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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von teilchenförmigem Schüttgut, wobei das teilchenförmige Schüttgut insbesondere Zuckerrübenschnitzel sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Das Trocknen von feuchtem teilchenförmigem Schüttgut durch Inkontaktbringen des teilchenförmigen Materials mit supererhitztem Dampf unter nicht-oxidierenden Bedingungen zum Zweck des Verdampfens von in dem Material enthaltener Flüssigkeit ist seit den frühen 1980er Jahren bekannt. Zu einigen Dokumenten, die den Stand der Technik zeigen, gehören:
AT 345769 B ,
EP 0 268 819 ,
EP 0 955 511 A2 ,
EP 1 044 044 A1 ,
EP 1 070 223 A1 ,
EP 1 956 326 B1 ,
EP 2 457 649 A1 ,
US 4 602 438 ,
US 4 813 155 ,
US 5 357 686 A ,
US 6 154 979 A ,
US 6 266 895 ,
US 6 438 863 B1 ,
US 6 966 466 B2 ,
US 7 578 073 B2 ,
WO 2010/139331 A2 .
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Dokument
US 2010 126 034 A1 offenbart in Kombination alle Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1. Dokument
EP 0 819 904 A1 offenbart einen Wirbelschicht-Dampftrockner, der acht identische Trocknungskammern mit homogener Dampfverteilung umfasst. Dokument
US 5199184 offenbart einen Wirbelschichttrockner, der acht Trocknungskammern umfasst, wobei die Zufuhr von Trocknungsgas an der Einlasskammer höher ist als an den übrigen Kammern.
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Eine frühe Offenbarung der oben angesprochenen Dampftrocknungstechnologie ist
EP 0 058 651 A1 , die ein Verfahren zum Herstellen von Viehfutter aus verschiedenen landwirtschaftlichen Produkten, wie zum Beispiel Rübenschnitzel, Melasse, Zitrusfruchtschnitzel und Schalen sowie verschiedenen Fermentierungsprodukten.
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Eine andere Offenbarung ist
EP 0 153 704 A2 , die einen Prozess zum Entfernen von Flüssigkeit aus einem teilchenförmigen festen Material lehrt, wobei das Material durch eine Reihe miteinander verbundener Zellen geleitet wird und supererhitzter Dampf in die Zellen an ihren unteren Enden so eingeleitet wird, dass eine Verwirbelungsbewegung entsteht, während der getrocknete Teilchen aus den Zellen heraus und in eine gemeinsame Transferzone hinein und in eine Austragszelle ohne Dampfzufuhr gehoben werden.
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Das zum Stand der Technik gehörende Dokument
WO 92/01200 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Trocknen eines feuchten teilchenförmigen Materials, das eine ungleichmäßige Teilchengröße aufweist, mit supererhitztem Dampf. Die Vorrichtung umfasst einen zylindrischen Behälter, der eine Anzahl paralleler, im Wesentlichen vertikaler Trocknungskammern umfasst, die in Ringform angeordnet sind. Die bevorzugte Ausführungsform enthält 15 Trocknungskammern, die in einer Reihe verbunden sind, und eine Austragskammer, die sich zwischen der ersten und der letzten Trocknungskammer befindet.
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An der ersten Trocknungskammer nach dem Einlass hat das teilchenförmige Material einen hohen Flüssigkeitsgehalt, während das teilchenförmige Material an der letzten Trocknungskammer einen niedrigen Flüssigkeitsgehalt hat Die Trocknungskammern sind dafür ausgelegt, eine Verwirbelungsbewegung des Stromes aus supererhitztem Dampf hervorzurufen, um den Kontakt zwischen dem Dampf und dem teilchenförmigen Material zu verbessern und zu bewirken, dass das teilchenförmige Material einen kurzen und gleichförmigen Zeitraum innerhalb jeden der Trocknungskammern. Die Trocknungskammern haben jedoch alle eine im Wesentlichen gleichförmige Größe und Form und empfangen ungefähr die gleiche Menge an supererhitztem Dampf, obgleich sich das teilchenförmige Material offenkundig anders verhält, wenn es feucht und wenn es trocken ist. Insbesondere sind die feuchten Teilchen allgemein schwerer als die trockenen Teilchen und verursachen somit einen größeren Strömungswiderstand.
