DE102007033629A1

DE102007033629A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen der Partikel von Schüttgütern

Info

Publication number: DE102007033629A1
Application number: DE102007033629A
Authority: DE
Inventors: Sven Vennewald; Anette Griese; Franz-Gerd Hörster
Original assignee: Haver and Boecker OHG
Current assignee: Haver and Boecker OHG
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2009-01-22
Also published as: CA2637978A1; US20090019721A1

Abstract

Es sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung aufgezeigt werden, um die einem Analysegerät zur Bestimmung der Korngrößen zugeführten Partikel zuvor so zu trocknen, dass die aneinander haftenden Partikel getrennt werden. Erfindungsgemäß wird aus den zu trocknenden Partikeln ein fließfähiger Partikelstrom gebildet, der eine Trockenstrecke durchläuft und dabei mit von einem Gebläse erzeugtem, mittels Lufterhitzer (17) erwärmtem Luftstrom beaufschlagt wird. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Vorrichtung ist mit einem Aufgabebehälter (15), wenigstens einem Förderer und einer oberhalb des Förderers installierten Lufterhitzungseinrichtung sowie einem Gebläse zur Erzeugung eines Luftstromes ausgestattet. Die Lufterhitzungseinrichtung besteht aus mehreren in Reihe angeordneten Durchlauflufterhitzern (17). Das erfindungsgemäße Verfahren und die danach arbeitende Vorrichtung (10) sind besonders für mineralische Schüttgüter geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen der Partikel von Schüttgütern, wobei nach der Trocknung die Korngrößen der Partikel mittels eines Analysegerätes bestimmt werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Als Schüttgüter kommen beispielsweise Kies, Splitt und ähnliche Materialien in Frage. Diese Materialien werden nach der Gewinnung aus der Natur für die unterschiedlichsten Anwendungs- und Verwendungsfälle verwendet. Dabei ist vorgeschrieben, dass für die Verwendungsfälle nur Partikel verwendet werden können, deren Partikelgrößen innerhalb vorgegebener Bereiche liegen. Nach der Gewinnung werden zunächst diese Brocken mittels sogenannter Brecher zerkleinert. Anschließend erfolgt mittels einer Siebeinrichtung die Klassifizierung nach Korngrößen. Dabei werden Proben entnommen und in einem Labor wird mittels Analysegeräten sinngemäß geprüft, ob die Korngrößen innerhalb der vorgegebenen Bereiche liegen. Da die zu siebenden Materialien entweder direkt nach der Gewinnung oder nach der Lagerung im Freien eine relativ hohe Feuchte aufweisen, ist es notwendig, dass die zu analysierenden Proben zuvor getrocknet werden, da insbesondere Partikel im kleineren Korngrößenbereich agglomerieren, d. h. mindestens zwei Partikel haften aneinander. Wenn mittels des Analysegerätes die Korngrößen er mittelt werden, führt dies zu fehlerhaften Ergebnissen. Das kann zu Regressansprüchen für den Lieferer führen, da für die unterschiedlichsten Einsatzfälle Korngrößen innerhalb eines bestimmten Bereiches vorgeschrieben sind.
Diese Agglomeration wird verhindert, wenn die Partikel vor der Analyse getrocknet werden, bzw. wenn der Feuchtegehalt deutlich abgesenkt wird, so dass die Partikel als trocken anzusehen sind. Dazu sind Trockenschränke bekannt, die auf eine Temperatur von beispielsweise ca. 100°C aufgeheizt werden. Die Trockenzeit ist jedoch extrem lang und beträgt beispielsweise 24 Stunden. Diese Zeit ist jedoch nicht tragbar, da dann sinngemäß die Analyse zeitlich versetzt in dem relativ großen Abstand zur Entnahme der Proben aus der Siebeinrichtung erfolgt. Bevor in den Siebvorgang eingegriffen werden kann, wird dort schon eine entsprechend hohe Menge von Material verarbeitet. Diese Trockenschränke haben sich deshalb für die geforderte schnelle Trocknung in der Praxis nicht bewährt.
Man ist deshalb dazu übergegangen, die zu analysierenden Partikel in ein Gefäß einzubringen und dieses mittels einer Gasflamme zu erhitzen. Dabei ist jedoch keine gleichmäßige Trocknung gewährleistet und für den labormäßigen Einsatz nicht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Trocknen der Partikel von Schüttgütern aufzuzeigen, wobei nach der Trocknung die Korngrößen der Partikel mittels eines Analysegerätes bestimmt werden, welches für den Einsatz im Labor geeignet ist, und bei der sichergestellt ist, dass bei einer nach dem Verfahren arbeitenden Vorrichtung die Zeit zwischen der Entnahme der Proben und dem Vorliegen des Ergebnisses wesentlich verkürzt wird und noch im Bereich von Minuten liegt. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aufzuzeigen, welche konstruktiv einfach aufgebaut ist und kostengünstig herstellbar ist.
