DE20019276U1

DE20019276U1 - Drehtrommel mit Wälzkörperanordnung

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Publication number: DE20019276U1
Application number: DE20019276U
Authority: DE
Original assignee: Veba Oel Technologie und Automatisierung GmbH
Current assignee: Vta Verfahrenstechnik und Automatisierung De GmbH
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2010-11-14

Description

KUNIG ■ PALGEN · SCHUMACHER •-•K-liLIIN··· *··*

DÜSSELDORF · ESSEN

PATENTANWÄLTE

unser zeichen: 100 221 Il HS/mb essen, den 10. November 2000

VEBA OEL Technologie und Automatisierung GmbH

Johannastr 2 - 8 D - 45899 Gelsenkirchen

Drehtrommel mit Wälzkörperanordnung

Die Erfindung betrifft eine Drehtrommel mit Wälzkörperanordnung gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Derartige Drehtrommeln werden vornehmlich für chemische Prozesse, die insbesondere bei erhöhten Temperaturen ablaufen, wie Schwelprozesse, eingesetzt, wobei Betriebstemperaturen im Inneren der meist außenbeheizten Drehtrommel in der Größenordnung zwischen 600 ⁰C und 850 ⁰C und natürlich auch noch darüber bzw. darunter liegen können. Für das ständige Reinigen des Drehtrommelinneren von Anbackungen, Verkrustungen oder dergleichen, werden sogenannte Wälzkörper eingesetzt, die aufgrund der Drehtrommelrotation am Inneren des Drehtrommelmantels abrollen und dabei mit ihren außen vorgesehenen Reinigungsleisten oder dergleichen die Anbackungen oder Verkrustungen an der Drehtrommelwand ganz oder teilweise entfernen oder gar nicht erst sich umfangreich ausbilden lassen.

Bei der aus der WO 9839611 bekannten Drehtrommel mit Innenreinigung durch Wälzkörper ist vorgesehen, daß die für das Eintragsende einer Drehtrommel typischen nichtzylindrischen und zylindrischen Innenwandbereiche

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durch eine Kombination von Wälzkörpern mit im Winkel zueinander angeordneten Reinigungsflächen verwendet werden, vorzugsweise durch mehrere hintereinander gekoppelte Wälzkörper, welche auf ihren eintragsseitigen Enden jeweils mit einem die Wälzbewegung gestattenden Kugelgelenk ausgerüstet sind. Praktische Versuche haben gezeigt, daß derartige Kugelgelenke ein nicht zufriedenstellendes Standzeitverhalten haben.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei gattungsgemäßen Drehtrommeln einen wartungsarmen Betrieb der Reinigungseinrichtungen zu gewährleisten und insbesondere das Standzeitverhalten der Bewegungslager für die Reinigungskörper zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Drehtrommel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß eine Trennung von axial und radial belasteten Lagerflächenbereicheh die Beweglichkeit wälzender und/oder schabender Reinigungskörper erheblich verbessert.

Um auch für in Drehtrommeln durchgeführte chemische Prozesse, die bei erhöhten Temperaturen stattfinden, wie bei der Schwelung unterschiedlicher Einsatzstoffe, wie Ölrückständen, Teerpechen, chemischen und änderen Abfallstoffen und Rückständen den angestrebten wartungsarmen Zustand der Reinigungskörperlagerung zu erreichen, wird vorgeschlagen, die zwischen den axialen und radialen Lagerflächen eingefügten Beläge aus selbstschmierendem, hochtemperaturfesten und/oder korrosionsbeständigem Material zu herzustellen.

Durch die Erfindung wird eine erheblich verbesserte Beweglichkeit der Reinigungskörper und damit eine bessere Reinigungswirkung sowie eine deutlich erhöhte Standzeit der Reinigungskörperlagerung erreicht - und zwar auch bei hohen Temperaturen, wie sie bei der Schwelung in Drehtrommeln, z. B. zwischen 600 ⁰C und 850 ⁰C, vorliegen. Neben Graphit als Lagerbelag kommen

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insbesondere metallimprägnierte Graphitlager, Spezialgraphitlager oder keramische Lager in Betracht, wie sie insbesondere in Anspruch 2 angegeben sind. Die erfindungsgemäßen Schwenk- und Drehlager können so ausgelegt werden, daß Gleitgeschwindigkeiten bis etwa 10 m/s und spezifische Oberflächenbelastungen bis etwa 3 N/mm² aufgenommen werden können, wobei dauerhaft eine ausgezeichnete Dreh-, Gleit- und/oder Schwenk- bzw. Pendelbewegung der Reinigungskörper gewährleistet ist. Von besonderem Vorteil ist die konsequente Trennung von Dreh- und Schwenklagern. Mit der Erfindung können auch Prozeßtemperaturen bis zu 1150 ⁰C bewältigt werden.

Die vorgenannten, sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in Ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drehtrommel mit Reinigungskörpern dargestellt ist.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Drehtrommel im Längsschnitt ausschnittsweise;

Fig. 2 für die Drehtrommel 2 nach Fig. 1 eine kombinierte Wälzkörper- und Schabekörper-Anordnung in Ansicht von oben in drei Arbeitsstellungen (0°, 10° und 20°) -ausschnittsweise;

Fig. 3 die Schabe-Einrichtung nach Fig. 1 und Fig. 2 perspektivisch - in vereinfachter Darstellung;

Fig. 4 von der Wälzkörper/Schabekörper-Konnbination gemäß Figuren 1 bis 3 eine vergrößerte Detaildarstellung im Axialschnitt - aufgebrochen;

Fig. 5 von der Schabe-Einrichtung nach Figuren 1 und 2 eine Detaildarstellung eines Kreuzgelenkes im Axialschnitt durch einen der beiden Lagerzapfen sowie
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Fig. 6 von der Wälzkörper/Schabekörper-Kombination gemäß Fig. 1 eine vergrößerte Detaildarstellung der Befestigungseinrichtung im Axialschnitt - aufgebrochen.

Fig. 1 zeigt eine Drehtrommel 10 für chemische Prozesse bei erhöhten Temperaturen, wie Schwelprozesse, mit einem zylindrischen Drehtrommelbereich 1OA und einem konischen Drehtrommelbereich 1OB am eintragsseitigen Stirnende.

Eine Wälzkörperanordnung 12 zum Reinigen des Trommelinneren besteht aus einem leicht konischen Wälzkörper 12A mit außenseitigen Reinigungselementen 12B. Das feststehende stirnseitige Eintragsende 14 der Drehtrommel 10 weist eine Befestigungseinrichtung 16 auf, die mit dem Eintragsende 14 drehfest verbunden ist und dazu dient, die Wälzkörperanordnung 12 mit Abstand vom Eintragsende 14 festzuhalten. Das Abwälzen des Wälzkörpers 12A entlang des InnenumfangS der sich um ihre Längsachse drehenden Drehtrommel 10, d. h. an der Drehtrommel wand 1OC, wird durch ein Drehlager 18 ermöglicht, welches einenends mit der Befestigungseinrichtung 16 und anderenends mit der Wälzkörperanordnung 12 verbunden ist.

Zwischen der Befestigungseinrichtung 16 und dem Drehlager 18 ist eine längliche Schabe-Einrichtung 20 zwischengefügt. Diese besteht im darge-

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stellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einem zylindrl· sehen Schabekörper 2OA mit zwei unsymmetrisch über den Umfang verteilten, im wesentlichen parallel zum Schabekörper ausgerichteten Schabeleisten 2OB, 2OC. Die Schabe-Einrichtung 20 ist an der Befestigungseinrichtung 16 pendelnd aber nicht um sich selbst drehbar befestigt. Zu dieser Schwenklagerung dient ein erstes Kreuzgelenk 22A mit versetzten Kreüzköpfen, welches weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 5 noch näher beschrieben wird. An ihrem drehlagerseitigen Ende ist die Schabe-Einrichtung 20 mit dem Drehlager 18 in mindestens einer Richtung pendelnd bewegbar verbunden.

Hierzu dient ein dem Kreuzgelenk 22A vergleichbares Kreuzgelenk 22B. Diese beiden Kreuzgelenke gewährleisten jeweils nach Art eines Kardangelenkes eine schwenkbewegliche Verbindung der Schabe-Einrichtung 20 mit der Befestigungseinrichtung 16 bzw. dem Drehlager 18 in horizontaler und vertikaler Richtung. Dadurch wird es möglich, daß sich die Wälzkörperanordnung 12 bei sich drehender Drehtrommel durch Reibung zwischen dem Wälzkörper 12A und der inneren Drehtrommelwand 10C in deren Umlaufrichtung ein Stück mitnehmen läßt um dann aufgrund des zur Drehtrommelsohle hin bestehenden Gefälles sich entgegen der Drehtrommelbewegung wälzend in Richtung der Drehtrommelsohle zu bewegen. Diese Bewegung ist aber - nicht nur wegen der einseitigen Anbindung des Wälzkörpers an das Eintragsende 14 - nur selten achsparallel zur Drehtrommel; Weil der Wälzkörper 12A zum Eintragsende hin leicht konisch verbreitert ausgeführt ist, läuft sein eintragsseitiges Ende entgegen und sein anderes Ende aber (durch Mitschleppen) mit der Drehrichtung der Drehtrommel 10. Wegen der leichten Mitnahme des Wälzkörpers durch die Drehtrommel, wandert also das eintragsseitige Wälzkörperende mit dem dort angeordneten Drehlager 18 bezüglich seiner in der Trommelsohle befindlichen Ruhelage seitlich entgegengesetzt zur Drehtrommeldrehrichtung aus.

