Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trocknung von Granulatkömern, z.B. aus einem Kunststoffmaterial, mit einem Gehäuse mit einem GranulatkÖrner-Prozessfluid-Einlass, einem Granulatkömer-Auslass und einem Fluid-Auslass, wobei in dem Gehäuse ein drehbarer Rotor angeordnet ist mit daran angeordneten Rotorschaufeln, welche den Granulatkörnern und einem Prozessfluid, bevorzugt Wasser, jeweils eine Bewegungsrichtung aufprägt, so dass das Prozessfluid, in welchem sich die Granulatkömer ursprünglich befinden, dort von den Granulatkömern in einem Fluidabführbereich mit zumindest einem den Rotor zumindest abschnittsweise außen umgebenden Sieb mit Sieböffnungen mit einer Größe kleiner als die Granulatkömer, mittels Durchtritt von einer Siebvorderseite zu einer Siebrückseite abtrennbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Generell werden solche Vorrichtungen beispielsweise als Zentrifugaltrockner unter der Produktbezeichnung CENTRO vom Unternehmen aag Automatik GmbH angeboten und vertrieben. Zur Trocknung von Granulatkömern sind dabei gelegentlich zusätzliche Vor- und/oder Nachtrockner, wie etwa Vorentwässerungsstrecken oder Trockenbetten, erforderlich, was zum einen konstruktiven Mehraufwand bedeutet, zusätzlichen Raum beansprucht und aufgrund der zusätzlichen entsprechenden Gerätschaften zum anderen auch den Wartungsaufwand und den Energieverbrauch der Gesamtanlage erhöht.

Die Europäische Patentanmeldung EP 0 653 277 A2 beschreibt einen Granulattrockner für abrasive und schlagempfindliche Kunststoffgranulate, bei welchem feuchte Luft zusätzlich durch den dortigen Siebkorb als auch durch in dem dortigen Rotor eingebrachte Bohrungen abgesaugt wird.

Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2007 040 135 AI zeigt einen Zentrifugaltrockner mit konischer Sieb- und Rotorschaufelanordnung.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Trocknung von Granulatkömern aus einer Schmelze vorzusehen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet, und insbesondere eine Vorrichtung vorzusehen, welche auf konstruktiv einfache Weise die Trocknung von Granulatkömern automatisiert, zuverlässig und mit möglichst geringem Energieaufwand ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungs gemäß mit einer Vorrichtung zur Trocknung von Granulatkömem mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Die erfindungs gern äße Vorrichtung zur Trocknung von Granulatkömem weist ein Gehäuse und eine sich darin befindliche Bewegungsaufprägungseinrichtung auf, welche den Granulatkömem und einem Prozessfluid jeweils lokal eine voneinander abweichende Bewegungsrichtung aufprägt, so dass das Prozessfluid, in welchem sich die Granulatkömer ursprünglich befinden, dort, d. h. in dem Gehäuse, von den Granulatkömem in einem Entwässerungsbereich mit zumindest einem Sieb mit Sieböffnungen mit einer Größe kleiner als die Granulatkömer mittels Durchtritt von einer Siebvorderseite zu einer Siebrückseite abtrennbar ist. Die Begriffe Siebvorderseite bzw. Siebrückseite bezeichnen dabei die beiden Seiten der Siebfläche, nämlich die Seite, auf der das Siebgut verbleibt, bzw. die Rückseite der Siebfläche, in deren Bereich das Prozessfluid und die Gegenstände, d. h. Granulatkömer und Staub, welche kleiner als die Sieböffnungen sind, nach Durchtritt durch die Sieböffnungen gelangen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Gestaltung der Rotorschaufeln auf, bei welcher die Rotorschaufeln zumindest abschnittsweise wendelartig an der Rotorwelle angeordnet sind und dabei zumindest abschnittsweise eine Außenkontur aufweisen, welche der Innenkontur des Siebs entspricht. D.h., in Einbaulage sind die entsprechenden Rotorschaufeln mit ihren Außenkonturen, d.h. mit den jeweiligen Außenkanten, jeweils im dortigen Bereich mit einem vorgegebenen Abstand von der Innenkontur des Siebs beabstandet angeordnet, wobei zur Verbesserung des Transports der Granulatkömer die entsprechenden Rotorschaufeln erfindungsgemäß wendelartig ausgeführt sind. Mit der erfindungs gern äßen Gestaltung der Rotorschaufeln kann somit auf konstruktiv einfache Weise zum einen ein effektiver Transport der Granulatkömer mit einer effektiven Trennung von Granulatkömem und Prozessfluid erfolgen, wobei gleichzeitig der Betrieb der so gestalteten Trocknungsvorrichtung dahingehend verbessert ist, dass die Neigung von Granulatkömem, sich im Bereich des Rotors zu verklumpen dadurch vermieden werden kann.

