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Beschickungskessel Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein*ia
Beschicku-ngskessel, insbesondere für unit Dampf zu härtende Baustoffe, der von
einem heißen Behandlungsmedium, insbesondere Dampf, durchströmbar ist.
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Derartige Beschickungskessel haben im allgemienen die Form eines liegenden
Zylinders. Das zu behandelnde Gut, insbesondere- Baustoffe, speziell Bausteine,
wird in den Kessel eingebracht, und sodann läßt man ein gasförmiges heißes Behandlungsmedium,
vorzugsweise Wasserdampf, auf das Gut einwirken. Auf diese Weise werden häufig Baustoffe
dampfgehärtet.
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Es hat sich gezeigt, daß beim Betrieb derartiger Beschickungskessel
hohe mechanische -Spannungen auftreten können, die sogar dazu führen können, daß
sieh der Kessel als Ganzes krüinmt und sich beispielsweise von seinen mittleren
Abstützungen abhebt. Die auf diese Weise zum Ausdruck kommenden hohen mechanischen
Spannungen
vermindern die Lebensdauer und können zur Bildung von Kissen und den sich daraus
ergebenden Gefahren Anlaß geben. Dies gilt naturgemäß auch dann, wenn sichtbare
Verformungen nicht auftreten, weil relativ schweres eingebrachtes Gut einer solchen
Verformung entgegenwirkt.
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D: Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Beschickungskessel, insbesondere
Härtekessel für mit Dampf zu härtende Baustoffe zu schaffen, der im Betrieb unter
dem Hinfluß des heissen Behandlungsmediums weniger mechanische und thermische Span
nungen und Verformungen aufweist.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit einem Beschickungskessel
der eingangs angegebenen Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß in dem unteren
Bereich des Kessels eine zusätzliche Heizeinrichtung vorgesehen ist.
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Es hat sich gezeigt, daß durch die zusätzliche Beheizung des unteren
Kesselbereichs mechanische und thermische Spannungen sowie Verformungen das Kessels
stark vermindern oder sogar ganz ausschalten lassen. Tach derzeitiger erkenntnis
ist dies darauf zurückzuführen, daß bei herkömmlichen Beschickungskesseln beträchliche
Temperaturunterschiede zwischen den oberen und unteren Kesselbereichen auftreten
können, weil sich im unteren
Teil des Kessels Kondensat und Ablagerungen
ansammeln und einen erhöhten Wärmewiderstand darstellen; diese geringere Wärmezufuhr
zu den unteren Bereichen des Kessels kann ebenso wie Temperaturdifferenzen, die
durch Konvektion entstehen, bei dem erfindungsgemäßen Beschickungskessel zumindest
teilweise ausgeglichen werden. Lebensdauer und Belastbarkeit werden erhöht.
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Der für die zusätzliche Heizeinrichtung erfordeBiche Aufwand ist nur
gering.
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Um die beschriebene vorteilhafte Arbeitsweise des erfindungsgemäßen
Beschickungskessels von Bedienungsfehlern möglichst freizuhalten, ist es in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, wenn die zusätzliche Heizeinrichtung gemeinsam
gleichsinnig mit der Zufuhr des Behandlungsmediums steuerbar ist. Insbesondere ist
es aber empfehlenswert, daß die zusätzlicne Heizeinrichtung zusammen mit der Zufuhr
des Behandlungsmediums an- und abschaltbar ist; dadurch wird sichergestellt, daß
bei Inbetriebnahme des Beschickungskessels zwangsläufig auch die kompensierende
zusätzliche Heizeinrichtung in Betrieb gesetzt wird.
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Da sich je nach der Art und Menge des zu behandelnden Gutes sowie
je nach der anzuwendenden Temperatur verschiedenartige Verhältnisse ergeben können,
ist es vorteilhaft, wenn die zusätzliche Heizeinrichtung auf verschiedene Heizleistungen
einstellbar
ist, damit eine optimale Anpassung an verschiedene
Verhältnisse möglich ist.
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Die zusätzliche Heizeinrichtung kann in der verschiedensten Weise
ausgeführt sein. Insbesondere kann eine elektrische Heizeinrichtung zareckmäßig
sein, wenn es auf einfache Linstell-und Regelmöglichkeit in weiten Bereichen ankommt.
Bei Vorhandensein strömungsfähiger Heizmlttel, insbesondere Heißöl, Dampf und dergleichen,
wird die zusätzliche Heizeinrichtung zweckmäßigerweise in Borm von Rohren oder Kanälen
ausgeführt, die an der und des Beschickungskessels verlegt oder insbesondere angeschweißt
sind und von dem betreffenden strömungsfähigen Medium durchströmt werden. Dabei
kann die Einstellung oder Regelung ebenfalls in sehr einfacher Weise mittels üblicher
Ventile erfolgen. Bine besonders einfache Iiiöglichkeit ist dadurch gekennzeichnet,
daß die zusätzliche Heizeinrichtung mit dem Behandlungsmedium betreibbar ist.
