DE1246681B - Vorrichtung zur Erzeugung gleichmaessiger Schmelztroepfchen - Google Patents

Description

DEUTSCHES WTWWp PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 12 g-1/01

Nummer: 1246 681

Aktenzeichen: L 52483IV a/12 g

J 246681 Anmeldetag: 27. Dezember 1965

Auslegetag: 10. August 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von gleichmäßigen im wesentlichen kugelförmigen Schmelztröpfchen, bestehend aus einem am Umfang durchbohrten, zylindrischen, senkrecht angeordneten Spritzkorb, einer Antriebswelle und einer Einrichtung zur Zufuhr der Schmelze. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Vorichtung ist die Versprühung von Harnstoff oder anderen Düngemitteln.

Es ist bekannt, daß kugelförmige Düngemittelteilchen oder -granulate durch Versprühen einer Schmelze des Düngemittels, z. B. Ammoniumnitrat in Vermischung mit Kalkstein oder Dicalciumphosphat, Stickstoff-Phosphat-Kali-Düngemittel, Harnstoff od. dgl., hergestellt werden können. Die Versprühung erfolgt durch kleine Bohrungen oder Löcher, die sich in den Wänden eines um eine senkrechte Achse rotierenden Spritzkorbes befinden. Während ihres Falles verfestigen sich die versprühten Tröpfchen unter Bildung von runden Teilchen mit einer glatten Oberfläche.

Bei bisher bekannten Spritzkörben erstreckte sich die Teilchengrößenverteilung über einen beträchtlichen Bereich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Erzeugung gleichmäßiger Schmelztröpfchen zu schaffen, insbesondere einen nach vorherbestimmten Konstruktionskriterien ausgebildeten Spritzkorb, der Sprühteilchen gleichmäßiger Größe und Gestalt bzw. geregelter Größenverteilung erzeugt und bei dem die Fließgeschwindigkeit der Schmelze beim Durchgang durch die Bohrungen oder Löcher des Spritzkorbes über die Länge des Korbes im wesentlichen konstant ist.

Weiterhin gibt die Erfindung Konstruktionsmerkmale für einen Spritzkorb an, die den Sachkundigen in die Lage versetzen, ohne weiteres den für eine gegebene Produkterzeugung und Sprühteilchengröße erforderlichen Korbdurchmesser zu bestimmen.

Weitere Merkmale und technische Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung gleichmäßiger Schmelztröpfchen der eingangs angegebenen Art mit einem am Umfang durchbohrten, zj'lindrischen, senkrecht angeordneten Spritzkorb, einer Antriebswelle und einer Einrichtung zur Zufuhr der Schmelze vorgesehen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der Korb in ungefähr der unteren Hälfte mehrere ringförmige, gleich große, waagerecht und in Abstand voneinander angeordnete Leitwände, die mit ihrer äußeren UmVorrichtung zur Erzeugung gleichmäßiger
Schmelztröpfchen

Anmelder:

The Lummus Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. E. Vorwerk, Patentanwalt,
Gröbenzell bei München, Mozartstr. 9

Als Erfinder benannt:
Robert N. Summerville,
Cranford, N. J. (V.StA.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 31. Dezember 1964
(422 837)

fangskante dicht an der zylindrischen Korbwandung anliegen oder mit ihr fest verbunden sind, aufweist und nur im Bereich dieser Leitwände durchbohrt ist, und daß die Zuführeinrichtung für die Schmelze so ausgebildet ist, daß sich die Schmelze vor Erreichen der obersten Leitwand an der nicht durchbohrten zylindrischen Wand im oberen Korbabschnitt verteilt.

Vorzugsweise weist die Zuführeinrichtung für die Schmelze eine im oberen Korbabschnitt angebrachte, kraftschlüssig und anliegend mit der Welle verbundene Abschleuderplatte auf, wobei die Schmelzezufuhrleitungen so in den Korb münden, daß die Schmelze auf diese Platte fließt.

Zweckmäßig sind im oberen Abschnitt des Korbes senkrechte, radial angeordnete und mit der zylindrischen Korbwand fest verbundene Mitnehmerbleche sowie ein knapp unterhalb der Abschleuderplatte waagerecht angebrachter Leitring, der sowohl zur Korbwand als auch zur Welle einen Abstand läßt, vorgesehen.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung an Hand einer bevorzugten Ausführungsform weiter veranschaulicht.

