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Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Trocknen einer feuchten
Gutbahn im Wirbelbett Die- Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen
Trocknen einer feuchten Gutbahn im Wirbelbett.
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Es ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem die zu behandelnde Gutbahn
ein beheiztes Wirbelbett durchläuft. Bei einem derartigen Verfahren tritt zwar ein
hoher Wärmeübergang auf, es ist jedoch wegen des großen Energiebedarfs sehr teuer.
Außerdem arbeitet es bei der Trocknung relativ dünner Gutbahnen unbefriedigend,
da derartige Bahnen leicht brechen, wodurch der Prozeß unterbrochen wird.
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Nach einem weiteren bekannten Verfahren durchläuft die Gutbahn eine
Reihe innen beheizter Zylinder, die in einer Vakuumkammer angeordnet sind. Dabei
wird die von der Bahn verdampfte Feuchtigkeit durch das Vakuumsystem kontinuierlich
abgeführt. Das Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es keinen intimen Kontakt
der Gutbahn mit den Trocknungszylindern gewährleistet und daher keinen zufriedenstellenden
Wärmeübergang schafft. Nachteilig ist weiterhin bei diesem Verfahren, daß bei einem
Bruch der zu trocknenden Bahn die Vakuumdichtung gebrochen werden muß, so daß die
Wartung erschwert und verteuert wird.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs
genannten Gattung zu schaffen, bei dem die erwähnten Nachteile vermieden werden
und welches gleichzeitig einen besonders guten Wärmeübergang und Absaugung der Flüssigkeit
aus dem Gut ermöglicht.
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Hierzu sieht die Erfindung vor, daß beim Durchgang der Bahn durch
das Bett diesem nur deren eine Seite, während deren andere Seite wenigstens teilweise
einem Unterdruck ausgesetzt wird.
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Eine bevorzugte Wirbelbett-Trocknungskammer zur Durchführung des Verfahrens
kennzeichnet sich durch einen mindestens teilweise unterhalb des Bettspiegels liegenden
Stützkörper für die Bahn, dessen durchlässige, mit einem Saugmittel verbundene Oberfläche
das jeweils im Bett befindliche Gutband ganz oder teilweise abdeckt.
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Dabei kann der Stützkörper als drehbare, hohle Lochwalze ausgebildet
sein.
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Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Stützkörper aus zwei übereinanderliegenden
Walzen bestehen, die durch einen porösen Riemen über einen zwischen diesen liegenden
Behälter miteinander verbunden sind, wobei die Behälterwände gelocht und an ein
Saugmittel angeschlossen sind.
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Eine andere Ausführungsform kann so ausgebildet sein, daß der Stützkörper
aus einem über Rollen geführten endlosen porösen Band besteht, dessen Innenleite
z. B. über einen die Bandbreite bedeckenden Behälter an ein Saugmittel angeschlossen
ist.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß der Stützkörper halbwalzenförmig
mit nach unten gerichteter Halbwalzenschale mit gelochter Oberfläche ausgebildet
ist.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise
beschrieben; in dieser zeigt F i g. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine
erfindungsgemäße Wirbelbett-Trocknungskammer, F i g. 2 eine Teilansicht der F i
g. 1, F i g. 3 und 4 je einen schematischen Querschnitt durch weitere Kammern gemäß
der Erfindung, F i g. 5 eine Ansicht eines Teils der Kammer nach F i g. 4, F i g.
6 einen Querschnitt davon, F i g. 7 eine schematische Teilansicht einer weiteren
Kammer gemäß der Erfindung.
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Die Wirbelbett-Trocknungskammer 10 in F i g. 1 umfaßt ein allgemein
rechteckförmiges Parallelepiped 11, das mittels einer Platte 14 mit einer Mehrzahl
von Perforationen 15 in ein oberes Teil 12 und in eine untere Kammer 13 unterteilt
ist. Das Oberteil 12 wird durch innere Wärmetauscherrohre 16 und durch äußere Wärmetauscherrohre
17 beheizt. Das obere Teil 12 enthält fluidisierbare Teilchen 18, die durch
den
Durchtritt des fluidisierenden Gases von der Kammer 13 durch die Perforationen 15
der Platte 14 fluidisiert werden. Die aus dem Wirbelbett entweichenden Gase werden
durch Gebläse 23 und Leitungen 19, die durch Wärmetauscher 20 beheizt
werden, zur Einlaßöffnung 25 zurückgeführt, die durch den Wärmetauscher
22 beheizt wird. Das fluidisierende Gas tritt durch Einlaßleitung 24 ein,
mischt sich mit dem rückzirkulierenden fluidisierenden Gas und tritt in die Kammer
13 durch den Auslaß 26 ein. Ein Deckel 27 unterstützt die Rückzirkulation des fluidisierenden
Gases.
