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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung eines Gasstromes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung
eines Gasstromcs. Genauer gesagt, die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung vor Feuchtigkeit und Verunreinigungen
aus einer umlaufenden Atmosphäre.
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Insbesondere wird die Erfindung angewendet bein@ F@nditionieren von
Gasen, deren besondere Verwendung es erforderlich macht, daß sie entweder vdlllg
trocken oder frei on bestimmten reagierenden Chemikalien sind. So wird bei einer
Anwendungsform eine Wasserstoff enthaltendeAtmospiIre'<:ur Wärmebehandlung von
Metallen verwendet. Es ist we@@ntlich, daß bei der Verwendung einer Atmosphäre zur
Wä@@eoe@andlung von Metallen, wie Schnelldrehatählen u.ä., @e@ @eit und andere Verunreinigungen,
die zu einet:at...r des der Wärmebehandlung unterzogenen Nerkstücka''hrea
könnten,
aus der Atmosphare entfernt werden. Bisher war es dblich, zur Wärmebehandlung verwendeten
Atmosphären die Feuchtigkeit zu entziehen, indem man die Atmosphäre durch eine Trockenkammer
leitete, die ein Trockenmittel enthielt, wobei das Trockenmittel die Absorption
der Feuchtigkeit oder der Verunreinigungen aus dem Gasstrom bewirkte und in der
die Atmosphäre im wesentlichen getrocknet wurde, bevor sie zum Ort der Verwendung
gelangte.
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In Abhängigkeit von bestimmten Faktoren, wie z. B. Strömungsgeschwindigkeit
der Atmosphäre, ihr Feuchtigkeitsaehalt und Größe und Temperatur der Trockenkammer,
wird das Trockenmittel im Laufe des Atmosphärenbehandlungsprozesses schließlich
gesAttigt, und an diesem Punkt muß dann das Trockenmittel durch Entfernen der Feuchtigkeit
und der Verunreinigungen reaktiviert werden. Wenn das nicht geschieht, verliert
das Trockenmittel offensichtlich die Fähigkeit, weitere Feuchtigkeit aus den durchgeführten
Gasen herauszuziehen und wird daher für seinen Verwendungszweck unbrauchbar. Da
Trockenmittel bei relativ hohen Temperaturen Feuchtigkeit nicht absorbieren, ode~
festhalten, kann die Regenerierung oder Reaktivierung durch Erhitzen des Trockenmittels
erfolgen, wobei es die absorbierte Feuchtigkeit freigibt. Nachdem das erhitzte Trockenmittel
durch einen regulierten Gasstrom von seiner Feuchtigkeit befreit ist, wird es gekühlt
und kann seine Absorberfunktion wieder aufnehmen.
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Das Problem bei den bekannten Trocknern besteht in der Reaktivierung
oder Regenerierung des Trockenmittels, da ein vorgeschriebener Betriebsablauf erforderlich
war-, um das Trockenmittel fUr seine weitere Verwendung im Behandlungsprozeß in
geeigneter Weise zu reaktivieren.
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Infolge seiner schlechten Wärmeleiteigenschaften ist es schwierig,
das Trockenmittel in einer angemessenen Zeitspanne wirksam und gleichmäßig zu erhitzen.
Außerdem muß das Trockenmittel gekühlt und von seiner Feuchtigkeit befreit werden,
aber infolge seiner schlechten Wärmeleitfähigkeit ist eine schnelle Kühlung nur
schwer durchführbar. In der US-Patentschrift 2 975 860 sind die bei der bisher bekannten
Vorrichtung zum Trocknen von Atmosphären zur Wärmebehandlung auftretenden Schwierigkeiten
dargelegt und in der genannten Patentschrift wird eine Vorrichtung beschrieben,
die entworfen wurde, um die zur Reaktivierung oder Regenerierung des beim Trockenverfahren
verwendeten Trockenmittels erforderliche Zeit abzukUrzen. Die in der Patentschrift
beschriebene Vorrichtung weist zwei identische Kammern auf, die zur Behandlung einer
Atmosphäre geeignetes Trockenmittel enthalten, wobei die zwei Kammern parallel zum
Fluß der durchströmenden Atmosphäre angeordnet sind. Eine mit den Kammern verbundene
Ventilanordnung ist so angeordnet, daß eine dieser Kammern zur AtmoRphArenbehandlung
verwendet wurde, wAhrtnd die andere zur Reaktivierung oder Regenerierung des darin
enthaltenen
Trockenmittels dient. Sobald das Trockenmittel in der zur Konditionierung der Atmosphäre
dienenden Kammer gesättigt ist, wird die Ventilanordnung betätigt, um den Atmosphärenstrom
umzuleiten, worauf die das gesättigte Trockenmittel enthaltende Kammer erhitzt wird,
um das gesättigte Trockenmittel zu reaktivieren, während die das reaktivierte Trockenmittel
enthaltende Kammer zur Trocknung der Atmosphäre verwendet wird.
