DE4311033A1

DE4311033A1 - Screw-type (worm-type) shaft for a high power cooling screw

Info

Publication number: DE4311033A1
Application number: DE19934311033
Authority: DE
Inventors: Anton Josef Koellemann
Original assignee: KOELLEMANN A J GmbH
Current assignee: KOELLEMANN A J GmbH
Priority date: 1993-04-03
Filing date: 1993-04-03
Publication date: 1994-10-06

Abstract

The invention relates to the design of a screw-type shaft for a high power cooling screw which is particularly suitable for cooling hot bulk materials. Cooling water flows through both the tube shaft and the screw wings, and the screw wings are subdivided into three zones having different pitches which increase in the direction of flow of the cooled bulk material. A rate of flow of the cooling water which guarantees optimum heat transfer is achieved by building displacement elements into the tube shaft. The cooling water is distributed uniformly over the circumference of the cooling water duct by means of a ring of nozzles.

Description

Die Erfindung betrifft die Konstruktion einer Schneckenwelle für eine Hochleistungs-Kühlschnecke, die besonders für die Kühlung heißer Schüttgüter geeignet ist.The invention relates to the construction of a worm shaft for a high-performance cooling screw, especially for cooling hot bulk goods is suitable.

In Fördersystemen, in denen heiße Schüttgüter, wie z. B. Asche aus Brennkammern gefördert werden, ist es notwendig, derartige Kühlschnecken einzusetzen, um nachfolgende Fördergeräte vor Überhitzung zu schützen oder das gekühlte Schüttgut der Weiterverarbeitung oder zur Endlagerung zuzuführen.In conveyor systems in which hot bulk materials such. B. Ash are promoted from combustion chambers, it is necessary to such Use cooling screws to prepare subsequent conveyors To protect overheating or the chilled bulk material Further processing or for final storage.

Bekannt sind Kühlschnecken, bei denen nur der Kühlmantel oder zusätzlich das Wellenrohr als Kühlflächen genutzt werden.Cooling screws are known in which only the cooling jacket or the shaft tube can also be used as cooling surfaces.

Diese Ausführungen haben den Nachteil, daß gerade bei größeren Durchsatzleistungen und beim Einsatz in hohen Temperaturberei chen, bis 900°C, ein gleichmäßiges Abkühlen des Schüttgutes nicht immer gewährleistet ist.These designs have the disadvantage that especially with larger ones Throughput rates and when used in high temperature ranges Chen, up to 900 ° C, even cooling of the bulk material is not always guaranteed.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kühler konstruktion zu schaffen, bei der eine gleichmäßige Austrags temperatur des gekühlten Schüttgutes gewährleistet wird.The invention is therefore based on the object of a cooler construction to create a uniform discharge temperature of the chilled bulk material is guaranteed.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl die Rohrwelle, als auch die Schneckenflügel vom Kühlwasser durch strömt werden und die Schneckenflügel, aufgeteilt in drei Zonen, unterschiedliche Steigungen aufweisen, die sich in Fließrichtung des gekühlten Schüttgutes vergrößern.The object was achieved in that both Tube shaft, as well as the worm blades from the cooling water flow and the snail wings, divided into three zones, have different slopes that are in the direction of flow of the chilled bulk material.

Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß die vorhandenen Kontaktflächen zwischen dem heißen Schüttgut und der Wellen konstruktion vollständig zum Kühlen herangezogen werden. Weiterhin wurde in Versuchen festgestellt, daß eine Einteilung der Kühlstrecke in mehrere Zonen, beispielsweise in drei Zonen, mit unterschiedlichen Steigungen der Schneckenflügel die besten Kühlergebnisse erbringt, wobei die erste Zone etwa 25% der Kühlstrecke, die zweite 50% und die dritte 25% betragen sollte. The advantage of this solution is that the existing ones Contact surfaces between the hot bulk material and the waves construction can be used completely for cooling. It was also found in experiments that a division the cooling section in several zones, for example in three zones, the best with different pitches of the screw blades Cooling results, with the first zone about 25% of the Cooling section, the second should be 50% and the third 25%.

Die Steigungen der Schneckenflügel wurden so festgelegt, daß das Verhältnis der Steigungen zum äußeren Flügeldurchmesser, in Förderrichtung des gekühlten Fördergutes, in den einzelnen Zonen 1 : 2,3, 1 : 2,5 und 1 : 3,0 beträgt.The slopes of the snail's wings were determined in such a way that the ratio of the slopes to the outer wing diameter, in Direction of conveyance of the chilled goods in the individual zones 1: 2.3, 1: 2.5 and 1: 3.0.

Ein weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß durch den Einbau von Verdrängungskörpern in die Rohrwelle eine Fließgeschwindigkeit erreicht wird, die einen optimalen Wärmeübergang gewährleistet.Another advantage of this solution according to the invention is in that by installing displacement bodies in the Tube shaft a flow rate is reached that a ensures optimal heat transfer.

Eine weitere Ausgestaltung der Kühlerwelle sieht vor, daß das Kühlwasser durch einen Düsenring gleichmäßig auf den Umfang des Kühlwasserkanals zwischen der Rohrwelle und dem Verdrängungs körper verteilt wird.Another embodiment of the radiator shaft provides that Cooling water through a nozzle ring evenly on the circumference of the Cooling water channel between the tubular shaft and the displacement body is distributed.

Der Einbau von Gleit-Stützbolzen des Verdrängungskörpers in Form von Leitflügeln bringt eine weitere Verbesserung des Kühleffek tes, besonders, wenn mindestens zwei Reihen von Gleit-Stützbol zen vorhanden sind und die Gleit-Stützbolzen, in den einzelnen Reihen, zueinander versetzt angeordnet sind.The installation of sliding support bolts of the displacement body in the form of guide vanes brings a further improvement in the cooling effect tes, especially if at least two rows of sliding support bolts zen are present and the slide support bolts, in each Rows are staggered.

Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels der Erfindung werden mit Hilfe der Fig. 1 bis 5 erläutert. Es zeigen:Details of an embodiment of the invention are explained with the aid of FIGS. 1 to 5. Show it:

Fig. 1 die Kühlerwelle in einem Schnitt durch ihre Längsachse, Fig. 1, the cooler shaft in a section through its longitudinal axis,

Fig. 2 die Kühlerwelle im Bereich des Kühlwassereintritts, in einem Schnitt durch ihre Längsachse, Fig. 2 shows the cooler shaft in the region of the cooling water inlet, in a section through its longitudinal axis

Fig. 3 die Kühlerwelle im Bereich des Endzapfens, in einem Schnitt durch ihre Längsachse, Fig. 3, the cooler shaft in the region of the end plug, in a section through its longitudinal axis

Fig. 4 die Kühlerwelle in einem Schnitt nach der Linie A-B in Fig. 3, Fig. 4, the cooler shaft, in a section along the line AB in Fig. 3

Fig. 5 die beispielsweise Anordnung der Gleit- Stützbolzen. Fig. 5 shows the example arrangement of the slide support bolts.

Die Rohrwelle (1) ist mit den Zapfen (2) und (3) zu einer konstruktiven Einheit fest verbunden. Die Zapfen (2) und (3) bilden die hier nicht näher gezeigten Lagerstellen der Kühlwelle und die Anschlußstellen für den Wellenantrieb und die Kühlwasser Zu- und Ableitung.The tubular shaft ( 1 ) is firmly connected to the pins ( 2 ) and ( 3 ) to form a structural unit. The pins ( 2 ) and ( 3 ) form the bearing points of the cooling shaft, not shown here, and the connection points for the shaft drive and the cooling water inlet and outlet.

