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Dokumentenidentifikation EP0448766 07.11.1991
EP-Veröffentlichungsnummer 0448766
Titel Mischtrockner bzw. Vorrichtung zum Be- und Verarbeiten von flüssigen, pastösen, feuchten und trockenen Produkten.
Anmelder Alfred Bolz GmbH & Co KG, 7988 Wangen, DE
Erfinder Kugler, Johann Dipl. Ing., W-8994 Hergatz, DE
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, IT, LI, LU, NL, SE
Sprache des Dokument De
EP-Anmeldetag 19.04.1990
EP-Aktenzeichen 901074823
EP-Offenlegungsdatum 02.10.1991
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.11.1991
IPC-Hauptklasse F26B 11/12
IPC-Nebenklasse F26B 7/00   

Beschreibung[de]

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Mischtrockner bzw. Vorrichtung zum Be- und Verarbeiten von flüssigen, pastösen, feuchten und trockenen Produkten unter atmosphärischen, Vakuum- oder Druckbedingungen, wobei ein Mischbehälter, bestehend aus Deckel- Mittel- und Bodenteil, die wahlweise beheizt werden können, vorgesehen ist und im Inneren des Mischbehälters um die vertikale Behälterachse drehend eine Mischschnecke angeordnet ist.

Derartige Mischtrockner sind bekannt, um mit hoher Leistung flüssige, pastöse oder feuchte sowie auch trockene Produkte zu trocknen.

Bei der Trocknung von trockenen Produkten, gibt es z. B. einen Anwendungsfall, wo aus kristallisierten Stoffen Kristallwasser entfernt werden soll.

Es ist bekannt, in derartigen Mischtrocknern, die eine zylindrische oder zylindro-konische Wand aufweisen, eine entsprechende Trockungseinrichtung einzubauen. Die bisher bekannten Trocknungseinrichtungen bestanden in der Regel aus einer innenwandig beheizten Mischschnecke, die von einem Heizmedium in einem geschlossenen Kreislauf umschlossen wird sowie von beheizten Behälterwandungen dieses Mischtrockners.

Ein diesbezüglicher Mischtrockner geht beispielsweise auf eigene Patente des Anmelders zurück. Der erwähnte Mischtrockner hat zwar eine ausgezeichnete Heizleistung, jedoch ist das Verhältnis von Produktvolumen zur Wärmeübertragungsfläche noch optimierbar. Bei den bekannten Mischtrocknern handelt es sich um eine beheizte Mischschnecke, die an der Innenwandung des Mischbehälters entlangläuft.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, Mischtrockner der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß das Verhältnis zwischen Produktvolumen und Wärmeübertragungsfläche noch wesentlich verbessert wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einem Mischbehälter, der eine zentrisch angetriebene beheizbare Mischschnecke enthält, diese Mischschnecke von mindestens einem beheizbaren Heizmantel konzentrisch umgeben ist, welcher Heizmantel im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und sich achsparallel zur Achse der Mischschnecke im Mischbehälter erstreckt.

Bei der gegebenen technischen Lehre wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß in dichtem radialen Abstand zur beheizten Mischschnecke eine weitere Heizfläche im Innenraum des Mischtrockners geschaffen wird, welche eine ausgezeichnete Wärmeübertragung auf das zu trocknende Produkt gewährleistet.

Wesentlich hierbei ist, daß die Innenwandung des Heizmantels in dichtem radialen Abstand zur Außenkontur der beheizten Mischschnecke verläuft. Hierdurch wird ein Förderspalt definiert, durch welchen die Mischschnecke das Produkt entweder nach oben transportiert oder in anderen Anwendungsfällen vom Deckelbereich des Behälters aus nach unten fördert.

Bedingt durch diesen engen Förderspalt kommt es also zu einem ausgezeichneten Wärmekontakt und damit zu einer Wärmeübertragung einerseits an der Mischschnecke und andererseits an dem Heizmantel.

Wesentlich ist, daß der Heizmantel einen axialen Abstand zur Innenseite des Deckels frei läßt, damit die Mischschnecke das nach oben befördernde Produkt dort am Deckel umlenkt und das Produkt in Richtung radial auswärts an den Behälterwandungen herabsinkt in Richtung zum Bodenbereich des Mischtrockners. Hierbei kommt das zu trocknende Produkt wiederum in Wärmekontakt einerseits mit der beheizten Außenwandung und andererseits mit der gegebenenfalls beheizten Innenwandung des Mischbehälters.

In der einleitenden Beschreibung wurde erwähnt, daß der Heizmantel bevorzugt sich achsparallel zur Längsachse der Mischschnecke erstreckt.

In einer anderen Ausführungsform ist es jedoch vorgesehen, daß die Mischschnecke selbst in der Kontur konisch ausgebildet ist und dementsprechend der Heizmantel nicht achsparallel zur Mischschneckenlängsachse verläuft, sondern ebenfalls eine konische Kontur aufweist.

Eine erste Ausführungsform sieht vor, daß die konische Kontur sich nach oben öffnet und dementsprechend der Heizmantel dieser Kontur angepaßt ist. In einer anderen Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die Kontur der Heizschnecke im Bodenbereich breiter ist als im Deckelbereich und dementsprechend ist auch der Heizmantel an diese Kontur angepaßt.

Für die Ausführung des Heizmantels gibt es mehrere bevorzugte Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Heizmantel doppelwandig ausgeführt. In diesem doppelwandigen Heizmantel findet eine Zwangsführung des Heizmediums etwa derart statt, daß das Heizmedium unten in den umlaufenden Heizraum eintritt und dort über Kanäle oder Führungsrohre entlang den Wandungen so geführt wird, daß ein ständiger Umfluß des Heizmediums stattfindet, z. B. von der Außenwandung des Behälters nach oben; oben wird das Heizmittel umgelenkt und wird an der Innenwandung des Behälters wieder heruntergeführt und zu einem Auslaß abgelassen.

In einer anderen Ausführungsform ist es vorgesehen, daß das Heizmedium in dem oberen Bereich dieses doppelwandig ausgeführten Heizmantels eingeführt wird und durch Umlenkorgane z. B. spiralig in der Doppelwandung des Heizmantels heruntergeführt wird und dort einem Auslaß zugeführt wird.

Statt der hier beschriebenen Beheizung mit einem Heizmedium wie z. B. Wasser oder Dampf oder einem Thermoöl ist zusätzlich oder allein eine elektrische Beheizung vorgesehen.

Ein weiteres, wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß im Ringspalt zwischen der Außenwandung dieses konzentrischen Heizmantels und der Innenwandung des Mischtrockners ein weiteres Mischwerk mit einem oder mehreren Auslegern angeordnet ist, welches Mischwerk drehangetrieben ist und die ein oder mehreren Ausleger in dem Ringspalt zwischen der Außenwandung des Heizmantels und der Innenwandung der gegebenenfalls beheizten Behälterwandung drehbar angetrieben sind.

Die Ausleger haben einen Abstreif- oder Umwälzeffekt auf das im Mischtrockner befindliche Produkt. Die radiale Innenseite der Ausleger, die nächst der radial äußeren Seite zum beheizbaren Heizmantel angeordnet sind, streift das sich an der Außenseite des konzentrischen Heizmantels absetzende Produkt ab und führt es weg. Dadurch werden Verbackungen, Festsetzugen oder unzulässige Anhaftungen des Produktes in diesem Bereich vermieden.

Der gleiche Effekt wird im übrigen auch an der radialen Außenseite der Ausleger erreicht, die mit geringem radialen Abstand an der Innenseite der beheizten Behälterwandung laufen. Auch in diesem Bereich wird durch die Drehbewegung der Ausleger eine Anhaftung des Produktes mit Sicherheit vermieden.

Neben diesem Rühr- und Umwälzeffekt kann es noch zusätzlich vorgesehen sein, daß die Ausleger noch einen zusätzlichen Fördereffekt für Medium in Achsrichtung der Mischschnecke aufweisen. Hierbei bleibt es offen, ob die Förderrichtung entgegen der Förderrichtung der Mischschnecke oder gleichsinnig wie die Förderrichtung der Mischschnecke erfolgt.

