DE2635945C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Inberührungbringen von, hauptsächlich schüttfähigen, festen Materialien mit Materialien im festen, flüssigen oder gasförmigen Aggregatzustand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Trommelmischer zur Behandlung von pulverförmiger!! Schüttgut mit fein verteiltem flüssigem oder gasförmigem Fluid mit im wesentlichen horizontaler Achse, mit einer angetriebenen Drehtrommel, die an ihrem einen stirnseitigen Ende einen Schüttguteinlaß und an ihrem anderen einen Schüttgutauslaß aufweist, mit am Innenumfang der Drehtrommel verteilt angeordneten, achsparallelen Umwälzrippen, mit einer Vielzahl innerhalb der Trommel ortsfest und in Axialrichtung hintereinander angeordneter, aus Schaufeln gebildeter Leitschächte, deren Schachtmittelachsen in einer vertikalen Durchmesserebene der Drehtrommel liegen und von oben in Richtung zum Schüttgutauslaß hin schräg nach unten verlaufen, wobei von den Umwälzrippen zum oberen Scheitel der Drehtrommel gefördertes Schüttgut laufend in die Leitschächte einfällt.

Das Inberührungsbringen von Materialien im selben oder verschiedenen Aggregatzustand gehört zu den grundlegenden Arbeitsgängen der chemischen Industrie. Solche Arbeitsgänge sind unter anderem das Vermischen und Extrahieren von schüttfähigen festen Materialien und/oder Flüssigkeiten, wie pflanzlichen Materialien, das Zubereiten von Plfanzenschutzmitteln, das Granulieren beziehungsweise Körnen und Überziehen von verschiedenen Produkten, das Beizen vop Saatgut sowie das Durchführen von chemischen Reaktionen.

Beim Zubereiten von Plfanzenschutzmitteln wird der flüssige oder feste Wirkstoff auf ein festes körniges Material, den sogenannten Träger, aufgebracht. Das Zubereiten wird in der Mehrzahl der Fälle mit Vorrichtungen mit einer Drehtrommel durchgeführt.

Die kurzen, verhältnismäßig große Durchmesser aufweisenden Drehtrommeln der zum Aufbringen von festen Wirkstoffen geeigneten Vorrichtungen werden von an ihrem Mantel befestigten und an Rollen laufenden Ringen gehalten und im allgemeinen mittels eines Zahnkranzes angetrieben. Ihre Füll- und Entleerelemente sind am Mantel oder an der Stirnplatte ausgebildete einfache Türen oder in mit den Stirnplatten fest verbundenen hohlen Konsolen angeordnete Trichter, Rutschen, Zuführelemente mit Zellen beziehungsweise Förderschnecken. Die bekannten Vorrichtungen zum Aufbringen von flüssigen Wirkstoffen weichen von den vorstehend genannten nur darin ab, daß im Inneren der Drehtrommel Zerstäuber befestigt sind und am Innenmantel der Drehtrommel Längsschaufeln ausgebildet sind

Durch die DE-OS 15 57 007 ist ein mit Maierialeinlaß- und Auslaßöffnungen versehener Trommelmischer bekannt, bei dem innerhalb der Trommel ein feststehender Verteilungseinsatz vorgesehen ist. Mit der Trommel mitlaufende Mittel heben das zu mischende Material auf und werfen es auf den Verteilungseinsatz ab. Diese bekannte Mischtrommel eignet sich für die Durchmischung von an dem einen Ende eingegebenem, aus mehreren Komponenten bestehenden Material. Durch sie kann keine vorhangartige Abgabe des pulvcrförmigen Schüttgutes in den unteren Trommclbereich erfolgen.