Das in eine Längsbohrung des Zapfens (2) eingeführte Rohr (4) dient als Kühlwasser-Zuführung. Eine Abschlußbuchse (5) bildet eine Abstützung des Rohres (4) zu der Wandung der Längsbohrung des Zapfens (2) und ermöglicht den Zwischenraum zwischen der Längsbohrung des Zapfens (2) und dem Rohr (4) als Abflußkanal (6) für das Kühlwasser zu bilden. Ein an dem Zapfen (2) angebrachtes Rohr (7) ist einseitig geschlossen und bildet so einen Druckausgleichsraum (8) für das zugeführte Kühlwasser.The pipe ( 4 ) inserted into a longitudinal bore of the pin ( 2 ) serves as a cooling water supply. An end bushing ( 5 ) forms a support for the tube ( 4 ) to the wall of the longitudinal bore of the pin ( 2 ) and enables the space between the longitudinal bore of the pin ( 2 ) and the tube ( 4 ) as a drainage channel ( 6 ) for the cooling water form. A pipe ( 7 ) attached to the pin ( 2 ) is closed on one side and thus forms a pressure compensation chamber ( 8 ) for the cooling water supplied.

Ein Düsenring (9) bildet eine dichte Verbindung zwischen dem Rohr (7) und der Innenwandung der Rohrwelle (1). Dadurch ent steht eine Sammelkammer (10) für das rückgeführte Kühlwasser.A nozzle ring ( 9 ) forms a tight connection between the tube ( 7 ) and the inner wall of the tube shaft ( 1 ). This creates a collection chamber ( 10 ) for the returned cooling water.

Die Bohrungen (11) im Zapfen (2) verbinden die Sammelkammer (10) mit dem Abflußkanal (6).The bores ( 11 ) in the pin ( 2 ) connect the collecting chamber ( 10 ) to the drain channel ( 6 ).

Die Bohrungen (12) im Rohr (7) bilden eine Verbindung zwischen dem Druckausgleichsraum (8) und dem Düsenring (9). Im Düsenring (9) ist eine Ringkammer (13) vorgesehen, aus der das Kühlwasser, gleichmäßig über den Umfang verteilt, durch die Öffnungen (14) dem Kühlkanal (15) zugeführt wird.The bores ( 12 ) in the tube ( 7 ) form a connection between the pressure compensation chamber ( 8 ) and the nozzle ring ( 9 ). An annular chamber ( 13 ) is provided in the nozzle ring ( 9 ), from which the cooling water, distributed uniformly over the circumference, is fed to the cooling channel ( 15 ) through the openings ( 14 ).

Der Kühlkanal (15) wird durch die Rohrwelle (1) und dem Ver drängungsrohr (16) gebildet, das an der einen Seite fest mit dem Zapfen (3) verbunden ist und in der Nähe des anderen Ende durch Gleit- Stützbolzen (17) zur Rohrwelle (1) abgestützt ist.The cooling channel ( 15 ) is formed by the tubular shaft ( 1 ) and the Ver displacement tube ( 16 ) which is firmly connected on one side to the pin ( 3 ) and near the other end by sliding support bolts ( 17 ) Pipe shaft ( 1 ) is supported.

Am Zapfen (3) befinden sich, über den Umfang verteilt, Durch flußkanäle (18), durch die das Kühlwasser zur Ausgleichskammer (19) fließen kann. Spiralförmig über den Umfang angeordnete Bohrungen (20) bilden eine Verbindung der Ausgleichskammer (19) mit dem Hohlraum der Schneckenflügel (21). On the pin ( 3 ) are, distributed over the circumference, through flow channels ( 18 ) through which the cooling water can flow to the compensation chamber ( 19 ). Bores ( 20 ) arranged in a spiral over the circumference form a connection between the compensation chamber ( 19 ) and the cavity of the screw blades ( 21 ).

Die Wandungen (22) und (23) der Schneckenflügel (21) sind mit der Rohrwelle (1) dicht verschweißt und bilden so einen spira lenförmigen Durchflußkanal für das Kühlwasser.The walls ( 22 ) and ( 23 ) of the screw blades ( 21 ) are tightly welded to the tubular shaft ( 1 ) and thus form a spiral flow channel for the cooling water.