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Die zusätzliche Heizeinrichtung kann in den meisten Bällen sehr einfach
an der Außenseite des Kessels angeordnet werden, so daß auch bereits vorhandene
Kessel leicht in der erfindungsgemäßen Weise umgerüstet werden können; dabei braucht
man auch auf Beständigkeit gegen die im Inneren des Beschikkungskessels im Betrieb
herrschenden Verhältnisse weniger Rücksicht zu nehmen. Es kann aber auch zweckmäßig
sein, die zusätzliche Heizeinrichtung im Inneren des Kessels anzuordnen;
dies
gilt besonders dann, wenn man an die Außenseite bereits aufgebauter Kessel schlecht
herankommt und/oder die Außenseite durch aufwendige Isolierungen abgedeckt ist.
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von Line besonders weitgehende Freiheit thermischen und mechanischen
Spannungen läßt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dann erzielen, wenn
die zusätzliche Heizeinrichtung in Abhängigkeit von den Temperaturen in deren oberen
und dem unteren Bereich des Kessels auf Gleichheit dieser Temperaturen regelbar
ist.
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Die Erfindung wird im folgenden enhand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung uit der Zeichnung niLher beschrieben, wobei alle sich vom Stand der Technik
unterscheidenden Merkmale von erfindungswesentlicher Bedeutung sein können. Es zeigt:
Fig.1 eine stark schematische, teilweise geöffnete Seitenensicht ines Beschickungskessels
bekannter Bauart.
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Fig.2 einen stark schematisierten Teil-Radialschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Kessel, der in Fig.1 dargestellten allgemeLnen Bauart.
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Fig.3 ein stark schematisierte Teil-Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Kessels, der in Fig.1 dargestellten allgemeinen Bauart mit Erläuterung einer zweckmäßigen
Verbindung verschiedener Elemente, und Fig.4 eine Darstellung ähnlich Fig.3 zur
Erläuterung einer anderen Ausführungsform.
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Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen liegenden zylindrischen Beschickungskessel
2, der auf Stützen 4, 6,8,10, 12 auf einer Bodenfläche 14 gelagert und über einen
Binlaß 15, eine Zuleitung 16 und ein Ventil 18 mit einem Behandlungsmedium, insbesondere
Wasserdampf aus einer Quelle 20 beschickbar ist. Am anderen Ende des Beschickungskessels
ist ein Auslaß 22 für gas- oder dampfförmiges Medium vorhanden, und im unteren Bereich
24 des Kessels ist ein Kondensatablauf 26 mit Absperrventil 2 vorgesehen. Der Kessel
ist nach dem Beschicken mit dem zu behandelnden Gut 30 mit abnehmbaren Deckeln 32,
94 an seinen Enden verschließbar.
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In Fig. 1 ist ein Behandlungszustand im Betrieb dargestellt, bei dem
sich im unteren Bereich des Kessels 2 Kondensat 36 und Schmutz-Ablagerungen 38 angesammelt
haben, so daß das heisse Behandlungsmedium die in diesem unteren Bereich 24 liegenden
Wandteile nicht mehr direkt bestreichen kann. Es wird deshalb in dem oberen Kesselbereich
40 eine höhere Temperatur T1 herrschen als in dem unteren Bereich 24, worin die
niedrigere Temperatur T2 vorliegt. Dadurch wird im oberen Bereich 40 eine stärkere
Längenausdehnung erzeugt, und der Kessel 2 nimmt deshalb die dargestellte gewölbte
Form-an, bei der die Kesselachse 42 konvex nach oben gekrümmt ist und sich die mittleren
Stützen 6, 8, 10 von der Bodenfläche 14 abheben. Die Nachteile dieses Zustandes
sind offensichtlich: die sonst von den Stützen 6; 8, 10 aufgenommenen Gewichtskräfte
werden nun über starke
Spannungen in der Kesselwand auf die Stützen
4 und 12 übertragen. Die Spannungen sachen sich naturgemäß auch dann bemerkbar und
gefährden den Kessel, wenn die in Fig.1 dargestellte Aufwölbung durch ein entsprechend
hohes Gewicht des eingebrachten Guts 30 verhindert wird.
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Bei dem verbesserten Beschickungskessel nach Fig.2 ist zum Ausgleich
der beschriebenen Temperatur-Differenzen und der daraus resultierenden Spannungen
eine zusätzliche Heizeinrichtung 44 im unteren Bereich 24 des Kessels 2 vorgesehen.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform besteht diese auf sätzliche Heizeinrichtung
44 aus mehreren auf die Kesselwand 46 außen aufgeschweißten U-Profilen 48, die somit
achsparallele Durchgangskanäle 50 bilden. Diese Kanäle 50 sind über Verbindungsleitungen
52 miteinander verbunden und an eine gemeinsame Zuführleitung 54 angeschlossen,
die über ein Einstellventil 56 mit der zur Quelle 20 führenden Zuleitung 16 stronab
vom Ventil 18 angeschlossen ist.
