Die Erfindung betrifft eine Wärmebehandlungsvorrichtung für Schüttgüter, mit einem Drehrohr, in dem wenigstens ein Wärmestrahler und/oder ein Warmluftgebläse angeordnet sind, und mit wenigstens einer Beschickungsöffnung und wenigstens einer Austragsöffnung.

Aus der DE 195 02 352 C2 ist eine Wärmebehandlungsvorrichtung bekannt, bei der Kunststoffgranulat mittels eines Schneckenförderers durch ein Rohr gefördert wird. Im Innenraum des Rohrs ist ein Infrarot-Wärmestrahler angeordnet, der sich etwa parallel zur Mittelachse erstreckt. Dadurch ist zwar eine effektive Wärmebehandlung möglich, jedoch eignet sich die bekannte Vorrichtung nicht für das Behandeln einer Vielzahl von Schüttgüterrezepturen oder - Chargen, da hierfür bei jedem Wechsel des Schüttguts erst die Anlage leer gefahren werden muss. Beim anschließenden Starten des Durchlaufs eines anderen Schüttguts dauert es, bis sich das Rohr wieder gefüllt hat und ein stationärer Wärmebehandlungszustand erreicht ist. Beim An- und Leerfahren der Anlage können Abweichungen in den durch die Wärmebehandlung beeinflussbaren Werkstoffeigenschaf- ten auftreten. Aus der DE 10 15 010 706 Al ist es bekannt, die Wärmebehandlung von Kunststoffgranulat in einem Drehrohr vorzunehmen. Durch die Rotation wird das Granulat ständig umgeschichtet, so dass eine Vergleichmäßigung des Einflusses des zentralen Wärmestrahlers bewirkt wird. Aufgrund der Schrägstellung des Drehrohres durchlaufen rieselfähige Schüttgüter das Drehrohr infolge der Schwerkraft. Auch hier bestehen die genannten Nachteile einer kontinuierlichen Materialförderung durch die Wärmebehandlungsvorrichtung, wenn eine Vielzahl von Chargen nacheinander behandelt werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Wärmebehandlungsvorrichtung anzugeben, die insbesondere bei häufigem Wechsel des Schüttguts wirtschaftlicher zu betreiben ist und mit der konstante Werkstoffeigenschaften erzielbar sind.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Wärmebehandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs loder des Anspruchs 7.

Die Vorrichtung ist insbesondere für sogenannte Batches von Kunststoffgranulaten geeignet, also Mischungen von Kunststoffen, die besondere Eigenschaften aufweisen.

Daneben ist die Vorrichtung aber auch für alle anderen körnigen Schüttgüter hervorragend geeignet, beispielsweise für die Kaffeeröstung.

Der Grundgedanke der Erfindung nach der ersten Ausführungsform beruht darauf, dass allein durch Änderung des Drehsinns und/oder der Winkellage die Ausschleusung des Schüttguts aus dem Drehrohr zu bewirken ist. Es werden also keine Hilfsfördereinrichtungen benötigt.

In der einen Drehrichtung ist die Auslassöffnung in einer bevorzugten Ausführungsform von dem Auslasssperrelement ganz oder teilweise überdeckt. Das Schüttgut kann über das Auslasssperrelement hinweg gleiten, überbrückt im wörtlichen Sinne die Auslassöffnung und fällt an der anderen Seite des Auslasssperrelements zurück ins Innere des Drehrohrs. In der anderen Drehrichtung hingegen wird das Schüttgut unter das Auslasssperrelement gedrängt und fällt dann durch die darunter liegende Auslassöffnung heraus .

Bei entsprechender hoher Drehzahl wird diese Wirkung auch erzielt, falls das Auslassperrelement als Rampe vor der Auslassöffnung liegt, und das Schüttgut somit so weit radial nach innen beschleunigt wird, dass es während der Rotation nicht am Mantel entlang gleitet und aus der Aus- tragsöffnung fällt.

Möglich ist auch, in der für die Entleerung vorgesehenen Drehrichtung eine Verschiebung des Auslasssperrelements vorzusehen, welche durch die Gewichtskraft einer anprallenden Schüttgutmenge bewirkt wird. Beispielsweise wird durch Federbeaufschlagung das Auslasssperrelement in seine Ursprungslage zurückgeführt, in welcher es die Auslassöffnung abdeckt, also direkt an den Kanten anliegt, oder überdeckt, also unter Wahrung eines Abstands zu den Begrenzungskanten der Auslassöffnung deren Öffnungsquerschnitt abdeckt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Auslassöffnung axial über einen Teil des Mantels des Drehrohrs. Das Auslasssperrelement ist dabei - in radialer Blickrichtung auf die Behälterwandung gesehen - so angeordnet, dass es die Auslassöffnung vollständig überdeckt. Es ist also größer als die Auslassöffnung und um- fasst wenigstens einen Profilabschnitt, der in einem spitzen Winkel zu der Behälterwandung angeordnet ist. Dieser Profiabschnitt wirkt als Gleitbahn: durch den spitzen Winkel schiebt er sich unter das auf dem Rohrmantel aufliegende Schüttgut, ohne es vor sich herzuschieben. Vielmehr gleitet das Schüttgut bei der weiteren Rotation des Drehrohrs über das Auslasssperrelement und fällt an dessen rückwärtiger Kante wieder herunter auf den Rohrmantel.

Wird die Drehrichtung nun umgekehrt, so wirkt das Auslasssperrelement wie eine Schaufel: das entlang des Rohrmantels rutschende Schüttgut gelangt unter das Auslasssperrelement und fällt an der darunter befindlichen Auslassöffnung aus dem Drehrohr heraus.

Die bevorzugte Profilform des Auslasssperrelements um- fasst einen ersten Profilabschnitt, der sich in einem spitzen Winkel an die Behälterwandung anschließt, und einen zweiten sekantenförmigen Profilabschnitt, der die Auslassöffnung überdeckt. Der spitzwinklig angestellte Abschnitt dient dazu, sich während der Wärmebehandlung unter das Schüttgut schieben zu können, wie beschrieben. Der sekantenförmige Abschnitt dient dazu, den Abstand zum Rohrmantel gering zu halten, so dass der Spalt zwischen diesem Profilabschnitt mit der freien rückwärtigen Kante und dem Rohrmantel in der Höhe begrenzt ist und von dem Auslasssperrelement keine Schüttgutkörner in die Auslassöffnung gelangen. Die in umgekehrter Drehrichtung wirkende Schaufelform des Auslasssperrelements wird dadurch optimiert, dass an wenigstens einem Ende der Auslassöffnung ein schräg zur Längsachse des Drehrohrs ausgerichtetes Leitblech aufweist. Damit wird ein Trichtereffekt erzielt, durch den das Schüttgut gerichtet zur Auslassöffnung gefördert wird.

Vorteilhaft ist es, pyramidenförmige oder buckelige Mischelemente an der Innenwandung anzuordnen, deren Erstreckung parallel zur Rotationsachse größer ist als quer dazu, und dabei mehrere Elemente an unterschiedlichen Winkelpositionen mit axialem Versatz zueinander anzuordnen. Dadurch kann mit beginnender Rotation eine axiale Förderung des Schüttguts von der Aufgabeseite her bewirkt werden und bei fortwährender Rotation eine gleichmäßige Verteilung des Schüttguts über die Länge der Trommel.

Um zu gewährleisten, dass sich das Schüttgut stets im Wirkungsbereich des Strahlers befindet, sollte sich der Strahler über die gesamte Länge des Drehrohrs erstrecken. Sobald dies baulich nicht möglich ist, ist vorzugsweise am Innenmantel des Drehrohrs eine Schikane oder ein Leitblech vorgesehen, um Portionen des Schüttguts, die an den Rand gelangt sind, wieder nach innen zu fördern.

Bei der erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsvorrichtung kann eine Probenentnahmevorrichtung vorgesehen sein. Hierbei handelt es sich beispielsweise um ein Probenentnahmerohr, das von der Stirnseite des Gehäuses her, an der auch ein Aufgabetrichter angeordnet ist, eingesteckt werden kann und dass stirnseitig verschlossen und über einen Teil des Rohrmantels offen ist, so dass sich eine Art Löffel bildet. Eine am Innenmantel des Drehrohrs angeordnete Schaufel greift in das Schüttgut im Drehrohr und nimmt Teile des Schüttguts auf. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung der Schaufel aufgrund der Rotation des Drehrohrs fällt das aufgenommene Schüttgut in den geöffneten Teil des Probenentnahmerohrs.

Ein Auslauftrichter ist unterhalb des Drehrohrs angeordnet und fängt das Schüttgut, das das Auslasssperrelement aufgrund einer Drehrichtungsumkehr überwunden hat, auf. Vorzugsweise ist der Auslauftrichter an beiden Seiten des Drehrohrs hochgezogen und legt sich mit seinen seitlichen Kanten bis an den Außenmantel des Drehrohrs an. Insbesondere ist der Auslauftrichter bis auf Höhe der Rotationsachse hochgezogen. Dadurch wird das auszuschleusende Schüttgut zuverlässig aufgefangen.

Als Verlängerung des Ausläuftrichters kann eine Dampfabdeckung aufgesetzt sein, die im Schnitt halbkreisförmig ausgebildet sein kann und den oberen Bereich des Drehrohrs überdeckt. Dadurch wird die aus dem Inneren des Drehrohrs aufsteigender Prozessluft gezielt an die enden des Drehrohrs geleitet, so dass sie sich nicht unkontrolliert im gesamten Außengehäuse, in welchem das Drehrohrs gelagert ist, verteilt.

Eine wärmeisolierende Beschichtung des Drehrohrs kann vorgesehen sein, um Abstrahlungsverluste zu mindern.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, eine Ver-/Entriegelungsvorrichtung vorzusehen, die aufgrund einer Drehzahländerung oder Drehrichtungsumkehr betätigbar ist.

Hierbei kann es sich beispielsweise um eine mit Feder und/oder Magnetkraft beaufschlagte Ausschleusklappe am Mantel des Drehrohrs handeln. Bei Erreichen einer Grenzdrehzahl reicht die Haltekraft nicht und die Ausschleusklappe wird nach außen geschleudert. Schüttgut kann an der geöffneten Ausschleusklappe austreten.

Eine weite Ausführungsform sieht eine Riegelfalle an der Ausschleusklappe vor, wie sie von Türschlössern bekannt ist. Die Riegelfalle ist tangential zur Drehrichtung ausgerichtet und mit einem Zusatzgewichtselement verbunden. Durch abruptes Abbremsen des rotierenden Drehrohrs wird die Riegelfalle aufgrund der damit verbundenen Trägheitsmasse zurückgeschoben oder zurückgezogen, je nach Anordnung, und gibt die Ausschleusklappe frei, so dass das Schüttgut heraus gelangen kann.

Damit das Schüttgut bei den vorgenannten Varianten von Ausschleusklappen, die sich noch während der Rotation des Drehrohrs öffnen lassen, nicht frei herumgeschleudert wird, kann ein Prallblech vorgesehen sein, das das Drehrohr zumindest im Bereich der Ausschleusklappe umgreift und einen gerichteten Abfluss nach unten hin bewirkt.

