專利名稱:多孔固體顆粒的干燥方法及裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于干燥固體多孔含液體顆粒的方法的裝置。
已知相類似的方法可以從NL-A-7109221號中找到。
在該已知的方法中，由一個(gè)氣體流對著待處理的材料在高速下，至少對著一個(gè)沖擊裝置猛吹，該裝置的設(shè)計(jì)與布局要使沖擊造成固體顆粒脫離主氣體流，由此將這此固體顆粒作為分離部分收集起來，而液體通過沖擊由顆粒中甩出來被主氣體流帶走。這種方法特別適用于由主體顆粒尺寸大于0.5毫米，而其中不帶內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)的，而且是不易碎的丸粒，將其中含量很低的液體去除出去。
這種已知方法的缺點(diǎn)是當(dāng)顆粒中含有一種內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)，而且顆粒小于0.5毫米(主體顆粒尺寸)，待干燥的顆粒中的液體最終含量大于10%重量比，在這種情況下將意味著為了進(jìn)一步干燥這種顆粒，就需要相當(dāng)大量昂貴的熱能。這可以從這些顆粒的速度和變形如此小和時(shí)間短暫的事實(shí)來進(jìn)行解釋，由于在小的顆粒與氣體之間的摩擦力相當(dāng)?shù)貜?qiáng)，顆粒的沖擊彈性很微弱，以及它們之間的相互阻擋，這樣則慣性力的大小就不能大到能夠克服液體與顆粒的表面和微孔的表面張力之間親和力，在某些情況下，一個(gè)附加的負(fù)壓力使液體保持在微孔內(nèi)。
另外，由上面所述的顆粒尺寸大于0.5毫米，或者由帶有細(xì)的內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)達(dá)到上面所述的百分比的顆粒，如采用已知的方法，所需要的能量是非常高的，因?yàn)闅怏w流的速度或者顆粒的速度必定要非常地高，以實(shí)現(xiàn)液體的去除。按照已知的方法發(fā)出的聲音也是相當(dāng)高的。
本發(fā)明的目的是提供一種方法，該方法可以不出現(xiàn)或者幾乎不出現(xiàn)上述各種缺點(diǎn)。
依照本發(fā)明為了達(dá)到這種效果，要使每個(gè)顆粒產(chǎn)生單個(gè)的轉(zhuǎn)動，在這樣一種角速度下作用在液體上的和作用在顆粒上和其內(nèi)的效果力或者各種力要超過液體在顆粒上或顆粒內(nèi)的各種結(jié)合力，在這種方法中，由顆粒上去除下來的液體可以同時(shí)分離開或者在隨后的下一工序中分離開。
應(yīng)用本發(fā)明的方法，小的以及非常小的顆粒，由于它的尺寸很小，在其周圍的介質(zhì)的相對比較大的摩擦力作用下，可以用極小的能量使單個(gè)顆粒產(chǎn)生有效的旋轉(zhuǎn)，在這樣的速度下而且具有足夠長的時(shí)間，則粘合在顆粒上和顆粒的微孔結(jié)構(gòu)內(nèi)的液體就會被甩出并甩掉。
在本明的方法中，主要是顆粒在這樣一種角速度下，所產(chǎn)生的離心壓力1/2PLW2R超過了所有液體與顆粒之間的親和力之和，這些力包括液體與顆粒表面與內(nèi)部的粘合力以及使液體保持在顆粒微孔內(nèi)的負(fù)壓力。以公式表示1/2 ·PLω2R＞ (4T·Cosθ)/(d) +ΔP在公式中PL＝液體的密度，W＝角速度，R＝顆粒主要部分的半徑，T＝液體的表面張力大小，θ＝液體與顆粒材料之間的接觸角，d＝顆粒中微孔的最大半徑，在本發(fā)明的方法中，用于旋轉(zhuǎn)單個(gè)顆粒所需的摩擦作用力可以由以下方法產(chǎn)生，例如，方法a圍繞著顆粒的介質(zhì)要以能夠保證產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)動速度的速度模型，連同在裝置中支持著一個(gè)顆粒，使得這些顆粒進(jìn)行單個(gè)的轉(zhuǎn)動而互相之間不發(fā)生嚴(yán)重的阻礙。顆粒的密度必定要小于松密度的0.75倍。
方法b顆粒作用于一個(gè)平面上要有一個(gè)足夠大的正壓力，該平面的表面的性質(zhì)要能使顆粒與該平面具有足夠大的摩擦系數(shù)和摩擦力。顆粒的正壓力是由慣性力(離心力，復(fù)合向心力或各種分力的組合)產(chǎn)生的，例如由顆粒運(yùn)動為一個(gè)曲線軌道產(chǎn)生的。附加的慣性力是需要的，因?yàn)樵谶@里所考慮的小顆粒的重力對于產(chǎn)生一個(gè)足夠大的正壓力是不足夠的，例如，因?yàn)榻橘|(zhì)的湍流力和麥格納斯力(Magnus′ forces)作用于運(yùn)動的顆粒上，所以這些力可以相互抵消。
各種有效力(與上面所述各個(gè)力相反)，該力與作用于顆粒的摩擦力相抵消，這樣可以使顆粒在最低要求的速度下，沿著所需要的軌道運(yùn)動，這些力都是由帶有周圍介質(zhì)的顆粒的速度產(chǎn)生的，或者由具有運(yùn)動表面的顆粒的接觸力產(chǎn)生的，或者兩者的結(jié)合產(chǎn)生的。
