DE1501410A1 - Vorrichtung zur Veraenderung der Temperatur eines im wesentlichen trockenen,pulverfoermigen Werkstoffes - Google Patents

Description

Dr. Ing. E. BfRKENfELu, rqT.n„nw„, ...

vom 7· März i960 HN+ Norn·*An«.. NATIONAL GYPSUM COMPANY

Br. Expl.

Vorrichtung zur Verunderuns der lemperatur eines im wesentlichen trockenen, pulverförmiger! Werkstoffes.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die insbesondere zum Kühlen eines pulver fö mi _oen Merkstoffes sowohl während der Herstellung als auch vor uem Versand ^eei_onet ist. Die Erfindung ist auf vielea Gebieten anwendbar, während sie hier zur Erläuterung in Anwendung bei der Herstellung von Portland-Zement beschrieben werden soll. Bei der Herstellung von Portland-Ze.nent ist das aus extrem feinen Partikeln bestehende Enderzeugnis, wenn es aus der Mühle austritt und zu verschiedenen Ladestationen gelangt, zu heiß zum sofortigen Versand. Diese hohe Temperatur des Enderzeugnisses hat verschiedene Ursachen. Vor allem wird während des Mahlvorganges durch die Zerkleinerung und Pulverisierung der Klinker bei der hierbei auftretenden Umwandlung von mechanischer Energie in Wärme sehr viel wärme freigesetzt. Außerdem sind die Klinker noch sehr heiß, wenn sie gebrochen, gemahlen oder pulverisiert werden. Da das Enderzeugnis pulverförmig ist, ist die Verfügung über diese Wärme überaus schwierig. Diese Wärme bildet die Ursache eines der Probleme, deueu sich die Zementindustrie seit langen Jahren gegenübersieht. Es besteht hier eine Nachfrage nach einer verhältnismäßig einfachen und dennoch wirksamen Kühlvorrichtung, mit der die Temperatur vor der Verteilung des

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Produktes zui.i Verbrauch leicht uac ücliuell üuf aen Raumtemperaturbei-eich !herabgesetzt werden «iann»

wenn die Uuüerst feinen Zeuent-^eötatoiTpai tii.el aus aei' kühle austreten, in der die Klinker zu einem pra/cticch fließfähigen pulvex' zermahlen v/ordeix sind, 1st die Temperatur der Partikel ziemlich hoch. Diese Temperatur lie_ot normalerweise im Bereich νου mindestens J3 bis 120°C (£00 bis 2^0°^)· Da das iinaerzeu^ni^ pulverf öri.d_o ist und aus derart feingemahlenen reststüffpartikeln besteht, uaia dieses Enderzeugnis eine nahezu fließfähig nasse bildet, schließen bei;.. Versuen zu;., x'ranLi-ort diesel' Hasse Iu aieseni Zustand deren Eigenschaften eine itühlun^ derselben mit natürlichen Verfahren praktisch aus, .;enn man von denjeniben Volumen ab^ieiit, die sehr nahe an der ot;erflLche aes behlilters lie_oen, in den <uie Masse eingebracht wiiu· ratdlicMich naben Versuche ^ezei_ot, da;ö seibot nach lanzen La,, erzeiten in extre.n »».alter ,vitterun^ die Temperatur ues _c el alerten Erzeugnisses überall dort, wo sich dieses Erzeugnis i.ehr als einige Zentimeter von aer Wand des Lagerbehalters entfernt befindet, nüuX'i^ auf ψ einer Höhe bleibt, die sich nur urn etwa 3 C (3°P) voa der urspx'ü^glichen iiinla^erun^steir.peratur unterscheidet. Dies ist aus verschiedenen Gründen unerwünscht·

Vor allem ist der heiße Werkstoff für den Handwerker anläßlich seiner Mischung mit Wasser im Hoch- oder straßenbau schwierig zu verarbeiten· Da das Erzeugnis bei der La₀erung sehr heiß bleibt, besteht affenbar außerdem die Gefahr, daß es das Wasser, mit dem es gemischt wird, wesentlich erwärmt oder gar verdampft oder zum Kochen bringt· Es handelt sich hierbei um die Erscheinung,

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ule oll _,e,.ieiii uLü Ilyurationswäi-me begannt ist. Die J?ol₀e ibt, uai viel wiccnwasser verdampft und der ij'euehtiLkei'tSoeh&lt der i-iischun_o aehr vuiiiert« \,ci.n ::.an alsu nicht besondere ^nsti'enun^en zu:;i Ausfielen ciei' Teuipei'atur des Erzeugnisses zum Ze.it/pual.t seiaei Hischuaj; mit dem ,/acser Uiid den Zu^chla^sctoll'en unterniiiiint, ευ i;än^t offenbar die Ti'ockiiunoSoeaiiwindii;,-,.eifc in erster Linie ^eIt₁ ,ehenct von der Temperatur des Kvze\i_u aicses ab, üa diese Tömpei'atur eine veriüiderlielie (Jröbe ist, ,ibt es iLeiüüii tdcliei-ea wc_b zur Festle^ua^ dei· Erhärtun_oszeit· neun ein ze.neiit_oemiiich zu sclaiell trocknet, ergibt eicn ein

bröcx-eLi_oes und brüclii_oes Lndpi'odulct. Dei-ai-ti^e Massen sind M

für Bau- und straiioni;.onstru..tionen iiioht brauchbar, v/eil sie ν or tJLIe₁H durch das zu sciiiielle Erhärten keine Lenü^ende i?'esti_;ji.eit ex'lan^.en.

