DE102016111172A1

DE102016111172A1 - Trockenlufterzeuger

Info

Publication number: DE102016111172A1
Application number: DE102016111172.4A
Authority: DE
Inventors: Ronny Hoffmann
Original assignee: Protec Polymer Processing GmbH
Current assignee: Protec Polymer Processing GmbH
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2016-06-17
Publication date: 2017-12-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trockenlufterzeuger, umfassend wenigstens zwei mit einem Trockenmittel gefüllte Trockenmitteltöpfe, jeweils eine in einer Trockenmitteltopfzuleitung angeordnete Heizung, die jeweils vor dem Trockenmitteltopfeingang angeordnet ist; Ventile, die so schaltbar sind, dass in den Trockenmitteltopfeingang alternierend zu trocknendes Arbeitsgas und Arbeitsgas zum Regenerieren des Trockenmitteltopfes einleitbar ist, und wenigstens ein. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Trockenlufterzeuger vorzuschlagen, der eine große Lebensdauer hat und der flexibel verschieden große Trocknungsleistungen bereitstellen kann. Diese Aufgabe wird durch einen Trockenlufterzeuger gelöst, bei dem die Trockenmitteltöpfe in dem Trockenlufterzeuger fest und unbeweglich installiert sind, wobei jeder Trockenmitteltopf in einem Trockenmittelzweig angeordnet ist, wobei jeder Trockenmittelzweig eingangsseitig und ausgangsseitig derart mit Ventilen ausgestattet ist, dass jeder Trockenmittelzweig separat alternierend zumindest in einen Trocknungszustand und in einen Regenerationszustand schaltbar ist, sodass der Trockenlufterzeuger variabel mit unterschiedlich vielen Trockenmitteltöpfen ausrüstbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trockenlufterzeuger zur Versorgung eines Trockengutbehälters einer Trocknungsanlage mit getrockneter Luft, insbesondere zum Trocknen von Kunststoffgranulaten, umfassend wenigstens zwei mit einem Trockenmittel gefüllte Trockenmitteltöpfe mit einem Trockenmitteltopfeingang und einem Trockenmitteltopfausgang, jeweils eine in einer Trockenmitteltopfzuleitung angeordnete Heizung, die jeweils vor dem Trockenmitteltopfeingang angeordnet ist; Ventile, die so schaltbar sind, dass in den Trockenmitteltopfeingang alternierend zu trocknendes Arbeitsgas und Arbeitsgas zum Regenerieren des Trockenmitteltopfes einleitbar ist, und wenigstens ein Gebläse zum Antreiben wenigstens eines Luftstromes durch die Trockenmitteltöpfe.
Solche Trockenlufterzeuger kommen im Stand der Technik beispielsweise in kunststoffverarbeitenden Unternehmen zum Einsatz, um Kunststoffgranulate vor der Herstellung von Kunststoffprodukten aus den Kunststoffgranulaten zu trocknen. Andere Einsatzgebiete sind das Trocknen von Lebensmitteln oder das Trocknen von Produkten vor Prozessschritten, in denen Feuchtigkeit unerwünscht ist. Im Stand der Technik sind Trockenlufterzeuger häufig als Karusselltrockner realisiert, wobei mehrere Trockenmitteltöpfe auf einem Karussell beweglich angeordnet sind. Durch Drehung des Karussells können die Trockenmitteltöpfe abwechselnd in einen Zustand zur Trocknung des Arbeitsgases und in einen Zustand zur Regeneration bzw. Entfeuchtung des Trockenmitteltopfes gebracht werden. Die Bewegung des Karussells ist mit mechanischen Belastungen und mit mechanischem Verschleiß verbunden, der zu einer begrenzten Lebensdauer des Karusselltrockners führen kann. Außerdem sind durch die Größe des Karussells die Anzahl und die Größe von Trockenmitteltöpfen vorgegeben, so dass der Trockenlufterzeuger in seiner Trockenluftleistung durch die Größe des Karussells festgelegt ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Trockenlufterzeuger vorzuschlagen, der eine große Lebensdauer hat und der flexibel verschieden große Trocknungsleistungen bereitstellen kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Trockenlufterzeuger der eingangs definierten Gattung gelöst, der sich dadurch auszeichnet, dass die Trockenmitteltöpfe in dem Trockenlufterzeuger fest und unbeweglich installiert sind, wobei jeder Trockenmitteltopf in einem Trockenmittelzweig angeordnet ist, wobei jeder Trockenmittelzweig eingangsseitig und ausgangsseitig derart mit Ventilen ausgestattet ist, dass jeder Trockenmittelzweig separat alternierend zumindest in einen Trocknungszustand und in einen Regenerationszustand schaltbar ist, sodass der Trockenlufterzeuger variabel mit unterschiedlich vielen Trockenmitteltöpfen ausrüstbar ist.