按照本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于所述顆粒軌道的曲率，例如沿著一個(gè)固定的面，取決于待干燥的材料的性質(zhì)，以便在顆粒與平面之間存在著足夠的摩擦力，選擇各個(gè)力的狀態(tài)，為顆粒提供它相對于平面所需要的相對速度，而且顆粒會保持這種轉(zhuǎn)動速度維持足夠長的時(shí)間，以便將保持在顆粒表面和內(nèi)部的液體甩出去并甩掉。應(yīng)當(dāng)防止的是顆粒滑動地太歷害，而且設(shè)備的幾何形狀和施加于非圓顆粒的各種條件要能使顆粒了平面相接觸的一點(diǎn)或各個(gè)點(diǎn)上的推進(jìn)力的力矩必定要大于顆粒的最大翻轉(zhuǎn)力矩。
這種顆粒必須要以這樣的速度作用于表面上，即它們能夠無阻礙地或基本上無阻礙地旋轉(zhuǎn)。所以，其每米(φ)的供給能力要小于(πVRC(1-ε))/(2a2)V＝顆粒相對于該平面的相對速度，
R＝顆粒的直徑的一半，ρ＝顆粒概略的密度，ε＝內(nèi)，外孔隙部分之和，a＝一個(gè)顆粒周圍的空間大小的量度;a值大于1。
假如顆?？梢圆换瑒踊蛘邇H僅滑動一點(diǎn)點(diǎn)，則各種條件的選擇必須要使摩擦力超過推進(jìn)力。
本發(fā)明的方法也非常適用于把液體從由液體粘合在一起的顆粒中排除出去，例如在濕過濾床中或均勻的漿狀物中。
經(jīng)甩出來的和甩掉的液體可以從顆粒流中排除掉，排除過程是通過按照上面所述的各種方法通過實(shí)際上在原來位置的一個(gè)前面的表面把已分離出來的液體吸吮上去。在某些情況下，使用在設(shè)備中產(chǎn)生的第二種空氣流可以方便地使用，該空氣流把甩出來的液體的細(xì)小水滴帶走，而不是把被干燥的顆粒帶走。
在當(dāng)顆粒密度不是太大的情況下，液體和已處理的顆?？梢栽谠O(shè)備的外面分離開，例如采用移位方法。所以，在已知的方法中，通過主氣流把液體帶走的嚴(yán)格要求，不能應(yīng)用于本發(fā)明。
在本發(fā)明的方法中，根據(jù)已干燥顆粒的性質(zhì)，其最終的液體含量約可達(dá)到1%重量比以內(nèi)。
引導(dǎo)顆粒狀和纖維狀的產(chǎn)品進(jìn)入氣體流然后將該氣體流送入一個(gè)分離裝置中的方法，在本質(zhì)上是已知的。在這種方法中，在氣體流中實(shí)際上已完成干燥過程，為此目的，該氣體流是經(jīng)加熱過的，所以待去除的液體首先是蒸汽化，然后，以氣體的形態(tài)被去除。已知的分離裝置，例如一個(gè)旋流器，僅僅用于從由含有吸收的液體的干燥氣體中分離干燥產(chǎn)品之用。但是，按照本發(fā)明的方法，這此顆粒由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的各個(gè)效果離心力的作用下，把液體從微孔中甩出來。
本發(fā)明還涉及一種能夠在其中實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，該裝置的特征在于其第一和第二表面，該兩個(gè)表面都是形狀相同的而且平行安置的，相互間的距離很短，而且該裝置中還含有一種裝置用于以不同的速度驅(qū)動這兩個(gè)表面，一種裝置用于將粉末材料送入兩表面之間的間隙內(nèi)，一種裝置用于將粉末材料由兩表面間的間隙中去除出去，和一種裝置用于把由顆粒中這樣分離出來的液體排放掉。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過下面的結(jié)合附圖顯示進(jìn)行描述之后會一目了然。其中圖1是顯示本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施例的一個(gè)示意圖;
圖2是顯示本發(fā)明的裝置的相對于圖1所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行替換的另一個(gè)實(shí)施例的截面示意圖;
圖3是顯示本發(fā)明的裝置的相對于圖1所示的結(jié)構(gòu)經(jīng)替換的另一個(gè)實(shí)施例的截面示意圖;
圖4是本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明的裝置的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本發(fā)明的裝置的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是本發(fā)明的裝置的第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8是本發(fā)明的裝置，按圖7所示的結(jié)構(gòu)經(jīng)替換的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9是本發(fā)明的裝置的第六實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10是本發(fā)明的裝置的第七實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11是按照圖1所示的實(shí)施例的截面示圖，用以顯示更詳細(xì)的設(shè)計(jì)和工作狀態(tài);
圖12是相對于圖11所示的結(jié)構(gòu)經(jīng)替換的另一個(gè)實(shí)施例的截面示圖;
