-
Vorrichtung zur Verdampfung von Flüssigkeiten, Trocknung von Materialien
oder zum Auskristallisieren von Salzen aus ihren Lösungen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zur Verdampfung von Flüssigkeiten, Trocknung von Materialien
oder zum Auskristallisieren von Salzen aus ihren Lösungen derjenigen Art, bei welcher
ein oder mehrere Wärmeaustauschböden vorhanden sind, von denen jeder durch einen
muldenförmigen, zur Aufnahme des Materials dienenden Teil gebildet wird, bei welcher
ferner eine oder mehrere dieser Mulden mit einer zusätzlichen Wärmeaustauschvorrichtung
in Form einer in der Mulde längs gelagerten Trommel versehen ist bzw. sind, und
bei welcher schließlich Mittel vorhanden sind, durch welche das Material umgerührt,
gemischt und durch die Mulde oder eine Reihe von Mulden hindurchgeführt wird.
-
Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen Vorrichtung
dieser Art, welche einen hohen Wirkungsgrad besitzt und bei welcher der Auslaß des
Materials in geeigneter Weise geregelt werden kann.
-
Gemäß der Erfindung besitzt der Apparat zur Verdampfung von Flüssigkeiten,
Trocknung von Materialien oder zum Auskristallisieren von Salzen aus ihren Lösungen
mit jeder Trommel o. dgl. verbundene Speichenscheiben o. dgl. mit einem oder mehreren
Längsgliedern und einer Anzahl auf diesen befestigten flachen Streifen, welche sich
teilweise um die Trommel herum erstrecken und gegen die Achse geneigt sind, und
welche gleichzeitig dazu dienen, das Material in der Mulde zu mischen, umzurühren
und fortzubewegen.
-
Der Neigungswinkel der flachen Streifen gegenüber der Trommelachse,
die Größe der Streifen und der Abstand zwischen den Streifen sind so gewählt, daß
ein Zusammenbacken des Materials oder ein Festklemmen zwischen zwei benachbarten
Streifen o. dgl. vermieden wird.
-
Im nachfolgenden wird das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel
beschrieben.
-
Aus der Beschreibung werden noch andere Merkmale der Erfindung ersichtlich
werden.
-
Fig. I ist ein Längsschnitt durch einen dreistöckigen Apparat zum
Trocknen und Kühlen von Materialien.
-
Fig. 2 ist ein Querschnitt des ganzen Apparates nach Linie II-II
der Fig. I.
-
Fig. 3 ist eine in größerem Maßstabe gezeichnete Vorderansicht und
Fig. 4 ist die zugehörige Seitenansicht eines zu jeder Mulde gehörigen Entleerungsschiebers.
-
Fig. 5 zeigt drei Ansichten der flachen Streifen und der Längsschienen,
an denen sie befestigt sind.
-
I, I, I sind drei übereinander angeordnete Mulden, deren Achsen in
einer senkrechten Ebene liegen. Die Seitenflächen der Mulden sind
parallel,
die untere Fläche der Mulden hat im wesentlichen halbzylindrische Form.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dienen die beiden oberen
Mulden zur Verdampfung und Trocknung des Materials, während die unterste gewöhnlich
zur Kühlung dient.
-
Gewünschtenfalls kann jedoch auch die unterste Mulde zum Verdampfen
und Trocknen verwandt werden. Jede Mulde ist mit einem Mantel 2 für den Durchgang
eines Heiz- oder Kühlmittels versehen. Mit Hilfe von halbringförmigen Zwischenleisten
3 werden die Mäntel 2 im Abstand von der Wandung der Trommeln gehalten und mit der
Wandung verbunden.
-
Die Mäntel 2 erstrecken sich nicht über die ganze Länge der Mulden,
sondern nur bis zu einem gewissen Abstand, abwechselnd von dem einen und von dem
andern Ende der Mulden, um Raum für einen Auslaß 4-und einen Auslaßschieber 5 zu
gewinnen.
-
Am Apparat ist oben ein Einlaßtrichter 6 für die erste Mulde der
Muldenreihe und unten ein Auslaß 7 angeordnet.