Durch die DE-PS 8 15 638 ist eine Vorrichtung zum Extrahieren von Bestandteilen fester Stoffe bekannt, die aus einer drehbaren Trommel besteht, in der entsprechend angeordnete Scheidewände vorgesehen sind, so daß das Extraktionsgut im Gegenstrom mit der " Extraktionsflüssigkeit behandelt werden kann, wobei wiederum keine vorhangartige Abgabe des Schüttgutes möglich ist. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung, daß insbesondere bei der Extraktion von Trockenmaterialien pflanzlichen Ursprungs das spezifische Gewicht des zu extrahierenden Trockenmaterials um eine Größenordnung kleiner als das spezifische Gewicht des Lösungsmittels ist, weswegen ohne besondere Vorkehrungen das erstere an der Oberfläche des Lösungsmittels oben auf schwimmen würde. Bei der Extraktion mit dieser bekannten Vorrichtung ist es nicht möglich, ein gleichmäßiges Inberührungbringen des Lösungsmittels mit der ganzen Menge des aufgegebenen Trockenmaterials zu erreichen. Da mit der bekannten Vorrichtung in der ersten Stufe noch keine vollwertige Extraktion erfolgt, wird das zu behandelnde Trockenmaterial vorbefeuchtet, was jedoch nur in einem absatzweise erfolgenden Betrieb durchgeführt werden kann. Die DE-PS 5 81027 zeigt eine Leitflächen-Innentrommel, welche sich entweder mit der Außentrommel drehen kann oder aber feststeht. Wenn die Innentrommel feststeht, bildet sie Leitflächen für das Schüttgut,

ermöglicht aber keine vorhangartige Abgabe.

Die DE-PS 5 60 841 zeigt in einer Außentromme! angeordnete zentrale Leitflächen, die über die Axiallänge der Trommel hinweg unterschiedlich eingestellt werden können, um verschiedene Schüttprofile am Trommelboden zu erzielen. Eine vorhangartige Abgabe des Schüttgutes ist nicht möglich

Die DE-PS 5 30 962 entspricht der Anordnung nach der vorangehend abgehandelten DE-PS 5 60 841, wobei Leitschächte über die Axiallänge der Trommel gruppenweise individuell eingestellt werden können, um verschiedene Schüttprofile am Trommelboden zu erreichen.

Die DE-PS 5 41 117 geht in ihrem Inhalt über die bereits abgehandelte DE-OS 15 57 007 nicht hinaus, mit der Ausnahme, daß ortsfeste Leitflächen nur eine Richtung haben, wobei aber die Richtung mit einer Kurbel durch Drehung verändert werden kann.

Die DE-PS 2 02 309 geht über den Inhalt der bereits abgehandelten DE-PS 8 15 638 nicht Hinaus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, pulverförmiges Schüttgut in einem Trommelmischer ohne Störung der Durchmischung mit einem feinverteilten flüssigen oder gasförmigen Fluid zu behandeln.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Schaufeln der Leitschächte ortsfest eine ebene Rutschplatte angeordnet ist, auf die das aus den Leitschächten austretende Gut fällt, und die in Längsrichtung der Drehtrommel parallel zur Trommelachse und quer zur Trommelachse schräg nach unten verläuft, daß unter der Rutschplatte entlang ihrer Ablaufkante eine Vielzahl von Außlässen für unter Druck stehendes Behandlungsfluid vorgesehen ist und daß die Strömungsrichtung des Behandlungsfluids auf den von der Rutschplatte abfallenden Gutschleier gerichtet ist.

In dem erfindungsgemäßen Trommelmischer fällt das durch die achsparallelen Umwälzrippen nach oben geförderte Schüttgut durch die Leitschächte, durch die der Transport des Schüttguts vom Materialcinlaß zum Materialauslaß bewerkstelligt wird. Nach dem Verlassen der Leitschächte trifft das Schüttgut auf die Rutschplattc auf. rutscht, da diese schräg angeordnet ist, nach unten und fällt von der Kante der Rutschplatte in Form eines dünnen Vorhangs auf den sich unterhalb befindlichen Teil der Innenwandung der Drehtrommel. Während des freien Falls unterhalb der Kante der Rutschplaite wird das Schüttgut mit dem Behandlungsfluid in Kontakt gebracht. Da die Dicke des Vorhangs nicht wesentlich über den Korndurchmessers des Schüttguts hinausgeht, ist eine intensive Behandlung gewährleistet.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform können zwei mit ihren oberen, den Schaufeln der Leitschächte nächsten Kanten satteldachförmig zusammenstoßende Rutschplatten, deren Firstlinie parallel zu den unteren Mündungen der Leitschächte verläuft, vorgesehen sein und die Auslässe für das Behandlungsfluid können zu beiden unteren Rutschplattenkanter, hin gerichtet sein. Diese Rutschplattenanordnung stellt in großem Maße sicher, daß die Dicke des Schüttgutvorhangs unterhalb der Rutschplatie extrem dünn ausgebildet ist.