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Der Anmelder hat festgestellt, dass sich das feuchte teilchenförmige Material allgemein in der ersten Trocknungskammer ansammelt, insbesondere die großen und schweren Teilchen. Teilchenförmiges Material, das über einen längeren Zeitraum in der ersten Trocknungskammer bleibt, kann möglicherweise die erste Trocknungskammer verstopfen und die Intensität der Verwirbelungsbewegung des Stromes aus supererhitztem Dampf reduzieren. Frühere Technologien schlagen den Einbau von Mitteln zur Verlängerung der Verweilzeit des teilchenförmigen Materials in einigen der Trocknungskammern sowie von Mitteln zum Verkürzen der Verweilzeit des teilchenförmigen Materials in einigen der anderen Trocknungskammern vor. Jedoch können derartige Mittel den Strömungswiderstand erhöhen und eine Schwächung der Verwirbelungsbewegung des Stromes aus supererhitztem Dampf riskieren, die notwendig ist, um eine effektive Trocknung des teilchenförmigen Materials zu erreichen. Die Verwirbelungsbewegung erlaubt es dem teilchenförmigen Material, sich innerhalb der Kammer gleichmäßiger zu verteilen, was eine effektivere Trocknung erlaubt als bei teilchenförmigem Material, das verklumpt und große Materialbrocken bildet.
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Es ist somit eine Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung, Technologien zum Vermeiden des Ansammelns von Material innerhalb der ersten Trocknungskammer bereitzustellen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die oben genannte Aufgabe sowie weitere Aufgaben, die aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervorgehen, werden gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung zum Trocknen von teilchenförmigem Schüttgut nach Anspruch 1 erreicht.
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Der Behälter besteht in der Regel aus Metall, das Temperaturen von supererhitztem Dampf von über 100°C und Drücken von oberhalb des atmosphärischen Drucks widerstehen kann. Typische Drücke reichen von atmosphärischen Drücken bis zu einem Druck von bis zu 3 bar rel. Der Behälter umfasst einen unteren zylindrischen Teil und einen oberen zylindrischen Teil, die einen Teil der äußeren Umfassung des Behälters bilden. Der Behälter umfasst des Weiteren ein oberstes Teil und einen Bodenteil, um einen im Wesentlichen geschlossenen Behälter zu bilden.
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Der erste Strömungspfad im Inneren des inneren zylindrischen Teils und der zweite Strömungspfad zwischen der äußeren Umfassung des Behälters und dem inneren zylindrischen Teil definieren die Rezirkulation des supererhitzten Dampfes. Der Strom aus supererhitztem Dampf wird durch das Gebläserad erzeugt, das in dem unteren zylindrischen Teil unter dem dampfdurchlässigen Boden und/oder zwischen dem inneren zylindrischen Teil und dem dampfdurchlässigen Boden des unteren zylindrischen Teils angeordnet ist, um einen hohen Druck unter dem dampfdurchlässigen Boden zu erzeugen, wodurch wiederum eine Wirbelschicht und der rezirkulierende Strom aus supererhitztem Dampf gebildet werden. Der innere zylindrische Teil enthält den Wärmetauscher, der den rezirkulierenden Dampf in einem supererhitzten Zustand hält, um ein Kondensieren innerhalb des Behälters zu vermeiden.
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Die Trocknung erfolgt dadurch, dass supererhitzter Dampf das feuchte teilchenförmige Material kontaktiert und einen Teil seiner Wärme an die feuchten Teilchen überträgt. Der Flüssigkeitsgehalt des feuchten teilchenförmigen Materials verdampft, und die verdampfte Feuchtigkeit wird Teil des supererhitzten Dampfes. Die Wärmeenergie, die für die Verdampfung benötigt und dadurch dem supererhitzten Dampf entzogen wird, wird im Wärmetauscher wieder zugeführt, um ein Kondensieren des supererhitzten Dampfes zu Flüssigkeit innerhalb des Behälters zu vermeiden. Überschüssiger Dampf kann durch ein Überdruckventil am obersten Teil des Behälters abgelassen werden. Der Behälter enthält außerdem ein Mittel zum Hervorrufen einer Umfangsströmungskomponente, um zu bewirken, dass sich das teilchenförmige Material langsam in einer Umfangsrichtung von dem Einlass zu dem Auslass bewegt.