圖13是本發(fā)明的一種包括許多個(gè)如圖11所示的裝置，平行設(shè)置的裝置的截面示圖;
圖14是通過的和保持的顆粒的質(zhì)量百分比曲線圖，其大小取決于聚氯乙烯粉末的顆粒尺寸。
圖15是顯示微孔的內(nèi)部與外部體積百分比的曲線;
圖16是通過的與保持的顆粒的質(zhì)量百分比，取決于等異十二烷樣品的顆粒尺寸;
圖17是顯示聚丙烯-聚乙烯整體聚合物微孔體積的增大(X-軸)，以厘米3/克表示，作為微孔半徑(Y-軸);以微米(μM)表示的函數(shù)曲線;
圖18是顯示一種進(jìn)行干燥處理的產(chǎn)品，在試驗(yàn)之前的放大照片的再制件，圖19顯示進(jìn)行干燥的產(chǎn)品在試驗(yàn)之前的放大照片圖象;
圖20是按照圖18所示的產(chǎn)品在試驗(yàn)以后的放大照片圖象;
圖21是按圖19所示的產(chǎn)品在試驗(yàn)以后的放大照片圖象。
在本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例中，將顆粒導(dǎo)入兩個(gè)形狀基本上一樣的平面之間，該兩平面在顆粒運(yùn)動方向成一定角度的方向上具有一個(gè)相對速度，對于甩出的液體要經(jīng)過一個(gè)或兩個(gè)平面吸收掉。該平面相互之間的速度則在兩個(gè)平面產(chǎn)生一個(gè)氣體速度模型。作用于顆粒上的摩擦力以及顆粒與各個(gè)壁之間的某些接觸導(dǎo)致顆粒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由于這種旋轉(zhuǎn)，液體就被甩出。甩出的液體可以由一個(gè)或兩個(gè)平面吸收掉，或者可以由固體顆粒中在隨后的處理步驟中通過稱位分離出去。兩個(gè)平面間的距離h和相對速度的選擇，要使其滿足以下方程式PLVh2RR＞4 T c o s θd+ △ P]]>式中PL＝液體的密度;
V＝兩平面相互間的相對粘度;
h＝兩平面間的距離;
T＝液體的表面張力;
φ＝液體的接觸角;
R＝顆粒直徑的一半;
d＝顆粒內(nèi)的最大微孔半徑。
在本實(shí)施例中，兩平面的軸，如果可能的話，最好是垂直于顆粒送入該裝置的方向上。在這種情況下，這些都是可以獨(dú)立進(jìn)行調(diào)整的變量。
第一實(shí)施例如圖1所示，其中所述兩個(gè)平面都是兩個(gè)平行的平面圓盤1和2的兩個(gè)相對著的表面，兩圓盤的對稱重合的軸和它們的平面是繞著在水平面內(nèi)的對稱軸以相反的方向旋轉(zhuǎn)。假如該裝置是限于兩個(gè)圓盤，待處理的產(chǎn)品是通過一個(gè)位于圓盤1中心的孔3導(dǎo)入圓盤1和2之間。
所產(chǎn)生的氣體速度模型和兩個(gè)圓盤表面和顆粒之間的摩擦力導(dǎo)致顆粒所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度足以使水分甩出去。在把顆粒向著圓盤的周邊輸送過程中，在顆粒內(nèi)部和附著在表面上的水分就這樣被有效地去除掉。
通過圓盤1和2中的其中一個(gè)或兩個(gè)給出一個(gè)空心形狀而且設(shè)有可以滲透水分的相互面對面兩個(gè)側(cè)壁5和6，如圖2所示，而且通過該側(cè)壁來吸收水分，由顆粒中甩出的水分可以由產(chǎn)品流中去除掉。
吸收過程可以進(jìn)行通過另外設(shè)置在圓盤1和2上的葉片4來實(shí)現(xiàn)，以避免需要轉(zhuǎn)動的密封零件。
本實(shí)施例相對于已知方法的優(yōu)點(diǎn)如下-對于直徑非常小的并帶有細(xì)微孔結(jié)構(gòu)的顆粒，能夠進(jìn)行干燥達(dá)到小于1%(重量比);
-能量消耗小得多;
-該方法適用于任何形狀的顆粒;
-對顆粒的硬度，粗糙度或沖擊彈性這類性能沒有要求;
-發(fā)出的聲音小得多。
例1涉及要得到的更具體的條件。
在上述實(shí)施例中，通過在圓盤1和2之間產(chǎn)生一個(gè)向心的空氣流，就可以把進(jìn)行處理的產(chǎn)品在周邊上導(dǎo)入，并從中心排放出去，如圖3所示，排放管7就是放置在圓盤2的中心部位。
本方法能夠?qū)崿F(xiàn)同等的液體去除量而其顯示的優(yōu)點(diǎn)是其所處理的產(chǎn)品變成在一個(gè)很小的截面上可以得到，這種情況對下游系統(tǒng)如氣功輸送系統(tǒng)如氣動傳送系統(tǒng)，氣動傳送器等是很有好處的。
在一個(gè)不同最佳實(shí)施例中，兩平面是兩個(gè)同軸安置的空心筒體的對面的平面，如圖5所示。供料器以10表示，經(jīng)干燥的產(chǎn)品通過11排放出去，而液體在12處被吸收掉。
在另外一個(gè)最佳實(shí)施例中，兩平面是同軸安置的兩個(gè)空心圓錐體的，并以相反方向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)相對面的平面。如圖5所示，其中10，11和12分別表示進(jìn)口，經(jīng)干燥的產(chǎn)品的出口和液體吸收器。最后兩個(gè)實(shí)施例可以應(yīng)用于需要更為緊湊的設(shè)計(jì)的特殊情況。
通過內(nèi)管或內(nèi)錐體進(jìn)行液體的去除是最具有優(yōu)越性的。這是在已提到的圖中所顯示的。