Zweckmäßig ist jeweils die untere Rutschplattenkante zur Erhöhung der Oberfläche des aus den abfallenden festen Matcrialteilchen gebildeten Vorhanges sägezahnförmig gestaltet.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden beispielhaften Darlegungen in Verbindung mit den Zeichnungen näher enäuterL Es zeigt F i g. 1 einen Trommelmischer im Längsschnitt und Fig.2 einen Schnitt durch den Trommelmischer von Fig. 1 längs der Linie III I.

In den Figuren ist eine zur Zubereitung von Pflanzenschutzmitteln geeignete zweckmäßige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.

An den Außenmantel einer i;i waagerechter Lage

ίο angeordneten Drehtrommel 1 sind Ringe 2 befestigt.

Die Ringe 2 werden von je zwei Rollen 3 gehalten und geführt. Von den Rollen 3 wird mindestens die eine von einem, zweckmäßigerweise stufenlosen. Getriebe 4 angetrieben. Die Rollen 3 und das Getriebe 4 sind an einem Grundrahmen 5 angebracht.

An den Innenmantel der Drehtrommel 1 sind längs seiner ganzen Baulänge in gegebener Abstufung achsparallele Umwälzrippen 6 befestigt. Zur Hinderung beziehungsweise Steuerung der Axialbewegung der Bestandteile, vor allem der im flüssigen Aggregatzustand befindlichen Bestandteile, sind einerseiis zwischen den Umwäb.rippen 6 Querrippen 7 von mit diesen gleicher Höhe und andererseits am Innenmantel der Drehtrommel 1 Trennrippen 8 von größerer Höhe als die der Umwälzrippen 6 befestigt. Am Mantel der Drehtrommel 1 ist zur Entleerung der Rückstände ein Ventil 9 angebracht.

An an den Grundrahmen 5 befestigten Sockeln 10 ist

je eine als Hohlzylinder ausgebildete Konsole beziehungsweise je ein als Hohlzylinder ausgebildeter Haltebock 11 angeordnet, wobei diese Konsolen 11 mit den Stirnplatten 12 der Drehtrommel 1 koaxial verbunden sind. Zwischen den Konsolen 11 und den Stirnplatten 12 sind sich selbst einstellende Gleitringdichtungen 13 angeordnet.

An die im Innenraum der Drehtrommel 1 befindlichen Enden der Konsolen Il ist je ein Tragblcch 14 befestigt und der Lenk- beziehungsweise Leitmechanisrr.us der Vorrichtung ist an diesem aufgehängt. Zwischen mit den AO Tragblechen 14 verbundenen Trägern 15 ist eine aus schwenkbaren beziehungsweise stellbaren Schaufeln 16 zusammengesetzte Schaufelreihe angeordnet. Die schwenkbaren Schaufeln 16 sind bei der dargestellten Ausführungsform einerseits an in einer zur Längsachse der Drehtrommel 1 senkrechten Ebene liegenden Achsen 17, welche von den Trägern 15 gehalten werden, aufgehängt und andererseits mit einem gelenkigen Stellgestänge 18 verbunden. Erfindungsgeniäß können die schwenkbaren Schaufeln 16 auch auf mehr Gruppen, so welche jeweils mit eigenen Stellgestängen voneinander unabhängig stellbar sind, aufgeteilt sein.

Über den schwenkbaren Schaufeln 16, die Leitschächte bilden, ist eine unten offene Mulde 19 und unter ihnen ist eine Rutschplatte 20 von umgekehrter V-Form symmetrisch angeordnet. Zweckmäßig sind die Ränder der Rutschplatte 20 zur Erhöhung der Oberfläche des aus den abfallenden festen Bestandteilen gebildeten »Vorhanges« sägezahnförmig ausgebildet.