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Die Trennwände dienen der Abgrenzung des unteren zylindrischen Teils in mehrere Kammern. Die erste Kammer ist die Einlasskammer, die mit einer hermetisch abgeschlossenen Förderschnecke oder dergleichen verbunden ist, um das feuchte teilchenförmige Material in die Einlasskammer einzuführen. Die Auslasskammer umfasst ebenfalls eine hermetisch abgeschlossene Förderschnecke oder dergleichen, um das trockene teilchenförmige Material auszuwerfen. Die Zwischenkammern sind zwischen der Einlasskammer und der Auslasskammer angeordnet. Die Trennwände enthalten Öffnungen, damit teilchenförmiges Material von der Einlasskammer über die Zwischenkammern zu der Auslasskammer transportiert werden kann. Die Einlasskammer und die Zwischenkammern empfangen supererhitzten Dampf von einem dampfdurchlässigen Boden und bilden somit Trocknungskammern.
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Innerhalb der Trocknungskammern werden eine Wirbelschicht und ein Wirbelstrom erzeugt, der das meiste des teilchenförmigen Materials in dem unteren zylindrischen Teil hält und den Kontakt zwischen dem supererhitzten Dampf und dem teilchenförmigen Material verstärkt. Die Auslasskammer hat keinen dampfdurchlässigen Boden, damit sich das teilchenförmige Material setzen kann, bevor es ausgeworfen wird. Die Anzahl der Kammern bestimmt die Verweilzeit des teilchenförmigen Materials innerhalb des Behälters und das Mischverhalten des teilchenförmigen Materials innerhalb jeder der Kammern. Eine kleine Anzahl von Kammern verkürzt die Verweilzeit des teilchenförmigen Materials, während sich das teilchenförmige Material gleichmäßiger innerhalb der Kammer verteilen kann, und umgekehrt.
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Das teilchenförmige Material, das in der ersten Trocknungskammer, d. h. der Einlasskammer, ankommt, ist feucht und enthält einen großen Anteil Flüssigkeit und neigt darum dazu, schwerer zu sein und die Kammer zu verstopfen. Diese Teilchen erzeugen einen großen Strömungswiderstand, und die Strömungsgeschwindigkeit des supererhitzten Dampfes wird aufgrund des erhöhten Strömungswiderstandes verringert. Dies führt zu weniger Auftrieb in der Wirbelschicht, weniger Wirbelbewegung der Strömung und weniger Verteilung des teilchenförmigen Materials, was zur Ansammlung von feuchtem teilchenförmigem Material in einigen Teilen der Einlasskammer führt. Das teilchenförmige Material, das in der letzten Trocknungskammer vor der Auslasskammer, aus der das neue getrocknete teilchenförmige Material ausgeworfen wird, ankommt, ist im Wesentlichen trocken und leicht und innerhalb der Kammer gut verteilt, da nichts die Bildung eines effektiven Wirbelstromes aus supererhitztem Dampf verhindert. Dies kann zu verstärktem Auftrieb in der Wirbelschicht führen, und dazu, dass eine große Menge teilchenförmigen Materials in den oberen zylindrischen Teil des Behälters strömt.
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Um also die Bildung eines stabilen Wirbelstromes aus supererhitztem Dampf innerhalb der Einlasskammer sicherzustellen, sollte das in der ersten Kammer enthaltene schwere und flüssige teilchenförmige Material einen größeren Anteil des supererhitzten Dampfes empfangen, der von dem inneren zylindrischen Teil über das Gebläserad empfangen wird. Indem man die Einlasskammer zwischen 20% und 50% des supererhitzten Dampfes empfangen lässt, kann ein ausreichender Strom aus supererhitztem Dampf entstehen, der ausreichend Auftrieb erzeugt, der in der Lage ist, den Strömungswiderstand des feuchten teilchenförmigen Materials zu überwinden. Somit kann eine gleichförmige Verteilung des teilchenförmigen Materials in allen Trocknungskammern erreicht werden.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform des ersten Aspekts ist die Einlasskammer dafür ausgelegt, zwischen 22% und 45% des supererhitzten Dampfes zu empfangen, der von dem inneren zylindrischen Teil kommend empfangen wird, bevorzugt zwischen 25% und 40% des supererhitzten Dampfes, der von dem inneren zylindrischen Teil kommend empfangen wird, besonders bevorzugt zwischen 30% und 35% des supererhitzten Dampfes, der von dem inneren zylindrischen Teil kommend empfangen wird, wie zum Beispiel 33% des supererhitzten Dampfes, der von dem inneren zylindrischen Teil kommend empfangen wird. Alternativ ist die Einlasskammer dafür ausgelegt, zwischen 20% und 22% des supererhitzten Dampfes zu empfangen, der von dem inneren zylindrischen Teil kommend empfangen wird, und/oder zwischen 22% und 25% des supererhitzten Dampfes, der von dem inneren zylindrischen Teil kommend empfangen wird, und/oder zwischen 25% und 30% des supererhitzten Dampfes, der von dem inneren zylindrischen Teil kommend empfangen wird, und/oder zwischen 30% und 35% des supererhitzten Dampfes, der von dem inneren zylindrischen Teil kommend empfangen wird, und/oder zwischen 35% und 40% des supererhitzten Dampfes, der von dem inneren zylindrischen Teil kommend empfangen wird, und/oder zwischen 40% und 45% des supererhitzten Dampfes, der von dem inneren zylindrischen Teil kommend empfangen wird, und/oder zwischen 45% und 50% des supererhitzten Dampfes, der von dem inneren zylindrischen Teil kommend empfangen wird.
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Intensive Forschung, die vom Anmelder betrieben wurde, hat ergeben, dass bei vielen Trocknungsanwendungen von feuchtem teilchenförmigem Material, wie zum Beispiel Rübenschnitzeltrocknung, die optimale Trocknungsfähigkeit durch die Verwendung der oben genannten Prozentsätze erreicht wird.
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Eine Art der Realisierung des oben Dargelegten gemäß der Erfindung ist, die Einlasskammer größer als jede der Zwischenkammern auszulegen. Auf diese Weise tritt ein größerer Teil des supererhitzten Dampfes in die Einlasskammer ein. Die Querschnittsfläche der Einlasskammer kann somit mindestens 20% der Querschnittsfläche aller Kammern bilden, bevorzugt einen der zuvor genannten Prozentsätze.
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Indem man die Einlasskammer einen größeren Kreissektor des ringförmigen Raumes zwischen dem unteren zylindrischen Teil und dem inneren zylindrischen Teil in Anspruch nehmen lässt, empfängt die Einlasskammer einen größeren Teil des supererhitzten Dampfes von dem Gebläserad, sofern der supererhitzte Dampf gleichmäßig über den ringförmigen Raum verteilt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts definiert der dampfdurchlässige Boden der Einlasskammer eine Dampfdurchlässigkeit von zwischen 20% und 45% der Dampfdurchlässigkeit der Gesamtdampfdurchlässigkeit aller dampfdurchlässigen Böden, bevorzugt zwischen 25% und 40%, besonders bevorzugt zwischen 30% und 35%, wie zum Beispiel 33%.
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In einer alternativen Ausführungsform gemäß der Erfindung wird nicht die Einlasskammer vergrößert, sondern alle Kammern können die gleiche Größe haben, und die Durchlässigkeit des dampfdurchlässigen Bodens kann für die Einlasskammer höher sein als die der Zwischenkammern. Auf diese Weise gelangt ein größerer Teil des supererhitzten Dampfes in die Einlasskammer.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts definieren die dampfdurchlässigen Böden der Einlasskammer und der Zwischenkammern Perforationen.
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Die Perforationen befinden sich zwischen dem Gebläserad und der Wirbelschicht. Die Größe jeder einzelnen Perforation sollte so gewählt werden, dass kein teilchenförmiges Material in das Gebläserad durchrutschen kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts definieren die Perforationen der dampfdurchlässigen Böden der Einlasskammer eine Fläche im Bereich von 20% bis 45% der Gesamtfläche aller Perforationen aller dampfdurchlässigen Böden, bevorzugt zwischen 25% und 40%, besonders bevorzugt zwischen 30% und 35%, wie zum Beispiel 33%.
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Intensive Forschung, die vom Anmelder betrieben wurde, hat ergeben, dass bei vielen Trocknungsanwendungen von feuchtem teilchenförmigem Material, wie zum Beispiel Rübenschnitzeltrocknung, die optimale Trocknungsfähigkeit durch die Verwendung der oben genannten Prozentsätze erreicht wird.
