DE2707953A1

DE2707953A1 - Gasdurchlaessiges bauteil

Info

Publication number: DE2707953A1
Application number: DE19772707953
Authority: DE
Inventors: Hugo Dr Balster
Original assignee: Readymix Cement Engineering GmbH and Co KG
Current assignee: BALSTER, HUGO, DIPL.-PHYS. DR., 5757 WICKEDE, DE
Priority date: 1977-02-24
Filing date: 1977-02-24
Publication date: 1978-08-31
Also published as: JPS53105729A; DK85678A; FR2381986A1; US4185956A; IT1094243B; IT7820465A0; DE2707953C2

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. ALEX STENGER

D-4000 DÜSSELDORF 1 - DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

MalkastcnstraBe 2 ·* DIPL.-ING. HEINZ J. RING

//07953

17 665 Datum: 22. Februar IgTV

Unser Zeidien:

Readymix Cement Engineering GmbH & Co. KG,4oj5o Rat Ingen,

Daniel-Goldbach-Str.25

Gasdurchlässiges Bauteil

Die Erfindung betrifft ein gasdurchlässiges Bauteil, insbesondere zum Einsatz in Brenn- und Sinterungsanlagen, zum Abziehen vorzugsweise heißer Gase aus einer Schicht körnigen Materials mit einer Schar parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordneter Stäbe,die zwischen sich jeweils einen Spalt bilden, dessen Spaltweite geringer ist als der Durchmesser der kleinsten Materialkörner.

Gasdurchlässige Bauteile der voranstehend beschriebenen Art sind bekannt. Sie finden insbesondere an öfen zum Brennen oder Sintern von Zement, Kalk, Magnesit, Dolomit oder ähnlichen Stoffen Verwendung, und ariar sowohl als feststehendes Bauteil in senkrechter oder schräger Anordnung als auch als bewegliches Bauteil, beispielsweise an in waagerechter Richtung bewegbaren Schiebern.

Bei den bekannten Ausführungen wird das gasdurchlässige Bauteil durch mit ihren Enden an einem Rahmen befestigte Stäbe Gebildet, welche einen kegelstumpfartigen Querschnitt besitzen, dessen größere Grundfläche der zu lagernden Materialschicht zugewandt ist.Zwischen derartigen festen Stäben sind weitere Stäbe mit quadratischem Querschnitt angeordnet,die jeweils zusammen mit den beiden benachbarten Stäben mit kegelstumpfförmigem Querschnitt Spalte bilden und zum Reinigen des gasdurchlässigen Bauteils in Längsrichtung beweglich sind.

Diese bekannte Ausbildung eines gasdurchlässigen Bauteils besitzt den Nachteil, daß es dem abzuziehenden Gas einen hohen Widerstand

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entgegensetzt, da im Verhältnis zur Gesamtfläche des Bauteils die Summe der Spalte eine verhältnismäßig geringe Fläche ausmacht. Wegen der großen ii rs treckung der Stäbe in Durchströmrichtung des Gases neigt die bekannte Ausführung darüber hinaus zu Verstopfungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gasdurchlässiges Bauteil der eingangs beschriebenen Art zu schaffen,welche die Nachteile der bekannten Ausführungen vermeidet und bei möglichst geringer Querschnittsverminderung durch die Stäbe eine einfache und leichte Konstruktion aufweisen soll,welche bei geringstmöglicher Verformung der Stäbe durch Wärmeeinwirkung das Festsetzen von Material in den Spalten ausschließt.

Diese Aufgabenstellung wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die Gitterstäbe einen kleinstmöglichen Querschnitt aufweisen, der bei möglichst geringer Erstreckung in rechtwinklig zur Bauteilfläche liegender Richtung lediglich den mechanischen Druck des auf den Gitterstäben lastenden Materials verformungsfrei aufnimmt, und daß die Gitterstäbe auf etwa rechtwinklig zu ihnen verlaufenden Tragstäben abgestützt sind,welche mit geringer Breite und erheblich größerer Tiefe ausgebildet und in einen solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß sie die insgesamt auf dem Bauteil lastenden mechanischen und thermischen Kräfte aufnehmen und die an ihnen anliegenden Gitterstäbe in einzelne Abschnitte mit hinsichtlich deren Gesamtbelastung ausreichend kurzer Knicklänge unterteilen.