Gegebenenfalls sind die Mulde 19 und die Rutschplatte 20 doppelwandig zum Kühlen beziehungsweise Erhitzen der Bestandteile. Unter der Rulschplatte 20 ist eine mit Auslassen 21 in Form von Zerstäubern ausgerüstete Verteilungsleitung 22 zum gegebenenfalls erfolgenden Einbringen von flüssigem Wirkstoff angeordnet. In die Vcrteilungsleilung 22 sind ein Wärmeaustauscher 23 und eine Zubringerpumpe 24 eingebaut. Die Zubringerpumpe 24 ist zum Vermischen von Mehrkomponentenwirkstoffen zweckmäßigcrwei-

se eine mehrzylindrige Pumpe mit veränderbarer Hublänge.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausbrennen von festen Materialien sind statt der Zerstäuber 21 Brennerköpfe an die mit Brennstoff beziehungsweise Heizmaterial gespeiste Verteilungsleitung 22 angebracht.

In die linke Konsole 11 ist der Schüttguteinlaß der Vorrichtung, welcher im dargestellten Fall aus einem Aufgabetrichter 25, einem Zuführrad beziehungsweise Wurfrad 26 mil Zellen und einer Rutsche 27 zum Einbringen des zeitgesteuerten Gewichtes des schüttfähigen Trägers zusammengesetzt ist, eingebaut.

In die rechte Konsole 11 ist der Schüttgutauslaß der Vorrichtung, welcher im dargestellten Fall aus einem Entieertrichter 28, einem Zuführrad beziehungsweise Wurfrad 29 mit Zellen und einer Rutsche 30 zusammengesetzt ist, eingebaut. Der Entleertrichter 28 ist unmittelbar unter den im Sinne der Durchlaufrichtung der Bestandteile letzten Schaufeln 16 der Schaufelreihe angeordnet und mit einer mit einer Stange 31 verstellbaren Schlicßplatte 32 versehen.

In die Konsolen 11 können weitere Zuführ-, Steuer- und Bedienungselemente eingebaut sein, gegebenenfalls mittels an der linken Seite angeordneter Stutzen 33. Solche Elemente sind zum Beispiel Wasch-, Neutralisier- beziehungsweise Inaktivierungs-, Ansaug- und Temperaturmeßelemente. Jedes von solchen Elementen ist flüssigkeits- und gasdicht durch den Mantel beziehungsweise die Deckplatte der Konsolen 11 hindurchgeführt.

Die Wirkungsweise der in den Figuren dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt:

Der mittels des Getriebes 4 gedrehten Drehtrommel 1 wird der feste Träger in festgelegtem Takt durch den Schüttguteinlaß der Vorrichtung zugeführt. Das durch die Rutsche 27 auf die Drehtrommel 1 gefallene Material wird von den Umwälzrippen 6 erfaßt und von ihnen nach oben bis zu einem Punkt, an welchem das Material auf die Wirkung der Schwerkraft hin in der Nähe der senkrechten Symmetrieebene der Vorrichtung von den Umwälzrippen 6 hinunterfließt, geführt. Das hinunterfließende Material wird von der Mulde 19 auf die schwenkbaren Schaufeln 16. von deren mit dem Stellgestänge 18 eingestellten Neigungswinkel der Grad des Vorschubes in axialer Richtung bestimmt wird, geführt. Das durch die aus den schwenkbaren Schaufeln 16 gebildeten Leitschächte durchfließende Material wird danach von der Rutschplatte 20 vorhangartig auseinandergetrieben und die in dünner Schicht abfallenden Körner prallen, zweckmäßig in Querströmung, auf den von den Zerstäubern 21 versprühten flüssigen Wirkstoff, worauf im unteren Teil der Drehtrommel 1 das Material zwischen die Umwälzrippen 6 gelangt und der Vorgang sich wiederholt. Die Strömungsrichtung des festen Trägers ist in der Fig. 1 mittels Pfeile veranschaulicht. Das an das in der Fig. 1 rechte Ende der Drehtrommel 1 gelangte zubereitete Pflanzenschutzmittel fällt in den Entleertrichter 28 und

ίο verläßt die Vorrichtung durch ihren Schüttgutauslaß.