在其它另外一個(gè)最佳實(shí)施例中，顆粒是通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)的布料中以一個(gè)口袋的形狀送入。如圖1所示。本方法在許多方面類似于如圖1所示的實(shí)施例并適合于對非常易碎的顆粒的干燥處理。顆粒分別通過15和16送入和排出。
在一個(gè)按照方法b進(jìn)行操作的實(shí)施例中，如圖7所示，顆粒是通過一個(gè)帶葉片21的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇20以徑向送入的。葉片的形狀和材料要使顆粒產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或者在由于沿著葉片作用在顆粒上的摩擦力產(chǎn)生回跳，而且它們的回跳和旋轉(zhuǎn)要處于這樣的狀態(tài)即要使顆粒內(nèi)部和外部的水分拉出來。離心作用力可以由離心力和/或復(fù)合向心力各分量構(gòu)成的，該復(fù)合向心力是由運(yùn)動的葉片對顆粒的接觸力產(chǎn)生的，此外，由葉片本身產(chǎn)生的氣體流的拉力可以用作拉力或者通過外部裝置在葉片之間的一個(gè)氣體流，其拉力的用途就可以實(shí)現(xiàn)。
可以通過將葉片21具有空心的形狀，并將側(cè)壁22制成可吸收的結(jié)構(gòu)把水分分離掉，或者通過移位將水分從顆粒流中分離出去。在去掉水分的過程中，由葉片產(chǎn)生的第二股氣體流也可以發(fā)揮作用。
在本方法的另一個(gè)最佳實(shí)施例中，風(fēng)扇具有直的葉片21。待處理的顆粒是一個(gè)中心送入，然后滾動和彈跳經(jīng)過直的葉片朝著周邊前進(jìn)，在這種方法進(jìn)行過程中，內(nèi)部和外部的水分就有效地被甩出和甩掉。復(fù)合向心力作用于正在滾動和彈跳朝著周邊前進(jìn)的顆粒上，給它們提供為旋轉(zhuǎn)所需要的正壓力。
通過葉片把水分去除掉，該葉片是能滲透液體的。葉片本身的轉(zhuǎn)動提供所要求的吸力。顆粒由位于中心部位的23處送入，液體由裝置中通過24排放出去，干燥的產(chǎn)品經(jīng)25排出。
本實(shí)施方案與已知的方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)-對尺寸非常小的和帶有很細(xì)微孔結(jié)構(gòu)的顆?？梢栽谠撗b置中進(jìn)行干燥處理，其水分達(dá)到小于1%(重量比)，因?yàn)轭w?？梢栽诤芨叩乃俣认滦D(zhuǎn);
-能量消耗小得多;
-裝置的設(shè)計(jì)可以非常緊湊而且比較簡單。例如按照本發(fā)明的方法設(shè)計(jì)的裝置，其中的散發(fā)器可更換的，該散發(fā)器是用在幾個(gè)熱干燥器中，在每個(gè)熱干燥中送入一個(gè)濕的濾餅。不僅散發(fā)器可以被省掉，而且在該裝置中還需要另外送入較少量的水;
-發(fā)出的聲音也小得多。
在另一個(gè)最佳實(shí)施例中，葉片21是彎曲的，在這種情況下，摩擦力超過推動顆粒前進(jìn)的力僅僅很小一點(diǎn)，這可以通過專門為此目的來適當(dāng)?shù)倪x擇葉片的曲率來達(dá)到。本方法的其余部分與前面的例子中所描述的一樣。與已知的方法相比本方法的優(yōu)點(diǎn)是作用于顆粒上的正壓力是較小的，這意味著摩擦力較小，并對處理易碎的材料時(shí)發(fā)生破碎的情況減輕。
在一個(gè)不同的最佳實(shí)施例中，(見圖8)，待處理的產(chǎn)品導(dǎo)入風(fēng)扇的葉片之間，彎曲葉片的轉(zhuǎn)動與螺旋泵葉片的正常轉(zhuǎn)動方向相反。在本方法中，顆粒由風(fēng)扇周邊的外面送入，在各種力的作用下，如果需要，一股外部產(chǎn)生的空氣流由風(fēng)扇周邊外邊在葉片之間朝著內(nèi)周邊流動，顆粒是旋轉(zhuǎn)的和回彈的朝著內(nèi)周邊流過。假如有這種要求，水分就可以按圖5所顯示的方式去除掉。顆粒通過30送入，液體通過31排放出去，而干燥的顆粒通過32排出。
本方法的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)處理過的粉未為在一個(gè)小的橫截面上是能得到的，這對于進(jìn)一步利用氣功系統(tǒng)和對顆粒傳送至氣動傳送干燥器(也稱為急驟干燥器或流通干燥器)對顆粒的輸送是有好處的。
在一個(gè)不同的實(shí)施例中(按照原則b)，顆粒是利用氣動推進(jìn)經(jīng)過一個(gè)彎曲表面的凹面輸入的。由正壓力產(chǎn)生的摩擦力提供顆粒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)所需要的力矩。摩擦力必定要足夠大以保證顆粒能夠在要求的速度下旋轉(zhuǎn)。這是通過選擇一個(gè)平面的合適的曲率和合適的材料(顆粒與該平面之間的摩擦系數(shù))達(dá)到的，并保證了顆粒的運(yùn)動是在一個(gè)足夠高的速度下經(jīng)過彎曲的平面前進(jìn)。
