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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren von Schüttgut nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei
der Befüllung
der Wärmetauscherohre mit
Schüttgut
beim Anfahren der bekannten Vorrichtung treten hohe Wärmespannungen
im Bereich der Verbindung zwischen den Wärmetauscherrohren und den Rohrplatten
auf. Bei dieser Befüllung
werden nämlich
zunächst
die Wärmetauscherrohre
in der Mitte des Gehäuses
befüllt
und dann die weiter außenliegenden
Rohre, sodass in den einzelnen, dann unterschiedlich heißen Wärmetauscherrohren
unterschiedliche Wärmespannungen
auftreten. Auch im laufenden Betrieb des bekannten Wärmetauschers können erhebliche
Wärmespannungen
in den Rohren auftreten, wenn z. B. eines der Wärmetauscherrohre verstopft,
während
die benachbarten Rohre weiterhin mit Schüttgut durchströmt werden.
Hohe Wärmespannungen
in den Wärmetauscherrohren treten
insbesondere dann auf, wenn die Temperaturunterschiede zwischen
Schüttgut
und Wärmeträgerfluid
hoch sind oder wenn der Wärmeübergang
von dem Wärmeträgerfluid
an die Wärmetauscherrohre im
Verhältnis
zum Wärmeübergang
von den Wärmetauscherrohren
an das Schüttgut
gering ist. Dies kann insbesondere beim Einsatz von Wärmeträgeröl als Wärmeträgerfluid
passieren, da dieses eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitig hoher Viskosität aufweist,
sodass der Wärmeübergang
vom Wärmeträgeröl an die
Wände der
Wärmetauscherrohre
relativ schlecht ist. Aufgrund der im Betrieb auftretenden Wärmespannungen
können
bei der bekannten Vorrichtung insbesondere die Schweiß-, Löt- oder
Walzverbindungen zwischen den Wärmetauscherrohren
und den Rohrplatten beschädigt
werden.
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Die
DE 297 08 011 U1 offenbart
einen Abgasrückkühler für einen
Motorenprüfstand.
Das Abgas wird zwischen zwei Kopfplatten in Wärmetauscherrohren geführt. Kühlmedium
wird durch ein die Wärmetauscherrohre
umgebendes Gehäuse
geführt. Die
Wärmetauscherrohre
haben Faltenbalgabschnitte.
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Die
DE 92 04 430 U1 zeigt
einen Rohrbündelwärmetauscher
mit zweiwegigem Durchfluss. Ein gemeinsamer Dehnungsausgleicher,
der in Form eines Faltenrohrs ausgeführt sein kann, ist für alle Wärmetauscherrohre
vorgesehen.
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Die
EP 1 225 409 A1 offenbart
einen Abgaskühler
zur Kühlung
von staubbeladenen Prozessgasen. Wärmetauscherrohre, in denen
das Prozessgas geführt
ist, sind über
außen
umlaufende Hutprofile mit einer Rohrplatte verbunden. Zum Ausgleich
von Relativbewegungen durch unterschiedliche Wärmedehnung der eingesetzten
Werkstoffe weisen einzelne Kanäle
Kompensatoren auf.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass unterschiedliche
Wärmespannungen,
die bei einzelnen der Wärmetauscherrohre
auftreten, nicht zu einer Beschädigung
an den Verbindungen zwischen den Wärmetauscherrohren und den Rohrplatten
führen.
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Die
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass die Kräftebelastung
der Komponenten der Temperiervorrichtung, insbesondere die Kräftebelastung,
die auf die Verbindung zwischen den Wärmetauscherrohren und den Rohrplatten
ausgeübt
wird, hauptsächlich auf
thermische Spannungen zurückzuführen ist.
Diese können
wirkungsvoll verringert oder sogar ganz vermieden werden, wenn zum
Ausdehnungsausgleich Faltenbalgabschnitte eingesetzt werden. Eine thermische
Längenänderung
der Wärmetauscherrohre
führt dann
nicht sofort zur Einleitung thermischer Spannungen in die Rohrplatten.
Diese und auch die sonstigen tragenden Komponenten der Vorrichtung
können
dann entsprechend weniger massiv ausgeführt sein. Entsprechende Faltenbalganordnungen,
allerdings für
gänzlich
andere Anwendungen, sind bekannt aus der
DE 40 28 598 A1 und der
DE 698 06 931 T2 .
Der Faltenbalgabschnitt ist so angeordnet, dass er mit dem Schüttgut nicht
in Kontakt kommen kann. Hierdurch wird vermieden, dass Schüttgut den
Faltenbalg zusetzt und so außer
Funktion setzt. Eine Beschädigung
des Faltenbalgs durch Schüttgut,
welches sich im Faltenbalg verklemmt, wird dann vermieden.
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Eine
Anordnung der Faltenbalgabschnitte zwischen den Rohrplatten nach
Anspruch 2 erfordert nur geringe bauliche Änderungen gegenüber der
bekannten Temperiervorrichtung. Innere Hülsenabschnitte, die hierbei
vorzugsweise eingesetzt werden, verhindern sicher, dass Schüttgut die
Faltenbälge
der Faltenbalgabschnitte zusetzen kann. Die Hülsenabschnitte können zudem
als Verschleißschutz für durch
die Hülsenabschnitte
abgedeckte Schweißverbindungen
dienen, da diese Schweißverbindungen
nicht mit Schüttgut
in Kontakt kommen.
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Ein
Hülseneinsatz
nach Anspruch 3 behindert die Schüttgutführung nicht.
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Ein
Hülsenabschnitt
nach Anspruch 4 ermöglicht
einen einfachen Aufbau der Faltenbalgabschnitte.
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Faltenbalgabschnitte
nach Anspruch 5 führen
zur Möglichkeit,
mehrere Wärmetauscherrohre eng
benachbart zueinander anzuordnen. Dies erleichtert zudem den Austausch
von Wärmetauscherrohren.
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Faltenbalgabschnitte
nach Anspruch 6 sind, zum Beispiel zu Inspektions- oder Wartungszwecken,
einfach von außerhalb
des Wärmetauscherabschnitts
her zugänglich.
Derartige Faltenbalgabschnitte können
unterhalb der Boden-Rohrplatte, alternativ aber auch oberhalb der
Kopf-Rohrplatte vorgesehen sein. Zudem ist ein Austausch der Wärmetauscherrohre
einfach möglich,
da diese zwischen den Rohrplatten mit gleichem Außenquerschnitt
ausgeführt
sein können.
Durch die vorzugsweise Ausgestaltung, wonach die Faltenbalgabschnitte
das Wärmetauscherrohr
außen
umgeben und am freien Rohrende sowie an einer der Rohrplatten festgelegt
sind, ist gewährleistet,
dass die Faltenbalgabschnitte mit dem Schüttgut nicht in Kontakt kommen.
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Eine
versetzte Anordnung der Falkenbalgabschnitte nach Anspruch 7 ermöglicht auch
dann eng benachbarte Wärmetauscherrohre,
wenn die Faltenbalgabschnitte über
den äußeren Rohrquerschnitt der
Wärmetauscherrohre überstehen.
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Eine
gruppenweise Anordnung der Faltenbalgabschnitte nach Anspruch 8
ermöglicht
es, mehrere Gruppen identisch aufgebauter Wärmetauscherrohre mit Faltenbalgabschnitten
in der Temperiervorrichtung zu verbauen. Dies reduziert die Herstellkosten.
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Auch
eine Anordnung der Faltenbalgabschnitte nach Anspruch 9 vereinfacht
den Aufbau der Vorrichtung und erleichtert zudem den Zugang zu den
Faltenbalgabschnitten zu Inspektions- und Wartungszwecken.
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Ein
Einlaufabschnitt nach Anspruch 10 kann die Zuführung von Schüttgut in
die Wärmetauscherrohre
verbessern.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen:
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1 eine
Schüttgut-Temperiervorrichtung in
vertikalem Längsschnitt
in schematischer Darstellung;
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2 eine
Ausschnittsvergrößerung von 1 im
Bereich II, also im Bereich eines Faltenbalgabschnitts eines Wärmetauschrohrs;
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3 eine
zu 1 ähnliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform;
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4 eine
zu 1 ähnliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform;
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5 eine
Ausschnittsvergrößerung von 4 im
Bereich V;
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6 eine
zu 1 ähnliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform;
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7 eine
Ausschnittsvergrößerung von 6 im
Bereich VII;
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8 eine
zu 1 ähnliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform;
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9 eine
zu 1 ähnliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform;
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10 eine
Ausschnittsvergrößerung von 9 im
Bereich X;
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11 eine
zu 10 ähnliche
Ausschnittsvergrößerung einer
weiteren Ausführungsform;
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12 eine
zu 1 ähnliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform;
und
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13 eine
Ausschnittsvergrößerung von 12 im
Bereich XIII.
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Die
in 1 dargestellte Vorrichtung zum Temperieren von
Schüttgut
hat einen einen Schüttgut-Einlauf
bildenden oberen Pufferabschnitt 1, einen mittleren Wärmetauscherabschnitt 2 und
einen einen Schüttgut-Auslauf
bildenden unteren Austragsabschnitt 3. Die Abschnitte 1 bis 3 sind
jeweils rotationssymmetrisch. Der gehäuseartige, im Wesentlichen umschlossene
Pufferabschnitt 1 hat einen oberen Zulaufstutzen 4 zur
Zuführung
eines zu temperierenden Schüttguts 5.
Diese Schüttgutzuführung ist
in der Zeichnung durch einen Pfeil 6 angedeutet.
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Der
Wärmetauscherabschnitt 2 hat
ein Gehäuse 7,
in dessen Innenraum 8 parallel zueinander Wärmetauscherrohre 9 jeweils
mit Abstand voneinander angeordnet sind. Der Innenraum 8 ist
also ein Wärmetauscherraum.
Die Wärmetauscherrohre 9 sind
in Schwerkraftrichtung angeordnet.
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Benachbart
zum Austragsabschnitt 3 mündet in den Innenraum 8 des
Gehäuses 7 des
Wärmetauscherabschnitts 2 ein
Zuführstutzen 10 für ein Wärmeträgerfluid
ein. Benachbart zum Pufferabschnitt 1 mündet ein Abführstutzen 11 für das Wärmeträgerfluid
aus dem Innenraum 8 des Gehäuses 7 aus. Als Wärmeträgerfluid
kann insbesondere ein Wärmeträgeröl eingesetzt
sein.
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Im
Innenraum 8 sind Umlenkplatten 12 jeweils quer
zur Längsrichtung
der Wärmetauscherrohre 9 derart
beabstandet voneinander angebracht, dass das über den Zuführstutzen 10 zugeführte Wärmeträgerfluid
in einem Zickzackverlauf durch den Innenraum 8 jeweils
quer zur Längsrichtung
der Wärmetauscherrohre 9 schrittweise
nach oben zum Abführstutzen 11 strömt. Der
Wärmetauscherabschnitt 2 ist
also für
einen Kreuz-Gegenstrom des Wärmeträgerfluids
ausgelegt. Der Innenraum 8 kann mit einer die Wärmetauscherrohre 9 umhüllenden
Schüttung 13 aus
Glaskugeln, Stahl kugeln und/oder Kunststoffgranulat gefüllt sein,
die zur Verbesserung des Wärmeübergangs
zwischen dem Wärmeträgerfluid
und den Wärmetauscherrohren 9 beiträgt.
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Die
Wärmetauscherrohre 9 erstrecken
sich zwischen einer Kopf-Rohrplatte 14 und einer Boden-Rohrplatte 15.
Die Kopf-Rohrplatte 14 ist am Übergang zwischen dem Pufferabschnitt 1 und
dem Wärmetauscherabschnitt 2 angeordnet
und an einem Flansch 16 eines Puffergehäuses 17 festgelegt.
Die Kopf-Rohrplatte 14 begrenzt den Innenraum 8 nach oben
hin. An der Kopf-Rohrplatte 14 sind die oberen Endabschnitte
der Wärmetauscherrohre 9 festgelegt. Bei
der Ausführung
nach 1 haben die Wärmetauscherrohre 9 in
diesem oberen Endabschnitt einen trichterförmigen Einlaufabschnitt 18.
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Die
Boden-Rohrplatte 15 ist am Übergang zwischen dem Wärmetauscherabschnitt 2 und
dem Austragsabschnitt 3 angeordnet. Die Boden-Rohrplatte 15 ist
an einem Flansch 19 eines sich trichterförmig verjüngenden
Austragsgehäuses 20 montiert. Die
Boden-Rohrplatte 15 begrenzt den Innenraum 8 nach
unten hin. Untere Endabschnitte 21, also Austragsabschnitte,
der Wärmetauscherrohre 9 sind
an der Boden-Rohrplatte 15 festgelegt.
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Die
Rohrplatten 14, 15 sind fest mit dem Gehäuse 7 verbunden,
zum Beispiel mit diesem verschweißt.
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Jedes
der Wärmetauscherrohre 9 hat
mindestens einen Faltenbalgabschnitt 22, bei den in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen
jeweils genau einen Faltenbalgabschnitt 22, zur Kompensation
einer axialen thermischen Ausdehnung der Wärmetauscherrohre 9.
Die Faltenbalgabschnitte 22 sind bei allen dargestellten
Ausführungsformen
so angeordnet, dass eine Rohr-Innenwand 23 (vgl. zum Beispiel 2)
dort, wo sie mit dem Schüttgut 5 in
Kontakt kommen kann, faltenbalgfrei, also im Wesentlichen eben ist.
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2 zeigt
eine Vergrößerung der
Ausführung
nach 1 im Bereich eines der Faltenbalgabschnitte 22.
Dieser ist bei der Ausführung
nach den 1 und 2 zwischen
den Rohrplatten 14 und 15 angeordnet. Über einen
Faltenbalg 24 sind ein oberer Rohrabschnitt 25 und
ein unterer Rohrabschnitt 26 des Wärmetauscherrohrs 9 miteinander verbunden.
Endseitige Ringe 27 am Faltenbalg 24 sind hierzu
auf die Rohrabschnitte 25, 26 aufgeschoben und
an diesen festgelegt. Der Faltenbalg 24 ist insbesondere
als Wellblech ausgeführt.
Das Wellblech kann in Bezug auf die Rohrachse der Wärmetauscherrohre 9 nach
innen oder nach außen
gewellt sein.
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Die
Rohrabschnitte 25, 26 können aus mehreren, insbesondere
miteinander verschweißten
Einzelabschnitten gefertigt sein, wie durch die wechselnde Schraffur
in der 2 angedeutet. Der obere Rohrabschnitt 25 ist
gegenüber
dem unteren Rohrabschnitt 26 axial beweglich, wodurch die
Wärmedehnungen
des Wärmetauscherrohrs 9 ausgeglichen werden
können.
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In
einer inneren Aufnahme-Umfangsnut 28 am unteren Ende des
oberen Rohrabschnitts 25 ist ein Hülseneinsatz 29 fest
eingesetzt, der einen inneren Hülsenabschnitt
bildet, der die Rohr-Innenwand 23 des Wärmetauscherrohrs 9 ohne
Querschnittsveränderung
im Bereich des Faltenbalgabschnitts 22 fortsetzt. Der Hülseneinsatz 29 deckt
also den Faltenbalg 24 zum Inneren des Wärmetauscherrohrs 9 ab,
so dass durch das Wärmetauscherrohr 9 strömendes Schüttgut 5 mit
dem Faltenbalg 24 nicht in Kontakt kommt.
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2 zeigt
den Faltenbalgabschnitt 22 oberhalb einer Minimaltemperatur,
für die
die Temperiervorrichtung vorgesehen ist. Bei dieser Betriebstemperatur
verbleibt zwischen dem unteren Ende des Hülseneinsatzes 29 und
dem Boden einer inneren Aufnahme-Umfangsnut 30 am oberen
Ende des unteren Rohrabschnitts 26 ein Arbeitsspalt S.
Eine Axialerstreckung U der Aufnahme-Umfangsnut 30 des unteren
Rohrabschnitts 26 ist so groß, dass bei allen Betriebstemperaturen
der Temperiervorrichtung das untere Ende des Hülseneinsatzes 29 zumindest
in einem oberen Abschnitt der Aufnahme-Umfangsnut 30 aufgenommen
bleibt, so dass bei allen Betriebstemperaturen eine sichere Überdeckung
des Faltenbalgs 24 durch den Hülseneinsatz 29 gewährleistet
ist.
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Die
Faltenbalgabschnitte 22 benachbarter Wärmetauscherrohre 9 sind,
wie der 1 zu entnehmen ist, axial versetzt
zueinander angeordnet. Dabei sind die Faltenbalgabschnitte gruppenweise auf
gleicher axialer Höhe
der Wärmetauscherrohre 9 angeordnet.
Im Schnitt nach 1 sind drei derartige Gruppen 31 bis 33 dargestellt.
Eine erste Gruppe von Faltenbalgabschnitten 22 besteht
aus einem einzigen Faltenbalgabschnitt, nämlich dem Faltenbalgabschnitt 22,
der dem in 1 mittleren Wärmetauscherrohr 9 zugeordnet
ist. Die zweite Gruppe 32 von Faltenbalgabschnitten 22 umfasst
insgesamt vier Faltenbalgabschnitte 22, nämlich in 1 von
einer Seite zur anderen betrachtet den Faltenbalgabschnitt 22 des
ersten, dritten, fünften
und siebten Wärmetauscherrohrs 9.
Die dritte, unterste Gruppe 33 von Faltenbalgabschnitten 22 umfasst
zwei Faltenbalgabschnitte 22, nämlich in 1 von
einer Seite zur anderen betrachtet die Faltenbalgabschnitte 22 des zweiten
und sechsten Wärmetauscherrohrs 9.
Die Gruppe 32 liegt dabei hinsichtlich ihrer axialen Höhe zwischen
den Gruppen 31 und 33.
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An
der Außenseite
des Gehäuses 7 sind
Vibratoren 34 angebracht, mit denen der gesamte Wärmetauscherabschnitt 2 und
damit die Wärmetauscherrohre 9 in
Vibrationen versetzt werden, wodurch der Wärmeübergang zwischen den Wärmetauscherrohren 9 und
dem Schüttgut 5 verbessert
wird.
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Die
sich nach unten verjüngende
Form des Austragsgehäuses 20 bewirkt,
dass das Schüttgut 5 im
Austragsabschnitt 3 an allen Stellen eines beliebig ausgewählten Querschnitts
mit nahezu der gleichen Geschwindigkeit fließt, wobei bei dieser Betrachtung der
unmittelbare Wandbereich nicht berücksichtigt wird, da hier immer
eine Verzögerung
durch Wandreibung eintritt. Als Austragseinrichtung der Temperiervorrichtung
ist eine Zellenradschleuse 35 vorgesehen, deren Gehäuse 36 über ein
Fallrohr 37 mit dem Austragsabschnitt 3 verbunden
ist. Im Zellenradgehäuse 36 ist
ein Zellenrad 38 angeordnet, das von einem Motor 39 drehantreibbar
ist. Der Motor 39 wird von einem Füllstands-Melder 40 angesteuert,
der wiederum den Füllstand
des Schüttguts 5 im
Pufferabschnitt 1 erfasst.
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In
das Austragsgehäuse 20 mündet eine
Zuführleitung 41 für ein Gas
ein. An diese Leitung 41 ist ein kleiner Druckbehälter 42 angeschlossen,
dem in der Leitung 41 ein Absperrorgan 43 vorgeordnet
und ein Absperrorgan 44 nachgeordnet ist. Nach Öffnen des
Absperrorgans 43 kann bei geschlossenem Absperrorgan 44 der
Druckbehälter 42 mit
Druckgas gefüllt
werden. Bei geschlossenem Absperrorgan 43 kann durch Öffnen des
Absperrorgans 44 oder entsprechendes Entleeren des Druckbehälters 42 ein Druckgasstrom
in den Austragsabschnitt 3 gegeben werden. Das nach oben
steigende Druckgas bewirkt eine Umlagerung des Schüttguts 5 in
den Wärmetauscherrohren 9 und
damit eine Verbesserung des Wärmeübergangs.
Gleichzeitig kann das Gas eine Trocknung des Schüttguts 5 bewirken.
Auch beide Absperrorgane 43, 44 können zur
kontinuierlichen Gaszufuhr geöffnet sein.
Zum Austritt zugeführten Gases
aus der Temperiervorrichtung ist an der Oberseite des Pufferabschnitts 1 ein
Abgasstutzen 45 vorgesehen.
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Im
Fallrohr 37 ist ein Leitblech 46 angeordnet, welches
das Schüttgut 5 aus
dem Austragsabschnitt 3 zur aufdrehenden Seite des in einer
Drehrichtung 47 angetriebenen Zellenrades 38 leitet.
Hierdurch wird ein gleichmäßiger Abzug
des Schüttguts 5 über den
gesamten Zulaufquerschnitt der Zellenradschleuse 35 sichergestellt
und eine Verstopfung der Zellenradschleuse 35 vermieden.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer Temperiervorrichtung. Komponenten, die denjenigen entsprechen,
die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 und 2 erläutert wurden, tragen
die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen
diskutiert.
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Die
Ausführung
nach 3 unterscheidet sich von derjenigen nach 1 durch
die Anordnung und Gruppierung der Faltenbalgabschnitte 22.
Die Faltenbalgabschnitte 22 der Ausführung nach 3 sind
in zwei Gruppen 47a, 47b, in denen die Faltenbalgabschnitte 22 jeweils
in gleicher axialer Höhe vorliegen,
angeordnet. Benachbarte Faltenbalgabschnitte 22 gehören dabei
jeweils unterschiedlichen Gruppen 47a, 47b an.
In der Anordnung nach 3 gehören die von einer Seite zur
anderen jeweils an geradzahligen Wärmetauscherrohren 9 angeordneten
Faltenbalgabschnitte 22 der Gruppe 47a und die an
ungeradzahligen Wärmetauscherrohren 9 angeordneten
Faltenbalgabschnitte 22 der Gruppe 47b an.
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4 und 5 zeigen
eine weitere Ausführungsform
einer Temperiervorrichtung. Komponenten, die denjenigen entsprechen,
die vorstehend schon un ter Bezugnahme auf die 1 bis 3 erläutert wurden,
tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen
diskutiert.
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Alle
Faltenbalgabschnitte 22 der Ausführung nach 4 sind
auf gleicher Höhe
und benachbart zur Boden-Rohrplatte 15 angeordnet. Der
untere Rohrabschnitt 26 der Wärmetauschrohre 9 hat
daher bei allen Wärmetauscherrohren 9 in
der Ausführung nach 4 die
Form eines Rings.
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6 und 7 zeigen
eine weitere Ausführungsform
einer Temperiervorrichtung. Komponenten, die denjenigen entsprechen,
die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 erläutert wurden,
tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen
diskutiert.
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Bei
der Ausführung
nach den 6 und 7 sind Faltenbalgabschnitte 48 eines
anderen Typs eingesetzt. Die Faltenbalgabschnitte 48 sind alle
auf gleicher axialer Höhe
und benachbart zur Boden-Rohrplatte 15 angeordnet. Die
Faltenbalgabschnitte 48 sind außerhalb des Bereiches zwischen den
Rohrplatten 14, 15 angeordnet. Die Faltenbalgabschnitte 48 haben
wie die Faltenbalgabschnitte 22 der Ausführungen
nach den 1 bis 5 einen Faltenbalg 24 mit
Ringen 27. Der obere der beiden Ringe 27 ist über einen
Verbindungsring 49 an der Boden-Rohrplatte 15 festgelegt.
Der Verbindungsring 49 ist beispielsweise mit der Boden-Rohrplatte 15 verschweißt. Der
untere Ring 27 des Faltenbalgs 24 der Ausführung nach
den 6 und 7 ist über einen weiteren Verbindungsring 50 an
einem unteren freien Rohrende 51 des Wärmetauscherrohrs 9 festgelegt.
Das Wärmetauscherrohr 9 durchtritt
die Boden-Rohrplatte 15 und den in einem Durchgang 52 der
Boden-Rohrplatte 15 befestigten Verbindungsring 49.
Der Außendurchmesser
des Wärmetauscherrohrs 9 ist
derart kleiner als der Innendurchmesser des Verbindungsrings 49,
dass zwischen diesen beiden Kom ponenten ausreichend Spiel verbleibt. Beim
thermischen Längenausgleich
kann also der untere Abschnitt des Wärmetauscherrohrs 9 im
Verbindungsring 49 gleiten.
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8 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer Temperiervorrichtung. Komponenten, die denjenigen entsprechend,
die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 schon
erläutert
wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals
im Einzelnen diskutiert.
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Im
Unterschied zur Ausführung
nach den 6 und 7 sind die
Faltenbalgabschnitte 48 bei der Ausführung nach 8 gruppenweise
versetzt zueinander unterhalb der Boden-Rohrplatte 15 und benachbart
zu dieser angeordnet. Die gruppenweise Anordnung entspricht in etwa
der Anordnung nach 3. Die Faltenbalgabschnitte 48 der
von einer Seite zur anderen in 8 betrachteten
ungeradzahligen Wärmetauscherrohre 9 gehören zu einer
ersten, oberen Gruppe 53 von Faltenbalgabschnitten 48.
Die anderen, den geradzahligen Wärmetauscherrohren 9 zugeordneten
Faltenbalgabschnitte 48 gehören zu einer zweiten, unteren
Gruppe 54.
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Die
Faltenbalgabschnitte 48 der unteren Gruppe 54 unterscheiden
sich von den Faltenbalgabschnitten 48 nach 7 dadurch,
dass anstelle eines Verbindungsrings 49 eine Verbindungshülse 55 mit größerer Axialerstreckung
vorgesehen ist, so dass die Faltenbalgabschnitte 48 der
Gruppe 54 versetzt zu den Faltenbalgabschnitte 48 der
Gruppe 53 tiefer zu liegen kommen. Ansonsten entspricht
der Aufbau der Faltenbalgabschnitte 48 der Gruppe 54 dem
der Gruppe 53.
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9 und 10 zeigen
eine weitere Ausführungsform
einer Temperiervorrichtung. Komponenten, die denjenigen entsprechen,
die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 erläutert wurden,
tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen
diskutiert.
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Faltenbalgabschnitte 56,
die sich vom Typ her von den Faltenbalgabschnitten 22 und 48 unterscheiden,
sind bei der Ausführung
nach 9 benachbart zur Kopf-Rohrplatte 14 und
unterhalb von dieser angeordnet. Alle Faltenbalgabschnitte 56 sind auf
gleicher Höhe
angeordnet. Die Faltenbalgabschnitte 56 haben jeweils einen
Faltenbalg 57, dessen Außendurchmesser kleiner ist
als der Außendurchmesser
des Wärmetauscherrohrs 9,
so dass der Faltenbalg 57 nicht über den äußeren Rohrquerschnitt des Wärmetauscherrohrs 9 übersteht.
Auch der Faltenbalg 57 weist an seinen beiden axialen Enden
umlaufende Ringe 58 auf, über die der Faltenbalg 57 einerseits
am oberen Rohrabschnitt 25 und andererseits am unteren
Rohrabschnitt 26 befestigt ist. Die Ringe 58 sind
in die Rohrabschnitte 25, 26 des Wärmetauscherrohrs 9 innen
eingesetzt und an diesen festgelegt, zum Beispiel mit den Rohrabschnitten 25, 26 verschweißt. Da die
Faltenbalgabschnitte 56 der Kopf-Rohrplatte 14 direkt
benachbart sind, ist der obere Rohrabschnitt 25 so kurz,
dass er praktisch die Form eines Ringes hat.
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Auch
bei den Faltenbalgabschnitten 56 der Ausführung nach 10 ist
der Faltenbalg 57 nach innen derart abgedeckt, dass die
Rohr-Innenwand 23 im Bereich der Faltenbalgabschnitte 56 nicht
mit dem Schüttgut 5 in
Kontakt kommt. Hierzu deckt ein Einlauf-Hülsenabschnitt 59 den
Faltenbalg 57 zum Inneren des Wärmetauscherrohrs 9 hin
ab. Auf Höhe
des Faltenbalgs 57 gibt daher der Einlauf-Hülsenabschnitt 59 die
Rohr-Innenwand 23 vor. Der Einlauf-Hülsenabschnitt 59 ist,
zum Beispiel durch Verschweißen
oder Verschrauben, an der Kopf-Rohrplatte 14 festgelegt
und durchtritt den oberen Rohrabschnitt 25. Ein freies
Ende 60 des Einlauf-Hülsenabschnitts 59 überlappt
axial bei allen Betriebstemperaturen mit einem oberen Bereich des
unteren Rohrabschnitts 26. Einlaufabschnitte 61 der
Wärmetauscherrohre 9,
die bei Ausführung
nach 10 durch die Einlauf-Hülsenabschnitte 59 gebildet
werden, sind im Wesentlichen zylindrisch und nicht, wie zum Beispiel
nach der Ausführung
nach 1, trichterförmig
ausgeführt.
Die Einlauf-Hülsenabschnitte 59 weisen
flache Hülsenplatten 62 auf
und sind einzeln in die Wärmetauscherrohre 9 eingesteckt.
Die Hülsenplatten 62 können einzeln
an die Kopf-Rohrplatte 14 angeschweißt sein. Alternativ ist es,
wie in der 10 dargestellt, möglich, alle
Hülsenplatten 62 miteinander
zu verbinden und auf die Kopf-Rohrplatte 14 aufzusetzen.
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11 zeigt
eine weitere Ausführung
von Faltenbalgabschnitten 63, die bei der Temperiervorrichtung
nach 9 zum Einsatz kommen können. Komponenten, die denjenigen
entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die Ausführungen
nach den 1 bis 10, insbesondere
unter Bezugnahme auf die Ausführung
nach den 9 und 10, erläutert wurden,
tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Einlauf-Hülsenabschnitte 64 der
Faltenbalgabschnitte 63 nach 11 haben
einen Innenquerschnitt, der dem Innenquerschnitt des unteren Rohrabschnitts 26 entspricht.
Das Wärmetauscherrohr 9 setzt
sich also nach dem Einlauf-Hülsenabschnitt 64 hin
zum unteren Rohrabschnitt 26 im Wesentlichen ohne Querschnittsveränderung
fort. Zwischen dem unteren, freien Ende 60 des Einlauf-Hülsenabschnitts 64 und
einem sich trichterförmig
verjüngenden
Boden einer Aufnahme-Umfangsnut 65 des unteren Rohrabschnitts 62 ist
ein Arbeitsspalt S vorgesehen, welches in seiner Funktion dem Arbeitsspalt
S der Ausführung
nach 2 entspricht.
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Der
Faltenbalg 57 ist bei der Ausführung des Faltenbalgabschnitts 63 nach 11 mit
seinem unteren Ring 58 außen auf einen sich im Querschnitt
erweiternden Befestigungswulst 66 aufgeschoben und an diesem
festgelegt. Der obere Ring 58 des Faltenbalgs 57 ist
in eine Verbindungshülse 68 eingesteckt und
an dieser festgelegt. Die Verbindungshülse 68 ist hinsichtlich
ihrer Anordnung und Abmessungen identisch zum oberen Rohrabschnitt 25 der
Ausführung nach 10.
Die Verbindungshülse 68 ist
entsprechend an der Kopf-Rohrplatte 14 festgelegt, zum
Beispiel mit dieser verschweißt.
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Die
Einlauf-Hülsenabschnitte 64 weisen
jeweils einen eigenen, umgebördelten
Bund 69 auf, mit dem sie auf der Kopf-Rohrplatte 14 aufliegen
und über
den sie an der Kopf-Rohrplatte 14 festgelegt sind. Eine
gemeinsame Hülsenplatte
liegt bei der Ausführung
der Einlauf-Hülsenabschnitte 64 nach 11 nicht
vor.
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12 und 13 zeigen
eine weitere Ausführung
einer Temperiervorrichtung. Komponenten, die denjenigen entsprechen,
die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 erläutert wurden,
tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen
diskutiert.
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Der
Aufbau von Faltenbalgabschnitten 70 der Ausführung nach
den 12 und 13 unterscheidet
sich von dem der Ausführung
nach 10 durch die Formgebung des Einlaufabschnitts
in die Wärmetauscherrohre.
Letzterer ist bei der Ausführung
nach den 12 und 13 sich
trichterförmig verjüngend ausgeführt. Hierzu
weist die Kopf-Rohrplatte 14 Einlauftrichter 71 auf,
die in Einlauf-Hülsenabschnitte 72 münden. Die
Einlauf-Hülsenabschnitte 72 sind
an der Kopfplatte 14 festgelegt, zum Beispiel mit dieser
verschweißt.
Hierzu ist ein oberer Hülsenbereich 73 der
Einlauf-Hülsenabschnitte 72 jeweils
in eine Durchgangsöffnung 74 der
Kopf-Rohrplatte 14 eingesetzt. Die Durchgangsöffnung 74 setzt
dabei den Einlauftrichter 71 nach unten hin fort. Der Hülsenbereich 73 weist
eine sich trichterförmig
verengende Einlauffase 75 auf, deren Fasenwinkel mit dem
Trichterwinkel des Einlauftrichters 71 übereinstimmt, so dass der Übergang
zwischen dem Einlauftrichter 71 und dem Einlauf-Hülsenabschnitt 73 eben ist.
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Bis
auf diese geänderte
Einlaufgestaltung entsprechen die Faltenbalgabschnitte 70 der
Ausführung
aus den 12 und 13 den
Faltenbalgabschnitten 56 der Ausführung nach 10.
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Die
Faltenbalgabschnitte 70 der Ausführung nach den 12 und 13 sind
alle auf gleicher Höhe
direkt unterhalb der Kopf-Rohrplatte 14 angeordnet.