F i g. 1 zeigt einen nach den Merkmalen der Erfindung ausgebildeten Spritzkorb in Draufsicht bei Schnitt längs Linie 1-1 der F i g. 2;

F i g. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch den Spritzkorb gemäß Fig. 1.

709 620/489

Bei der Untersuchung der Betriebsweise von Spritzkörben wurde gefunden, daß die Schmelztröpfchen durch ein Aufbrechen der aus den Löchern in den Seitenwänden des Korbes austretenden Flüssigkeitsstrahlen gebildet werden, nicht aber durch Abschleudern von Tröpfchen von der Außenseite des Korbes. Weiter wurde gefunden, daß die Lochgröße, die tangentiale Geschwindigkeit der Korbwandung und die Fließgeschwindigkeit der Schmelze durch die Löcher die einzigen Veränderlichen von grundlegender Bedeutung für die Arbeitsweise und Leistungsfähigkeit eines sich drehenden Korbes sind. Hieraus wurde eine Methode entwikkelt, um die Lochdurchflußgeschwindigkeit und deren Änderung zum Schmelzedurchsatz und der Ausbildung des Korbes in Beziehung zu setzen.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung gewährleistet eine verhältnismäßig konstante Lochdurchflußgeschwindigkeit in allen durchbohrten Bereichen des Korbes.

Bei einer Ausbildung nach den Merkmalen gemäß der Erfindung ist es möglich, die Größenunterschiede der Sprühteilchen wesentlich zu verringern. Dies ist für die Größenbemessung eines Sprühturms, besonders für die Festlegung des Spriihturmmindestdurchmessers bei gegebener Produktkapazität und Sprühteilchengröße, von wesentlicher Bedeutung.

Für die Schaffung eines Spritzkorbes idealer oder annähernd idealer Ausbildung ist es notwendig, unter Berücksichtigung der vorstehend angegebenen Veränderlichen die Abweichungen so gering wie möglich zu machen oder zumindest zu regeln. Wenn beispielsweise die Lochverteilung bzw. der Lochabstand vergrößert wird, um die Zerteilung der Tröpfchen zu steigern, wird auch der Bereich von der geringsten zur größten Lochdurchflußgeschwindigkeit größer werden, wenn nicht die mittlere Lochdurchflußgeschwindigkeit durch Anwendung breiterer horizontaler Leitwände gesteigert oder die Winkelgeschwindigkeit erhöht wird. Eine bauliche Ausbildung, die dem genügt, ist in den F i g. 1 und 2 dargestellt.

Bei dieser Ausführungsform weist der Spritzkorb 20 eine mittlere Antriebswelle 22 und Schmelzezufuhrleitungen 24 und 26 auf, die im Abstand um die sich drehende Antriebswelle 22 fest angeordnet sind. Die Antriebswelle 22 ist mit einer Abschleuderplatte 28 versehen, die etwa waagerecht oder etwas geneigt angeordnet ist und in senkrechter Richtung verstellt werden kann; die Schmelze des Düngemittels oder des sonstigen zu verarbeitenden Materials wird durch die Schmelzezufuhrleitung, die auch ringförmig ausgebildet und konzentrisch zu der Welle 22 angeordnet sein kann, auf die Platte 28 aufgegeben. Die Platte 28 schleudert die Schmelze, z. B. des Düngemittels, durch Zentrifugalkraft nach außen an die zylindrische Wand 30 des Korbes 20. In ungefähr der unteren Hälfte des Korbes sind an der Wand 30 mehrere gleich große waagerecht angeordnete Leitwände 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48 und 50 im Abstand voneinander angebracht. Diese Leitwände 34 bis 50 haben ringförmige Gestalt, und alle Leitwände, außer einem Leitring 32, liegen mit ihrer äußeren Umfangskante dicht an der Wand 30 an oder sind fest mit der Wand verbunden. Die waagerechten Leitwände 34 bis 50 sind vorzugsweise in gleichen Abständen voneinander angeordnet. Die äußere Umfangskante des Leitringes 32 liegt