在非圓形顆粒情況下，正壓力必須小到能夠保證氣動推進(jìn)力的力矩總是能夠使顆粒產(chǎn)生彈跳。必須保證顆粒進(jìn)行單個(gè)的旋轉(zhuǎn)。如果有此必要，彎曲表面可以帶有轉(zhuǎn)動運(yùn)動，以增加顆粒在設(shè)備中的停留時(shí)間，或者減低正壓力的大小。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，顆粒是利用一個(gè)空氣流在兩個(gè)表面之間導(dǎo)入，如果需要可將表面形狀一樣。兩個(gè)之間的距離的選擇要使在達(dá)到要求的空氣速度條件下，其能量要盡可能的小。
在本方法中，如果需要，選擇幾種同樣形狀的表面并把它們組裝在一起成為一個(gè)螺旋形是有好處的。通過可滲透液體的而且以吸收來去除水分的彎曲表面，以保證將液體分離出去。本方法與前面已經(jīng)提到過的方法相比其優(yōu)點(diǎn)是不需要運(yùn)動部件。
在本實(shí)施方案的另外一個(gè)最佳實(shí)施例中，空氣流是由一個(gè)葉片沿著彎曲表面運(yùn)動產(chǎn)生的。滾動軌道的表面可以是個(gè)圓形的曲面板，其上帶有一個(gè)產(chǎn)品送入處40和排放處41，如圖9所示。液體通過42去除掉。由葉片產(chǎn)生的空氣流可以用于水分的去除，其工作方式如圖10所示。因此，小水滴甩出之后在滾動軌道的中心部位排放出去。一個(gè)僅僅用于滲透液體的表面就不再需要用于液體的分離了。產(chǎn)品的送入和排出分別通過50和51進(jìn)行。液體的排放是通過52完成的。
本實(shí)施方案與已知的各個(gè)實(shí)施方案相比，其優(yōu)點(diǎn)是-小得多的能量消耗;
-對于非常小直徑的并帶有細(xì)微孔結(jié)構(gòu)的顆粒，經(jīng)干燥處理后，濕度可達(dá)小于1%(重量比)。
滾動鼓筒和采用單旋轉(zhuǎn)流器(monoclone)和類似旋流器形式的設(shè)備也可以用于后一種實(shí)施方案(在該方案中采用這種類型的設(shè)備使其發(fā)揮分選的作用)。將上面描述的各種方法結(jié)合起來，可以應(yīng)用于各種具體的情況是有好處的。
如圖11所顯示的裝置，包括第一圓盤101和第二圓盤102，相互平行地，可轉(zhuǎn)動地安裝著，兩圓盤之間的距離很短。圓盤101與軸103相連接，該軸借助滾珠軸承104和105，可回轉(zhuǎn)地安裝著，安裝滾珠軸承的機(jī)架只顯示出零件106。
該軸在其一端可以通過一個(gè)齒帶與軸102的帶齒的頂部相嚙合而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，該軸的另一端帶有一個(gè)電動機(jī)，圖中未顯示。
軸103帶有一個(gè)空心通道110，該通道與圓盤101的中央錐形通道115相端接。該空心通道110是以一個(gè)靜止管112為襯里，該靜止管支撐在軸103內(nèi)的軸承上，而且可以回轉(zhuǎn)，以便當(dāng)軸103被驅(qū)動進(jìn)行轉(zhuǎn)動時(shí)，可以保持管112對軸103處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。
圓盤101的面對著圓盤102的一端，帶有一個(gè)環(huán)形槽120，利用一個(gè)濾網(wǎng)材料的環(huán)片121蓋住。燒結(jié)的不銹鋼粉末，可以根據(jù)一商標(biāo)名稱為Poral-Inox-plate的買到(由AL Liages Frittes Metafram銷售)，作為這一用途最好的制品，但具有所要求的機(jī)械性能的其它濾網(wǎng)材料同樣也是可用的。凹槽120通過一個(gè)或更多的通道122與周圍環(huán)境相連通，并進(jìn)一步與一個(gè)真空泵相連通，圖中未顯示，通過一個(gè)設(shè)置在圓盤101中的通道123和在軸103中的通道124，以便使一個(gè)負(fù)壓力保持在凹槽120中。
圓盤102安裝在軸130上，該軸可以被驅(qū)動轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動方式未指明。圓盤105帶有一個(gè)中央通道，通過該通道軸130的錐形端部131伸出去。許多個(gè)葉片132鑄造在圓盤102的端部。
圓盤101和102以及它們的支承裝置的組裝件安置在一個(gè)旋流器中，如圖1中的示意圖所示，其中該圓盤都是設(shè)置在旋流器的頂部。一個(gè)環(huán)形凹槽141設(shè)置在旋流器的一個(gè)側(cè)壁部分140上，其水平高度處于圓盤101和102之間的間隙處。該凹槽是采用濾網(wǎng)材料制成的環(huán)片162蓋住的，凹槽141與一個(gè)抽真空裝置相連通，圖中未顯示。環(huán)片142用的濾網(wǎng)材料可以采用與前面所提到的環(huán)片121所用的濾網(wǎng)材料一樣。但是，也可以采用不同的材料，因?yàn)樗蟮臋C(jī)械性能是非常不嚴(yán)格的。
該裝置的工作過程如下含有一定量的水分的粉末材料通過一個(gè)管子112送入，并落到錐形零件131上，由此，被推向葉片132，該葉片對粉末材料施加的力使其進(jìn)一步朝著圓盤102的周邊運(yùn)動。
