NL1034022C2 - Inrichting voor warmtewisseling met radiaal mengen. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting voor warmtewisseling met radiaal mengen

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting, omvattende een trog met twee langs elkaar verlopende roteerbaar opgestelde assen, welke assen elk zijn voorzien van in axiale richting met tussenafstand uiteengeplaatste ruggen die zich ten opzichte van de assen in hoofdzaak in 5 een radiaal vlak uitstrekken en die zich in omtreksrichting over althans een deel van de omtrek uitstrekken en die in omtreksrichting althans gedeeltelijk wigvormig verlopen, waarbij bij tegengestelde rotatie van de assen in axiale richting opeenvolgende ruggen om en om ineengrijpen onder vorming van een zich telkens opnieuw vernauwende spleet.

10 Een dergelijke inrichting is algemeen bekend. Een uitvoering wordt bijvoorbeeld beschreven in JP 58 117 954 ten name van Nara Machinery Company Ltd. In de inrichting wordt een product in hoofdzaak in radiale richting gemengd, doordat krachten in axiale richting nagenoeg afwezig zijn. Transport in axiale richting wordt niet door de ruggen opgelegd, maar 15 gebeurt onder invloed van een externe kracht, bijvoorbeeld onder invloed van de zwaartekracht bij schuine plaatsing van de trog en/of door drukverschillen door voortdurend toevoeren van product.

De ruggen en/of de trog zijn ingericht voor het in warmtewisselend contact zijn met het product. Het product kan in de inrichting worden 20 gekoeld, gedroogd en/of verwarmd, waarbij gebruik wordt gemaakt van radiale menging van het product.

In een dergelijke inrichting zijn per mengas alle mengruggen op een lijn geplaatst om axiale krachten door de ruggen op het product zo veel mogelijk tegen te gaan. Nadelig aan een dergelijke opstelling is dat 25 piekbelasting op de assen en aandrijving kan optreden. Dit is met name bij producten met een hoge densiteit en/of viscositeit, zoals bijvoorbeeld ontwaterd waterzuiveringsslib het geval.

1034022 2

De uitvinding beoogt een inrichting van de in de aanhef genoemde soort, waarbij met behoud van de voordelen, genoemde nadelen kunnen worden tegengegaan. Daartoe is een inrichting overeenkomstig de uitvinding gekenmerkt doordat per as opeenvolgende ruggen in axiale 5 richting ten opzichte van elkaar in omtreksrichting over een hoek zijn versprongen. Hierdoor worden de ruggen per as niet allemaal tegelijk in het product geleid en wordt de piekbelasting verdeeld gedurende de rotatie van de as, terwijl de axiale krachten op het product beperkt blijven.

Door opeenvolgende ruggen per as schroeflijnvormig op te stellen 10 wordt de piekbelasting nagenoeg uitgesmeerd over een rotatie van de as. Dit heeft een min of meer gelijkmatig verdeelde belasting van de as en aandrijving tot gevolg.

Door opeenvolgende ruggen per as over een hoek van maximaal circa 15° te laten verspringen, kunnen de axiale krachten die door de ruggen 15 op het product kunnen worden uitgeoefend beperkt blijven.

De uitvinding zal nader worden toe gelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld dat in een tekening is weergegeven. In de tekening toont:

Fig. 1 een schematisch zijaanzicht van een inrichting volgens de 20 uitvinding;

Fig. 2 een schematisch boven- en perspectivisch aanzicht van assen met schroeflijnvormig opgestelde ruggen in een eerste configuratie;

Fig. 3 een schematisch boven- en perspectivisch aanzicht van assen met schroeflijnvormig opgestelde ruggen in een tweede configuratie; 25 Fig. 4 een schematisch vooraanzicht van assen met ruggen in de eerste configuratie;

Fig. 5 een schematisch vooraanzicht van assen met ruggen in de tweede configuratie;

Fig. 6 een schematisch boven- en perspectivisch aanzicht van assen 30 met golflij nvormig opgestelde ruggen; 3

Fig. 7 schematisch boven- en perspectivisch aanzicht van assen met willekeurig opgestelde ruggen;

Fig. 8 schematisch vooraanzicht van ruggen ingericht voor warmtewisselend contact; 5 Fig. 9 een schematisch boven- en zijaanzicht van een rug.

Opgemerkt wordt dat de figuren slechts schematische weergaven zijn van voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding die worden beschreven bij wijze van niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. In de figuren zijn gelijke of corresponderende onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers 10 weergegeven.

Fig. 1 toont een inrichting 1 die een trog 2 omvat. In Fig. 1 is de trog 2 gedeeltelijk doorgesneden zodat een as 3 is te zien. De trog 2 omvat twee langs elkaar verlopende roteerbaar opgestelde assen 3.

De inrichting 1 is voorzien van een invoer 4 waarlangs het te 15 behandelen product in de trog 2 wordt gevoerd, en een uitvoer 5 waarlangs het product uit de trog 2 wordt afgevoerd. De assen 3 zijn opgesteld in een richting die correspondeert met een pad tussen de invoer 4 en de uitvoer 5 van de trog 2.

De assen 3 worden aangedreven door middel van een aandrijving 6.

20 De assen 3 zijn voorzien van in axiale richting met tussenafstand uiteengeplaatste ruggen 7 die schroeflijnvormig zijn opgesteld, zoals getoond in Fig. 1. De ruggen 7 strekken zich in omtreksrichting in hoofdzaak in een radiaal vlak uit over een deel van de omtrek. De ruggen 7 hebben althans gedeeltelijk een wigvormig verloop, zoals te zien in Fig. 9.

25 In een veel voorkomende toepassing zijn de ruggen 7 ingericht voor warmtewisselend contact met het product. De ruggen 7 kunnen hiertoe hol zijn uitgevoerd, zoals getoond in Fig. 8, en kunnen worden gevuld met stoom of met een warme of koude vloeistof. De inrichting 1 kan dan gebruikt worden om het product te drogen, te koelen en/of te verwarmen. Het drogen, 4 koelen of verwarmen wordt efficiënter gemaakt door gebruik te maken van de radiale menging van het product.

Tijdens bedrijf wordt product via de invoer 4 aan de trog 2 toegevoerd. Door de schroeflijnvormige opstelling grijpen bij tegengestelde rotatie van 5 de assen 3 opeenvolgende ruggen 7 om en om ineen onder vorming van een zich vernauwende spleet. Hierdoor wordt het product in radiale richting gemengd en wordt het product tegen de ruggen 7 gedrukt om zo een goed warmtewisselend contact te kunnen bewerkstelligen tussen product en ruggen 7.

10 Door voortdurend product via de invoer 4 te blijven toevoeren, wordt het product door de trog 2 naar de uitvoer 5 geduwd, de zogenoemde prop-stroom. Om dit transport te vergemakkelijken is de trog 2 met de assen 3 hier hellend opgesteld, zodat het einde van de assen 3 aan de zijde van de invoer 4 hoger is dan het einde van de assen 3 aan de zijde van de uitvoer 5.

15 In een voordelige uitvoeringsvorm zijn de ruggen 7 aan het einde voorzien van een meeneemplaat 8, zoals getoond in Fig. 9. Door de meeneemplaat 8 wordt de gleuf die de rug 7 in het product heeft achtergelaten verstoord, waardoor een meer optimale radiale menging kan worden bereikt.

20 De hoek tussen opeenvolgende ruggen 7 op een as is in dit voorbeeld maximaal ongeveer 15°, bijvoorbeeld is de hoek ongeveer 10°. Bij een dergelijke kleine hoek kan de belasting relatief gelijkmatig over de as 3 verdeeld worden en kan de axiale kracht van de ruggen 7 op het product klein blijven, zodat alleen menging in radiale richting zal plaatsvinden.

25 Fig. 2, Fig. 3, Fig. 6 en Fig. 7 tonen verschillende uitvoeringsvormen waaronder de ruggen 7 kunnen zijn geplaatst. De opeenvolgende ruggen 7 kunnen schroeflijnvormig zijn opgesteld, zoals getoond in Fig. 1, Fig. 2 en Fig. 3. Ook kunnen opeenvolgende ruggen 7 golfvormig zijn opgesteld, zoals getoond in Fig. 6. In een andere uitvoeringsvorm kunnen opeenvolgende 30 ruggen 7 willekeurig zijn opgesteld, zoals getoond in Fig. 7.

5

Dergelijke opstellingen kunnen zijn uitgevoerd in twee mogelijke configuraties: een configuratie waarbij per mengas in eenzelfde radiale vlak twee of meer zijn ruggen opgesteld, de zogenoemde ‘paired’-configuratie zoals getoond in Fig. 3 en Fig. 4 en een configuratie waarbij per mengas in 5 eenzelfde radiale vlak één rug is opgesteld, de zogenoemde ‘staggered’-configuratie zoals getoond in Fig. 2 en Fig. 5.

In de ‘paired’-configuratie (Fig. 3 en Fig. 4) zijn in omtreksrichting per as in eenzelfde radiaal vlak in dit voorbeeld twee ruggen aangebracht. Eventueel kunnen in omtreksrichting per as ook bijvoorbeeld drie ruggen 10 zijn aangebracht in hetzelfde radiale vlak. Bij tegengestelde rotatie van de assen 3 grijpen de ruggen 7 om en om ineen. Tussen de rug 7 van de eerste as 3 en de volgende rug 7 van de tweede as 3 wordt een zich vernauwende spleet 9 gevormd. De spleet 9 opent breed bij het begin van de ruggen 7 en sluit smal bij de meeneemplaat 8 aan het einde van de ruggen 7. In de 15 ‘paired’-configuratie bevinden per as 3 de volgende ruggen 7 zich in hetzelfde radiale vlak als hun voorgaande ruggen 7, waardoor na het sluiten van de ene spleet, de volgende spleet zich eveneens in hetzelfde radiale vlak opent.

In de ‘staggered’-configuratie (Fig. 2 en Fig. 5) bevindt zich in 20 eenzelfde radiaal vlak per as 3 slechts een rug 7. De zich vernauwende spleet 9 wordt gevormd tussen een rug 7 van de eerste as 3 en een daaropvolgende rug 7 van de tweede as 3. De spleet 9 opent breed bij het ineengrijpen van de wigvormige ruggen 7 en sluit smal bij de meeneemplaten 8 van de ruggen 7. Gedurende de rotatie is per as 3 de 25 volgende rug 7 in axiale richting verplaatst ten opzichte van de voorgaande rug 7, waardoor gedurende rotatie de volgende spleet 9 in axiale richting versprongen ten opzichte van de gedurende rotatie eerder gevormde spleet.

Het moge duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de hier weergegeven uitvoeringsvormen. Vele varianten zijn mogelijk en worden 6 geacht te liggen in het bereik van de uitvinding zoals weergegeven in de hiernavolgende conclusies.

1034022

Claims (8)

1. Inrichting, omvattende een trog met twee langs elkaar verlopende roteerbaar opgestelde assen, welke assen elk zijn voorzien van in axiale richting met tussenafstand uiteengeplaatste ruggen die zich ten opzichte van de assen in hoofdzaak in een radiaal vlak uitstrekken en die zich in 5 omtreksrichting over althans een deel van de omtrek uitstrekken en die in omtreksrichting althans gedeeltelijk wigvormig verlopen, waarbij bij tegengestelde rotatie van de assen opeenvolgende ruggen om en om ineengrijpen onder vorming van een zich telkens opnieuw vernauwende spleet, met het kenmerk dat per as opeenvolgende ruggen in axiale richting 10 ten opzichte van elkaar in omtreksrichting over een hoek zijn versprongen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij opeenvolgende ruggen per as in axiale richting schroeflijnvormig zijn opgesteld.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij opeenvolgende ruggen per as over een hoek van maximaal circa 15° zijn versprongen.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de assen zich uitstrekken in een richting die correspondeert met een pad tussen een invoer en een uitvoer van de trog.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het einde van een rug is voorzien van een meeneemplaat.

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de ruggen zijn ingericht voor warmtewisselend contact met het product.

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de trog is ingericht voor warmtewisselend contact met het product.

8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij per 25 menger telkens meerdere mengruggen, in het bijzonder twee, in hetzelfde radiale vlak zijn gelegen. 1034022