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Vorrichtung zum Zerstäuben feuchter Massen feinkörniger oder plastischer
Beschaffenheit Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerstäuben feuchter
Massen feinkörniger oder plastischer Beschaffenheit in einem Trockner, bestehend
aus einer Rohrstrangpresse mit einer ringförmigen Austrittsöffnung für die unter
Druck austretende, zu zerstäubende Masse und einer vor dieser Austrittsöffnung koaxial
so angeordneten Ringdüse mit erweitertem Austrittsquerschnitt, daß das darin geförderte
Zerstäubungsmittel auf den Innenmantel des Massenrohrstranges einwirkt.
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Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art ist die mit kreisförmigem
Austrittsquerschnitt ausgebildete Düse frei tragend am Ende eines Zuführungsrohres
für das Zerstäubungsmittel in einem vorbestimmten Abstand von der Austrittsöffnung
der Rohrstrangpresse angeordnet, wobei der Abstand so bemessen ist, daß eine optimale
Zerstäubungswirkung beim Beaufschlagen des Innenmantels des Masserohrstranges mit
dem Zerstäubungsmittel gewährleistet ist. Hierbei steht die kreisförmige Düsenaustrittsöffnung
der ebenfalls kreisförmigen Stirnfläche eines den Innenmantel des ringförmigen Austrittsspaltes
bildenden Körpers gegenüber.
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Bei Anwendung dieser Vorrichtung hat sich herausgestellt, daß bei
Verwendung von Dampf oder Heißgas als Zerstäubungsmittel durch die Wärmeeinwirkung
oder durch Schwingungsübertragung auf das Zuführungsrohr bzw. aus noch nicht klargestellten
Gründen die Düse ihre Lage gegenüber der Rohrstrangpresse in axialer und radialer
Richtung ändert, was zu empfindlichen Störungen des Zerstäubungsvorganges führt.
Auch hat sich gezeigt, daß durch die scharfe, übergangslose Umlenkung des aus der
Düse axial ausströmenden Strahles des Zerstäubungsmittels infolge seines Aufprallens
auf die kreisförmige Stirnfläche des gegenüberliegenden Körpers große Stoßverluste
auftreten, die nochmals die Zerstäubungswirkung empfindlich beeinträchtigen. Daher
ist es unumgänglich, die unzureichend zerstäubte Masse nachzutrocknen und anschließend
zu vermahlen, wodurch jedoch nicht nur ein erheblicher Zeitverlust, sondern auch
ein zusätzlicher Aufwand an Energie- und Bedienungskosten entsteht.
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Es ist auch eine Zerstäuberdüse für klebrige und zähe Flüssigkeiten
bekannt, bei der das Zerstäubungsmittel durch einen zur Austrittsöffnung kegelig
erweiterten Ringkanal strömt und unmittelbar am Düsenaustrittsspalt auf den Innenmantel
der aus einem zur Austrittsöffnung kegelig verjüngten Ringkanal ausströmenden Zerstäubungsflüssigkeit
senkrecht auftrifft. Diese Zerstäuberdüse ist jedoch nicht zur Zerstäubung von feuchten,
körnigen oder plastischen Massen verwendbar, weil das Zerstäubungsgut bei der Förderung
durch den kegelig verjüngten Ringkanal in Richtung Kegelspitze verdichtet wird,
so daß Stauungen der Masse im Ringkanal auftreten und ein ungleichmäßiger Austritt
der Zerstäubungsmasse unvermeidlich ist, was zu einer ungleichen Zerstäubung dieser
Masse führt. Ferner kann die Austrittsfläche des Ringkanals für das Zerstäubungsmittel
in ihrer Größe nicht verändert werden, d.h., die Strömungsgeschwindigkeit des Zerstäubungsmittels
kann der unterschiedlichen Fließbeschaffenheit der Zerstäubungsmassen nicht angepaßt
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zerstäubungsvorrichtung
der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß bei verschiedener Fließbeschaffenheit
der feuchten, körnigen oder plastischen zu zerstäubenden Massen eine unmittelbare,
gleichmäßige Beaufschlagung der Masse durch das Zerstäubungsmittel mit dessen optimaler
kinetischer Energie gewährleistet ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß der Zerstäubungsmittelstrom innerhalb der Ringdüse so weit umgelenkt wird, daß
er den Düsenaustrittsquerschnitt in Richtung der Massenaustrittsebene der Rohrstrangpresse
durchströmt, und daß das den Außenmantel der Ringdüse bildende Gehäuse axial verschiebbar
ausgebildet ist.