Die Iiiuuotrie ist diuiui- seit vielen Jaia-en bestrebt, ein Gerat zu schaffen, wit clei.i eine v.'ii-ksai.te Kühlung der sich wie eine Flüesijj'-Git verlialtenden, fein.-emah.'.enea Zei.ientpartiKel eri'eicht werden kann, um dauurch die Verai'beitun^, von Zement besser steuern zu können.

iniichtib ist, dali eine solche Kühlvorrichtung, die zwangsläufig eine Art Wärmeaustauscher darstellt, ziemlich kompakt und leistungsfähig ist, so daß der Gesamtpreis des Zementes auf dein Max'i^t nicht unzuträglich hoch wird. Aus diesem Grunde muß auch der Raumbedarf und der Bedienungsaufwand bei einer solchen Kühlvorrichtung niedrig gehalten werden.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Konstruktion zum Kühlen

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fein zerteilter, sich wie eine Flüssigkeit verhaltender, pulverförmiger Feststoffe, wobei erreicht werden soll, daß das aus der Kühlvorrichtung austretende Enderzeugnis leicht zu handhaben und auf eine Temperatur gebracht worden ist, die zur späteren Verarbeitung im allgemeinen besser geeignet ist, insbesondere wenn "bei der Verarbeitung eine Mischung mit Wasser vorgenommen wird. Um dieses zu erreichen, weist die vorliegende Vorrichtung einen ,Behälter oder eine Kammer auf, in die die fein zerteilten Zementpartikel etwa mit der Temperatur eingeführt werden, mit der sie aus der Klinkermühle entnommen werden. Bei der Einführung in den Kühlmechanismus werden die fein zerteilten Feststoffpartikel durch Luftzufuhr in einen ötrömungszustand gebracht. Die Luftzufuhr ermöglicht auch eine im allgemeinen gleichförmige Fließgeschwindigkeit der Partikel in und durch die Kühlvorrichtung.

ijach ihrem Eintritt in die Kühlvorrichtung werden die Partikel auf einem mehr oder weniger serpentlnenförmigen Weg abwärts und aufwärts an Kühlplatten entlang bewegt, die als Wärmeaustauscher wirken. Diese Platten entziehen der fließfähigen, pulverförmigen Masse Wärme und kühlen diese Masse daher bei ihrem Durchgang durch die Vorrichtung ab. Die Vorrichtung weist im allgemeinen eine Reihe von Leitwäxiden oder Kühlplatten auf, durch die ein flüssiges Kühlmittel in einem geschlossenen Kanal geführt witi· Die strömende Zementmasse passiert die Wärmeaustauscher oder Leitwände in einer Richtung vor allem unter der Wirkung der Schwerkraft und ο einem Belüftungsdruck an einem Teil der Kühlvorrichtung, der

niedriger ist als der Druck dort, wo die strömende Zementmasse

^ zuerst mit der Leitwand in Berührung kommt· Nachdem die strömende

«ρ Zementmasse in einer Richtung an den Wärmeaustauschwänden vorbei-ο gewandert ist, gelangt sie in den Einfluß eines die Zirkulation lenkenden Gasdruckes (normalerweise in Form von Drucklufteinläcsen^

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der die Strömungsrichtung der pulverförmigen Masse umkehrt und folglieh die Strömung nach oben oder in entgegengesetzter Richtung an anderen wärmeaustausoherteilen vorbeiführt· Diese abwärts-und aufwärtsgerichtete Führung der strömenden Masse wiederholt eich in einer gewissen Anzahl von Stufen. Nach einer bestimmten Anzahl von Durchrangen des pulverförmigen Materials an den järmeaustausohern oder gekühlten Leitwänden vorbei wird das gekühlte Material schließlich an einer Auslaßöffnung ausgestoßen·

Durch die hin« und hergehende Führung der wie eine Flüssigkeit strömenden Partikel wird eine verhältnismäßig lange Berührungszeit zwischen den Partikeln und bestimmten wärmeaustausoherflachen erreicht. Dadurch wird ein besonders wirksames Verfahren zum Entzug von Wärme aus den strömenden Feststoffen durch Absorption der Wärme in die Wärmeaustauscher oder Leitwände geschaffen. Die Wärmeaustauscher oder Leitwände, die im allgemeinen die Gestalt einer Reihe von plattenartigen Elementen haben, sind alle etv/a so breit wie das Gehäuse oder die Kühlkammer. Sie unterteilen das Gehäuse in eine Reihe voneinander getrennter Abteilungen» In jeder Leitwand oder wirmeaustauscherplatte sind rohrförmige Kiemente angeordnet, durch die ein Kühlmittelkreislauf geführt werden kann.

Wegen der Gestalt der Teile wandert das zirkulierende Kühlmittel, das vorzugsweise wasser ist, durch jede -,/and in einem im wesentlichen abwärts-und aufwärtsgerichteten, serpor.tinenförmigen Weg, so daß die erhitzten und sich wie eiae otrömung verhaltenden, durch die Vorrichtung hindurchtretenden Partikel mit L-'LUchen Ln Berührung kommen, elLe durch den Kühlflüsslgl-eits-

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kreislauf gekühlt werden. Die strömenden Partikel wandern in der Kühlvorrichtung von Abteilung zu Abteilung vorwärts und 'die Teinperaturdifferenz zwischen dejtf Kühlflüssigkeit und den Partikeln wird dabei immer kleiner, biß an der Ausstoßungsstelle die gewünschte Kühlung stattgefunden hat· Die Kühlflüssigkeit kann mit irgendeiner gewünschten Temperatur eingeführt und erforderlichenfalls irgendeinem gewünschtem Umfang unterkühlt werden, damit eine ausreichende Temperaturdifferenz zwischen dem ankommenden Werkstoff und dem Kühlmittel vorhanden ist.

^ Das Kühlmittel kann durch alle warmeaustausoherplatten entweder parallel oder in Serie/i hindurchtreten. Bei einer parallelen Durchströmung der Platten wird eine größere Kühlung pro Flächeneinheit der Kühlflache erzielt, wenn jedoch sparsam mit dem Kühlwasser umgegangen werden muß, ist eine serienweise Durchströmung der Kühlplatten irn Gegenstromprinzip zu bevorzugen.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wurde in der bisherigen Beschreibung als Kühlvorrichtung bezeichnet. Selbstverständlich könnte man die Vorrichtung in einem arideren Anwendungsfall auch ψ zum Erwärmen einer pulverförmiger, fließfähigen Kasse verwenden und in diesem j?'alle würde man durch die V/Urmeauetauscher statt ues Kühlmittels ein Heizmittel leiten.

In den beiliegenden Zeichnungen 1st eine bevoi-^u^te Au cf Uh rungsform einer Kühlvorrichtung __;er:.a;.> der Erfindung schematisch dargestellt.