Mit diesem Vorschlag der Erfindung wird ein gasdurchlässiges Bauteil geschaffen, dessen Querschnittsverringerung durch die Stäbe bzw.durch das Material der Bauteilkonstruktion so gering wie möglich ist,so daß die durch die Spalte gebildete gasdurchlässige Fläche einen größtmöglichen Wert erreicht; hierdurch werden extrem hohe Luftgeschwindigkeiten vermieden,die bei der bekannten Konstruktion zu einem starken Anpressen des körnigen Materials an das Bauteil und damit zu einer steigenden Verstopfung desselben führten. Ein Festsetzen körnigen Materials in den Spalten des erfindungsgemässen Bauteils wird dadurch ausgeschaltet, daß die Erstreckung der

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Gitterstäbe in Durchströtnrichtung des Gases sehr gering ist; zwischen benachbarte Gitterstäbe eindringende Körner werden aufgrund dieser Ausbildung sehr schnell durch nachfolgendes Material durch das gasdurchlässige Bauteil hindurch transportiert,so daß Verstopfungen vermieden werden. Derartige Verstopfungen führen bei der bekannten Ausbildung eines gasdurchlässigen Bauteils zu einer zusätzlichen Erhöhung der Durchströmgeschwindigkeit des Gases und verursachen auf diese Weise ein Zunehmen der Verstopfungsneigung. Durch das Anliegen der Gitterstäbe an den Tragstäben ist es bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des gasdurchlässigen Bauteiles möglich, die Gitterstäbe mit geringstmöglichem Querschnitt auszuführen; dies wird einerseits dadurch erreicht, daß die Tragstäbe die hauptsächliche Belastung des gasdurchlässigen Bauteils übernehmen, so daß die Gitterstäbe im wesentlichen zur Bildung der Spalte dienen, andererseits jedoch erst dadurch ermöglicht, daß die Tragstäbe die an ihnen anliegenden Gitterstäbe in verhältnismäßig kurze Abschnitte unterteilen, deren Knicklänge gegenüber der Gesamtlänge der Gitterstäbe so gering ist, daß sie sämtliche Belastungen ohne Verformungen und damit Veränderungen der Spaltweite aufnehmen können.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die Gitterstäbe einen kreisförmigen Querschnitt auf. Hierdurch werden in Strömungsrichtung des Gases parallel zueinander verlaufende Flächen innerhalb des gasdurchlässigen Bauteils vermieden,welche Verstopfungen durch in die Spalte eingedrungene Materialkörner begünstigen. Der kreisförmige Querschnitt der Gitterstäbe nach der Erfindung schließt derartige Verstopfungen nicht nur aussondern hat eine selbstreinigende Wirkung des gasdurchlässigen Bauteils zur Folge, da die entlang des Bauteils bewegte Materialschicht im Hinblick auf die Querschnlttsausbildung der Gitterstäbe zwischen diesen festgeklemmte Materialkörner lockert und mitnimmt.

Die Tragstäbe werden gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung mit einem rechteckigen Querschnitt mit geringer Breite und großer Tiefe ausgeführt, um einerseits eine möglichst geringe Querschnitts-

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verminderung des gasdurchlässigen Bauteils hervorzurufen und andererseits die notwendige Stabilität zu gewährleisten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Gitterstäbe und ^ie Tragstäbe an den Kreuzungspunkten miteinander verschweißt, wobei diese Verschweissung durch Punktschweißung, Elektrodenschweißung, Autogenschweissung, Wolfram-Inertgas-Schweißung oder ähnliche Schweißmethoden erfolgen kann.

Falls das gasdurchlässige Bauteil in Zonen höherer Temperatur eingesetzt wird, können gernäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Gitterstäbe und die Tragstäbe aus temperaturbeständigem Material hergestellt sein. Bei sehr hoher Wärmebelastung ist es weiterhin möglich,die Gitterstäbe und/oder Tragstäbe mit einem hohlen Querschnitt auszubilden und mit mindestens einer Zuleitung für ein gasförmiges oder flüssiges Kühlmittel zu versehen,welches in der gewünschten Menge durch den hohlen Querschnitt transportiert wird. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können an den Tragstäben auch Kühlrohre für ein gasförmiges oder flüssiges Kühlmittel angeordnet werden.

Mit der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen,jeden zweiten Gitterstab an einer Schar von Zusatztragstäben anzuordnen,die relativ zu den Tragstäben beweglich sind. Durch diese Weiterentwicklung des Hauptgedankens der Erfindung wird es möglich,durch eine Relativbewegung benachbarter Gitterstäbe zueinander die Spalte des gasdurchlässigen Bauteils zumindest kurzfristig zu vergrößern, um gegebenenfalls festgebackenes Material sicher zu entfernen. Die Zusatztragstäbe können hierbei entweder auf der den Tragstäben gegenüberliegenden Seite der Gitterstäbe oder auf derselben Seite der Gitterstäbe wie die Tragstäbe angeordnet sein,wobei im letzteren Fall die Zusatztragstäbe mit Vorsprüngen zur Befestigung der zugehörigen Gitterstäbe versehen sind, die die notwendige Relativbewegung ermöglichen.

Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des gasdurchlässigen Bauteils gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar

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zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer ersten usführungsform, Fig. 2 eine Stirnansicht zu Fig.l,

Fig. ^ eine der Fig,2 entsprechende Stirnansicht einer zweiten Ausführungsform in der Normalstellung,

Fig. 4 eine der Fig.3 entsprechende Ansicht in der Reinigungsstellung,

Fig. 5 eine Seitenansicht zu Fig.4,

Fig. 6 eine Stirnansicht einer dritten Ausführungsform in der Normalstellung,

Fig. 7 eine Seitenansicht zu Fig.6,

Fig. 8 eine der Fig.6 entsprechende Ansicht in der Reinigungsstellung und

Fig. 9 eine Seitenansicht zu Fig.8.

Bei allen drei auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen besteht das gasdurchlässige Bauteil aus im Abstand voneinander sowie parallel zueinander verlaufenden Gitterstäben 1 und rechtwinklig zu diesen verlaufenden Tragstäben 2. Die Gitterstäbe 1, die zwischen sich Spalte vorgegebener Spaltweite bilden,besitzen bei den dargestellten Ausführungsbeispielen einen kreisförmigen Querschnitt. Die Tragstäbe 2,welche ebenfalls parallel zueinander, jedoch in weitaus größerem Abstand voneinander angeordnet sind, haben ein rechteckiges Querschnittsprofil, das mit geringer Breite parallel zu den Gitterstäben 1 verläuft und eine erheblich größere Tiefe besitzt.

Die Weite der durch die Gitterstäbe 1 gebildeten Spalte ist kleiner als der Durchmesser der kleinsten Materialkörner,die von dem Bauteil zurückgehalten werden sollen. Durch den kleinen Querschnitt der Gitterstäbe 1 weist das gasdurchlässige Bauteil eine möglichst geringe Querschnittsverminderung für die durch das Bauteil hindurch abzuziehenden Gase auf. Hierdurch wird die durch das Bauteil hervorgerufene Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases so gering

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wie möglich gehalten. Dies ist unter anderem für die Verstopfungsneigung des gasdurchlässigen Bauteiles von Bedeutung, die mit zunehmender Gasdurchtrittsgeschwindigkeit steigt. Der kreisförmige Querschnitt der Gitterstäbe 1 verhindert wegen des Fehlens parallel zueinander verlaufender Spaltwände ein Verklemmen von Materialkörnern zwischen den Gitterstäben 1, da zwischen die Gitterstäbe 1 gelangende Körner wegen der geringen Erstreckung der Gitterstäbe l in Durchströmt chtung entweder durch das Bauteil hindurchgestoßen oder von dem sich über die Gitterstäbe 1 hinwegbewegenden Material infolge der abgerundeten Auflagefläche der Gitterstäbe 1 herausgelöst und mitgenommen werden.

Während die Gitterstäbe 1 im wesentlichen zur Bildung der Spalte herangezogen werden und lediglich den mechanischen Druck des auf den Gitterstäben 1 lastenden Materials verformungsfrei aufnehmen müssen,wird die Gesamtbelastung des gasdurchlässigen Bauteils von den Tragstäben 2 aufgenommen. Diese Tragstäbe 2 sind hierzu wegen ihres hochkantstehenden Profils trotz eines verhältnismäßig großen Abstandes voneinander geeignet,wobei der geringe Anströmquerschnitt der Tragstäbe 2 dafür sorgt, daß die Gasdurchlässigkeit des Bauteils durch die Tragstäbe 2 nur unwesentlich beeinträchtigt wird. Eine weitere wichtige Funktion der Tragstäbe 2 besteht darin, daß sie 4h die durchgehenden Gitterstäbe 1 hinsichtlich deren Belastbarkeit in einzelne Abschnitte mit kurzer Knicklänge unterteilen, so daß die Gitterstäbe 1 trotz ihres geringen Querschnittes sowohl den mechanischen als auch den thermischen Belastungen standhalten können, ohne daß sich zu Vergrößerungen oder Verengungen der Spalte führende Verformungen ergeben.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fig.3 bis 5 ist nur jeder zweite Gitterstab 1 an den parallel zueinander liegenden Tragstäben 2 befestigt. Die zwischen den Gitterstäben 1 liegenden Gitterstäbe befinden sich an Zusatztragstäben 4,die auf der anderen Seite der Gitterstäbe 1 und 3 parallel zueinander und vorzugsweise parallel zu den Tragstäben 2 angeordnet sind. Diese Zusatztragstäbe 4 können in Durchströmrichtung des Gases entweder versetzt zu den Tragstäben 2

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angeordnet sein,wie dies Fig.5 zeigt, oder auch in Strömungsrichtung hinter den Tragstäben 2 liegen.