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Durch diese Maßnahmen wird eine Feinstzerstäubung der zu zerstäubenden
Massen erzielt, weil durch die allmähliche Umlenkung des Zerstäubungsmittels Stoßverluste
vermieden und der Masserohrstrang unmittelbar nach dem Austritt aus der Rohrstrangpresse
mit großer-Energie beaufschlagt wird, die jede Klümpchenbildung in der Zerstäubungsmasse
ausschließt. Ein weiterer Vorteil ist darin zu
sehen, daß durch
die axiale Verschiebbarkeit des Außenmantels der Ringdüse eine Anpassung der Strömungsgeschwindigkeit
des Zerstäubungsmittels an die jeweilige Beschaffenheit der Zerstäubungsmasse hinsichtlich
deren Konsistenz erzielt wird, weil sich hierbei im wesentlichen nur der Düsenaustrittsquerschnitt,
nicht aber der übrige Ringkanalquerschnitt verändert. Durch diese Maßnahmen erfolgt
eine schnelle, durchgreifende Trocknung der feinstzerstäubten Massen bei ihrem Eintritt
in den beißen Trocknungsluftstrom, wodurch jedes Ansetzen von Zerstäubungsmasse
an den Trocknerwänden vermieden und eine feine, mehlartige Trockenmasse erhalten
wird.
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Als im Betrieb besonders günstige Ausführung hat sich die Bauweise
nach den Abb. 1 und 2 erwiesen.
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Dabei wird der Ringkanal für das Zerstäubungsmittel innen von einem
gegen den Düsenaustrittsspalt stetig verdickten Zapfen und außen vom Innenmantel
eines topfförmigen, sich gegen den Düsenaustrittsspalt stetig erweiternden Gehäuse
begrenzt. Dabei kann weiterhin das verdickte Zapfenende in einen in die Rohrstrangpresse
hineinragenden Kegelkörper übergehen oder an diesem befestigt sein. Der Boden des
topfförmigen Gehäuses kann vom anderen Ende des verdickten Zapfens durchsetzt und
dieser an einer Konsole des topfförmigen Gehäuses verschiebbar und feststellbar
befestigt sein. Das Gehäuse der Rohrstrangpresse kann auch am Austrittsende in einen
Flansch übergehen, der in der Massenaustrittsebene eine ebene Endfläche hat.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer zum Zerstäuben
von Pasten dienenden Vorrichtung schematisch dargestellt. Es zeigt Abb. 1 die Zerstäubungsvorrichtung
im Längsschnitt und Abb. 2 einen Teil der Zerstäubungsvorrichtung nach Abb. 1 mit
einem axial einstellbaren Zapfen an der Ringdüse.
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Zum Zerstäuben von Pasten, insbesondere solchen, die das Ausgangsprodukt
für pulverförmige Farben bilden, dient erfindungsgemäß eine Vorrichtung, bei welcher
an einen in der Zeichnung nicht dargestellten Behälter oder an eine Zuführleitung
eine an sich bekannte Rohrstrangpresse 1 für die Paste angeschlossen ist und bei
welcher koaxial zu deren Längsachse eine Ringdüse 3 für ein zum Zerstäuben der Paste
dienendes Mittel, wie Wasserdampf oder Luft, angeordnet ist. In üblicher Weise ist
die Rohrstrangpresse 1 aus einem hohlzylindrischen Gehäuse 4 und einer in dessen
Innenraum angeordneten Preßschnecke 5 gebildet, die die Paste zum Austrittsende
der Rohrstrangpresse fördert und diese in Form eines Rohrstranges durch die Austrittsöffnung
2 preßt. Der den Innenmantel der Austrittsöffnung 2 der Rohrstrangpresse 1 bildende
Körper 7 im Gehäuse 4 der Rohrstrangpresse 1 ist kegelförmig ausgebildet und mittels
Stegen 8 mit dem Innenmantel des Gehäuses 4 verbunden. Der Kegelkörper 7 ragt in
das Gehäuse 4 und dient zur Führung der Paste zur Austrittsöffnung2.