-
Die Mulden werden getragen von auf beiden Seiten des Apparates angeordneten
und mit ihm durch Winkeleiseng verbundenen Gitterwänden 8. Zwischen der obersten
und der mittleren Mulde und zwischen der mittleren und der untersten Mulde sind
waagerechte Platten 12 angeordnet, welche sich über die Länge des Mantels erstrecken,
und von denen jede an Seitenplatten I3 befestigt ist. Unterhalb jeder der beiden
oberen Mulden ist eine mittlere senkrechte Scheidewand 14 angeordnet, durch welche
zwei geschlossene Kammern 15 und I6 abgetrennt werden. Jede dieser Kammern ist an
ihrem Boden mit Luftschlitzen I7 versehen.
-
Die Seitenwände der oberen Mulde erstrecken sich nach oben und bilden
geschlossene obere Seitenkammern 21 und 23 und sind mit Luftschlitzen versehen.
-
Ein Sauggebläse 24 ist durch Leitungen 25 mit jeder der beiden Kammern
15 und mit der oberen Kammer 21 verbunden. Ein Lufterhitzer 26 ist auf der andern
Seite des Apparates aufgestellt und durch Leitungen 27 mit jeder der Kammern I6
und mit der Kammer 23 verbunden.
-
Jede Mulde ist durch Seitenplatten 30 abgeschlossen, wobei der obere
Teil jeder Mulde eine geschlossene Kammer bilden kann. In den Seitenplatten 30 sind
Türen 32 angeordnet, welche in dem Boden 12 der darüberliegenden Kammern 15 und
I6 schwenkbar gelagert sind.
-
Durch die Türöffnungen kann, wenn erforderlich, der Inhalt der betreffenden
Mulde besichtigt werden. Auch oben ist der Apparat mit Klapptüren 34 versehen, so
daß der Inhalt der obersten Mulde besichtigt werden kann. An jeder Mulde sind herabhängende
Platten 35 angeordnet. Die Unterkante jeder dieser Platten taucht unter die Oberfläche
des Materials und wirkt als Abschluß, durch den der Eintritt von Staub in den Hauptteil
der Mulde verhindert wird Zusätzliche Wärmeaustauschvorrichtungen sind in der Achsrichtung
jeder Mulde angeordnet. Sie haben die Form einer festen Trommel 40. Die beiden oberen
Trommeln 40 dienen zur Aufnahme des Heizmittels (Dampf o. dgl.).
-
Die unterste Trommel ist mit einem inneren Mantel 41 versehen, durch
den ein ringförmiger Raum 42 zur Aufnahme des Kühlmittels gebildet wird.
-
Jede der beiden an den Enden jeder Trommel angebrachten Abschlußscheiben
43 ist am Flansch einer Hülse 44 befestigt, welche auf einer axialen Hülse 45 angeordnet
ist, deren äußeres Ende von einem Lager 46 getragen wird. Das Lager 46 liegt außerhalb
des Traggerüsts und wird von einer Platte 47 getragen, die ihrerseits in geeigneter
Weise am Traggerüst des Apparates befestigt ist.
-
Die Trommeln 40 können jeden geeigneten Durchmesser haben; die Mulden
I haben vorzugsweise gleiche Größe, so daß der Apparat je nach Wunsch mit einer
verhältnismäßig niedrigen oder hohen Materialschicht arbeiten kann.
-
Das Heizmittel (z. B. Dampf) wird den oberen Trommeln durch die Leitungen
49 zugeführt.
-
Die Kondensate werden durch die Röhren 50 abgeführt. Bei dem untersten,
zur Kühlung dienenden Apparatteil wird das Kühlmittel in den ringförmigen Raum 42
durch ein Rohr 52 eingeführt; das verbrauchte Mittel verläßt den ringförmigen Raum
durch das Rohr 53.
-
Es sei bemerkt, daß durch Verbindung des Rohres 53 mit einem geeigneten
Heizmittel (z. B. Dampf) und des Rohres 52 mit einem Auspuff auch die untere Trommel
zur Verdampfung und Trocknung benutzt werden kann.
-
Die zu jeder Mulde gehörigen Mittel zur Bewegung des Materials bestehen
aus Speichenscheiben 56, die durch waagerechte Leisten 57 miteinander verbunden
sind. Die Leisten 57 tragen flache Streifen 60, welche zur Bewegung, Mischung und
Förderung des Materials und gleichzeitig dazu dienen, die ganze Oberfläche jeder
Mulde und jeder Trommel während einer Umdrehung der Speichenscheiben zubestreichen.
-
Die Anordnung der waagerechten Leisten 57 der Speichenscheiben muß
sa sein, daß ein gleichmäßiges Fließen des Materials rings um die Trommel gewährleistet
wird.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die flachen Streifen
60 mit Durchbrüchen oder Öffnungen 6I versehen. Jede Speichenscheibe trägt außen
einen hohlen Zapfen 62, welcher sich um die an jedem Ende der Trommel befestigte
Hülse 45 drehen kann, und ist zu diesem Zweck von einem Lager 46 getragen.
-
Es können (nicht gezeichnete) Stopfbuchsen vorgesehen
sein,
durch welche das Entweichen von Material zwischen den Buchsen 45 der Trommeln und
dem hohlen Zapfen der Speichenscheiben verhindert wird. Die Speichenscheiben werden
mit Hilfe von Stirnrädern gedreht, die auf dem zylindrischen Hohlzapfen 62 an einem
Ende des Apparates befestigt sind. Die Stirnräder 66 werden durch Zahntriebe angetrieben,
die ihrerseits ihren Antrieb durch einen Elektromotor oder eine andere Kraftquelle
erhalten.
-
Es versteht sich, daß die Umlaufgeschwindigkeit der einzelnen Trommeln
unabhängig von den andern Trommeln geregelt werden kann.
-
Für den Antrieb werden vorzugsweise Stirnräder verwendet, um die Ausdehnung
der Teile in der Achsrichtung der Trommeln ohne Beeinträchtigung des Zahneingriffes
zu gestatten.
-
Die an den Speichenscheiben befestigten schräg liegenden Streifen
60 werden vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, aus bandförmigem Material gebildet
und umfassen teilweise die Trommel. Bei einer Trommel von 400 mm Durchmesser hat
sich die Umfassung eines Viertels Umfanges der Trommel als zweckmäßig erwiesen.
Die Streifen 60 haben solche Abmessungen und solchen Abstand voneinander, und ihre
Neigung zur Achse der Trommel wird vorzugsweise so gewählt, daß die ganze Innenfläche
der Mulde und Außenfläche der Trommel während einer Umdrehung der Speichenscheiben
rein gefegt wird, während das Festbacken oder Anhaften des Materials verhindert
wird.
-
Die Länge der Streifen 60, ihre Schräglage und ihr Abstand können
entsprechend der Art des zu behandelnden Materials oder aus andern Gründen verändert
werden.
-
In den Fällen, in welchen verhältnismäßig kurze Streifen 60 verwendet
werden, können sie mit nahe beieinander liegenden Vorsprüngen versehen sein, so
daß die ganze Innenfläche der Mulde und Oberfläche der Trommel während einer Umdrehung
der Speichenscheiben rein gefegt wird. Diese Vorsprünge können auch zur Versteifung
verwandt werden.
-
Es muß betont werden, daß der Winkel, welchen jeder Streifen 60 mit
der Trommelachse und auch mit der Oberfläche der Trommel bildet, einen bedeutenden
Einfluß auf das Fließen und Mischen des Materials hat und daher entsprechend angeordnet
werden muß. Es hat sich gezeigt, daß jeder Streifen so befestigt werden muß, daß
er, wenn er aus dem Zwischenraum zwischen der Mulde und der Trommel aufsteigt, das
Bestreben hat, das Material mit sich hochzunehmen, während beim Eintritt des Streifens
in diesen Zwischenraum das Material an den beiden gegenüberliegenden Seiten der
Trommel zur Abwärtsbewegung gezwungen wird. Es wird so dem Material eine Drehbewegung
erteilt, während die Neigung des Streifens so sein muß, daß die Förderbewegung des
Materials in der Längsrichtung der Mulde aufrechterhalten wird.
