DE4412536A1 - Vorwärmschnecke - Google Patents
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Description
Die Erfindung ist auf eine Vorwärmschnecke gerichtet zum gleichzeitigen Mi
schen und Erwärmen von feinkörnigen oder pastösen Stoffen mit mindestens einer
in einem Schneckentrog rotierenden Hohlschnecke, deren Hohlräume - in der
Schneckenwelle und in der Schneckenwendel - mit einem Wärmeträger, vorzugs
weise einem Fluid, gefüllt sind.
Derartige Vorwärmschnecken, z. B. zur Vorwärmung und intensiven Mischung
von Petrolkoks für die Herstellung von Anodenkohlen, sind bereits bekannt. So
werden z. B. im Prospekt "Hohlschnecken-Wärmetauscher" 1571 d/3.88 der Fa.
Lurgi, Frankfurt am Main Vorwärmschnecken der eingangs genannten Art be
schrieben mit rotierenden Hohlschnecken, durch die ein flüssiges Wärmetau
schermittel strömt. In der Regel strömt dabei der flüssige Wärmetauscher zuerst
durch die Hohlwelle und tritt dann in die Nähe des Produktaustritts aus der Vor
wärmschnecke in den letzten hohlen Wendelgang ein und durchströmt dann den
Wendelgang im Gegenstrom zu dem im Schneckentrog transportierten Produkt.
Nachteilig bei diesen bekannten Vorwärmschnecken ist verfahrensmäßig, daß in
folge der Wärmeabgabe an das aufzuwärmende Gut sich der Wärmeträger ab
kühlt, wodurch je nach der Strömungsrichtung des Wärmeträgers sich ein entspre
chend gerichtetes axiales Temperaturgefälle einstellt. Im Hinblick auf den Kon
struktionsaufwand ist von Nachteil, daß von außen das Wärmeträgermedium in die
rotierende Schneckenwelle eingeführt und auch wieder nach außen aus der rotie
renden Schneckenwelle abgeführt werden muß, wozu maschinentechnisch auf
wendige und wartungsintensive Drehdurchführungen, im o.g. Firmenprospekt mit
"Dichtköpfe" bezeichnet, erforderlich sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorwärmschnecke zu schaffen, deren rotie
rende Schneckenwelle ohne großen Konstruktionsaufwand gelagert werden kann
und die ohne großen Wartungsaufwand und, falls erforderlich oder gewünscht,
unter Vermeidung eines axialen Temperaturgefälles betrieben werden kann.
Diese gestellte Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils
des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen angegeben.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der rotierenden Hohlschnecke - gegen
über den bekannten Hohlschnecken verbleibt der Wärmeträger im nach außen hin
völlig abgeschlossenen Hohlraum innerhalb der Hohlschnecke - ergeben sich eine
Reihe von Vorteilen. Zunächst bewirkt der in sich geschlossene Hohlraum der
Schnecke, daß auf die bei bekannten Vorwärmschnecken erforderliche Drehdurch
führung, bei der von außen das Wärmeträgermedium in die rotierende Hohl
schnecke eingeführt und wieder ausgeführt wird, verzichtet werden kann und eine
allgemein übliche kostengünstigere Lagerung der Hohlschnecke ausreicht.
Da gemäß der Erfindung nun der Wärmeträger nicht mehr durch die Hohl
schnecke strömt, sondern innerhalb der Hohlschnecke verbleibt, bilden sich auch
kein axial verlaufendes Temperaturgefälle mehr aus, wie bei den bekannten Vor
wärmschnecken. Vielmehr ist es nun auch möglich, durch entsprechende Gestal
tung der Heizvorrichtung ein vorgegebenes Temperaturprofil einzustellen und
während des Betriebs der Vorwärmschnecke auch aufrecht zu erhalten.
Durch den "Stillstand" des Wärmeträgers innerhalb der Hohlschnecke und somit
auch innerhalb der hohlen Schneckenwendel braucht nun die Schneckenwendel
nicht mehr durchgängig zu sein (um das Durchströmen des Wärmeträgers zu er
möglichen), sondern sie kann durch Lücken unterbrochen werden, so daß paddel-
oder flügelförmig ausgebildete Schneckenwendel-Teilstücke erhalten werden. Dies
ermöglicht eine intensive Durchmischung bei durch die Lücken reduziertem
Stofftransport, wobei durch die erfindungsgemäße Änderung der Steigung der
Schneckenwendel-Teilstücke der Stofftransport noch zusätzlich den Erfordernissen
des Mischgutes angepaßt werden kann.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
nachfolgenden Erläuterungen zu in Zeichnungsfiguren schematisch dargestellten
Ausführungsbeispielen.
Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Hohlschnecke mit durchgehender Schnec
kenwendel;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Hohlschnecke mit unterbrochener Schnec
kenwendel.
