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Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälterdeckel für eine thermische Anlage, wie z. B. einen Schmelzofen oder Müllverbrennungsanlage. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen höhenverstellbaren Behälterdeckel für eine thermische Anlage, der innerhalb von Behälterwandelementen einer Behälterwandung der thermischen Anlage angeordnet ist.
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Bisherige Anlagen im Bereich der Schmelztechnik, beispielsweise beim Glasschmelzen, sind Ofenanlagen oder Förderstrecken der Schmelze, die aus ausgewählten feuerfesten Baustoffen aufgebaut sind. Im einfachsten Fall bestehen sie im Wesentlichen aus einer Bodenplatte, den Behälter(seiten)wänden, welche im Wesentlichen aufgebaut sind aus den Behälterwandelementen und dem Gewölbe bzw. Deckel. Diese Baugruppen umschließen gemeinsam im Wesentlichen den Ofeninnenraum/Schmelzraum und somit die Schmelze. Bei Schmelzöfen mit einer konventionellen Behälterwand und einer rotationssymmetrischen bzw. vieleckigen Grundfläche sind Deckel bekannt, die drehbar auf einem unteren Teil des Schmelzofens aufgesetzt sind.
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Mit der Bezeichnung Behälterwandelemente, die in aller Regel Steine sind, werden die die Schmelze oder das Schmelzgut mittelbar oder unmittelbar umgebenden Bauteile des Schmelzofens bezeichnet, vorzugsweise die feuerfesten Bauteile oder Steine. Dies bedeutet beispielsweise im Fall eines Schmelzofens, die die Schmelze oder einen Oberofen direkt umgebenden, oder im Fall von mehreren hintereinander befindlichen Schichten von Bauteilen, auch die dahinter liegenden Bauteile.
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Im Anwendungsfalle eines Glasschmelzofens unterliegt der gesamte Glasschmelzofen einer Abnutzung (Korrosion/Erosion) und hat daher eine begrenzte Lebensdauer, die sogenannte Ofenreise. Eine Reparatur verschlissener Bauteile bzw. der Behälterwandelemente ohne Abschalten und Abtempern, ist nur bedingt möglich und verlängert die Ofenreise des Schmelzofens nur unwesentlich. Nach wenigen Jahren muss der gesamte Schmelzofen vollständig und kostenintensiv erneuert werden. Um die Ofenreise zu verlängern wurden von unten nach oben durchschiebbare Behälterwandungen vorgeschlagen, siehe
EP 2011001574 . Bisherige Deckelausführungen sind mit den durchschiebbaren Behälterwandungen nicht, oder nur schwer kombinierbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verbesserten Behälterdeckel einer thermischen Anlage mit durchschiebbaren Wandungen bereitzustellen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des beigefügten unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Es wird ein Behälterdeckel bzw. Deckel für einen Großbehälter eine thermische Anlage, wie z. B. ein Schmelzofen, mit durchschiebbaren Behälterwandungen vorgeschlagen, welcher höhenverstellbar ist und deshalb zwischen abgenutzten Behälterwandelementen der thermischen Anlage verstellbar angeordnet werden kann. Es ist für die Erfindung unerheblich, oh der Behälterdeckel eine ungleiche Erstreckung in verschiedene Richtungen aufweist (z. B. rechteckig) oder aber eine in Wesentlichen rotationssymmetrische bzw. vieleckige Erstreckung aufweist. Zusätzlich zu seiner Höhenverstellbarkeit kann der Behälterdeckel ebenso drehbar ausgeführt werden.
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Der maximale Umfang des Behälterdeckels ist kleiner bzw. weist eine geringere Ausdehnung auf, als minimale Innenumfang des Schmelzofens bzw. der Innenraum des Schmelzofens im oberen Bereich der abgenutzten Behälterwandelemente. Ein sich ergebender Spalt zwischen dem Deckel und den abgenutzten Behälterwandelementen kann durch am Rand des Deckels angeordnete Blenden eingestellt werden. Alle geeigneten Formen und technischen Ausführungen von Blenden kommen hierfür in Frage. Da sich die Behälterwandelemente nicht gleichmäßig abnutzen, ist es erforderlich den Abstand zwischen dem Deckel und den abgenutzten Behälterwandelementen zu ermitteln, um die Blenden so nah wie möglich an die abgenutzten Behälterwandelementen heran zu fahren damit eine bestmögliche Abdichtung des Schmelzofeninnenraums gewährleistet werden kann. Die Sensoren können ebenso dazu dienen den Vorschub der Behälterwandelemente zu steuern, um die durch die Abnutzung resultierende Restwanddicke der abgenutzten Behälterwandelementen durch eine veränderte Vorschubgeschwindigkeit und damit den Verbleib der Behälterwandelementen in der Schmelze beeinflussen zu können. Die Blenden können ihrerseits an ihren, den Behälterwandelementen zugewandten Enden Dichtmittel wie Lippen oder Bürsten vorsehen, sodass ein nahtloser Anschluss an die Behälterwandelemente ermöglicht wird. Auch ist es denkbar diese Dichtmittel mit druckempfindlichen Sensoren auszurüsten, sodass die Blenden soweit an die Behälterwandelemente herangefahren werden, bis die druckempfindlichen Sensoren ein Signal abgeben. Dieses Verfahren ist z. B. als Abschaltung oder Einklemmschutz bei Toren bekannt. Es können auch Sensoren vorgesehen werden, die es erlauben die vertikale Position des Deckels in Bezug auf den Großbehälter zu ermitteln. Die Daten der Sensoren können zusammen mit Daten der für den Durchschub der Behälterwandelemente notwendigen Aktuatoren, z. B. Hydraulikdruck, für den Betrieb der thermischen Anlage bzw. des Schmelzofens verwendet werden. Weiterhin können für die Steuerung/Regelung der Gesamtanlage Daten von Sensoren verwendet werden, die in/an den Behälterwandelementen angebracht sind.
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Der Deckel kann zusätzlich mit einer Absaugung versehen werden, der die aus dem verbleibenden Restspalt zwischen den Blenden und den abgenutzten Behälterwandelementen austretenden Stoffe absaugt, wobei die Absaugung mit verschiedenen Abscheidern verbunden sein kann. Die Absaugung kann ebenfalls vorteilhaft beim Abnehmen der abgenutzten Behälterwandelemente verwendet werden, um zu verhindern dass Bruchstücke dieser in die Schmelze gelangen. Ebenso können in der Schmelze entstehender Staub/Gase abgesaugt werden. Anstelle der Absaugung können die Blenden und/oder Dichtmittel auch durch Düsen ersetzt/ergänzt werden, sodass ein Luft- oder Mediumstrom eine Abdichtung des Schmelzofeninnenraums bereitstellt. Durch eine kombinierte oder separate Einblasung eines Mediums kann zusätzliche Energie in den Innenraum gebracht werden. Hierdurch kann das eingebrachte Gemenge vorgewärmt werden und die Tragfähigkeit des Gemengeteppichs erhöht werden, wodurch mehr Gemenge eingebracht werden kann und somit die Schmelzleistung steigt.
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Der Deckel kann weiterhin mit einem Gemengeeinleger versehen sein. Der Gemengeeinleger kann zum einen unterhalb des Deckels, der Schmelze zugewandt angeordnet sein oder die Einbringung der Feststoffe kann durch den Deckel hindurch, vermittels außerhalb des Deckels liegender Vorrichtungen zum Einlegen des Gemenges erfolgen. Wenn der Gemengeeinleger innerhalb des Schmelzraumes liegt kann es vorteilhaft sein, den Gemengeeinleger beim Antempern des Schmelzofens vor der hierdurch entstehenden Hitze durch eine geeignete Vorrichtung zu schützen. Es können mehrere Vorrichtungen zum Gemengeeinlegen am Deckel vorgesehen werden. Auch kann das Gemenge über einen Spalt zwischen Deckelrand und Behälterwandelemente in die Schmelze eingebracht werden. Auf diese Art der Gemengeeinbringung kann der Spalt abgedichtet werden.
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Der Deckel kann ein Gitter aufweisen, welches zwischen einer Unterseite des Deckels und der Schmelze angeordnet ist. Das Gitter kann durch den Deckel eingebrachtes Gemenge in Fall bremsen und durch geeignete Öffnungen ggf. in Verbindung mit einer Rüttelfunktion des Gitters auf den Gemengeteppich verteilen. Das eingebrachte Gemenge fällt damit erst auf das Gitter und von dort aus mit geringer Fallhöhe weiter auf den Gemengeteppich. Daher ist es vorteilhaft, wenn das Gitter einstellbar ausgeführt ist. Weiterhin kann das Gitter so angeordnet werden, dass es ab einer gewissen Dicke des Gemengeteppichs in diesen einwächst und so zur Stabilisierung des Gemengeteppichs beiträgt. Dies ist für den Schmelzvorgang von Vorteil.
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Der Deckel kann auf Grund eines modularen Aufbaus auch während des Betriebes der thermischen Anlage teilweise ausgetauscht bzw. ersetzt werden. Weiterhin können im Deckel Öffnungen für die Kontrolle bzw. den Zugang zum Inneren der thermischen Anlage vorgesehen sein.
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Da es sein kann, dass bei einem Antempern des Schmelzofens noch keine abgenutzten Behälterwandelemente vorliegen, kann der Deckel in der Höhe so verfahren werden, dass er auf die obere Behälterwandelemente aufgesetzt werden kann, bzw. diese oben abdichtet. Wenn dann die obersten, nicht abgenutzten Behälterwandelemente abgenommen werden und abgenutzte Behälterwandelemente als oberste Behälterwandelemente dem Deckel benachbart sind, kann der Deckel in Richtung auf die Schmelze zu in der Höhe verstellt werden und durch die Blenden der größere, aus der Abnutzung der Behälterwandelemente resultierende Spalt wie zuvor beschrieben eingestellt werden.
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Durch den Deckel kann ein Rührwerk hindurchgeführt werden, welches die Schmelze bewegt um eine bessere Durchmischung zu erreichen. Beim Antempern bzw. im Falle einer Revision kann es vorteilhaft ein, dass das Rührwerk durch den Deckel aus dem Schmelzraum zurückgezogen werden kann. Es können mehrere Rührwerke vorgesehen werden.
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Das Rührwerk kann so ausgestaltet sein, dass es verstellbare Rührelemente aufweist, bei denen z. B. die Neigung eines Rührblattes eingestellt werden kann. Das Rührwerk kann so ausgebildet sein, dass vermittels des Rührwerkes ungeschmolzenes Gemenge in den Innenraum eingebracht werden kann. Dies kann über die ganze Länge des Rührwerks erfolgen bzw. über/unter einem vorhandenen Gitter erfolgen. Darüber hinaus können am Rührwerk Vorrichtungen angebracht werden, die eine Gemengeverteilung im Innenraum günstig beeinflussen. Auch kann das Gemenge vermittels des Rührwerks direkt in die Schmelze eingebracht werden. Weiterhin kann das Rührwerk so ausgebildet sein, dass in die Schmelze vermittels des Rührwerkes Energie eingebracht werden kann.
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Der Deckel kann darüber hinaus über Temperatursensoren, sowie Anschlüsse und Kanäle zur Durchleitung eines Kühl- oder Heizmediums verfügen.
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Alle oben genannten Merkmale sind unabhängig voneinander und können wahlweise in einer Ausführungsform kombiniert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Es zeigen:
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1 eine Schnittdarstellung eines Schmelzofens mit einstellbarem Deckel, Einbauten und durchschiebbaren Behälterwandelementen;
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2 eine Schnittdarstellung ähnlich 1 eines Schmelzofens mit einstellbarem Deckel, Einbauten und durchschiebbaren Behälterwandelementen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In 1 ist eine Schnittdarstellung durch einen Schmelzofen S gezeigt. Der untere Teil des Schmelzofens S besteht im Wesentlichen aus Bodenelementen 3 und Behälterwandelementen 4a und 4b. Wobei die mit einer Schmelze 1 und einem Gemengeteppich 2 in Berührung stehenden Behälterwandelementen 4b Abnutzung unterliegen und die von unten nachgeführten Behälterwandelementen 4a neue oder aufbereitete Behälterwandelemente sind, welche in ihrer Ausrichtung im Raum einstellbar vorliegen. Der Vorschub der Behälterwandelemente 4a und 4b wird durch Aktuatoren, in der dargestellten Ausführungsform Hydraulikzylinder 5, erzeugt.
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Ein Deckel 6 deckt den Schmelzofeninnenraum nach oben hin ab. Der Deckel 6 ist über Halterungen 8 höhenverstellbar gehaltert. An den Seiten des Deckels 6 befinden sich einstellbare Blenden 7. Ebenso befinden sich an den Seiten des Deckels 6 Sensoren 9, die einen Abstand zwischen dem Sensor 9 an dem Deckel 6 zu den abgenutzten Behälterwandelementen 4b ermitteln. Der Deckel 6 ist so dimensioniert, dass er sich bis höchstens an nicht abgenutzte Steine 4a heran erstreckt, dargestellt durch Linie A. Wenn sich die Steine abnutzen wird der Spalt größer und kann durch die Blenden 7 geschlossen werden.
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Durch den Deckel 6 tritt ein Rührwerk 10 hindurch, welches die Schmelze 1 nach Bedarf bewegt. Das Rührwerk 10 ist ggf. durch den Deckel rückziehbar um zum Beispiel bei einem Antempern des Schmelzofen S nicht zu stören oder Schaden zu nehmen.
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Weiterhin ist der Deckel 6 mit einem Gemengeeinleger 11 versehen. Dieser bringt das zu schmelzende Festmaterial in den Schmelzofen S ein. Der Gemengeeinleger 11 ist unterhalb des Deckels 6 der Schmelze 1 angeordnet.
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Der Aufbau des Ofens in 2 entspricht im Wesentlichen dem oben beschriebenen, wobei gleiche oder ähnliche Teile mit gleichen Bezugszeichen benannt werden und daher deren Beschreibung hier nicht noch einmal gegeben wird. Bei dem Schmelzofen S in 2 wird zu schmelzendes Gemenge durch die Öffnungen 12 im Deckel 6 in den Schmelzofen 6 eingebracht. Ein im Inneren des Schmelzofens S angeordnetes Gitter 13 kann das durch die Öffnungen eingebrachte Gemenge verteilen und bei anwachsen der Dicke des Gemengeteppichs 2 in diesen einwachsen und so einen Teil seines Gewichts tragen. Das Gitter 13 kann ebenso vertikal so verstellt werden, dass es in den Gemengeteppich 2 eingefahren werden kann. Das Gitter 13 ist einstellbar am Deckel 6 befestigt und kann mit geeigneten Öffnungen vibrierend zur Gemengeverteilung ausgeführt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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