Bei der Verwirklichung der vorliegenden Erfindung bleiben dem Fachmann weite Grenzen offen, die von der vorliegenden Erfindung alle umfaßt werden. So ist es in einer ersten bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Mischschnecke von unten (vom Behälterboden aus) angetrieben ist, während die Abstreiferanordnung von der Deckelseite des Behälters aus angetrieben ist.

Ebenso ist eine umgekehrte Anordnung möglich, bei der die Abstreifer von unten und die Mischschnecke von oben her angetrieben ist.

In einer weiteren Ausfühhrungsform ist es vorgesehen, daß beide Anordnungen konzentrisch zueinander entweder an der Deckelseite oder an der Bodenseite des Behälters zusammen angetrieben sind.

In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die Ausleger selbst noch drehende Bewegungen ausführen und drehend angetrieben an der Behälterinnenseite des Mischtrockners entlanglaufen.

Die Erfindung wird nun anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Hierbei ergeben sich aus der Beschreibung und ihrer Darstellung weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung.

Es zeigen:

Figur 1:
eine erste Ausführungsform eines Mischtrockners schematisiert im Schnitt;
Figur 2:
einen Teilschnitt durch eine beheizte Mischschnecke;
Figur 3:
einen schematisierten Schnitt durch einen Mischtrockner nach der Erfindung.

Der Mischbehälter besteht aus einem Deckelteil 1, einem Mittelteil 2 sowie einem Bodenteil 3. Das Deckelteil 1 kann gewölbt, konisch oder flach ausgeführt sein. Das Mittelteil 2 wird je nach Anwendungsbereich als Zylinder, zylinder-konisch oder konisch ausgebildet. Für das Bodenteil 3 werden flache, konische oder gewölbte Ausführungen gewählt.

Deckelteil 1, Mittelteil 2 sowie Bodenteil 3 können wahlweise mit Heizmäntel 4 versehen werden.

In diesem Mischbehälter ist um die vertikale Behälterachse 5 ein doppelwandiges beheizbares Fördertrockenrohr 6 bzw. Heizmantel konzentrisch um eine Förderschnecke angebracht, die ebenfalls doppelwandig beheizt sein kann und das Produkt nach unten oder oben fördert.

Ein weiteres Mischwerk 8 mit einem oder mehreren Auslegern 9,9a ist in den Mischbehälter eingebaut, um Abstreif- bzw. Umwälzeffekte an den Behälterwandungen sowie am Heizmantel 6 zu erreichen. Dieses Mischwerk kann mit einem Führungslager 10 im Behälter geführt werden.

Bei einer Ausführung des Apparates als Mischtrockner kann dieses Mischwerk 8 als beheizbarer Hohlkörper ausgebildet sein, wodurch eine erhöhte Wärmeübertragung an das Produkt erreicht wird.

Wie aus der Zeichnung in Figur 1 entnehmbar, ist die vertikale Achse entweder in Pfeilrichtung 11 oder 12 drehangetrieben, während ebenso das Umwälzrührwerk 8 in Pfeilrichtung 11 oder 12 angetrieben ist. Ebenso ist es vorgesehen, daß das obere Ende 13 der Mischschnecke 7 konzentrisch in der vertikalen Achse des Umwälzrührwerkes 8 zusätzlich gelagert ist.

In der gezeigten Ausführungsform ist der Heizmantel 6 als Förderrohr ausgebildet. Mit dem Begriff Förderrohr ist gemeint, daß das Produkt von der Mischschnecke 7 aus in Pfeilrichtung 14 vom Boden 3 aus, nach oben gerichtet gefördert wird, wobei das Produkt in dem Ringspalt 15 zwischen der Außenkante der Mischschnecke und dem Förderrohr 6 nach oben getragen wird. Hier kommt es zu einer ausgezeichneten Wärmeübertragung zwischen der beheizten Mischschnecke und dem Innenmantel des Förderrohres 6.

Das Produkt wird dann im Bereich 16 des Deckels am Deckel umgelenkt und sinkt in Pfeilrichtung 17 wieder nach unten, wo es wiederum in Kontakt mit der Außenwandung 18 des beheizbaren Förderrohres 6 und der Innenwandung 19 der beheizten Behälterwandung des Behälters des Mittelteils 2 gelangt.