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Innerhalb des Oberteils 12 befindet sich eine im Gegenuhrzeigersinn
drehbare Lochwalze 28 mit öffnungen 29. Die Lochwalze ist so ausgelegt, daß
die Perforationen sich nicht vollständig bis zu ihren Außenkanten erstrecken, d.
h., sie weist ein Paar von unperforierten Endringen auf, deren Zweck nachstehend
erläutert wird. Die Lochwalze 28 ist auf der Hohlwelle 30 drehbar. Die Welle
30 ist mit einer Unterdruckquelle verbunden, so daß im Inneren der Lochwalze
28 infolge der Öffnungen 31 in der Welle 30 Unterdruck herrscht.
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In einem Segment 32 in der Lochwalze 28 herrscht jedoch atmosphärischer
Druck, da dieses Segment von dem restlichen Innenraum durch ein Gabelstück 33 abgetrennt
ist. Dichtungen erstrecken sich von den Enden des Gabelstückes 33 zur Innenwand
der Walze 28, und weitere Dichtungen 34 verlaufen längs der Innenfläche der zylindrischen
Walze 28 zwischen den ; Fingern des Gabelstückes 33. Geeignete Mittel dichten die
Enden des Behälters 32 ab.
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Die Wirbelbett-Trocknungskammer enthält weiterhin eine erste Führungswalze
35, die im Uhrzeigersinn auf der Welle 36 umläuft, eine zweite Führungswalze 37,
die im Uhrzeigersinn auf Welle 38 umläuft und eine dritte Führungswalze 39, die
im Gegenzeigersinn auf der Welle 40 umläuft. Ein Dichtstreifen und Führungsstück
41 ist am Deckel 27 befestigt und der ersten Führungswalze 35 zugeordnet,
während ein Dichtungsstreifen, Drahtkamm oder Führungsstück 42, ebenfalls am Deckel
27 befestigt, der Lochwalze 28 zugeordnet ist. Ein Führungsstück mit einer Rippe
43 ist der dritten Führungswalze 39 zugeordnet und dient dazu, Flüssigkeiten und
andere Materialien, die von Walze 39 herangebracht werden, abzuführen. Zusätzlich
ist eine Düse 44 vorgesehen, um den toten Raum 45 unter Druck zu setzen, um so alle
fluidisierbaren Teilchen 18 oder andere Fremdstoffe fernzuhalten. Diese Düse ist
mit einer Überdruck- . quelle verbunden.
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Die Einleitung des Verfahrens wird nachfolgend beschrieben. Ein schmaler
Streifen der zusammenhängenden Gutbahn wird um die erste Führungswalze 35 herumgeführt
und dann um die drehbare Lochwalze 28 sowie um die zweite Führungswalze 37 mit Hilfe
von Führungsseilen gemäß bekannter Verfahren, die für das Einfädeln der Bahn bei
herkömmlichen Papiertrocknungsmaschinen verwendet werden. Nachdem das Ende um die
Lochwalze 28 und um die zweite Führungswalze 37 herumgeführt ist, wird die Bahnbreite
vergrößert, bis sie der vollen Bahnbreite entspricht. Diese ist. geringer als die
Breite der Walze 28, jedoch größer als die Breite des perforierten Bereiches der
Walze 28. Die Seitenkanten der Bahn 46 ruhen daher auf den unperforierten Bqgrenzungsringen
der Walze 28 und helfen so, im Inneren der Walze den Unterdruck aufrechtzuerhalten.