Die Verweilzeit des Materials in der Vorrichtung kann durch das Verhältnis der Drehzahl beziehungsweise Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel I zum Stcllwinkel der schwenkbaren Schaufeln 16 verändert werden. Der Träger wird auf einer schraubenlinienförrnigcn Bahn durch die Drehtrommel !, in welcher die jeweilige Steigung durch den Stellwinkel der schwenkbaren Schaufeln 16 eingestellt wird, geleitet. Beim Aufteilen der schwenkbaren Schaufeln 16 auf mehr voneinander unabhängig einstellbare Gruppen kann die Vorschubgeschwindigkeit auch innerhalb der Drehtrommel 1 verändert werden.

Bei senkrechter Einstellung der schwenkbaren Schaufeln 16 und Verschließen des Entleertrichters 28 mit der Schließplatte 32 kann auch ein absatzweise betriebenes Zubereiten beziehungsweise Mischen durchgeführt werden. Die Wirksamkeit kann in diesem Fall durch periodisches Schwingenlassen der schwenkbaren Schaufeln 16 erhöht werden. Nach Ablauf der festgesetzten Dauer des Arbeitsvorganges wird die Vorrichtung bei Einstellung der schwenkbaren Schaufeln 16 auf den größten Vorschub und öffnen des Entleertrichters 28 entleert.
Das Verhältnis des aufgegebenen Trägers zum Wirkstoff kann mittels der Leistung der Zubringerpumpe 24 und des Zuführrades 26 mit Zellen eingestellt werden. Im Falle daß beide beziehungsweise sämtliche Bestandteile fest sind, kann entweder das vorher zusammengesetzte Gemisch dem Aufgabelrichter 25 zugeführt werden oder es können in die linke Konsole 11 der F i g. 1 mehr miteinander zusammenhängend steuerbare Aufgabenmechanismen eingebaut werden.

Mit einer erfindungsgemäßen Versuchsvorrichtung mit Abmessungen der Drehtrommel von 1,5 m (Durchmesser) · 3,0 m wurden auf 70% Träger 30% Wirkstoff in kontinuierlichem Betrieb aufgebracht. Die erzielte Leistung betrug 2 bis 2,5 t/Stunde Pflanzenschutzmittel von einwandfreier Qualität. Zum Vergleich sei darauf hingewiesen, daß die Leistung von bekannten Vorrichtungen mit Drehtrommeln mit denselben Abmessungen 1 t/Stunde Pflanzenschutzmittel nicht übersteigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Trommelmischer zur Behandlung von pulverförmigem Schüttgut mit fein verteiltem flüssigem oder gasförmigem Fluid mit im wesentlichen horizontaler Achse, mit einer angetriebenen Drehtrommel, die an ihrem einen stirnseitigen Ende einen Schüttguteinlaß und an ihrem anderen einen Schüttgutauslaß aufweist, mit am Innenumfang der Drehtrommel verteilt angeordneten, achsparallelen Umwälzrippen, mit einer Vielzahl innerhalb der Trommel ortsfest und in Axialrichtung hintereinander angeordneter, aus Schaufeln gebildeter Leitschächte, deren Schachtmittelachsen in einer vertikalen Durchmesserebene der Drehtrommel liegen und von oben in Richtung zum Schüttgutauslaß hin schräg nach unten verlaufen, wobei von den Umwälzrippen zum oberen Scheitel der Drehtrommel gefördertes Schüttgut laufend in die Leitschächte einfällt, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Schaufeln (16) der Leitschächte ortsfest eine ebene Rutschplatte (20) angeordnet ist, auf die das aus den Leitschächten austretende Gut fällt, und die in Längsrichtung der Drehtrommel parallel zur Trommelachse und quer zur Trommelachse schräg nach unten verläuft, daß unter der Rutschplatte entlang ihrer Ablaufkante eine Vielzahl von Auslässen (21) für unter Druck stehendes Behandlungsfluid vorgesehen ist und daß die Strömungsrichtung des Behandlungsfluids auf den von der Rutschplatte abfallenden Gutschleier gerichtet ist.

2. Trommelmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit ihren oberen, den Schaufeln (16) der Leitschächte nächsten Kanten satteldachförmig zusammenstoßende Rutschplatten (20), deren Firstlinie parallel zu den unteren Mündungen der Leitschächte verläuft, vorgesehen sind und daß die Auslässe (21) für das Behandlungsfluid zu beiden unteren Rutschplattenktnten hin gerichtet sind.

3. Trommelmischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die untere Rutschplattenkante sägezahnförmig gestaltet ist.