Die Fig. 1 zeigt eine über Lager (16, 17) in einem Schneckentrog (20) rotierbar
gelagerte Hohlschnecke (10). Innerhalb des Schneckentroges (20) ist um die hohle
Schneckenwelle (11) eine gleichfalls hohle Schneckenwendel (12) angeordnet, de
ren Hohlräume (13) über Öffnungen (23) mit dem Hohlraum (14) der Schnecken
welle (11) verbunden sind. Diese Öffnungen (23) sind über die gesamte Schnec
kenwellenlänge in gleichmäßigen Abständen im Schneckenwellenmantel angeord
net, um eine möglichst gute Verbindung der Hohlräume (13) der Schneckenwen
del (12) mit dem Hohlraum (14) der Schneckenwelle (11) herzustellen.
Nach einer Seite, in der Zeichnungsfigur links, ist die hohle Schneckenwelle (11)
aus dem Schneckentrog (20) herausgeführt. Sie endet in einem Druckausgleichs
element, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kompensatorstrecke (21), an
dessen Stirnseite das zur Druckbegrenzung vorgesehene Druckbegrenzungsventil
(22) angeordnet ist. Innerhalb der Schneckenwelle befindet sich eine elektrische
Heizvorrichtung (15), deren Leitung gleichfalls durch die Schneckenwelle nach
außen herausgeführt ist und die über Schleifkontakte (18, 19) mit elektrischer
Energie gespeist wird.
Die miteinander verbundenen Hohlräume (13, 14) von Schneckenwendel (12) und
Schneckenwelle (11) bilden somit eine nach außen hin völlig abgeschlossenen ge
meinsamen Hohlraum, der mit einem Wärmeträger gefüllt ist und der über die
elektrische Heizvorrichtung (15) aufgeheizt werden kann.
Durch entsprechende Gestaltung dieser Heizvorrichtung (15) ist es nun möglich,
in axialer Richtung Einfluß auf die Ausbildung eines Temperaturgradienten zu
nehmen bzw. ein solches zu unterbinden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind, wie die Fig. 2
zeigt, in die Schneckenwendel Lücken vorgesehen, so daß die nun auf der
Schneckenwelle (11) angeordneten Schneckenwendel-Teilstücke (24) paddel- bzw.
flügelförmig ausgebildet sind. Durch diese Ausbildung von Lücken wird der Stoff
transport durch die Schneckenwendel verringert, wodurch intensiveres Mischen
(durch z. B. Erhöhung der Drehzahl der Schneckenwelle) bei gleichzeitiger Erhö
hung der Verweilzeit des Mischgutes in der Vorwärmschnecke durchgeführt wer
den kann. Dieser Effekt läßt sich gemäß der Erfindung noch steigern, wenn die
Steigung der Schneckenwendel-Teilstücke entsprechend verändert wird. Hierzu ist
es dann erforderlich, die Schneckenwendel-Teilstücke auf der Schneckenwelle um
eine radiale Achse drehbar anzuordnen (in der Zeichnung nicht dargestellt), wobei
für eine auszureichende Abdichtung der Hohlräume (25) der Schneckenwendel-
Teilstücke zur Schneckenwelle (11) gesorgt werden muß.
Claims (4)
1. Vorwärmschnecke zum gleichzeitigen Mischen und Erwärmen von feinkör
nigen oder pastösen Stoffen mit mindestens einer in einem Schneckentrog
rotierenden Hohlschnecke, deren Hohlräume - in der Schneckenwelle und in
der Schneckenwendel - mit einem Wärmeträger, vorzugsweise einem Fluid,
gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) innerhalb der hohlen Schneckenwelle (11) eine elektrische Heizvor richtung (15) angeordnet ist, die über außerhalb der Schneckenwelle (11) angeordnete Schleifkontakte (18, 19) mit elektrischer Energie gespeist wird;
- b) mehrere über die gesamte Länge der Schneckenwelle an ihrem Um fang gleichmäßig verteilte Öffnungen (23) im Schneckenwellenman tel angeordnet sind, die die Hohlräume der Schneckenwelle (14) und der Schneckenwendel (13) miteinander verbinden.
2. Vorwärmschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schneckenwendel (12) Lücken aufweist, die bis zur Schneckenwelle (11) rei
chen, wodurch die verbleibenden Schneckenwendel-Teilstücke die Form von
Flügel bzw. Paddel annehmen.
3. Vorwärmschnecke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stei
gung der Schneckenwendel-Teilstücke veränderbar ist.
4. Vorwärmschnecke nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Dehnungsausgleich des Wärmeträgers an der Schneckenwelle (11), vor
zugsweise im Bereich einer Stirnseite, ein Dehnungsausgleichselement bei
spielsweise ein Kompensator (21) und zur Druckbegrenzung des Wärmeträ
gers ein Sicherheitsventil (22) angeordnet sind.
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