FId · 1 zei'st eine jeitenanslcht der ülli.eneLi.tm Ausfürtruugsi'orm der hier' zu be r; oh ru I bonden K-ihLvorrLohtun.;..

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Fi^. 2 zeigt in einer Draufsicht auf die Kühlvorrichtung insbesondere die Art der Einführung und Entnahme der sich wie eine Strömung verhaltenden Zementpartikel hinsichtlich des Kühlmittels.

FiL. 3 zeigt einen Vertikalschnitt im wesentlichen nach, der Linie 3-3 in Fig. 2, wobei in dieser Figur der ütrömungsweg der Zenientpax'tikel schematisch dargestellt ist.

Fi_u. '"' zeigt in größerer Darstellung einen Schnitt nach der Linie k-k in Fig. 3* wobei die Pfeile die Blickrichtung angeben und diejje Fiijur einen Teil dec Endes der Kühleinrichtung zeigt.

Fi£· 5 ist ein üchnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 3» der den 3tröinungswejj des Kühlmittels durcl: eine der V/ürneaustauscherviände darstellt.

6 zeiijt in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht der Wärmeaustauschwand gemäß Fig. 5 den Strömungsweg dee _Λ Kühlmittels durch diese Wand.

Fig. 7 ist eine größere Darstellung der Lufteinlaßteile zur Erzeugung einer zirkulierenden strömung, wobei die hler dargestellten Teile dazu dienen, den pulverföraiigen Werkstoff zwischen die LeiVwUnde oder Wärmeaustauscher zu lenken»

Fig. d Ist eine perspektivische Darstellung eines Teiles des Inneren der Kühlkammer, wobei diese Figur die allgemeine Anordnung der LeitwUude oder wärmeaustauschplatten zeigt.

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Die Figuren zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei in ij'ig· 1 in üblicherweise die Kühlkammer 11 in Seitenansicht dargestellt ist· Diese Kammer besteht allgemein aus einem liechteckkörper, in den die fein zerteilten, sich wie eine Flüssig-'keit verhaltenden Zernentpartikel durch die Leitung oder den Einlaßkanal 12 in Richtung des dargestellten Pfeiles eintreten. Im folgenden wird noch erläutert, daß die fein zerteilten Zementpartikel durch die Kühlkammer 11 auf aufwärts- und abwärtsgerichteten wegen an zahlreichen Leitwänden und wärmeaustauscherplatten oder Trennwänden entlangwandern· Nach der Kühlung werden die Parti&el schlieiclich in Richtung des dargestellten Pfeilen durch den Auslad Ij5 ausgestoßen.

Die aus der Kühlkammer aurch den auslaß \J> austretende strömung fein zerteilter Zementpartikel wird dann in irgendeine Anlage, beispielsweise einen Transportwagen oder einen Förderer oder irgendeine andere geeignete Einrichtung gegeben, die geeignet ist, die Zernentpartikel an einen Lager- oder Versandort zu transportieren. Die Kühlkammer 11 wird vorzugsweise von Metallwänden gebildet, die auf irgendeine gewünschte Art miteinander fest verbunden sind; keine der Verbindungsmöglichkeiten ist dargestellt. Es genügt hier festzustellen, daß die Kühlkammer auf ihrem Boden Ik steht, der selbst wiederum auf irgendeiner geeigneten Unterlage, etwa einem Boden oder einer Plattform, steht.

Der obere Teil der Kammer 11 weist eine Anzahl von Entlüftungsrohren auf, von denen zur Vereinfachung der Darstellung nur eines bei 15 dargestellt ist.

Die Kühlkammer ist normalerweise in mehrere, voneinander ge-

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trennte Abteilungen unterteilt, was aus der noch folgenden Erläuterung der Fig· 5 besonders deutlich wird. Üblicherweise sieht man eine Entlüftung vorzugsweise in jeder der Abteilungen vor. Desgleichen sind in der seitenwand der Kaminer 11 eine Anzahl Inspektionsöffnung!! oder Sichtfenster 16 dargestellt. Diese sollen insbesondere während des Kühlvorganges die Überwachung ües Kammerinneren erleichtern. In der Praxis ist es häufig er« 7/ünscht, einige dieser Inspektionsöffnungen wegzulassen; die hier gegebene Darstellung dient insofern nur zur Erläuterung.

Bei 2G sind mehrere poröse Metallrohre dargestellt, die quer Λ durch die Kammer 11 verlaufen. Diese Rohre sind an eine Druei-:- luftquelle angeschlossen, welche mit nicht zu hohem überdruck betrieben wird, so daß durch die Rohre ein Zirkulationsluftsfci'o.ü in die Anlage eingeleitet wird. Unterhalb der porösen Rohre 20 und seitlich gegenüber diesen versetzt sind weitere Rohre angeordnet, die desgleichen einen Luftstrom austreten lasseü. Diese Rohre sind in den Zeichnungen mit 22 bezeichnet. Die Rohre 22 weisen beispielsweise mehrere im Abstand voneinander und in Reihe angeordnete Öffnungen 2^ auf, wobei diese üffnungsreihe in Längsrichtung des Rohres verläuft (das heißt ™ quer sur Breite eier Kammer). Die Rohre 22 sind in einem geeigneten Lagerteil 24 gehaltert, das durcu Schweißung oder auf andere weise an einem Lagerarn» 2-j befestigt ist. Die Lagerarme sind Z^eoiuaLuiiig in der Seitenwand der Kühlkammer oder am Ende bestimmter Leitplatten oder Leitwände befestigt. Bei einer Ausi'ühruLgsform der Kühlvorrichtung weisen die Rohre 22 Luftaus-Ia..'öffnungen auf, die jeweils etwa 2,32 mm Durchmesser 0/~52 inen) liau einen Abstand von 12,7 mm (l/<- inch) voneinander haben, .%-obei niLf uii.e eLi^tLiiö üfL'nungsreihe angeordnet ist. Das um die hotire

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herum angeordnete äußere Hüllrohr 2h weist vor den Öffnungen 23 vorzugsweise einen offenen Teil auf. Die Rohre und deren öffnungen sind derart angeordnet, daß die Öffnungen zweier benachbarter Innenrohre (siehe insbesondere Fig· 7) um etwa JO gegeneinander versetzt sind und daß die zwei aus diesen Öffnungen 23 austretenden Luftströme sich etwa in der Mitte desjenigen Abschnittes der Kammer 11 schneiden, dem die Rohre 22 zugeordnet sindj der Grund hierfür wird weiter unten noch erläutert.