Wie Figo erkennen läßt, ergibt sich durch die voranstehend beschriebene zweite Ausführungsform ein der ersten Ausführungsform entsprechendes gasdurchlässiges Bauteil. Dieses besitzt jedoch den Vorteil, daß es aus der Normalstellung in Fig.^ in eine Reinigungsstellung gemäß Fig.4 und 5 überführt werden kann, indem die Zusatztragstäbe 4 mit den Gitterstäben $ geringfügig von den Tragstäben 2 mit den Gitterstäben 1 entfernt werden. Hierdurch wird eine Vergrösserung der Spaltweite erzielt, die nicht nur zwischen den Gitterstäben 1 und j5 eingeklemmte Materialkörner freigibt,sondern auch Zusarranenbackungen von Material zerstört und auf diese Weise eine leichte und vollständige Reinigung des gasdurchlässigen Bauteils ermöglicht.

Auch bei der dritten Ausführungsform nach den Fig.6 bis 9 ist nur jeder zweite Gitterstab 1 an den Tragstäben 2 befestigt. Die dazwischenliegenden Gitterstäbe 3 sind an Zusatztragstäben 5 angeordnet, die auf derselben Seite der Gitterstäbe 1 bzw.^ wie die Tragstäbe 2 liegen. Diese Zusatztragstäbe 5 besitzen eine kammartig ausgebildete Stirnfläche, auf deren Vorsprüngen 5a jeweils ein Gitterstab ji befestigt ist. Diese Vorsprünge 5a ermöglichen eine in den Fig.8 und 9 erkennbare Relativbewegung zwischen den Gitterstäben 1 und ^, so daß auch bei der dritten Ausführungsform der bezüglich der zweiten Ausführungsform beschriebene Reinigungseffekt durch eine Relativbewegung zwischen Tragstäben 2 und Zusatztragstäben 5 erzielt werden kann.

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Claims

Ansprüche :

1. Gasdurchlässiges Bauteil, insbesondere sau;· Einsatz; in Brenn- und Sinterungsanlagen, zum Abziehen vorzugsweise heißer Gase aus einer Schicht körnigen Materials mit einer Schal· parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordneter i^täbe, die zwischen sich jeweils einen Spalt bilden, dessen opaltseite geringer ist als der Durchmesser der kleinsten Materialkörner, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstäbe (1,;·) einen kleinstir.öglichen Querschnitt aufv/eisen, der bei möglichst geringer irstreckung in rechtwinklig zur Bauteilfläche liegender Richtung lediglich den mechanischen Druck des auf den Gitterstäben (1,3) lastenden Materials verformungsfrei aufnimmt, und daß die Gitterstäbe (l,j.'>) auf etwa rechtwinklig zu ihnen verlaufenden Tragstäben (2,4,5) abgestützt sind, welche mit geringer Breite und erheblich größerer Tiefe ausgebildet und in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß sie die insgesamt auf dem Bauteil lastenden mechanischen und thermischen Kräfte aufnehmen und die an ihnen anliegenden Gitterstäbe (1,;>) in einzelne Abschnitte mit hinsichtlich deren Gesamtbelastung ausreichend kurzer Knicklänge unterteilen.

2. Gasdurchlässiges Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstäbe (1,;3) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

~j>. Gasdurchlässiges Bauteil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstäbe (2,4,5) einen rechteckigen Querschnitt mit geringer Breite und großer Tiefe aufweisen.

4. Gasdurchlässiges Bauteil nach den Ansprüchen 1 bis j), dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstäbe (1,3) und die Tragstäbe (2,4,5) an den Kreuzungspunkten miteinander verschweißt sind.

5. Gasdurchlässiges Bauteil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstäbe (1,3) und die Tragstäbe (2,4,5) aus temperaturbeständigem Material hergestellt sind.

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ORIGINAL INSPECTED

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6. Gasdurchlässiges Bauteil nach mindestens einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstäbe {1,1) und/ oder die Tragstäbe (2,4,5) mit einem hohlen Querschnitt ausgebildet und mit mindestens einer Zuleitung für ein gasförmiges oder flüssiges Kühlmittel versehen sind.

7. Gasdurchlässiges Bauteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Tragstäben (2,4,5) Kühlrohre für ein gasförmiges oder flüssiges Kühlmittel angeordnet sind.

8. Gasdurchlässiges Bauteil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Gitterstab (;;) an einer Schar von Zusatztragstäben (4,5) angeordnet ist, die relativ zu den Tragstäben (2) beweglich sind.

9.Gasdurchlässiges Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatztragstäbe (4) auf der den Tragstäben (2) gegenüberliegenden Seite der Gitterstäba (1,3;) angeordnet sind.

Io.Gasdurchlässiges Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatztragstäbe (5) auf derselben Seite der Gitterstäbe (1,5) wie die Tragstäbe (2) angeordnet und mit Vorsprüngen (5a) zur Befestigung der zugehörigen Gitterstäbe (}) versehen sind.

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