Spiralenförmig über den Umfang angeordnete Bohrungen (24) bilden eine Verbindung der Ausgleichskammer (10) mit dem Hohlraum der Schneckenflügel (21).Bores ( 24 ) arranged in a spiral over the circumference form a connection between the compensation chamber ( 10 ) and the cavity of the screw blades ( 21 ).

Claims

1. Die Erfindung betrifft die Konstruktion einer Schneckenwelle für eine Hochleistungs-Kühlschnecke, die besonders für die Kühlung heißer Schüttgüter geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Rohrwelle (1), als auch die Schneckenflügel (23) vom Kühlwasser durchströmt werden und die Schneckenflügel, aufgeteilt in mehrere Zonen, unterschiedliche Steigungen aufweisen.1. The invention relates to the construction of a worm shaft for a high-performance cooling screw, which is particularly suitable for cooling hot bulk goods, characterized in that both the tubular shaft ( 1 ) and the screw blades ( 23 ) are flowed through by the cooling water and the screw blades , divided into several zones, have different slopes.

2. Konstruktion einer Schneckenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungen in den einzelnen Zonen in Fließrichtung des gekühlten Schüttgutes sich vergrößern.2. Construction of a worm shaft according to claim 1, characterized characterized that the slopes in the individual zones enlarge in the direction of flow of the cooled bulk material.

3. Konstruktion einer Schneckenwelle nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlstrecke in mindestens drei Zonen (25), (26), (27), mit unterschied lichen Steigungen der Schneckenflügel (23) aufgeteilt ist, wobei die erste Zone etwa 25% der Kühlstrecke, die zweite 50% und die dritte 25% beträgt.3. Construction of a worm shaft according to claims 1 and / or 2, characterized in that the cooling section is divided into at least three zones ( 25 ), ( 26 ), ( 27 ) with different gradients of the worm blades ( 23 ), the the first zone is about 25% of the cooling section, the second is 50% and the third is 25%.

4. Konstruktion einer Schneckenwelle nach den Ansprüchen 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Steigungen zum äußeren Flügeldurchmesser, in Förderrichtung des gekühlten Fördergutes (28), in den diesen drei Zonen 1 : 2,3, 1 : 2,5 und 1 : 3,0 beträgt.4. Construction of a worm shaft according to claims 1 and / or one or more of the following, characterized in that the ratio of the slopes to the outer wing diameter, in the conveying direction of the cooled conveyed material ( 28 ), in these three zones 1: 2,3, 1: 2.5 and 1: 3.0.

5. Konstruktion einer Schneckenwelle nach Anspruch 1, und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rohrwelle (1) ein Verdrängungskörper (16) eingebaut ist.5. Construction of a worm shaft according to claim 1, and / or one or more of the following, characterized in that a displacement body ( 16 ) is installed in the tubular shaft ( 1 ).

6. Konstruktion einer Schneckenwelle nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rohrwelle (1) und dem Verdrängungskörper (16) ein Düsenring (9) vorgesehen ist. 6. Construction of a worm shaft according to claim 1 and / or one or more of the following, characterized in that a nozzle ring ( 9 ) is provided between the tubular shaft ( 1 ) and the displacement body ( 16 ).

7. Konstruktion einer Schneckenwelle nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleit-Stützbolzen (17) des Verdrängungskörpers (16) in Form von Leitflügeln ausgebildet sind.7. Construction of a worm shaft according to claim 1 and / or one or more of the following, characterized in that the sliding support bolts ( 17 ) of the displacer ( 16 ) are designed in the form of guide vanes.

8. Konstruktion einer Schneckenwelle nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleit-Stützbolzen (17) des Verdrängungskörpers (16) in mehreren Reihen, versetzt zueinander angeordnet sind.8. Construction of a worm shaft according to claim 1 and / or one or more of the following, characterized in that the sliding support bolts ( 17 ) of the displacer ( 16 ) are arranged in several rows, offset from one another.