Bei dem in dem Trockenlufterzeuger verwendeten Arbeitsgas handelt es sich typischerweise um Luft. Es gibt aber auch Anwendungen in denen als Arbeitsgas Stickstoff oder ein anderes Gas, verwendet wird. An den Trockenlufterzeuger kann ein Trockengutbehälter angeschlossen sein und das Arbeitsgas kann durch die Trocknungsanlage und den Trockengutbehälter in einem Kreislauf strömen, so dass Feuchtigkeit aus dem Trockengut in dem Trockengutbehälter durch Trocknen entfernt wird. In einem Umluftbetrieb wird die Feuchtigkeit in einem Trockenmitteltopf des Trockenlufterzeugers aufgenommen.
Die Trockenmitteltöpfe sind mit einem Trocknungsmittel, typischerweise in Granulatform, gefüllt. An der Oberfläche des Trockenmittels wird die Feuchtigkeit adsorbiert bzw. angelagert und dadurch aus dem Arbeitsgas entfernt. Je mehr Feuchtigkeit an dem Trockenmittel adsorbiert ist, desto stärker nimmt die Rückhaltefähigkeit für Feuchtigkeit ab. Ein Trockenmitteltopf kann entsprechend nur eine begrenzte Menge von Feuchtigkeit aufnehmen. Nachdem die Aufnahmefähigkeit eines Trockenmitteltopfes erschöpft ist, muss der Trockenmitteltopf regeneriert werden. Zu diesem Zweck wird der Trockenmitteltopf mittels einer Heizung erwärmt und von einem Arbeitsgas durchströmt, wobei bei der höheren Temperatur die Feuchtigkeit von dem Trockenmittel wieder desorbiert, das heißt abgegeben wird. Nach der Regeneration kann das abgekühlte Trockenmittel erneut zum Trocknen verwendet werden. Die Heizung kann vor dem Trockenmitteltopf angeordnet sein, so dass die für die Regeneration erforderliche Wärme von dem erwärmten Arbeitsgas in den Trockenmitteltopf eingetragen wird.
Der zeitweise Betrieb der Trockenmitteltöpfe in Zuständen zum Trocknen und zum Regenerieren wird durch geeignete Ventilstellungen und Leitungsführungen zur Steuerung von Arbeitsgasströmen realisiert. Als Ventile kommen verschiedene Typen von Ventilen, beispielsweise 2-Wegeventile bzw. Klappen zum Öffnen und Schließen von Leitungen, Drei-Wege-Ventile zur Umschaltung einer Eingangsleitung auf eine erste oder eine zweite Ausgangsleitung oder zum Umschalten einer ersten oder zweiten Eingangsleitung auf eine gemeinsame Ausgangsleitung, 4-Wege-Ventile oder andere Ventile zum Einsatz. Im Stand der Technik sind die Ventile teilweise auch in Form von Öffnungen in dem Karussell realisiert.
Der Trockenlufterzeuger weist wenigstens ein Gebläse zum Antreiben wenigstens eines Arbeitsgasstromes in dem Trockenlufterzeuger auf. Dabei kann es sich um einen Arbeitsgasstrom handeln, der erst durch einen trocknenden Trockenmitteltopf dann durch den Trockengutbehälter und anschließend durch einen anderen Trockenmitteltopf zum Regenerieren geleitet wird. Es können aber auch mindestens zwei verschiedene Arbeitsgasströme, von denen der eine zum Trocknen und ein anderer zum Regenerieren eines Trockenmitteltopfes verwendet werden, zum Einsatz kommen.
In dem erfindungsgemäßen Trockenlufterzeuger sind die einzelnen Trockenmitteltöpfe nicht auf einem Karussell sondern fest und unbeweglich installiert. Dabei ist jeder Trockenmitteltopf in einem Trockenmittelzweig angeordnet. D. h. der erfindungsgemäße Trockenlufterzeuger zeichnet sich durch einen modularen Aufbau auf, bei dem einzelne Trockenmittelzweige unabhängig von anderen Trockenmittelzweigen z. B. hinzugefügt, gewartet oder vorgehalten werden können. Jeder Trockenmittelzweig ist eingangsseitig und ausgangsseitig derart mit Ventilen ausgestattet, dass jeder Trockenmittelzweig separat alternierend zumindest in einen Trocknungszustand und in einen Regenerationszustand schaltbar ist. Neben diesen beiden Grundzuständen zum Betrieb des Trockenmitteltopfes können weitere Zustände vorgesehen sein. Jeder Trockenmittelzweig ist über Ventile in den Trockenlufterzeuger eingebunden. Bei geschlossenen Ventilen ist der Trockenmitteltopf in einem Trockenmittelzweig jedoch von dem übrigen Trockenlufterzeuger getrennt und es können Wartungsarbeiten in dem Trockenmittelzweig während des Betriebs des Trockenlufterzeugers durchgeführt werden. Die einzelnen Trockenmittelzweige sind weitgehend selbstständige Module des Trockenlufterzeugers, die nicht über ein gemeinsames Bauteil, beispielsweise ein Karussell, miteinander zusammenhängen. Der Trockenlufterzeuger zeichnet sich daher durch einen modularen Aufbau aus und er ist auch variabel mit unterschiedlich vielen Trockenmitteltöpfen ausrüstbar, beispielsweise indem bei einem Bedarf an einer größeren Trockenleistung Zweige mit größeren Trockenmitteltöpfen installiert werden oder indem weitere Trockenmittelzweige nachgerüstet werden.
Der Trockenmittelzweig des erfindungsgemäßen Trockenlufterzeugers kann eingangsseitig über ein Trockenluftventil mit einem Trockenluftgebläse und über ein Regenerationsventil mit einem Regenerationsluftgebläse verbindbar sein. Es können also 2 separate Ventile für die eingangsseitige Herstellung des Trocknungszustandes und des Regenerationszustandes vorgesehen sein. Alternativ kann aber auch einen Drei-Wege-Ventil oder ein anderes Ventil verbaut sein. Dabei kann in Luftströmungsrichtung vor dem Trockenluftgebläse ein Rückluftfilter und/oder vor dem Regenerationsluftgebläse ein Regenerationsfilter angeordnet sein. Mit diesen Filtern kann ein Eintrag von Verunreinigungen in den Trockenlufterzeuger verhindert und somit ein zuverlässiger Betrieb sichergestellt werden.
Der Trockenmitteltopfausgang des erfindungsgemäßen Trockenlufterzeugers und der Trockenmittelzweig können ausgangsseitig über ein Dreiwegeventil abwechselnd mit dem Trockengutbehälter und einem Regenerationsaustritt verbindbar sein. Alternativ können die verschiedenen Zustände des Trockenmitteltopfes in dem Trockenmittelzweig über separate ausgangsseitige Ventile nach einer Leitungsaufgabelung einstellbar sein.
Wenigstens ein Trockenmittelzweig des Trockenlufterzeugers kann in einen Abkühlzustand bringbar sein, während gleichzeitig ein anderer Trockenmittelzweig in dem Trocknungszustand ist, wobei der in dem Abkühlzustand befindliche Trockenmittelzweig bei abgeschalteter Heizung von einem Teil der Rückluft aus dem Trockengutbehälter durchströmt wird. In dieser Ausgestaltung wird der Umstand ausgenutzt, dass die Rückluft aus dem Trockengutbehälter trockner ist als frische Umgebungsluft. Somit kann teilweise eine Beschleierung des regenerierten Trockenmittels in seiner Abkühlphase durch Feuchtigkeit aus dem Arbeitsgas gegenüber der Verwendung von Frischluft reduziert werden. Es kann aber auch generell ein Abkühlen mit unaufbereiteter Luft vorgesehen sein.
Zumindest ein Trockenmittelzweig des Trockenlufterzeugers kann in einen Reservezustand bringbar sein, wobei in dem Reservezustand der Trockenmittelzweig zumindest eingangsseitig geschlossen ist und der Trockenmittelzweig ausgangsseitig von der Umgebungsluft getrennt ist. In dem Reservezustand kann ein Trockenmittelzweig beispielsweise für eine nur zeitweise bestehende erhöhte Trockenleistungsanforderung vorgehalten werden.
Die vorliegende Erfindung soll im Folgenden anhand einer Figur weiter erläutert werden, wobei 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Trockenlufterzeugers zeigt.
1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Trockenlufterzeuger 1, an den ein Trockengutbehälter 2 angeschlossen ist. Der Trockenlufterzeuger 1 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel fünf parallele Trockenmittelzweige mit jeweils einem Trockenmitteltopf 3 auf. Vor dem Trockenmitteltopf 3 ist jeweils eine Heizung 4 für die Regeneration des in einer Gasstömungsrichtung nachfolgenden Trockenmitteltopfes 3 angeordnet. Trockengut in dem Trockengutbehälter 2 kann getrocknet werden, indem Luft, welche hier als Arbeitsgas verwendet wird, von dem Trockenluftgebläse 6 über wenigstens ein geöffnetes Trocknungsluftventil 5 durch den Trockenmitteltopf 3, und ein in Richtung des Trockengutbehälters 2 geschaltetes Drei-Wege-Ventile 11 in einem Kreislauf bewegt wird, in den der Trockengutbehälter 2 eingebunden ist. Zwischen dem Trockengutbehälter 2 und dem Trockenluftgebläse 6 ist ein Rückluftfilter 9 angeordnet, mit dem aus dem Trockengutbehälter 2 austretende Luft gereinigt wird. Das Trocknen kann in dem dargestellten Trockenlufterzeuger 1 über einen Trockenmittelzweig, über zwei Trockenmittelzweige oder über mehrere parallel geschaltete Trockenmittelzweige erfolgen. Gleichzeitig kann in einem anderen Trockenmittelzweig von einem Regenerationsluftgebläse 8 durch einen Regenerationsfilter 10 angesagte Raumluft durch wenigstens ein geöffnetes Regenerationsventil 7 in wenigstens eine eingeschaltete Heizung 4 zum Erwärmen, von dort in den Trockenmitteltopf 3 zum Regenerieren des Trockenmitteltopfes 3 und dann weiter über das Dreiwegeventil 11 aus dem Regenerationsaustritt 12 geblasen werden.

Claims

Trockenlufterzeuger (1) zur Versorgung eines Trockengutbehälters (2) einer Trocknungsanlage mit einem getrockneten Arbeitsgas, insbesondere getrockneter Luft zum Trocknen von Kunststoffgranulaten, umfassend: – wenigstens zwei mit einem Trockenmittel gefüllte Trockenmitteltöpfe (3) mit einem Trockenmitteltopfeingang und einem Trockenmitteltopfausgang, – jeweils eine in einer Trockenmitteltopfzuleitung angeordnete Heizung (4) die jeweils vor dem Trockenmitteltopfeingang angeordnet ist, – Ventile, die so schaltbar sind, dass in den Trockenmitteltopfeingang alternierend zu trocknendes Arbeitsgas aus dem Trockengutbehälter 2 und trockenes Arbeitsgas zum Regenerieren des Trockenmitteltopfes einleitbar ist, und – wenigstens ein Gebläse zum Antreiben wenigstens eines Arbeitsgasstromes durch die Trockenmitteltöpfe (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenmitteltöpfe (3) in dem Trockenlufterzeuger (1) fest und unbeweglich installiert sind, wobei jeder Trockenmitteltopf (3) in einem Trockenmittelzweig angeordnet ist, wobei jeder Trockenmittelzweig eingangsseitig und ausgangsseitig derart mit Ventilen ausgestattet ist, dass jeder Trockenmittelzweig separat alternierend zumindest in einen Trocknungszustand und in einen Regenerationszustand schaltbar ist, sodass der Trockenlufterzeuger (1) variabel mit unterschiedlich vielen Trockenmitteltöpfen (3) ausrüstbar ist.
Trockenlufterzeuger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenmittelzweig eingangsseitig über ein Trocknungsluftventil (5) mit einem Trockenluftgebläse (6) und über ein Regenerationsventil (7) mit einem Regenerationsluftgebläse (8) verbindbar ist.
Trockenlufterzeuger (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Luftströmungsrichtung vor dem Trockenluftgebläse (6) ein Rückluftfilter (9) und/oder vor dem Regenerationsluftgebläse (8) ein Regenerationsfilter (10) angeordnet ist.
Trockenlufterzeuger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenmitteltopfausgang und der Trockenmittelzweig ausgansseitig über ein Dreiwegeventil (11) abwechselnd mit dem Trockengutbehälter (2) und einem Regenerationsaustritt 12 verbindbar ist.
Trockenlufterzeuger (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Trockenmittelzweig des Trockenlufterzeugers (1) in einen Abkühlzustand bringbar ist, während gleichzeitig ein anderer Trocknungsmittelzweig in dem Trocknungszustand ist, wobei der in dem Abkühlzustand befindliche Trockenmittelzweig bei abgeschalteter Heizung (4) von einem Teil der Rückluft aus dem Trockengutbehälter (2) durchströmt wird.
Trockenlufterzeuger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Trockenmittelzweig des Trockenlufterzeugers (1) in einen Reservezustand bringbar ist, wobei in dem Reservezustand der Trockenmittelzweig zumindest eingangsseitig geschlossen ist und der Trockenmittelzweig ausgangsseitig von der Umgebungsluft getrennt ist.