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Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Kohle und sonstigem material Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umrühren und Fördern von Stoffen, die während
dieser Vorgänge gleichzeitig eine chemische oder physikalische Behandlung erfahren
oder nicht erfahren, beispielsweise eine Wärmebehandlung o. dgl. Sie ist insbesondere
zur Behandlung von Stoffen bestimmt; welche, z. B. Kohle, in der Wärme plastisch
werden, und besteht darin, daß in einer Kammer eine 2vTehrzahl von absatzweise drehbaren
l', ördertrommeln angeordnet sind, deren Be-%v egungsbahnen sich überschneiden und
die so gestaltet sind, daß jede Trommel bei der Cberführung von Material von einer
vorhergehenden nach einer nachfolgenden Trommel gleichzeitig die vorhergehende Trommel
reinigt. Eine Vorrichtung dieser Art besteht vorzugsweise aus einer Kammer, einer
in dieser nebeneinander angeordneten Mehrzahl drehbarer Trommeln von vieleckigem
Querschnitt mit sich überschneidenden Bahnen der Drehbewegung und einer Vorrichtung,
mittels welcher die ungeradzahligen Trommeln in Teildrehung versetzt werden, während
die geradzahligen Trommeln festgehalten werden, und umgekehrt.
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Die Trommeln besitzen vorzugsweise einen konkavflächigen vieleckigen
Querschnitt und sind in solchem gegenseitigen Abstand angeordnet, daß jede Trommel
während einer Teildrehung in die Höhlung der benachbarten Fläche einer benachbarten
Trommel streicht. Jede Trommel streicht während einer Teildrellung mit Bezug auf
die im Zeitpunkt ihrer Drehung .stillstehende Nachbartrommel Material von der vorhergehenden
stillstehenden Trommel ab und bietet das abgestrichene Material durch eine folgende
Teildrehung der nächstfolgenden stillstehenden Trommel dar, worauf die sich bewegende
Trommel stillgesetzt wird und die folgende stillstehende Trommel eine ähnliche Abstreiehbewegung
vollzieht.
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In den Zeichnungen, welche verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der
Erfindung wiedergeben, bedeutet: Abb. i einen Längsschnitt durch einen Mehrfachtrommelapparat
gemäß der Erfindung, Abb. z eine Draufsicht hierzu, Abb. 3 eine Vorderansicht nebst
Darstellung der Trieb- und Sperrvorrichtung für die Trommeln, Abb.4 eine Gruppe
von Diagrammen zur Veranschaulichung des Wirkungsprinzips der Vorrichtung, Abb.5
einen schematischen Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform, Abb. 6
einen Teilschnitt durch das Abgabeende der Vorrichtung und die Einrichtung, um aus
ihr das behandelnde Material zu entfernen,
Abb. 7 einen Teilschnitt
der Sondereinrichtung zur Aufrechterhaltung eines Gaskanals längs des oberen Teiles
des Apparates, Abb. 8 die schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform,
Abb. g und io eine schematische Draufsicht und Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform.
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Die in Abb. i bis 5 dargestellte Ausführungsform besitzt vier Trommeln
A, B, C, D.
welche auf parallelen horizontalen Wellen nebeneinander in der
Kammer i eines mehrteiligen Gehäuses gelagert sind.
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Jede Trommel besitzt vier konkave Flächen, die Trommelwellen sind
so im Abstand angeordnet, daß sich die Trommelbahnen gegenseitig überschneiden.
Die Trommeln A und C werden um eine Vierteldrehung gedreht, während die Trommeln
B und D unbeweglich festgelegt sind; danach drehen sich B und D in
der gleichen Richtung, während A und C unbeweglich festgelegt sind usw. Die Spitze
jeder sich bewegenden Trommel bestreicht die Höhlung, welche durch die benachbarte
Fläche der benachbarten feststehenden Trommel dargeboten wird.
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Das zu behandelnde :Material tritt durch einen Trichter 3 ein und
geht hierbei an einen Regler 2 vorbei. In Abb. i gelangt es längs der oberen Räume
der Trommel nach der Schlußtrommel und von da nach unten und längs der Bodenräume
nach dem Auslaß ,4 (Abb. i =). In Abb. 5 dagegen tritt das Material am einen Kammerende
ein und am anderen Kammerende aus.
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Die Wirkungsweise beider Apparattypen ist an Hand der Abb. .4 mit
Bezug auf Abb. 5 ohne weiteres verständlich.
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In Abb. .;_ Stufe a ist angenommen, daß die Trommeln A und C vier
Vierteldrehungen vollzogen haben und die Trommeln B und D
im Begriff
stehen, ihre vierte Vierteldrehung auszuführen, während A und C feststehen. Man
sieht, daß die Trommel B das Material von der benachbarten Fläche der Trommel A
wegbefördert und schließlich mit der Trominel D zusammen in der Stellung
Stufe b zur Ruhe kommt. Die Trommeln A und C vollziehen nunmehr eine weitere
Vierteldrehung und kommen in der Stellung c zur Ruhe. Darauf vollziehen die Trommeln
B und D
eine weitere Vierteldrehung und kommen in der Stufe d zur Ruhe. Danach
vollziehen die Trommeln f1 und C wiederum eine weitere Vierteldrehung, sie kommen
in der Stellung e zur Ruhe usw.
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Hieraus und aus der Abb. 4 ist ersichtlich, daß jede Trommel von der
vorhergehenden Trommel Material abschabt und es schließlich der nächstfolgenden
Trommel darbietet. Das Material wird so durch Trommeln -,veiterbefördert, welche
sich dauernd einander reinigen und welche auch die Kammerwände reinigen.
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1-twaige Gase, die sich entwickeln oder- die als gasförmiges Mittel
etwa eingeführt werden, können durch den Gaskanal 5 entweichen.
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Wenn das Material nach der Behandlung nicht zu klebrig ist, fällt
es von der letzten Trommel in den Auslaß 4 (Abb. 5), und es kann von einem Behälter
6 oder dem einen oder anderen von zwei abwechselnden Behältern von Wasser oder einer
anderen Flüssigkeit aufgenommen werden, welche auch als Gasabschluß wirkt. Wenn
das Material an der letzten Trommel anhaftet, werden Mittel vorgesehen, um es zwangsweise
zu entfernen. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise in Abb. 6 dargestellt,
in welcher mit ; eine Platte bezeichnet ist, die durch irgendwelche geeignete Mittel,
z. B. einen nicht dargestellten Führungsschlitz, hin und her bewegt wird, so daß
sie sich um das genaue Maß °inwärts bewegt und zurückweicht und mit Bezug auf jede
Fläche der Trommel D eine Wand bildet, «-elche die plastische Masse in einen Abzabekanal
abdrängt, längs dessen sie vorgedrückt wird, wobei sie so behandelt werden kann,
daß sie irgendeine gewünschte Gestalt, z. B. Brikettform, annimmt.
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Obgleich der Boden und das Dach der Kammer bei der oben beschriebenen
bevorzugten Konstruktionsform aus der Bahn der Trommelspitzen entsprechenden Bogenteilen
zusammengesetzt sind, muß das Dach nicht so gestaltet sein. Es kann auch flach oder
gewölbt sein, um einen klaren Raum über den Trommelbahnen zu bilden. Auch der Boden
muß nicht so gestaltet sein, insbesondere nicht im Falle der Behandlung eines Materials,
welches halbplastisch ist oder wird, weil sich solches Material, selbst wenn der
Boden gleichmäßig flach ist, in einigem Umfang ansammeln und durch den Strich der
Trommel so geformt werden wird, daß es eine in Abb. 5 dargestellte Vielfachbogenformation
annimmt. Das bogenförmige Dach für die Vielfachfördertrommel ist in mancher Beziehung
vorzuziehen, stellt aber keine leichte Bewegungsbahn für entwickelte Gase dar und
kann deshalb zu der Anordnung gemäß Abb. 7 seine Zuflucht nehmen, um diese Bewegungsbahn
sicherzustellen. Danach sind an den Stirnkanten der Trommel nahe den Spitzen Spalte
oder Schlitze 9 vorgesehen und an den Stirnwänden der Kammer feststehende Augen
oder Zapfen io o. dgl. angeordnet, welche mit den Schlitzen zusammenspielen, wenn
die geschlitzten Teile der Trommel an ihnen v orbeistreichen. Auf diese Weise werden
die Schlitze oder Spalte, welche sonst durch das der Behandlung unterliegende
feste
Material gewöhnlich zugesetzt werden würden. durch die Augen oder Zapfen automatisch
freigelegt. Die geeignetste Lage für die Freilegungsaugen oder Zapfen ist symmetrisch
in dein Raum, welcher gemäß Abb. 7 benachbarten Trommeln gemeinsam ist, so daß sie
zuerst der Freimachung der Schlitze des einen Propellers dienen und selbst mit der
Zusetzungsmasse beladen werden, worauf sie selbst durch die Schlitze der benachbarten
Trommel freigelegt werden. Die Augen oder Zapfen stehen von den Stirnwänden der
umschließenden Kammer einwärts vor, jedes Auge ist in der Stirnansicht wesentlich
rautenförmig, besitzt aber gekrümmte kanten und keine geraden Kanten.
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Die Trommeln müssen nicht notwendigerweise in einer einzigen Reihe
auf parallelen horizontalen Achsen angeordnet sein, wie in Abb. 1 und 5 dargestellt,
sie können auch satzweise in einer Mehrzahl von Reihen angeordnet werden, beispielsweise
gemäß Abb.8 in Zickzackform, wobei mehrere Reihen durch verbindende Zwischentrommeln
aneinandergeschaltet sind.
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Die Trommelwellen müssen nicht notwendigerweise horizontal liegen.
sie können auch senkrecht stehen, was aus einer Betrachtung der Abb. 4. und 8 ohne
weiteres hervorgeht, wenn man nur annimmt, daß diese Abbildungen statt Seitenansichten
Draufsichten darstellen sollen. In diesem Fall verhindert das Eigengewicht, daß
das Material bis oben hin steigt, so daß ein freier Raum für Gase über die oberen
Trommelenden gewahrt wird, «-ie in Abb. io dargestellt.
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In Abb. 9 und :o besitzen die Trommeln drei gekrümmte Flächen statt
der bisher erwähnten vier. Diese Anordnung empfiehlt sich bei gewissen Stoffen,
da die Hohlräume tiefer sind und die Schabekanten eine größere Schöpfwirkung und
eine geringere Ouetschwirkung auf das Material besitzen als bei flachen Höhlungen.
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Die absatzweisen Bewegungen der Trommel können durch jede geeignete
Vorrichtung bewirkt werden, beispielsweise durch einen Schaltklinkenmechanismus
oder ein Zahnstangengetriebe, wobei die ungeradzahligen Trommeln A und C zusaininenbewegtwerden,
während die geradzahligen Trommeln B und D festgelegt sind, und umgekehrt, und derAntrieb
dieser beiden Trommelgruppen für die aufeinanderfolgenden Bewegungsstufen abwechselt.
Ein Antriebsmechanisintis dieser Art ist in Abb. 3 veranscliauli,-ht. Hier treibt
eine Antriebswelle 11 durch Zahnräder eine drehbare Führungsscheibe _r-2 an. «elclie
auf einer Rolle 12' wirkt. Diese ist zwei Hebelmechanismen gemeinsam. <<-elche
Sperrklinken 13 und 14 entgegen der Kraft von Felern i3-- und i.h in und außer Eingriff
mit in Abständen von 9o@' genuteten Scheiben 15 und 16 zu schwingen vermögen. Die
Scheiben 15 und 16 sitzen auf Gegenwellen 17, 18; Exzenter i9 und 20 werden von
der gleichen Antriebswelle in Tätigkeit gesetzt und schwingen Schaltklinken 21 und
-22 wiederholt um kleine winkelförmige Vorschubbewegungen, wodut-cll#Schalträder
auf den Wellen 17 und 18 und infolgedessen auch die Wellen selbst um Winkelentfernungen
gedreht werden, welche sich in der Stimme auf Vierteltimläufe zwischen jeder Sperrstufe
belaufen. Die Welle 17 ist festgelegt, während sich die WFlle 18 dreht, und umgekehrt.
Die Wellen 1; und 18 stehen bei 17' und 18' mit den Wellen der Trommeln
A, C bzw. B, D in Zahneingriff. Gemäß der Zeichnung bilden die Sperrklinken
13 und i.1. eiri einheitliches Ganzes mit schwingenden Hebeln 13' und 1q.'; sie
besitzen gebogene Führungsbahnen 13.r.r und i.V-, welche Rollen 210 und 22s an den
Schwänzen der Klinken 21 und 22 zu erfassen vermögen. Diese sitzen drehbar auf Armen
:i' und 22' der Wellen 17 und 18.
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Die Verbindungsstangen i9' und 2o' zwischen den Exzentern icg und
2o und den Klinkentragarmen 21' und 22' sind durch steife Federn nachgiebig teleskopig,
welche nachgeben und den Exzentern ermöglichen, sich weiter zu drehen, ohne aber
eine Wirkung auszuüben, falls etwa die Trommeln in ihren Zylindern durch Verstopfungsmaterial
festgeklemmt sein sollten und die Schaltklinken 21 und 22 dadurch verhindert werden,
die Wellen 17 und i8 zu drehen.
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Die Betriebsverhältnisse, unter denen die Vorrichtung benutzt werden
kann, schwanken natürlich für verschiedene Stoffe. Wenn man beispielsweise eine
feuchte oder teigige oder klebrige Masse lediglich erwärmen oder trocknen oder erwärmen
und trocknen will, kann die Vorrichtung auf eine gleichmäßige Temperatur oder auf
eine Temperatur erwärmt werden, die längs des Apparates allmählich zunimmt, die
Wärme kann von außen zugeführt werden, beispielsweise durch eine Feuerung oder Gasdüsen
oder einen Dampfmantel, oder von innen, beispielsweise durch heiße Luft, Dampf oder
sonstige Gase. Wenn die Masse in heißem Zustand in den Apparat tritt und gekühlt
werden muß, kann der Apparat auf irgendeine Weise kühl gehalten werden, beispielsweise
durch einen Kühlwassermantel oder durch einen Umlauf von kalter Luft oder kalten
Gasen innerhalb des Apparates. In beiden Fällen können die Trommeln selbst auch
hohl gemacht werden, so daß man in ihnen ein Heiz- oder Kühlmittel unterbringen
kann: Wenn ein Stoff, ohne Rücksicht auf die Temperatur, einer
Behandlung
unterzogen werden soll, beispielsweise eine Masse der Wirkung eines gasförmigen
chemischen Mittels ausuzusetzen ist, kann die Anordnung einer Heiz- oder Kühlvorrichtung
entfallen. Wenn zwei oder mehr Stoffe mit oder ohne Anwendung von Wärme gemischt
werden sollen, insbesondere die Mischung von Stoffen vorgenommen werden soll, welche
während des Mischvorganges klebrig oder teigig werden, kann eine Einführung der
Bestandteile an einer oder mehreren geeigneten Stellen längs des Apparates vorgesehen
werden.
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Wenn ein Stoff erwärmt wird, um aus ihm Gase oder Dämpfe zu entwickeln,
kann man die entwickelten Gase oder Dämpfe nach ihrer Überhitzung als Heizmittel
verwenden. Zu diesem Zweck kann ein Gebläse vorgesehen werden, um die überhitzten
Gase oder Dämpfe durch das Innere der Kammer zu treiben. Um zur Kammererwärmung
beizutragen, können die entwickelten Gase oder Dämpfe nach ihrem Austritt aus der
Kammer unter die Kammer oder um sie herum geleitet werden, bevor sie zwecks weiterer
Behandlung in Kondensatoren o. dgl. geschickt werden. Die Länge der Kammer und die
Laufgeschwindigkeit des Materials beim Durchgang durch die Kammer sind derart, daß
praktisch sämtliche Gase und Dämpfe oder soviel von ihnen, wie erwünscht sein mag,
herausgezogen werden.
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Die Trommeln können aus Metall, Beton oder einem sonstigen geeigneten
Stoff bestehen, ihre Schabespitzen einen Metallbelag besitzen oder sonstwie erneubar
sein. Entsprechend kann die Kammer aus feuerfestem Ziegelwerk oder einem sonstigen
nichtmetal- ' lischen Stoff bestehen oder aus Metall bestehen und mit einem Belag
versehen sein.
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Die Vorrichtung kann auch zur Behandlung von Stoffen unter Drücken
eingerichtet sein, die größer oder kleiner wie der Atmosphärendruck sind, ferner
kann die Behandlung unter hohem Vakuum und mit oder ohne gleichzeitiger Erwärmung
oder Kühlung erfolgen.