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Um das Ansammeln von teilchenförmigem Material in dem oberen zylindrischen Teil des Behälters zu verhindern, können der untere zylindrische Teil und der obere zylindrische Teil miteinander durch den konischen Teil verbunden sein, in dem die Strömungsgeschwindigkeit aufgrund der zunehmenden Strömungsfläche abnimmt, so wie es durch das Bernoulli-Prinzip beschrieben wird. Auf diese Weise verringert sich der Auftrieb in dem oberen zylindrischen Teil, und das meiste des teilchenförmigen Materials in dem konischen Teil erreicht nicht den oberen zylindrischen Teil, und alles teilchenförmige Material, das in den oberen zylindrischen Teil gelangt, fällt in den unteren zylindrischen Teil zurück.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts stammt der gesamte Dampf von dem feuchten teilchenförmigen Schüttgut.
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Bevorzugt muss kein supererhitzter Dampf separat in den Behälter geführt werden, da der supererhitzte Dampf aus der Flüssigkeit generiert werden kann, die aus dem feuchten teilchenförmigen Material verdampft. Der überschüssige supererhitzte Dampf kann, wie oben beschrieben, durch ein Überdruckventil oder einen Überdruckauslass abgelassen werden, bevorzugt in einen Wärmetauscher, um einen Teil der Wärmeenergie des Dampfes wiederzuverwenden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts beträgt die zweite Anzahl der Zwischenkammer zwischen 6 und 40, bevorzugt 10 bis 25, besonders bevorzugt 12 bis 20, wie zum Beispiel 14.
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Die Anzahl der Zwischenkammern kann somit zwischen jeder der oben genannten Anzahlen variieren. Die Gesamtzahl von Kammern addiert die Einlasskammer und die Auslasskammer zu der oben genannten Anzahl. Der oben beschriebene Stand der Technik schlägt teilweise eine Gesamtzahl von 16 Kammern vor, was als normal angesehen werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des ersten Aspekts umfasst der obere zylindrische Teil einen Zyklon zum Transportieren von teilchenförmigem Material von dem oberen zylindrischen Teil zu dem unteren zylindrischen Teil.
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Figurenliste
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- 1 veranschaulicht eine seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung zum Trocknen von teilchenförmigem Schüttgut, insbesondere zur Trocknung von Rübenschnitzel.
- 2 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht des unteren zylindrischen Teils der Vorrichtung.
- 3 zeigt eine geschnittene Draufsicht des unteren zylindrischen Teils der Vorrichtung.
- 4 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines unteren zylindrischen Teils einer Ausführungsform einer Vorrichtung, die nicht zu der Erfindung gehört.
- 5 zeigt eine geschnittene Draufsicht des unteren zylindrischen Teils der Ausführungsform einer Vorrichtung, die nicht zu der Erfindung gehört.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung 10 zum Trocknen von teilchenförmigem Schüttgut, insbesondere zur Trocknung von Rübenschnitzeln. Die Vorrichtung 10 umfasst einen Behälter 12, der einen unteren zylindrischen Teil 14, einen konischen Zwischenteil 16 und eine oberen zylindrischen Teil 18 umfasst. Der Behälter 12 wird hermetisch abgeschlossen durch einen obersten Teil 20 und einen Boden 22. Der Behälter 12 umfasst des Weiteren einen inneren zylindrischen Teil 24, der sich innerhalb des Behälters zwischen dem oberen zylindrischen Teil 18 und dem unteren zylindrischen Teil 14 erstreckt. Der innere zylindrische Teil 24 enthält einen Wärmetauscher (nicht sichtbar) und definiert einen ersten Fluidpfad von dem oberen zylindrischen Teil 18 zu dem unteren zylindrischen Teil 14 innerhalb des inneren zylindrischen Teils 24 und einen zweiten Fluidpfad von dem unteren zylindrischen Teil 14 zu dem oberen zylindrischen Teil 18 außerhalb des inneren zylindrischen Teils, wie durch die Pfeile gezeigt.
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Der Behälter 12 umfasst des Weiteren einen Einlass 26, der eine Förderschnecke bildet, um feuchtes teilchenförmiges Material in den unteren zylindrischen Teil 14 des Behälters 12 einzuleiten, wie durch den Pfeil gezeigt, und einen Auslass 28, der eine Förderschnecke bildet, um trockenes teilchenförmiges Material aus dem unteren zylindrischen Teils 14 des Behälters 12 auszuwerfen, wie durch den Pfeil gezeigt. Der Einlass 26 ist über dem Auslass 28 angeordnet und relativ zu dem Auslass 28 umfänglich verschoben. Ein Motor 30 ist unter dem Behälter 12 angeordnet, um ein Gebläserad 32 anzutreiben, das sich in dem unteren zylindrischen Teil 14 unter dem inneren zylindrischen Teil 24 befindet. Das Gebläserad 32 generiert einen Strom aus supererhitztem Dampf entlang des oben genannten Fluidpfads. Ein dampfdurchlässiger Boden 34 ist über dem Gebläserad 32 angeordnet.
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Eine Anzahl von Trennwänden 36 erstrecken sich radial zwischen dem unteren zylindrischen Teil 14 und dem inneren zylindrischen Teil 24 und teilen den Raum zwischen dem unteren zylindrischen Teil 14 und dem inneren zylindrischen Teil 24 in eine Anzahl von Kammern 38. Die Kammer, die sich am Einlass 26 befindet, wird als Einlasskammer 38' bezeichnet, und die Kammer, die sich am Auslass 28 befindet, wird als Auslasskammer 38" bezeichnet. In der Regel sind die Einlasskammer 38' und die Auslasskammer 38" nebeneinander angeordnet, jedoch sollte es dem teilchenförmigen Material nicht möglich sein, direkt von der Einlasskammer 38' zu der Auslasskammer 38" zu gelangen, ohne die Zwischenkammern 38 zu passieren. Das feuchte teilchenförmige Material wird in der Einlasskammer 38' auf einer Wirbelschicht empfangen, die durch den Strom aus supererhitztem Dampf über dem dampfdurchlässigen Boden 34 gebildet wird. Die Trennwände 36 enthalten Wirbelschaufeln 40 zum Hervorrufen eines umfänglichen Wirbels zum Transportieren des teilchenförmigen Materials von der Einlasskammer 38' zu der Auslasskammer 38" über die Zwischenkammern 38, wie durch die Pfeile gezeigt. Die Auslasskammer 38" hat einen undurchlässigen Boden, so dass das getrocknete teilchenförmige Material über den Auslass 28 ausgetragen werden kann, wie durch den Pfeil gezeigt.
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Der obere zylindrische Teil 18 des Behälters 12 umfasst Leitschaufeln 42 zum Generieren eines Zyklonfeldes im oberen zylindrischen Teil 18. Die Leitschaufeln 42 erzeugen eine Verwirbelungsbewegung des Stromes aus supererhitztem Dampf entsprechend dem oben erwähnten umfänglichen Wirbel und drängen alle Teilchen, die von dem unteren zylindrischen Teil 14 durch den konischen Zwischenteil 16 in den oberen zylindrischen Teil 18 gehoben wurden, nach außen. Die nach außen gedrängten Teilchen werden in einem Zyklon 44 aufgefangen und zu dem unteren zylindrischen Teil 14 zurückgeschickt, wie durch die Pfeile gezeigt. Der supererhitzte Dampf wird in den inneren zylindrischen Teil 24 eingeleitet und durch den Wärmetauscher wiedererhitzt, bevor er zu dem Gebläserad 32 zurückgeschickt wird. Ein kleiner Teil des supererhitzten Dampfes entweicht aus dem Behälter 12 über einen mittig angeordneten Dampfaustritt 46. Der aus dem Behälter 12 austretende supererhitzte Dampf wird anschließend über einen Wärmetauscher abgekühlt.
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Die Trocknung des feuchten teilchenförmigen Materials wird auf der Wirbelschicht über dem dampfdurchlässige Boden der Einlasskammer 38' und der Zwischenkammer 38 bewerkstelligt. Jede Kammer 38 kann des Weiteren Schaufeln oder ähnliche Mittel enthalten, um einen Wirbelstrom in der radialen Richtung der Kammer 38 zu generieren. Der Wirbelstrom verbessert die Verteilung des teilchenförmigen Materials innerhalb der Kammern 38 und verstärkt dadurch den Kontakt zwischen dem supererhitzten Dampf und dem teilchenförmigen Material, wodurch die Verdampfung von Fluid aus dem teilchenförmigen Material beschleunigt und die Trocknung verbessert wird.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht des unteren zylindrischen Teils 14 der Vorrichtung 10. Die Einlasskammer 38' ist größer als die Zwischenkammern 38, damit ein größerer Teil des supererhitzten Dampfes in die Einlasskammer 38' eintreten kann als in die Zwischenkammern 38. Auf diese Weise kann die schwere Flüssigkeit, die teilchenförmiges Material enthält und in die Einlasskammer 38' eintritt, über eine größere Fläche verteilt werden, wodurch der Strömungswiderstand verringert wird und zum einen das Verklumpen verhindert wird und die Trocknung verbessert wird.