Wegen dieses Auswanderns führt das wälzkörperseitige Ende der Schabe-Einrichtung 20 und das dort angeordnete Kreuzgelenk 22B eine unter Umständen ganz erhebliche Schwenkbewegung mit Bezug auf das am Ein-

tragsende 14 und der Befestigungseinrichtung 16 festgehaltene Ende der Schabe-Einrichtung 20 aus. Durch die Verwendung der beiden Kreuzgelenke führen der Schabekörper 2OA und die Schabeleisten 2OB und 2OC dabei eine reine Schwenkbewegung entlang der Innenwandfläche des konischen Drehtrommelbereichs 10B aus, d. h. ohne sich um die Längsachse des Schabekörpers 2OA zu drehen. Diese Verhältnisse sind in Fig. 2 durch gerade und kreisförmige Richtungspfeile 24A und 24B dargestellt. In dieser Darstellung ist außer der O⁰- auch die 10°- und die 20°-Stellung der Schabe-Einrichtung 20 und der Wälzkörperanordnung 12 in Bezug auf die gestreckte Ruheposition (O°-Stellung) in der Drehtrommelsohle dargestellt.

Um die Pendel- oder Schwenkbewegung der Schabe-Einrichtung 20 von der Wälzbewegung der Wälzkörperanordnung 12 bestmöglich zu trennen, besteht das Drehlager 18 aus einem Kragzapfen 26, welcher axiale Lagerflächen 26A und radiale Lagerflächen 26B aufweist. Hierzu ist der Kragzapfen 26 zylindrisch ausgebildet und trägt in einem mittleren Bereich einen umlaufenden flanschartigen Bund 26C mit beiderseits in sich planen Kreisringflächen. Der Kragzapfen 26 wird von einem Lagerkäfig 28 umgeben, welcher seinerseits mit den Lagerflächen 26A und 26B des Kragzapfens 26 korrespondierende axiale Lagerflächen 28A und radiale Lagerflächen 28B aufweist. Ein einfacher Zusammenbau von Lagerkäfig und Kragzapfen wird durch eine segmentierte Bauweise des Lagerkäfigs und Verbindungsschrauben 30 für die Käfigsegmente gewährleistet.

Um auch bei den für viele Schwelprozesse typischen hohen Arbeitstemperaturen ausreichend lange wartungsfreie Perioden des Drehlagers zu gewährleisten, sind hochtemperaturfeste und selbstschmierende Beläge 32A und 32B zwischen den miteinander zusammenwirkenden Lagerflächen 26A/28A bzw. 26B/28B eingefügt. Sie weisen daher, vorzugsweise, die Formen von Ringscheiben bzw. Rohrabschnitten auf. Sie können aber auch segmentförmig, insbesondere mit gegenseitigem Abstand voneinander zwischen den beiderseitigen Lagerflächen vorgesehen sein. Büchsen 34 und

Paßstücke 36 erlauben es, Maßtoleranzen der Beläge im Verhältnis zu den Lagerflächen auszugleichen.

Der Kragzapfen 26, der an sich unmittelbar zentrisch in die Stirnwand 12C der Wälzkörperanordnung 12 drehfest eingeschraubt sein kann, wird vorzugsweise von einem Gestell oder besonders bevorzugt und wie in der Zeichnung in Fig. 4 dargestellt von einem Gehäuse 38 umgeben und getragen. Dieses umgibt auch den Lagerkäfig 28 und schützt über Labyrinthdichtungen 38A das Drehlager 18 vor Verschmutzung. Am freien Ende des Kragzapfens 26 ist der gehäuseartig ausgebildete Drehlagerkäfig 28 geschlossen und unmittelbar mit dem Kreuzgelenk 22B verbunden.

Die beiden Kreuzgelenke 22A und 22B sind in gleicher Weise wie in Fig. 5 für eine Kreuzgelenkhälfte dargestellt, aufgebaut: Die orthogonal zueinander stehenden und miteinander verbundenen Schwenkzapfen 4OA und 4OB stehen beidseitig von ihrem Verbindungsärm 4OC in jeweils fluchtender Anordnung ab. Sie bilden auf ihrem Außenumfang zylindrische radiale Lagerflächen, welche von Belägen 42 aus selbstschmierendem, hochtemperaturfesten Material in ähnlicher Weise wie die radialen Lager des Drehlagers 18 umgeben sind. Gehäusekappen 44 und Büchsen 46 fördern einen passgenauen Zusammenbau und lange wartungsfreie Betriebsperioden der Schwenklager (Kreuzgelenke 22A und 22B).

8 Bezugszeichenliste

10	Drehtrommel
10A	zylindrischer Drehtrommelbereich
10B	konischer Drehtrommelbereich
10C	Drehtrommelinnenwand
12	Wälzkörperanordnung
12A	zylindrischer Wälzkörper
12B	Reinigungselement
12C	Stirnwand
14	Eintragsende
16	Befestigungseinrichtung
18	Drehlager
20	Schabe-Einrichtung
2OA	Schabekörper
2OB	Schabeleiste
2OC	Schabeleiste
22A	Kreuzgelenk
22B	Kreuzgelenk
24A	Richtungspfeil
24B	Richtungspfeil
26	Kragzapfen
26A	axiale Lagerflächen
26B	radiale Lagerflächen
26C	Bund
28	Lagerkäfig
28A	axiale Lagerflächen
28B	radiale Lagerflächen
30	Verbindungsschrauben
32A	Beläge
32B	Beläge
34 a	Büchsen
a

	» · * ·· ·	Paßstück	*• ·· ·*
	• &diams; · " · 4»· · · ·	Gehäuse	• > . .. .
		Labyrinthdichtung	* * · «· «
	Schwenkzapfen	9
36	Schwenkzapfen
38	Verbindungsarm
38A	Beläge
4OA	Gehäusekappen
4OB	Büchsen
4OC
42
44
46

Claims

1. Drehtrommel (10) für chemische Prozesse bei erhöhten Temperaturen, wie Schwelprozesse,

a) mit einer Wälzkörperanordnung (12) zum Reinigen des Trommelinneren

b) mit einem feststehenden stirnseitigen Eintragsende (14) für zu behandelndes Gut,

c) mit einer Befestigungseinrichtung (16) für die Wälzkörperanordnung (12) am Eintragsende (14) der Drehtrommel (10) und

d) mit einem das Abwälzen des Wälzkörpers (12A) innen an der Drehtrommelwand (10C) gestattenden, die Befestigungseinrichtung (16) und den Wälzkörper (12A) verbindenden Drehlager (18),

dadurch gekennzeichnet,
daß das Drehlager (18) sowie etwa vorhandene Schwenklager, wie Kreuzgelenke (22A; 22B), aus selbstschmierendem, hochtemperaturfestem und/oder korrosionsbeständigem Material bestehende Beläge (32A; 32B; 42) aufweisen/t, die zwischen ringscheibenförmigen und/oder zylinderförmigen, miteinander zusammenwirkenden Lagerflächen (26A; 28A; 26B; 28B; 40A/B; 44) des Drehlagers (18) sowie des etwa vorhandenen Schwenklagers eingefügt sind:

2. Drehtrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beläge (32A; 32B; 42) aus Rein-Graphit, aus kohlenstoffimprägniertem Graphit, aus metallimprägniertem Graphit (wie mit Antimon, Kupfer, Bronze, Nickel, Silber etc.) oder aus Keramik, wie Silizium-Karbid etc., bestehen.

3. Drehtrommel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager (18) einen Kragzapfen (26) mit axialen und radialen Lagerflächen (26A; 26B) und einen den Kragzapfen (26) umgebenden Lagerkäfig (28) mit korrespondierenden axialen und radialen Lagerflächen (28A, 28B) für den Kragzapfen (26) aufweist.

4. Drehtrommel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragzapfen (26) von einem den Kragzapfen und den Lagerkäfig (28) umgebenden Gestell oder Gehäuse (38) getragen wird.

5. Drehtrommel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehlager (18) mindestens ein als Kreuzgelenk (22A; 22B) gestaltetes Schwenklager zugeordnet ist.