EP0454045B1

EP0454045B1 - Zentrifugen-Trockner

Info

Publication number: EP0454045B1
Application number: EP91106497A
Authority: EP
Inventors: Hans Joachim Dipl.-Ing. Titus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1991-04-23
Publication date: 1993-08-04
Anticipated expiration: 2011-04-23
Also published as: JPH04227865A; JP2957750B2; US5163895A; DE4013388A1; EP0454045A2; EP0454045A3; DE59100241D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zentrifugen-Trockner mit einer horizontal gelagerten Antriebswelle, einer daran mitdrehend angeschlossenen Trommel, einem innerhalb der Trommel angeordneten Filter, der einen von der Anschlußseite der Antriebswelle aus konisch erweiterten Arbeitsraum umschließt, einer eine Stirnseite des Arbeitsraums bildenden, axial verschiebbaren Stauscheibe, und mit einem Trommel und Stauscheibe kapselnden Zentrifugengehäuse.
Zur mechanischen Abtrennung von Feststoffen aus Suspensionen werden nach Ablauf chemischer, biologischer oder fermentativer Verfahren Filterzentrifugen eingesetzt. Eine aus der DE-A 30 42 948 bekannte Zentrifuge der vorbeschriebenen Art enthält in einem zylindriSchen Trommelbereich einen mitdrehenden Schubboden, der von einem durch die Trommelwelle geführten Schubzylinder zu axial schwingenden Bewegungen angetrieben ist. Die Suspension wird von einem in die Trommel mündenden Aufgaberohr mittels eines mit dem Schubboden mitdrehenden Aufgabetopfes auf den zylindrischen Trommelbereich verteilt, von wo die Feststoffe nach kurzer Verweilzeit vom Schubboden in einen konischen Trommelbereich befördert und danach durch Fliehkraft in ein stationäres Auffanggehäuse abgeworfen werden. Um bei der vom Schubboden auf die Feststoffe ausgeübten mahlenden Mitnahmebewegung einen frühen Verschleiß der an der Trommeninnenseite anliegenden Filterfläche zu vermeiden, bestehen deren Öffnungen aus axialen Längsschlitzen, die aus Festigkeitsgründen eine bestimmte Mindestbreite nicht unterschreiten dürfen, so daß Produkte mit Korngrößen unterhalb von 40 µm nicht behandelt werden können. Nachteilig ist die nur durch Suspensionszufuhr mögliche Regelung des Zentrifugendurchsatzes, da das vom Schubboden in den Trommelkonus transportierte Produkt von dort unkontrolliert in das Auffanggehäuse gelangt. Da die Verweilzeit des Produktes entlang des Trommelkonus nicht steuerbar ist, eignet sich diese Zentrifugenart nur für schnellfiltrierende, grobkristalline Massenprodukte geringer Qualität. Eine Produktwäsche zur Befreiung von Mutterlauge ist wegen der inhomogenen Dichte des unkontrolliert über den Trommelkonus gleitenden Produktes unmöglich.
Zum Entleeren einer Zentrifugentrommel ist z.B. entsprechend aus der DE-A 33 40 636 eine Schälvorrichtung bekannt, die nach Beendigung des Schleuderbetriebs die an der Trommel anhaftende Produktschicht mittels eines an einem teleskopischen Austragrohr angeordneten Schälkopfes abschält. Solche Vorrichtungen verursachen während ihrer Bewegungen Dichtungsabrieb und damit Verunreinigungen im Produkt. Außerdem besitzen Schälvorrichtungen Ablagerungsflächen, die von Suspension benetzt werden und nach deren Abtropfen ein ungewaschenes Produkt ankrusten lassen. Eine durch Schälstaub verstärkte Kruste kann bei Schleudervibrationen abplatzen und das Endprodukt verunreinigen.
Schälvorrichtungen sind auch insofern problematisch, als in der Trommel stets eine Restschicht zurückbleibt, deren Verdichtung zunehmend längere Filtrationszeiten der nachfolgenden Chargen verursacht. Zum Entfernen der Restschicht muß die Zentrifuge angehalten und geöffnet werden, wobei während des Abkratzens und Ausschaufelns der Restschicht Lösungsmitteldämpfe abzusaugen sind. Dabei gelangen Fremdpartikel in das Produkt, und Arbeitskräfte sowie Umwelt werden belastet.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Zentrifugen-Trockners, der bei Beseitigung vorbeschriebener Nachteile bekannter Zentrifugen in diskontinuierlichem oder kontinuierlichem Betrieb mit mechanischer und/oder thermischer Trenntechnik arbeitet und aus dem unter Vermeidung einer Schälvorrichtung das Produkt in feuchtem oder trockenem Zustand vollständig entleert wird, ohne daß eine Restschicht am Filter verbleibt.
Entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe

besteht der Filter aus einem über seine gesamte Länge konischen Metallgewebeeinsatz,
ist auf der als Füllrohr ausgebildeten Antriebswelle die geschlossene Stirnwand des Arbeitsraumes mitdrehend befestigt,
ist an seinem erweiterten Ende der Arbeitsraum von einem nach innen offenen stationären Ringkanal umgeben, an den wenigstens eine Produktförderleitung angeschlossen ist,
ist die Stauscheibe zwischen einer das erweiterte Ende des Arbeitsraumes abdichtenden Verschlußstellung und Öffnungsstellungen für einen einstellbaren Austritt zum Ringkanal verschiebbar, mit dem die Verweilzeit des Produktes im Arbeitsraum gesteuert wird.

Wenn die den Metallfiltereinsatz enthaltende konische Trommel perforiert ist, kann innerhalb des Zentrifugengehäuses nahe dem äußeren Trommelumfang mindestens eine sich längs des Mantels erstreckende Verteilerleitung mit radial einwärts gerichteten Düsen vorgesehen sein, die zur Zuführung von Waschflüssigkeit, zur Rückspülung der Filterfläche und/oder zur Zuführung von Druckluft oder Heißgas dienen. Durch die Düsen können Druckstöße mit Heißgas ausgübt werden, um das entfeuchtete Produkt vom Filter abzulösen und wegzufördern. Durch äußere Zuführung von Heißgas läßt sich die Fließfähigkeit des Produktes entlang der konischen Trommelwand steigern.
An der Mündung der Antriebswelle kann eine Leiteinrichtung vorgesehen sein, mit der durch variierbaren Vordruck Suspension oder Waschflüssigkeit auf jeder gewünschten Stelle in der Länge des Filterkonus auftrifft.
Am Ende der Trommel ist mindestens eine in den Ringkanal ragende Schaufel befestigt, und im Ringkanal können eine oder mehrere tangentiale Düsen zur Einführung von Fördergas vorgesehen sein.
Der Konusmantel der Trommel und der konische Umfang des den Arbeitsraum umschließenden Filterkonus kann mehrere aneinander anschließende Längsbereiche mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln aufweisen, beispielsweise 15° auf einem ersten Längsdrittel für die Anfangsfiltrierung, während ein kleinerer Winkel auf dem zweiten Längsdrittel einen langsameren Vorschub des Produktes bewirkt.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zentrifugen-Trockners kann die Mündung eines vorzugsweise durch die Antriebswelle in den Arbeitsraum geführten Waschrohres so ausgebildet sein, daß unabhängig von der Produktwaschung der glattwandige, von Einbauten freie Arbeitsraum von anhaftender Mutterlauge freigewaschen wird. Wenn das in die Trommel geführte Waschrohr auf einen Innenumfangsbereich des Arbeitsraumes gerichtete Düsen aufweist, kann das Produkt auf dem kontinuierlichen Weg entlang der Trommelwand zwischen der Anfangsfiltration und der abschließenden Reduzierung der Endfeuchte gewaschen werden. Auch bei dieser Betriebsweise wird das Produkt vollständig ausgetragen, indem der gesamte Filterkuchen sich kontinuierlich entlang der Trommelwand bis zum Ringkanal weiterschiebt.
Außer mit dem über die Stauscheibe feineinstellbaren Austrittsspalt wird die Verweilzeit des Produktes im Arbeitsraum noch von zusätzlichen Parametern beeinflußt, wie Trommeldrehzahl, Reibung, Viskosität oder Thixotropie des Produktgemisches, Temperatur, Stärke der von außen injizierten Druckgasstöße usw., so daß die vollständige Entleerung des Filterkonus durch Pulsationsförderung ohne weitere mechanische Hilfsmittel erfolgt.
Mit Hilfe der Stauscheibe und deren Einstellmöglichkeit wird zwischen Chargenbetrieb und Durchlaufbetrieb gewählt. Vorzugsweise ist die Stauscheibe auf einer in der benachbarten Stirnwand des Zentrifugengehäuses geführten und durch einen Verstellantrieb axial bewegbaren Achse gelagert. Das Ende der Trommel kann einen zylindrischen oder konischen Auslaufbund zur Aufnahme einer Abdichtfläche der Stauscheibe aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Zentrifugen-Trockners nach der Erfindung

besteht die Trommel aus einem am mitdrehenden Trommelboden befestigten geschlossenen Mantel, der sich in Richtung auf sein freies Ende zylindrisch oder konisch verjüngt erstreckt;
ist der konische Ringraum zwischen dem Trommelmantel und dem mit seinem verjüngten Ende am Trommelboden anschließenden Metallfilterkonus durch axiale, den Filterkonus abstützende Stegwände in Druckkammern unterteilt;
enthalten die Druckkammern im Trommelboden wenigstens eine Diffusoröffnung, der auf dem gleichen Umkreis in der Rückwand des Zentrifugengehäuses mit geringem Abstand gegenüberliegend eine obere und eine untere Druckgasdüse zugeordnet ist;
ist jede Düse mit einer Ventilsteuerung versehen, die während der Überdeckungsdauer von Diffusor und Düse diese zu intermittierenden Druckgasstößen öffnet.

Aus diesem Vorschlag resultiert eine Druckkammer-Zentrifugentrommel mit einem Vollmantel und einem auswechselbaren, mehrlagig zusammengesinterten Metallgewebe-Filterkonus mit niedrigem Oberflächenreibwert. Der Ringraum zwischen Vollmantel und Filtereinsatz ist in mehrere Kammern unterteilt, die jeweils eine Diffusoröffnung enthalten, durch die mittels feststehender Düsen Druckgas injiziert wird zur Ablösung des Produktes vom Filter sowie zur gleichzeitigen Durchströmung und Trocknung des Produktes. Das offene Trommelende trägt einen Flansch als Anlage für die axial verschiebbare Stauscheibe, die als gasdichter Abschluß ermöglicht, den Arbeitsraum im Filterkonus als abgeschlossenen Behälter durch die Antriebswelle zu füllen oder zu waschen.
Die Verfahrensschritte Füllen/Waschen/Trocknen/Schleudern werden im Arbeitsraum ausgeführt, der von der Benetzung mit Mutterlauge ausgesetzten Einbauten frei ist und ein Höchstmaß an Produktreinheit gewährleistet. Nach dem Trockenschleudern kann der Arbeitsraum mit Überdruck beaufschlagt werden, um die kapillare Steighöhe der in der am Filterkonus haftenden Produktschicht verbleibenden Restfeuchte zu reduzieren und geringste Endfeuchten zu erreichen. Ein Entweichen des Gasdruckes ist aufgrund der abgedichteten Stauscheibe unmöglich.
Nach Beendigung der Filtration wird die Produktschicht durch in die Druckkammern injizierte Überschallströmungsimpulse und den damit induzierten Druckanstieg vom Filterkonus abgesprengt. Das Produkt bildet ein z.B. 50% des Arbeitsraumes füllendes Haufwerk, das wie bei einem Trommeltrockner mit reduzierter Drehzahl weiterbewegt wird. In dieser Phase wird in die unten befindlichen Druckkammern Heißgas eingedüst, das nunmehr das umgewälzte Produkt von unten durchströmt und aufgrund der hohen Gasgeschwindigkeit eine turbulente Produktdurchströmung mit hohem Wärmeaustausch und effizienter Trocknung bewirkt. Da sich das Produkt nur auf einem Teilbereich das Filterkonus befindet und aufgrund der Rotation ständig nach unten fällt, tritt das eingeströmte Gas staubgereinigt durch den Filterkonus hindurch und entweicht durch die Diffusoren in das Zentrifugengehäuse, von wo es durch Anschlußstutzen weitergeleitet wird. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse einen oberen ventilgesteuerten Anschlußstutzen zur Absaugung von Lösungsmittel bzw. Waschflüssigkeit enthaltendem Trocknungsgas aufweisen.
