DE1906278A1 - Screw conveyor with infra red heating - Google Patents

Screw conveyor with infra red heating

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DE1906278A1 DE19691906278 DE1906278A DE1906278A1 DE 1906278 A1 DE1906278 A1 DE 1906278A1 DE 19691906278 DE19691906278 DE 19691906278 DE 1906278 A DE1906278 A DE 1906278A DE 1906278 A1 DE1906278 A1 DE 1906278A1
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Dipl-Ing Richard Gauer
Dr Dipl-Chem Uwe Skurnia
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Abstract

Infra-red heater is installed over a troughed screw conveyor in which solid substances are handled, so that they may be heated, dried, converted or reacted with gases. Particularly suitable for granular solids, the equipment permits close control of residence time by means of the speed of rotation of the screw. This provides uniform and precise heating for the solid. Gases can be passed through the trough, assisting in the removal of moisture, or they may be fed through apertures in a hollow screw or through the trough walls for the same effect. The trough itself may be jacketted and heated to provide a further temperature control.

Description

Patent anmeldung Schneckenvorrichtung mit Infrarotbeheizung Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Verfahren zur Behandlung von festem Gut mit Gasen und/oder darin dispergierten Stoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein festes Gut mittels einer Schnecke (2) durch einen rohr- oder trogförmigen Behälter geführt wird und das Gas durch Bohrungen derart eingeführt wird, daß das eingespeiste, mittels der Schnecke (2) transportierte Gut durchströmt und dann aus der Öffnung (9) austritt. Patent registration screw device with infrared heating subject of the main patent is a process for the treatment of solid material with gases and / or substances dispersed therein, which is characterized in that a solid good guided through a tubular or trough-shaped container by means of a screw (2) is and the gas is introduced through holes in such a way that the injected, means the conveyed material flows through the screw (2) and then emerges from the opening (9).

Weiterer Gegenstand des Hauptpatentes st ein kontinuierlicher Schneckenreaktor zur Ausführung des vorgenannten Verfahrens, bestehend aus a) einem rohr- oder trogförmigen Behälter und b) einer in diesem Behälter umlaufenden Schnecke, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schnecke und/oder deren Kern mit Bohrungen versehen ist, durch die das Gas derart eingeblasen werden kann, daß es das eingespeiste, mittels der Schnecke (2) transportierte Gut durchströmt und dann aus der dfRnang (9) austritt Gegenstand der Erfindung ist nun eine Schneckenvorrichtung für die Behandlung von festem, insbesondere von körnigem, granuliertem bzw, feinstüçksgem Gut, die mit IR-Strahlern beheizt wird.Another subject of the main patent is a continuous screw reactor for carrying out the aforementioned method, consisting of a) a tubular or trough-shaped Container and b) a screw rotating in this container, which is characterized by is that the screw and / or its core is provided with holes through which the gas can be injected in such a way that it is the injected, by means of the screw (2) The transported goods flow through them and the object then emerges from the dfRnang (9) of the invention is now a screw device for the treatment of solid, in particular of grainy, granulated or very fine material that is heated with IR emitters will.

Bekanntlich bestehen Schneckentrockner aus einem reststehenden, beheizbaren Trog, in dem schneckenartig ausgebildete elemente, die gleichzeitig als RUhr- und Umwälzorgane wirken, das zu trocknende Gut durch die Heizzone transportieren. Es handelt sich also um Kontakttrockner; ihre Heizflächekann noch dadurch vergrößert werden, daß auch die Schnecke selbst bzw. deren Kern beheizt wird Der Vorteil solcher Vorrichtungen besteht darin, daß durch den zwangsläufigen. Transport mittels der Schnecke das Verweilzeitspektrum, das ist die Funktion aus Zeit und Menge der einzelnen Teilchen des zu trocknenden Materials in der Schnecke, sehr eng gehalten werden kann.As is known, screw dryers consist of a remaining, heatable one Trough in which elements designed in the form of a helix, which can be used at the same time as RUhr and Circulating organs work to transport the goods to be dried through the heating zone. It So it is a contact dryer; your heating surface can thereby be enlarged be that the screw itself or its core is heated. The advantage of such Devices is that through the inevitable. Transport using the Snail the residence time spectrum, that is the function of time and quantity of the individual Particles of the material to be dried are held very tightly in the screw can.