Etwas über dem Boden 14 der Kammer ist eine schicht 27 auc luftdurchlässigem Werkstoff angeordnet, und unter dieser Schicht 27 ist ein Hohlraum 29 vorgesehen, der an ein Lufteinlaßrohr 2b angeschlossen 1st, so daß die vom Rohr· 28 in den Hohlraum 2j eintretende Luft durch die schicht 27 hindurch in die eigentliche Kühlkammer eintreten kann. Die in den Hohlraum 2y eintretende Luft steht unter so hohem Überdruck, ^riai3 der durch die Ei nl a/v öffnung 12 eintretende Zement sich nicht a;a Boden der Kammer 11 absetzen kann. Gleichzeitig bewirbt diese Luft eine aufwärtsgerichtete Luftströmung zuu oberen Ende der Kammer und dem Entlüftungsabschnitt.

aus Pig· 3 erkennt man, daß das Innere der Kammer 11 in mehrere, voneinander getrennte Abschnitte unterteilt ist, die achematiseh mit 30, yi, 32 und 33 bezeichnet sind, wobei eier durch den Einlaß 12 eintretende Zement in einen weiteren, gesonderten ab-

*° schnitt 35 gelangt. Die verschiedenen Abschnitte der Kammer sind ο

^ durch Leitwände oder ',/ärmeaus tauscherplatten voneinander _öe~ ir- trennt, wobei aie Anordnung dieser Leitwände bei benachbarten ο abschnitten zur Erliluterun_o besonders deutlich aus den Figuren "-* 3 und 6 zu ersehen ist. im rechten Teil der fig. 3 ist zu ernennen, ctaii die dui'oh cit;;i Ivlnlai;' 12 eintrei.v.inden, i'eia zert'.u.Lx-

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ten Zementfeststoffpartikel durch eine Leitwand 36 im Abschnitt 5^vj gehalten weiden. ULe Leitwand oder Wärmeaustauschertafel ist am Deckel J57 der Kammer 11 befestigt. Sie erstreckt sich in der Kaii.iaor nach unten und endigt in einem gewissen Abstand über der luftdurchlüaigen Bodenplatte 27. Die Leitwand oder Wärmeauctauschertafel ^G ist befestigt an und ruht auf dem Lagerelement der Platte 2}j (siehe Fig. 7), welches das oberste Rohr 22 festhält. Die Platte verschließt den Abschnitt und verhindert dadurch eine Kurzschlußströinung des Werkstoffes.

Han erkennt, dau die Leitwand oder Wurmeaustauscherplatte J>6 neben dem Einlai3 12 einen gesonderten Abschnitt yj> schafft, in dem die fein zerteilten zementpartikel abwärts in Richtung auf die luft- oder gasdurchlässige Schicht 27 fließen. Die Strömung wird weiter unten noch vreiter erörtert, hier mag es genügen festzustellen, daii in dem benachbarten 111 jJO der Kühlkammer eine weitere Leitwand odei¹ wärmeaustauschplatte J5Ö angeordnet ist, ciie den Abschnitt j5O vom Abschnitt Jl in ähnlicher Weise trennt. Die Leitwand oder Wärmeaustauschtafel >J erstreckt sich desgleichen quer durch die Kammer 11 und nach oben bis zu einer Kante jjy, die etwa in Höhe der Unterkante des Einlasses 12 liegt, obwohl diese Höhenlage in gewissem Umfang verändert v/erden kann· Nach Wunsch kann diese überkante höher liegen, dann ißt jedoch ein entsprechend größeres Luftvolumen höheren Druckes erforderlich, um den pulverföriuigen Werkstoff auf die höhere Ebene zu fördern.

Zwischen den Wärnieaus tauscher-Leitwänden 56 und 58 sind zu-

sätzliche Leit- oder Wärmeaustauschplatten 40 und 41 (oder auf Q Wunsch auch mehr) angeordnet. Diese Platten sind am Deckel 37 aufgehängt und 'erstrecken sich in der Kammer nach unten, wobei

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ihre Unterkanten 42 und 43 (siehe insbesondere Fig. 3 und 8) etwas über dem untersten Teil der Wärmeaustausoherplatte 36 liegen. Die Oberkanten 44 und 45 der Leit- oder wärmeaustausohplatten 40 und 41 liegen etwas unter der Oberkante 39 der Leitoder wärmeaustauschplatte 38. Dadurch werden die hydraulischen Drücke in allen nach oben gerichteten Kanälen im Aufwärtsabschnitt ausgeglichen.

Die Leit- oder Wärmeauetauschplatten 3&, ^O und 41 sind wie die Platte 36 am Deckel 37 der Kammer aufgehängt, wobei diese

^ Platten jedoch nur an ihren Außenkanten durch geeignete stabartige Glieder 47 gehaltert v/erden. Diese Glieder 47 können die Zu- und Ableitungsrohre für die Kühlflüssigkeit in die bzw. aus den Rohrschlangen der Leit- oder Wärmeaustauschplatten sein. Die Wärmeaustausch- oder Leitplatten 3° erstrecken sich jedoch bis zum unteren Ende der Kammer und bis in einen Bereich unmittelbar über der luftdurchlässigen Platte 27. Die in die Kammer eintretenden Zementfeststoffpartikel wandern zunächst zwischen der Innenseite der Wand der Kammer 11 und der rechten Seite der Leit- oder Uärmeaustauschplatte 36 (in Fig· 3 be-

ψ trachtet) abwärts. Nachdem der Zement so weit nach unten gewandert ist und im wesentlichen den untersten Teil des Abschnittes 35 erreicht hat, kommt er in den Einfluß eines Luftstrornes, der vom Rohr 49 ausgeht und im wesentlichen in Richtung auf das unmittelbar links rieben diesem Rohr liegende Rohr 22 verläuft. co

