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Rotierende Trommel zum Erwärmen oder Trocknen von Rohschlamm aus mineralischen
Stoffen
Die Erfindung betrifft eine rotierende Trommel zum Erwärmen oder Trocknen von Rohschlamm aus mineralischen Stoffen, insbesondere Zementrohschlamm unter Verwendung von an der Trommelinnen- fläche mit einem ihrer Enden befestigten frei hängenden Ketten und, im Bereich der Ketten angeordneten, nach Schraubflächen gekrümmten Förderflügeln, deren Breite geringer ist als die Kettenlänge. Ausser
Zementrohschlamm, der zu Zementklinker gebrannt wird, können in der Trommel beispielsweise auch
Kalkschlamm und Mesaschlamm behandelt werden. Solche rotierenden Trommeln bilden gewöhnlich einen Teil eines rotierenden Brennofens selbst ; sie können aber auch unabhängig von diesem sein.
Der
Zementschlamm wird durch im rotierenden Brennofen erzeugte Brennofengase erhitzt, wobei sich der Ze- mentschlamm und die Gase durch die rotierende Trommel nach dem Gegenstromprinzip bewegen. Es wurde bereits eine rotierende Trommel bekannt, die zum Erwärmen oder Trocknen von Rohschlamm aus mineralischen Stoffen, insbesondere Zementrohschlamm, verwendbar ist. Zu diesem Zweck werden an der Trommelinnenfläche mit einem ihrer Enden befestigte, frei hängende Ketten und im Bereich der Ketten angeordnete, nach Schraubflächen gekrümmte Förderflügel verwendet, deren Breite geringer ist als die Kettenlänge. Bei der bekannten Trommel ist die Breite der Förderflügel im Vergleich zur Kettenlänge sehr gering.
Hiedurch haben die Förderflügel nur einen geringen Einfluss auf die Bewegung der Ketten in der Trommel und die Ketten ihrerseits wirken sich nicht besonders auf die Bewegung des Zementschlammes durch die Förderflügel aus, so dass die Förderflügel ihre Förderfunktion auf den Zementschlamm nahezu unabhängig von der durch die Ketten bewirkten Wärmeaustauschwirkung ausüben. Durch die geringe Schaufelbreite wird nämlich bei der bekannten Einrichtung eine Kette, die sich am Boden der Trommel befindet, auf dem Förderflügel ruhen, um kurz danach, wenn sich die Trommel weiterdreht, ausser Berührung mit dem Flügel frei hängen zu kommen. Der Zementschlamm wird von einer Kette durch Schaben derselben an den andern Ketten während der Trommelrotation entfernt, so dass der frische Zementschlamm von der Kette aufgenommen werden kann.
Der Zementschlamm kann jedoch ziemlich klebrig sein, so dass er sich in diesem Zustand nicht leicht von einer Kette entfernen lässt und an dieser haften bleibt. Auf diese Weise können die Ketten in einer Trommel mit dem klebrigen Zementschlamm bedeckt werden, und es kann vorkommen, dass einzelne Ketten zusammenkleben, wenn sie in der Trommel frei hängen, so dass es dann für die heissen Gase schwer ist, sich durch die Trommel zu bewegen, wobei der Wärmeaustausch dann wenig wirksam wird, da der Zementschlamm an den Ketten nicht fortwährend durch frischen Zementschlamm ersetzt wird. Hiezu kommt noch, dass der Zementschlamm das Bestreben hat, an den Förderflügeln zu haften und daher nicht imstande sein wird, sich leicht entlang der Trommel zu bewegen.
Diese Nachteile können jedoch vermieden werden, wenn gemäss der Erfindung jeder Förderflügel mit der Trommelachse einen zwischen 400 und 800 liegenden Winkel einschliesst und wenn die Ketten eine Länge von SOo bis 1500/0 des Trommelinnendurchmessers und die Förderflügel eine Breite zwischen 12% und 450/0 des Trommelinnendurchmessers aufweisen.
Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung einer Trommel wird erreicht, dass bei jeder Trommeldrehung eine wesentliche Länge jeder solcher Kette über
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einen Teil der Oberfläche und an der Kante wenigstens eines Flügels gleitet, wodurch der Zementschlamm sowohl von der Oberfläche der Flügel (somit die Bewegung des Schlammes entlang der Trommel unterstüt- zend) als auch von den Ketten abgestrichen und demzufolge das Ansammeln von allzu viel Zement- schlamm an diesen verhindert wird. Bei einer Trommel mit beispielsweise sechs Flügeln, derenBreite etwa 20% des Trommelinnendurchmessers ausmacht, kann die Länge der Ketten gewöhnlich etwa 75% des
Trommeldurchmessers betragen. In einer Trommel können normalerweise 4 - 10 Flügel (bzw.
Schaufeln) vorgesehen werden ; ihre genaue Zahl kann jedoch je nach der Trommelgrösse verschieden gewählt wer- den. In den grossen Trommeln werden mehr Flügel als in einer kleinen Trommel vorgesehen.
Die Ketten werden vorteilhaft so aufgehängt, dass sie-in Abständen voneinander entlang der Brenn- ofenachse-einen Vorhang bilden. Die Anbringungspunkte der Ketten in jedem solchen Vorhang sind mei- stens in gleichen Abständen voneinander entfernt ; durch Auslassen einer oder mehrerer Ketten können in- dessen eine Lücke oder Lücken in jedem Vorhang gebildet werden, wodurch die Strömung der Gase durch die Trommel geregelt werden kann. Als Stellen, an denen die Ketten ausgelassen sind, werden vorzugs- weise solche gewählt, an denen ein Förderflügel seinen Weg in den Kettenvorhang schneidet. Die Auf- hängungspunkte der benachbarten Ketten in einem Vorhang werden in Abständen von etwa 5 bis 20 cm voneinander gewählt.
Vorzugsweise sind mehrere Kettenvorhänge vorgesehen. Die Trennung zwischen den benachbarten
Vorhängen darf nicht so klein sein, dass es schwierig sein würde, die Ketten in der Trommel anzubringen ; aus diesem Grunde werden die Vorhänge gewöhnlich in Abständen von wenigstens je 10 cm voneinander angeordnet ; je nach der Grösse der Trommel und nach den Eigenschaften des jeweiligen Zementschlam- mes können diese Abstände aber auch 60 cm betragen. Die Förderflügel können von dem Bereich der Ket- ten zu einem oder zu beiden Enden der Trommel hin vorspringen. Die Länge dieses Vorsprunges ist nicht kritisch, kann aber z. B. dem Trommeldurchmesser gleichkommen.
Die rotierenden Trommeln, auf welche die Erfindung angewandt wird, bilden gewöhnlich einen inte- grierenden Teil von rotierenden Brennöfen ; es kann aber auch ein separater Schlammtrockner zur Gänze oder zum Teil mit Flügeln und Ketten gemäss der Erfindung ausgerüstet werden. Eine Trommel gemäss der
Erfindung kann in Reihe vor eine Trommel geschaltet werden, in welcher keine Förderflügel, dafür aber an ihren beiden Enden aufgehängte Ketten vorhanden sind. In einem solchen Falle kann der Zement- schlamm einfach in der erfindungsgemässen Trommel erhitzt und in der andern Trommel getrocknet wer- den. Diese beiden Trommeln können zwei Zonen in einem rotierenden Brennofen bilden und vorteilhaft durch eine Zone voneinander getrennt werden, die keine Ketten enthält. Die Länge dieser Zone kann beispielsweise 10 - 60 cm betragen.
Es ist vorteilhaft, dass sich die Förderflügel der erfindungsgemässen Trommel dieser Zone entlang bis zu der Stelle erstrecken, wo sich die an ihren beiden Enden befestigten Ketten befinden, so dass die Zufuhr des Zementschlammes zu der zweiten Trommel unterstützt wird.
Die freie Kante jedes Förderflügels kann beispielsweise durch das Anschweissen eines scharfkantigen Flansches an die Kante des Förderflügels ausgebildet werden, um eine möglichst wirksame Schabwirkung hervorzurufen, wenn die Ketten über diese gleiten.
Nachstehend soll eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt Fig. l eine schaubildliche Ansicht in axialer Richtung entlang der Trommel gesehen ; Fig. 2 einen teilweise schematischen Schnitt nach der Linie lI-lI der Fig. l ; Fig. 3 - 10 einzelne Stadien bzw. das Verhalten einer einzelnen Kette während der Drehung der Trommel und Fig. 11 einen Einzelteil.
Die veranschaulichte Trommel ist ein integrierender Teil eines rotierenden Brennofen, in dem der Zementschlamm sich gemäss der Darstellung nach Fig. 2 von links nach rechts bewegt und die heissen Gase von rechts nach links strömen. Fig. 1 zeigt schaubildlich von links aus gesehen das Innere des Brennofens nach Fig. 2.
Die Trommel hat eine zylindrische Stahlwandung 1 und eine feuerfeste Auskleidung 2. An der Innenfläche dieser Auskleidung sind Ringe 3 eingebaut, an denen eine grosse Anzahl von Ketten 4 nach Art von Vorhängen angehängt sind. Die Länge jeder Kette beträgt etwa 75% des Innendurchmessers der Trommel.
In Fig. 1 der Zeichnung sind sämtliche in einem einzigen Vorhang sichtbaren Ketten gezeigt, während Fig. 2 lediglich zeigt, wo die Ringe 3 für neun Vorhänge eingebaut sind, wobei nur einige von den Ketten des aus Fig. 1 ersichtlichen Vorhanges wiedergegeben sind. Die Trommel weist ausserdem sechs Förderflügel 5 auf, deren Breite je etwa 20% des Trommelinnendurchmessers ausmacht. Diese Flügel erstrecken sich über den letzten Vorhang annähernd über die Hälfte des Bereiches einer kettenfreien Zone 6 in Richtung auf die weiteren Ketten 7, die an ihren beiden Enden aufgehängt sind und einen Teil einer
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gebräuchlichen Trockenzone bilden.
In Fig. 3 hängt die Kette 4 senkrecht. Im Betrieb behindern die Ketten in einer solchen Lage den
Durchgang der Brennofengase durch die rotierende Trommel ; sie werden daher beim Erhitzen oder Trock- nen des anhaftenden Zementschlammes erwärmt. In Fig. 4 hat sich die Kette um ein Achtel einer Umdre- hung bewegt, so dass sie nicht mehr quer zum Weg der Brennofengase hängt. Man sieht, dass die Kette mit den Flügeln 5a und 5b in Berührung gelangt, obgleich eine relativ kleine Bewegung zwischen der Kette und diesen Flügeln stattgefunden hat. Zu dem Zeitpunkt, in dem die Kette die in Fig. 5 gezeigte Lage erreicht hat, wird bereits eine beträchtliche Länge der Kette über die Kante der Flügel 5a und 5b geschabt haben.
Im Betrieb verliert eine mit Zementschlamm beladene Kette daher einen wesentlichen Teil dieser Ladung beim Bewegen aus der in Fig. 4 gezeigten Stellung in die Stellung nach Fig. 5. Beim Drehen durch ein weiteres Achtel einer Umdrehung nach Fig. 6 bewegt sich die Kette 4 nicht wesentlich im Verhältnis zu dem Flügel 5a ; sie beginnt jedoch nach rückwärts quer zur Kante des Flügels 5b in den Raum zwischen diesen beiden Flügeln zu gleiten. In dieser und in der in Fig. 7 veranschaulichten Stellung nimmt die Ket- te frischen Zementschlamm vom Boden der Trommel auf. In Fig. 7 ist die Kette mit ihrem Aufhängung- punkt in der tiefsten Stellung gezeigt. Die Kette 4 ist jetzt etwas über den Flügel 5b geglitten und ihr überwiegender Teil befindet sich nun zwischen den Flügeln 5a und 5b.
Die Kette gleitet ungefähr aus die- ser Lage in diejenige nach Fig. 10 über die Fläche des Flügels 5a und trägt dazu bei, das Anhaften des
Zementschlammes an der Oberfläche des Flügels zu verhindern, wie sie auch zur axialen Bewegung des
Zementschlammes entlang der Trommel beiträgt. Die in Betracht kommende Fläche ist in den Figuren allerdings dem Blick entzogen. Zwischen der Stellung in Fig. 7 und 8 fährt die Kette A. fort, in den Zwi- schenraum zwischen den Flügeln 5b und 5a zu gleiten. Dabei gleitet das Ende der Kette in einem ge- wissen Grade über die nicht sichtbare Fläche des Flügels 5b hinweg und schabt auch über die Kante die- ses Flügels. Wenn die Kette die in Fig. 9 veranschaulichte Lage erreicht, hat der verdeckte Teil der Ket- te einen wesentlichen Teil des Flügels 5a bestrichen.
Diese Bewegung der Kette hört schliesslich auf, so dass die Kette eine Stellung ähnlich der nach Fig. 10 einnimmt, in welcher sie annähernd in einer frei hängenden Stellung ist. In diesem Stadium übt sie eine geringe schabende Wirkung aus.
Während der Drehung der Trommel verbleiben die Ketten nicht immer in der Vorhangebene, zu der die jeweilige Kette gehört. So wird die Kette bei ihren Bewegungen aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung in die Stellung nach Fig. 4 durch den Flügel 5a gegen das Einlaufende der Trommel hin geschoben. Während der letzten Stadien einer Drehung gleitet die Kette aus der Vorhangebene in die andere Richtung. Dies kann der Fig. 2 entnommen werden, in der die Ketten 4a und 4b über einen Teil der Fläche des von ihnen berührten Flügels herunterlaufen und von ihrer Vorhangebene nach rechts verlagert sind.
Beim Betrieb einer rotierendenTrommel etwa nach Fig. 1 und 2 gibt es stets eine Menge von Ketten, die entlang der mit Pfeilen 8 bezeichneten Flächen der Flügel gleiten, wobei das Gewicht der Ketten zuverlässig dafür sorgt, dass kein Anhaften des Zementschlammes an den Flächen der Flügel stattfindet. Während einer einzigen Umdrehung der Trommel wird eine Kette sowohl während des Abwärtsganges als auch während des Aufwärtsganges der Umdrehung von den Kanten der Flügel geschabt. Anderseits findet die Abstreifwirkung entlang der Flügelflächen nur dann statt, wenn sich die Ketten aufwärts bewegen.
Um die Schabwirkung zu verbessern, kann an der Kante jedes Flügels 5 vorteilhaft, wie in Fig. 11 bei 9 gezeigt, ein Flansch angeschweisst werden.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Rotierende Trommel zum Erwärmen oder Trocknen von Rohschlamm aus mineralischen Stoffen, insbesondere Zementrohschlamm unter Verwendung von an der Trommelinnenfläehe mit einem ihrer Enden befestigten, frei hängenden Ketten und im Bereich der Ketten angeordneten, nach Schraubflächen gekrümmten Förderflügeln, deren Breite geringer ist als die Kettenlänge, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Förderflügel (5) mit der Trommelachse einen zwischen 400 und 800 liegendeh Winkel einschliesst, die Ketten eine Länge von 500/0 bis 150% des Trommelinnendurchmessers und die Förderflügel (5) eine Breite zwischen 12% und 45% des Trommelinnendurchmessers aufweisen.