Der Unterdruck wirkt normalerweise zu diesem Zeitpunkt auf die Innenseite der Lochwalze
28 ein, kann jedoch schon früher eingesetzt werden, wenn beispielsweise die Bahn
dazu neigt, sich von der Walze abzulösen. Es ist wichtig, daß die Höhe der ruhenden
fluidisierbaren Teilchen 18 unterhalb der Lochwalze 28 bleibt, um
so zu ermöglichen, daß die Bahn 46 um die Lochwalze 28 Beleb wird. Das fluidisierende
Gas tritt dann durch Platte 14 und durch die vorzugsweise vorgeheizten ruhenden
Teilchen 18 in das Oberteil 12, um das Wirbelbett zu bilden. Falls erwünscht, können
weitere fluidisierbare Teilchen hinzugegeben werden.
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F i g. 2 zeigt eine Abwandlung der Wirbelbett-Trocknungskammer nach
F i g. 1, wenn das fluidisierte Material magnetisierbar ist und z. B. aus Stahlspänen
besteht. In einem solchen Fall wird eine magnetische Walze 47, die im Uhrzeigersinn
umläuft, nahe der Lochwalze 28 montiert. Eine nichtmagnetische Führung 49 wird in
Verbindung mit der Walze 47 verwendet. Falls im Betrieb Stahlspäne aus dem Wirbelbett
an der Gutbahn 46 anhaften, werden diese von der Walze 47 angezogen und von dem
Streifen 49 abgestreift und wieder in das Wirbelbett befördert.
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F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Wirbelbett-Trocknungskammer. Das Gehäuse 10 mit den Heizmitteln und den Rückzirkulationsmitteln
für das fluidisierende Gas entspricht den F i g. 1 und 2. Abweichend sind die Mittel,
um die feuchte Gutbahn in Berührung mit dem Wirbelbett zu bringen.
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Diese Mittel sind eine obere Walze 50, eine untere Walze 51 und ein
in zwei vertikale Behälter 52 a und 52 b unterteilten Behälter
52. Die obere Walze 50 ist eine Vollwalze, die im Gegenzeigersinn
um eine Welle 53 drehbar ist, und die untere Walze 51 ist ebenfalls eine Vollwalze,
die im Gegenzeigersinn um eine Welle 54 drehbar ist. Um die Walzen 50 und 51 läuft
ein endloser perforierter Riemen 61. Der Behälter 52 besteht aus zwei Außenseiten
mit Perforationen 56, einem festen Oberteil 57 sowie einem festen Bodenteil 58 und
festen Endflächen. In dem Behälter 52 befindet sich ein Rohr 59, das mit einer Unterdruckquelle
verbunden ist und Öffnungen 60 hat, die in das Innere des Behälters 52 führen. Dadurch
wird im Inneren des Behälters 52 ein Unterdruck aufrechterhalten.
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Eine erste Führungswalze 35 läuft im Uhrzeigersinn um eine Welle 36
um und eine zweite Führungswalze 37 um eine Welle 38. Die zu trocknende Gutbahn
46 läuft im Betrieb um eine Seite der ersten Führungswalze 35 und ändert ihre Richtung
am Berührungspunkt mit dem Riemen 61 auf der oberen Walze 50 und läuft abwärts in
Berührung mit dem Riemen 61, der die eine Außenseite des Behälters 52 berührt. Dabei
ist die Bahn dem Unterdruck, der von dem Behälter 52 her wirkt, ausgesetzt. Sie
wird dann durch den Riemen 61 um die untere Walze 51 gelenkt und in Berührung mit
dem Riemen 61, der dabei die andere Außenseite berührt, aufwärts geführt, wobei
sie wieder dem Unterdruck ausgesetzt ist. Die Bahn wird dann durch den Riemen 61
zur oberen Walze 50 geführt, durch die zweite Führungswalze 37 umgelenkt und abgeführt.
Die Walze 37 kann eine hohle Lochwalze sein, deren innerer Aufbau gestattet, daß
in einem Teil davon Unterdruck herrscht. Diese Ausführung ist nicht dargestellt.
Die Bahn 46
wird dabei am Umkehrpunkt, an dem sie zwischen
der
Walze 37 und dem Riemen 61 umkehrt, bis zu einer kurzen Entfernung nach diesem Punkt
der Einwirkung des Unterdruckes ausgesetzt. Hierdurch wird der Übergang der Bahn
46 vom Riemen 61 auf die Rolle 37 unterstützt.