«o Die bereits beschriebenen Rohre 22 haben eine in Längsrichtung 00

^ verlaufende Reihe von Öffnungen und erzeugen eine Luftströmung,

_o wozu diese Rohre mit den Anschlüssen 51 und 52 an eine Drucken

-» luftquelle angeschlossen sind; die Luftströmungen der Rohre ο

sind so gerichtet, daß sie sich im Inneren des Abschnittes

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in einer Ebene schneiden oder kreuzen, die etwas unter der Ebene liegt, in der die öffnungen ²3 des oberen Rohres 22 liefen, und etwas über derjenigen Ebene, in der die Öffnungen des unteren Rohres 22 liegen. Durch diese Anordnung wird ein Sog im Abschnitt 35 und ein Druck im Abschnitt 30 erzeugt· Die Vorwärtsbewegung des pulverförmiger! Zementwerkstoffes durch die Kühlvorrichtung wird dadurch erleichtert· Besonders wichtig und vorteilhaft ist eine einer freien Strömung widerstehende Winkelgeometrie und Partikelt,rößenverteilung des Zementwerkstoffes. Unter der Wirkung des im Abschnitt 35 durch diese Luftströmung erzeugten Unterdruokes und der aufwärtsgerichteten Luftströmung durch den Abschnitt JQ, m die noch durch die durch die porösen Rohre 20 nach außen strömende Luftströmung unterstützt wird, folgt der pulverförmige Werkstoff diesem 3trömungsweg. In die Rohre 20 wird Luft durch zwei Lufteinlaiiöffnungen eingeführt, die schematisch bei 53 und 5¹* dargestellt/; Die nach oben in Bichtung auf den Kainmerdeokel 37 gerichtete Luftströmung, die von der durch die Rohre 22 erzeugten Strömung unterstützt wird, ist stark ^enug, um die pulverfönuigeu Zementpartikel nach oben zu treiben· Bei dieser Bewegung streichen die Pulverpartikel beiderseits der Wäriiieaustauschplatten 4o und KX. sov/ie auf der rechten Seite der Wärmeaustausch- oder Leitplatte 38 \ und links von der Wärmeaustausch- und Leitplatte 36 entlang, die innerhalb des Absclinittes 30 liegen oder diesen begrenzen. Insbesondere aus der Darstellung in den Figuren 3 und 8 ist zu erkennen, daß die Zementpartikel bei dieser Bewe_wun_fa mit den Leitoder αilirateaustauschplatten auf einer verhältnismäßig langen Strecke iii Berührung kommen.

Die Figuren 5 und 6 zeigen zur Erläuterung die wärmeaustausch- oder LeLtjjUttte J)O und es 1^t zu erkennen, ..ie deren Oberflächen mit den

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in die Kammer 11 eintretenden und in eixier Richtung an den Platten entlan^ sich bewegenden, fein uenifcLlenen partikelxi in Berührung kommen· L»ie übrigen LeIt- oder Wäraieaustauschplatten haben den gleichen Aufbau. Ferner i'st zu erkennen, daü die Zementpartikel sich beiderseits der Leit- oder Wänneaustaueohplatten in entgegengesetzten Richtungen an diesen Platten entlang bewegen, wenn die Leit- oder wärmeaustausohplattexi als Begrenzungswände für die einzelnexi Abschnitte der Kammer 11 dienen·

In der Leit- oder Wärmeaustauschplatte Jo - so wie in allen ^ anderen WäriiieciustauBehplatten - ist ein rohrfönniger Kanal 59

ausgebildet, durch den eine Kühlflüssigkeit geleitet werden kann· Im dargestellten Ausführungsbeispiel tritt die Kühlflüssigkeit über ein Einlaürohr oO in die aohrschlan₀e 59 ein uxid wird aus dieser über ein Auslaörohr 61 abgeleitet. Insbesondere aus Fig· 6 ist zu erkennen, daß der rohrförmig© Kanal 53 einen schlangenlinienförinigen oder serpentinenförmigen Verlauf nimmt, um so den größtmöglichen KühlefföKt auf die Platte zu erzielen. Der ununterbrochene, serpentinenförmieie Verlauf eignet sich besonders zur Leitung des Kühlmittels durch die Leit-ader wärmeaustauscher·· " platten. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Anordnungen durchführbar, das heißt der Kanal 59 kann z. B. auch aus parallel verlaufenden Rohrei* oder aus 'Rohren bestehen, die an verschiedenen Stellen mit Sammelleitungen in Verbindung stehen, oder der Kühl-

_β mittelkanal kann zick-zack-förmigen Verlauf oder auch viele andere

«ο Formen haben. Das hier erörterte Ausführungsbeispiel dient in

*- sofern nur zur Erläuteruxig einer derzeit bevorzugten Ausführungs- *^ form.

Durch al« Zirkulation des KUnlmltteis in. hor.r ^j wirä aie wetallpLatit: ;.i ".» hX- t'.-Mh, i i" Uat-. ,.,, L fc i ?,:'.<'. α Ί r ί . .;! r\: a ,.'Gr. Uli; l,c ι ";;. i'Ua_L-, ues

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iein _oei.iahleneu Zementpulvers oder eines anderen in der Vorrichtung behandelten Werkstoffes mit der Außenseite der Leit- oder wUrmeaustauschplatte 36 die Platte und das durch die Rohrschlange -^j hindurchfliegende Kühlmittel erwärmt. In bekannter ^eiise bewirkt hierbei der Temperaturunterschied zwischen dem ijuiverfonaiven zement und der Leit- oder Warmeaustauscnplatte eine Kühlung des Zementes und eine Erwärmung des Kühlmittels in der warmeaustauscnplatte. Die Zirkulation des Kühlmittels ist j3doch derart, da£ das neu durch das Rohr 6o eintretende Kühlmittel ii.i kältesten Zustand gehalten wird, während das durch den Auslai3 öl abfließende Kühlmittel sich im wärmsten Zustand befindet.