Das Drehrohr kann rund oder polygonal sein. Durch die Form ergeben sich Unterschiede in der Bauweise, der Lagerung, dem Antrieb, wie auch dem Mischverhalten. Die erfindungsgemäße Funktion der Ausschleusung durch Drehrichtungsumkehr lässt sich mit beiden Formen verwirklichen. Die Einfüllöffnung ist vorzugsweise in einer stationären Stirnseitenauskleidung angeordnet. Die Stirnseite ist also nicht Bestandteil des Drehrohrs und rotiert nicht mit, sondern steht fest. Da in der Regel keine Gas- oder Flüssigkeitsdichtigkeit des Drehrohrs für die Wärmebehandlung erforderlich ist, dient die Stirnseite nur dazu, die laufend umgewälzte Schüttgutmenge im Drehohr zu halten. Durch die stationäre Anordnung kann die Einfüllöffnung auch exzentrisch platziert sein.

Eine Einlaufrohrleitung und/oder eine Einlaufrinne kann sich so von einer Mündung eines Einfülltrichters durch die Einfüllöffnung bis in den Innenraum des Drehrohrs erstrecken, auch wenn sie die Stirnseitenauskleidung schräg durchdringt.

Zusätzlich kann eine Kippvorrichtung zum Neigen des Drehrohrs vorgesehen sein, um die Ausschleusung zu beschleunigen. Damit erhält das Schüttgut auch eine axiale Bewegung aufgeprägt, so dass es gerade in den Endbereichen der Auslassöffnung bzw. des Auslasssperrelements besser abfließen kann.

Die Auslassöffnung kann auch in einer Stirnseitenauskleidung angeordnet sein, die insbesondere stationär sein kann, wie bei der Beschickungsöffnung auch. Hieran sind bewegliche Klappen denkbar, die über Gegengewichte, Federn oder dergleichen so ausbalanciert sind, dass sie in der einen Drehrichtung geschlossen sind und in der anderen die Auslassöffnung freigeben.

Als Wärmequelle kommt vorzugsweise ein innen liegendes, zentrisches Infrarot-Modul in Frage. Möglich sind auch Gasstrahler, UV-Strahler, Mantelbeheizungen oder Warmluftgebläse .

Vorzugsweise wird als Wärmequelle ein Infrarotstrahler verwendet, durch den von hinten Luft einströmt, die- Heizstäbe umspült und nach vor ausgeleitet wird. Der Luftstrom dient einmal der Kühlung der Infrarot- Heizstäbe. Zudem wird eine laminare Strömung bewirkt, der ein Luftschild vor dem Infrarotstrahler aufbaut, welches feine Staubpartikel von dem Infrarotstrahler fernhält und so dessen Verschmutzung verhindert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 eine Wärmebehandlungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 eine Wärmbehandlungsvorrichtung gemäß Fig. 1 im Längsschnitt;

Fig. 3 ein geschnittenes Drehrohr gemäß Fig. 1 in perspektivischer Darstellung und

Fig. 4, 5 jeweils eine Wärmebehandlungsvorrichtung gemäß Fig. 1 im Querschnitt, bei verschiedenen Drehrichtungen; und

Fig. 6a, 6b jeweils ein Drehrohr gemäß einer weiteren

Ausführungsform der Erfindung in perspektivischen Darstellungen.

In Fig. 1 ist eine Wärmebehandlungsvorrichtung 100 perspektivisch dargestellt, die im Wesentlichen aus einem Drehrohr 10, einem Wärmestrahler 20, einem Einlauftrich- ter 30 mit Einlaufrohr 32 und einem Auslauftrichter 40 besteht .

Das Drehrohr 10 besitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel an diametral gegenüberliegenden Seiten jeweils zwei axial hintereinander liegende Auslassöffnungen 11, die jeweils beidseitig von schräg angestellten Leitblechen 14 (vgl. Fig. 3) eingefasst sind.

Zur besseren Darstellung ist eine rechte Stirnseitenauskleidung nicht dargestellt, so dass der Blick ins Innere des Drehrohrs 10 frei ist.