Die auf das Verfahren gerichtete Aufgabe wird gelöst, indem aus den zu trocknenden Partikeln ein fließfähiger Partikelstrom gebildet wird, der eine Trockenstrecke durchläuft, und dabei mit von einem Gebläse erzeugten, mittels Lufterhitzer erwärmten Luftstromes beaufschlagt wird.
Der von dem Gebläse erzeugte Luftstrom wird nunmehr durch die Lufterhitzer auf eine für die Trocknung optimale Temperatur aufgeheizt. Der Partikelstrom wird so ausgeführt, dass dieser von dem erwärmten Luftstrom durchsetzt wird, so dass beim Durchlauf durch die Trockenstrecke die Partikel gegebenenfalls nur noch eine solche Restfeuchte besitzen, dass selbst die Partikel im unteren Korngrößenbereich getrennt werden.
Damit eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung des Partikelstromes mit der erwärmten Luft während des Durchlaufes durch die Trockenstrecke sichergestellt ist, ist vorgesehen, dass der von dem Gebläse erzeugte Luftstrom in mehrere Einzelluftströme aufgeteilt wird, und dass jeder Einzelluftstrom einen Lufterhitzer durchströmt.
Dabei ist dann noch vorgesehen, dass die Temperaturen der Einzelluftströme unabhängig voneinander regelbar sind. Dadurch wird noch die Möglichkeit geschaffen, dass die Temperaturen der Einzelluftströme unterschiedlich sind, so dass ein optimaler Trockenprozess gegeben ist. Es ist ferner vorgesehen, dass der Partikelstrom kontinuierlich die Trockenstrecke durchläuft. Dadurch wird eine ständige Beaufschlagung des Partikelstromes mit der erhitzten Luft sichergestellt. Zur Trennung der Partikel insbesondere im unteren Korngrößenbereich ist es vorteilhaft, wenn der Partikelstrom in Schwingungen versetzt wird. Dies ist konstruktiv einfach umsetzbar, wenn der Förderer entsprechend ausgelegt ist.
Die auf die Vorrichtung gerichtete Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung einen Aufgabetrichter, wenigstens einen an den Aufgabetrichter sich anschließenden Förderer und eine oberhalb des Förderers angeordnete Lufterhitzungseinrichtung aufweist, die mit einem Gebläse zur Erzeugung des Luftstromes strömungstechnisch verbunden ist. Durch den Aufgabetrichter ist es möglich, den zu bildenden Partikelstrom im Durchsatz pro Zeiteinheit zu regulieren. Darüber hinaus ist die Bildung eines gleichmäßigen Partikelstromes möglich. Die Partikel des Schüttgutes können manuell mit einem Gefäß in den Aufgabetrichter geschüttet werden, es ist jedoch auch eine Beschickung mittels eines Förderers möglich. Durch die Bildung eines gleichmäßigen Partikelstromes ist eine optimale Trock nung beim Durchlauf durch die Trockenstrecke mittels des Förderers sichergestellt. Durch die oberhalb des Förderers angeordnete Lufterhitzungseinrichtung wird der volle Einzelluftstrom direkt auf den Partikelstrom geleitet, wodurch der Trockenprozess auch optimiert ist. Das Gebläse kann an geeigneter Stellung innerhalb der Vorrichtung angeordnet werden, wodurch eine kompakte Bauweise gegeben ist. Die strömungstechnische Verbindung wird in der bekannten Weise durch eine Rohrleitung oder eine Schlauchleitung hergestellt.
Zur Trennung von agglomerierten Partikeln ist es vorteilhaft, wenn der Förderer als ein mit einer Dosier-Rinne ausgestatteter Schwingförderer ausgebildet ist. Die Durchlaufgeschwindigkeit des Partikelstromes lässt sich dann durch eine Änderung der Frequenz der Schwingung regeln.
Um die getrockneten Partikel sicher aufzufangen, ist vorgesehen, dass, in Durchlaufrichtung des Partikelstromes gesehen, sich an den Förderer ein Austrageelement anschließt. Das Austrageelement kann vielfältig gestaltet sein. Es ist jedoch so ausgelegt, dass der Partikelstrom in einem Gefäß aufgefangen werden kann. In einfachster Ausführung ist dieses Element eine schwenkbare Klappe oder ein Schieber oder auch eine schräg stehende Rinne. Sofern das Austrageelement als Schieber oder Klappe ausgebildet ist, wird in vorteilhafter Weise ein Wärmestau erzeugt. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das Austrageelement ein Förderer ist, der mit einem Analysegerät zur Bestimmung der Korngrößen gekoppelt ist. Diese Analysegeräte werden in der Branche als CPA (computerunterstützte Partikelanalyse) bezeichnet.
Zweckmäßigerweise besteht die Lufterhitzungseinrichtung aus mehreren in Reihe angeordneten Durchlauf-Lufterhitzern durch die der von dem Gebläse erzeugte Luftstrom, der anschließend in Einzelluftströme geteilt ist, durchströmen kann. Die Anzahl der Durchlauf-Lufterhitzer richtet sich nach der Länge der Trockenstrecke. Die Durchlauf-Lufterhitzer sind mit einer elektrischen Widerstandsheizung ausgestattet. Außerdem sind sie so gestaltet, dass der Partikelstrom ständig mit der erhitzten Luft beaufschlagt wird. Deshalb ist der Auslauf jedes Durchlauf-Lufterhitzers pyramidenförmig oder konisch gestaltet, wobei die Austrittsöffnungen die größten Querschnitte aufweisen können.