圓盤101和102被驅(qū)動轉(zhuǎn)動至少以具有相對速度差值，為了使其盡可能地產(chǎn)生一個(gè)大的相對速度差值，最好是以相反方向轉(zhuǎn)動。雖然其機(jī)理(mechanism)尚不完全清楚，可以設(shè)想顆粒一經(jīng)被導(dǎo)入兩個(gè)圓盤101和102之間的間隙處時(shí)，就立即開始滾動，該滾動運(yùn)動是由于兩圓盤之間的相對速度差值產(chǎn)生的，而這種速度差值是由被帶動著的不同的空氣層之間產(chǎn)生的。
假如圓盤101和102之間的相對速度差值是足夠大的，則顆粒上的離心力就會對每個(gè)顆粒中的液體施加足夠大的，則顆粒上的離心力就會對每個(gè)顆粒中的液體施加足夠的力使其朝著表面移動甚至把它甩掉。一部分液體甩掉之后就通過環(huán)片121及其附屬的凹槽120所吸走。
顆粒一邊滾動一邊朝著圓盤101和102的周邊運(yùn)動。這一效應(yīng)可以通過有目的的將圓盤101和102以適當(dāng)方向和適當(dāng)轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)動產(chǎn)生。
因此，顆粒將以一定的徑向速度分量離開圓盤101和102之間的間隙。所釋放出來的所有的液體將通過環(huán)片142和凹槽141吸走。顆粒本身在旋流器中的運(yùn)動速度也進(jìn)一步慢下來，如果需要，可以利用該方法將更多的液體從顆粒中去除掉，并收集在旋流器的底部。假如需要這樣，可以在旋流器的側(cè)壁上設(shè)置一些傾斜的擋板，沿著這些擋板，顆粒就會朝著下方運(yùn)動。這樣可以造成一種附加的對干燥有進(jìn)一步作用的滾動。
如圖2所示的實(shí)施例，該實(shí)施例與前面所述的帶頂部圓盤而且?guī)в幸后w排放通道的實(shí)施例是不同的。
在本實(shí)施例中，頂部圓盤150是一個(gè)實(shí)體圓盤，不帶用于排放液體的凹槽。一個(gè)稱為多孔濾網(wǎng)151，如在資料NL-A-7109221號中進(jìn)行更詳細(xì)描述的，已被應(yīng)用于圓盤150和102的周邊的對面。該多孔濾網(wǎng)151是一個(gè)細(xì)篩孔網(wǎng)，一個(gè)面經(jīng)拋光平滑的，在這種情況下，在濾網(wǎng)中的內(nèi)部的孔由拋光過的一面逐漸變大。例如，這可以通過選擇合適的金屬的截面大小用于濾網(wǎng)來達(dá)到。
許多個(gè)通道已被設(shè)置在側(cè)壁部分152上，該側(cè)壁部分形成一個(gè)螺旋形通道由旋流器的外面向著旋流器的內(nèi)面形成。這些通道的方向是對著圓盤150的旋轉(zhuǎn)方向。這些通道的端部剛剛高于旋流器內(nèi)部上的圓盤150的上部，并保證有一股對著由圓盤150的板面拖曳起來的空氣流的方向的氣流。其結(jié)果是在圓盤150的上面的整個(gè)空氣實(shí)際上是靜止的。
此裝置的操作過程基本上與圖11所示的裝置的操作過程一樣。但是，盡管液體中至少一部分已經(jīng)由顆粒中分離出來，而這些顆粒仍然處于圓盤150和102之間時(shí)，在這種情況下，液體并未排放出來。一旦顆粒和液體離開圓盤150和102之間的間隙，它們就會對著多孔濾網(wǎng)151碰撞。此外，液體經(jīng)過濾網(wǎng)以后，仍然保持在顆粒上和顆粒中的液體，全部都在顆粒中釋放出來，并經(jīng)過多孔濾網(wǎng)去除掉。專用的裝置可以應(yīng)用于將多孔濾網(wǎng)151和旋流器內(nèi)部之間的液體去除掉。這種裝置可以由一個(gè)收集管和一個(gè)排放管構(gòu)成。
在圖3所示的一個(gè)實(shí)施例中，許多個(gè)圓盤167安裝在一個(gè)垂直軸160上。該軸160帶有一個(gè)中央通道130，并安裝在軸承162和164上，可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動。軸承162安裝在殼體161上，而軸承164安裝在軸163上，它們是通過在機(jī)架166中的軸承163可轉(zhuǎn)動地安裝著，其中，如有必要，可以在殼體161中組成整個(gè)結(jié)構(gòu)。
圓盤167的組裝件是由一個(gè)圓盤171的系統(tǒng)圍繞著，它們相互間都是連接起來的，并與軸163連接在一起。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是這樣的，即圓盤171在每個(gè)連續(xù)成對的圓盤167之間伸出。每個(gè)圓盤171設(shè)置有一個(gè)凹槽172。至少每個(gè)圓盤171的一部分是由濾網(wǎng)材料制成的，該濾網(wǎng)材料是參照圖1中所示的環(huán)片121所述的要求提供的。最遠(yuǎn)離軸160的一面上的每個(gè)凹槽172導(dǎo)入一個(gè)有效導(dǎo)管174，其截面為U型的，該導(dǎo)管僅僅在圖3中的右邊一側(cè)顯示出，該導(dǎo)管174伸向裝置的外面，通過一個(gè)穿過側(cè)壁176的通道175，對每個(gè)通道175，如果需要的話，可以連接到一個(gè)用以產(chǎn)生負(fù)壓力的裝置上，該裝置在圖中未顯示。