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In Betrieb des Kessels nach Fig.2 kann somit je nach Einstellung des
Einstellventils 56 ein Teilstrom des heißen Behandlungsmediums durch die zusätzliche
Heizeinrichtung 44 geleitet werden. Da die Zuleitung 54 stromab des Hauptventils
18 angeschlossen ist, wird die zusätzliche Heizeinrichtung 44 gleichsinnig mit der
Zufuhr des Behandlungsmediums gesteuert und zusammen mit diesem an- und abgeschaltet.
Dennoch ist die zusätzliche Heizeinrichtung
44 mittels des Einstellventils
56 auf verschiedene Heizleistungen einstellbar. Wenn eine besonders große Sicherheit
gegen Fehlbedienungen erwünscht ist, kann es zweckmäßig sein, dieses tinstellventil
56 oder entsprechende andere Stell- oder Regeleinrichtungen für die zusätzliche
Heizeinrichtung 44 wegzulassen; auch damit läßt sich in den eeisten Fällen ein befriedigender
Ausgleich der ungleichmäßigen Heizwirkung durch das Behandlungsmedium erzielen.
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Der in Fig. 2 dargestellte Beschickungskessel ist besonders einfach,
weil ein und dasselbe Medium, nämlich das Behandlungs medium, sowohl zur Behandlung
als auch zum Betrieb der zusätzlichen Heizeinrichtung 44 verwendet wird. Es ist
naturgemäß auch möglich, eine aus einer anderen Energiequelle betreibbare zusätzliche
Heizenrichtung vorzusehen; insbesondere ist dabei an die Verwendung von Weißöl oder
Elektrizität zu denken. Die Verwendung einer elektrischen zusätzlichen Heizeinrichtung
bietet den Vorteil einer universellen und einfachen Einstellbarekeit und Regelbarkeit.
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Fig. 7 zeigt schematisch eine Ausführungsform mit einer elektrischen
zusätzlichen Heizeinrichtung , die über eine elektrische Zuleitung 6a, einen Stellwiderstand
62 und einen Schalter 64 an eine Quelle elektrischer energie 66 angeschlossen ist.
Das Behandlungsmedium wird wieder aus einer Quelle 20 über ein Ventil in den Kessel
eingeführt; es wird jedoch hier
ein Llektroventil 68 verwendet,
dessen Betätigungsorgan 70 ebenfalls über den Scha lt er 64 aus der elektrischen
Quelle 66 gespeist wird, so daß auch bei dieser Ausführungsform wieder eine gemiensame
Ein- und Ausschaltung des Behandlngsmediums und der zusätzlichen Heizeinrichtung
58 sichergestellt ist.
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i4it Hilfe des Stellwiderstandes 62 kann die zusätzliche Heizeinrichtung
5r auf verschiedene Heizleistungen eingestellt werden.
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Um einen möglichst vollkommenen Ausgleich der Temperaturdifferenzen
zwischen oberen und unteren Bereichen des Kessels zu erzielen, können Temperatur-Meßfühler
72, 74 für die im oberen Bereich herrschende Temperatur T1 und die im unteren Bereich
des Kessels herrschende Temperatur T2 vorgesehen sein; im einfachsten Fall arbeiten
diese Meßfühler auf Anzeigegeräte 76, 7s, so daß man je nach der angezeigten Differenz
der Temperaturen Ti und T2 die Heizleistung der zusätzlichen Heizeinrichtung einstellen
kann.
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Fig.4 zeigt eine Ausführungsform, bei der wiederum Temperatur-Meßfühler
72 und 74 im oberen bzw. unteren Bereich des Kessels 2 vorgesehen sind. Diese iießfühler
steuern einen Regler O für die Heizleistung der zusätzlichen Heizeinrichtung 82
derart, daß die Temperaturdifferenz T1 minus T2 möglichst klein gehalten wird. Der
Regler 80 übt hierbei eine Ventilfunktions
aus; man erkennt, daß
bei der Auführungsform nach Fig.4 wiederum eine Quelle 20 für ein Behandlungsmedium
vorgesehen ist, und daß aus dieser Quelle des Behandlungsmedium über ein Ventil
18 und eine Zuleitung 16 einerseits in den Kessel 2 und andererseits über den Regler
80 und eine Zuleitung 84 in die zusätzliche Heizeinrichtung 82 geleitet wird, die
hier als Zwischenraum zwischen einem doppelwandigen Teil der Kesselwand dargestellt
ist.
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Andere Ausführungsformen sind möglich, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen.