CH646614A5 - Wirbelschichtapparatur. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wirbelschichtapparatur mit einem Behälter, in dem ein Siebboden einen Behandlungsraum von einer darunter angeordneten Windkammer trennt, und mit einem drehantreibbaren hohlen Rotor, der an ein Gebläse angeschlossen ist, mindestens einen in der Nachbarschaft des Siebbodens umlaufenden, mit mindestens einer Gasaustrittsöffnung versehenen Flügel aufweist und einen Teil der Fläche des Siebbodens freilässt.

Bei einer bekannten Wirbelschichtapparatur dieser Gattung (DE-OS 2 551 578, Fig. 5) weist der Rotor einen vier-flügeligen Propeller auf, der unmittelbar über dem Siebboden angeordnet ist. Die einzelnen Flügel haben je eine Abweisfläche, die von einer in Drehrichtung vorderen, dicht über dem Siebboden angeordneten Unterkante nach hinten ansteigt, eine Rückwand, die sich vom oberen Ende der Abweisfläche nach unten erstreckt und einen Flügelboden, der die Unterkanten der Abweisfläche und der Rückwand miteinander verbindet. Der so umgrenzte Innenraum jedes Flügels ist an eine Hohlwelle des Rotors angeschlossen, die unterhalb des Bodens gelagert und an die Druckseite eines Gebläses angeschlossen ist. Die Rückwände der Flügel sind gelocht und lassen somit vom Gebläse geförderte Trocknungsluft in den Behandlungsraum oberhalb des Siebbodens austreten. Unmittelbar unterhalb des Siebbodens ist eine Zuluftkammer angeordnet, die an die Druckseite eines weiteren Gebläses anschliessbar ist, so dass zusätzliche Trocknungsluft durch den Siebboden und zwischen den Flügeln des Rotors hindurch nach oben in den Behandlungsraum strömen kann. Der Luftdurchsatz lässt sich so einstellen, dass körniges oder pilliertes Gut im Behandlungsraum ein Fliessbett bildet. In das Fliessbett kann durch eine darüber angeordnete Düse oder mehrere in die Flügel eingebaute Düsen Flüssigkeit, beispielsweise zum Lackieren des Gutes, eingesprüht werden.

Bei dieser bekannten Wirbelschichtapparatur genügt ein im Vergleich mit vorbekannten Apparaturen geringer Luftdurchsatz zum Trocknen von Granulaten der verschiedensten Art. Es gibt indessen empfindliches granulat- oder pil-lenförmiges Gut, beispielsweise mit Torf, Nährstoffen und dergleichen umhülltes Saatgut, das die unmittelbare Einwirkung der Rotorflügel schlecht verträgt. Anderseits lässt sich nicht jedes Gut in einer Wirbelschichtapparatur ohne Rotor behandeln, da es dazu neigt, Kanäle zu bilden, wenn es von einem gleichmässig von unten durch den Siebboden hindurch nach oben geführten Gasstrom durchströmt wird. Die Kanalbildung hat zur Folge, dass das Gas durch die Kanäle rasch nach oben entweicht und einen grossen Teil des Gutes unberührt lässt; ein Wirbel- oder Fliessbett mit einer vollständigen Durchwirbelung des Gutes kann dabei nicht entstehen.

Bei einer anderen bekannten Wirbelschichtapparatur (US-PS 3 849 900), bei der ebenfalls ein Siebboden einen Behandlungsraum von einer darunter angeordneten Windkammer trennt, ist als Mittel gegen Kanalbildung unmittelbar unterhalb des Siebbodens ein Rotor mit einer kreisförmigen Blende angeordnet. Die Blende ist mit gleichmässig oder un-gleichmässig verteilten Durchbrüchen versehen und lässt Trocknungsgas aus der Windkammer nur durch diese Durchbrüche und den darüber angeordneten Siebboden hindurch in den Behandlungsraum strömen. Dadurch wird der gesamte Gasdurchsatz in einem oder mehreren Gasströmen konzentriert, die im Behandlungsraum entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Rotors umlaufen und infolgedessen gezwungen sind, sich ständig neue Wege durch das Gut zu suchen; es können sich also keine ortsfesten Kanäle bilden. Der Wärmeinhalt des in mehr oder weniger scharfen Strömen durch das Gut nach oben steigenden Gases lässt sich indessen nur zu einem geringen Teil ausnutzen. Über dem Behandlungsraum ist, wie bei Wirbelschichtapparaturen üblich, ein Filter angeordnet, das von Zeit zu Zeit durch Rütteln von anhaftendem Staub befreit werden muss. Der Staub fällt beim Rütteln in den Behandlungsraum und kann dort in unerwünschter Weise mit dem Gut zusammenbak-ken, wodurch ein Granulat von sehr unregelmässiger Grösse entstehen kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Wirbelschichtapparatur der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, die eine schonende Behandlung empfindlichen Gutes bei guter Ausnutzung der zum Erzeugen der Wirbelschicht und zum Trocknen des Gutes verwendeten Gasströmung ermöglicht.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Flügel unmittelbar unter dem Siebboden angeordnet ist und seine Gasaustrittsöffnung nach oben gerichtet ist, und

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dass die Windkammer an die Saugseite eines Gebläses angeschlossen ist.