本裝置的操作過程如下軸160和163是以不同相對速度下驅(qū)動的，最好是以相反的方向驅(qū)動。把要去除掉其中含有液體的粉末材料通過一個(gè)中央通道180送入，而這些粉末的至少其中一部分在每個(gè)圓盤171處被散發(fā)了，所用的裝置未顯示，經(jīng)由通道180通過軸160上的徑向孔導(dǎo)入圓盤167和171之間的間隙處。該裝置可以由葉片或擋板組成，通過它至少一部分失效的粉末可以被保留著并朝著徑向開口導(dǎo)入。在這種狀態(tài)下，送入的粉末分布在各個(gè)水平高度上的，而多余的粉末則可以通過一個(gè)在軸163上的通道排放出去以便進(jìn)入旋流器進(jìn)行分離。
然后在每個(gè)成對的圓盤167和171之間的各個(gè)水平高度上進(jìn)行滾動干燥過程，如圖11和圖12所顯示的。
在這一過程中分離出來的液體，可以經(jīng)過凹槽172，導(dǎo)管174和175排放出去。粉末顆粒通過兩個(gè)連續(xù)的圓盤171之間的開口163排放出去落到底部，在那里進(jìn)行收集。
依照這種方式，可以把許多個(gè)這種裝置，按照圖11或12所示，平行地連接在一起。
例1將產(chǎn)品導(dǎo)入一個(gè)如圖1所顯示的裝置中，該裝置包括兩個(gè)平的、圓的、水平地安裝著的圓盤，它們具有對稱重合的軸線，該兩個(gè)圓盤設(shè)置在相距2.5毫米的距離，并在相互之間具有一個(gè)相對速度。被甩出的水分通過一個(gè)設(shè)置在裝置外面的分選器分離出去。產(chǎn)品則經(jīng)過頂部平板中心部位的一個(gè)孔導(dǎo)入兩平板中間。
試驗(yàn)1待干燥處理的顆粒是粉末狀的，顆粒的主要部分的尺寸為10微米。圖14顯示顆粒尺寸的分布情況，其中X-軸表示大于顆粒主體尺寸的%，Y-軸表示小于顆粒主體尺寸的%，Z-軸表示顆粒尺寸以微米計(jì)。粉末的內(nèi)部微孔分布情況如圖15所示，其中X-軸表示微孔半徑以微米計(jì)，而Y-軸表示微孔體積占總體積的%。
試驗(yàn)1a
送入的產(chǎn)品是一個(gè)含水量為30%重量比的濕濾餅。兩個(gè)圓盤以相反方向旋轉(zhuǎn)，其中頂部圓盤的轉(zhuǎn)動速度為3375轉(zhuǎn)/分，而底部圓盤的轉(zhuǎn)動速度為3545轉(zhuǎn)/分。當(dāng)產(chǎn)品導(dǎo)入第一次(1x)兩圓盤之間而水分已經(jīng)通過處理產(chǎn)品的分選被去除掉，產(chǎn)品仍然含有16.4%重量比的水分。該產(chǎn)品的二次處理導(dǎo)致含水量為6.4%重量比。三次處理導(dǎo)致產(chǎn)品含水量為0%的重量比。
電子顯微鏡照片表示產(chǎn)品未受損壞。見圖18(顯示干燥處理以前)和圖20(顯示干燥處理以后)。
試驗(yàn)1b導(dǎo)入的產(chǎn)品含水量為39%重量比。頂部圓盤是靜止的，而底部圓盤以3545轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在第一次(1x)處理以后，產(chǎn)品仍然具有含水量為22%重量比。經(jīng)二次處理后，含水量為14.9%重量比。經(jīng)三次處理后，含水量為6.0%重量比。經(jīng)四次處理后，含水量為0.3%重量比。電子顯微鏡照片顯示產(chǎn)品未經(jīng)損壞(見圖19和圖21，分別在干燥處理前和后)。
試驗(yàn)1c導(dǎo)入的產(chǎn)品為含有24.3%重量比的十四烷(tetradecane)。頂部圓盤以3375轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。其底部圓盤以3345轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
經(jīng)第一次處理后，產(chǎn)品的殘留液體含量為21.0%重量比。
經(jīng)二次處理后，產(chǎn)品的殘留液體含量為18.4%重量比。
經(jīng)三次處理后，產(chǎn)品的殘留液體含量為15.7%重量比。
經(jīng)第四次處理后，產(chǎn)品的殘留液體含量為13.5%重量比。
試驗(yàn)1d導(dǎo)入的產(chǎn)品含有25%重量比的異十二烷(isododeeane)頂部圓盤以3375轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，而底部圓盤以3545轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
經(jīng)第一次處理后，粉末中仍含有2.9%重量比的異十二烷。
試驗(yàn)2待干燥處理的顆粒具有的顆粒尺寸分布情況如圖16所示，其中X，Y和Z軸所表示的內(nèi)容與圖14中所示相同。主體尺寸為350微米。顆粒上具有內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)如圖17所示。送入的產(chǎn)品含有77.6%重量比的異十二烷(五甲基庚烷)。經(jīng)第一次處理后，產(chǎn)品中仍含有1.1%重量比的液體。
例2裝置中設(shè)有帶直的葉片的風(fēng)扇，如圖7所示。液體經(jīng)過葉片的材料被排放出去。風(fēng)扇在轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分條件下旋轉(zhuǎn)。