-
Die Öffnungen 6I in den Streifen werden in erster Linie von der Größe
der Mulde und der Trommel bestimmt. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Öffnungen
6I ein vollständiges Mischen des Materials gesichert wird.
-
Das unmittelbare Ausschütten des Materials aus jeder Mulde durch
die Auslaßöffnung 4 hindurch wird mit Hilfe T-förmiger Schaufeln oder anderer Mittel
bewirkt, welche auch auf den waagerechten Leisten der Speichenscheiben angebracht
sind. Durch diese Schaufeln wird die durch die Drehung der Streifen bewirkte Vorwärtsbewegung
des Materials unterbrochen.
-
Die Größe jeder Auslaßöffnung 4 wird geregelt durch einen Schieber
5. Der Schieber 5 kann aufwärts und abwärts verschoben werden mittels eines Zahntriebes
69, der in einen am Schieber 5 befestigten Zahnsektor 70 eingreift. Der Zahntrieb
69 ist auf einer Welle 71 befestigt, die zur Öffnung und Schließung des Schiebers
5, z. B. yon Hand, gedreht werden kann. Das ausgeschüttete Material fließt über
die obere Kante des Schiebers 5.
-
Die Höhe der Auslaßöffnungen wird vorzugsweise durch einen Gleitschieber
geregelt, der in den Seitenplatten der Mulde gelagert ist und aufwärts gleitend
verschoben werden kann, wobei das Material über die Oberkante des Schiebers abfließt.
Auf diese Weise kann die Menge des Materials, welche von einer Mulde in die folgende
ausfließen kann, leicht geregelt und den besonderen Erfordernissen des zu behandelnden
Materials angepaßt werden. Ferner dient die Höhe der Entladeöffnung dazu, die obere
Fläche des Materials, welches sich in der Trommel oder den Trommeln befindet, zu
regeln, wodurch verhütet wird, daß das Material überflutet oder den Heizflächen
ausgesetzt wird, während durch die Regelung der Geschwindigkeit der Speichenscheiben
auch die Beschickung des Apparates geregelt wird. Jeder Einlaß zu einer Mulde kann
mit einem Querschieber verbunden sein.
-
Während des Betriebes gelangt das Material vom Trichter 6 in die
erste Mulde am Einlaßende der Mulde. Es wird gemischt und bewegt und gleichzeitig
von einem zum andern Ende der Mulde gefördert durch die schrägen Streifen 60, welche
auch die ganze Tnnenfläche der Mulde I undAußenfläche der Trommel40 rein fegen.
Das Material wird aus der ersten Mulde I durch die Auslaßöffnung 4 und über den
Schieber 5 zur nächsten Mulde mit Hilfe der T-förmigen Schaufeln 68 abgelassen usw.
durch die ganze Reihe der Mulden hindurch, bis es den Auslaß 7 erreicht.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt die letzte Trommel
zur Kühlung, wobei der durch den Mantel gebildete Zwischenraum zur Aufnahme des
Kühlmittels dient. Wie schon
erwähnt, kann diese Trommel auch zur
Verdampfung und Trocknung benutzt werden, indem man das Rohr 53 mit einer Heizmittelquelle
und das Rohr 52 mit einer Auslaßöffnung verbindet.
-
Die Dämpfe oder sonstigen aus dem Material infolge seiner Behandlung
aufsteigenden Gase werden aus jeder Kammer mittels des Sauggebläses 24 abgesaugt
und durch heiße Luft aus der Heizvorrichtung 26 ersetzt.
-
Wie man sieht, wird die Wirkung des Apparates durch diese zusätzliche
Heizvorrichtung noch erhöht. Der neue Apparat zeichnet sich durch Einfachheit der
Anordnung aus; das Material wird wirksam gemischt und bewegt während seines Durchganges
durch den Apparat.
-
Die Transportstreifen dienen gleichzeitig zur Förderung des Materials
von einem zum andern Ende der Trommel. Die Höhe der Auslaßschieber kann so eingestellt
werden, daß das Material in der gewünschten Menge von einer Trommel zu der nächstfolgenden
übergeleitet wird oder aus dem ganzen Apparat ausfließt.