Während der im Unterdruck-, Normaldruck- oder Überdruckbereich stattfindenden Trocknungsphase verbleibt die Stauscheibe in gasdichter Anlage im Trommelflansch, so daß keine Verlustströmungen entstehen. Um den Arbeitsraum nach der Trocknung zu entleeren, wird die Stauscheibe mittels einer Axialantriebseinheit vom Trommelflansch entfernt und durch eine Umschalteinrichtung in eine mit der Trommel mitdrehende oder eine entkuppelte Betriebsweise gebracht.
Eine dazu zweckdienliche Ausgestaltung sieht vor, daß die freien Enden des Trommelmantels und des Filterkonus miteinander abgedichtet verbunden sind und auf einem Umfangsflansch axial gerichtete Mitnehmerbolzen tragen, die sich durch zugeordnete Öffnungen der Stauscheibe erstrecken. Die Mitnehmerbolzen können eine begrenzte Länge aufweisen und bei den Austrittsspalt zum Ringkanal weitgehend freigebender Stauscheibe mit deren Öffnungen außer Eingriff kommen.
Das freie Ende der Trommel ist von einem nach innen offenen Ringkanal umgeben, von dem eine oder mehrere Produktförderleitungen ausgehen. Die Stauscheibe ist zwischen einer den Zugang zum Ringkanal verschließenden und einer den Ausgang aus dem Arbeitsraum freigebenden Stellung verschiebbar. Mittels durch die jeweils untere Druckkammer zugeführter Druckgasstöße gelangt das Produkt bei langsam drehender Trommel aus dem Filterkonus in den Ringkanal und kann dort durch mechanische Hilfen und/ oder durch eingedüstes Druckgas in Umlauf gebracht und über einen tangentialen Auslaß herausgeführt werden. Bei Produktwechsel kann das Zentrifugengehäuse einschließlich Trommel und Ringkanal geflutet und bei Trommeldrehung gewaschen werden, wobei die Waschflüssigkeit den gleichen Weg nimmt wie sonst das Produkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Diffusoröffnungen aus auf dem gleichen Teilkreis angeordneten gekrümmten Langlochschlitzen bestehen. - Es ist zweckmäßigi, wenn der Rand der Diffusoröffnungen über den Innenumfang des Trommelmantels hinausragt. Die Stirnseite des Düsengehäuses kann mindestens in Radialrichtung die Diffusoröffnung überdecken.
Ausführungsbeispiele des Zentrifugen-Trockners nach der Erfindung sind nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch, Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Zentrifugentrockners in Verbindung mit den Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, sowie aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale der Ansprüche können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei weiteren Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1: einen einstufigen, vorzugsweise für einen Chargenbetrieb ausgelegten Zentrifugentrockner nach der Erfindung im Längsschnitt,
Fig. 2: einen dem Aufbau von Fig. 1 ähnlichen Zentrifugentrockner mit innerem Waschrohr für Durchlaufbetrieb,
Fig. 3: eine Variante des Zentrifugentrockners nach Fig. 1 mit einer Druckkammer-Zentrifugentrommel,
Fig. 4: eine Teildarstellung aus Fig. 3 mit abgeändertem Mitnehmerbolzen,
Fig. 5: einen vergrößerten Längsschnitt durch die Zentrifugentrommel in Fig. 3 und
Fig. 6: einen vergrößerten Querschnitt der Zentrifugentrommel nach Fig. 3.