In diesem Zusammenraum 20 laufen die Abstreifer 9, die aus einem oder mehreren gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten Abstreifern 9 bestehen können, die alle drehfest mit der vertikalen Achse des Umwälzrührwerkes 8 verbunden sind.

Die Abstreifer 9 sind bevorzugt hohl ausgebildet, so daß durch den hohlen Querschnitt 21 das Produkt hindurchgehen kann, wobei bevorzugt in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen ist, daß auch die Abstreifer 9 zusätzlich beheizt sind.

Durch die Ausbildung eines freien Querschnittes 21 oder einer Ausnehmung im Bereich der Abstreifer 9 kann das Produkt dort hundurchtreten und verringert dadurch den Rührwiderstand für das Umwälzrührwerk 8.

Tatsächlich kann es vorgesehen sein, daß die Abstreifer 9 in vertikaler Richtung 17 noch einen Fördereffekt aufweisen oder in Gegenrichtung hierzu fördern.

Das Produkt kommt also damit auch im äußeren Ringspalt 22 zwischen der radialen Außenseite der Abstreifer 9 und der Innenseite der beheizten Behälterwandung 19 in ausgezeichneten Wärmekontakt mit dem Heizmedium.

Zur besseren Führung der Abstreifer ist es vorgesehen, daß an der Außenseite des konzentrischen Fördertrockenrohres 6 ein umlaufendes Führungslager 10 angeordnet ist, welches die Abstreifer 9 in ihrem unteren Bereich abstützt.

Die Figur 2 zeigt schematisiert einen Querschnitt durch die Mischschnecke 7 wo erkennbar ist, daß die Mischschneckenflügel 23 einen Hohlraum 24 aufweisen, der kontinuierlich von einem Heizmedium durchflossen ist. In nicht näher dargestellter Weise sind die Hohlräume 24 aller Mischschneckenflügel 23 miteinander verbunden, so daß alle von dem Heizmedium durchströmt sind. Ebenso ist zusätzlich die Mischschneckenwelle selbst von dem Heizmedium durchströmt.

In Figur 1 ist aus zeichnerischen Vereinfachungsgründen nicht dargestellt, daß der konzentrisch angeordnete Heizmantel über Ständer fest mit dem Mischtrocknerboden verbunden ist und ebenso sind die Zuführungen für das Heizmedium nicht dargestellt.

Die Figur 3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel im Vergleich zu Figur 1. Hierbei sind die gleichen Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.

In Ergänzung zur Ausführung nach Figur 1 ist zeichnerisch dargestellt, daß die Mischschnecke 7 mit einem oberen Lager 13 zentrisch in der vertikalen Welle des Umwälzrührwerkes 8 drehbar gelagert ist.

In Abweichung von dem vorher gezeigten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist der Ausleger doppelt ausgebildet und besteht aus den Auslegerarmen 9 und 9a. Hier ist die Beheizung der Ausleger 9,9a schematisiert dargestellt, wobei in Pfeilrichtung 26 das Heizmedium vom Deckelbereich her über einen Rotationsverteiler 27 eintritt und in Pfeilrichtung 28 aus dem Ausleger 9,9a wieder in den Rotationsverteiler 27 zurückfließt.

Die Umlenkung erfolgt hierbei in Pfeilrichtung 29 am unteren Bereich dieser Ausleger.

Ebenso sind in Figur 3 noch die Zuführungen für die Beheizung der Mischschnecke 7 schematisiert dargestellt.

Die Mischschnecke 7 besteht hierbei aus einem konzentrischen, drehend angetriebenen Rohr 30, in dessen Innenraum das feststehende Zuführungsrohr 31 für die Zuführung des Heizmediums in den Innenraum der Mischschnecke 7 angeordnet ist.

Es ist ebenso vorgesehen, daß das Innenrohr 31 nicht feststehend ist, sondern mit der Mischschnecke 7 zusammen drehend angetrieben ist.

Der Drehantrieb der Mischschnecke erfolgt hierbei über den Drehantrieb 32 gemäß Figur 3.