An der Innenseite des Rohrmantels sind dort, wo die Auslassöffnungen 11 eingebracht sind, überdeckende Auslasssperrelemente 12 angeordnet. Ein erster Profilabschnitt

12.1 schließt sich in einem kleinen spitzen Winkel direkt an den Drehrohrmantel an. Ein zweiter Profilabschnitt

12.2 ist wie eine Sekante angeordnet oder läuft sogar wieder etwas auf den Rohrmantel herab. Dazwischen in ein Zwischenraum 13 gebildet.

Unterhalb des Drehrohrs 10 ist ein Auslauftrichter 40 angeordnet, der so lang ist, dass er sich wenigstens bis unterhalb der beiden, axial hintereinander liegenden Auslassöffnungen 11 erstreckt.

In Fig. 2 ist die Wärmebehandlungsvorrichtung 100 im Schnitt dargestellt. Eine linke Stirnwandauskleidung 15 ist stationär angeordnet. Sie ist nicht Teil des Drehrohrs 10, sondern steht als Platte vor dessen linken Ende. Sie trägt das Einlaufrohr 32 und bildet das Lager für den Wärmestrahler 20. Zudem verhindert sie das Herausfallen von Schüttgut am Ende des Drehrohrs 10. Nach rechts hin ist das Drehrohr 10 durch eine mitrotierende Stirnwandauskleidung 16 abgeschlossen.

Die bevorzugte Ausbildung des nach der Erfindung bevorzugten Auslasssperrelements 12 ergibt sich aus der perspektivischen Darstellung eines hälftig geschnittenen Drehrohrs 10 in Fig. 3. Gut erkennbar sind dort die Auslassöffnungen 11 im Rohrmantel, die von Leitblechen 14 flankiert sind, sowie das Auslasssperrelement 12. Zwischen Auslasssperrelement 12 und Rohrmantel 10 ist ein Zwischenraum 13 vorhanden, der so hoch bemessen ist, dass das Schüttgut durch diesen hindurch in die Auslassöffnungen 11 fließen kann, ohne dass es zu Verstopfungen des Fließwegs kommt.

Die Funktion wird der Wärmebehandlungsvorrichtung 100 wird anhand der Figuren 4 und 5 erläutert:

Figur 4 zeigt die durch den Pfeil angedeutete Rotation des Drehrohrs 10 während der Wärmebehandlung. Schüttgut 11 liegt unten am Rohrmantel und läuft über das Auslasssperrelement 12 hinweg. An der freien Kante des Profilabschnitts 12.2 - am unteren Auslasssperrelement 12 ist das die linke Kante - fällt das Schüttgut 1 wieder auf den Rohrmantel 10 zurück, ohne in die Auslassöffnung 11 zu gelangen.

Ist die Wärmebehandlung abgeschlossen, so wird die Drehrichtung umgekehrt, wie in Figur 5 gezeigt. Die am Rohrmantel entlang rutschende Portion des Schüttguts 1 gelangt in den Zwischenraum 13 unterhalb des Auslasssperrelement 12 und fällt dann durch die Auslassöffnung 11 in den Auslauftrichter 40. Figur 6a zeigt schematisch ein Drehrohr 210, in welchem Schüttgut 1 liegt. Seitliche Leitbleche 212, 214 begrenzen den Innenraum des Drehrohrs. Während das Drehrohr 210 rotierbar gelagert ist, stehen die Leitbleche 212, 214 ortfest. Der Mantel des Drehrohrs 210 läuft somit außen an den Kanten der Leitbleche 212, 214 vorbei.

Zum Ausschleusen werden die Leitbleche 212, 214 verschoben, wie Fig. 6b zeigt. Das erste Leitblech wird nach außen verschoben und gibt die Kante des Drehrohrs 210 frei. Das zweite Leitblech 214 schiebt das Schüttgut 1 im Inneren des Drehrohrs in axialer Richtung, bis es über die freie Kante abfließen kann.