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Vorrichtung zur Führung von Gasen in bewegten, vorzugsweise umlaufenden
Behältern, Trommeln, Drehrohröfen o. dgl. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Führung von Gasen in bewegten, vorzugsweise umlaufenden Behältern, insbesondere
solchen von rohrförrniger Gestalt.
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Durch die Vorrichtung soll eine innige Berührung zwischen den gasförmigen
Heiz- oder Kühlmitteln und dem in dem Behälter zu behandelnden bzw. ihn durchlaufenden
Gut herbeigeführt werden. Die Erfindung ist für Heiz- und Kühlzwecke aller Art,
die in solchen Behältern durchgeführt werden, anwendbar, z. B. für Trockentrommeln,
Kühltrommeln, Drehrohröfen u. dgl.
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Man hat bereits verschiedene Vorrichtungen ersonnen, um das Gut in
solchen sich drehenden Behältern, z. B. in Drehrohröfen, in innige Berührung mit
der den Behälter durchstreichenden Luft zu bringen. Z. B. hat man das Gut mittels
Schaufeln hochgehoben und durch den Luftstrom hindurchgeschüttet. Man hat auch Querschnittsverengungen
des Behälters stellenweise eingeschaltet, um auf diese Weise die Heizgase der Oberfläche
des in dem Behälter wälzenden Gutes näherzubringen. Beim Emporheben des Gutes mittels
Schaufeln bleibt immer ein beträchtlicher Teil des Behälterquerschnittes völlig
frei, so daß hier die Gase vorzugsweise hindurchziehen und nur ein sehr geringer
Teil von ihnen auf das Gut einwirkt. Mit einer Verengung des Ofenquerschnittes kann
man zwar die Heizgase nahe an das Gut heranbringen. Dies gelingt aber nur teilweise,
weil die Heizgase das Bestreben haben, in solchen Verengungen, wenn diese sich über
den ganzen Ouerschnitt erstrecken, z. B. in durch Stauplatten gebildeten ringförmigen
Spalten, in Verengungen des Behälters, an der jeweilig oberen Mantelfläche des sich
drehenden Behälters entlang zu strömen, während das Gut sich auf der jeweils untenliegenden
Fläche abwälzt. Man hat auch schon vorgeschlagen, Wände in den Behälter einzubauen,
die segmentförmige Ausschnitte haben, aber auch hier besteht der Nachteil, daß die
Heizgase durch die segmentförmigen Schlitze, wenn sie sich außerhalb der Schicht
befinden, hindurchstreichen, und dieser Teil der Heizgase nicht in nähere Berührung
mit dem Gut kommt. Auch Stauwände hat man so eingebaut, daß die Luft einen zickzackförmigen
Weg durch den Ofen zurückzulegen hatte. Dieser Zickzackweg änderte sich aber mit
der Lage der Stauwände bei der Drehung des Behälters, so daß der Spalt, den die
Stauwände freiließen, bald oben und bald unten im Ofen war.
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Alle diese den bekannten Vorrichtungen anhaftenden Nachteile sollen
durch die Erfindung beseitigt werden in der Weise, daß der verengte Durchgangsquerschnitt
stets am Boden des sich drehenden Behälters liegen muß, so daß die Luft gezwungen
ist, unmittelbar über dem sich ebenfalls am Boden wälzenden Gut vorbeizustreichen.
Erreicht wird dies durch unabhängig von der Bewegung des Behälters o. dgl. pendelnd
gelagerte Staukörper
in Form von Scheiben, die in ihrem unteren
Teile Öeniingen für den Durchtritt der Gase frei lassen.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
veranschaulicht. Es zeigen Abb. i eine Drehtrommel mit eingebauten Staukörpern im
Längsschnitt, Abb. 2 die gleiche Trommel im Querschnitt nach Linie II-II der Abb.
i, Abb. 3 an einem anderen Ausführungsbeispiel die Verbindung von Stauwänden durch
Mäntel, ebenfalls innerhalb eines sich drehenden Behälters, Abb. 4 einen Querschnitt
nach Linie IV-IV der Abb. 3, Abb. 5 eine Ausführungsform für Kühltrommeln, die einen
Drehofen umgeben und mit diesem umlaufen, im Längsschnitt, Abb. 6 einen Querschnitt
nach Linie VI-VI der Abb. 5.
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Abb. i und,-, veranschaulichen einen Drehrohrofen i. In diesem ist
in Lagern 2, die durch Streben 3 mit der Wandung des sich drehenden Ofenrohres fest
verbunden sind, eine Achse 4 gelagert, auf der in Abständen Staukörper in Form von
Querwänden 5 fest angeordnet sind. Die Welle liegt in ihren Lagern .2 mit reichlichem
Spiel so, daß sie bei der Drehung des Ofenrohres von diesem nicht mitgenommen werden
kann. Um ihre Lage zu sichern, sind an der unteren Hälfte der Staukörper 5 Gewichte
6 angeordnet. Infolge dieser Gewichtsbeschwerung behalten die Stauwände ihre in
Abb. z veranschaulichte Lage dauernd bei. Durch die Form und Anordnung der Stauwände
wird im Unterteil des Drehrohrquerschnittes ein Spalt gebildet, und zwar derart,
daß er etwa der Lage des sich in dem Behälter abwälzenden Gutes entspricht bzw.
seine obere Begrenzung in der Nähe der Oberfläche der sich wälzenden Gutschicht
verläuft, so daß die den Behälter oder Drehofen im Gleich- oder Gegenstrom zu dem
Gut durchwandernden Gase durch die der Schicht gegenüberliegenden Kanten des Staukörpers
gezwungen sind, dicht an dem Gut vorbei bzw. über dessen Oberfläche hinwegzustreichen
oder durch das Gut hindurchzutreten.
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Die zunächst dem Eintragsende des Ofenrohres i sitzende Stauwand 5'
ist stärker bemessen und besitzt an der dem Durchtrittsspalt zugewandten Kante einen
Schlitz 7, in dem eine Platte ä verstellbar befestigt wird, so daß die Größe dieses
Durchtrittsspaltes verändert und damit der Zutritt des Gutes in die von den Staukörpern
eingenommene Zone des Ofenrohres geregelt werden kann.
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Zwischen den Staukörpern 6 sind an der Innenwand des Drehrohres i
Hubschaufeln 9 und schraubenförmige Förderleisten io angebracht. Ferner sind Abstreicher
i i vorgesehen, die auf die Seitenflächen der Stauwände 5' einwirken und etwa an
ihnefi anhaftendes Gut abstreifen.
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Abb. 3 und 4 veranschaulichen eine andere Ausführungsform, bei der
die Stauwände i? durch einen Mantel 13 zu einem trommelförmigen Körper verbunden
sind, wodurch auf eine längere Strecke hin eine innige Berührung zwischen Gasen
und Gut erreicht wird. Der Unterteil dieses Mantels 13 trägt das Gewicht 14, welches
die dauernd richtige Lage des ganzen Staukörpers sichert.
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Abb. 5 und 6 zeigen als weiteres Beispiel einen an sich bekannten
Drehrohrofen 40, an dem ein Kranz von Kühlrohren 41 um .-'.ein Austragende herum
gleichachsig angebaut ist. In den Kühlrohren 41 befinden sich Staukörper 42 von
ähnlicher Form, wie in Abb. 2 veranschaulicht, also pendelnd aufgehängte und in
ihrem unteren Teil durch Gewichte 43 belastete Stauwände.
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Bei der Verwendung der Erfindung für diese Kühlrohre 4i entsteht besonders
noch der Vorteil, daß in den Kühlrohren eine Staubbildung weitgehend vermieden wird,
wie sie sonst, z. B. durch Emporheben des Gutes mittels Schaufeln, entsteht. Dieser
Staub, der dann von der sich an dem heißen Gut erhitzenden und dann in den Ofen
selbst eintretenden Kühlluft mitgerissen wird, begünstigt in dem Ofen die Bildung
von Ansätzen.
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Wie schon oben bemerkt ist, ist die den Erfindungsgegenstand bildende
Einrichtung sinngemäß für alle Heiz- und I#,'-ühlz%eclke, bei denen Gut in sich
drehenden Behältern behandelt wird und Heiz- oder Kühlgase im Gleich- oder Gegenstrom
mit dem Gut durch den Behälter hindurchgeleitet werden, geeignet sowie auch für
andere Zwecke.
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Die Form der Staukörper und des von ihnen frei gelassenen Spaltes
kann, dem jeweiligen Zweck entsprechend, z. B. der Schichthöhe und Schichtform,
angepaßt werden, die von dem sich wälzenden Gut im Ofen gebildet und natürlich verschieden
sein werden, je nach der Aufgabemenge des Gutes und nach der Umdrehungsgeschwindigkeit
der Trommel.
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Bei Drehöfen, z. B. für hüttenmännische Zwecke oder für die Zementaufbereitung,
genügt es, wenn man die Staukörper im allgemeinen nur in der Vorwärmzone, in der
eine mäßigere Temperatur herrscht, anbringt. Man kann aber auch bei höheren Temperaturen
durch Verwendung von besonders hitzebeständigem Material schädlichen Einwirkungen
solcher höheren Temperaturen vorbeugen.
Zum Zwecke des Ein- und
Ausbaues und gegebenenfalls auch zum Zwecke der Auswechslung einzelner Teile der
eingebauten Vorrichtung kann man z. B. -so verfahren, daß man die fest mit dem sich
drehenden Behälter verbundenen Lagerträger, wie Armkreuze, lösbar an der Drehofenwandung
befestigt, z. B. mittels von außen durch die Wandung des Drehofens hindurchgeführter
Schrauben, so daß nach Lösung dieser Schrauben der gesamte Einbau herausgezogen
werden kann. Soll die Achse des Staukörpers allein ausgebaut werden, so macht man
die Lageröffnungen in dem fest mit dem Drehofen verbundenen Lager so groß, daß die
Achse quer zu den Stauwänden hindurchgezogen werden kann, wobei, um trotzdem in
Betriebsstellung einen festen Sitz der Staukörper auf ihrer Achse zu gewährleisten,
die Staukörper mittels Klemmringen auf der Achse befestigt werden können. Man könnte
aber die Staukörper, wenn sie unten ein Gewicht tragen, auch lose auf ihrer Achse
befestigen. Wenn die Staukörper kein großes Ausmaß haben, so kann man sie zunächst
zwischen den die Lager tragenden Armkreuzen hindurch in das Innere des Ofens bringen
und dann die Welle durch die ein-. zelnen Stauwände beim Einbau hindurchführen.
Schließlich könnte man bei einfacheren Ausführungen, z. B. von Trockentrommeln,
auch Mannlöcher in der Trommelwand anbringen, durch welche die Stauwände von der
Seite aus in- die Trommel eingeführt werden, wie dies z. B. bei Rohrmühlen mit den
bekannten Zwischenwänden geschieht. Auch eine geteilte Ausführung der Stauwände
ist möglich, wobei dann die Teile einzeln in den Behälter eingeführt und im Innern
des Behälters zusammengebaut und auf der Welle befestigt werden.
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Will man für bestimmte Zwecke zwar die Heizgase möglichst nahe an
das Gut heranführen, aber gleichzeitig eine zu große Drosselung der Heizgase verhindern,
so kann man die Stauwände noch mit Öffnungen versehen, deren Form, Größe und Art
verschieden sein kann. Hierdurch könnte nach Bedarf ein Teil der Heizgase abgelenkt
werden. Zur Regelung der Drosselung der Heizgase in dem Spalt, den die Stauwände
unten frei lassen, können an den genannten Öffnungen Schieber o. dgl. vorgesehen
sein.