197225. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szemcsés halmazok átkeverésére, homogenizálására, lazítására és egyéb fizikai műveletek végzésére
7 197225 8 rendezetlen szemcsemozgás miatt a szemcsék tartózkodási időeloszlása is igen széles, M.Leva szerint pl. 15 min átlag rétegtartózkodás mellett a szemcsék 0,9 X-a 1 min-nál rövidebb ideig tartózkodik a rétegben, gyakorlatilag tehát keveretlenül halad ét a készüléken, míg a szemcsék 0,7 X-a 75 min ideig is cirkulál, azaz rontja a keverő egység teljesítményét (M.Leva; Fluidization, McGraw-Hill Book Co.N.Y. 1959. p.280.). Szitavagy terelólemezekkel újabban szűkíteni lehetett ezt a széles tartózkodási időeloszlást, de ezek mérete és elrendezése esetenként külön vizsgálatot igényel, különben holt zónák alakulhatnak ki, ill. a szita eltömődése a (luidizáló levegő nyomásveszteségét növeli előnytelenül. Ismertek gejzírcsöves keverők is, amelyekben nagynyomású levegő szállítja pneumatikusan felfelé az anyagot, majd a szemcsék a csatorna körül csúszórétegben haladnak lefelé. Ilyen megoldást ismertet pl. a 160 333 sz. magyar szabadalom. Ebben a berendezésben a szemcsemozgás jóval rendezettebb, mint a fluidizációs készülékekben, de a méretnövelés korlátozott és a fúvókás gázbevezetés nyomásvesztesége gazdaságtalanul nagy (0,1-0,3 MPa). A DBD 1 182 945 sz. német szabadalom olyan megoldást ismertet, amelyben a nyomólevegő fellazítja a réteget és egy mechanikus keverő a gejzír réteghez hasonlóan belső cirkulációs mozgásban tartja az anyagot. Ennél a berendezésnél elkerülhetők a gejzír képződéssel járó kezdeti áramlási instabilitások, de a fajlagos energiaszükséglet jelentős és nagyméretű szemcsék légárammal való fellazítása csak nagy zajhatású rotációs vagy csavarkompresszorokkal oldható meg. Elsősorban nem keverési és homogenizálási célra ismeretes olyan megoldás is (174 030 sz. magyar szabadalom), ahol a szilárd szemcsék gejzír rendszerű érintkeztetésére és szárítására az említett megoldáshoz hasonlóan elrendezett, függőleges tengely körül forgó szállítócsigával és levegőbefúvatással intenzív mozgásban lévő gejzírréteget hoznak létre, amely előnyős körülményeket teremt a szemcsés anyagokban lejátszódó hő- és anyagátadási folyamatok jó hatásfokú végrehajtásához. Ez az ismert megoldás mellékes hatásként bizonyos mértékű keveredést és homogenizálást is létrehoz a szemcsés halmaz komponensei között, de a korábban említett okok miatt fellépő szétfajtázódás ennek korlátot szab, és méretnövelése 2-3 mm átmérő felett nehézséget okoz. Ismertek végül olyan pneumatikus keverők, melyekben egy központi vezetőcsőben légáramú szállítással kerül ismét a réteg tetejére az anyag. A mér idézett W.Krambrock, ill. H.B.Ries (Aufbereitungs-Technik 20, No.2 1979. p.78-98) szerint az egyik legkorszerűbb ilyen berendezés • a Waeschle-féle granulátum keverő. A méretválaszték 25-200 m3 tartálytérfogat, amelyhez 2,4-3,5 m átmérő és 10-28 m magasság tartozik. A középnyomású ventillátorok teljesítménye nagy (1750- -14000 m3/h), ezért a fajlagos energiaszükséglet 0,7-1,8 kWh/m3. Az előző adatokból kitűnik, hogy ez a keverótipus csak az ún. tömegfolyású anyagok esetében valósítható meg, a magfolyásúakhoz nem alkalmas. Hátrányt jelent még a 40-320 min hosszú keverési idő és a szemcsék kopása a szállítócső tetején való erőteljes ütköző hatás miatt, ugyanis a 2-5 mm-es granulátumok biztonságos pneumatikus szállítása 16-25 m/s szállítási sebességet igényel. Találmányunk célja olyan eljárás és berendezés kidolgozása, amely egyrészt biztosítja- a tárolótartályban elhelyezett, vagy pontos arányban bemért szemcsés anyagok összekeverését, átforgatását és homogenizálását, anélkül,, hogy ehhez további tárolótartályokat, külső szállítórendszereket és külső keveröberendezéseket alkalmaznánk, valamint számottevő koptató hatás lépne fel, másrészt- megakadályozza a tárolt anyag szétfajtá zódósát,- a szemcsés halmazt kívánt mértékű lazított állapotban tartja, még a boltozódásra hajlamos anyagok esetén is, biztosítva ezzel a szemcsés halmaz szükség szerinti étlevegőztetését, a tárolótartály zavarmentes úríthetóségét és a pontos kiadagolás lehetőségét, valamint- előnyös körülményeket teremt a szemcsés halmaz szellőztetéséhez és temperólósóhoz, vagy más hő- és anyagátadási műveletek, vagy akár kémiai reakciók lejátszódásához is. A találmányunk tehát azon a felismerésen alapul, hogy a kitűzött cél elérhető azáltal, hogy a tároló- vagy keverötartály hossztengelyében függőlegesen elhelyezett, ház nélküli, lassan forgó szállítócsiga által szabadon hagyott készüléktérben statikus keverőelemeket tartalmazó legalább egy tálcát helyezünk el, akkor a szállítócsiga által a szemcsés halmaz tetejére felhordott anyag a statikus keverőelemeken lefelé csúszva mind axiólís, mind radiális irányban tökéletesen ótkeveredik és homogenizálódik. A tartályban az axiális irányú keverést elsősorban a szállítócsiga, a radiális irányú keveredést pedig elsősorban a statikus keverőelemeket tartalmazó egy vagy több tálca biztosítja, bár bizonyos mértékben ennek a fordítottja is szerepet játszik. Ilyen módon a találmány szerinti megoldással meglepő módon egyesíteni lehet a folyamatos üzemű statikus keverők és a szakaszos üzemű statikus szilárdanyag keverök előnyös tulajdonságait és ugyanakkor kiküszöbölhetők azok a hátrányos tulajdonságai, pl. a hosszú keverési idő és a kisebb fajlagos teljesítmény. e 5 10 15 20 20 30 35 40 45 50 55 00 65