Nicht zeichnerisch dargestellt ist, daß unterhalb des Antriebes 32 ein Rotationsverteiler für die Einführung des Heizmediums in das sich drehende ZUführrohr 31 angeordnet ist. ZEICHNUNGS-LEGENDE

1
Deckelteil
2
Mittelteil
3
Bodenteil
4
Heizmantel
5
Behälterachse
6
Heizmantel
7
Mischschnecke
8
Mischwerk
9,9a
Ausleger
10
Führungslager
11
Pfeilrichtung
12
Pfeilrichtung
13
obere Ende
14
Pfeilrichtung
15
Ringspalt
16
Bereich
17
Pfeilrichtung
18
Außenwandung
19
Innenwandung
20
Zwischenraum
21
Querschnitt
22
äußerer Ringspalt
23
Mischschneckenflügel
24
Hohlraum
26
Pfeilrichtung
27
Rotationsverteiler
28
Pfeilrichtung
29
Pfeilrichtung
30
Rohr
31
Zuführungsrohr
32
Antrieb


Anspruch[de]
  1. Mischtrockner bzw. Vorrichtung zum Be- und Verarbeiten von flüssigen, pastösen, feuchten und trockenen Produkten unter atmosphärischen, Vakuum- oder Druckbedingungen, wobei ein Mischbehälter, bestehend aus Deckel-, Mittel- und Bodenteil, die wahlweise beheizt werden können, vorgesehen ist und im Inneren des Mischbehälters um die vertikale Behälterachse drehend eine Mischschnecke angeordnet ist,

    dadurch gekennzeichnet, daß die Mischschnecke (7) von mindestens einem beheizbaren Heizmantel (6) bzw. Fördertrockenrohr konzentrisch umgeben ist, wobei der Heizmantel (6) im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und sich achsparallel zur Achse (5) der Mischschnecke (7) im Mischbehälter erstreckt.
  2. Mischtrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung des Heizmantels (6) nach Art eines Förderspaltes (15) in dichtem radialen Abstand zur Außenkontur der Mischschnecke (7) verläuft, wobei diese ebenfalls beheizt werden kann.
  3. Mischtrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizmantel (6) im axialen Abstand zur Innenseite des Deckels (1) und in radialer Richtung mit Abstand zum Mittelteil (2) des Mischbehälters angeordnet ist.
  4. Mischtrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischschnecke (7) in der Kontur konisch oder dergleichen ausgebildet ist und dementsprechend der Heizmantel (6) eine der Mischschnecke (7) angepaßte Kontur aufweist.
  5. Mischtrockner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Kontur der Mischschnecke (7) bzw. des Heizmantels (6) nach oben oder nach unten öffnend ausgebildet ist.
  6. Mischtrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizmantel (6) doppelwandig ausgebildet ist, wobei das Heizmedium einer Zwangsführung unterworfen ist und unten in den Heizraum (6) eintritt und über Kanäle bzw. Führungsrohre entlang den Wandungen des Heizmantels (6) geführt wird.
  7. Mischtrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizmedium am Heizmantel (6) spiralig geführt wird.
  8. Mischtrockner nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im äußeren Ringspalt (22) zwischen der Außenwandung des konzentrischen Heizmantels (6) und der Innenwandung des Mischtrockners ein weiteres Mischwerk (8) mit einem oder mehreren drehangetriebenen Auslegern (9, 9a) angeordnet ist.
  9. Mischtrockner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleger (9,9a) einen zusätzlichen Fördereffekt für das Medium in Achsrichtung der Mischschnecke (7) aufweisen.
  10. Mischtrockner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischschnecke (7) von unten, vom Behälterboden (3) angetrieben ist, während das weitere Mischwerk (8) mit den Auslegern (9,9a) von der Deckelseite (1) des Behälters aus angetrieben ist.
  11. Mischtrockner nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Mischschnecke (7) als auch das weitere Mischwerk (8) konzentrisch zueinander von der Deckel- oder Bodenseite (1,3) des Behälters angetrieben sind.
  12. Mischtrockner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleger (9,9a) zu ihrem Drehantrieb an der Behälterinnenseite des Mischtrockners selbst noch eine drehende Bewegung ausführen.
  13. Mischtrockner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleger (9,9a) des Mischwerkes (8) mit einem ringförmigen Führungslager (10) an der Außenwandung des Heizmantels (6) geführt werden.






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