Trockeneinrichtung für schüttfähiges Gut

Abstract

 Das zu trocknende bzw. zu entwässernde schüttfähige Gut (G) wird mit einem wendelförmigen Schwingförderer (Sf) durch einen Trockenraum (Tr) transportiert, wobei die Feuchtigkeit durch eine im Trockenraum (Tr) enthaltene Flüssigkeit (Fl) verdrängt wird.
Die neue Trockeneinrichtung umfaßt
- einen gasdicht verschließbaren und mit einem Inertgas (Ig) beaufschlagbaren Trockenraum (Tr),
- eine im Trockenraum (Tr) enthaltene Flüssigkeit (Fl) die spe­zifisch leichter als Wasser ist und
- eine Leitung (L2) zum Abführen der verdrängten Feuchtigkeit aus dem Bodenbereich des Trockenraums (Tr).
Die Trockeneinrichtung eignet sich inbesondere für eine wirksame Entwässerung von schüttfähigem Gut (G), das nachfol­gend in aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien, aluminium­organischen Elektrolyten galvanische Aluminiumüberzüge er­hält.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Trockeneinrichtung für schüttfähiges Gut, insbesondere zur Vorbehandlung für das galvanische Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauer­stoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elektrolyten, mit einem wendelförmigen Schwingförderer zum Transport des schüttfähigen Gutes durch einen Trockenraum und mit einer im Trockenraum enthaltenen, nicht mit Wasser mischbaren Flüssig­keit, durch welche an dem schüttfähigen Gut anhaftende Feuch­tigkeit verdrängbar und nach außen ableitbar ist.

[0002] Unter dem Begriff "Trocknen" soll im folgenden die Entfernung von an schüttfähigem Gut anhaftender Feuchtigkeit und insbe­sondere eine Entwässerung des schüttfähigen Gutes verstanden werden. Ein derartiges Trocknen von schüttfähigem Gut wird bei­spielsweise in sogenannten Trockenschränken vorgenommen, die elektrisch, mit Gas oder mit Dampf beheizt werden und mehrere etagenweise übereinanderliegende, perforierte Querwände aus Blech besitzen. Oben am Trockenschrank sind Öffnungen, durch welche die feuchtwarme Luft abziehen kann. Bei der Massengal­vanisierung von schüttfähigem Gut werden den Galvanisierein­richtungen auch häufig Trockeneinrichtungen nachgeordnet, bei welchen der Feuchtigkeitsentzug entweder durch Heißluft oder durch mit Ultraschall-Generatoren zusammenwirkende, fluorierte Kohlenwasserstoffbäder vorgenommen wird.

[0003] Aus der US-A 3 733 710 ist eine Trockeneinrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei welcher im Trockenraum eine Flüssig­keit enthalten ist, die spezifisch schwerer als Wasser ist und die an dem schüttfähigen Gut anhaftende Feuchtigkeit zur Bad­oberfläche hin verdrängt. Das sich auf der Badoberfläche an­sammelnde Wasser kann dann nach außen abgezogen werden. Der Einsatz von Schwingförderern als Transportorgan ermöglicht eine äußerst schonende Förderung des schüttfähigen Gutes, wobei ein Verklemmen des Fördergutes nicht zu befürchten ist. Außerdem wirken sich die für die Förderung des schüttfähigen Gutes er­forderlichen Schwingungen und Vibrationen äußert positiv auf den Trocknungsprozeß aus.

[0004] Aus aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien, aluminiumorga­nischen Elektrolyten abgeschiedenes Aluminium zeichnet sich durch seine Duktilität, Porenarmut, Korrosionsfestigkeit und Eloxierfähigkeit aus. Da der Zutritt von Luft durch Reaktion mit Luftsauerstoff und Luftfeuchtigkeit eine erhebliche Ver­ringerung der Leitfähigkeit und der Lebensdauer dieser Elek­trolyten bewirkt, muß das Galvanisieren in einer unter Luft­abschluß arbeitenden Galavanisiereinrichtung vorgenommen wer­den. Damit auch beim Be- und Entladen dieser unter Luftab­schluß arbeitenden Galvanisiereinrichtung der Zutritt von Luft verhindert werden kann, sind außerdem Ein- und Ausfuhr­schleusen erforderlich, die als Gasschleusen, als Flüssig­keitsschleusen oder als kominbierte Gas-Flüssigkeits-Schleusen ausgebildet und mit Fördermitteln zum Durchschleusen des Gal­vanisiergutes ausgerüstet sind. Eine derartige unter Luftab­schluß arbeitende und mit Ein- und Ausfuhrschleusen versehene Aluminiereinrichtung für die Massengalvanisierung von schütt­fähigem Gut ist beispielsweise aus der EP-A 0 070 011 bekannt.

[0005] Das Aluminieren unter Verwendung aprotischer, aluminiumorgani­scher Elektrolyten erfordert eine besonders sorgfältige Ent­wässerung des Alumniergutes. So muß insbesondere nach einer Vorbehandlung in wäßrigen Bädern die an dem Aluminiergut an­haftende Feuchtigkeit möglichst restlos entfernt werden, um die Leitfähigkeit und Lebensdauer der aluminiumorganischen Elektrolyten nicht zu beeinträchtigen. Außerdem darf mit dem Aluminiergut weder Luftsauerstoff noch Luftfeuchtigkeit in die Aluminiereinrichtung eingeschleppt werden.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Trocknung von schüttfähigem Gut in einer gattungsgemäßen Trockeneinrichtung weiter zu verbessern. Insbesondere sollen durch eine wirksame Entwässerung von schüttfähigem Gut die Voraussetzungen für das nachfolgende galvanische Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elektrolyten erfüllt werden können.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
- daß der Trockenraum gasdicht verschließbar und mit einen Inertgas beaufschlagbar ist,
- daß die im Trockenraum enthaltene Flüssigkeit spezifisch leichter als Wasser ist und
- daß die von der Flüssigkeit verdrängte Feuchtigkeit aus dem Bodenbereich des Trockenraumes nach außen ableitbar ist.

[0008] Bei der erfindungsgemäßen Trockeneinrichtung wird also das schüttfähige Gut mit Hilfe eines wendelförmigen Schwingför­derers durch einen gasdicht verschließbaren und mit einem Inertgas beaufschlagbaren Trockenraum gefördert. Das getrock­nete Gut kann dann, ohne mit Luft in Berührung zu kommen, un­mittelbar oder über eine Einfuhrschleuse in eine nachgeordnete Behandlungseinrichtung eingebracht werden. Die erfindungsgemäße Trockeneinrichtung ist daher insbesondere für ein nachfolgendes galvanisches Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauer­stoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elektrolyten ge­eignet, wobei hier dann sogar eine wäßrige Vorbehandlung des Aluminiergutes ermöglicht wird. Andere Einsatzmöglichkeiten in der Galvanotechnik sind Trocknungsvorgänge vor oder nach dem Galvanisieren, wobei die zu beseitigende Feuchtigkeit bei­spielsweise aus wäßrigen Vor- oder Nachbehandlungsbädern, Elek­trolyten oder Schleusenflüssigkeiten bestehen kann. Trocknungs­vorgänge außerhalb der Galvanotechnik, wie z.B. bei der Metallisierung von schüttfähigem Gut im Vakuum, beim Aufbringen von Lackschichten oder anderen verschönernden oder schützenden Überzügen können ebenfalls vorteilhaft mit Hilfe erfindungsge­mäßer Trockeneinrichtungen vorgenommen werden. Schließlich kann der Einsatz der erfindungsgemäßen Trockeneinrichtungen auch das Ziel haben, die an schüttfähigem Gut anhaftende Feuchtigkeit wiederzugewinnen oder die Abgabe dieser Feuchtigkeit an die Umgebung zu verhindern.

[0009] Neben der Beaufschlagung des gasdicht verschließbaren Trocken­raumes mit Inertgas hat die Verwendung einer Flüssigkeit, die spezifisch leichter als Wasser ist, einen wesentlichen Einfluß auf die Güte der Trocknung bzw. Entwässerung. Die an dem schüttfähigen Gut anhaftende Feuchtigkeit wird dann bei dem Transport durch die Flüssigkeit verdrängt, worauf sie auf den Boden des Trockenraumes absinkt und von dort nach außen abge­leitet werden kann. Im Trockenraum entsteht ein Trocknungspro­fil das mit zunehmenden Förderweg durch die Flüssigkeit nach oben eine fortschreitende Trocknung des Gutes gewährleistet. Beim Verlassen der Flüssigkeit tritt das schüttfähige Gut dann in eine Inertgasatmosphäre ein ohne im Grenzbereich mit der verdrängten Feuchtigkeit nochmals in Berührung zu kommen.

[0010] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind als Flüssigkeit gesättigte Kohlenwasserstoffe oder Cykloparaffine oder aromatische Kohlenwasserstoffe im Trockenraum enthalten. Derartige Flüssigkeiten die spezifisch leichter als Wasser sind, sind besonders gut dazu geeignet Feuchtigkeit oder Wasser zu verdrängen.

[0011] Weiterhin hat es sich im Hinblick auf das erwünschte Trocknungsprofil als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest die unteren Gänge des wendelförmigen Schwingförderers unter dem Spiegel der im Trockenraum enthaltenen Flüssigkeit angeordnet sind.

[0012] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Förderbahn des Schwingförderers zumindest bereichsweise mit einer Perforation versehen. Hierdurch wird unterhalb des Badspiegels der Flüssigkeitsaustausch im Bereich des zu trock­nenden Gutes begünstigt, während oberhalb des Badspiegels die an dem Gut noch anhaftende Flüssigkeit besser abtropfen bzw. weggeschleudert werden kann. Im Hinblick auf dieses Wegschleu­dern der noch anhaftenden Flüssigkeit ist es dann auch zweck­mäßig, wenn die Förderbahn des Schwingförderers über den Spie­gel der im Trockenraum enthaltenen Flüssigkeit hinausgeführt ist.

[0013] Es ist auch möglich, zumindest im Endbereich der Förderbahn des Schwingförderers eine Sprüheinrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit anzuordnen, wobei diese Flüssigkeit an dem Gut eventuell noch anhaftende Restfeuchtigkeit abwaschen soll. Vor­zugsweise ist dann in dem Raum oberhalb des Spiegels der Flüssigkeit eine Kondesationseinrichtung angeordnet, wobei das in der Kondensationseinrichtung gebildete Kondensat der Sprüh­einrichtung zuführbar ist. Als Sprühflüssigkeit wird dann also die gleiche Flüssigkeit verwendet, die in Form eines Bades die Feuchtigkeit verdrängt. Da dieses Bad dann durch eine interne Heizeinrichtung oder extern im Umlauf erhitzt wird, bewirkt auch der aus dem Bad aufsteigende Dampf ein zusätzliches Ab­spülen von an dem Gut eventuell noch anhaftender Restfeuchtig­keit.

[0014] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

[0015] Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine turmförmige Trockeneinrichtung für schüttfähiges Gut G, bei welchem es sich beispielsweise um Bolzen, Muttern, Schrauben, Abstandsbuchsen und dergleichen handelt. Das Trocknen des beispielsweise in wäßrigen Bädern vorbehandelten Gutes G soll eine nachfolgende galvanische Abscheidung von Aluminium aus aprotischen sauer­stoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elektrolyten er­möglichen.

[0016] Die Trocknung des Gutes G wird in einem mit Hilfe eines oberen Deckels De gasdicht verschließbaren Trockenraumes Tr vorgenom­men, welcher mit einem Inertgas, wie z.B. Stickstoff beauf­schlagt wird, wobei die Zufuhr dieses Inertgases durch einen Pfeil Ig aufgezeigt ist.

[0017] Das zu trocknende Gut G wird über ein Fallrohr Frl in den un­teren Bereich des Trockenraumes Tr eingebracht, wobei das Fall­rohr Frl als eine eintrittsseitig durch einen Deckel Dl ver­schließbare Gasschleuse ausgebildet ist. Die Zufuhr von Inert­gas in das Fallrohr Frl und die Ableitung dieses Inertgases aus einer vertikalen Abzweigung Az des Fallrohres Frl ist durch Pfeile Ig aufgezeigt.

[0018] Das über das Fallrohr Frl eingebrachte schüttfähige Gut G fällt auf das untere Ende der Förderbahn Fb eines innerhalb des Trockenraumes Tr angeordneten und insgesamt Sf bezeichneten Schwingförderers. Auf der als Schwingrinne ausgebildeten und wendelförmig nach oben führenden Förderbahn Fb wird das Gut G nach oben transportiert und fällt dann in das trichterförmig ausgebildete und durch einen Deckel D2 verschließbare obere Ende eines aus dem Trockenraum Tr hinausführenden Fallrohrers Fr2. Das ebenfalls als Gasschleuse ausgebildete und austritts­seitig durch einen Deckel D3 verschließbare Fallrohr Fr wird mit dem im Trockenraum Tr eintretenden Inertgas gespült, dessen Austritt durch einen Pfeil Ig aufgezeigt ist. An das Fallrohr Fr2 kann sich dann eine Vorbehandlungseinrichtung mit einem wasserfreien Behandlungsbad, eine Flüssigkeitsschleuse oder gegebenenfalls direkt eine Aluminiereinrichtung anschließen.

[0019] Die innerhalb des Trockenraumes Tr wendelförmig nach oben füh­rende Förderbahn Fb ist an einer zentrisch angeordneten Trag­säule Ts befestigt, deren unteres Ende über eine Tragplatte Tp und mehrere Federn Fd schwingungsfähig auf den Boden des Trockenraumes Tr gelagert ist und deren oberes Ende einen Vibrator V trägt. Dieser Vibrator V besitzt einen Motor M, wel­cher zu beiden Seiten angeordnete exzentrische Schwungscheiben Ss antreibt. Die Antriebsachse Aa des Motors M ist dabei um einen Winkel von beispielsweise 45° zur Horizontalen geneigt, so daß die Unwucht der Schwungscheiben Ss Schwingungen mit einer etwas schraubenförmigen Bewegung des Vibrators V der Tragsäule Ts erzeugt. Aufgrund der schiefen Bewegung und der dabei auftretenden Beschleunigungen und Geschwindigkeiten wird dann dem auf der Förderbahn Fb liegenden Gut G ein schiefer Wurf aufgezwungen, so daß das Gut G unter Gewinn an Höhe in Förderrichtung nach oben transportiert wird. Da die Wurfweite und die Wurfhöhe äußerst gering sind, handelt es bei dieser Art der Förderung um einen Mikrowurfförderung, welche eine äußerst schonende Behandlung des Gutes G gewährleistet.

[0020] In dem Trockenraum Tr befindet sich bis zur Höhe des Spiegels Sp eine nichtwäßrige Flüssigkeit Fl, welche die an dem Gut G anhaftende Feuchtigkeit verdrängt. Dieser Verdrängungseffekt wird durch die Vibrationen des Gutes G stark und in gewissem Umfang auch durch die Perforation P der Förderbahn Fb be­günstigt. Die Perforation P ist in der Zeichnung lediglich an einer Stelle angedeutet. Da die Flüssigkeit Fl leichter als Wasser ist, kann das von der Flüssigkeit Fl verdrängte Wasser aus dem Bodenbereich des Trockenraumes Tr über eine Leitung Ll nach außen abgeleitet werden, so wie es durch einen Pfeil Pfl angedeutet ist. Im Bereich des Spiegels Sp kann die Flüssigkeit Fl gegebenenfalls über eine Leitung Ll von außen ergänzt werden, so wie es durch einen Pfeil Pf2 angedeutet ist.

[0021] Oberhalb des Spiegels Sp der Flüssigkeit Fl wird eventuell an den Gut G noch anhaftende Restfeuchtigkeit mit Hilfe einer in der Zeichnung lediglich angedeuteten Sprüheinrichtung Se abgespült. Die verwendete Sprühflüssigkeit wird dabei aus der im Trockenraum Tr enthaltenen Flüssigkeit Fl gewonnen. Hierzu wird diese Flüssigkeit Fl extern im Umlaufbetrieb oder unmit­telbar durch einen im Trockenraum Tr angeordneten Heizer so stark erhitzt, daß die Flüssigkeit Fl teilweise verdampft und an einer im oberen Bereich des Trockenraumes Tr angeordneten Kühleinrichtung Ke wieder kondensiert. Das durch die Kühlein­richtung Ke gebildete Kondensat Ko wird in einer Sammelrinne Sr aufgefangen und über eine in der Zeichnung nicht darge­stellte Pumpe der Sprüheinrichtung Se zugeführt. Dadurch, daß der aus der Flüssigkeit Fl aufsteigende Dampf im Bereich ober­halb des Spiegels Sp mit dem Gut G in Berührung kommt, wird der Trocknungsprozeß zusätzlich stark begünstigt.

[0022] Bei der im Trockenraum Tr enthaltenen Flüssigkeit Fl handelt es sich um eine organische Flüssigkeit, die nicht mit Wasser mischbar ist und außerdem leichter als Wasser sein muß. Hierfür kommen folgende Stoffklassen in Frage:

a) gesättige Kohlenwasserstoffe (normale und Isomere von höheren Kohlenwasserstoffen)

b) Cykloparaffine

c) aromatische Kohlenwasserstoffe

[0023] Im allgemeinen werden Feuchtigkeit oder Wasser verdrängende Flüssigkeiten zur fleckenfreien Trocknung in der Oberflächen­technik eingesetzt. Hier ist es vorteilhaft, wenn das Lösungs­mittel sehr schnell verdunstet. Bei der galvanischen Aluminie­rung, bei der im eigentlichen Sinn keine "trockene" Oberfläche erzeugt werden soll, kommen daher zur "Trocknung" wassernasser Teile auch höhersiedende Kohlenwasserstoffe in Frage. Wichtig ist hierbei lediglich eine vollständige Verdrängung des Was­sers von der Oberfläche des schüttfähigen Gutes G.

[0024] Beispiele für geeignete Flüssigkeiten Fl der Stoffklassen a), b) und c) können den nachfolgenden Tabellen entnommen werden.

[0025] Im Hinblick auf die Giftigkeit der aromatischen Kohlenwasser­stoffe werden Flüssigkeiten Fl der Stoffklassen a) und b) be­vorzugt.

Ansprüche

1. Trockeneinrichtung für schüttfähiges Gut, insbesondere zur Vorbehandlung für das galvanische Abscheiden von Aluminium aus aprotischen, sauerstoff- und wasserfreien, aluminiumorganischen Elektrolyten, mit einem wendelförmigen Schwingförderer zum Transport des schüttfähigen Gutes durch einen Trockenraum und mit einer im Trockenraum enthaltenen, nicht mit Wasser misch­baren Flüssigkeit, durch welche an dem schüttfähigen Gut an­haftende Feuchtigkeit verdrängbar und nach außen ableitbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß der Trockenraum (Tr) gasdicht verschließbar und mit einem Inertgas (Ig) beaufschlagbar ist,
- daß die im Trockenraum (Tr) enthaltene Flüssigkeit (Fl) spezifisch leichter als Wasser ist und
- daß die von der Flüssigkeit (Fl) verdrängte Feuchtigkeit aus dem Bodenbereich des Trockenraumes (Tr) nach außen ableit­bar ist.

2. Trockeneinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Flüssigkeit (Fl) gesättigte Kohlenwasserstoffe oder Cycloparaffine oder aromatische Kohlenwasserstoffe im Trocken­raum (Tr) enthalten sind.

3. Trockeneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest die unteren Gänge des wendelförmigen Schwingför­derers (Sf) unter dem Spiegel (Sp) der im Trockenraum (Tr) ent­haltenen Flüssigkeit (Fl) angeordnet sind.

4. Trockeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderbahn (Fb) des Schwingförderers (Sf) zumindest bereichsweise mit einer Perforation (P) versehen ist.

5. Trockeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderbahn (Fb) des Schwingförderers (Sf) über den Spiegel (Sp) der im Trockenraum (Tr) enthaltenen Flüssigkeit (Fl) hinausgeführt ist.

6. Trockeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest im Endbereich der Förderbahn (Fb) des Schwing­förderers (Sf) eine Sprüheinrichtung (Se) zum Versprühen einer Flüssigkeit angeordnet ist.

7. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9 und nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Raum oberhalb des Spiegels (Sp) der Flüssigkeit (Fl) eine Kondensationseinrichtung (Ke) angeordnet ist und daß das in der Kondensationseinrichtung (Ke) gebildete Kondensat (Ko) der Sprüheinrichtung (Se) zuführbar ist.

Zeichnung