DE10018142B4

DE10018142B4 - Kühler und Verfahren zum Kühlen von heißem Schüttgut

Info

Publication number: DE10018142B4
Application number: DE10018142A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Kästingschäfer; Wolfgang Dipl.-Ing. Rother; Günter Dipl.-Ing. Milewski; Martin Dipl.-Ing. Uhde; Arthur Berger; Hermann Dipl.-Ing. Niemerg; Ludwig Dipl.-Ing. Könning; Helmut Berief; Patrick Jean-Marc Brunelot
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2020-04-13
Also published as: US20030126878A1; CN1294397C; ES2250396T5; DE50108173D1; EP1272803B2; BR0109554B1; DK1272803T4; JP4913974B2; CZ20023396A3; US6796141B2; AU2001256285A1; WO2001077600A1; ES2250396T3; CZ298001B6; CA2403331C; MXPA02010037A; CA2403331A1; BR0109554A; JP2003530537A; CN1423741A

Abstract

Kühler (1) zum Kühlen von heißem Schüttgut (2) mit
– einem feststehenden, von Kühlgas durchströmbaren Belüftungsboden (3) zur Aufnahme des Schüttguts sowie
– oberhalb des Belüftungsbodens angeordneten, hin- und herbeweglichen Förderelementen zum Transport des Schüttguts,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Gruppen (4, 5, 6) von Förderelementen vorgesehen sind, die durch eine Antriebseinrichtung in Transportrichtung (9) des Schüttguts (2) gemeinsam und entgegen der Transportrichtung (9) getrennt voneinander betätigbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühler zum Kühlen von heißem Schüttgut gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Kühlen von heißem Schüttgut gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 9.
Zur Kühlung von heißem Schüttgut, wie beispielsweise Zementklinker, wird das Schüttgut auf einen von Kühlgas durchströmbaren Kühlrost aufgegeben. Während des Transportes vom Kühleranfang zum Kühlerende wird das Schüttgut von Kühlgas durchströmt und dabei gekühlt.
Für den Transport des Schüttgutes sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. Beim sogenannten Schubrostkühler erfolgt der Transport des Schüttgutes durch bewegbare Kühlrostreihen, die sich in Transportrichtung mit feststehenden Kühlrostreihen abwechseln.
Bei einem anderen bekannten Schubrostkühler ( DE 44 17 422 ) sind aufeinanderfolgende Kühlrostreihen abwechselnd gegeneinander hin- und herbewegbar, indem sich jeweils eine Kühlrostreihe vorwärts und die benachbarte Kühlrostreihe gleichzeitig rückwärts bewegt.
Es sind weiterhin Kühler bekannt, die einen feststehenden von Kühlgas durchströmbaren Belüftungsboden zur Aufnahme des Schüttgutes aufweisen und bei denen oberhalb des Belüftungsbodens Förderelemente zum Transport des Schüttgutes vorgesehen sind.
Ein dem Oberbegriff des Anspruches 1 entsprechender Kühler dieser Art ist aus der DE 878 625 bekannt. Die Förderelemente werden hierbei durch Stangen gebildet, die oberhalb eines feststehenden, als Rost ausgebildeten Belüftungsbodens angeordnet sind und sich in Längsrichtung parallel zur Rostebene erstrecken. Die Stangen sind mit einem Bewegungsmechanismus verbunden, der eine in Transportrichtung des Schüttgutes hin- und hergehende Bewegung der Stangen ermöglicht. Zudem sind auf den Stangen geeignete Vorsprünge vorgesehen, um die Förderwirkung zu unterstützen.
Im Gegensatz zu den umlaufenden Förderelementen ergibt sich bei den hin- und herbeweglichen Förderelementen die Problematik, daß ein Teil des Schüttgutes beim Rückhub wieder mitgenommen wird. Diesen Nachteil kann man jedoch durch eine geeignete Ausbildung der Förderelemente teilweise ausgleichen. So wurden beispielsweise Förderelemente mit einer im wesentlichen dreieckförmigen Querschnittsform vorgeschlagen, wobei die in Transportrichtung weisende Stirnfläche im wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung ausgebildet ist und die rückwärtige Stirnfläche einen Winkel zwischen 20° und 45° zum Belüftungsboden einschließt. Während beim Vorhub die im wesentlichen senkrechte Stirnfläche eine gute Förderwirkung erzielt, kann das Förderelement beim Rückhub durch seine Keilform unter dem Schüttgut zurückgezogen werden.
Aber auch bei einer solchen Ausgestaltung der Förderelemente wird beim Rückhub ein Teil der Schüttgutmenge mitgenommen.
Durch die WO 98/48231 A1 ist weiterhin ein Rostkühler bekannt, bei dem oberhalb eines feststehenden, von Kühlgas durchströmten Belüftungsbodens hin- und herbewegliche Förderelemente vorgesehen sind. Diese Förderelemente können in Form von zwei oder mehr, in Querrichtung des Kühlers nebeneinander angeordneten Reihen vorgesehen sein, die mit einstellbarer Geschwindigkeit und einstellbarem Hub separat angetrieben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kühler gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. das Verfahren gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 9 hinsichtlich der Förderwirkung zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Kühler zum Kühlen von heißem Schüttgut weist einen feststehenden, von Kühlgas durchströmbaren Belüftungsboden zur Aufnahme des Schüttguts sowie oberhalb des Belüftungsbodens angeordnete, hin- und herbewegliche Förderelemente zum Transport des Schüttguts auf. Die Förderelemente sind in wenigstens zwei Gruppen vorgesehen, die durch eine Antriebseinrichtung in Transportrichtung des Schüttguts gemeinsam und entgegen der Transportrichtung getrennt voneinander betätigbar sind.
Insbesondere bei grobem Schüttgut bildet das Schüttgut eine relativ kompakte Einheit, die beim gemeinsamen Vorhub der Förderelemente in Transportrichtung bewegt werden kann. Indem die verschiedenen Gruppen von Förderelementen beim Rückhub einzeln und nacheinander betätigt werden, wird aufgrund der Reibverhältnisse im Gutbett erheblich weniger Schüttgut entgegen der Transportrichtung mitgenommen, als bei einem gemeinsamen Rückhub aller Förderelemente.
In einem ersten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Gruppen von Förderelementen abwechselnd quer zur Transportrichtung des Schüttguts vorgesehen. Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Versuchen hat sich gezeigt, daß mit drei Gruppen von Förderelementen, die abwechselnd quer zur Transportrichtung des Schüttguts angeordnet sind, die besten Ergebnisse erzielt werden können.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel sind die quer zur Transportrichtung benachbarten Förderelemente derart angeordnet, daß sie zu jeder Phase des Bewegungsablaufs zueinander versetzt in Transportrichtung ausgerichtet sind.
In einem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Gruppen von Förderelementen abwechselnd in Transportrichtung des Schüttgutes angeordnet.
Aufgrund der Reibverhältnisse im Bereich der seitlichen Begrenzungen des Kühlers kann es zweckmäßig sein, den Hub der Förderelemente über die Breite des Belüftungsbodens unterschiedlich lang auszubilden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen
1 eine schematische Längsschnittdarstellung des Kühlers,
2 eine schematische Querschnittdarstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Förderelemente,
3a bis 3d eine schematische Darstellung des Bewegungsablaufes in der Aufsicht des ersten Ausführungsbeispieles,
4 eine schematische Querschnittdarstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Förderelemente,
5a bis 5d eine schematische Darstellung des Bewegungsablaufes in der Aufsicht des zweiten Ausführungsbeispieles,
6 eine schematische Querschnittdarstellung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Förderelemente, und
7a bis 7c eine schematische Darstellung des Bewegungsablaufes in der Aufsicht des dritten Ausführungsbeispieles.
Der in 1 dargestellte Kühler 1 zum Kühlen von heißem Schüttgut 2 weist im wesentlichen einen feststehenden, von Kühlgas durchströmbaren Belüftungsboden 3 zur Aufnahme des Schüttguts sowie oberhalb des Belüftungsbodens angeordnete, hin- und herbewegliche Förderelemente 4, 5, 6 zum Transport des Schüttguts auf. Das Schüttgut 2 wird beispielsweise durch Zementklinker gebildet, der aus einem dem Kühler vorgeschalteten Drehrohrofen 7 zugeführt wird. Das Schüttgut gelangt über einen schrägen Einlaufbereich 8 auf den feststehenden Belüftungsboden 3 und wird dort mittels der Förderelemente 4, 5, 6 in Längsrichtung durch den Kühler transportiert.
Der Belüftungsboden ist in an sich bekannter Art und Weise ausgestaltet und weist insbesondere Öffnungen auf, durch die das Kühlgas das Schüttgutbett quer durchströmt und es dabei kühlt. Die Kühlluftöffnungen im Belüftungsboden 3 sind dabei so ausgestaltet, daß eine ausreichende Kühlluftmenge zugeführt, aber Rostdurchfall vermieden werden kann. Die Kühlluft wird dabei zweckmäßigerweise unterhalb des Belüftungsbodens 3 zugeführt. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Luftzuführungen jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt.
Die Förderelemente sind in wenigstens zwei Gruppen eingeteilt, wobei die wenigstens zwei Gruppen von Förderelementen in Transportrichtung des Schüttguts gemeinsam und entgegen der Transportrichtung getrennt voneinander betätigbar sind. Die nähere Ausgestaltung und der Bewegungsablauf der Förderelemente bei einem ersten Ausführungsbeispiel werden im folgenden anhand der 2 und 3 näher erläutert.
In diesem ersten Ausführungsbeispiel sind drei Gruppen von Förderelementen 4, 5, 6 vorgesehen, die abwechselnd quer zur Transportrichtung des Schüttguts (Pfeil 9 in 1) angeordnet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind über die Breite des Kühlers 1 sechs Förderelemente vorgesehen, wobei die Förderelemente 4.1 und 4.2 zur ersten Gruppe, die Förderelemente 5.1 und 5.2 zur zweiten Gruppe und die Förderelemente 6.1 und 6.2 zur dritten Gruppe gehören. Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung auch mehr oder weniger Förderelemente über die Breite des Kühlers angeordnet werden.
Jedes Förderelement 4.1 bis 6.2 ist über ein Trägerelement 14.1 bis 16.2 mit geeigneten Transportmechanismen 17.1 bis 19.2 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Belüftungsboden 3 Schlitze vorgesehen, durch die die Trägerelemente 14.1–16.2 hindurchgeführt sind.
Die Transportmechanismen, die einer bestimmten Gruppe von Förderelementen zugeordnet sind, sind zweckmäßigerweise zur gemeinsamen Verstellung der Förderelemente miteinander gekoppelt. Die hin- und hergehende Bewegung der Förderelemente wird beispielsweise über einen hydraulischen Antrieb realisiert.
Mit Hilfe der 3a bis 3d wird im folgenden der Bewegungsablauf des ersten Ausführungsbeispieles näher erläutert. 3a zeigt den Zustand nach dem gemeinsamen Vorhub aller Förderelemente 4.1 bis 6.2. Alle Förderelemente sind dabei in Transportrichtung des Schüttguts (Pfeil 9) um eine Länge a bewegt worden. Das auf dem Belüftungsboden und damit auch über den Förderelementen liegende Schüttgut wird dabei in entsprechender Weise verschoben.
Damit beim Rückhub der Förderelemente möglichst wenig Schüttgut wieder zurücktransportiert wird, werden die Förderelemente nur gruppenweise zurückgestellt. 3b zeigt den Zustand nach dem Rückhub der Förderelemente 4.1 und 4.2, 3c den Zustand nach dem weiteren Rückhub der Förderelemente 5.1 und 5.2, während in 3d schließlich auch die letzte Gruppe mit den Förderelementen 6.1 und 6.2 zurückgestellt worden ist.
Wie insbesondere aus den 1 und 3 zu ersehen ist, sind auch in Transportrichtung über die Länge des Kühlers mehrere Förderelemente angeordnet. Die Förderelemente gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (2 und 3) erstrecken sich im wesentlichen in Längsrichtung, d. h. in Transportrichtung des Schüttguts (Pfeil 9).
Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 5 sind wieder quer zur Transportrichtung des Schüttgutes mehrere Gruppen von Förderelementen 4.1 bis 6.2 vorgesehen. Die Förderelemente unterscheiden sich vom ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß sie sich im wesentlichen quer zur Transportrichtung erstrecken und dementsprechend auch über jeweils zwei Trägerelemente (beispielsweise 14.1) abgestützt und mit einem Transportmechanismus (beispielsweise 17.1) verbunden sind.
Wenngleich die Förderelemente gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in der Grundstellung quer zur Transportrichtung fluchtend ausgerichtet sein können, wie das im ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist, sind im zweiten Ausführungsbeispiel benachbarte Förderelemente derart angeordnet, daß sie nach jeder Bewegungsphase, d. h. nach dem gemeinsamen Vorhub und nach jedem einzelnen Rückhub in Transportrichtung versetzt zueinander ausgerichtet sind.
Aus den 5a bis 5d ist die Anordnung der Förderelemente nach jeder Bewegungsphase dargestellt. 5a zeigt wiederum den Zustand nach dem gemeinsamen Vorhub aller Förderelemente mit einer Hublänge a. Dabei ist zu erkennen, daß benachbarte Förderelemente (quer zur Transportrichtung 9) in Transportrichtung versetzt zueinander ausgerichtet sind. Nach dem ersten Rückhub der Förderelemente 4.1 und 4.2 der ersten Gruppe ergibt sich weiterhin eine versetzte Anordnung benachbarter Förderelemente. In 5c sind auch die Förderelemente 5.1 und 5.2 der zweiten Gruppe und in 5d die Förderelemente 6.1 und 6.2 der dritten Gruppe zurückgezogen worden.
Das zweite Ausführungsbeispiel kann den ungewollten Rücktransport des Schüttguts beim Rückhub der Förderelemente noch besser reduzieren.
In den 6 und 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt, das sich von den vorangegangenen Ausführungsbeispielen im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß lediglich zwei Gruppen von Förderelementen vorgesehen sind, die zudem abwechselnd in Transportrichtung 9 des Schüttguts vorgesehen sind.
In der Darstellung gemäß 6 ist das vordere Förderelement 4.1 an seinen beiden Endbereichen abgebrochen, um das dahinterliegende Förderelement 5.1 sichtbar zu machen. Zur Verdeutlichung sind in den 7a bis 7d lediglich drei Förderelemente 4.1, 4.2 und 4.3 und nur zwei Förderelemente 5.1 und 5.2 der zweiten Gruppe dargestellt.
Jedes Förderelement (beispielsweise 4.1) ist über zwei Trägerelemente (14.1) mit einem Transportmechanismus (17.1) verbunden. Zweckmäßigerweise werden bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel alle Förderelemente einer Gruppe über einen gemeinsamen Transportrahmen bewegt.
Wie aus 7a zu ersehen ist, erfolgt der Vorhub wiederum für beide Gruppen von Förderelementen gemeinsam mit einer Hublänge a. In 7b ist der Zustand nach dem Rückhub der Förderelemente 4.1, 4.2 und 4.3 der ersten Gruppe dargestellt. Nach dem Rückhub der Förderelemente 5.1 und 5.2 der zweiten Gruppe ist wiederum der Ausgangszustand gemäß 7c erreicht.
Im Rahmen der Erfindung wäre es auch denkbar, bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel den Hub der quer zur Transportrichtung angeordneten Förderelemente unterschiedlich lang einzustellen. Dadurch können sich über die Breite des Belüftungsbodens ergebende Unterschiede im Gutbett ausgeglichen werden. So sind beispielsweise die Reibverhältnisse innerhalb des Schüttguts in der Mitte des Kühlers anders, als an den beiden Randbereichen. Auch könnte eine unterschiedliche Hublänge zur besseren Querverteilung des Gutes im Anfangsbereich des Kühlers ausgenutzt werden.
Zur besseren Anpassung der Hublänge an die Bedürfnisse des jeweiligen Kühlers sollte die Hublänge der Förderelemente einstellbar ausgestaltet sein.
Bei allen Ausführungsbeispielen kann man zweckmäßigerweise die Geschwindigkeit für den gemeinsamen Vorhub geringer wählen, als für die Rückbewegungen der einzelnen Gruppen.
Der Belüftungsboden erstreckt sich vorzugsweise horizontal, wobei jedoch auch eine Abwärtsneigung denkbar wäre.
Der Werkstoff der Förderelemente muß entsprechend der auftretenden Temperatur und dem zu erwartenden Verschleiß ausgewählt werden. Dabei kommen beispielsweise Schweiß- und Gußkonstruktionen in Betracht. Im Bereich der Durchführungen für die Trägerelemente sind zudem geeignete Abdichtungen vorzusehen, um einen Rostdurchfall zu vermeiden.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß das Schüttgut beim Rückhub der verschiedenen Gruppen von Förderelementen nicht nennenswert mitgenommen wird. Dementsprechend ist für die Bewegung des Schüttgutes eine geringere Anzahl von Hüben erforderlich, wodurch insbesondere auch der Verschleiß der Förderelemente bzw. des Transportmechanismus verringert werden kann.

Claims

Kühler (1) zum Kühlen von heißem Schüttgut (2) mit – einem feststehenden, von Kühlgas durchströmbaren Belüftungsboden (3) zur Aufnahme des Schüttguts sowie – oberhalb des Belüftungsbodens angeordneten, hin- und herbeweglichen Förderelementen zum Transport des Schüttguts, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Gruppen (4, 5, 6) von Förderelementen vorgesehen sind, die durch eine Antriebseinrichtung in Transportrichtung (9) des Schüttguts (2) gemeinsam und entgegen der Transportrichtung (9) getrennt voneinander betätigbar sind.
Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gruppen (4, 5) von Förderelementen (4.1, 4.2, 4.3, 5.1, 5.2) abwechselnd in Transportrichtung (9) des Schüttguts angeordnet sind.
Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gruppen (4, 5, 6) von Förderelementen (4.1, 4.2, 5.1, 5.2, 6.1, 6.2) abwechselnd quer zur Transportrichtung (9) des Schüttguts angeordnet sind.
Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Gruppen (4, 5, 6) von Förderelementen vorgesehen sind, die abwechselnd quer zur Transportrichtung des Schüttguts angeordnet sind.
Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Transportrichtung jede der drei Gruppen (4, 5, 6) mehrmals vorgesehen ist.
Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Transportrichtung (9) benachbarten Förderelemente (4, 5, 6) derart angeordnet sind, daß sie nach jeder Phase in Transportrichtung (9) versetzt zueinander ausgerichtet sind.
Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gruppen (4, 5, 6) von Förderelementen (4.1, 4.2, 5.1, 5.2, 6.1, 6.2) abwechselnd quer zur Transportrichtung (9) des Schüttguts angeordnet sind, wobei der Hub der Förderelemente über die Breite des Belüftungsbodens (3) unterschiedlich lang ist.
Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gruppen (4, 5, 6) von Förderelementen (4.1, 4.2, 5.1, 5.2, 6.1, 6.2) abwechselnd quer zur Transportrichtung (9) des Schüttguts angeordnet sind, wobei der Hub der Förderelemente über die Breite des Belüftungsbodens (3) unterschiedlich einstellbar ist.
Verfahren zum Kühlen von heißem Schüttgut, wobei das heiße Schüttgut auf einen feststehenden, von Kühlgas durchströmbaren Belüftungsboden aufgegeben und mittels oberhalb des Belüftungsbodens angeordneter, hin- und herbeweglicher Förderelemente transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Gruppen (4, 5, 6) von Förderelementen verwendet werden, die durch eine Antriebseinrichtung in Transportrichtung gemeinsam und entgegen der Transportrichtung getrennt voneinander betätigt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach der gemeinsamen Betätigung aller Gruppen von Förderelementen in Transportrichtung jeweils nur eine Gruppe von Förderelementen entgegen der Transportrichtung betätigt wird, bis alle Gruppen von Förderelementen wieder zurückgestellt sind.