Zur Einstellung der Temperaturen der Einzel-Luftströme ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Regeleinrichtung aufweist. Dadurch lässt sich die Heizleistung jedes Durchlauf-Lufterhitzers einstellen, so dass die austretenden Einzel-Luftströme unterschiedliche Temperaturen aufweisen können.
Dabei ist vorteilhaft, wenn die Heizleistung jedes Durchlauf-Lufterhitzers und somit auch die Temperatur des jeweiligen Einzelluftstromes unabhängig voneinander regelbar sind.
Steuerungstechnisch ist es günstig, wenn die Durchlaufgeschwindigkeit des Partikelstromes, die Einstellung der Heizleistung jedes Durchlauf-Lufterhitzers und gegebenenfalls auch die Aufgabe des Schüttgutes mittels eines Regelkreises steuerbar sind.
Darüber hinaus ist es für das Personal für die Bedienung der Vorrichtung vorteilhaft, wenn die Vorrichtung mit Anzeigevorrichtungen ausgestattet ist, die zumindest die Temperaturen der Einzelluftströme anzeigen.
Wie bereits ausgeführt, werden die zu trocknenden Partikel als Probe von einer das Schüttgut aufbereitenden Maschine, beispielsweise einer Siebmaschine entnommen. Um die Einstellung dieser Aufbereitungsmaschine in Abhängigkeit von den Korngrößen des später analysierten Partikelstromes zu verändern, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung als Auswertgerät arbeitet und direkt bzw. online mit einem Sichtgerät mit einer vorgeschalteten Aufbereitungsmaschine gekoppelt ist, oder dass die Vorrichtung mit mindestens einer Anzeige ausgestattet ist, wo beispielsweise Einstellungen der Aufbereitungsmaschine angezeigt werden.
Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung noch näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Vorrichtung in perspektivischer Darstellung.
Die in der 1 dargestellte Vorrichtung ist mit einem im wesentlichen geschlossenen Gehäuse 11 ausgestattet, in dem ein nicht sichtbarer Förderer, vorzugsweise ein Schwingförderer installiert ist. Das Gehäuse 11 ist auf einem Gestell aufgesetzt, welches aus vertikalen Säulen 12 und oberen Verbindungsstreben 13 und unteren Verbindungsstreben 14 besteht. An der in der Darstellung linken Seite ist dem Förderer ein Aufgabetrichter oder Aufgabebehälter 15 vorgeschaltet, der an der dem Förderer zugewandten Seite mit einem vertikal verstellbaren Schieber 16 zur Einstellung des Volumenstromes bzw. Schütthöhe ausgestattet ist.
Außenseitig an der oberen Wand des Gehäuses 11 sind drei in Reihe angeordnete Durchlauf-Lufterhitzer 17 installiert. Ferner befindet sich ein weiterer Durchlauf-Lufterhitzer 17 am Aufgabebehälter 15 am äußeren Ende. Diese Durchlauf-Lufterhitzer 17 sind mit elektrischen Widerstandsheizungen ausgestattet, um die durchströmenden Einzel-Luftströme zu erhitzen. Die Einzel-Luftströme werden auf Temperaturen zwischen 200 und 300°C erhitzt. Die Durchlauf-Lufterhitzer 17 sind in nicht dargestellter Weise mit einem Gebläse, vorzugsweise einem Hochdruck-Gebläse strömungstechnisch über Rohr- oder Schlauchleitungen verbunden. Der Betriebsdruck dieses Gebläses liegt beispielsweise im Bereich zwischen 1,3 und 1,5 bar.
Seitlich an dem Gestell ist ein Schaltschrank 18 angesetzt, der die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile beinhaltet. In die äußere Wandung des Schaltschrankes 18 ist ein Hauptschalter 19 installiert, um die Vorrichtung mit elektrischer Energie zu versorgen und um die Vorrichtung vom Netz abzuschalten. In diese äußere Wandung sind außerdem noch vier Temperaturanzeigen 20 installiert, die im dargestellten Ausführungsbeispiel im oberen Bereich in diese Wandung eingesetzt sind. Damit können auch die Temperaturen eingestellt werden. Darunter sind mehrere Kontrollleuchten 21 installiert, um Fehlermeldungen, Störungen und dergleichen anzuzeigen. Dies gilt insbesondere für die Heizleistung der Durchlauf-Lufterhitzer 17 und für die Regelung des Förderers. Das Gehäuse 11 ist an der dem Aufgabebehälter 15 gegenüberliegenden Seite mit einem Austrageelement 22 versehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem in vertikaler Richtung verschiebbaren Schieber besteht. Entgegen dieser Darstellung könnte das Austra geelement 22 auch eine schwenkbare Klappe oder eine Auslauf-Rinne sein. Die getrockneten Partikel können dann in einem Behälter gesammelt werden und dann an ein Analysegerät weitergegeben werden.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wesentlich ist, dass aus den Partikeln eines Schüttgutes ein Partikelstrom gebildet wird, der eine Heizstrecke durchläuft, die aus mehreren in Reihe angeordneten Durchlauf-Lufterhitzern 17 gebildet ist. Ferner ist wesentlich, dass die Heizeinrichtungen der Durchlauf-Lufterhitzer 17 unabhängig voneinander regelbar sind, so dass die austretenden Einzel-Luftströme unterschiedliche Temperaturen haben können.