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An der Basis des Kegelkörpers 7 ist koaxial zu diesem ein Zapfen 9
angeordnet, der zu dem Kegelkörper 7 hin stetig verdickt ist und am anderen Ende
auf einem Gewindefortsatz 10 die Ringdüse 3 trägt. Diese besteht aus einem topfförmigen
Gehäuse 11, das mit dem Boden 12 auf dem Zapfen 9 geführt und durch eine unter dem
Boden 12 angeordnete und mit ihm durch einen Steg 13 verbundene Konsole 13 a mittels
einer
Schraubenmutter 14 und einer Gegenmutter 15 auf dem GewindefortsatzlO befestigt
ist. Der Innenraum des Gehäuses 11 weist eine an den Boden 12 anschließende ringförmige
Erweiterung 16 auf, in die ein die Gehäusewand durchsetzendes Zuführrohr 17 für
das Zerstäubungsmittel einmündet. Der sich zum Düsenaustrittsende erstreckende Mantelteil
18 des Gehäuses 11 ist zur Bildung eines Ringkanals 19 für das Zerstäubungsmittel
mit einem größeren Durchmesser als der Zapfen 9 ausgebildet und zur Umlenkung des
Zerstäubungsmittels in die radiale Richtung zum Düsenaustrittsende des Gehäuses
11 stetig progressiv erweitert. Dieser erweiterten Öffnung des Gehäuses 11 entspricht
die Form des Zapfens 9 in diesem Bereich, so daß zwischen der Düse für das Zerstäubungsmittel
und dem Kegelkörper 7 der Rohrstrangpresse 1 ein radial nach außen mündender Düsenaustrittsspalt
20 entsteht. Der Düsenaustrittsspalt 20 zwischen dem kegeligen Körper 7 der Rohrstrangpresse
1 und dem topfförmigen Gehäuse 11 der Ringdüse 3 läßt sich durch Verdrehen der Schraubenmutter
14 und der Gegenmutter 15 in seiner Weite einstellen. Das Gehäuse 4 der Rohrstrangpresse
1 geht im Bereich der Austrittsöffnung 2 in einen Flansch 21 über, der in der Massenaustrittsebene
der Rohrstrangpresse eine ebene Endfläche hat.
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Der Zapfen 9 kann auch axial einstellbar am Kegelkörper 7 des Gehäuses
4 der Rohrstrangpresse 1 angeordnet sein, z. B. in der in Abb. 2 gezeigten Weise.
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Hierbei hat der Zapfen 9 an dem dem Kegelkörper 7 zugekehrten Ende
einen Gewindeansatz 22, der in einer Gewindebohrung 23 im Kegelkörper 7 des Gehäuses
4 der Rohrstrangpresse 1 eingeschraubt ist.
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Durch Zwischenlegen von der Form des Ringkanals 19 angepaßten Unterlagscheiben
24 kann ebenfalls die Weite des Düsenaustrittsspaltes 20 zwischen der Ringdüse 3
und der Rohrstrangpresse 1 vergrößert und damit die Austrittsgeschwindigkeit des
Zerstäubungsmittels erhöht werden.
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Während des kontinuierlichen Austritts des Pastenrohrstranges aus
der Austrittsöffnung 2 wird das der Ringdüse 3 zugeführte Zerstäubungsmittel beim
Austritt aus dem Düsenaustrittsspalt 20 über die kritische Geschwindigkeit hinaus
bis auf die bei den gegebenen Druckverhältnissen erreichbare Geschwindigkeit beschleunigt,
wobei das Zerstäubungsmittel den aus der Austrittsöffnung 2 der Rohrstrangpresse
1 austretenden Pastenrand vom Rohrstrang kontinuierlich ablöst, zerstäubt und teilweise
trocknet. Um die zerstäubte Pastevollends zu trocknen, wird der in der Zeichnung
nicht dargestellte Auffangraum für die zerstäubte Paste durch Beheizen der Wandungen
dieses Raumes erwärmt oder ein heißes Gas durch axial zur Zerstäubungsvorrichtung
verlaufende Schlitze in diesen eingeführt.
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Für die Erfindung ist es ohne Belang, weil die Rohrstrangpresse 1
beschaffen ist. Diese kann auch mehrere Schnecken aufweisen oder als eine Pumpe
ausgebildet sein.