Entsprechend Fig. 1 steht eine horizontal gelagerte Hohlwelle 7 über einen Keilriementrieb 2 mit einem frequenzgesteuerten Antriebsmotor 1 in Verbindung. Die Welle 7 trägt eine konische perforierte Zentrifugentrommel 4, in der ein über den Umfang geschlossener Filterkonus 3 gehalten ist, der aus gewebten zusammengesinterten Metallsieben bestehen kann. Die Hohlwelle 7 trägt vor der Mündung eine Umlenkhaube 8, um zugeführte Suspension in Pfeilrichtung an den kleinsten Trommelumfang zu leiten. Die Hohlwelle 7 ist in einem Lagergehäuse 18 auf einem Maschinenständer 15 abgestützt und trägt einen mittels einer Gleitringdichtung gehaltenen Anschluß 5 zur Zuführung von Suspension oder Waschflüssigkeit.
In fester Verbindung mit dem Lagergehäuse 18 steht ein Zentrifugengehäuse 17, das über eine Wellendichtung 14 gegen die Welle 7 abgedichtet und durch einen Deckel verschlossen ist, durch den hindurch eine kreisförmige Stauscheibe 9 axial verschiebbar ist. Die Stauscheibe 9 ist auf einer zentrischen Achse 20 gelagert, die von einer außen auf dem Deckel angeordneten Antriebseinheit 19 bewegt wird.
Die Stauscheibe 9 ist entlang einer ortsfesten Führung 21 bis in eine innere Führungsfläche am erweiterten Ende der Trommel 4 bewegbar, um den Arbeitsraum 23 bei diskontinuierlichem Betrieb mitdrehend zu schließen. Aus der filtrierten Suspension entsteht ein oberhalb der Mittelachse eingezeichneter Produktkuchen A. Das von Mutterlauge befreite Produkt wird gewaschen und trockengeschleudert. Anschließend wird bei reduzierter Drehzahl und bei geöffneter Stauscheibe 9.1 das Produkt allein aufgrund der Fliehkraft in einen an den Umfang des erweiterten Trommelendes abgedichtet anschließenden Ringkanal 10 entleert, der nach innen offen ist, jeden geeigneten Querschnitt aufweist, am Zentrifugengehäuse 17 oder an dessen Deckel abgestützt ist und eine Führung 21 trägt, an der die Stauscheibe in ihrer geöffneten Stellung 9.2 anliegt. Beim Trockenschleudern kann die Trommel 4 über die Hohlwelle mit Überdruck beaufschlagt werden. Danach können von einer oder mehreren Verteilerleitungen 16 bei langsam drehender Trommel Heißgas-Druckstöße eingeleitet werden, die den Produktkuchen A von der erwärmten Filterfläche 3 vollständig ablösen. Das in die Trommel 4 gelangende Heißgas entweicht über einen auf der Stauscheibe 9 befestigten mitdrehenden Filter durch die Achse 20 in eine Vakuumleitung.
Bei kontinuierlichem Betrieb wird entsprechend Fig. 2 durch die Stauscheibe 9 ein definierter Austrittsspalt eingestellt und die Trommel 4 ständig mit Suspension beaufschlagt. Auf einer ersten Konuslänge a wird die Mutterlauge abgeschleudert und in einem Ablaufstutzen 6 aufgefangen. Auf einer zweiten Konuslänge b wird das Produkt mit durch die Rohrleitung 25 injizierter Waschflüssigkeit gewaschen und danach auf einer Konuslänge c trockengeschleudert. Das schleuderfeuchte Produkt fließt ohne Rückstand in den Ringkanal 10 ab, in dem am Trommelumfang befestigte Schaufeln 11 das Produkt einem Stromtrockner 12 oder über die angedeutete Falleitung 13 einem Vakuumtrockner oder Container zuführen.
Von der Verteilerleitung 16 gehen radial einwärts gerichtete Düsen aus, die in bestimmten Fällen aus einem einzigen Längsschlitz bestehen können und wahlweise zur Zuführung von Waschflüssigkeit, Zurückspülung der Filterfläche und/oder zur Zuführung von Druckluft oder Heißgas dienen.
Beim Zentrifugentrockner gemäß Fig. 3 bis 6 ist auf dem in das Zentrifugengehäuse 17 abgedichtet eingeführten Ende der Hohlwelle 28 ein Trommelboden 30 befestigt, von dem ein zylindrischer oder gegen sein freies Ende leicht konisch verjüngter, geschlossener Trommelmantel 32 ausgeht. Zwischen dem inneren Ende eines Trommelflansches 34 und dem Trommelboden erstreckt sich ein aus gesintertem Filtergewebe bestehender, versteifter Metallfilterkonus 36, an dessen Außenseite unter Umfangsabständen U-Profile 38 als Aufnahme für vom Trommelmantel 32 radial einwärts ausgehende Stegwände 40 angeschweißt sind, die den konischen Ringraum in zueinander gasdichte Druckkammern 42 unterteilen. Jede Druckkammer enthält im Trommelboden 30 eine kreisrunde oder längliche Diffusoröffnung 44, durch die in ihren oberen Stellungen von einer oder mehreren, in der feststehenden Gehäuserückwand 45 angeordneten Düsen 46 in zeitlich wählbaren Intervallen Druckstöße eingeschossen werden. Der durch Überschallströmung in der Druckkammer 42 entstehende Druckanstieg bewirkt, daß über die gesamte Segmentfläche die innen am Filterkonus 36 anhaftende Produktschicht abgelöst wird und abfällt.
Auf einer im Gehäusedeckel 48 abgedichtet verschiebbaren Achse 50 ist eine Stauscheibe 52 drehbar gelagert, die wie im Beispiel nach Fig. 1 und 2 zwischen einer den Arbeitsraum 53 verschließenden Endstellung und den Ausgang zum Ringkanal 54 mehr oder weniger öffnenden Zwischenstellungen verschiebbar ist. Der Trommelflansch 34 trägt eine Fassung mit einer Ringfläche 56 für den Umfang 58 der Stauscheibe. Durch die Hohlwelle 28 und durch ein Innenrohr 60 werden den konischen Ringdüsen 28a bzw. 60a Suspension bzw. Waschflüssigkeit zugeleitet. Dies ermöglicht eine vollautomatische Beschickung, da die mitrotierende, trompetenförmig aus den Ringdüsen austretende Flüssigkeit aufgrund ihres variierbaren Vordruckes insbesondere beim vollständigen Waschen des Arbeitsraumes auf jeden gewünschten Bereich der Innenwand des Filterkonus und der Stauscheibe gelenkt werden kann. Am Trommelflansch 34 sind in den Ringkanal 54 ragende Schaufeln 64 sowie Mitnehmerbolzen 66 befestigt, die abgedichtet durch Öffnungen in die Stauscheibe 52 ragen und die Trommeldrehbewegung übertragen. Entsprechend Fig. 4 sind die Mitnehmerbolzen 66 verkürzt, so daß die Stauscheibe ab einer bestimmten Öffnungsgröße des Ringkanals vom Mitnehmerantrieb entkuppelt und durch Arretierungsbolzen 68 festgehalten ist.
