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Düse zur Zerstäubung von Zementschlamm.
Das für die Herstellung von Zement dienende Ausgangsmaterial wird nach dem Nassverfahren in Form eines Schlammes der Brennvorrichtung aufgegeben. Für die wirtschaftliche Durchführung einer solchen Arbeitsweise hat es sich als wesentlich herausgestellt, dass man die Sehlammteilehen und Körnchen in innige Berührung mit dem heissen Gasstrom bringt, und man hat daher auch schon vorgeschlagen, das Ausgangsmaterial in feinstzerteilter Form in den Ofen hineinzuversprühen.
Bei der praktischen Durchführung einer solchen Arbeitsweise ergaben sieh aber bisher noch insoferne erhebliche Schwierigkeiten, als die für die Zerstäubung bislang angewendeten Düsen entweder der Forderung nach einer möglichst feinen Zerteilung des Schlammes nicht entsprachen oder, wenn diese Bedingung erfüllt wurde, sie dann einem sehr schnellen Verschleiss unterworfen waren, so dass sie schon nach kürzester Zeit erneuert werden mussten. Man hat daher vorgeschlagen, Düsen zum Versprühen von Schlamm in Drehrohröfen an ihrem Austrittsende mit einer vorzugsweise aus einem hochverschleiss- festen Werkstoff bestehenden Abschlussscheibe zu versehen, in der zentral die verengte Austritts- öffnung der Düse ausgespart ist, so dass die hauptsächlich dem Verschleiss ausgesetzte Strecke nur kurz ist.
Nach langen Versuchen wurde nun festgestellt, dass die nachstehend beschriebene Düse die Nachteile der bisher vorgeschlagenen Zerteilvorrichtungen vermeidet. Die Konstruktion ist dabei der speziellen Eigenart des zu versprühenden Gutes angepasst, das infolge des hohen Gehaltes an Feststoffen der feinen Zerteilung einen grossen Widerstand entgegensetzt und eine stark schmirgelnde Wirkung auf die Verteilungsvorrichtung ausübt.
Die Düse zur Zerstäubung von Zementschlamm, welche den Gegenstand der Erfindung bildet, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenrohr durch ein sich parabolisch zur Austrittsöffnung hin stark verjüngendes Mundstück abgeschlossen ist, derart, dass die Austrittsstelle für den Schlamm nahe dem Scheitelpunkt der Parabel liegt und dass vor der Austrittsöffnung ein mit drei oder mehr spiralförmigen Flügeln versehener Körper angeordnet ist, dessen einzelne mit geringer Steigung verlaufende Flügel sich teilweise überdecken, ohne dass jeder der Flügel den zentralen Schaft mit einem Winkel von mehr als 180 umsehliesst, und dass ferner der Spiralflügelschaft mit einer ebenfalls parabolisch ausgebildeten Spitze in das Düsenmundstück hineinragt.
Nach einer besonders zweckmässigen Ausführungsform sind die einzelnen Flügel mit geringer Steigung an dem Schaft angeordnet ; die Gesamtsteigungshöhe der Flügel ist zweckmässig kleiner als der grösste Durchmesser des Düsenrohres. Dadurch, dass der Spiralflügelschaft mit einer ebenfalls parabolisch ausgebildeten Spitze in das Düsenmundstück hineinragt, wird eine wirbelfreie Zusammenfassung des Stromes bewirkt.
Bei der vorstehend beschriebenen Düsenanordnung genügt es, wenn das Düsenmundstück in seinem engsten Querschnitt durch ein gegen Abnutzung besonders widerstandsfähiges Material geschützt ist.
Die Düse gemäss der Erfindung kann nicht ohne weiteres mit solchen Zerteilervorrichtungen, die zur Zerstäubung von Flüssigkeiten dienen, verglichen werden. Es sind zwar einzelne Merkmale, die die erfundene Düse aufweist, im Zusammenhang mit Flüssigkeitszerstäubern bekanntgeworden.
Die Aneinanderreihung der verschiedenen Massnahmen, die dem speziellen Verwendungszweck angepasst werden musste, ist jedoch bislang nicht vorgeschlagen worden. Sie aber ermöglicht erst die wirt-
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schaftliche Anwendung des Zerstäubungsverfahrens in der Zementindustrie. Dadurch, dass eine für den grosstechnischen Herstellungsprozess von Zementen geeignete Düse geschaffen ist, die keinem erheblichen Verschleiss unterworfen ist, ist nunmehr die Möglichkeit gegeben, den Zementrohschlamm kontinuierlich in gleicher Menge der Brennvorrichtung zuzuführen, wenn man dafür sorgt, dass der Zerstäubungsdruck auf gleichmässiger Höhe gehalten wird.
Dadurch, dass die Düse verschleissfest ist, ist es auch möglich, von einer einzigen Förderpumpe aus mehreren Brennöfen den Zementschlamm in genau abgemessenen und gewünschten Mengen zuzuführen, wobei bei Verwendung von verschiedenen Düsengrössen die einzelnen Brennöfen auch mit verschiedenen Mengen an Zementschlamm gespeist werden können.
Es können auch an einem einzelnen Brennofen mehrere Düsen verschiedener Öffnungsweite angeordnet werden, so dass in die verschiedenen Zonen des Brennofens die den Erfordernissen entsprechenden Mengen an Zementschlamm eingespritzt werden können.
Es galt mit der Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, mit der bei geringstem Druckverlust und entsprechend geringster Abnutzung der Vorrichtung dem zu verspritzenden Gut ein durch die Steigung des Spiralkörpers vorgeschriebener Drall aufgezwungen werden kann, worauf der in Drall versetzte Strom auf kürzester Wegstrecke auf den engsten Düsenquerschnitt einzuengen war, u. zw. in Anpassung an die durch die Strömung bedingten Verhältnisse.
Die Erfindung sei an Hand des zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert : Fig. 1 stellt dar einen seitlichen Aufriss einer Schlammzuführungsleitung und eines Düsenkopfes gemäss der Erfindung konstruiert, die die Art der Anbringung des Düsenkopfes in einem Ofen zeigt. Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1 in der Pfeilrichtung gesehen, die die Ausflussöffnung der Sprühdüse zeigt. Fig. 3 ist ein teilweiser Längsschnitt durch eine der Düsen. Fig. 4 ist ein Querschnitt längs der Linie 4-4 der Tig. 3 in der Pfeilrichtung gesehen, der die Art der Anbringung des mit spiralförmig angeordneten Flügeln versehenen Körpers im Düsenrohr zeigt. Fig. 5 ist eine Ansicht des mit Flügeln versehenen Körpers, welcher vorzugsweise die teilweise Überdeckung der Flügelenden zeigt.
Durch das Ofenkopfstück 6 einer Drehtrommel 7, wie sie normalerweise zum Brennen von Zement benutzt wird, wird ein Rohr 11 zur Zuleitung des Zementschlammes geführt. Diesem Rohr 11 wird der Zementschlamm durch eine Schlammzuführungsleitung 8 zugeführt, welche 2 Abzweigungen 9 besitzt, von denen jede mit einem Sieb 10 ausgerüstet ist. Die Abzweigungen 9 sind mit Ventilen gewöhnlicher Konstruktion versehen, um die ständige Benutzung von nur einer Abzweigung zu ermöglichen. Hiedurch können die Siebe von Zeit zu Zeit gereinigt werden, ohne dass die Zuleitung von Schlamm in den Ofen 7 unterbrochen werden müsste. Auf dem freien Ende der Schlammzuführungs- leitung ist ein Sprüh-oder Zerstäubungskopf 12 angeordnet, der sich in eine Mehrzahl von Düsen 13 teilt.
Jede dieser Düsen enthält, wie aus Fig. 3 hervorgeht, ein zylindrisches Rohr, dessen Durchmesser sich am Aussenende plötzlich so erweitert, dass ein Widerlager 14 gebildet wird, gegen das sich der untere Rand der Flügel 15 abstützt. Die Flügel 15 bilden einen zusammenhängenden Bestandteil des Düsenschaftes 16. Die Flügel 15 setzen sich spiralförmig auf die Aussenseite dieses Schaftes auf, dessen äusseres Ende in eine parabolische Spitze 17 ausläuft. Aus Fig. 5 der Zeichnung kann man erkennen, dass gegenwärtig dreiflügelige Körper angewendet werden, deren oberes Ende jeweils das untere Ende des nächst-
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Die Flügelränder stossen an die innere Wandung des Mundstückes 19, welches konzentrisch in der erweiterten Bohrung des Rohres 13 angeordnet ist und über dieses Rohr hinausragt, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Die innere Wandung dieses Mundstückes ist so ausgehöhlt, dass sie eine parabolisch sich scharf verengende Wandung 20 bildet. Die kleinste Öffnung dieses Mundstückes liegt nahe dem Scheitel- punkt der Parabel. Der engste Teil des Mundstückes wird durch einen Einsatzkörper 21 aus gegen Ab- nutzung besonders widerstandsfähigem Material gebildet, dessen innere Wandung in die Wandung 20 übergeht und deren direkte Fortsetzung bildet. Man erkennt aus Fig. 3, dass die Schaftspitze 17 in dem Mundstück 19 liegt.
Das mit Flügeln versehene Stück 16 und das Mundstück 19 werden in dem
Düsenrohr gegen Verschiebung oder Bewegung durch eine Überwurfmutter 22 gesichert, die abnehmbar auf das Rohr 13 geschraubt wird und ebenfalls eine zentrale Öffnung 23 enthält.
Der Zementschlamm wird dem Ofen in der Weise zugeführt, dass er zunächst durch eine Pumpe (nicht dargestellt) unter Druck durch die Zuführungsleitung 8, die Abzweigung 9 und das Einführung- rohr 11 in den Düsenkopf 12 gefördert wird. Im Düsenkopf 12 teilt sich der Schlamm zur Einführung durch die Düsenrohre 13. Eine Schlammsäule, die durch das Düsenrohr 13 hindurchgeht, berührt die inneren Enden der Flügel 15. An dieser Stelle wird dem Strom der Drall aufgezwungen. Der in Drall versetzte Strom kommt in Berührung mit der parabolisch sich verjüngenden Wandung 20 des Düsen- kopfes 19. Die grösste Geschwindigkeit des Schlammes tritt auf beim Austritt aus dem Düsenmund- stück.
Da das Austrittsstück 21 aus hochverschleissfestem Material besteht, bleibt die Öffnung der Düsenspitze konstant und verhindert dadurch eine Veränderung der Schlamm-Menge, welche durch die Öffnung in den Brennofen gelangt.
Da hiemit nur eine vorzugsweise Anwendung der Erfindung beschrieben wird, ist es selbst- verständlich, dass verschiedene Änderungen innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich sind.