ersichtlich ist, sondern der Leitring 32 hat einen kleineren Durchmesser als die waagerechten Leitwände. Mit dem Leitring 32 und der obersten Leitwand 34 sind acht senkrechte Mitnehmerbleche 52 bis 60 fest verbunden. Diese erstrecken sich von der Deckplatte 62 des Korbes 20 durch einen Teil des Leitringes 32, und sie enden auf der oberen Fläche der Leitwand 34. Demgemäß bilden der äußere Rand des waagerechten Leitringes 32 und die Korbwand 30, wie aus den F i g. 1 und 2 zu ersehen ist, eine unterbrochene ringförmige öffnung, durch die die Schmelze in aufgeteilter Form abwärts fließen kann.

Die senkrechten Mitnehmerbleche stellen sicher, daß die Düngemittelschmelze auf die Winkelgeschwindigkeit des Korbes 20 gebracht wird, und sie unterstützen, in Verbindung mit der ausgeübten Zentrifugalkraft, eine Entfernung jeglicher in der Schmelze enthaltener Luft. Der obere Teil der Korb-

ao wand 30, von der waagerechten Leitwand 34 aufwärts bis zur Deckplatte 62, ist nicht durchbohrt. Hierdurch wird sichergestellt, daß keine Sprühteilchen in dem oberen Abschnitt gebildet werden. Derartige Sprühteilchen könnten ungleichmäßige Größe aufweisen, wenn die Winkelgeschwindigkeit der Schmelze nicht mit der Winkelgeschwindigkeit des Korbes übereinstimmt.

Zwischen den waagerechten Leitwänden 34 und 36 und zwischen sämtlichen übrigen benachbarten Paaren waagerechter Leitwände sind geeignete Löcher 64 durch die Wand 30 gebohrt.

Bei der in den F i g. 1 und 2 dargestellten baulichen Ausbildung ist es möglich, unabhängig die Winkelgeschwindigkeit, die Lochverteilung, die mittlere Lochdurchflußgeschwindigkeit und den Maximalunterschied der Lochdurchflußgeschwindigkeiten zu ändern. Die auf die Winkelgeschwindigkeit des Korbes beschleunigte Schmelze fließt über die waagerechte Leitwand 34 und bewegt sich abwärts zu der nächst niederen waagerechten Leitwand 36 usw., so daß sich ein Abwärtsfluß ergibt.

Da sich keine zusammenhängende Flüssigkeitssäule längs der Wand 30 bilden kann, wird kein Schwerkraftdruck zwischen den von den Leitwänden begrenzten aufeinanderfolgenden Abschnitten übertragen und die Größe bzw. Änderung der Lochdurchflußgeschwindigkeiten ist in erster Linie eine Funktion der Höhe eines jeden Abschnittes (des Abstandes zwischen benachbarten waagerechten Leit- wänden) und der Breite der Leitwände. Die Tatsache, daß die Schichtstärke der über die Leitwände fließenden Schmelze oben etwas höher ist als unten, führt zu einer gewissen Änderung der Lochdurchflußgeschwindigkeit über die Länge des Korbes, jedoch ist diese verhältnismäßig klein. Eine gewünschte Lochdurchflußgeschwindigkeit kann bei irgendeiner gegebenen Winkelgeschwindigkeit durch Anpassung der Breite der Leitwände herbeigeführt werden, und die Zerteilung in Tröpfchen kann durch Erhöhung des Lochabstandes und der Anzahl an waagerechten Abschnitten so weit wie gewünscht gesteigert werden. Die Anwendung einer verhältnismäßig großen Anzahl an Abschnitten zwischen benachbarten waagerechten Leitwänden hat auch den Vorteil, daß der Einfluß des letzten von der Schmelze erreichten Abschnittes, der nur mit teilweiser Füllung arbeitet, auf ein Geringstmaß zurückgeführt nicht an der Wand 30 an, wie aus den F i g. 1 und 2