Claims

Verfahren zum Trocknen der Partikel von Schüttgütern, wobei nach der Trocknung die Korngrößen der Partikel mittels eines Analysegerätes bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass aus den zu trocknenden Partikeln ein fließfähiger Partikelstrom gebildet wird, der eine Trockenstrecke durchläuft und dabei mit von einem Gebläse erzeugten, mittels Lufterhitzer erwärmten Luftstromes beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Gebläse erzeugte Luftstrom in mehrere Einzel-Luftströme aufgeteilt wird, und dass jeder Einzel-Luftstrom einen Durchlauf-Lufterhitzer (17) durchströmt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistungen der Durchlauf-Lufterhitzer (17) und dadurch die Temperaturen der Einzel-Luftströme unabhängig voneinander regelbar sind.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelstrom kontinuierlich die Trockenstrecke durchläuft.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Trennung der Partikel insbesondere im unteren Korngrößenbereich diese in Schwingungen versetzt werden.
Vorrichtung zum Trocknen der Partikel von Schüttgütern, wobei nach der Trocknung die Korngrößen der Partikel mittels eines Analysegerätes bestimmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) einen Aufgabebehälter (15), einen an den Aufgabebehälter (15) sich anschließenden Förderer und eine oberhalb des Förderers installierte Lufterhitzungseinrichtung aufweist, die mit einem Gebläse zur Erzeugung eines Luftstromes strömungstechnisch verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderer als ein mit einer Dosier-Rinne ausgestatteter Schwingförderer ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass, in Durchlaufrichtung des Partikelstromes gesehen, sich an den Förderer ein Austrageelement (22) anschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Austrageelement als ein in vertikaler Richtung verschiebbarer Schieber (22), als schwenkbare Klappe oder als Auslauf-Rinne gestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufterhitzungseinrichtung aus mehreren in Reihe angeordneten Durchlauf-Lufterhitzern (17) besteht, durch die der von dem Gebläse erzeugte Luftstrom durchströmen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Gebläse erzeugte Luftstrom in Einzel-Luftströme geteilt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Regeleinrichtung zum Regeln der Heizleistungen der Durchlauf-Lufterhitzer (17) zum Regeln der Temperaturen der Einzel-Luftströme aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistungen der Durchlauf-Lufterhitzer (17) zur Einstellung der Temperaturen der Einzel-Luftströme der Durchlauf-Lufterhitzer (17) unabhängig voneinander regelbar sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Durchlauf-Lufterhitzer (17) am Aufgabebehälter (15) außenseitig angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabe der Partikel, die Durchlaufgeschwindigkeit des Partikelstromes und die Einstellung der Heizleistungen der Durchlauf-Lufterhitzer (17) zur Einstellung der Temperaturen der Einzel-Luftströme mittels eines Regelkreises steuerbar sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem Schaltschrank (18) ausgestattet, der Temperaturanzeigen (20) und Drehknöpfe (21) zur Einstellung der Heizleistungen der Durchlauf-Lufterhitzer (17) und gegebenenfalls der Durchlaufgeschwindigkeit des Partikelstromes aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) als Auswertgerät ausgelegt ist und direkt mit einem Sichtgerät einer zugeordneten Aufbereitungsmaschine gekoppelt ist oder dass die Vorrichtung mit Anzeigen zur Vorgabe der Parameter der Aufbereitungsmaschine ausgestattet ist.