass 3 und koaxiial mit diesem eine Wirbelkammer angebracht, an die der Fördergaszugang 6 und die Förderleitung
5 tangential in verschiedenen Höhen angeschlossen sind, wie Fig. 2 zeigt.
Zwischen Kammer l und Wirbelkammer 7 be- steht eine offene Verbindung, welche bewirkt, dass der Gaswirbel in Kammer 1, sich in die Wirbelkam- mer 7 hinunter erstrecken kann, wie in Fig. 2 mit 9 angedeutet. In der Wirbelkammer 7 wird idieser Wir- bel 9 von einem Wirbel 10 des Fördergases koaxial um. geben.
Die zylindrische Grenzfläche zwischen den beiden rotierenden Gasströmen in der Wirbelkammer v rotiert um eine Achse, die mit derjenigen der Bearbeitungs- und der Wirbelkammer übereinstimmt.
Wenn beidseits der Grenzfläche, d. h. m der inneren, vom Druck in der Bearbeitungskammer und der äusseren, vom Druck in der Wirbelkammer abhängi gen Zone derselbe Druck herrscht, wird dort ein
Gleichgewichtszustand zwischen den beiden Wirbeln erreicht, bei dem die Pulverteilchen unbehindert mit Hilfe der Zentrifugalkraft vom inneren Wirbel des Kammergases zum äusseren des Fördergases über- führt werden.
Natürlich wird, genau so wie es bei der Anwendung einer rotierenden Schleuse oder jeder anderen Form von Schleuse der Fall ist, eine gewisse Vermischung durch Diffusionstattfindan,aberdieseist im Gegensatz zu einer durch Strömungen wegen Druckunterschieden hervorgerufenen Vermischung ganz bedeutungslos.
Durch Versuche hat sich ergeben, dass man durch geeignete Einstellung des Zufuhrdruckes des Fördergases, z. B. durch ein einstallbares Drossel- organ, wie auf der Zeichnung sohematisch mit 8 angedeutet, eine so scharfe Abgrenzung zwischen den ewei Gaswirbem 9 und 10 erreichen kann, dass prak- tisch keine Vermischung zwischen den Gasen vorkommt.
In der Wirbelkammer werden die Pulverteilchen mittels der Zentrifugalkraft vom Wirbel 9 in Wirbel 10 hinausgeschleudert und dadurch zum Förder- gas überführt und mit diesem durch Leitung 5 weitergeführt.
Während die bekannten Massnahmen zur Ver hinderung einer Mischung zwischen den zwed Gasen immer zu einer Herabsetzung der Effektivität des s Zyklons führen, wird dies bei Anwendung der Schleuseeinrichtung nach der Erfindung nicht der Fall sein, ja in vielen Fällen erreicht man sogar eine gewisse Verbesserung der Effektivität des Zyklons.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung oder Behandlung von. Pulvern. Das Aus gangsmaterial wird entweder. als Lösung oder Disper- sion in einer Flüssigkeit oder als ein Pulver iin mehr oder weniger feuchtem Zustand durch eine Zufuhr 11 in einen in einer Reaktions-oder Trockenkammer 12 vorgesehenen Zerstäuber 13, z. B. einen rotieren- den oder einen Düsenzerstäuber oder mehreren solchen, eingeführt. Der Zenstäuber braucht nicht wie gezeigt axial in der Kammer angebracht werden, sondern kann sich an jeder geeigneten Sbelle, wie an sich bekannt ist, befmdan.
Das zerstäubte Material wird in bekannter Weise in Kammer 12 einer Behandlung unterworfen, z. B. einer Trocknung oder einer chemischen Reaktion mit Hilfe vines Reaktions-ader Trocknungsgases, das durch eine Gaszufuhr 14 axialzueinerin der Decke der Kammer 12. angebrachten Ringkammer 15 eingeführt wird.
Davon wird das Gas mit einer kreiselnden Be- wegung zur Kammer 12 hinuntergeleitet. Es lässt sich auch jede andere Art von Gaszufuhr, womit die ge- wünsohte kreiselförmige Strömung erreicht werden kann, in Anwendung bringen.
Im Boden der Kammer 12 befindet isich ein Pulverauslass 16 und ein axial. angebrachtes Gasaus- trittsrohr 17 mit nach unten gewendeter Offnung.
Wenn das Pulver auf pneumatische Weise weitergeführt werden soll, liegt genau dieselbe Aufgabe vor wie in Verbindtung mit dem oben beschriebenen Zyklon, und diese Aufgabe kann daher nach der Erfindung auf dieselbe Weise gelöst werden, nämlich, wie angedeutet, durch die Anbringung einer Wirbel- kammer 7 koaxial unter dem Pulverauslass 16.