CH681109A5 - - Google Patents
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Description
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CH 681 109 A5
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Rostkühler nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Ein gattungsgemässer Kühler besitzt einen einfachen, robusten und leistungsstarken drehbaren Rost zum kontinuierlichen und schnellen Kühlen von Klinker oder ähnlichen Produkten, die von Brennöfen kommen, wo sie bei sehr hohen Temperaturen, die dem Erstellungsverfahren inhärent sind, produziert werden.
Der Name «Klinker» betrifft den Zement in seinem Rohzustand, wobei dieser Zement aus makroskopischen Partikeln mit ziemlich heterogener Granulometrie und einer Färbung, die von sehr hell zu dunkelgrau variieren kann, besteht. Er ist somit nicht mit dem Produkt zu verwechseln, das dann entsteht, wenn er zusammen mit anderen Beigaben zu einer für den Gebrauch geeigneten Konsistenz gemahlen ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs-gemässen Kühler,
Fig. 2, 3, 4 und 5 Schnitte entlang den Linien AB, CD, EF, gemäss Fig. 1.
Nachfolgend werden die einzelnen Teile des Kühlers und ihre Funktion näher erläutert.
«Zuführschacht (1)» - Diese ist aus ver-schweissten Platten aus Kohlenstoffstahl hergestellt und innen mit hitzebeständigen Bausteinen ausgekleidet. Er dient dazu, durch Schwerkraft den heissen Klinker, der in seinem oberen Teil beigegeben wird, den Kühlplatten (1) zuzuführen. Er dient ebenfalls dazu, die heisse Luft (sekundäre Luft) von der Innenseite des drehenden Rostes zur Verbrennungszone des Ofens zu transportieren (wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist).
«Integriertes Dichtungssystem (2)» - Dieses ist aus Platten aus Kohlenstoffstahl und aus Gussplatten hergestellt und ist eine mechanische Dichtung, die mittels Federn oder Luftdruckzylindern arbeitet. Sie vermeidet den Eingang von sogenannter falscher Kaltluft aus der Umgebung in das Innere des drehenden Rostes, das gemäss der Fig. 1 und 2 infolge des Abzuges des Ofens dauernd unter Unterdruck ist.
«Drehbarer Rost (3)» - Dieser ist aus ge-schweissten Platten aus Kohlenstoffstahl hergestellt und bildet den grössten und wichtigsten Teil dieses Kühlers. Er dient dazu, den Klinker oder ein ähnliches Produkt auf den Kühlplatten (8) in turbulenter Drehbewegung zu halten, wobei die genannten Kühlplatten auf seiner Innenseite fixiert sind wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.
«Lagerschuhe (4)» - Diese sind aus Platten aus Kohlenstoffstahl hergestellt und mittels Schrauben oder Schweissungen an der Aussenseite des drehbaren Rostes (3) befestigt. Sie dienen dazu die Innenseite der Rollringe (5) zu verstärken und die Tragfähigkeit zu verbessern. Sie dienen ebenfalls dazu, axiale Verschiebungen des Rostes zu verhindern, wie dies aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist.
«Rollringe (5)» - Diese sind aus Gusseisen hergestellt und bearbeitet. Sie dienen dazu, den drehbaren Rost (3) mittels Lagerschuhen (4) zu stützen, und eine freie Drehbewegung der ganzen Einheit auf Tragrollen (22) zu ermöglichen, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.
«Äusseres Dichtungssystem (6)» - Dieses ist aus Platten aus Kohlenstoffstahl und aus Platten aus Gusseisen hergestellt und dient als mechanische Dichtung infolge von Federn oder luftbetätigten Kolben. Sie verhindern den Eintritt von äusserer sogenannter falscher Luft zur Innenseite des drehbaren Rostes, der unter konstantem Unterdruck gehalten ist. Das System verhindert auch das Entweichen der Kaltluft aus den Druckkammern (27) in die Umgebung, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist.
«Gehäuse (7)» - Dieses ist aus verschweissten und verschraubten Platten aus Kohlenstoff hergestellt und umfasst den statischen Teil der äusseren Struktur des Kühlers. Es dient dazu, alle heisse Luft innerhalb des drehenden Rostes zu halten, und ergibt damit einen besseren thermischen Wirkungsgrad der Einrichtung, wobei hierzu auf die Fig. 1 und 3 verwiesen ist.