Im Gegensatz zu den beschriebenen bekannten Wirbelschichtapparaturen dient also die Windkammer erfindungs-gemäss nicht zum Zuführen von Gas in den Behandlungsraum, sondern durch die Windkammer wird das Gas abgesaugt, das durch den Rotor und den Siebboden hindurch in den Behandlungsraum gelangt ist. Auf diese Weise wird das Gas gezwungen, das Gut zweimal zu durchströmen, einmal vom Rotor durch den Siebboden und das Gut hindurch nach oben, und einmal zurück durch das Gut und den Siebboden nach unten in die Windkammer. Von der Windkammer aus kann das mehr oder weniger stark mit Staub und Feuchtigkeit beladene Gas von einem Gebläse durch einen Filter abgesaugt und beispielsweise ins Freie geführt werden. Es kann aber auch ein grosser Teil dieses Gases, nachdem ihm trocknes Gas beigemischt worden ist, auf kurzem Wege durch den Rotor hindurch in den Behandlungsraum zurückgeführt werden. In beiden Fällen wird das Gas, das zunächst durch das Gut nach oben geströmt ist und dabei Staub mitgerissen haben kann, beim anschliessenden Nachuntenströ-men vom Gut selbst bis zu einem gewissen Grad gefiltert, da der Staub Gelegenheit hat, sich am Gut anzulagern. Der Behälter, der oberhalb des Behandlungsraumes weder einen Filter noch irgend einen während des normalen Betriebes wirksamen Gasauslass aufzuweisen braucht, lässt sich ohne weiteres derart gestalten, dass er dem Staub keine nennenswerte Möglichkeit gibt, sich abzusetzen. Infolgedessen kann der Behälter nach einem Chargenwechsel sehr einfach gereinigt werden, wodurch sich die Gefahr leicht ausschliessen lässt, dass nachfolgend behandeltes Gut von Resten des zuvor behandelten Gutes kontaminiert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Wirbelschichtapparatur im senkrechten Schnitt,

Fig. 2 den unteren Teil der Fig. 1 mit zusätzlichen und abgewandelten Einzelheiten,

Fig. 3 den waagrechten Schnitt III-III in Fig. 2 und

Fig. 4a bis i verschiedene Ausführungsbeispiele einer bei der Apparatur gemäss Fig. 1 bis 3 verwendbaren Blende.

Die dargestellte Wirbelschichtapparatur hat die Aufgabe, granuliertes oder pillenförmiges Gut zu trocknen, nachdem es gegebenenfalls in der Apparatur selbst imprägniert, gefärbt oder mit einer Lackschicht versehen worden ist. Zu der Apparatur gehört ein im wesentlichen zylindrischer Behälter 12 mit senkrechter Achse A, der einen kuppelartigen oberen Abschluss 14 aufweist. Der Behälter 12 enthält einen Behandlungsraum 16, der durch einen Siebboden 18 von einer darunter angeordneten Windkammer 20 getrennt ist. Die Windkammer 20 ist durch einen kegelstumpfförmigen Zwischenboden 22 von einem Maschinenraum 24 dicht abgetrennt.

Der kuppelartige Abschluss 14 weist eine Explosionsklappe 26 auf; dicht unterhalb des Abschlusses 14 ist im zylindrischen Teil des Behälters 12 eine dicht verschliessbare Lade- und Entladeöffnung 28 vorgesehen. Zum Laden und Entladen lässt sich der gesamte Behälter 12 um eine waagerechte Schwenkachse B schwenken, welche die Behälterachse A im rechten Winkel schneidet. Zu diesem Zweck sind an der Aussenwand des Behälters 12 Lagerzapfen 30 angeordnet.