Mittels der Umdrehungsgeschwindigkeit der. Schnecke und der Größe der Heizflächen können die Trocknungszeiten innerhalb weiter Grenzen eingestellt werden, so daß diese Vorrichtungen als Trockner für mittlere oder längere Verweilzeit des Gutes eingesetzt werden können.By means of the speed of rotation of the. Snail and the size of the heating surfaces, the drying times can be set within wide limits so that these devices can be used as dryers for medium or long residence times of the goods can be used.

Ein Nachteil dieser Trockner, besonders im Hinblick auf die Trocknung von stückigem Gut, ist in ihrer Wirkung als Kontakttrockner zu sehen, da die Trocknung z.B. von Granulaten aufgrund der schlechten WärmeUbertragung nicht intensiv und der erreichbare Effekt durch die begrenzte Größe der Heizflächen beschränkt ist.A disadvantage of these dryers, especially when it comes to drying of lumpy goods can be seen in their effect as a contact dryer, since the drying e.g. of granules due to the poor heat transfer not intensive and the achievable effect is limited by the limited size of the heating surfaces.

Zur Erwärmung und Trocknung von Kunststoffen sind andererseits Infrarotstrahler entwickelt worden, die zu Wänden, Tafeln, Tunneln unter anderem zusammengesetzt werden können. Im allgemeinen werden diese Wärmestrahler, wenn körnige ode. r.v9rgeformte granulierte Kunststoffe, sogenannte Würstchengranulate, getrocknet werden sollen, unterhalb oder oberhalb des Bandes eines Bandtrockners angeordnet, wodurch eine Trocknung bei einheitlicher Verweilzeit ermöglicht wird.On the other hand, infrared heaters are used for heating and drying plastics which have been developed to form walls, panels, tunnels among others can be. In general, these radiant heaters are used when grainy ode. r.v9rformte granulated plastics, so-called sausage granules, are to be dried, arranged below or above the belt of a belt dryer, whereby a Drying is made possible with a uniform dwell time.

Ein wesentlicher Nachteil derartiger Trockenvorrichtungen ist, daß das zu trocknende Gut in einer bestimmten Schichtdicke unter den sehr intensiv heizenden.Wärmestrahlern ohne Umwälzung hindurchgeführt wird, sodaß seine der Wärmequelle zugewandte obere Schicht besonders stark beheizt wird. Dies kann z.B. zu Sinterungen, Verschmelzungen oder Verhärtung des Granulats führen.A major disadvantage of such drying devices is that the goods to be dried in a certain layer thickness under the very intensely heating radiant heaters is passed through without circulation, so that its upper facing the heat source Layer is heated particularly strongly. This can, for example, lead to sintering, fusions or hardening of the granules.

Bei der vorliegenden Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß das zu behandelnde,# insbesondere zu erwärmende oder zu trocknende Gut, das vorzugsweise gekörnt oder durch Vorformung granuliert ist, durch den Trog einer Schnecke, über dem IR-Strahler angeordnet sind, transportiert wird. Dadurch wird es ermöglicht, das Gut', das dauernd umgewälzt wird, bei beliebig einstellbarer Verweilzeit und sehr engem Verweilzeitspektrum kontinuierlich zu behandeln, z.B. zu trocknen. Während normalerweise bei der Trocknung nicht so hohe Anforderungen an die Einhaltung eines Verweilzeitspektrums gestellt werden, ist dies bei der Trocknung von bestimmten Gütern, wie bei härtbaren Formmassen, die chemischen Prozessen unterliegen können, absolut notwendig. Bei der Herstellung derartiger Formmassen wird nämlich gleichzeitig während der Trocknung auch ein definierter Reaktionszustand, das heißt Kondensationsgrad, der härtbaren Formmasse eingestellt, der sich in einer bestimmten Fließ- und Härtungscharakteristik der Formmasse äußert.In the present invention, this disadvantage is avoided by that the goods to be treated, # in particular to be heated or dried, the is preferably granulated or granulated by preforming, through the trough one Screw, over which the IR emitters are arranged, is transported. This will it enables 'the good', which is constantly circulated, with arbitrarily adjustable To treat residence time and very narrow residence time spectrum continuously, e.g. to dry. While normally not so high demands on drying If a residence time spectrum is to be adhered to, this is the case with drying of certain goods, such as curable molding compounds that are subject to chemical processes can, absolutely necessary. In the production of such molding compounds is namely at the same time a defined reaction state during drying, that is Degree of condensation, the curable molding compound set, which is in a certain Expresses flow and hardening characteristics of the molding compound.

Neben der Umwälzung der SchUttgUter kann sich in bestimmten Fällen auch eine Durchlüftung des Granulates z.B. mit Luft oder bei einem Gut, das gegen Luft bei der vorhandenen Temperatur empfindlich ist,tgegenüber dem Gut inerten Gasen, sehr vorteilhaft auswirken, wodurch unter anderem abgegebene Feuchtigkeit entfernt wird.In addition to the circulation of the bulk goods can occur in certain cases also aeration of the granulate e.g. with air or in the case of a good that is against Air is sensitive at the existing temperature, have a very beneficial effect, which removes, among other things, released moisture will.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese Möglichkeit gegeben, indem der Schneckentrog und/oder der Schneckenkern mit Bohrungen versehen werden können, durch die kalte oder erwärmte Luft bzw.In the device according to the invention, this possibility is given by providing the screw trough and / or the screw core with bores can, through the cold or heated air or

gegenüber dem Gut inerte Gase eingeblasen werden können.gases inert to the good can be blown in.

Die mit tR-Strahlern beheizte erfi ndungsgem:tße Schneckenvorri chtung, die in Figur 1 im Querschnitt, in Figur 2 im Längsschnitt dargestellt ist, besteht aus a) einem ein- oder vorzugsweise doppelwandigen trogförmigen Behälter (1) und b) einer in diesem Behälter umlaufenden Schnecke (2) und ist dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Schneckentroges IR-Strahler (8) angebracht sind, die z.B. zu Tafeln, Wänden oder Tunneln zusammengesetzt werden können und durch deren Wirkung das durch die Schnecke unter ständiger Umwälzung transportierte Gut a) erwärmt und b) getrocknet und/oder umgesetzt wird.The screw device according to the invention, heated with tR radiators, which is shown in cross section in FIG. 1 and in longitudinal section in FIG from a) a single-walled or preferably double-walled trough-shaped container (1) and b) a screw (2) rotating in this container and is characterized in that that above the screw trough IR emitters (8) are attached, which can be used, for example, for boards, Walls or tunnels can be put together and by their effect the Goods transported by the screw with constant circulation a) heated and b) is dried and / or reacted.

Nach einer besonderen Ausführungsform ist die Innenwand (5) des Troges (1) und/oder die Schnecke (2) und/oder deren Kern (9) mit Bohrungen (10) versehen, durch die kalte oder erwärmte Luft bzw. die genannten Gase eingeblasen werden, die das durch die dffnung (5) eingespeiste, mittels der Schnecke (2) transportierte Gut durchströmen und dann aus der Öffnung (6) austreten. Der Begriff t'Bohrungen" soll auch Schlitze einschließen.According to a particular embodiment, the inner wall (5) of the trough (1) and / or the screw (2) and / or its core (9) are provided with bores (10), are blown in by the cold or heated air or the gases mentioned, which that fed through the opening (5) and transported by means of the screw (2) Flow through well and then exit through opening (6). The term t'Bohrungen " should also include slots.

Die Schnecke (2) besitzt zweckmäßig einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) regelbaren, vorzugsweise stufenlos regelbaren Antrieb.The screw (2) expediently has a (not in the drawing shown) adjustable, preferably infinitely variable drive.

In einer anderen besonderen Ausführungsform kann der Behälter (1) doppelwandig und so ausgebildet sein, daß er von einer Heizflussigkeit durchströmt werden kann. Auch die Schnecke (2) bzw.In another particular embodiment, the container (1) can be double-walled and designed so that a heating fluid flows through it can be. The screw (2) or

deren Kern (9) können als Hohlräume zum Durchleiten einer Heizflüssigkeit ausgebildet sein.their core (9) can be used as cavities for the passage of a heating fluid be trained.

Die erfindungsgemäße Apparatur arbeitet beispielsweise wie folgt: In dem trogförmig ausgebildeten Behälter (1), der gegebenenfalls doppelwandig gebaut sein kann, rotiert eine Schnecke (2), die das durch die oeffnung eingespelste Gut transportiert. Die Innenwand (3) des Schneckentroges (1) kann mit Bohrungen (10) versehen bzw.The apparatus according to the invention works, for example, as follows: In the trough-shaped container (1), which may be double-walled can be, a screw rotates (2), which is fed through the opening transported. The inner wall (3) of the screw trough (1) can be drilled with holes (10) provided or

