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Rotierender Schachtkühler mit Austragsrost
Der stehende Schachtkühler ist in der Zementindustrie altbekannt. Er hat sich nicht bewährt, da es wegen der hohen Temperatur des aus dem Brennofen einfallenden Kühlgutes nicht möglich ist, eine Verteilervorrichtung einzubauen, die das Gut einigermassen gleichmässig auf den ganzen Querschnitt des Schachtes verteilt. Die Folge ist, dass sich an der Einfallstelle ein Schüttkegel bildet, wobei erfahrungsgemäss die grösseren Stücke die Böschung herabeilen, während das feinere Gut im wesentlichen an der Einfallstelle liegenbleibt. Es findet also bei der Aufgabe eine Sonderung des Gutes nach der Stückgrösse statt und die Kühlluft strömt vorzugsweise durch die Teile des Schachtes, die mit groben Stücken gefüllt sind, da hier der Durchströmwiderstand geringer ist.
Wärmewirtschaftlich haben daher solche feststehende Schachtkühler einen niedrigen Wirkungsgrad, obgleich der Schachtkühler an sich ein idealer Wärmeaustauscher ist, da er rein nach dem Gegenstromprinzip arbeitet, welches sich bekanntlich durch eine sehr hohe Wärmewirtschaftlichkeit auszeichnet.
Um die schädliche Trennung des einfallenden Gutes nach der Stückgrösse zu vermeiden, hat man schon vorgeschlagen, den Schachtkühler in Drehung zu versetzen und das Gut exzentrisch zur Drehachse einfallen zu lassen (USA-Patentschrift Nr. 2, 861, 353). Gemäss diesem bekannten Vorschlag hat man allerdings zur gleichmässigen Verteilung des Gutes zusätzlich eine hin-und herbewegte Aufgabeschurre vorgesehen, so dass die Vorrichtung nur für mässig heisses Gut, wie z. B. Kalk, geeignet ist, nicht dagegen für Zementklinker. Ausserdem hat man einen breitspaltigen Schrägrost vorgesehen, dem das aus dem Brennofen anfallende Gut zunächst zugeleitet wurde, ehe es in den Schachtkühler gelangt. Dieser Schrägrost diente dazu, etwaige grössere Gutstücke abzuführen, so dass nur das feinere Gut in den Kühler gelangte.
Die Benutzung des Schrägrostes im Ofenkopf zur Abtrennung der grossen Stücke ist beim Zementbrennen schon deshalb nicht möglich, weil bei der hohen Temperatur im Ofenkopf die Haltbarkeit des metallischen Rostes zu gering ist. Ausserdem ist erfahrungsgemäss beim Zementbrennen häufig die Zahl der grossen Stücke so gross, dass ihr Ausscheiden vor der Kühlung einen beträchtlichen Verlust an wiederzugewinnender Wärme bedeuten würde.
In der Zementindustrie bevorzugte man daher meist Querstromkühler, die aus einem Rost bestehen.
Mit diesen Kuhlern gelingt es aber bestenfalls, nur 65-70 der Klinkerwärme zurückzugewinnen.
Die Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, aus dem Kühlgut etwa 90% der Klinkerwärme zurückzugewinnen, u. zw. bei einem Gut, das, wie z. B. Zementklinker, aus einem Gemisch von Körnern der verschiedensten Stückgrössen besteht und mit sehr hohen Temperaturen, z. B. 14000, aus dem Brennofen in den Kühler gelangt. Ausser Zementklinker kommen z. B. auch Dolomit und Magnesit in Frage. Benutzt wird gemäss der Erfindung ein rotierender Schachtkühler, dem das Kühlgut exzentrisch zu seiner Drehachse aufgegeben wird.
Der Schrägrost der bekannten Vorrichtung zum Ausscheiden der übergrossen Stücke kommt in Fortfall, so dass der Schachtkühler so ausgebildet sein muss, dass er auch diese groben Stücke verarbeiten kann. Ferner kann, wie Versuche ergeben haben, die Verteilerschurre der bekannten Vorrichtung weggelassen werden, wenn die Aufgabe des Kühlgutes nahe dem Schachtrande erfolgt. Die Verteilung der gröberen und der feineren Gutstücke auf den Kühlerschachtquerschnitt ist dann genügend gleichmässig.
Bei der bekannten Vorrichtung war der rotierende Kühlschacht unten durch einen mitrotierenden,
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speichenradartig ausgebildeten Mitnehmer abgeschlossen, der dafür sorgte, dass der gesamte Schachtinhalt die drehende Bewegung mitmachte, dass also die einzelnen Gutstücke im Schacht während ihres Absinkens zum unteren Schachtende ihre Lage zueinander nicht oder nur wenig veränderten. Die zwischen den Radspeichen absinkenden Gutstücke gelangten auf eine mit zahlreichen Löchern versehene feststehende Austragplatte, an der eine Abschälleiste hinter einem schmalen Schlitz angebracht war. Durch die Löcher der Austragplatte fielen nur die ganz feinen Gutteilchen. Die Masse der gröberen Gutteilchen gelangte durch den schmalen Schlitz in den Austrag, sobald der Schachtinhalt bei seiner Drehung in den Bereich dieses Schlitzes gelangte.
Die Abschälleiste unterstützte die Austragung.
Gemäss der Erfindung wird die Austragvorrichtung so gestaltet, dass sie fähig ist, auch Klumpen, Brocken und etwa ausgefallene Steine der Ofenausmauerung zu zerkleinern. Der Austragrost und der dar- über befindliche rotierende Mitnehmer werden als starker, bruchsicherer Steinbrecher ausgebildet, der dafür sorgt, dass nur gut zerkleinertes Gut in den Austrag gelangt. Ausserdem ist der Steinbrecher so ausgebildet, dass grössere Stücke eine längere Zeit zur Zerkleinerung benötigen. Ihre Verweilzeit auf dem Austragrost ist daher so gross, dass sie genügend Gelegenheit haben, die Wärme an die vorbeistreichende Luft abzugeben. Es gelangt daher sämtliches Gut in gutgekühltem Zustande aus dem Kühler.
Zu diesem Zweck ist der Austragrost mit zahlreichen, verhältnismässig kleinen Löchern, Schlitzen od. dgl. versehen. Die Zahl der als Brecherarme ausgebildete t Mitnehmerspeichen ist auf wenige, z. B. vier, beschränkt und Austragrost sowie Brecherarme sind mit Brechzähnen ausgestattet. Die grossen Klinkerstücke werden bei dieser Ausbildung der Austragvorrichtung nur nach und nach, d. h. nachdem sie mehrmals in den Bereich der Brechzähne gelangt sind, auf die für den Durchfall durch die Löcher des Rostes notwendige Stückgrösse zerkleinert. Während der hiezu erforderlichen Zeit haben die grossen Klinkerstücke genügend Gelegenheit, ihre Wärme an die Luft abzugeben.
Die Erfindung ist an Hand von mehreren Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 zeigt die allgemeine Anordnung eines drehbaren Schachtkühlers unter einem zum Brennen des Gutes dienenden Drehrohrofen, die Fig. 2 und 3 zeigen in Draufsicht bei leerem Kühler zwei verschiedene Ausführungsformen der Brecherarme des Mitnehmers, Fig. 4 zeigt einen Brecherrost in Verbindung mit einem Kegelbrecher in senkrechtem Schnitt und Fig. 5 die zugehörige Draufsicht.
In Fig. 1 sind schematisch angedeutet : Drehrohrofen 1, Ofenkopf 2, Brenner 3, Brennerbühne 4, Kanal vom Ofenkopf zum Kühler 5, Drehkühlerschacht 6, Kühlgut 7, stehendes Gewölbe oder Hängedekke 8, mit dem Schacht sich drehender Mitnehmer 9 mit Brecherarmen, feststehender, mit Schlitzen oder Löchern versehener Brecherrost 10, Windkasten 11, der zugleich Sammeltrichter für den fertig gekühlten Klinker ist, Luftschleusenrohr 12, Kühlgutabfuhrband 13, Abdichtung zwischen den sich drehenden und den feststehenden Teilen 14, Kühllufteinlass 15, Schlitze oder Löcher in dem feststehenden Brecherrost 16, Brechzähne an dem Brecherrost und den Brecherarmen 17, Richtzapfen 18 für den Mitnehmer, Unterstützung des Richtzapfens 19.
In den Fig. 2 - 5 sind die gleichen Teile mit denselben Zahlen bezeichnet.
Die verschiedene Form der Brecherarme, wie sie in den Fig. 2,3 und 4 dargestellt sind, hat folgende Bedeutung : Die einfache gerade Kreuzform, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, eignet sich für kleinere Kühler. Die gekrümmten Brecherarme gemäss Fig. 3 und 5 verhalten sich (bei veränderlicher Kühlertemperatur) günstiger der Wärmeausdehnung und Schrumpfung gegenüber. Falls man den Kühler in Rich-
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unter grossem Brechdruck zerkleinert werden. Bei der umgekehrten Drehrichtung sammeln sich die gro- ssen Stücke am Umfange des Brecherrostes und das Drehmoment für den Antrieb könnte zeitweise auf unerwünschte Höhe steigen.
Bei Klinkerkühlern mit grossem Durchmesser wählt man daher besser die ge-
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Falls die aus dem Drehrohrofen anfallenden Klumpen oder Brocken besonders hart sind und daher ihr Zerbrechen grosse Kräfte erfordert, kann es nützlich sein, den Brecherrost mit einem Kegelbrecher zu verbinden, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Der äussere Brechmantel 20 des Kegelbrechers ist mit den inneren Enden der Brecherarme 9 verschweisst und dreht sich zusammen mit dem Kühlerschacht 6.
Der Brecherkegel 21 hat die Form eines schrägen Kegels und ist über den Zapfen 22 und den Sockel 23 mit dem Windkasten 11 fest verbunden. Zwischen dem Brechmantel 20 und dem Kegel 21 befindet sich der Brechschlitz 24. Während des Drehens der Brecherarme 9 über dem feststehenden Brecherrost 10 fällt das feinere Kühlgut durch die Schlitze 16 heraus, während die Klumpen, soweit sie nicht von den Brechzähnen 17 zerkleinert werden, allmählich in den Brecherschlitz 24 geschoben werden, wo sie grob zerkleinert wezden. Statt den Kegel 21 feststehend anzuordnen, kann er auch durch einen besonderen Antrieb in eine vom Brechmantel in Geschwindigkeit oder Drehrichtung abweichende Drehbewegung versetzt werden.
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Die Bauhöhe des Kühlers kann vermindert werden, wenn man den Windkasten kurz unterhalb des Kühlluft-Zuführungsrohres abschneidet und für die Abführung des Klinkers die bekannten abdichtenden Klinkerschleusen benutzt.
Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind in der Zeichnung alle drehbaren Teile mit d, die feststehenden Teile mit s bezeichnet. Der Antriebsmechanismus der drehbaren Teile und die Unterstützung der feststehenden Teile sind fortgelassen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rotierender, exzentrisch unter dem Brennofenauslauf angeordneter Schachtkühler, der mit einem feststehenden Austragrost unter einem mitrotierenden, speichenradartig ausgebildeten Mitnehmer ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für die Kühlung von Zementklinkern und anderem Gut, das aus einem Gemisch von Körnern der verschiedensten Stückgrössen besteht, die Aufgabe des Gutes nahe dem Schachtrande erfolgt, während der mit Brecherarmen ausgerüstete Mitnehmer (9) und der Austragrost (10) derart mit Zähnen (17) zur Zerkleinerung des Gutes ausgerüstet sind, dass die grösseren Gutstücke längere Zeit auf dem Austragrost verweilen, bis sie so weit zerkleinert sind, dass sie durch den Austragrost hindurch ausgetragen werden.