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Die in der Patentschrift 2 975 860 beschriebene Vorrichtung arbeitet
zufriedenstellend und hat die bei früher bekannten Atmosphärentrockenvorrichtungen
auftretenden Probleme weitgehend verringert. Das erfolgreiche Arbeiten des in der
genannten Patentschrift beschriebenen Doppel-Atmosphärentrockners hängt jedoch von
der wechselweisen Verwendung der Kammern und von der Betätigung der beigeordneten
Ventilanordnung ab. Die Erfindung vermeidet die Verwendung von einzelnen Kammern
und der zugehörigen Ventile und sieht die kontinuierliche Konditionierung einer
Atmosphäre zusammen mit einer kontinuierlichen Reaktivierung oder Regenerierung
eines sich bewegenden Trockenmittelbettes vor. ffberführungsmittel in der Form eines
neuartigen Elevators wirken mit einer Heiz-oder Regenerierungskammer und einer Absorptionskammer
zusammen, um ein geschlossenes System zu bilden, wodurch die bisher erforderliche
Notwendigkeit zur Unterbrechung des
Betriebs einer bestimmten Kammer
vermieden wird.
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Ein Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Atmosphärentrockenvorrichtung,
die kontinuierlich arbeitet und die Notwendigkeit für Gebläse, Wärmeaustauscher,
Ventile und sonstige kostspielige und komplizierte Anlagen vermeidet.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung
zur Konditionierung einer Atmosphäre, welche ein geschlossenes System aufweist,
worin das zur Konditionierung der Atmosphäre verwendete Trockenmittel vor seiner
Einführung in die Atmosphärenbehandlungskammer kontinuierlich reaktiviert, gekühlt
und gereinigt wird, Außerdem soll ein kontinuierlich arbeitender Atmosphärentrockner
geschaffen werden, bei dem ein sich bewegendes Trockenmittelbett in einem zyklischen
Arbeitsgang kontinuierlich und aufeinanderfolgend regeneriert oder reaktiviert,
gekühlt und gereinigt wird.
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Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines Verfahrens zur kontinuierlichen
Trocknung eines sich bewegenden Trockenmittelbettes, das zur Konditionierung einer
durchströmenden Atmosphäre verwendet wird.
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Weiterhin soll eine Atmosphärentrockenvorrichtung geschaffen werden,
die einen neuartigen Elevator aufweist, der Trockenmittel kontinuierlich in eine
Absorptionskammer überführt, nachdem dieses Trockenmittel in einer Heizkammer reaktiviert
wurde.
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Weiterhin soll ein neuartiger Elevator zur Verwendung in kontinuierlich
arbeitenden Atmosphärentrockensystemen geschaffen werden, der Mittel zur Kühlung
eines Trockenmittels nach dessen Reaktivierung aufweist.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Uberführungsvorrichtung,
welche ein kontinuierlich rotierendes Schraubenteil aufweist, welches geeignet ist,
eine Vielzahl von sphärischen Gegenständen nach oben zu deren Verwendungsort zu
befördern.
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Weitere Ziele, Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen aus der Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung hervor ; in diese-zeigen
: Fig. 1 einen Aufriß der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum kontinuierlichen Trocknen
einer durchströmenden Atmosphäre ; Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ;
Fig. 3 einen Schnitt nach
Linie 3-3 der Fig. 2 ; Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 1 ; Fig. 5 einen
Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 2 ; Fig. 6 einen Schnitt nach Linie 6-6 der Fig.
2 ; Fig. 7 einen Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 2 ; Fig. 8 einen Schnitt nach Linie
8-8 der Fig. 2 ; Fig. 9 einen Schnitt nach Linie 9-9 der Fig. 2 ; Fig. 10 einen
Schnitt nach Linie 10-10 der Fig. 2 ; Fig. 11 einen Schnitt nach Linie 11-11 der
Fig. 2 ; Fig. 12 einen Schnitt nach Linie 12-12-der Fig. 2 ; Fig. 13 eine vergrößerte,
teilweise geschnittene Seitenansicht des Atmosphäreneinlaßkegels nach Fig. 2 und
Fig. 14 einen Schnitt nach Linie 14-14 der Fig. 2.
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Nach der Zeichnung, insbesondere Fig. 1 und 2, umfaßt die Vorrichtung
10 zum kontinuierlichen Trocknen einer Atmosphäre ein Rahmenwerk, das durch eine
Grundplatte 12, senkrechte, an der Grundplatte 12 befestigte Stützen 14 und 16 und
Querträger 17,18,20 und 22 gebildet wird, die zwischen den senkrechten Stützen 14
und 16 angebracht sind und so ausgeführt sind, daß sie die verschiedenen Komponenten
der erfindungsgemäßen Trockenvorrichtung tragen. Die Zuordnung jedes Querträgers
17,18,20 und 22 wird in Verbindung mit den verschiedenen Komponenten der Trockenvorrichtung
beschrieben.
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Am Querträger 20 ist eine allgemein mit 24 bezeichnete zylindrische
Adsorptionskammer befestigt, die ein im allgemeinen domförmiges Oberteil 26 und
ein im allgemeinen kegelstumpfförmiges Bodenteil 28 aufweist, das in ein darunterliegendes
Ansatzstück 29 endet. Innerhalb des kegelstumpfförmigen Bodenstücks 28 der zylindrischen
Adsorptionskammer 24 ist ein Gaseinlaßkegel 30 angeordnet, der nach den Fig. 11
und 13 hohl ist und in seiner oberen Fläche eine Vielzahl von Löchern aufweist,
um die zu konditionierende Atmosphäre in die Adsorptionskammer 24 eintreten zu lassen.
Das Innere des Gaseintrittskegels 30 steht mit einem Zuführungsrohr 32 in Verbindung,
das die zu konditionierende Atmosphäre vom Verwendungsort zur Adsorptionskammer
24 leitet. Das Zuführungsrohr 32 ist in geeigneter Weise mit einem entsprechenden
Gerät verbunden, in dem die Atmosphäre verwendet wird, beispielsweise mit einem
Ofen, der zur Wärmebehandlung von Metallen dient. Am oberen Ende des domförmigen
Oberteils 26 der Adsorptionskammer 24 und verbunden mit dem vorgenannten Ofen ist
ein Abführungsrohr 34 angeordnet, welches die konditionierte Atmosphäre dem Ofen
zu ihrer dortigen Verwendung zuleitet. Es ist zu ersehen, daß das verunreinigte
oder gesättigte Gas, das konditioniert werden soll, mittels des Rohres 34 und durch
den Gaseinlaßkegel 30 kontinuierlich in die Adsorptionskammer 24 geleitet wird.
Nach seiner Konditionierung in der Adsorptionskammer
24 strömt
das Gas durch das Ableitungsrohr 34 und kehrt zu seinem Verwendungsort zurück. Um
die Wände der Adsorptionskammer auf einer verhältnismäßig konstanten Tempaatur zu
halten, und die bei der Konditionierung der Atmosphäre entstehende Wärme abzuführen,
ist ein ringförmiger Kühlwassermantel 36 vorgesehen, der einen wesentlichen Teil
des zylindrischen Teiles der Adsorptionskammer umgibt. Ein Wassereinkßrohr 38 und
ein Wasserauslaßrohr 40 sind mit dem Wassermantel 36 verbunden und sorgen fur einen
kontinuierlichen Fluß des Kühlwassers durch den Wassermantel 36.
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Am unteren Ende des Ansatzstückes 29 der Adsorptionskammer 24 ist
ein Flansch 44 ausgebildet, der an einem Flansch 46 befestigt ist, der den oberen
Teil einer zylindrischen Regenerierungs-oder Reaktivierungskammer 48 bildet, Die
Reaktivierungskammer 48 ist am Querträger 18 befestigt und hat im allgemeinen den
gleichen Durchmesser wie das verjingte Ansatzstück 29. Ein unterer Flansch 50 ist
mit dem unteren Ende der Kammer 48 verbunden und ist an einem Flansch 54 befestigt,
der in einem sich nach oben erstreckenden kegelstumpfförmigen Teil 55 gebildet ist,
der als Teil eines Leitungsrohres 56 ausgebildet ist. Nach Fig. 2 erstrecken sich
mehrere offene Rohre 58, die in der Vertikalen ausgerichtet und getrennt voneinander
angeordnet sind, quer durch die
Reaktivierungskammer 48 und durchdringen
ihre Wände.
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Durch die Rohre 58 erstrecken sich wendelförmig ausgebildete Heizspulen
60, die durch ein geeignetes, nicht dargestelltes Mittel erregt werden können. An
jedem.
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Rohr 58 sind mehrere Heizrippen 62 befestigt, die nahe beieinander
in der Weise angeordnet sind, daß sie sich im wesentlichen durch die Kammer 48 erstrecken.
Obwohl die Rohre 58 in der Zeichnung mit offenen Enden dargestellt sind, können
sie jedoch auch geschlossen ausgeführt werden, wenn das zur Verstärkung der Wirksamkeit
der Aufheizung der Kammer 48 gewünscht wird.
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Zum Aufheizen der Reaktivierungskammer können auch andere, nicht dargestellte
Vorrichtungen und Verfahren verwendet werden. Ein derartiges abgewandeltes Heizverfahren
umfaßt die Verwendung eines Hohlleiters, der die Kammer 48 umgibt, wobei in deren
Inneren ein Quarzmaterial angeordnet ist. Es kann dann ein elektronisches Gerät
verwendet werden, um das Quarzmaterial durch Mikrowellen aufzuheizen und auf diese
Weise die vorgescl ebenen Temperaturen in der Kammer zu erreichen.
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In den Fig. 2 und 4 wird der größte Teil des Leitungsrohres 56 als
länglicher Zylinder dargestellt, der gegenUber der Waagerechten geneigt ist. Ein
Verteilerkegel 68 ist im kegelstumpfförmigen Teil 55 des Leitungsrohres
56
befestigt und hat die Form eines Tragkreuzes, dessen Arme 69 in Abständen zueinander
angeordnet sind und an den Seitenwänden des Kegelstumpfteiles befestigt sind. Der
Kegel 68 ist auch geeignet, den Zufluß der Trockenmasse in das Rohr 56 zu steuern,
um eine Trichter-oder Kegelbildung des Trockenmittels darin zu verhindern.
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Ein Abzugstutzen 70 steht mit dem Kegelstumpfteil 55 in Verbindung
und weist ein Entlüftungsventil 72 auf, das in die/der Reaktivierungskammer 48 aus
dem Trockenmittel ausgezogenen feuchten Gase und Verunreinigungen ausströmen läßt.
In dem langgestreckten zylindrischen Rohr 56 ist am oberen Ende eine Klappe 74 angeordnet,
die geöffnet werden kann, um das Trockenmittel aus der Adsorptionskammer bzw. Reaktivierungskammer
zu entfernen, wenn die Vorrichtung nicht im Betrieb ist. Nach Fig. 2 steht ein zweites
Auslaßrohr 75 mit dem länglichen Rohr 56 e'wa in der Mitte zwischen dessen Enden
in Verbindung ; an ihn ist ein Entlüftungsventil 76 zum Ablassen der durch den Elevator
rückströmenden Reinigungsgase befestigt, wie später beschrieben wird.
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Die Fig. 2 und 6 zeigen ein Absperrventil 78, das schwenkbar mit dem
unteren Ende des Rohres 56 verbunden ist und nach außen geöffnet werden kann, wenn
sich die Trockenmittelmasse aus dem Rohr 56 entleert. Nach der Fig. 6 ist eine Verriegelung
80 vorgesehen, welche das Absperrventil
78 in der geschlossenen
Stellung sichert, wenn die Vorrichtung abgeschaltet ist, und bewirkt, daß das Trockenmittel
im Rohr 56, in der Reaktivierungskammer 48 und in der Adsorptionskammer 24 zurückgehalten
wird, wenn der Apparat nicht im Betrieb ist.
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Wie beim Betriebsablauf der dargestellten Vorrichtung beschrieben
wird, ist ein sich bewegendes Bett oder eine sich bewegende Trockenmittelmasse,
die in der Fig. 2 unter 81 dargestellt ist, und aus einer Menge von sphärischen
Kügelchen besteht, in einem beständigen Umlauf in einem geschlossenen System, das
durch die Adsorptionskammer 24, die Reaktivierungskammer 48, das Leitungsrohr 56
und einem allgemein mit 82 bezeichneten Elevator gebildet wird. Das Trockenmittel
81, das verwendet wird, um die Atmosphäre bei ihrem Durchgang durch die Adsorptionskammer
24 zu konditionieren, wird folglich in der Kammer 48 zur Reaktivierung erhitzt und
dann durch das Rohr 56 im Elevator 82 abgesetzt, der-wie noch beschrieben wird-das
Trockenmittel zum Wiedereintritt in die Adsorptionskammer 24 nach oben befördert.
Der Umlauf des Trockenmittels 81 ist kontinuierlich und hängt von dem neuartigen
Betrieb des Elevators 82 ab, der-wie später beschrieben wird-die sphärische Form
der Trockenmittelkügelchen ausnützt, um das Trokkenmittel von seinem Eintrittsort
am unteren Ende des
Elevators zur Adsorptionskammer 24 nach oben
zu befördern.
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Nach Fig. 2 weist der Elevator 82 einen unteren Behälter 84 auf, der
hohl gebaut und auf einer verkürzten Stütze 86 befestigt ist, die sich af die Grundplatte
12 stützt. Die Achse des Behälters 84 ist gegenüber der Senkrechten geneigt. In
einer Seitenwand des Behälters ist eine Beobachtungsöffnung 85 angebracht, durch
welche die Bedienungsperson den Betrieb des Elevators 82 durch Beobachtung überprüfen
kann. Die Beobachtungsöffnung 85 ist gerade unterhalb einer bffnung in der Wand
des Behälters angebracht, durch welche sich das Rohr 56 erstreckt. Das Absperrventil
78, das mit Scharnieren am Rohr 56 befestigt ist, ist im Inneren des Behälters 84
in Arbeitsstellung so angeordnet, daß das Trockenmittel, welches durch das Rohr
56 entleert wird, im Inneren des Behälters auf das untere Ende des Hebemechanismus
des Elevators 82 abgesetzt wird. Durch die obere Wand des Behälters 84 erstreckt
sich ein zylindrisches Gehäuse 88 nach innen, dessen Achse ebenfalls geneigt ist
und welches im wesentlichen im allgemeinen koaxial zum Behälter 84 verläuft. Das
Gehäuse 88 ist im Behälter wie gezeigt mit einem geeigneten Mittel, beispielsweise
einer Klammer 89, befestigt und wird an seinem oberen Ende in geeigneter Weise abgestützt.
Innerhalb
des Gehäuses 88 ist ein schraubenförmiges Teil rotierend
angeordnet, welches eine hohle Mittelsäule 90 und eine sich schraubenförmig erstreckende,
verlängerte Rampe oder Bahn 130 aufweist, die direkt an der Mittelsäule 90 befestigt
ist. Eine Hohlwelle 94 ist am unteren Ende der Mittelsäule 90 befestigt und erstreckt
sich durch die Bodenwand des Behälters 84 und durch den Querträger 17, auf dem eine
Unterstützungslageranordnung 96 befestigt ist. Das äußere Ende der Hohlwelle 94
ist mit einer Drehgelenkkupplung 98 verbunden und steht durch diese Kupplung hinduch
mit einem Kühlmittel-Einlaßstutzen 100 in Verbindung, der das Kühlmittel in die
Saule 90 einfuhrt. Um die Welle 94 in Rotation zu versetzen, ist ein Zahnradgetriebe
angeordnet, das ein mit ihr verbundenes Zahnrad 100 aufweist. Das Zahnrad 100 ist
mit einer Schnecke 102 verbunden, die auf einer Welle 104 montiert ist. Auf der
Welle 104 ist ein Kettenrad 106 befestigt, und mit einem Antriebsrad 108 durch eine
Kette verbunden. Auf der Grundplatte 12 kann ein herkömmlicher Mot^r montiert sein,
um das Rad 108 über ein Zahnradgetriebe 111 anzutreiben, die die Welle 94 in die
erforderliche Rotation versetzt.
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Am oberen Ende des Gehäuses 88 ist ein erweiterter Teil 114 befestigt,
in dessen unterer Seitenwand eine Offnung
115 angebracht ist,
die ein Uberführungsrohr 116 aufnimmt. Das andere Ende des Uberführungsrohres 116
erstreckt sich durch eine Offnung in der Adsorptionskammer 24, wobei das überführungsrohr
116 vom erweiterten Teil 114 zur Adsorptionskammer 24 nach unten geneigt ist, um
die Trockenmittelkügelchen in die Adsorptionskammer 24 zurückzuführen. Der untere
Teil des überführungsrohres 116 ist ebenfalls verlängert, so daß er im wesentlichen
innerhalb des erweiterten Teiles 114 und der Adsorptionskammer 24 aufgenommen wird,
und eine Fläche bildet, auf der die Trockenmittelkügelchen am oberen Ende des Elevators
82 abgesetzt werden. Da diese Fläche geneigt ist, rollen die Kügelchen unter der
Wirkung der Schwerkraft vom Elevator in die Adsorptionskammer 24 und auf das darin
enthaltene Trockenmittelbett.
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Mit dem oberen Ende der Säule 90 des Elevators 82 ist eine Hohlwelle
118 verbunden, die sich durch die obere Wand des erweiterten Teils 114 erstreckt.
Eine Lageranordnung 120 ist auf dem Querträger 22 angebracht und nimmt die rotierende
Hohlwelle 118 auf. Die Hohlwelle 118 steht ebenfalls mit einem Abflußrohr 122 über
eine Drehgelenkkupplung 124 in Verbindung, wodurch sich die Hohlwelle 118 inbezug
auf das Ablaufrohr 122 drehen kann. Es ist ersichtlich, daß das Kühlmittel, beispielsweise
Wasser,
durch die Welle 94 in die rohrförmige Säule eingeleitet wird und die Saule bis zum
Abfluß durch die Hohlwelle 118 durchströmt. Wie noch beschrieben wird, besorgt das
Kühlmittel eine wirksame Kühlung der Trockenmittelkügelchen, die von der Reaktivierungskammer
48 in das untere Ende des Elevators 82 laufen. Auf diese Weise werden die Kügelchen
fortlaufend zum Kopfende des Elevators befördert und werden wirksam abgekühlt, bevor
sie in den oberen Teil der Adsorptionskammer eintreten.
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Der Elevator 82 hat eine neuartige Konstruktion, die die im wesentlichen
sphärische Form der Trockenmittelkügelchen zu deren Überführung vom unteren Ende
des Elevators nach seinem oberen Ende und zur Ablagerung in der Adsorptionskammer
24 vorteilhafterweise ausnutzt. Direkt an der Säule befestigt ist eine sich schraubeförmig
erstreckende Rampe oder Bahn 130 von im wesentlichen konkavem Querschnitt. Da die
Achse der Säule 90 gegenüber der Senkrechten im allgemeinen geneigt ist, ist auch
die Achse der schraubenförmigen Bahn 130 geneigt. Man bemerkt, daß der unterste
Abschnitt 134 und der darüberliegende Abschnitt 136 der Schraubenbahn 130 gegenüber
den übrigen Teilen der Bahn erweitert sind. Offensichtlich dienen die erweiterten
Teile zum Auffangen der Trockenmittelkügelchen, wenn diese durch das Ventil 78 strömen
und in den Behälter 84
fallen. Die Verbindung der Schraubenbahnabschnitte
130 untereinander ist in den Fig. 7 bis 10 gezeigt, wobei alle Bahnabschnitte, die
innerhalb des GehäuAses 88 liegen, mit 137 bezeichnet sind.
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Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Neigung der Schraubenbahn 130 bestimmt
werden kann, indem die untersten Kanten eines jeden Abschnitts der Bahn 130, gesehen
im Querschnitt, in einer Ebene liegen, die inbezug auf die Vertikale geneigt ist,
wobei ein spitzer Winkel von dieser Ebene und der Achse der Säule 90 gebildet wird.
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Der so bestimmte spitze Winkel kann um einige Grad variieren, die
besten Ergebnisse werden jedoch erzielt, wenn der Elevator die in der Zeichnung
dargestellte Neigung hat. Es ist diese Neigung, die zusammen mit der schraubenförmigen
Ausbildung der Bahn 130 die neuartige Zufuhr oder Überführung der Trockenmittelkügelchen
bewirkt. Am Absperrventil 78 ist eine als Verlängerung davon ausgebildete Rampe
132 befestigt, die die durch das
Ventil 78 eintretenden Trockenmittelkügelchen auf den untersten Abschnitt 136 der
schraubenförmigen Bahn 130 leitet. Da die schraubenförmige Bahn geneigt ist, werden
die eingeführten Kügelchen nach der am tiefsten liegenden Stelle streben. Die Fig.
2 zeigt, daß die linke Seite der Bahn 130 tiefer liegt als die rechte, deshalb werden
die auf der Bahn abgelagerten
Kügelchen infolge der Schwerkraft
zur niedriger gelegenen, d. h. linken Seite der Bahn rollen. Wie man sieht, wirken
die konkave Form der Bahn und die sphärische Form der Kügelchen zusammen, um zu
gewährleisten, daß die Kügelchen immer zur linken Seite der Bahn rollen.
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Die konkave Form der Bahn verhindert auch, daß die Kügelchen über
die Kanten der Bahn gleiten, während sie zum Kopfteil des Elevators gehoben werden.
Wenn die Elevatorbahn 130 gegen den Uhrzeigersinn rotiert, folgen die Trockenmittelkügelchen
ihrer schraubenförmigen Neigung. Da die Kügelchen im allgemeinen sphärisch sind,
tritt zwischen ihnen und den Bahnwänden nur eine minimale Reibung auf, und die Kügelchen
sind bestrebt, auf der niedriger gelegenen Seite des Elevators zu verharren.
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Da die Bahn jedoch schraubenförmig ausgebildet ist, müssen die Kügelchen
der Bahnform folgen, wenn diese gegen den Uhrzeigersinn rotiert. Die Kügelchen scheinen
auf der Bahn nach oben zu laufen und werden somit zum Kopfende der Elevatorbahn
befördert, wo sie auf einen Führungsteil 138 gelangen, das sie zum Uberfuhr. gsrohr
116 leitet. Wie man sieht, wird die Uberführungstätigkeit infolge der Neigung der
Bahn, der Rotation gegen den Uhrzeigersinn und des Rollens der Kügelchen erzielt.
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Wenn die schraubförmige Bahn gegen den Uhrzeigersinn rotiert, sind
die Kügelchen bestrebt, an der linken oder tiefergelegenen Seite der Bahn zu verharren.
Da die Bahn
schraubenförmig ausgebildet ist, werden die Kügelchen
jedoch nach oben befördert, bis sie in das Führungsteil 138 abgegeben werden.
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Die neuartige Arbeitsweise des Elevators besorgt die kontinuierliche
Trocknung der in die Adsorptionskammer 24 geleiteten Atmosphäre, da das Trockenmittel
kontinuierlich reaktiviert und wieder in die Adsorptionskammer 24 geleitet wird.
Obwohl der Prozeß der Erhitzung des feuchten Trockenmittels um die Feuchtigkeit
und die Verunreinigungen daraus zu entfernen, aus der obigen seschreibung ziemlich
klar hervorgeht, so ist der vollständige Betriebsablauf des Systems doch auch abhängig
vom Abzug der aus dem reaktivierten Trockenmittel abgetrennten Gase sowie von der
Reibigung des reaktivierten Trockenmittels, während es im Elevator 82 gehoben und
gekühlt wird.
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Nachdem das Trockenmittel in der Adsorptionskammer 24 das feuchte
Gas oder die feuchte Atmosphäre, die durch das Einlaßrohr 32 dort eintreten, konditioniert
hat, sättigt sich das Trockenmittel und muß reaktiviert werden oder regeneriert
werden, bevor es wieder wirksam benutzt werden kann. Die Entfernung der Feuchtigkeit
aus einer wasserstoffhaltigen Warmebehandlungsatmosphare ist in der Technik wohlbekannt,
und Trockenmitteltrockner der bisher bekannten Art wurden zum Trocknen einer Wärmebehandlungsatmosphäre,
wie
z. B. dissoziiertes Ammoniak, verwendet und arbeiten durch die Absorbierung des
restlichen Ammoniaks in einem dissoziierten Gasstrom. Die Abtrennung von Kohlendioxyd
und Wasser vom Stickstoff zur Herstellung des sogenannten trockenen Stickstoffs
ist ebenfalls bekannt ; die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nicht nur dazu verwendet
werden, eine Atmosphäre wie dissoziiertes Ammoniak zu konditionieren, sondern auch
dazu, Gase aus einer Atmosphäre abzutrennen. Der Reaktivierungsprozeß zum Trocknen
eines Trockenmittels, welches bei der Abtrennung von Feuchtigkeit und von Verunreinigungen
aus diesen obengenannten Gasen verwendet wird, ist-wie beschrieben-allgemein in
der Technik bekannt. Die Erfindung betrifft jedoch die kontinuierlich arbeitende
Trocknung und Reaktivierung dieses Trockenmittels, im Gegensatz zu der periodischen
Reaktivierung des Trockenmittels, wie sie in den bisher bekannten Vorrichtungen
erfolgt.
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Nachdem das Trockenmittel 81 die Feuchtigkeit aus der durch die Adsorptionskammer
24 strömenden Atmosphäre entfernt hat, bewegt es sich infolge der Schwerkraft in
die Reaktivierungskammer 48, wo es erhitzt wird und ihm die Verunreinigungen und
die Feuchtigkeit entzogen werden. Das feuchte Gas, das aus den Trockenmittelkügelchen
entfernt wurde, wird dann duch den Abzugsstutzen
70 und das Ventil
72 entfernt. Die Trockenmittelkügelchen bewegen sich kontinuierlich durch das Leitungsrohr
56 in den Elevator 82 und werden auf dem untersten Abschnitt der Bahn 130 abgesetzt.
Während die Trockenmittelkügelchen vom unteren Abschnitt der Bahn 130 zum tuberführungsrohr
116 beförclert werden, werden sie durch das in der Säule 90 fließende Kühlströmungsmittel
gekühlt.