待處理的產(chǎn)品與例1相同，但含水量為39%重量比，并送入各葉片的內(nèi)部。經(jīng)過一次處理后，留在葉片外面的產(chǎn)品中的含水量已降低到4.1%的重量比。
例3該裝置由一個(gè)圓的，彎曲的滾動軌道組成，有一個(gè)葉片在軌道中轉(zhuǎn)動(見圖10)。
滾筒軌道的直徑為260毫米。
葉片的直徑為250毫米。
葉片S的轉(zhuǎn)速為3750轉(zhuǎn)/分。
滾筒軌道是由燒結(jié)金屬制成。
產(chǎn)品的初始含水量按重量比為45%。
經(jīng)處理15秒鐘以后，其殘留水分含量按重量比為30%。
經(jīng)處理30秒鐘以后，其殘留水分含量按重量比為12.5%。
經(jīng)處理60秒鐘以后，其殘留水分含量按重量比為0.5%。
權(quán)利要求
1.一種方法用于對含有液體的多孔的固體顆粒進(jìn)行干燥處理，其特征在于對每個(gè)顆粒都產(chǎn)生單個(gè)的旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)的角速度要使其產(chǎn)生的作用于顆粒的內(nèi)部和表面的液體上的效果力或各種力要超過顆粒內(nèi)部和表面的液體顆粒的親和力，由顆粒上去除掉的液體同時(shí)進(jìn)行分離，或者在下一道工序中進(jìn)行分離。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所述顆粒是導(dǎo)入兩個(gè)基本上形狀相同的平面之間，該兩平面在與顆粒運(yùn)動的方向成一個(gè)角度的方向上具有一個(gè)相對速度，通過其中一個(gè)或這兩個(gè)平面把水分甩掉并抽走。
3.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所述顆粒是通過一個(gè)帶葉片的轉(zhuǎn)動的風(fēng)扇形的裝置送入的，該葉片的幾何形狀應(yīng)當(dāng)使顆粒經(jīng)過葉片表面以后能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并經(jīng)過葉片的表面使要去除的水分甩出并甩掉。
4.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所述顆粒都產(chǎn)生沿著彎曲表面的凹面上的旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求
1至4所述的任何一項(xiàng)要求的方法，其特征在于有一股氣體流用于輸送顆粒。
6.如權(quán)利要求
1至5所述的任何一項(xiàng)要求的方法，其特征在于所述顆粒和由顆粒上去除的水分是在一個(gè)分選器中分離開的。
7.用于處理粉末材料的一種裝置，是由一個(gè)第一和第二表面組成，該兩表面是形狀相同而平行安置的，而且相互間距離很近，還有-一種裝置用于驅(qū)動該兩表面使其具有一個(gè)相對速度差值。-一種裝置用于將粉末材料送入兩個(gè)表面之間的間隙處，-一種裝置用于將粉末材料由兩表面之間的間隙處去除出去，-一種裝置用于將由粉末材料中分離出來的液體排放出去。
8.如權(quán)利要求
7所述的裝置，其特征在于所述表面都是圓柱形的，粉末材料在靠近其一端處送入而在靠近另一端處排放出去。
9.如權(quán)利要求
7所述的裝置，其特征在于所述表面都是圓錐形的，粉末材料在靠近頂部送入而在靠近底部排放出去。
10.如權(quán)利要求
7所述的裝置，其特征在于所述表面都是圓形的，粉末材料在靠近中心部位送入而靠近邊緣處排出。
11.如權(quán)利要求
7所述的裝置，其特征在于所述兩個(gè)表面至少有一個(gè)是覆蓋以多孔材料的，該表面與設(shè)置在不是面對著兩表面間的間隙的一邊，用以排放液體的導(dǎo)管相連通。
12.如權(quán)利要求
11所述的方法，其特征在于在所述排放導(dǎo)管中保持一個(gè)負(fù)壓力。
13.如權(quán)利要求
7至12所述任何一項(xiàng)要求的裝置，其特征在于一個(gè)帶孔眼的濾網(wǎng)安置在從兩表面間的間隙中排放粉末材料的位置的對面的位置上。
14.一種裝置基本上如各附圖中所顯示和描述的那樣。
專利摘要
一種方法用于將含有液體的多孔、固體顆粒進(jìn)行干燥處理，每個(gè)顆粒要產(chǎn)生單個(gè)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，該旋轉(zhuǎn)角速度作產(chǎn)生的作用于顆粒的表面和內(nèi)部的液體上的力要超過液體與顆粒的親和力，以便將由顆粒上去除掉的液體分離出去。用于處理粉末材料的裝置，該裝置由兩個(gè)形狀相同，而相平行的安置著的表面組成，該兩表面間的距離很短，并被驅(qū)動以不同的相對速度旋轉(zhuǎn)，還有粉末送入裝置、粉末去除裝置和液體排放裝置。
文檔編號F26B5/00GK87105185SQ87105185
公開日1988年2月10日 申請日期1987年7月23日
發(fā)明者皮特勒斯·弗朗西斯卡斯·阿方斯烏·瑪麗亞·亨德里克斯, 約瑟夫斯·約翰尼斯·皮特勒斯·瑪麗亞·戈頓, 約翰尼斯·阿方斯·斯蒂恩, 簡·阿諾德·德魯艾特 申請人:斯塔米卡本公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan