DE2651785A1 - Drehofenanlage - Google Patents

Description

DR. A. VAN DERWERTH DR. FRANZ LEO_ERER REINERE MEYER

DIPU-ING. (1934-1974) DIPU-CHtM.

8000 MÜNCHEN 80

LUCILE-GRAHN-STRASSE22

TELEFON: (089) 472347 TELEX: 524624 LEDEH D TELEGR.: LEDEBERPATENT

5. November 1976

M/Ra

6256-3

F.L. Smidth & Co. A/S

Vigerslev Alle 77, 2500 Kopenhagen-Valby / Dänemark

Drehofenanlage

Die Erfindung befaßt sich mit Stütz- bzw. Lagerungsmitteln für ein Kühlerrohr eines Planetenkühlers bei einem Drehofen.

Drehöfen, wie sie beispielsweise in der Zementindustrie zum Brennen von Zementklinker verwendet werden, besitzen üblicherweise am Klinkerauslaßende einen Kühler zum Kühlen des Klinkers vor dessen Weiterbehandlung. Ein wohlbekannter Kühlertyp ist der Planetenkühler, der aus einer Anzahl von Kühlerrohren besteht, die in einem Ring rund um das Auslaßende des Ofens angeordnet sind und sich im wesentlichen parallel zur Ofenachse erstrecken, wobei die Rohre somit die gleiche Neigung wie der Ofen besitzen.

Während am Einlaßende eines Kühlerrohrs der Ofen und das Rohr üblicherweise miteinander fest verbunden sind, ist •das Rohr an seinem Auslaßende mittels einer Konsole, Stütze oder ähnlicher Mittel abgestützt, die an dem äußeren Ofenmantel zur Bildung einer Lagerung mit einer beschränkten Axialbewegung hinsichtlich des Rohrs be-

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festigt sind. Dies ist notwendig, weil sich die Kühlerrohre, die starrer als der Ofen, sind, und die bei einer geringeren Temperatur als der Ofen arbeiten, geringfügig in Axialrichtung gegenüber dem Ofen während des Betriebs infolge einer Durchbiegung bewegen, die beim Ofen auftritt und die eine geringe AxialVerkürzung des Ofens bewirkt. Diese Durchbiegung tritt nicht zuletzt - am heißen Ende des Ofens auf. Bei der Lagerung einer solchen Stütze für ein Kühlerrohr kann eine große Reibung während des Betriebs des Ofens auftreten, da die Lagerkonsole der Bewegung des Ofens folgt, während das Kühlerrohr im wesentlichen steif bzw. starr bleibt.

Zur Vermeidung bzw. Reduzierung dieser nachteiligen Einflüsse der Reibkräfte auf das Kühlerrohr sind bereits Versuche unternommen worden durch Abstützung des Rohrs mittels spezieller Gleitflächen oder Rollen, die zwischen dem Rohr und dem Lager vorgesehen worden sind.

Hierbei ist jedoch die Zuführung eines Schmiermittels zu den Gleitflächen erforderlich, jedoch hat sich diese Zuführung nicht als funktionell vollständig zufriedenstellend erwiesen.

Des weiteren ist es bekannt, von einem zwei benachbarte Kühlerrohre und den Ofen verbindenden Teil Gebrauch zu machen, das ausreichend starr mit Hilfe von Bolzen an die Kühlerrohre angeschlossen und an dem Ofenmantel gelenkig angebracht ist, jedoch ist auch hier infolge der Durchbiegung die starre bzw. steife Verbindung an den Kühlerrohren zerstörenden Kräften während des Betriebs ausgesetzt.

Die. Erfindung sieht vor einen Drehofen mit einem integrierten Planetenkühler, wobei der Ofen dadurch gekennzeichnet

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ist, daß mindestens ein Kühlerrohr mittels einer an dem Kühlerrohr vorgesehenen Anbaukonsole abgestützt ist, die mit einer Anbaukonsole an dem Ofenmantel mit Hilfe von Lagerzapfen in Verbindung steht, die nach fluchtender Ausrichtung der Anbaukonsolen während deren Zusammenbaus axial in Stellungen bewegbar sind, in denen sie eine Schwenkverbindung zwischen den Anbaukonsolen bilden.

Das Kühlerrohr kann am einen Ende mittels einer üblichen ortsfesten Stütze und am anderen Ende mittels einer bewegbaren erfindungsgemäßen Stütze oder an beiden Enden mittels bewegbarer Stützen abgestützt sein.

Die neue bewegbare Stütze kann eine unabhängige Durchbiegung von Kühler und Ofen infolge der Wärmeausdehnung und des Gewichtes unter dem Einfluß der Schwerkraft derart gestatten, daß die Schwierigkeiten, soweit sie in Verbindung mit der Reduzierung der Reibung und der Biegekräfte zwischen einem Kühlerrohr und dessen Träger auftreten, überwunden werden. Sie kann darüber hinaus auch die bisher verhältnismäßig schwierige Anbringung von Kühlerrohren am eigentlichen Ofen erleichtern bzw. vereinfachen, welche Arbeit mit zunehmender Größe von öfen und Kühlerrohren immer schwieriger wird.

Bei einer besonderen Gestaltung des Kühlerrohrs ist dieses von einem Verstärkungsringteil umgeben, das mit einem Paar sich nach außen erstreckender paralleler Flansche, die mittels eines quer verlaufenden Rohrteils miteinander in Verbindung stehen, und mit Bohrungen zur Aufnahme von Zapfen ausgestattet ist, die in den Flanschen vorgesehen sind und sich in das rohrförmige Teil hineinerstrecken. Die Innenfläche des Ringteils dient als Gleitfläche, die im Axialschnitt konvex in Richtung auf das Kühlerrohr gebogen erscheint.

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Die Konsole des Ofens verfügt über ein Paar sich nach außen erstreckender, paralleler Flansche, die mit denjenigen der Kühlerkonsole in einer solchen Weise zusammenarbeiten, daß dann, wenn die Zapfen ursprünglich vollständig in den Bohrungen in der letztgenannten Konsole aufgenommen sind, die Zapfen als eine Folge des zwischen den Kühlerrohren zur Verfügung stehenden beschränkten Raums anschließend axial in benachbarte Bohrungen in der Ofenkonsole eingeführt und dort fixiert werden.

Diese Bauweise gestattet eine bestimmte und radiale Verschiebung zwischen den Kühlerrohren und dem Ofen während des Betriebs, wodurch unerwünschte Belastungskonzentrationen ausgeschaltet werden. Die Durchbiegung des Ofens zwischen zwei Laufringen bewirkt eine Zusammenziehung des oberen Teils und eine Ausdehnung des unteren Teils des Ofenmantels zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten Stützen eines. Kühlerrohres.

Infolge der Fähigkeit der bewegbaren Stütze, sich um ihre Zapfen zu verschwenken und dem Kühlerrohr ein Abrollen auf der konvexen Innenfläche der Stütze zu gestatten, sind im wesentlichen alle Reibungs- und Biegekräfte zwischen dem Kühlerrohr und dem Ofenmantel ausgeschaltet.

Bei einer zweiten Ausführungsform verfügt die bewegbare Stütze über ein axial fixiertes und das Kühlerrohr umgebendes Ringteil, das mit einer zweiflanschigen Anbaukonsole ausgestattet ist, die über Schwenklager für ein erstes Paar koaxialer Zapfen eines Verbindungsteils verfügt, wobei ein zweites Paar in einer am Ofen vorgesehenen Anbaukonsole aufgenommen ist. Das Verbindungsteil'ist von einem ersten, im wesentlichen zylindrischen Hohlkörper und einem zweiten, hierin verschiebbaren Körper gebildet,

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wobei die einander entgegengesetzt ausgerichteten Enden der beiden Körper je mit zwei parallelen Zapfen ausgestattet sind.

In bevorzugter Weise sind die Enden mindestens eines der Zapfenpaare in kugeligen Lagern in der zugehörigen Anbaukonsole aufgenommen.

In bevorzugter Weise sind der erste und der zweite Körper in ihrer teleskopartig gegenseitig in Eingriff stehenden Stellung in der Lage, sich relativ zueinander um eine gemeinsame Achse zu drehen.

Bei dieser Ausbildungsform mit ihrer doppelten Schwenklagerung wird die Achse des Kühlerrohres konstant parallel zur Drehachse des Ofens gehalten, und tritt kein Gleiten oder Kippen innerhalb des das Kühlerrohr umgebenden Ringteils während der Ausdehnung und Zusammenziehung des Rohrs und des Ofens auf.

Beim Anbau des Verbindungsteils in den benachbarten Lagern werden der erste und der zweite Körper, die das Verbindungsteil bilden, zunächst zur Anpassung an die Lager zusammengeschoben und anschließend zum Eingriff in die Lager auseinandergeschoben. Schließlich sind die beiden Körper an einer Axialverschiebung mittels eines Distanzstücks gehindert, das die Gestalt von zwei Zylinderteilen besitzen kann, deren Innendurchmesser gleich demjenigen des ersten Körpers ist und die zwischen diesem Körper und einer an dem zweiten Körper vorgesehenen Schulter angeordnet sind. Das Distanzstück kann an dem zweiten Körper beispielsweise mit Hilfe von Schrauben fixiert sein.

Die zweite oder mit einer doppelten Schwenklagerung ausgestattete Ausbildungsform kann weiter in wirtschaftlicher Weise beispielsweise durch Anschweißen von zwei Ringplatten

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an der Außenfläche des Kühlerrohres verbessert werden, die als ein Ersatz für den separten Ringteil arbeiten, da der Ring nicht gehalten bzw. dazu bestimmt ist, irgendeine Kippbewegung auszuführen.

Zu den so erreichten Materialeinsparungen tritt zusätzlich der Vorteil hinzu, daß die Ringplatten ohne Beachtung einer besonderen Genauigkeit angeschweißt werden können, weil die doppelte Schwenklagerungsaufhängung alle kleineren Unterschiede zwischen der genauen und der tatsächlichen Stellung ausgleicht.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer öfen mit Planetenkühlern und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter ins einzelne gehend erläutert; in den Zeichnungen zeigt:

Figur 1 eine Teilansicht eines Drehofens mit einem

Planetenkühler, dessen Röhre am Ofen mittels einer erfindungsgemäß bewegbaren Stütze befestigt sind,

Figur 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der bewegbaren Stütze,

Figur 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der bewegbaren Stütze,

Figur 4 eine vergrößerte Darstellung im Längsschnitt durch die Stütze der Figur 2,

Figur 5 eine vergrößerte Darstellung im Längsschnitt durch die Stütze der Figur 3,

Figur 6 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Darstellung einer Abwandlung der Stütze der Figur 5 und

Figur 7 eine vergrößerte Detaildarstellung gemäß Figur 6.

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Figur 1 zeigt einen Teil des Drehofens 1, der mit Kühlerrohren 2 eines Planetenkühlers ausgestattet ist, wobei lediglich zwei Kühlerrohre dargestellt sind. Am Einlaßende 3 ist jedes Kühlerrohr 2 am Ofen 1 mit Hilfe einer üblichen nicht bewegbaren Stütze 4 befestigt, die in einer das Rohr 2 tragenden Konsole und einem auf dem Rohr 2 aufsitzenden Joch besteht, das an der Konsole mit Hilfe von Bolzen oder Schrauben angeschlossen ist.

In der Nähe seines Auslaßendes ruht das Kühlerrohr 2 in einer bewegbaren Stütze 5, die in einer Anbaukonsole 6 am Kühlerrohr 2 (Figur 2 und 3) und einer Anbaukonsole 7 am Ofenmantel 1 und einem Verbindungsteil 8 besteht, das schwenkbeweglich an den beiden Konsolen 6 und 7 angesetzt ist.

Bei dem ersten Beispiel gemäß Figur 2 und 4 ist die Kühleranbaukonsole 6 an einem ringförmigen Teil 9, das das Kühlerrohr 2 umgibt, befestigt, und besteht die Kühleranbaukonsole 6 aus zwei parallelen Flanschen 10, 11 mit Bohrungen 13, 14 und einem Rohrkörper 12, der mit den Flanschen 10, 11 einstückig ausgeführt ist und diese verbindet.

Die Anbaukonsole 7 ist am Ofenmantel 1 beispielsweise im Wege des Anschweißens befestigt und besteht ebenfalls aus zwei parallelen Flanschen, nämlich Flanschen 17 und 18 mit Bohrungen 15 und 16.

Lagerzapfen 19, 20, die das Verbindungsteil zwischen den beiden Konsolen 6 und 7 bilden, sind zunächst während der Anbringung des Kühlerrohrs 1 in der Konsole 6 innerhalb der Bohrungen 13, 14 aufgenommen. Wenn die Bohrungen 13, 14 mit den Bohrungen 15, 16 der Konsole 7 zur Fluchtung gebracht sind, warden die Lagerzapfen 19, 20 auswärts in Eingriff auch ir.it den '■"'-r-hrungen 15, 16 verschoben, wonach

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die Zapfen 19, 20 in dieser Stellung mit Hilfe an sich bekannter Mittel fixiert werden, wodurch somit eine schwenkbare Achsverbindung zwischen den zwei Konsolen gebildet wird.

Das Ringteil 9 kann im Axialschnitt eine dem Kühlerrohr zugewandte geringfügig konvexe Innenfläche besitzen, was eine kleine Verschwenkung des Rings 9 gegenüber dem Rohr 2 gestattet.

Diese Verschwenkung tritt infolge unterschiedlicher RoIl- und Durchbiegebewegungen der Kühlerrohre 2 gegenüber dem Ofenmantel 1 bei Betrieb der Anlage auf.

Die maximale Verschwenkungskraft wirkt an der Anbaukonsole 7, wenn das einzelne Kühlerrohr sich in seinen äußersten seitlichen Stellungen befindet, d.h. entweder in der "Dreiuhr"- oder der "Neunuhr"-Stellung, da in diesen Stellungen auch die Durchbiegung des Kühlerrohrs selbst ihren vollen Einfluß auf die Konsolen 6 und 7 ausübt. Das zweite Beispiel gemäß Figur 3>und 5 ist insbesondere dazu geeignet und bestimmt, den Verschwenkungskräften in diesen Stellungen entgegenzuwirken.

Bei dem zweiten Beispiel besteht das Verbindungsteil 8 in einem ersten, im wesentlichen zylindrischen Hohlkörper 21 und einem zweiten Körper 22, der verschiebbar und verdrehbar im Hohlkörper 21 gelagert ist, wobei die einander entgegengesetzt ausgerichteten Enden der Körper 21, 22 je mit zwei parallelen Zapfen 23a, 24a und 23b, 24b ausgestattet sind, wobei die zueinander koaxialen Zapfen 2 3a, 2 3b und 24a, 24b schwenk- bzw. drehbeweglich in den Flanschen 10, 11 und 17, 18 der zugehörigen Anbaukonsole ein- ' greifen.

Folglich findet die thermisch bedingte Verschiebung des Kühlerrohrs 2 gegenüber dem Ofen 1 im wesentlichen parallel

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zu der anfänglichen Ausdehnung des Ofens statt. Dementsprechend verschwenkt sich das Ringteil 9, das das-Kühlerrohr 2 umgibt, nicht, und muß dieses Teil 9 an seiner Innenfläche nicht konvex gestaltet sein.

Zur Vermeidung des Verschwenkungs- bzw. Verdrehungseffektes _r der an den Konsolen 6, 7, insbesondere dann, wenn sich das Kühlerrohr 2 in einer seiner seitlichsten Stellungen befindet, auftritt, sind die Zapfen 23a, 23b in kugeligen Lagern 25a, 25b aufgenommen, diein den Konsolenflanschen 10, 11 des Kühlerrohres 2 fixiert sind.

In entsprechender Weise kann auch das zweite Zapfenpaar 24a, 24b in kugeligen Lagern aufgenommen sein (nicht dargestellt).

Beim Anbau eines Kühlerrohres 2 werden die das Verbindungsteil darstellenden zwei Körper 21, 22 zunächst zusammengedrückt ohne das Distanzstück 26 und dann zwischen die Konsolenflansche 10, 11 und 17, 18 eingesetzt. Die Körper 21, 22 werden danach auseinander und in die Lager der Flansche eingeschoben. Abschließend werden die Distanzstücke in Form zylindrischer Abschnitte 26, deren Innendurchmesser gleich demjenigen des ersten Körpers 21 ist, zwischen diesem ersten Körper 21 und einer Schulter 27 des zweiten Körpers 22 angeordnet.

Die Abstandsstücke 26 werden am Körper 22 mit Hilfe an sich bekannter Mittel 28, die in Figur 5 als Schrauben 2 8 dargestellt sind, fixiert.

Die Gestaltung gemäß Figur 6 ist eine Abwandlung derjenigen der Figur 5 und entspricht einer Ansicht aus der entgegengesetzten Axialrichtung längs des Ofens 1. In diesem Fall sind die am Ofen 1 befestigten Konsolenflansche 17 und 18

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in einem geringeren Abstand voneinander angeordnet als die Konsölenflansche 10 und 11, die am Kühlerrohr.2 befestigt sind. Des weiteren ist das Ringteil 9 durch zwei Ringplatten 9a ersetzt, die die Konsole 6 tragen.

Zur Erleichterung der Relativdrehung der Körper 21 und 22 um ihre gemeinsame Achse ist das innere Ende des Körpers 21 mit einem Schleifring 29 ausgestattet, und wird unmittelbar vor der Einsetzung des Distanzstücks 26 ein weiterer Schleifring 30 am Körper 22 angesetzt.

Die Zapfen 2 3a und 2 3b, die an an den Körpern 21 und befestigten Kurbeln 31 und 32 angeordnet sind, und die Zapfen 24a und 24b sind.je in kugeligen Lagern angeordnet, was in Figur 7 für den Zapfen 23a und das Lager 25a dargestellt ist.

Eine relative Axialbewegung zwischen dem Kühlerrohr 2 und dem Ofen 1, wie sie durch die Pfeile B in Figur 6 angedeutet ist, wird durch gleichzeitige symmetrische Drehung an den Zapfenlagerungen aufgenommen. Ein Kipoen des Kühlerrohrs 2 relativ zum Ofen 1 bei Durchbiegung des Kühlerrohrs 2 in der "Dreiuhr"- oder "Neunuhr"-Stellung, wie durch die Pfeile A in Figur 6 dargestellt ist, wird durch gleichzeitige Relativdrehung zwischen den Körpern 21 und 22 und Ausschwenken der Zapfen in kugeligen Lagerungen in entgegengesetzten Sinnen an entgegengesetzten Seiten des Kühlerrohrs 2 aufgenommen.

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Claims (9)

F.L. Smidth & Co. A/S 6256-3 P ate η t an s prüch e

1. Drehofen mit einem integrierten Planetenkühler, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kühlerrohr (2) mittels einer an dem Kühlerrohr (2) vorgesehenen Anbaukonsole (6) abgestützt ist, die mit einer Anbaukonsole (7) an dem Ofenmantel (1) mit Hilfe von Lagerzapfen (8) in Verbindung steht, die nach fluchtender Ausrichtung der Anbaukonsolen (6, 7) während deren Zusammenbaus axial in Stellungen bewegbar sind, in denen sie eine Schwenkverbindung zwischen den Anbaukonsolen (6, 7) bilden.

2. Drehofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (19, 20) zunächst verschiebbar in einem rohrförmigen Lager (12) in einer Konsole (6) angeordnet sind, wobei die Achse des rohrförmigen Lagers (12) senkrecht zu der sowohl die Achse des Kühlerrohres (2) als auch die Achse des Ofens (1) enthaltenden Axialebene angeordnet ist.

3. Drehofen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel zur Fixierung der verschiebbaren Lagerzapfen (19, 20) in einer Stellung, in der diese in den Lagern (13, 14; 15, 16) der beiden Konsolen (; 7) aufgenommen sind.

4. Drehofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen aus einem ersten, im wesentlichen zylindrischen Hohlkörper (21) und einem zweiten, im wesentlichen zylindrischen Körper (22) bestehen, der in dem ersten Körper (21) teleskopartig verschiebbar aufgenommen ist, und daß die Körper (21, 22) an ihren

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einander entgegengesetzt gelegenen Enden je zwei parallele Zapfen (23a, 23b, 24a, 24b) besitzen, die einzeln je mit dem Zapfen des anderen Körpers zwei Paare koaxialer Zapfen (23a, 23b; 24a, 24b) bilden.

5. Drehofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die zwei Körper (21, 22) vor ihrer teleskopartigen Auseinanderziehung zum Einsatz in Flanschen (10, 11) der Konsolen (6, 7) eine Gesamtlänge besitzen, die kleiner als der Abstand zwischen den Flanschen (10, 11) jeder Konsole (6, 7) ist.

6. Drehofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Körper (21, 22) in ihrer auseinandergezogenen Stellung mittels eines Distanzstücks (26) fixiert sind.

7. Drehofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück von mindestens zwei Zylinderstücken (26) gebildet ist, deren gesamter Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser des zweiten Lagerkörpers (22) ist und die rund um einen einen kleineren Durchmesser besitzenden Teil des zweiten Lagerkörpers (22) zwischen einer an diesem Lagerkörper (22) vorgesehenen Schulter (27) und dem freien Ende des schlankeren Teils des ersten Lagerkörpers (21) angeordnet sind.

8. Drehofen nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden mindestens eines der Paare der koaxialen Zapfen (z. B. 23a, 23b) in kugeligen Lagern (25a, 25b) in der zugehörigen Konsole (6) aufgenommen sind.

9. Drehofen nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Körper (21, 22) in ihrer

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teleskopartig miteinander in Berührung stehenden Stellung relativ zueinander um eine gemeinsame Achse drehbar sind.

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