«Gebogene Kühlplatten mit Schlitzen (8)» - Diese sind aus hitzebeständigem Stahlguss hergestellt und mit Schrauben an der Innenfläche des drehbaren Rostes (3) befestigt. Einerseits dienen diese dazu, die Trennung zwischen dem zugeführten heissen Klinker den Druckkammern herzustellen und dienen anderseits dazu, die Kaltluft durch die Schlitze zur Masse des heissen Klinkers, der in konstanter turbulenter Bewegung ist, zu gestatten und dadurch den Klinker zu kühlen, wie dies in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist.
«Gebogene und glatte Platten (9)» - Diese sind in hitzebeständigem Gussstahl hergestellt und an der Innenseite des drehbaren Rostes mittels Schrauben befestigt. Sie schützen den Rost vor Hitze und Abnützung durch den Klinker, wobei hier auf die Fig. 1 und 4 verwiesen ist.
«Zahnkranzgehäuse (10)» - Dieses ist aus verschweissten Platten aus Kohlenstoffstahl hergesteilt und dient dazu, den Zahnkranz (10) gegen den Eintritt von Staub zu schützen. Das Gehäuse verhindert ebenfalls den Verlust von Schmiermittel vom Getriebe, wobei auf die Fig. 1 und 4 verwiesen ist.
«Antriebskranz (11)» - Dieser ist aus Gussstahl hergestellt und maschinell bearbeitet. Mittels Schrauben, Stiften und Federn ist der Antriebskranz am drehbaren Rost (3) befestigt und ist verantwortlich für die Drehbewegung des Rostes, wobei hier auf die Fig. 1 verwiesen ist.
«Gebogene und glatte Platten mit Hebevorrichtungen (12)» - Diese sind aus hitzebeständigem Stahlguss hergestellt und mit Schrauben am drehenden Rost (3) befestigt. Die Platten dienen einerseits dazu, den Rost vor Hitze und Abrieb durch den Klinker zu schützen und anderseits dazu, grössere Teile des Klinkers anzuheben um diese durch Aufschlag zu brechen und dienen somit dazu, eine bessere Kühlung in der Innenschicht zu erreichen, wobei hier auf die Fig. 1 und 4 verwiesen ist.
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«Hinteres Dichtungssystem (13)» - Dieses ist aus Blechen aus Kohlenstoffstahl und Platten aus Gusseisen hergestellt. Es ist mit Schrauben, Stiften und Schweissungen am drehbaren Rost (3) und am Staubausgang (14) fixiert. Es vermindert den Eintritt von sogenannter falscher Luft in den Staubausgang (14), wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist.
«Staubausgang (14)» - Dieser ist aus ver-schweissten Blechen aus Kohlenstoff hergestellt und dient dazu, den Überschuss an Kühlluft, welche mit Klinkerstaub kontaminiert ist, einem Filtersystem zuzuführen, um diesen brauchbaren Anteil des Produkts zurückzugewinnen, wobei hier auf die Fig. 1 und 5 verwiesen ist.
«Gebogene Sortierstäbe (15)» - Diese sind aus Kohlenstoffstahl hergestellt und mittels Schrauben und Schweissungen am hinteren Teil des drehbaren Rostes (3) befestigt. Sie dienen dazu, die grösseren Teile des Klinkers, welche für das Transportsystem nicht geeignet sind, und werden einem Brecher (18) zugeführt, in welchem der Klinker auf eine geeignete Grösse reduziert wird, wobei hier auf die Fig. 1 und 5 verwiesen ist.
«Obere Inspektionstüre (16)» - Diese ist aus ge-schweisstem Kohlenstoffstahl hergestellt und am hinteren Teil des Staubausgangs (14) befestigt. Sie dient dazu, eine Inspektion und Überholungsarbei-ten innerhalb des drehbaren Rostes (3) zu ermöglichen.
«Standpodest (17)» - Dieses ist aus Stahlwinkeln und Blechen hergestellt und dient dazu, den Zugang zur oberen inspektionstür (16), wie in Fig. 1 und 5 ersichtlich, zu ermöglichen.
«Klinkerbrecher (18)» - Diese Vorrichtung wird auch Hammermühle genannt und dient dazu, grössere Klinkerteile in geeignete Grössen zu zerkleinern, wobei auf die Fig. 1 und 5 hingewiesen ist.
«Klinker-Einfülltrichter (19)» - Dieser ist in ver-schweissten Stahlblechen hergestellt und dient dazu, den vor der Sortiervorrichtung (15) abgegebenen Klinker und den in der Vorrichtung (18) verkleinerten Klinker zum Zellförderer (20) unter dem Kühler zu fördern, wobei hier ebenfalls auf die Fig. 1 und 5 verwiesen ist.
