DE19529508C1 - Härtekessel zur Herstellung von Porenbeton - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Härtekessel der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Bei der Herstellung von Bausteinen oder bewehrten Bauteilen aus Poren- bzw. Gasbeton ist es erforderlich, die gegossenen, entschalten und gegebenenfalls be- und/oder zerschnittenen Porenbetonkörper in einem Härtekessel, der auch als Auto­ klav bezeichnet wird, einer hydrothermalen Härtung zu un­ terziehen. Zu diesem Zweck werden die vorbereiteten Poren­ betonkörper im allgemeinen auf Schienen in den liegend an­ geordneten Kessel durch seine eine offene Stirnseite hin­ eingefahren. Ist der Kessel gefüllt, wird die offene Stirn­ seite durch einen Deckel druckfest verschlossen, die im Härtekessel enthaltene Luft evakuiert und durch gesättig­ ten Wasserdampf ersetzt. Dabei wird der Druck im Kessel je nach Verfahren auf über 8 bar, teilweise bis zu 15 bar erhöht.

In diesem Zustand bleibt die gesamte Anordnung für 12 bis 18 Stunden, um den Porenbeton zu härten. Danach wird der Dampf abgelassen und der Kessel geöffnet. Das anfallende Kondensat, d. h. aus dem Dampf durch Kondensation entstan­ denes Wasser, wird an einer Sammelstelle am Kesselboden er­ faßt und einer weiteren Verwertung zugeführt.

Bei Härtekesseln mit nur einer offenen und durch den er­ wähnten Deckel verschließbaren Stirnseite werden die fer­ tig gehärteten Porenbetonkörper auf der gleichen Seite aus dem Kessel herausgefahren, auf der sie eingebracht wurden.

Es sind aber auch Kessel bekannt, die an beiden Stirn­ seiten offen und durch Deckel druckdicht verschließbar sind. In diesen Fällen wird zum Herausfahren der Poren­ betonkörper die der Zuführstirnseite gegenüberliegende Stirnseite verwendet.

Bei Kleinanlagen zur Herstellung von Porenbeton, d. h. bei Anlagen mit einer Jahreskapazität von 20 000 bis 50 000 m³, ist es zur Vermeidung komplizierter Schienen­ anlagen wünschenswert, nur einen einzigen Härtekessel vorzusehen. Um dennoch eine akzeptable Kapazität sicher­ zustellen, sollte dieser Kessel möglichst lang ausgebildet sein.

Aber auch bei größeren Anlagen, bei denen mehrere Kessel nebeneinander angeordnet sind, geht die Tendenz dazu, mit immer längeren Kesseln zu arbeiten.

Nach dem Stand der Technik besteht hier aber eine Ober­ grenze von ca. 40 m Länge, weil sich sonst bei der Her­ stellung und beim Antransport der Kessel zum Aufbau eines Porenbetonwerkes im Regelfall kaum überwindbare Schwierig­ keiten ergeben.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Härtekessel der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß wesentlich größere Längen als bisher realisierbar sind, ohne daß es zu den erwähnten Herstellungs- und/oder Trans­ portschwierigkeiten kommt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im An­ spruch 1 zusammengefaßten Merkmale vor.

Den erfindungsgemäßen Maßnahmen liegt die Erkenntnis zu­ grunde, daß es im Gegensatz zur bisherigen allgemeinen Auffassung nicht erforderlich ist, einen solchen Druck­ kessel aus Gründen der Festigkeit und Betriebssicherheit einstückig auszubilden. Mit den zur Verfügung stehenden fertigungstechnischen Möglichkeiten sind ohne weiteres Verbindungsanordnungen für die zwei oder mehr Rohrab­ schnitte realisierbar, die den sehr hohen Betriebs­ belastungen auch über lange Zeiträume hinweg problemlos gewachsen sind. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Verbindung zwischen den Rohrabschnitten zwar so aus ge­ bildet wird, daß sie wieder gelöst werden kann, daß eine solche Trennung aber nicht während des regulären Betriebs sondern nur dann stattfindet, wenn ein Porenbetonwerk beispielsweise demontiert und an anderer Stelle wieder aufgebaut oder ein Kessel-Teilstück ersetzt werden soll.

Insbesondere bei Kleinanlagen, die in Drittwelt-Ländern in Gegenden mit schlechter Transport-Infrastruktur am jeweiligen Ort nur so lange betrieben werden, bis der regionale Bedarf an Porenbeton gedeckt ist, kann eine solche De- und Remontage unter Umständen sogar mehrfach erforderlich sein. Besonders in solchen Gegenden bietet der Transport eines aus mehreren Teilen bestehenden Härte­ kessels auch dann erhebliche Vorteile, wenn der fertig montierte Kessel keine Überlänge besitzt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei der Her­ stellung der Teilstücke kleinere Werkstücke bewegt werden müssen, was mit einer einfacheren Ausrüstung geschehen kann und zu einer höheren Fertigungsgenauigkeit führt.

Härtekessel für Porenbeton werden üblicherweise mit einem Gefälle von etwa 2 pro mille verlegt, damit das sich bildende Kondensat zu einem definierten Bereich hin abläuft, in dem es gesammelt und abgeführt werden kann. Da aber die Schienen, auf denen die zu härtenden Poren­ betonkörper in den Kessel hineingefahren werden, möglichst exakt horizontal verlaufend montiert werden, hat dieses Gefälle einen Verlust an nutzbarem Kessel-Innendurchmesser zur Folge, der um so größer wird, je länger der Kessel ist. Hier bietet die erfindungsgemäße Aufteilung des Kessels in zwei oder mehr Teilstücke den großen Vorteil, daß diese Teillängen mit gegeneinander geneigten Längsachsen montiert werden können, so daß sich einerseits weiterhin eine oder mehrere definierte Stellen ergeben, an denen sich das Kondensat sammelt und abgeführt werden kann, andererseits aber der Verlust an nutzbarem Innendurchmesser umgekehrt proportional zur Anzahl der verwendeten Teilstücke vermindert wird.

Die somit mögliche Verkleinerung des Innendurchmessers reduziert nicht nur die Herstellungs- und Montagekosten eines solchen Kessels, sondern senkt auch die Betriebs­ kosten, da sich der volumenbezogene Füllungsgrad ver­ bessert und weniger "totes" Volumen aufgeheizt bzw. mit Wasserdampf gefüllt werden muß.

Bei einer Ausführungsform, bei der die Teilstücke über Verbindungsflansche miteinander oder mit einem Mantel-Zwickel­ stück verbunden sind, ergibt sich der weitere Vorteil, daß diese Flansche aussteifend auf den Härte­ kesselmantel wirken. Bei der der Dampfzufuhr vorausgehen­ den Luftabsaugung entsteht nämlich im Härtekessel ein Unterdruck, der es auch bei herkömmlichen Kesseln erforder­ lich macht, auf der Außenseite des Mantels Verstärkungs­ ringe anzubringen, die ein Einziehen unter der Wirkung dieses Unterdruckes verhindern. Die beschriebenen Ver­ bindungsflansche haben eine entsprechende Wirkung.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter­ bildungen eines erfindungsgemäßen Härtekessels sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt die einzige Figur in schematischer Dar­ stellung eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Härte­ kessels.

Wie man der Figur entnimmt, besteht der erfindungsgemäße Härtekessel 1 aus zwei zylindrischen Rohrabschnitten 3, 4, die liegend so angeordnet sind, daß ihre Längsachsen 5, 6 gegen die Horizontale H um einen kleinen Winkel α ge­ neigt sind.

Der in der Figur linke Rohrabschnitt 3 ist an seinem linken Stirnende 7 verschlossen und weist an seinem rechten Stirn­ ende 8 einen nur symbolisch angedeuteten Flansch 9 auf, dessen Ebene mit der Längsachse 5 des Rohrabschnittes 3 in etwa einen rechten Winkel bildet.

Demgegenüber ist der in der Figur rechte Rohrabschnitt 4 an seinem rechten, offenen Stirnende 10 mit einem Ver­ schlußdeckel 11 versehen, der in der Figur im geschlossenen Zustand wiedergegeben ist. Der Verschlußdeckel 11 kann um eine vertikale Achse so verschwenkt werden, daß die zu härtenden Porenbetonkörper auf den möglichst exakt hori­ zontal verlaufenden Schienen 12 durch das dann offene Stirn­ ende 10 in den Härtekessel gefahren werden können.

An seinem gegenüberliegenden Stirnende 14 ist der Rohr­ abschnitt 4 ebenfalls mit einem Flansch 15 versehen, dessen Ebene sich etwa senkrecht zur Längsachse 6 des Rohrabschnittes 4 erstreckt.

Um die gegeneinander geneigte Anordnung der Längsachsen 5, 6 der Rohrabschnitte 3, 4 zu erzielen, ist zwischen die beiden Rohrabschnitte 3, 4 ein Mantel-Zwickelstück 16 eingefügt, dessen axiale Länge im oberen Bereich klei­ ner ist als im unteren Bereich. An seinen beiden Stirn­ enden besitzt das Mantel-Zwickelstück 16 jeweils einen Gegenflansch 17, 18, die mit den Flanschen 9, 15 der Rohrabschnitte 3, 4 druckfest aber lösbar verbunden, beispielsweise verschraubt sind.

Auf diese Weise umschließt der dargestellte Härtekessel 1, der auf Kesselstühlen 19 über nicht dargestellte Rollen, die seine freie temperaturbedingte Längenände­ rung ermöglichen, gelagert ist, einen mit Hilfe des Verschlußdeckels 11 druckfest verschließbaren Innenraum, dem über eine Frischdampfzuführung 20 und ein Dampf­ verteilerrohr 21 gesättigter Wasserdampf zuführbar ist, der unter einem Druck in der Größenordnung von 8 bis 15 bar steht.

Dieser Druck wird im Betrieb über mehrere Stunden hinweg aufrechterhalten, um die im Kesselinneren befindlichen Porenbetonkörper hydrothermal zu härten. Die Anordnung der Frischdampfzuführung 20 in etwa in der Mitte der Länge des Härtekessels 1 ergibt eine besonders günstige Vertei­ lung des Dampfes.

Da die beiden Rohrabschnitte 3, 4 zur Mitte der Härte­ kesselanordnung 1 hin nach unten geneigt sind, befinden sich die höchstgelegenen Zonen des Härtekessel-Deckenbe­ reichs an den beiden außen liegenden Stirnenden 7 bzw. 10.

Im Bereich dieser höchstgelegenen Zonen ist einerseits ein Anschlußstutzen 23 für ein Entlüftungsventil und an­ dererseits ein Anschlußstutzen 24 für ein Ventil für die Abdampfableitung vorgesehen. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß sich bei dem vor der Dampfzuführung statt­ findenden Entlüften des Härtekessel-Innenraums bzw. bei der Dampfabführung keine Luft- bzw. Dampfblasen in hoch­ gelegenen "toten" Deckenbereichen ansammeln können.

Der Anschlußflansch 25 dient zum Anschließen eines Sicher­ heitsventils, während der Anschlußflansch 26, der sich im Bereich der tiefstgelegenen Bodenzone befindet, eine Kon­ densatableitung ermöglicht.

Anders als bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel können erfindungsgemäß die beiden Rohrabschnitte auch unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung des Mantel-Zwickelstücks 16 mit­ einander verbunden sein. In diesem Fall sind die Flansche 9, 15 so an den Stirnenden 8, 14 der Rohrabschnitte 3, 4 befestigt, daß ihre Ebene gegen die Längsachse 5, 6 des zugehörigen Rohrabschnittes 3, 4 um einen von 90° gering­ fügig verschiedenen Winkel geneigt ist, um so die gegen die Horizontale H geneigte Anordnung der Rohrabschnitt-Längs­ achsen zu erzielen.

Alternativ zu der gezeigten Ausführungsform kann diese Neigung auch so gewählt werden, daß die Längsachsen 5, 6 zu den freien Stirnenden 7, 13 hin abfallen, d. h. die Mitte des Härtekessels höher liegt, als diese enden. Bei einer solchen Ausführungsform müssen dann an jedem der beiden tiefstgelegenen Punkte des Bodenbereiches Ablaß­ öffnungen für die Kondensatableitung vorgesehen werden. Umgekehrt werden die Anschlußöffnungen für das Entlüftungs­ ventil und das Ventil für die Abdampfableitung nicht an den Enden sondern im Bereich der Mitte des Härtekessels im Bereich der höchstgelegenen Deckenzonen angeordnet. Eine Härtekesselanordnung, bei der die Rohrabschnitte entgegengesetzt zu dem in der Figur gezeigten Ausführungs­ beispiel geneigt sind, ist sowohl mit als auch ohne Mantel-Zwickelstück realisierbar.

Weiterhin ist es möglich, den erfindungsgemäßen Härte­ kessel aus mehr als zwei zylindrischen Rohrabschnitten aufzubauen, wobei dann die Längsachsen so geneigt sind, daß sich in Längsrichtung gesehen eine Zickzack-Konfi­ guration ergibt, d. h. daß beispielsweise der Verbindungs­ bereich zwischen erstem und zweitem Rohrabschnitt tiefer liegt als die beiden anderen Stirnenden dieser Rohrab­ schnitte, während der Verbindungsbereich zwischen zweitem und drittem Rohrabschnitt höher liegt als die jeweils an­ deren Stirnenden dieser Rohrabschnitte.

Prinzipiell ist es auch möglich, jedes der beiden Enden der erfindungsgemäßen Härtekesselanordnung mit einem Ver­ schlußdeckel zu versehen, wobei dann das eine offene Ende zum Zuführen der zu härtenden Porenbetonkörper und das andere zum Herausfahren der gehärteten Produkte dient.

Claims (9)

1. Rohrförmiger, im Betrieb liegend angeordneter Härte­ kessel zur Herstellung von Porenbeton, insbesondere in Kleinanlagen, der im wesentlichen zylindrisch aus­ gebildet und zum Einbringen der in ihm zu härtenden Porenbetonkörper an einem seiner Stirnenden offen ist, wobei diese Öffnung durch einen Deckel so verschließ­ bar ist, daß der Innenraum des Härtekessels mit unter hohem Druck stehendem, gesättigtem Wasserdampf beauf­ schlagt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Härtekessel (1) aus wenigstens zwei zylindrischen Rohrabschnitten (3, 4) besteht, von denen der eine (4) an seinem einen Stirnende (10) den zum Verschließen dienenden Deckel (11) aufweist und an seinem anderen Stirnende (14) vermittels einer lösbaren Verbindungsanordnung (9, 15, 16, 17, 18) mit dem einen Stirnende (8) des anderen Rohrabschnittes (3) verbunden ist.

2. Härtekessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Rohrab­ schnitte (3, 4) so miteinander verbunden sind, daß ihre Längsachsen (5, 6) gegen die Horizontale (H) ge­ neigt sind.

3. Härtekessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnenden (8, 14), an denen die wenigstens zwei Rohrabschnitte (3, 4) mit­ einander verbunden sind, tiefer liegen als die beiden anderen Stirnenden (7, 10).

4. Härtekessel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsanord­ nung aus zwei miteinander verschraubbaren Flanschen (9, 15) besteht, von denen jeder am zugehörigen Stirn­ ende (8, 14) des betreffenden Rohrabschnittes (3, 4) so befestigt ist, daß die Flanschebene mit der Längs­ achse (5, 6) des Rohrabschnittes (3, 4) einen von 90° verschiedenen Winkel einschließt.

5. Härtekessel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsanordnung zwei Flansche (9, 15) umfaßt, von denen jeder am zuge­ hörigen Stirnende (8, 14) des betreffenden Rohrab­ schnittes (3, 4) so befestigt ist, daß die Flansch­ ebene auf der Längsachse (5, 6) des Rohrabschnittes (3, 4) senkrecht steht, sowie ein Mantel-Zwickelstück (16), an dem zwei Gegenflansche (17, 18), mit denen die Flansche (9, 15) der Rohrabschnitte (3, 4) ver­ schraubbar sind, gegen die Vertikale geneigt befestigt sind.

6. Härtekessel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (26) für die Kondensatableitung bei einer der tiefstgelegenen Stellen des Bodenbereichs der geneigt anordneten Rohr­ abschnitte (3, 4) angeordnet ist.

7. Härtekessel nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöff­ nung (23) sowie die Öffnung (24) für die Abdampfablei­ tung bei einer der höchstgelegenen Stellen des Decken­ bereichs der geneigt angeordneten Rohrabschnitte (3, 4) angeordnet sind.

8. Härtekessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öff­ nung (20) für die Frischdampfzuführung in etwa in der Mitte der Länge des Härtekessels (1) angeordnet ist.

9. Härtekessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in ihm Schienen (12) zum Einbringen der Porenbetonkörper vorgesehen sind, die sich über die Länge des Härte­ kessels (1) hinweg möglichst genau horizontal er­ strecken.