Die Verhaltnisse in den übrigen Teilen der Kühlvorrichtung gleichen im wesentlichen den hier beschriebenen Verhältnissen. Es genügt daher festzustellen, daß der sitti durch den Abschnitt 30 aufwärtsbewegende, teilweise abgekühlte, pulverförmige Zement (oder irgendein anderer, in der Vorrichtung behandelter pulverförmiger Feststoff) ^ber die Kante yj der Leit- oder Wärmeaustuuschplatte 38 hinweg im bereich 37 zwischen der linken Seite der Leitwand 33 und uer rechten Seite der Wärmeaustausch- oder % Leitplatte 03 nach unten wandert, wobei die Leit- oder Wärmeaustauschplatte O^ konstruktiv und funktionell im wesentlichen der Leit- oder wärmeaustauschplatte J6 entspricht. Nach Erreichen des untersten Teiles der Leit- oder Wärmeaustauschplatte 63 wiederholt sich in den übrigen Abschnitten 31, 32 und 33 der Kammer 11 der bereits beschriebene Vorgang.

Zur Erleichterung den Verständnisses der jirfincLunß und zur Vermeidung von Wiederholun_toen sind die im Zusammenhang ii.it dem

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Abschnitt 30 bereits er ν/ahnt en und erläuterten Teile der Vorrichtung im Abschnitt yi aiit gleichen Bezugszeichen unter Hinzufüguug eines Apostropn und irn Abschnitt yc wiederum mit gleichen Bezugs zeichen unter Hinzufügung eines Anführungsstrichs gekennzeichnet, liach Belieben können im Deckel 37 £ntiüftun_osüffnungen vorgesehen sein. Desgleichen κ.ϋηηβη gemiiij der schtsaiatischen Darstelluxi_o insbesondere durch die Öffnungen Gk in Fi&· el Inspektionsöffnun^en vorzusehen sein, wobei selbstverständlich die Anzahl und die La^t diesel¹ öffnungen im Belieben des Konstrukteurs steht. Die zuleitung zu den verschiedenen Kühlmittel-Echlari£,en 59 i^ den WUruieaustauschplatten kann zur Steuerung der eintretenden Külil:.iittelrnenüe mit irgendeinem ^eei^neten Ventil versehen sein; in Fi^. 2 ist beispielsweise in den Verbindungsrohren OO zwiiicnen der Sammelleitung 62 und den Kühlschlangen i?9 jeweils eixi Ventil 6t> angeordnet. Die Auslaßleitunt;en 61 führen in eine Sammelleitung 66, über die das aus den wärmeaustauschplatten austretende Kühlmittel abgeleitet wird.

Die folgenden An_oabeu ulenen nur zur Erläuterung der Erfindung nicht aber zur Ab^renzunt.; derselben hinsichtlich der Art der verwendeten Konstruktionselemente, Materialien und Abmessungen. Der Hauptkörper der Kammer 11 kann aus einer ziemlich schwer/ien Stahlplatte mit einer Dicke von ö,^5 mrn (1/4 inch) hergestellt sein. Desgleichen kann uer Deckel 37 ^ai*s einer Stahlplatte gleicher Dicke oder auch etwas größerer Dicke bestehen, da dieser Deckel 37 die Leit- oder wärmeaustauschplatten trägt. Die Seitenwände der Kammer sind an ihrem oberen Rand auf irgendeine beliebige Weise, beispielsweise mit Winkeln oder dergleichen, befestigt, so daß eine im weeentlichen dichte und erforderlichenfalls eine verschweißte Kammer entsteht» Die Rohre 20 bestehen

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vorzugsweise aus porösen Rohren aus rostfreiem Stahl, zur Lagerung dieser Rohre dienen vorzugsweise irgendwie gestaltete Kupplungselemente, beispe^lsweise aus Schndedestahl.

Während die Leit- oder wärmeaustauachplatten am Deckel 37 aufgehängt sind, sind ihre seitenkanten in Führungen 73 angeordnet, die aus an der Seitenwand der Kammer befestigten U-förinic>en Nuten uestehen. Die beispielsweise bei "Jk dargestellten Seitenkanten eier Leit- oder Wäruieaustauschplatten werden dann in diesen U-förmigen Nuten angeordnet, so daü sie tiefen seitlich auf die Platten wirkende Kräfte festgehalten sind. Die Leit- oder Wärme- ™ austauschplatten werden von den Führungen 73 normalerweise in einem geringen Abstand von der Kammerwand gehalten, so daü sie zur Reinigung leicht herausgenommen werden können und ein gewisser Spielraum für eine Wärmedehnung während des Kühlvorganges verbleibt. Geeignete, vorzugsweise an ort und Stelle geschweißte Zugstäbe halten die Seitenglieder starr zueinander fest und verhindern eine Relativbewegung.

Das Kühlmittel wird normalerweise durch ein Einlaßrohr 62 zu- λ geführt, das eine Sammelleitung für die zahlreichen Anschlüsse der Kühlleitungen in den verschiedenen wärmeaustauschplatten bildet· Für die Einlaii- und Auslaßsammelleltungen 62 und 63 können irgendwelche geeigneten Rohrgrößen verwendet werden, es hat sich jedoch bei einer Ausführungsform als zweckmäßig er-

*? wiesen, ein Einlaßrohr mit 7*62 cm (3 inoh) Durohmesser und ^ ein Auslaßrohr mit 10,Io cm (4 inch) Durchmesser zur Erzielung

^ vorzüglicher Ergebnisse zu verwenden. Bei einer anderen Arbeitso

^m weise kann die Kühlkammer so ausgebildet sein, daß die die Kammerabschnitte voneinander trennenden Leit- oder Wärmeaustauschplatten etwa die Plat 36, eine senkrechte Länge von etwa 3,2 ni (10 1/2