«Zellförderer (20)» - Dies ist eine kontinuierliche Fördervorrichtung für Schüttgüter, die dazu dient, den kalten Klinker zur Lagerhalde zu fördern, wobei hier auf die Fig. 1 bis 5 hingewiesen ist.
«Tragende Rollenlager (21)» - Diese sind in der Regel Gleitlager mit Lagerschalen aus Bronze oder Patentmetal und ihre Aufgabe ist es, mittels ihrer Achsen die Tragrollen (22) zu halten, wobei hier auf die Fig. 1 und 2 verwiesen ist.
«Tragrolien (22)» - Diese sind in Gussstahl hergestellt und bearbeitet und dienen dazu, die Rollringe zu tragen, und ermöglichen dadurch ihre Drehbewegung zusammen mit der gesamten Rosteinheit (3), wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich.
«Antriebswelle (23)» - Dieses ist in Guss und bearbeitetem Stahl hergestellt und dient dazu, die Drehbewegung des Geschwindigkeitsminderapparates (24) auf den Zahnkranz (11) zu übertragen, wobei hier auf die Fig. 1 verwiesen ist.
«Geschwindigkeitsminderapparat (24)» - Wie sein Name sagt, ist dieser Apparat, der ausschliesslich dazu dient, die Drehbewegung des Antriebsmotors zur Welle (23) zu mindern, um damit eine geeignete Rotation des drehenden Rostes (3) zu ermöglichen, siehe Fig. 1 und 4.
«Untere Inspektionstüre (25)» - Diese ist aus verschweissten Kohlenstoffblechen hergestellt und dient dazu, den Zugang zur Innenseite der Druckkammer (27) für Inspektion und Unterhaltsarbeiten zu ermöglichen.
«Doppel-Pendelventile (26)» - Diese sind durch elektrische Motoren oder Luftzylinder betätigt und erlauben den Ausstoss des kalten und feinen Klinkers der sich im unteren Teil der Druckkammer (27) ansammelt. Vermieden wird hierbei jedoch den Ein-lass von falscher Luft von der Aussenseite, wobei hier auf die Fig. 1 bis 3 verwiesen ist.
«Druckkammern (27)» - Diese sind aus verschweissten Kohlenstoffblechen hergestellt und dienen dazu, die gesamte durch Ventilatoren (30) unter einem bestimmten konstanten Druck erzeugte Luft aufzunehmen und die Luft durch die Schlitze der Kühlplatten (8) zu leiten. Durch die kontinuierliche Bewegung der Luft wird der heisse Klinker abgekühlt und gleichzeitig ist es möglich, die kalten Klinkerteile, welche durch die genannten Schlitze fallen, zu sammeln. Die Klinkerteile sammeln sich im unteren Teil der Druckkammern, wo die Doppel-Pendelventile dafür sorgen, dass die Zellförderer (20) beladen werden, wobei hier auf die Fig. 1 bis 3 verwiesen ist.
«Kühler-Traggerüst (28)» - Dies ist in ge-schweisstem und verschraubtem Kohlenstoffstahlabschnitten hergestellt, und dient dazu, all die Komponenten des Kühlers, die am Boden abgestützt werden müssen, wie beispielsweise den Zuführschacht (1), die Druckkammern (27), das Gehäuse (7), die Welle (23), den Brecher (18), usw. zu tragen, wobei hier auf die Fig. 1 bis 5 verwiesen ist.
«Gebogene Dichtungs- und Kühlluftplatten (29)» - Diese sind aus verschweissten Kohlenstoffblechen hergestellt und mittels Schrauben, Stiften und Federn innerhalb der Druckkammern befestigt. Sie dienen dazu, den Fluss kalter Luft, erzeugt durch die Ventilatoren (30) durch die Schlitze der gebogenen Platten (8) direkt zum Zentrum der heissen Klinkermasse zu leiten. Dadurch wird ein schnelles Kühlen des Klinkers und entsprechend eine hohe thermische Leistung des Kühlers erreicht, wobei hier auf die Fig. 3 verwiesen ist.
«Zentrifugal Ventilatoren (30)» - Diese sind gut bekannte Vorrichtungen und dienen dazu, Luft in die Druckkammern zum Kühlen des Klinkers zu blasen, wie in Fig. 3 gezeigt.
«Drehbare Rosttragstruktur (31)» - Diese ist aus sich in Längsrichtung und in Umfangsrichtung erstreckenden Kohlenstoffstahlträgern hergestellt, welche an der äusseren Oberfläche des drehbaren Rostes (3) angeschweisst sind. Sie erstrecken sich in axialer Richtung entsprechend der Druckkammer (27) und dienen dazu, den drehbaren Rost (3) in den Bereichen zu stärken, in denen diese durch die Öffnungen unter den Kühlplatten (8) geschwächt sind, es ist hier auf die Fig. 1 und 3 verwiesen.
«Elektromotor (32)» - Dieser ist verantwortlich für den Antrieb des drehbaren Rostes (3), und soll-
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te eine veränderbare Geschwindigkeit mit Geschwindigkeitsregler aufweisen, es ist auf die Fig. 1 verwiesen.
Nach der Erläuterung der Funktionen aller Teile, die mit dem Kühler in Zusammenhang stehen, folgt nun eine Beschreibung der Arbeitsweise des Kühlers.
Wir beginnen mit der Einführung von Klinker oder einem ähnlichen Produkt, das eben in sehr hohen Temperaturen hergestellt worden ist und kontinuierlich in den Zuführschacht 1 gegeben wird. In der Praxis befindet sich die Ausgabemündung des Ofens direkt über dem Einführungsschacht, der den Klinker infolge Schwerkraft zur inneren Oberfläche des Kühlers, über die erste Reihe von Kühlplatten 8 fördert. Zu diesem Zeitpunkt ist die simultane Aktion von drei wichtigen Faktoren wirksam: die Drehung des Rostes, Neigung seiner Symmetrieachse sowie die Schwerkraft. Wesentlich ist zudem die gleichmässige Verteilung des heissen Klinkers in Form eines Bettes über die Länge der unteren Fläche des Rostes 3. Der Klinker wird in kontinuierlicher turbulenter Drehbewegung gehalten, die zusammen mit der axialen Neigung die Teile zu den Sortierstangen 15 fördert, die am unteren Teil des Kühlers angeordnet sind.
Während der ganzen Längsbewegung über die Kühlplatten 8 kommt von den Druckkammern 27 kühle Luft, die kontinuierlich durch das heisse Klinkerbett von unten nach oben durch den Klinker hindurchgeht und diesen schnell kühlt.
Alle Klinkerteile, die kleiner sind als die Schlitze der Kühlerplatten 8, gehen infolge ihrer Schwerkraft durch diese hindurch. Hierbei bewegt sich das heisse Klinkerbett langsam in horizontaler Richtung und fällt vertikal im Gegenstrom zur eingeblasenen Luft, so dass der Klinker völlig abgekühlt sich im unteren Teil der Druckkammern sammelt, wo Pendelventile den Klinker zum Zeilförderer 20 fördern.
Klinkerteile, die grösser sind als die Schlitze der Kühlplatten 8, und die nicht durch diese hindurchtreten können, bewegen sich in ihrer Längsrichtung des Kühlers, bis sie die Sortierstäbe 15 erreichen, welche am Ende des drehbaren Rostes 3 angeordnet sind. In diesem Moment fallen die Teile, die kleiner sind als die Öffnungen der Sortierstäbe 15 infolge ihrer Schwerkraft in den Trichter 19 und kommen nun bereits abgekühlt in den Zellförderer 20.
Wenn die Teile grösser sind als die oben genannten Öffnungen der Sortierstäbe, so fallen sie in den Klinkerbrecher 18 der ihre Grösse durch Eingriff reduziert und wirft diese wieder zurück in den drehenden Rost 3, damit sie dort den oben beschriebenen Zyklus durchlaufen, bis sie den Zellförderer 20 erreichen, der sie schliesslich zum Lager fördert.
Die kalte Luft, die von den Druckkammern kommt, entzieht dem heissen Klinkerbett die meiste Wärme, wenn sie durch dieses von unten nach oben hindurchgeht. Dadurch wird der Klinker schnell gekühlt, und gleichzeitig wird die Luft erwärmt, wenn sie das Innere des Gitters erreicht, wo ein Teil zum Ofen abgesaugt wird (es ist dies der heisseste Teil, welche von der ersten und zweiten Kammer kommt). Diese Luft wird im Ofen als sekundäre Verbrennungsluft benutzt, während der andere Teil zum
Sandfilter gefördert wird um dort den in der Luft vorhandenen Klinkerstaub zu entfernen.
Nach dieser Funktionsbeschreibung des Kühlers sollen nachfolgend die erreichten Vorteile erläutert werden:
a) Der erforderliche Raum für die Erstellung ist vergleichsweise gering.
b) Die Arbeitsweise ist einfach und besteht im wesentlichen auf einer geeigneten Reihenstellung der veränderlichen Rotation des drehbaren Rostes 3, um hier Erfordernisse aller Parameter auf ihrem gewünschten Produktionsniveau zu erreichen.
c) Da keine bewegbaren Kühlplatten vorhanden sind, wird ein excessiver Abrieb zwischen diesem, längere Unterbrechung und entsprechend hohe mechanische Unterhaltsarbeiten vermieden.
d) Der Kühler kann bei tiefer Rotationsgeschwindigkeit arbeiten, wodurch eine höhere Dauerhaftigkeit erreicht wird.
e) Die Antriebsleistung ist geringer, so dass ein geringer Verbrauch an elektrischer Energie erzielt wird.
f) Die höhere thermische Leistung reduziert ausserordentlich den Brennstoffverbrauch im Ofen, in welchem die sekundäre Luft aus dem heissesten Teil des Kühlers verwertet wird.
g) Durch die sehr schnelle Abkühlung des Klinkers werden seine physikalischen und chemischen Eigenschaften verbessert. Ebenfalls ist die Temperatur des Klinkers wesentlich geringer, wenn er aus dem Kühler austritt.
Claims (14)
1. Drehbarer Rostkühler insbesondere zum Kühlen von Klinker, mit einem drehbaren, rohrförmigen Rost (3) mit einer inneren und einer äusseren Oberfläche und mit mindestens über einen Teil seiner Axiallänge umfangsmässig und gleichmässig verteilten Durchbrüchen, wobei an der genannten inneren Oberfläche Kühlplatten (8) mit Öffnungen angeordnet sind und diese Öffnungen mit den Durchbrüchen zusammenwirken, gekennzeichnet durch eine Druckkammer (27), durch die kühlende Druckluft durch die Durchbrüche von der Unterseite des Rostes (3) her in das Innere des Rostes (3) eingeleitet werden kann.
2. Kühler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ventilator (30), der mit der Druckkammer (27) verbunden ist, um Luft durch diese Druckkammer zu blasen.
3. Kühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (27) unterhalb des Rostes (3) angeordnet ist.
4. Kühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Druckkammern (27) vorhanden sind und diese eine Türe (25) aufweisen, die geöffnet werden kann und einen Zugang zur Innenseite der Druckkammern (27) ermöglicht.
5. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatten (8) gebogen und in Reihen angeordnet sind.
6. Kühler nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mehrere glatte Metailplatten (9), die mit der in-
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neren Oberfläche des Rostes (3) verbunden sind, wobei diese Metallplatten (9) gebogen und im Bereich zwischen der letzten Reihe der Kühiplatten (8) und einer Sortiervorrichtung (15) angeordnet sind.
7. Kühler nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch weitere glatte Platten (12), die an der inneren Oberfläche des Rostes (3) angeordnet sind und jeweils eine Hebevorrichtung aufweisen, um den Rost (3) zu schützen und um mitzuhelfen, den Klinker zu brechen.
8. Kühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlplatten (8) mittels Schrauben an der inneren Oberfläche des Rostes (3) befestigt sind.
9. Kühler nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Sortierstäbe (15), die am hinteren Teil des Rostes (3) befestigt sind und dazu dienen, die grösseren Teile des Klinkers zu sortieren.
10. Kühler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Dichtungssystem (2), das am vorderen Ende des Rostes (3) beim Zuführschacht (1) angeordnet ist (Fig. 1).
11. Kühler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch gebogene Kühlluftplatten (29), die innerhalb der Druckkammer (27) angeordnet sind um den Fluss kalter Luft zu leiten.
12. Kühler nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Rosttragstruktur (31) aus sich in Längsrichtung und in Umfangsrichtung erstreckenden Kohlenstoffstahiträgern, die an der äusseren Oberfläche des Rostes (3) befestigt sind und dazu dienen, den Rost (3) in den Bereichen zu stärken, in denen diese durch die Öffnungen unter den Kühlplatten geschwächt sind.
13. Kühler nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Rollenlager (21) zum Halten des Rostes (3).
14. Kühier nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rost (3) geneigt ist.
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