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Bekanntlich behtten die Trockenmittelkügelchen auch nach der Wärmebehandlung
während der Realctivierungs-oder Regenerierungsperiode noch weitere Überreste an
Feuchtigkeit und Verunreinigungen. Um die restliche Feuchtigkeit und Verunreinigungen
aus den Kügelchen zu entfernen, wird ein Teil der in der Adsorptionskammer 24 getrockneten
Atmosphäre durch das Uberfiihrungsrohr 116 in das Elevatorgehäuse eingelassen. Normalerweise
herrscht im Inneren des Elevatorgehäuses ein geringerer Druck als in der Adsorptionskammer
24, wodurch das Strömen eines Teiles der getrockneten Atmosphäre durch den Elevator
ermöglicht wird. Die das Elevatcrgehäuse 88 bodenwärts durchströmende getrocknete
Atmosphäre reinigt die Kügelchen von der restlichen Feuchtigkeit und von Verunreinigungen.
Auf diese Weise wird eine grdßere Reinigungs-und Säuberungswirkung der Trpckenmittelkügelchen
erreicht, da die trockne Atmosphäre eine Sptlung der Verunreiniqungen aus dem Trockenmittel
bewirkt. Die Trockene Atmosphäre wirkt auch als Abdichtung und verhindert das Eintreten
von verunreinigten
Gasen in das Elevatorgehäuse durch dessen unteren
Teil.
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Wie oben beschrieben, wird das verunreinigte Gas durch den Abzugstutzen
70 und das Ventil 72 entfernt. Da das trokkene-Gas,'das zur Entfernung der restlichen
Verunreinigungen und Feuchtigkeit aus dem Trockenmittel verwendet wurde, als Abdichtung
zur Verhinderung des Eintretens von feuchtem Gas in das Elevatorgehäuse 88 verwendet
wurde, wird es durch den Abzugsstutzen 75 und das Ventil 76 im Leitungsrohr 56 entfernt.
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Es ist ersichtLich, daß clie erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen
Konditionierung einer Atmosphäre durch Entfernung der Feuchtigkeit und Verunreinigungen
verwenc : lc. t wird. Das zur KondLtionierung der Atmosphare verwendete Trockenmihtl
wird in einem geschlossenen System kontinuierLich in Umlauf gehalten. Das Trockenmittel
wird erhitzt, gekühlt und gereinigt, bevor es in die Adsorptionskammer zurückkehrt.
Selbstverstaddlich kann der Elevator 82 so gesteuert werden, daß er das Trockenmittel
in einer Geschwindigkeit bewegt, diese dessen Durchlauf durch die Adsorptionskammer
24 und die Heizkammer 48 entspricht. Der neuartige Aufbau des Elevators 82, der
die Überführung der TrockenmittelkUgelchen von seinem unteren zu seinem oberen Ende
besorgt, erfordert nur wenige Teile und hängt lediglich von der Drehung der schraubefiförmigen
Bahn 130 ab. Da die Trokkenmittelkügelchen das Bestreben haben, sich an der unteren
Seite
der geneigten, schraubenförmigen Bahn anzuhäufen, werden sie zu ihrem oberen Ende
befördert, um in die Adsorptionskammer 24 entleert zu werden. Das System arbeitet
im wesentlichen ohne Ventile, um die freie Strömung des feuchten und des getrockneten
Gases zu ermöglichen, ob-wohl die Ventile 72 und 76 vorgesehen sind, um das feuchte
Gas bzw. das Reinigungsgas auströmen zu lassen, und das Scharnierventil 78 zur Steuerung
des Trockenmittelflusses in den Elevator 82 vorgesehen ist. Der Gaseinströmkegel
30 dient dazu, eine Trichter-oder Kegelbildung der Trockenmittelkügelchen in der
Heizkammer 48 zu verhindern und die Kügelchen zu verteilen, damit im oberen Teil
der Heizkammer 48 ein gleichmäßiger Fluß entlang den Seitenwanden erzielt wird.
Der Verteilerkegel oder das Tragkreuz 68 verhindert ebenfalls eine Trichter-oder
Kegelbildung des Trockenmittels beim Fluß aus der Heizkammer 48 in das Leitungsrohr
56. Das Material wird auf diese Weise im Leitungsrohr 56 gleichmäßig verteilt, so
daß es glatt und störungsfrei in den Elevator 82 fließt. Durch das Strömen des gereinigten
Gases durch den Elevator zum Spülen der restlichen Verunreinigungen aus dem reaktivierten
oder regenerierten Trockenmittel wird die Einfuhrung eines zusätzlichen Gasstromes
in das System vermieden und eine kontinuierliche und gleichmäßige Arbeitsweise des
Systems ermöglicht.