als Sieb ausgebildet sein, so daß die durch den Eintritt (4) einer blasene Luft bzw. das Gas, die je nach Art des zu behandelnden Gutes und des gewünschten Trockenprozesses verschieden' temperiert sein kann, in den von den Sohneckenwindungen gebildeten Hohlräumen das von der Schnecke (2r transportierte Gut durohströmtß sie verläßt die Apparatur durch die Austrittsöffnung (6). Die oberhalb des Schneckentroges angeordneten,IR-Strahler (8)beheizen das durch die Schnecke transpoptierte Gut, wobei bei in der Wärme reaktionsfähigen Materialien auch, falls gewünscht, chemische reaktionen bewirkt werden können. Das erwärmte oder getrocknete Material wird durch den Auslauf (7) abgeführt.be designed as a sieve, so that through the inlet (4) a blown air or the gas, depending on the type of goods to be treated and the desired Drying process differently 'can be tempered, in that of the son corner windings cavities formed by the screw (2r transported durohstrom it leaves the apparatus through the outlet opening (6). The one above the snail trough arranged, IR radiators (8) heat the goods transpopted by the screw, where in the Heat reactive materials too, in case desired, chemical reactions can be brought about. The warmed or dried Material is discharged through the outlet (7).

Es ist zweckmäßig, den Auslauf (7) mit' einer - nicht wiedergegebenen - Zellradschleuse oder einer ähnlichen Vorrichtung zu versehen, damit die eingeblasene Luft bzw. das Gas nicht über den Auslauf (7) entweichen kann. Das Gut, das in fester Form, z.B. in Form von Körnern, Stücken, Granulaten oder dergleichen vorliegt, wird durch die Gänge der Schnecke (2) stetig vorwärtsbewegt, umgewälzt und dabei, falls Luft oder Gase durch (io) ei nge, führt werden, ständig von diesen durchströmt, so daß sämtliche Oberflächen des Gutes immer wieder von der Wärmestrahlung erfaßt werden.It is useful to mark the outlet (7) with 'a - not shown - To provide rotary valve or a similar device so that the blown Air or gas cannot escape through the outlet (7). The good that in solid In the form of, for example, grains, pieces, granules or the like continuously moved forward through the threads of the screw (2), circulated and, if so, Air or gases are guided through (io) some, continuously flowed through by them, so that all surfaces of the goods are repeatedly covered by thermal radiation will.

Die Menge der Luft bzw. des Gases und ihre Temperatur sowie die Verweilzeit des Gutes in der Vorrichtung lassen sich innerhalb weiter Grenzen variieren; dadurch upd durch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke (2) läßt sich die Intensität des Trocknungsprozesses nahezu beliebig steuern.The amount of air or gas and its temperature as well as the residence time the goods in the device can be varied within wide limits; through this upd by the speed of rotation of the screw (2) the intensity control the drying process almost at will.

Wegen der Möglichkeit, die Menge des zu trocknenden Gutes und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke innerhalb weiter Grenzen auf beliebige Werte einzustellen, kann die erfindungsgemäße Apparatur gleichzeitig als eine exakte Dosiervorrichtung verwendet werden, mittels der man eine weitere Verarbeitungsstufe, beispielsweise eine Mühle oder eine Konfektioniervorrichtung oder dergleichen, mit Material versorgen kann.Because of the possibility of the amount of goods to be dried and the Speed of rotation of the screw to any values within wide limits set, the apparatus according to the invention can simultaneously be used as an exact metering device be used, by means of which one can carry out a further processing stage, for example supply a mill or a finishing device or the like with material can.

Nach einer weiteren Ausführungsform kann der Kern (9) als Hohlraum ausgebildet und mit Bohrungen versehen sein, durch die gleichfalls Luft und/oder Gase eingeblasen werden können. Das Gleiche gilt für die Windungen der Schnecke (2). Selbstverständlich können beide Ausführungsformen miteinander kombiniert sein. Derartige Vorrichtungen sind im Hauptpatent ausführlich beschrieben.According to a further embodiment, the core (9) can be used as a cavity be designed and provided with holes through which air and / or Gases can be injected. The same goes for the turns of the snail (2). Of course, both embodiments can be combined with one another. Such devices are described in detail in the main patent.

Es ist auch möglich, durch das Innere der Schnecke (2) bzw. deren Kern (9) und/oder des Troges eine Heizflüssigkeit zu leiten, so daß Schnecke und Trogwand als Heizkontaktflächen wirken, wodurch die IR-Trock@ing unterstützt wird.It is also possible through the interior of the screw (2) or its Core (9) and / or the trough to conduct a heating fluid so that screw and The trough wall acts as a heating contact surface, which supports the IR drying.