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In dieser Weise unterliegt die zu trocknende Gutbahn dem Einfluß des
beheizten Wirbelbettes auf ihrer einen Seite, während sie gleichzeitig auf ihrer
anderen Seite dem Unterdruck ausgesetzt ist.
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Unter manchen Bedingungen kann es erwünscht sein, die Gutbahn verschiedenen
Unterdrücken auszusetzen, während sie auf dem Riemen 61 transportiert wird. Dies
kann erreicht werden, indem die Kammer 52 a einen anderen Unterdruck hat als die
Kammer 52 b.
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Nach den F i g. 4, 5 und 6 liegt ein perforierter Riemen
70 zwischen einem Teil einer ortsfesten Unterdruckquelle und der zu trocknenden
Gutbahn. Ein Behälter 62 mit einer Leitung 63 führt dabei zu einer Unterdruckquelle.
Der Riemen 70 läuft um das Gehäuse 62 mit Hilfe einer ersten Antriebswalze 64, die
im Gegenzeigersinn um die Antriebswelle 65 läuft, einer zweiten Antriebswalze 66,
die im Gegenzeigersinn um eine Antriebswelle 67 läuft, und eine dritte Antriebswalze
68, die im Gegenzeigersinn um Antriebswelle 69 läuft. Die zu trocknende Gutbahn
46
wird in Berührung mit dem beheizten Wirbelbett 18 und mit dem Unterdruck
innerhalb des Behälters 62 unter Zwischenlage des Riemens 70 geführt.
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Nach den F i g. 5 und 6 besteht der Behälter aus Seitenwänden 71,
einem Deckel 72 und vier Riementragwalzen 73, von denen jede im Gegenzeigersinn
um eine Welle 74 drehbar ist. Wie in F i g. 6 dargestellt, haben die Seitenwände
71 Rohrleitungen 75. Durch diese wird Gas unter Druck zugeführt, so daß die fluidisierten
Teilchen des Wirbelbettes 18 nicht zwischen Behälter 62 und Riemen 70 eindringen
und um Teilchen von der Innenseite des Riemens 70
während seiner Bewegung
zwischen Behälter 62 und Walze 65 fernzuhalten.
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In F i g. 5 ist nur eine der vier Riementragwalzen 73 dargestellt.
Der Riemen 70 hat eine dichte Kante 76 an jeder seiner Seitenkanten, um die
Enden des Behälters 62 abzudichten und so den Unterdruck darin aufrechtzuerhalten.
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Nach F i g. 7 kann in einer ortsfesten Kammer 77 Unterdruck erzeugt
werden. Sie hat einen halbzylindrischen Boden 78 und einen festen flachen Deckel
80. Der Boden 78 ist perforiert und hat Öffnungen 79. In der Kammer
77 befindet sich ein Rohr 81, das mit einer Unterdruckquelle verbunden ist. Die
Verbindung zwischen der Unterdruckquelle und dem Inneren der Kammer 77 erfolgt mittels
der öffnungen 82 im Rohr 81.
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Im Betrieb durchläuft die feuchte Gutbahn 46 in gleitender Berührung
die halbzylindrische Fläche 78, durch die sie unterstützt wird. Da diese Fläche
perforiert ist, wird die Bahn auf ihrer einen Seite dem Unterdruck von der Kammer
77 her und gleichzeitig auf der anderen Seite dem des heißen Wirbelbett
18
ausgesetzt.
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Es soll bemerkt werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren und die
erfindungsgemäße Wirbelbett-Trocknungskammer durch ein einziges perforiertes Tragmittel
-und ein einziges Wirbelbett beschrieben sind. Abweichungen davon können, ohne die
Erfindung zu verlassen, durchgeführt werden. Beispielsweise kann die feuchte Gutbahn
in unterstützter Berührung eine Reihe aufeinanderfolgender perforierter Tragmittel
in einem einzigen Fließbett durchlaufen. Auch kann die feuchte Gutbahn nacheinanderfolgend
durch eine Reihe von Einheiten mit perforierten Tragmitteln laufen. Sie kann auch
nacheinanderfolgend eine Reihe von Einheiten durchlaufen, von denen jede eine Reihe
aufeinanderfolgender perforierter Tragmittel enthält.