Im Schleuderbetrieb gelangt abfiltrierte Mutterlauge oder Waschflüssigkeit durch den Filterkonus 36 in die Druckkammern 42 und fließt von dort entlang dem Trommelmantel durch die Diffusoröffnungen 44 in das Gehäuse 17 bzw. durch dessen Sammelanschluß 72 ab. Um den Flüssigkeitsablauf bei zylindrischem Trommelmantel 32 sicherzustellen, wird der gesamte Apparat während des Schleuderbetriebes leicht geneigt, nämlich am linken Ende in Fig. 2 angehoben. Nach dem Trockenschleudern wird der Trommelraum durch die Hohlwelle 28 mit Gasüberdruck beaufschlagt, um die kapillare Steighöhe der im Produkt verbliebenen Restfeuchte zu reduzieren.
Zum Ablösen der am Filterkonus 36 anhaftenden Produktschicht kann man zunächst Heißgas mit Niederdruckstößen in die Druckkammern 42 blasen, um den Filterkonus zu erwärmen und die klebrige Grundschicht des Produktes anzutrocknen. Nach dieser Vortrocknung erfolgen Hochdruckstöße, unter denen die Produktschicht zerbricht und abfällt. Gleichzeitig wird der Filterkonus von außen nach innen gereinigt.
Nach Abreinigung des Filterkonus in den beispielsweise fünf Druckkammern gemäß Fig. 6 wird über die untere Düse 47 Heißgas in Druckstößen eingeführt, um als Wirbelstrom das Produkt konvektiv zu trocknen. Das in der unteren Hälfte des Arbeitsraumes gesammelte Produkt wird bei niedriger Drehzahl ständig umgeschichtet und so die Trocknung beschleunigt. Das eingedüste Gas tritt durch die obere Konushälfte aus.
Da das im Arbeitsraum mit Lösungsmittel- und anderen Flüssigkeitsdämpfen angereicherte, im Filter vom Produkt befreite und aus den Druckkammern 42 ausströmende Gas schon im Zentrifugengehäuse 17 kondensieren darf, von wo es auf kurzem Weg einem Kondensator zugeführt wird, steht für die Trocknung eine hohe ausnutzbare Temperaturdifferenz gegenüber dem Fall zur Verfügung, wo das Produkt aus der Filtertrommel mittels eines Schälkopfes abgelöst und im Gleichstrom von einem konvektiven Trocknungsgas bis in einen Produktabscheidefilter begleitet wird und deshalb eine gegenüber dem Taupunkt um mindestens 30° höhere Abgastemperatur haben muß.
Indem der konvektive Heißgasstrom vom Produkttransport getrennt ist, wird bei gleicher Trocknungszeit in Bezug auf das bekannte Schälverfahren für die Erwärmung des Trocknungsgases nur etwa die Hälfte der dort erforderlichen Wärmemenge benötigt. Das unter Anwendung der neuartigen Gasführung gewonnene Produkt erreicht im Vergleich zur Stromtrocknung oder Vakuumkontakttrocknung wesentlich niedrigere Endfeuchten, die im ppm-Bereich liegen.
Nach Beendigung der im Arbeitsraum 53 im Über- oder Unterdruckbereich durchgeführten Trocknung und bei geöffnetem Ausgang zum Ringkanal bewirken die weiterhin auf das Produkt ausgeübten Gasdruckstöße eine Pulsationsförderung, bei der das pulsierende Fördergas das Produkt durch den Ringkanal in einen Staubabscheider oder einen anderen Bestimmungsort weitertreibt.
Die angestrebte vollständige Entleerung des Produktes aus dem von Einbauten freien Arbeitsraum ohne verbleibende Restschicht wird ohne Schälvorrichtung durch Kombination folgender Parameter erreicht:

Niedriger Oberflächenreibwert des metallischen Filterkonus,
Konuswinkel des auswechselbaren Filterkonus,
Trommeldrehzahl,
Druckgas-Impulsströmung in Verbindung mit verstellbarer Stauscheibe.

Claims

Zentrifugen-Trockner mit einer horizontal gelagerten Antriebswelle, einer daran mitdrehend angeschlossenen Trommel, einem innerhalb der Trommel angeordneten Filter, der einen von der Anschlußseite der Antriebswelle aus konisch erweiterten Arbeitsraum umschließt, einer eine Stirnseite des Arbeitsraums bildenden, axial verschiebbaren Stauscheibe, und mit einem Trommel und Stauscheibe kapselnden Zentrifugengehäuse, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- der Filter (3; 36) besteht aus einem über seine gesamte Länge konischen Metallgewebeeinsatz,

- auf der als Füllrohr ausgebildeten Antriebswelle (7; 28) ist die geschlossene Stirnwand (30) des Arbeitsraums (23; 53) mitdrehend befestigt,

- an seinem erweiterten Ende ist der Arbeitsraum von einem nach innen offenen stationären Ringkanal (10; 54) umgeben, an den wenigstens eine Produktförderleitung angeschlossen ist,

- die Stauscheibe (9; 52) ist zwischen einer das erweiterte Ende des Arbeitsraums (23; 53) abdichtenden Verschlußstellung und Öffnungsstellungen für einen einstellbaren Austritt zum Ringkanal verschiebbar, mit dem die Verweilzeit des Produktes im Arbeitsraum gesteuert wird.
Zentrifugen-Trockner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Zentrifugengehäuses mindestens eine parallel zum Trommelumfang verlaufende Verteilerleitung (16) mit radial einwärts gerichteten Austrittsdüsen für Waschflüssigkeit, Filterreinigungsmedium und/ oder Druckluft und Heißgas angeordnet ist.
Zentrifugen-Trockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mündung der Antriebswelle eine Leiteinrichtung (8) vorgesehen ist, mit der durch variierbaren Vordruck Suspension oder Waschflüssigkeit auf jeder gewünschten Stelle in der Länge des Filterkonus auftrifft.
Zentrifugen-Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Trommel (4; 32) mindestens eine in den Ringkanal ragende Schaufel (11; 64) befestigt ist.
Zentrifugen-Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringkanal (10) eine oder mehrere tangentiale Düsen zur Einführung von Fördergas vorgesehen sind.
Zentrifugen-Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Umfang des den Arbeitsraum umschließenden Filterkonus (23; 53) aneinander anschließende Bereiche mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln aufweist.
Zentrifugen-Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung eines vorzugsweise durch die Antriebswelle (7) in den Arbeitsraum geführten Waschrohres (25) so ausgebildet ist, daß unabhängig von der Produktwaschung der glattwandige, von Einbauten freie Arbeitsraum von anhaftender Mutterlauge freigewaschen wird.
Zentifugen-Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Kombination und geeignete Bemessung der Parameter Filterkonuswinkel, Drehzahl, Oberflächenreibwert und impulsmäßige äußere Druckgasbeaufschlagung des Filterkonus dessen vollständige Entleerung vom Produkt mit Pulsationsförderung ohne mechanische Hilfsmittel erfolgt.
Zentrifugen-Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (9; 52) auf einer in der benachbarten Stirnwand des Zentrifugengehäuses (17) geführten und durch einen Verstellantrieb axial bewegbaren Achse (20; 50) gelagert ist.
Zentrifugen-Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Trommel einen zylindrischen oder konischen Auslaufbund (34) zur Aufnahme einer Abdichtfläche der Stauscheibe (9) aufweist.
Zentrifugen-Trockener nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 10, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- Die Trommel besteht aus einem am mitdrehenden Trommelboden (30) befestigten geschlossenen Mantel (32), der sich in Richtung auf sein freies Ende zylindrisch oder konisch verjüngt erstreckt;

- der konische Ringraum zwischen dem Trommelmantel (32) und dem mit seinem verjüngten Ende am Trommelboden anschließenden Metallfilterkonus (36) ist durch axiale, den Filterkonus abstützende Stegwände (40) in Druckkammern (42) unterteilt;

- die Druckkammern enthalten im Trommelboden wenigstens eine Diffusoröffnung (44), der auf dem gleichen Umkreis in der Rückwand (45) des Zentrifugengehäuses mit geringem Abstand gegenüberliegend eine obere und eine untere Druckgasdüse (47) zugeordnet ist;

- jede Düse ist mit einer Ventilsteuerung (70) versehen, die während der Überdeckungsdauer von Diffusor und Düse diese zu intermittierenden Druckgasstößen öffnet.
Zentrifugen-Trockner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusoröffnungen (44) aus auf dem gleichen Teilkreis angeordneten gekrümmten Langlochschlitzen bestehen.
Zentrifugen-Trockner nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Diffusoröffnungen (44) über den Innenumfang des Trommelmantels (32) hinausragt.
Zentrifugen-Trockner nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite des Düsengehäuses mindestens in Radialrichtung die Diffusoröffnung überdeckt.
Zentrifugen-Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden des Trommelmantels (32) und des Filterkonus (36) miteinander abgedichtet verbunden sind und auf einem Umfangsflansch axial gerichtete Mitnehmerbolzen (66, 67) tragen, die sich durch zugeordnete Öffnungen der Stauscheibe (52) erstrecken.
Zentrifugen-Trockner nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerbolzen (67) eine begrenzte Länge aufweisen und bei den Austrittsspalt zum Ringkanal (54) weitgehend freigebender Stauscheibe (52) mit deren Öffnungen außer Eingriff kommen.
Zentrifugen-Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (17) einen oberen ventilgesteuerten Anschlußstutzen zur Absaugung von Lösungsmittel bzw. Waschflüssigkeit enthaltendem Trocknungsgas aufweist.