Auch der Fall, daß Luft und/oder Gase durch die Bohrungen des Schneckenkerns mit dem Gut in Berührung gebracht werden und der Schneckentrog als Kontaktfläche ausgebildet ist, ist möglich.Also the case that air and / or gases through the bores of the screw core be brought into contact with the material and the screw trough as a contact surface is trained is possible.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht in der Anordnung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen IR-Strahler in einem trogförmigen Reaktor gemäß dem Hauptpatent. In diesem Falle wird durch die Vorrichtung also ein festes, z.B. körniges, stückiges oder granuliertes Gut hindurchgeführt, das durch die Einwirkung von Wärme, gegebenenfalls unter zusätzlicher Einwirkung von Luft und/oder Gasen chemisch verändert wird. Die Luft bzo. das Gas können also als solche reaktionsfähig sein; sie können aber auch als Verdünnungsmittel dienen, wenn die chemische Umsetzlsng allein unter dem Einfluß von Wärme erfolgt, bzw. als Trägerstoff für reaktionsfähige Bestandteile. Der Begriff Gas soll auch Dämpfe einschließen. Falls Luft und/oder Gase an der Reaktion teilnehmen, läßt sich deren Menge sowie Temperatur natürlich innerhalb weiter Grenzen variieren.There is a particularly advantageous embodiment of the invention in the arrangement of the IR radiators proposed according to the invention in a trough-shaped Reactor according to the main patent. In this case, the device is a solid, e.g. granular, lumpy or granulated material passed through which the action of heat, possibly with the additional action of air and / or gases are chemically changed. The air bzo. the gas can therefore be used as such be reactive; but they can also serve as a diluent if the chemical conversion takes place solely under the influence of heat, or as a carrier for reactive components. The term gas is intended to include vapors. If air and / or gases take part in the reaction, their amount can be as well Temperature can of course vary within wide limits.

Dadurch und durch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schnecke sowie die einstellbare Verweilzeit des Gutes in der Vorrichtung läßt siöh der Reaktionsprozess nahezu beliebig steuern.This and the speed of rotation of the screw as well the adjustable dwell time of the material in the device allows the reaction process to take place control almost at will.

In besonderen Fällen kann es sich als zweckmäßig erweisen, die Schnecke ur#«tr den Trog des Trockners oder Reaktors in Absohnftte zu unterteilen, durch die Jeweils unterschiedlich temperierte Luft und/oder Gase geblasen werden können,z.B.In special cases it may prove useful to use the snail Only to divide the trough of the dryer or reactor into separate sections each of the air and / or gases at different temperatures can be blown, e.g.

Kaltluft. Es ist dann z.B. möglich, in der erfindungsgemäßen Apparatur zunächst zu trocknen und in einem weiteren Abschnitt mit Luft undtoder gegenüber dem Gut inerten Gasen zu kühlen, wobei die Kühlung auch in getrennten Abschnitten und gegebenenfalls mit verschiedenen Medien bewirkt werden kanne Sie werden dabei durch die Einwirkung der IR-Strahlung aufgetrocknet.Cold air. It is then possible, for example, in the apparatus according to the invention first to dry and in a further section with air andtor opposite to cool the good inert gases, the cooling also in separate sections and, if necessary, can be effected with various media. You will be doing this Dried up by the action of IR radiation.

Claims (1)

Pat enta nspruch Patent entitlement Schneckenvorrichtung für die Behandlung von festem Gut, die aus einem trogförmigen Behälter und einer in diesem Behälter umlaufenden Schnecke besteht, insbesondere ein mit Bohrungen versehener Schneckenreaktor gemäß Patent . . . (Anmeldung vom gleichen Tage) wobei die Bohrungen so angebracht sind, daß ein reaktionsfähiges Gas derart eingeblasen werden kann, daß es das eingespeiste, mittels der Schnecke (2) transportierte Gut durchströmt und dann austritt, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich noch Infrarot-Strahler angeordnet sind, durch deren Einwirkung das durch die Schnecke bei ständiger Umwälzung transportierte Gut a) erwärmt und b) getrocknet und/oder umgesetzt wird.Screw device for the treatment of solid material, which consists of a trough-shaped container and a screw rotating in this container, in particular a screw reactor provided with bores according to the patent. . . (Sign up of the same day) with the holes being made in such a way that a reactive Gas can be injected in such a way that it is the injected, by means of the screw (2) transported goods flows through and then exits, characterized in that in addition, infrared emitters are arranged, through their action that through The material transported by the screw with constant circulation is a) heated and b) dried and / or implemented. LeerseiteBlank page
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