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3 zeigt eine geschnittene Draufsicht des unteren zylindrischen Teils 14 der Vorrichtung 10. Die radialen Trennwände 36 definieren die Kreissektorform der Kammern 38. Das teilchenförmige Material kann sich im Uhrzeigersinn von der Einlasskammer 38' über alle Kammern zu der Auslasskammer 38" bewegen, indem es über die Trennwand 36 oder durch Öffnungen 48 strömt, die optional in der Trennwand 36 vorhanden sein können. Der dampfdurchlässige Boden 34 ist mit Perforationen 50 gezeigt, damit supererhitzter Dampf in die Trocknungskammern strömen kann.
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4 ist eine perspektivische Ansicht eines unteren zylindrischen Teils 14 einer nicht zu der Erfindung gehörenden Ausführungsform der mit 10' bezeichneten Vorrichtung. Anstatt die Einlasskammer 38' zu vergrößern, kann die Einlasskammer so groß ausgelegt werden wie die Zwischenkammern 38 und einen dampfdurchlässigen Boden 34' haben, wodurch im Vergleich zu den Zwischenkammern 38 ein größerer Teil des supererhitzten Dampfes von dem Gebläserad (nicht gezeigt) passieren kann.
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5 zeigt eine geschnittene Draufsicht des unteren zylindrischen Teils 14 einer nicht zu der Erfindung gehörenden Ausführungsform der mit 10' bezeichneten Vorrichtung. Zum Beispiel können die Perforationen 50 größer sein, als in der vorliegenden Abbildung gezeigt. Alternativ können zusätzliche Perforationen vorhanden sein. Der zusätzliche supererhitzte Dampf erlaubt es, dass die Einlasskammer 38' zusätzlichen Auftrieb erzeugt, wodurch der Strömungswiderstand durch die teilchenförmiges Material enthaltende schwere Flüssigkeit überwunden wird. Die Zwischenkammern 38 haben weniger oder kleinere Perforationen 50, da das teilchenförmige Material leichter und dadurch weniger verklumpungsanfällig ist.
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Wie im allgemeinen Teil der Beschreibung angesprochen, werden idealerweise zwischen 20% und 40% des Dampfes von dem Gebläserad und dem Wärmetauscher zur Einlasskammer 38' gerichtet, um eine optimale Verteilung des teilchenförmigen Materials zu erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung zum Trocknen von teilchenförmigem Schüttgut
- 12
- Behälter
- 14
- Unterer zylindrischer Teil
- 16
- Konischer Zwischenteil
- 18
- Oberer zylindrischer Teil
- 20
- Oberster Teil
- 22
- Boden
- 24
- Innerer zylindrischer Teil
- 26
- Einlass
- 28
- Auslass
- 30
- Motor
- 32
- Gebläserad
- 34
- Dampfdurchlässiger Boden
- 36
- Trennwände
- 38
- Kammern
- 40
- Wirbelschaufeln
- 42
- Leitschaufeln
- 44
- Zyklon
- 46
- Dampfaustritt
- 48
- Öffnung
- 50
- Perforationen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- AT 345769 B [0002]
- EP 0268819 [0002]
- EP 0955511 A2 [0002]
- EP 1044044 A1 [0002]
- EP 1070223 A1 [0002]
- EP 1956326 B1 [0002]
- EP 2457649 A1 [0002]
- US 4602438 [0002]
- US 4813155 [0002]
- US 5357686 A [0002]
- US 6154979 A [0002]
- US 6266895 [0002]
- US 6438863 B1 [0002]
- US 6966466 B2 [0002]
- US 7578073 B2 [0002]
- WO 2010/139331 A2 [0002]
- US 2010126034 A1 [0003]
- EP 0819904 A1 [0003]
- US 5199184 [0003]
- EP 0058651 A1 [0004]
- EP 0153704 A2 [0005]
- WO 9201200 A1 [0006]