Claims (3)

wird. Da die Schmelze zuerst durch zwei lochfreie Abschnitte fließt, wird sie bis nah oder ganz auf die Geschwindigkeit des Korbes beschleunigt, bevor sie die durchlochten Abschnitte erreicht. Bei einer Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 wurde der Korb mit 250 U/min in Drehung gehalten. Der Korb hatte einen Innendurchmesser von 200 mm und die waagerechten Leitwände hatten eine Breite von 25,4 mm und waren in einem Abstand von 25,4 mm voneinander angeordnet. Der Durchsatz betrug 30 t/Tag. In Verbindung mit diesem Korb und den vorstehend angegebenen Bedingungen wurde die Durchflußgeschwindigkeit der Schmelze durch die der Unterseite einer oberen waagerechten Leitwand (z. B. 40) benachbarten Löchern 64 zu etwa 122 cm/sec bestimmt, während die Durchflußgeschwindigkeit der Schmelze durch ein Loch 64, das der oberen Fläche einer unteren waagerechten Leitwand (z. B. 42) benachbart ist, 134,2 cm/sec betrug. Es lag also nur ein Unterschied in der Lochdurchflußgeschwindigkeit von etwa 10% bei Durchgang der Schmelze durch die obersten und die untersten Löcher eines Abschnittes (zwischen waagerechten Leitwänden) vor. Dieser Unterschied geht bei engerer Anordnung der waagerechten Leitwände oder höherer Drehgeschwindigkeit des Korbes noch weiter zurück. Bei der dargestellten Vorrichtung gemäß der Erfindung lagen bei einer Drehzahl des Korbes von 220 U/min 97,2% der Sprühteilchen im Größenbereich zwischen 750 und 1500 Mikron. Bei einer Drehzahl des Korbes von 250 U/min stieg der Prozentsatz innerhalb dieses Bereichs auf 97,9 % an. Im Gegensatz hierzu betrug bei einem Spritzkorb nach dem Stand der Technik, der bei 200 U/min betrieben wurde, der Prozentsatz an Sprühteilchen im Bereich von 750 bis 1500 Mikron nur 68 %, wobei nur 57% der Sprühteilchen im Bereich von 1000 bis 1500 Mikron lagen; dieser Spritzkorb wies nicht die Merkmale des Abwärtsflusses gemäß der Erfindung auf, stimmte aber sonst hinsichtlich Abmessungen sowie Größe und Abstand der Löcher im wesentlichen mit dem Korb gemäß der Erfindung überein. Selbst bei 420 U/min war dieser Korb nur in der Lage, 71,5% der Sprühteilchen innerhalb des ange- gebenen Bereichs zu liefern. Mit dem Spritzkorb gemäß der Erfindung wird also eine viel gleichmäßigere Teilchengröße erzielt. Weiterhin wurde gefunden, daß insbesondere bei Drehgeschwindigkeiten von etwa 200 bis 250 U/min eine sehr enge Größenverteilung erzielt wird. Diese enge Verteilung macht es möglich, die Abmessungen eines Sprühturms viel genauer als bisher zu bestimmen. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung gleichmäßiger Schmelztröpfchen, bestehend aus einem am Umfang durchbohrten, zylindrischen, senkrecht angeordneten Spritzkorb, einer Antriebswelle und einer Einrichtung zur Zufuhr der Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß der Korb (20) in ungefähr der unteren Hälfte mehrere ringförmige, gleich große, waagerecht und in Abstand voneinander angeordnete Leitwände (34 bis 50), die mit ihrer äußeren Umfangskante dicht an der zylindrischen Korbwandung (30) anliegen oder mit ihr fest verbunden sind, aufweist und nur im Bereich dieser Leitwände durchbohrt ist, und daß die Zuführeinrichtung für die Schmelze so ausgebildet ist, daß sich die Schmelze vor Erreichen der obersten Leitwand (34) an der nicht durchbohrten zylindrischen Wand im oberen Korbabschnitt verteilt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung für die Schmelze eine im oberen Korbabschnitt angebrachte, kraftschlüssig und anliegend mit der Welle (22) verbundene Abschleuderplatte (28) aufweist, und die Schmelzezufuhrleitungen (24, 26) so in den Korb münden, daß die Schmelze auf diese Platte (28) fließt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Abschnitt des Korbes senkrechte, radial angeordnete und mit der zylindrischen Korbwand fest verbundene Mitnehmerbleche (52 bis 60) sowie ein knapp unterhalb der Abschleuderplatte (28) waagerecht angebrachter Leitring (32), der sowohl zur Korbwand als auch zur Welle (22) einen Abstand läßt, vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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