螺旋输送机中的松散物料的热处理 装置和松散物料的干燥方法 本发明涉及可用来热处理松散物料装置的结构。此外，涉及松散物料的一种有利的干燥方法。
人们已经提出了用螺旋输送机输送的各种技术方案来解决热处理的问题。同样提出了在连续输送物料的情况下输入热辐射来进行热处理的各种装置。为此所用的输送装置按带式输送机、链式输送机或振动输送机的原理工作(见德国工业标准DIN15201)。
本发明的目的在于，提出一种在机械工程上连续运行的过程中这样实现松散物料具有深部效果地热处理，使松散物料规定的和快速的加热在尽可能精确的保温范围内达到尽可能短的处理时间。同时热处理可用来干燥和/或旨在改变材料的其他物理或化学性能。
根据本发明，提出的这个目的是这样实现的，松散物料的输送利用螺旋输送机的输送原理，并在输送过程中通过热辐射的热能输入在螺旋输送机或管状螺旋输送机中实现被输送物料的加热。
由此而可显示螺旋输送的尤指以下特定应用的优点：
-在一般情况中，由推进引起的输送可在被输送物料与有效推进的螺旋侧面接触的范围内实现物料的旋转。这种旋转效果在管式螺旋输送机时特别明显，因为在这里附加地产生槽壁运动。通过这种旋转有助于被输送物料用热辐射均匀辐射，从而有助于均匀加热。
-通过适合的螺旋输送机的区域状的结构设计还可在机械工程上把实际的加热处理的前面或后面的处理工序合为一个单元。所以在全部加热方法中例如都力求达到加热区段的尽可能精确的均匀加料。在用振动输送的原理中，例如可通过前联一个叶轮闸门来实现(见GB-A-1313203)。除了专业上要实现的一个计量区外，在下面的说明中还将叙述为这个目的用的有利的其他各个螺旋输送区。
通过热辐射加热的特定应用范围的优点尤其是：
-在松散物料中的热传递较快。
-热辐射的深部效果，亦即松散物料至少部分在其内部被加热。
热辐射的这一优点例如在塑料工程中被广泛应用，因为原则上导热不良的塑料由此克服热对流的阻碍而可迅速加热。
通过螺旋输送的原理与热辐射的热传递按本发明的结合可有利地解决加热技术中提出的许多问题。
本发明示出了各种不同实施方案的原理示意图，从这些图中可得知本发明的其他有利细节，而且功能上示出的各种解决方案和本发明的各个解决方案可进行有利的组合来达到高的总效率。
图1a至1e表示红外线辐射器相对于螺旋输送机的各种布置方案的横截面。螺旋输送机在图中例如作成实心螺旋输送机。别的螺旋输送机例如带式螺旋输送机、浆叶螺旋输送机等也可使用，因它们部分地带来这样的优点，即到达被输送物料的红外线辐射较少被遮挡。
图1a表示槽式输送机。平面形的红外线辐射器5弯曲成一定角度设置在槽式螺旋输送机3的上部和通常可取下的盖4之间。螺旋式输送槽的壁和螺旋输送机本身都最好涂敷红外线反射层或用红外线反射材料例如铝制成，以便提高松散物料内在物料中的有效红外线辐射百分率。
在图1b中，棒形元件6作为红外线辐射器设置在图1a相同的位置上。在此图中还示出了棒形红外线辐射6例如亦可设置在螺旋输送机2的螺旋轴的内部，只要该轴是空心的并设置有红外线辐射排出孔，从而将红外线辐射作用到被输入的物料上。
在图1c中，红外线辐射器6可设置在一个反射器7的焦点上，以便辐射理想聚集到被输送的物料上和螺旋轴离直接辐射的范围尽可能地远。
在图1d中，螺旋输送机外壳作成一个管状外壳9。在该外壳上的窗孔例如用透红外线的石英玻璃制成，窗孔后面装红外线辐射器8。该窗孔在用双壁结构时可通流也是透红外线的冷却介质(例如空气)，以防止窗孔过度加热。该窗孔既可设置在被输送物料的料位上方，又可设置在料位下方。
图1e表示梳齿形的双螺旋10作为输送元件。红外线辐射器6在这里设置在槽式螺旋输送机的封板下方。
图1f表示加热线圈11作为被输送物料加热用的补充元件。该加热线圈例如可用电或用蒸汽、油、水或别的传热介质加热。加热线圈11可遮盖螺旋输送机外壳1的一部分，也可遮盖管状外壳9，如图1d所示。加热线圈11的热能例如也可部分利用其他可能的各道工序的冷却区的废热。与空间相邻的其他设备的热连接同样也是合适的。
根据本发明，基于螺旋输送机输送的一个加热区段在入口端与同一螺旋输送机的一个所谓喂入区和计量区连接。物料从一个简单的储料容器(例如圆形料仓)通过首先作为实心螺旋输送机的输送机漏斗输入。喂入区根据运行容积是这样设计的，即精确容纳螺旋输送机在继续运行中在所谓的加热区所希望的装满系数的物料量。在紧接喂入区的计量区内，运行容积扩大到加热区开始所要求的装满系数。图2所示的本发明的这个实施方案例如为一台螺旋输送机。管式螺旋输送机也可使用，此时轴向进行给料。要处理的已经破碎的物料被装入给料站20。任选的破碎可直接在给料站20之后和喂入区之前在一台带后联缓冲空间的一个破碎机中进行。从该处物料到达设置在传动轴22上的螺旋输送机的喂入区中。该传动轴22在本例中驱动带有相同转数的三个不同功能区的螺旋输送机。通过各区不同的螺旋结构和螺距23、24、25而可使物料所在的各区达到不同的输送速度，从而完成不同的任务。物料从喂入区23到达计量区24，在该计量区中，通过螺旋输送机有关螺距和几何尺寸的适当结构和传动轴22的转数保证物料只按上述严格限制的量进入加热区25，而且装满系数φ设定成使下面要述及的安装用的梁27在任何情况下都保持没有物料。这样，在φ≈0.02到0.15时就可达到很高的安全度。在这里螺旋输送机的结构用带式螺旋输送机选用的加热区25中，为了物料尽可能经受红外线辐射作用而不被螺旋输送机部件挡住，并为了由于输送元件较小的面积使辐射热加到输送元件上尽可能保持很小，所以设置了红外线辐射器28的安装梁27。如图所示，该梁27只有一端支承在固定支座33上，但根据长度和结构的不同，两端也可象这里那样例如有一个在轴22上一起旋转的支座32，或者也可有多个支座。梁27的高度超过物料或高于螺旋输送机套筒26的相应最低点并可调节。以便从红外线辐射器28发出的射线的红外射线的强度与相应物料一致。这种根据要处理的物料的调节可在装置投入运行时一次进行，或通过例如设置在螺旋输送机套筒26外面的一个无接触测试温度传感器34连续进行调节和通过一个窗孔不断进行测试，或者该传感器例如也可设置在梁27上来测试物料的温度。用测试信号例如可这样控制梁的高度或另一个用来调节物料中有效红外线辐射强度的调节参数(例如辐射器温度、接通的辐射器的数目等等)，使加热符号预先给定的值。在梁上敷设的电源线例如通过一个固定的或柔性的导板从梁引到机架。
要处理的物料通过加热区25输送，并进行连续处理，作为部分处理过的物料29和几乎完全处理的物料30示意在图中。物料通过一个出料溜槽31例如可转运到下一道工序。带式螺旋输送机35的一种变型可用空心材料制成的带，一种热传递介质通过这种带例如可通过循环，以便螺旋输送机本身稳定加热和作为附加的效果使待处理的物料一起加热或在必要时一起冷却。这个相同的可能性适用于计量区24和喂入区23中的螺旋元件。
具有一个封闭的螺旋输送机套筒26的图2在例如通过给料站20进行处理时也能有利抽吸出带有加热空气的可能产生的排出物(例如灰尘、气味等)，并将其保留在后联的过滤器中，但也可例如在螺旋输送机入口区36抽吸并输入一个排送和过滤单元37中。其中空气经过滤后可排放到大气39，或通过一个空气循环管道重新用于加热区25的物料加热，从而有利于节省能源。其中，最好将抽吸带走的热用来预热在给料站20中以及喂入区23和计量区24中的物料。同样，可象排出物抽吸站36、37那样，专业人员可在过程空间中进行简单地加负压或过压。
在一定使用场合中，相应的装置根据本发明可在出口端选择在相同输送元件相同平面上连接一个附加的冷却区。
在干燥塑料粒的例子中，本发明显示的如下优点尤为明显。在处理别的松散物料如饲料等时也具有类似的优点。
干燥塑料粒的任务是在塑化之前进行处理。常用的干燥不外乎借助于对流热例如循环空气法进行。其中所需的过程时间由下列效应确定：
-颗粒从外向内加热。为了最大限度地排出湿气，整个颗粒必须热透。塑料的小的导热率对整个颗粒热透所需的时间起确定性作用。
-颗粒的外层加热导致这个部位湿气的快速排出。从而在分子的超结构尺寸内首先提供自由空间。这些自由空间通过弹性的聚合分子特别是热产生的张弛重新闭合。从而阻止在颗粒核的较冷的核中尚存在的湿气的扩散。所以特别对从颗粒内部的湿气排出的过程速度产生负面影响。
塑料粒通过热辐射干燥由于有深部效果而克服了上述两个决定速度的效应，即实现了干燥所需的特别短的过程时间。原则上，可用红外线辐射加到塑料松散物料上的全部类型的输送都可实现有利的快速干燥。所以也可使用振动输送机或带式输送机。通过本发明与螺旋输送机输送的结合，保证了松散物料的均匀热辐射。除了连续的处理过程外，作为螺旋输送机输送的附加效果是实现了与入口端和出口端的计量的其他工序结合的可能性以及易于实现用来收集排出物和必要时便于加负压或正压的过程空间的封闭。