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feet) haben, und in diesem Falle können die kurzen ivärmeaustauschplatten 40 und 41 mit ihrer Unterkante 42 und 43 etwa 76 cm (2 1/2 feet) über dem untersten Teil der Leitwand ^6 liefen. Diese Platten 40 und 41 endigen an ihrem obigen Ende vorzugsweise etwa öl cu (2 feet) unter der Deckelplatte 37 der Kühllcaiiimer. Die Leit- und wuruieaustauschwand ys hin^ejen erstreckt sich vom untersten Teil der Kammer 11 nach oben und endigt 46 cm (1,5 feet) unter dem Deckel 37 der Kammer. Jer Abstand zwischen den ./ärmeaustauschplatten 4o und 41 oder· zwischen den Platten 40 und Jo oder zwischen den platten 41 und $> Le- ^ trä^t normalerweise etv:u 7,ύ2 cm (3 inch), wlliirend der Abstand zwischen der Wand der kammer 11 und der Leit- und wüiueauotaukchplatte 3ό vorzugsweise etwa 30,5 cm (1 foot) und der Abstand zwischen den Leit- und wUri.-eaustauschplatten 3Ö und ojj, der den Kammerabschnitt OJ bildet, etwa 1^#2 cm (6 inch) beträft»

Diese Abmessungen und Abstünde können in vielfacher Hinsicht verändert werden, ohne damit den Rahmen der Erfindung oder den Erfindun^sfeedanken zu verlassen. Desgleichen können in der Kühlkammer verschiedene Beleuchtun^sarrnaturen zur überwachung des " Vor^an^es vorgesehen sein, wobei diese Armaturen vorzugsweise

am Deckel yi aufgehängt oder an diesem befestigt sind. Das Zement pulver strömt zwischen der (in i?lg.3llnken) Kammerwand 11 und den inneren Leitwänden und den drei diesen unmittelbar benachbarten inneren Leitwänden nach oben. Viele und verschiedene Ab_o Wandlungen können an anderen Teilen vorgenommen werden und es

oo jst selbstverständlich, da3 auf derartige Änderungen nach Belieben *"* zurückgegriffen werden kann. Bei der hier beschriebenen KUhI- ^ vorrichtung verwendet man üblicherweise auf der Einlaßseite der

ο . Rohre oder Leitungen eirien Gebläseluftdruck in der Größenordnung

von 0,35 bis 0,7 kg/cm (5 bis 10 p.s.i.). Der durch die Einlaß-

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öf fnun _ IL einti-e'unde fein i;eniahlene r.e;.ient let normalerweise co weit _:e.nahlen, ί&.'~ er eine maximale r&rti cel<_,rö2e von etwa 4^;» i-ιΓ ron hat, ob.-oM auch diese „n_oabe in keiner icise zur ,.ο._re:..JiLI₁J; der ^ri'iudiuiis dient.

;·ΐε v.'urüe ober, bereits uiitoef Uhi't, rt^i; irgendein b Ki';hL..dttel auich die Samuielleitu.i_o jL u:..] die n.ii-chl ;f'leivunt_.en .,j in Uie K'-UilLchlun^en i,·,' L.t-leite'0 und ;bei· die AnGchlu.?xfcitun .en ■Λ uuu uOi.1 nUslaiii.-.a.ii.iiijLer .'>6 v/ieüer ub^eiiuu't i-.exvien /.aa... Aui' lieau „ei^e e;iH>ve:.L ein _Oeccnlossenei- jtx'üinun^b^e^. für daL L, düii ,/.■ii\.ie„lieaei"ii ötröi.iende Kühlmittel. Eine ^ute ^".hlunj ;;ii'u daäuroh üx-reiciit, dutj (.lg LUhliidttel verhältnis!.'.:. i ^ schnell cui'cii 'lie !''ii'lPchi-cin^fcii l'.J strömu, und obwohl die xeiuperutui· cei üiiit/i'etci.üen pulvei'iöi'.ai^en Gutet verrulltnisni'i^i^ ' oük ist, ist die Te..;i-eraturatidei"inj deü Kühlmittels l.n jiaui.i zv»ifccho:i ^en Zi- £:&iii3chlüsjseu "⁵O uau den Mbleituuccanschlth-Len Sl vei'hillij nied ri^.

Die hiev beschriebene Vorrichtung wire ::iit iiirex¹ Zuleitung oder ihi-eai Einlaukanal IZ noriiialerweise unmittelbar hinter einem (nicht r,ar_oesteliten) Hetailversohlui3 auf der Zufuhrseite a schlossen, so daß unter bestimmten Umstanden diejer Vei-schluß die Zufuhr des pulverförmi_oen Werks eoffes unterbrechen kann, der dann nach belieben abgeleitet wird. Andererseits kann ein ähnlicher unä ^eeWieter (nicht dargestellter) Metallverschluß im Einlaßabsciuiitt 55 der beschriebenen Vorrichtung im Bereich z\jischen dem Hinlaß 12 und dem oberen Tragteil 24 angeordnet werden. Zu diesem zweck kann dann eine Türöffnung in der Wand 11 vorgesehen werden, durch die der Verschluß 12 die Zufuhr ableitet.

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Es liejt ferner auf der Hand, daß in den Außenwänden der Kammer Kanäle vorgesehen sein können, durch die Kühlmittel geleitet werden kann, oder daß auf der Innenseite der Kammerwände Kühlini ttelleitungen befestigt werden können. Auf diese Weise wird eine Vergrößerung der Kühlfläche erzielt, obwohl dies für den Betrieb der Vorrichtung nicht wesentlich ist.

Die nier beschriebene Kühlvorrichtung ist durch die Geometrie der Strömungswege äußerst kompakt in ihrer Konstruktion· Ein hoher Wirkungsgrad wird bei gleichzeitiger Herabsetzung der Konstruktiütiskosten und des Kaumbedarfes durch die konstruktive anordnung der Kühlflächen erreicht. Die ütrömungswege des pulverförhiigen Werkstoffes eina optimal festgelegt, so daß äußerst wenig Kanäle und Toträume vorhanden sind. Die Anordnung der verschiedenen Kreislaufwege zusammen mit den Leitwänden, durch die das Kühlmittel fließt, ist derart, daß die Lage des Einlaßbanales 12 hinsichtlich der übrigen Teile weitgehend beliebig gewählt werden kann. Bei im wesentlicnen gleichbleibender optimaler Leistung kann die Einlaßleitung 12, durch die der pulverförrnige Werkstoff in die Kühlkammer eingeführt wird, in irgendeiner beliebigen Höhe angeordnet werden, so daß er sich über oder unter derjenigen Höhe befindet, in der das gekühlte Material aus der Vorrichtung ausgestoßen wird. Dieses Merkmal ist in vielen Fällen sehr vorteilhaft, weil der Konstrukteur in seinem Entwurf große Freiheit hat.

Weitere Vorteile und Abwandlungen liegen für den Fachmann, an den sich die Erfindung wendet, auf der Hand.

Patentansprüche; 909844/06115

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Claims (1)

1. Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KÖLN, Universltätiitraß·

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   Anlag·

   lur eingab, vom 7· MärZ 1906 HN+ No«, d. Aim». NATIONAL GYPSLM COMPANY

   Patentansprüche

   1· Vorrichtung zur Veränderung der Temperatur eines im wesentlichen trockenen, pulverförmigen Werkstoffes, insbesondere zum Kühlen eines solchen Werkstoffes, gekennzeichnet durch eine Kammer (11), die mit einem Einlaß (12) und einem Auslaß (13) für den werkstoff versehen ist, wobei zumindest die Einlaßöffnung (12) im oberen Teil der Kammer (11) angeordnet ist, durch die Kammer (11) in Abteilungen (35* 50) unterteilende, den Strömungsweg des Werkstoffes bestimmende, untereinander parallele Leitwände (36, 38), wobei sich die erste, der Einlaßöffnung (12) nahe liegende Leitwand (36) vom Deckel (37) der Kammer (11) nach unten erstreckt und in einem Abstand über dem Boden (14) der Kammer (11) endet und wobei die zweite Leitwand 0o) sich vom Boden (14) der Kammer (11) nach oben erstreckt und in einem Abstand vom Deckel (37) der Kammer (11) etwa in Höhe der Einlaßöffnung (12) endet, durch ein poröses Element (27) auf dem Kammerboden (14), dessen Außenseite (29) an eine Druckgasquelle (28) angeschlossen ist, und durch an einen KUhI- oder Heizmittelkreislauf (60, 61) angeschlossene Kanäle (59) im Inneren der Leitwände (36, 38).

   2· Vorrichtung nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Kammer 11 durch mehrere Leitwände (36, 38, 63, 38¹) in mehrere Abteilungen (30, 31, 32, 33) unterteilt ist, wobei die

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   Leitwände abwechselnd vom Decke 1(37) der Kar»uer(ll)nach unten hits zu einer Jtelle iu Abstand über dem Kaiuiierbodeii (14) und vota Kammerboden (14) nach obea bis zu einer 3telle im Abstand vom Katumerdeckel (37) verlaufen.

   3· Vorrichtung nach den ansprüchen 1 oder 2, dadurch £_,ekennzeichnet, daß in den Leitwänden 03, ~j>'<), 6~j, 3^^f) Kühlmittelkaniile 0'j) an^eorcme-t sind, die an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen sind.

   4· Vorrichturifci nach elneüi der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß in den zwischen den Leitwänden 06, 3°» ^l 63, 3d') befindlichen Abteilungen 00, 31, 32, 33) und vorzugsweise nahe dem unteren Ende dieser abteilun^en poröse Rohre (20) angeordnet sind, die an eine Druck^asquelle (53* ^ujh) angeschlossen sind·

   5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche», dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Kawmerabschnitte (30, 31* !52, 33) mit aufwärtsgerichteter werkstoffströmung mindestens eine zu den erwähnten Leitwänden 06, 30, 63) parallel verlaufen de weitere, mit an den Kühlmittelkreislauf angeschlossenen Irmenkanälen 09) versehene Leitwand (40, 41) angeordnet ist, die oberhalb der Unterkante der ersten Leitwand 06, 03) und unterhalb der Oberkante (39) der zweiten Leitwand (38) endet.

   6. Vorrichtung naoh einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Druckgasdüsen (23) im unteren Teil der Kammer (11), deren Düsenstrahl derart gerichtet ist, daß sie einen Sog in den Abschnitten (35# 67) der Kammer (11) mit

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   abwürtü^erichteter //eiv-stoffströinung und einen Überdruck, in den Kaumerabüchnitten (3<), j51, 32, 33) mit aul'wärtcgerichteter Werkstoff.*? trennung erzeugen.

   7.. Vorrichtung nach Anspruch o, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasdüsen aus mit Lochreihen (23) versehenen, an eine pruck^asquelle {'Λ$ V<~) angeschlossenen Rohi'en (22) ueetehen.

   o. Vorrichtung nach Anspruch 7* dadurch dafci ein Hotir (22) an der Lnterl;ante der über dem Kainrnerboden (l'i) endenden Leitwände (3o, bj>) und ein Rohr (^2) über dem Kanimerboden (14) angeordnet ist und da2 die Düsenströme beider Rohre (22) sich innerhalb der Kammerabschnitte (30, Jl, J>2, y'j) rait aufwürtsßerichteter \ierkstoffströinunL schneiden.

   9· Vorrichtung naoli einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch _oekennzeichneb, daß das Druckgas Druclclui't ist.

   10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwände (36, 3'ό, 6j>) parallel | zu den^eni^en der Kamme rv. and verlaufen, in der die werkstoffeinlaßöfi'nung (12) angeordnet ist.

   11» Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl- oder Heizmittelkanäle {^Lj}) in den Leitwänden (J5i>, 2^Ü» ^ij0, 41, 65) serpentinenförmig quer zur Leitwand in einer Richtung verlaufen und daß Sammelleitungen (62, GG) zur Zuleitung und zur Ableitung des Heiz- bzw. Kühlmittels in die bzw. aus den Kanälen ([39) angeordnet sind.

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   12· Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Ventile (65) in den Zuleitungsanschlüssen (60) von der Heizader Kühlmittelsammelleituny (62) zu den Kanälen (59) In den Leitwäuuen-(36, J*8, 40, 41, 63).

   13· Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wänden der Kammer (11) oder auf der Innenseite dieser Wände weitere, an den Kühlmittelkreislauf anbeEchloEseneH Rohre angeordnet sind·

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