Erfindungsgemäß bevorzugt können die wendelartig angeordneten Rotorschaufeln in Einbaulage der Rotorwelle von unten nach oben eine veränderte, besonders bevorzugt eine kontinuierlich über die Höhe veränderte, Wendelsteigung aufweisen. Dadurch können die Verweildauer und die aufgeprägten Bewegungskomponenten entsprechend an den jeweiligen Orten beeinflusst werden.

Erfindungs gemäß bevorzugt weist der Rotor eine hohle Rotorwelle mit Rotorbohrungen auf, welche zumindest abschnittsweise in der hohlen Rotorwelle angeordnet sind. Erfindungs gemäß ist zusätzlich ein Lüfterrad koaxial auf der Rotorwelle so angebracht, dass mittels des Lüfterrads Luft über den Granulatkömerauslass und die Rotorbohrungen ins Innere der hohlen Rotorwelle ansaugbar ist und über einen Lüfterradluftauslass aus dem Gehäuse abführbar ist. Die Rotorbohrungen können im Wortsinn als Bohrungen, als Ausstanzungen oder als sonst im Rahmen eines Herstellungsverfahrens in der Rotorwelle eingebrachte Öffnungen verstanden werden. Die ansaugbare Luft kann zum einen, wie beansprucht, über den Granulatkömerauslass angesogen werden, gegebenenfalls aber auch über andere Öffnungen im Trocknergehäuse.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den entsprechenden technischen Merkmalen nutzt die aufgeprägten Kräfte bzw. Kraftkomponenten auf die Granulatkömer bzw. das Prozessfluid, aufgeprägt durch den Rotor mit den Rotorschaufeln, so dass dadurch eine Bewegung der Granulatkömer bzw. des Prozessfluids in Richtung der Entwässerungssieböffnungen zwangsweise geprägt wird, damit so die Granulatkömer bestimmter Größe bzw. das Prozessfluid durch den Durchtritt durch die entsprechenden Sieböffnungen voneinander getrennt werden. Insbesondere kann die dabei verwendete Kraftkomponente eine Zentrifugalkraftkomponente sein, welche das Prozessfluid bzw. die Granulatkömer zentrifugal in einer ansonsten aufgeprägten Kurvenbewegung, insbesondere einer Wendelbewegung, bewegt, nämlich durch den Rotor mit den Rotorschaufeln.

Durch den erfindungs gern äßen Rotor mit hohler Rotorwelle und das zusätzliche Lüfterrad wird bevorzugt im Gegenstrom eine zusätzliche Luftströmung in der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung so aufgeprägt, dass eine Entwässerung bzw. eine Trennung von Granulatkömem und Prozessfluid besonders einfach und zuverlässig erfolgen kann. Die Integration eines zusätzlichen Lüfterrads koaxial angebracht an der Rotorwelle ergibt eine konstruktiv einfache Maßnahme, welche insbesondere zusätzliche Lager erfindungs gemäß vermeiden kann.

Zur weiteren Vermeidung der Verklumpungsneigung von Granulatkömem im Bereich des Rotors weisen Hüllkurven der Außenkontur der Rotorschaufeln und der Innenkontur des Siebes eine koaxiale Anordnung auf, d.h. sie sind im jeweiligen Bereich axial voneinander einheitlich weit entfernt, und erfindungs gemäß weist die innenliegende Hüllkurve der Rotorschaufeln radial einen Abstand von der außen liegenden Hüllkurve des Siebs im Bereich des vier- bis zwanzigfachen des durchschnittlichen Durchmessers der Granulatkömer auf.

Erfindungs gemäß bevorzugt können die Rotorschaufeln und das Sieb zumindest abschnittsweise in Einbaulage in der erfindungs gern äßen Vorrichtung von oben nach unten im vertikalen Querschnitt davon gesehen einen konisch verjüngenden Verlauf aufweisen. D.h. , im Querschnitt sind die radialen Durchmesser des Rotors mit den daran angebrachten Rotorschaufeln und des umgebenden Siebes dabei von unten nach oben im Durchmesser zunehmend gestaltet. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Entwässerung und erlaubt gleichzeitig eine weitgehend zusätzlich verbesserte Vermeidung der Verklumpungsneigung der im oberen Bereich schon im Wesentlichen vom Prozessfluid befreiten Granulatkömer.

Besonders einfach in der Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein bevorzugter Aufbau, bei welchem der Rotor und das Lüfterrad so aneinander angebracht sind, dass sie mit gleicher Drehzahl drehbar sind. Der Rotor und das Lüfterrad können dabei miteinander verschraubt sein, aneinander angeschweißt sein, oder in sonstiger Weise miteinander entsprechend verbunden sein.

Besonders effektiv und einfach in der Konstruktion ist eine Aus führungs form der Erfindung, bei welcher der Rotor und das Lüfterrad von einem gemeinsamen Motor angetrieben werden.

Erfindungs gemäß drehen sich dabei Rotor und Lüfterrad mit der gleichen Drehzahl.

Um auch die Schwerkraftkomponente bei der Entwässerung effizient auszunutzen und um eine Gegenstromsituation bzgl. der Luft in der erfindungs gern ä en Vorrichtung zu ermöglichen, ist das Lüfterrad gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der Einbaulage in der erfindungs gern ä en Vorrichtung oberhalb des Rotors angeordnet.

Erfindungsgemäß bevorzugt sind die Rotorbohrungen zumindest in einem mittleren Bereich des Rotors angeordnet. Damit kann die Gegenstromsituation, welche eine besonders effektive Entwässerung bzw. Trennung von Granulatkömem und Prozessfluid ermöglicht, besonders einfach realisiert werden. Außerdem kann somit vermieden werden, dass in der Einbaulage des erfindungs gern äßen Rotors Prozessfluid über Rotorbohrungen im unteren Bereich des Rotors dort in die hohle Rotorwelle gelangen könnte.

Um zum einen eine zusätzliche Querströmung zwischen der Hauptbewegungsrichtung der von Prozessfluid zu befreienden Granulatkömer und der Luft in der erfindungs gern äßen Vorrichtung vorzusehen, können die Rotorbohrungen zumindest im mittleren Bereich des Rotors einen Durchmesser im Bereich vom 0,25 bis 0,4 fachen des Innendurchmessers der hohlen Rotorwelle aufweisen. Somit kann ein besonders starker Luftstrom durch die erfindungsgemäße Anordnung realisiert werden. Zusätzlich kann zur Verbesserung des Querstromanteils der erfindungsgemäß geförderten Luft die Anordnung der Rotorbohrungen so ausgeführt sein, dass zumindest im unteren oder oberen Bereich des Rotors diese einen Durchmesser im Bereich vom 0,5 bis 2-fachen des Durchmessers der Granulatkömer aufweisen. Somit kann auch im oberen und unteren Bereich des Rotors in Einbaulage eine entsprechend zusätzliche Luftströmung vorgesehen werden, wobei allerdings durch die Wahl der Größe der Rotorbohrungen dann zum einen ein Eindringen von Prozessfluid in die hohle Rotorwelle als auch von Granulatkörnern in die hohle Rotorwelle weitgehend vermeidbar ist.

Generell entspricht ein Durchmesser der Rotorbohrungen im Bereich vom 0,5 bis 2-fachen des Durchmessers der Granulatkörner einem wesentlich kleineren Durchmesser im Vergleich zum 0,25 bis 0,4 fachen des Innendurchmessers der hohlen Rotorwelle. D.h., erfindungsgemäß bevorzugt sind die Rotorbohrungen im mittleren Bereich der hohlen Rotorwelle des Rotors wesentlich größer als im oberen oder unteren Bereich des Rotors.

Um eine besonders effektive Reinigung und auch eine verbesserte Servicemöglichkeit der erfindungs gern äßen Vorrichtung vorzusehen, kann der Rotor zusammen mit dem Lüfterrad aus der Einbaulage nach oben aus dem Gehäuse erfindungsgemäß bevorzugt entnehmbar sein.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beispielhaft erläuterten Ausführungsformen näher beschrieben werden. In den Figuren zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Trocknung von Granulatkömern gemäß einer Aus führungs form der Erfindung;

Fig. 2 ^' eine schematische Längsschnittansicht der Vorrichtung zur Trocknung von Granulatkörnem der Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Ansicht der Rotor- und Lüfterradanordnung der Vorrichtung zur Trocknung von Granulatkömern der Fig. 1 und 2; und

Fig. 4 eine schematische Längsschnittansicht der Rotor- und Lüfterradanordnung der Fig. 3.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Trocknung von Granulatkömern gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 mit einem Granulatkömer-Prozessfluid-Einlass 6, einem Granulatkömer- Auslass 7 und einem Fluidauslass (in den Figuren nicht gezeigt) auf. Das Innere der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann, wie später beschrieben wird, durch Abheben des oberen Teils der erfindungs gern äßen Vorrichtung (in Figur 1 durch den Doppelpfeil im oberen Bereich dargestellt) nach oben aus dem Gehäuse 1 der Vorrichtung entnommen werden.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Längsschnittansicht der Vorrichtung zur Trocknung von Granulatkömem der Figur 1.

Im Gehäuse 1 ist darin ein drehbarer Rotor 2 angeordnet, mit darin angeordneten Rotorschaufeln, welche den Granulatkömem und einem Prozessfluid jeweils eine Bewegungsrichtung aufprägen, so dass das Prozessfluid, in welchem sich die Granulatkömer ursprünglich noch befinden, dort im Bereich der Drehung des Rotors von den Granulatkömem im Fluidabführbereich mittels einem den Rotor zumindest abschnittsweise außen umgebenden Sieb mit Sieböffnungen 5 mit einer Größe kleiner als die Granulatkörner, mittels Durchtritt von der Siebvorderseite zur Siebrückseite abtrennbar sind.

Der Rotor 2 weist eine hohle Rotorwelle 9 auf, in welcher zumindest abschnittsweise Rotorbohrungen 10 ausgebildet sind. Die Rotorbohrungen 10 im mittleren Bereich der Rotorwelle 9 sind dabei größer als die Rotorbohrungen 10 im oberen bzw. unteren Bereich der Rotorwelle 9. Mittels einfachen Pfeilen ist der Luftweg in der erfindungs gern äßen Vorrichtung dargestellt. Mittels der Blockpfeile ist der Weg der Granulatkörner in der erfindungs gern äßen Vorrichtung dargestellt. Wie ersichtlich, wird das Granulatkömerprozessfluidgemisch im unteren Bereich des Gehäuses 1 dort zugeführt und durch Drehung des Rotors und durch die entsprechend angeordneten Rotorschaufeln 3 an dem Rotor mit einer Bewegungsrichtung nach oben geführt, wobei durch die Drehung des Rotors das Prozessfluid unter Einfluss dieser Drehung radial nach außen durch das Sieb 4 mit Sieböffnungen 5 gedrückt wird und dann über den Prozessfluidauslass (in den Figuren wie gesagt nicht gezeigt) vom Gehäuse abgeführt wird. Durch das koaxial auf der Rotorwelle 9 angebrachte Lüfterrad wird Luft über den Granulatkömerauslass 7 und die Rotorbohrungen 10 ins Innere der hohlen Rotorwelle 9 angesaugt und über einen Lüfterradluftauslass 8 aus dem Gehäuse abgeführt. Dies ist durch entsprechende Pfeile in Figur 2 gezeigt. Insbesondere ist darin auch zu sehen, dass im oberen Bereich der hohlen Rotorwelle Öffnungen zum äußeren Bereich des Lüfterrads hin vorgesehen sind.

Das Lüfterrad und der Rotor werden von einem gemeinsamen Motor 12 mit gleicher Drehzahl drehbar angetrieben. Zur leichteren Reinigung, wie bereits im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, kann der Rotor 2 zusammen mit dem Lüfterrad 11 aus der Einbaulage nach oben aus dem Gehäuse 1 entnommen werden. Die Rotorschaufeln 3 sind zumindest abschnittsweise wendelartig an der Rotorwelle 9 angeordnet und weisen dabei zumindest abschnittsweise eine Außenkontur im Bereich ihrer Außenkante auf, welche der Innenkontur des Siebes an der jeweiligen Stelle entspricht. D.h. in der Darstellung der Figur 2, dass die jeweiligen Außenkanten der einzelnen Rotorschaufeln in konstantem Abstand zur Innenseite des Siebes 4 verlaufen. Generell sind Hüllkurven der Außenkontur der Rotorschaufeln und der Innenkontur des Siebes dabei koaxial angeordnet und die innenliegende Hüllkurve der jeweiligen Rotorschaufeln weist radial einen Abstand von der außenliegenden Hüllkurve des Siebes auf, nämlich im Bereich des in Figur 2 dargestellten etwa 5 -fachen des durchschnittlichen Durchmessers der mit einer solchen Vorrichtung vom Prozessfluid zu trennenden Granulatkömer. Wie in der entsprechenden Schnittdarstellung der Figur 2 eindeutig zu sehen, weisen die Rotorschaufeln 3 und das Sieb 4 zumindest abschnittsweise in Einbaulage von oben nach unten im vertikalen Querschnitt einen konisch verjüngenden Verlauf auf.

Wie ebenfalls in der Darstellung der Figur 2 zu sehen, sind die Rotorbohrungen 10 im mittleren Bereich des Rotors 2 größer, nämlich ungefähr im Bereich des 0,3 fachen des Innendurchmessers der hohlen Rotorwelle. Im oberen und unteren Bereich des Rotors sind die Rotorbohrungen mit wesentlich kleinerem Durchmesser ausgeführt, nämlich mit etwa dem 1,5 fachen des Durchmessers der Granulatkömer.

Die Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht der Rotor- und Lüfteranordnung der Vorrichtung zur Trocknung von Granula tkömem der Figur 1 und 2. Wie in der Darstellung der Figur 3 zu sehen, sind das Lüfterrad 11 und der Rotor 2 aneinander fixiert angebracht. Die hohle Rotorwelle 9 weist insbesondere im mittleren Bereich Rotorbohrungen 10 auf und die erfindungs gemäß gestalteten Rotorschaufeln 3 sind zumindest abschnittsweise wendelartig an der Rotorwelle 9 angeordnet. Dabei nimmt die Steigung der Wendel von unten in Figur 3 nach oben in Figur 3 gesehen jeweils zu, wodurch den Granulatkömern im jeweiligen Bereich jeweils eine unterschiedliche Strömungskomponente nach oben aufprägbar ist. Im unteren Bereich ist die aufgeprägte Bewegungskomponente durch die entsprechend wendelartig angeordneten Rotorschaufeln höher als im oberen Bereich, wobei im oberen Bereich in der Einbaulage des erfindungsgemäßen Rotors bereits eine weitgehende Trennung von Granulatkörnern und Prozessfluid erfolgt sein dürfte. Erfindungsgemäß könnte es auch funktionale Vorteile z.B. hinsichtlich in bestimmten Bereichen gewünschter Verweilzeiten oder aufgeprägter Bewegungsrichtungen bieten, wenn die Steigung entgegen der Darstellung in der Figur 3 nicht zu- sondern abnehmen würde, was prinzipiell auch möglich wäre.

Die Figur 4 zeigt eine schematische Längsschnittansicht der Rotor- und Lüfteranordnung der Figur 3. Dabei ist insbesondere zu sehen, dass die im oberen und unteren Bereich der hohlen Rotorwelle 9 angeordneten Rotorbohrungen 10 wesentlich kleineren Durchmesser aufweisen, als die Rotorbohrungen 10 im mittleren Bereich der hohlen Rotorwelle 9.

Mit der erfindungsgemäß gestalteten Rotorwelle mit den daran erfindungsgemäß angebrachten wendelartig ausgestalteten Rotorschaufeln 3 kann eine besonders effiziente Trennung von Granulatkömem und Prozessfluid erfindungs gemäß erfolgen. Die zusätzliche Verbindung von Lüfterrad 11 und Rotor 2 steigert durch eine zusätzlich dadurch mögliche Luftförderung den Vorgang der Trennung von Granulatkömem und Prozessfluid in besonderer Weise.