Die Windkammer 20 weist gemäss Fig. 1 einen Absaugestutzen 32 auf, der sich über einen nichtdargestellten, ausserhalb des Behälters 12 angeordneten Filter an die Saugseite eines Gebläses anschliessen lässt. In der Windkammer 20 ist unmittelbar unterhalb des Siebbodens 18 ein Paar Flügel 34

eines Rotors 36 angeordnet. Die Flügel 34 bestehen aus einem Stück, erstrecken sich diametral durch den Behälter 12 hindurch und haben gemeinsam eine Länge, die nur wenig kleiner ist als der Innendurchmesser des Behälters 12. Der Rotor 36 hat ferner eine senkrecht angeordnete Hohlwelle 38, an deren oberem Ende die Flügel 34 befestigt sind. Die Hohlwelle 38 ist gleichachsig mit dem Behälter 12 angeordnet, erstreckt sich durch den Zwischenboden 22 und ein darunter angeordnetes Lagergehäuse 40 hindurch und ist in einem Axiallager 42 sowie in zwei Radiallagern 44 gelagert. Das untere Ende der Hohlwelle 38 ist durch einen Riementrieb 46 mit einem Getriebemotor 48 mit stufenlos einstellbarem Übersetzungsverhältnis verbunden.

In das untere Ende der Hohlwelle 38 mündet ein ortsfest im Behälter 12 angeordneter Rohrkrümmer 50, der über einen nach aussen ragenden Druckstutzen 52 an die Druckseite eines in Fig. 1 nichtdargestellten Gebläses anschliessbar ist. In den Rohrkrümmer 50 mündet eine Flüssigkeitsleitung 54, die sich durch den Rotor 36 hindurch längs der Achse A nach oben erstreckt und eine unmittelbar über dem Siebboden 18 angeordnete Sprühdüse 56 trägt.

Die Flügel 34 sind von einem im Querschnitt U-förmigen Hohlkörper gebildet, der zwei im wesentlichen parallele Schenkel 60 und zwischen diesen eine nach oben hin offene Gasaustrittsöffnung 62 aufweist. Von jedem der beiden Schenkel 60 ragt ein Flansch 64 parallel zum Siebboden 18 seitlich weg; die Flansche 64 lassen von der Unterseite des Siebbodens je eine kreissegmentförmige Fläche 66 frei.

Zwischen jedem Schenkel 60 und dem zugehörigen Flansch 64 ist eine Nut 68 ausgebildet, in der eine Dichtleiste 70 höhenverschiebbar angeordnet ist. Der Boden jeder Nut 68 ist durch Bohrungen 72 mit dem Raum zwischen den beiden Schenkeln 60 verbunden.

An der Innenseite der beiden Schenkel 60 sind ferner waagrechte Führungen 74 ausgebildet, in die eine Blende 76 eingeschoben ist. Im Betrieb ist die Blende 76 durch an den Enden der Flügel 34 befestigte Blöcke 78 daran gehindert, sich zu verschieben. Zum Auswechseln der Blende 76 lässt sich der Rotor 36 gemäss Fig;_2 in eine Stellung bringen, in der seine Flügel 34 mit einer Öffnung 80 in der Wand des Behälters 12 fluchten. Die Öffnung 80 ist im Betrieb mit einem Deckel 82 dicht verschlossen; nach Abnehmen des Deckels 82 lässt sich der ihm gegenüberliegende Block 78 derart zerlegen oder abschrauben, dass die Blende 76 aus den Führungen 74 herausgezogen und durch eine andere Blende ersetzt werden kann.

Wenn die in Fig. 1 dargestellte Sprühdüse 56 vorgesehen ist, dann setzt das Auswechseln der Blende 76 voraus, dass die Sprühdüse 56 ausgebaut worden ist, was bei entleertem Behandlungsraum 16 ohne weiteres möglich ist, da die Lade-und EntladeöfTnung 28 bequemen Zugang ermöglicht. Einige geeignete Formen auswechselbarer Blenden 76 sind in Fig. 4a bis 4i dargestellt. Anstelle des in Fig. 1 dargestellten geraden Absaugestutzens 32 kann gemäss Fig. 2 ein Rohrkrümmer 84 vorgesehen sein, der über ein Vierwegeventil 86 und einen weiteren Rohrkrümmer 88 an die Saugseite eines in den Maschinenraum 24 eingebauten Gebläses 90 angeschlossen ist. Das Vierwegeventil 86 hat einen Anschluss 92, für einen nichtdargestellten Abluftfilter sowie einen weiteren Anschluss 94 für einen ebenfalls nichtdargestellten Frischlufterhitzer aufweist.

Im Betrieb der Wirbelschichtapparatur wird erhitzte Luft oder ein anderes gasförmiges Trocknungsmedium durch die Hohlwelle 38 nach oben in die Flügel 34 des Rotors 36 gedrückt und dort je nach Gestaltung der Blende 76 derart verteilt, dass es mehr oder weniger gleichmässig über die gesamte Länge der Flügel 34 verteilt nach oben durch den Siebboden 18 hindurchströmt. Der Rotor 36 wird vom Getriebe-

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Die Bohrungen 72 in den Schenkeln 60 sorgen dafür,

dass auf die Unterseiten der Dichtleisten 70 stets der Staudruck wirkt, der sich an der Unterseite der Blende 76 dadurch bildet, dass das gasförmige Trocknungsmedium mit verhältnismässig grosser Geschwindigkeit aus der Hohlwelle 38 austritt und sich an der Unterseite der Blende 76 staut. Auf die Oberseiten der Dichtleisten 70 wirkt dagegen ein geringerer Druck. Infolgedessen werden die Dichtleisten 70 im

Betrieb stets gleichmässig nach oben gegen die Unterseite des Siebbodens 18 gedrückt, so dass das aus dem Rotor 36 austretende Trocknungsgas gezwungen ist, durch den Siebboden 18 hindurch nach oben zu strömen und nicht oder nur zu einem verschwindend geringen Anteil unmittelbar in die Windkammer 20 gelangen kann.

Die Flansche 64 verhindern darüberhinaus, dass der Trocknungsgasstrom unmittelbar über dem Siebboden 18 umkehrt und auf kurzem Wege in die Windkammer 20 gelangt. Wenn die Flansche 64 hinreichend breit und ihr Abstand vom Siebboden 18 gering ist, und wenn ferner der Strömungswiderstand des Siebbodens 18 nicht allzu gross ist, dann können die Dichtleisten 70 fortgelassen werden. Anderseits sind die Flansche 64 entbehrlich, wenn das aus dem Rotor 36 austretende gasförmige Trocknungsmedium eine hinreichend grosse nach oben gerichtete Geschwindigkeit hat, um auf jeden Fall das Gut 10 vollständig zu durchdringen. Auch in diesem Fall kann auf die Dichtleisten 70 verzichtet werden, sofern die Oberkanten der Schenkel 60 einen geringen Abstand vom Siebboden 18 haben.

Der dargestellte ebene Siebboden 18 kann durch einen nach oben oder nach unten gewölbten oder kegelförmigen Siebboden ersetzt werden, wenn die Art des zu behandelnden Gutes dies geraten erscheinen lässt. In diesem Fall sind auch die Flügel 34 des Rotors 36 entsprechend gewölbt, V-oder pfeilförmig angeordnet, so dass sie sich der Unterseite des Siebbodens eng anpassen.

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3 Blatt Zeichnungen

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646614 PATENTANSPRÜCHE

1. Wirbelschichtapparatur mit einem Behälter, in dem ein Siebboden einen Behandlungsraum von einer darunter angeordneten Windkammer trennt, und mit einem drehantreib-baren hohlen Rotor, der an ein Gebläse angeschlossen ist, mindestens einen in der Nachbarschaft des Siebbodens umlaufenden, mit mindestens einer Gasaustrittsöffnung versehenen Flügel aufweist und einen Teil der Fläche des Siebbodens freilässt, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (34) . unmittelbar unter dem Siebboden (18) angeordnet ist und seine Gasaustrittsöffnung (62) nach oben gerichtet ist, und dass die Windkammer (20) an die Saugseite eines Gebläses (90) angeschlossen ist.

2. Wirbelschichtapparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Windkammer (20) an die Saugseite desselben Gebläses (90) angeschlossen ist, dessen Druckseite mit dem hohlen Rotor (36) verbunden ist.

3. Wirbelschichtapparatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (34) an mindestens zwei Seiten seiner Gasaustrittsöffnung (62) eine gegen die Unterseite des Siebbodens abdichtende Dichtleiste (70) aufweist.

4.Wirbelschichtapparatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Dichtleisten (70) in je einer im Flügel (34) ausgebildeten Nut (68) höhenverschiebbar geführt sind und der Boden der Nut (68) durch Bohrungen (72) mit dem Inneren des Rotors (36) verbunden ist.

5. Wirbelschichtapparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (34) an zwei Seiten seiner Gasaustrittsöffnung (62) je einen zum Siebboden (18) parallelen Flansch (64) aufweist, der nur je eine kreissegmentförmige Fläche (66) des Siebbodens (18) freilässt.

6. Wirbelschichtapparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittsöffnung (62) des Flügels (34) durch eine Blende (76) teilweise verschlossen ist.

7. Wirbelschichtapparatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (36) einen U-förmigen Querschnitt mit zwei seitlichen Schenkeln (60) aufweist, an denen Führungen (74) zum diametralen Einschieben der Blende (76) ausgebildet sind.

8. Wirbelschichtapparatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (12) in Höhe des Flügels (34) eine verschliessbare Öffnung (80) zum Einschieben der Blende (76) aufweist.