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Halterung für die KUhlrohre eines
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Drehrohrofen-Satellitenkühlers Die Erfindung betrifft eine Halterung
für die Kühlrohre von Drehrohrofen-Satellitenkühlern entsprechend dem Gattungsbegriff
des Patentanspruches 1.
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Satellitenkühlerkühlrohre, die heute aufgrund der geforderten Leistungen
häufig beachtliche Ausmaße haben, zum BeispIel mehrere Meter Durchmesser und etwa
das Zehnfache ihres Durchmessers an Länge, sind während des Betriebes hohen mechanischen
und thermischen Belastungen ausgesetzt. Zusätzlich zu der Wärmedehnung ergeben sich
Längenänderungen aus der wechselnden Durchbiciung von Ofen und Kühl rohr, welche
durch die Rotation des Drehre,hrofenF hervorgerufen wird. Die Kühlrohraufhängunoen
bzw. Kührohrhlterungen müssen deshalb so beschaffen sein, daß sie unterschiedliche
Verformungen und Wärmedehnungen der Kühlrohre aufnehmen können.
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Stand der Technik ist eine Haltevorrichtung, bei der die Kühlrohre
von mehreren Tragringen aufgenommen werden, welche mit dem Drehrohrofenmantel verschweißt
sind, und jeder Tragring besitzt so viele muldenförmige Aufnahmen, wie der Satellitenkühler
Kühlrohre hat (FR-PS 1 558 1).
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Bekannt ist des weiteren ein Drehrohrofen mit an seinem anderen Umfang
angeordneten Planetenkühlrohren, die von einzeln am Ofenmantel angebrachten Halterungen
getragen werden, wobei benachbarte Halterungen sich in ihrem an den Ofenmantel angrenzenden
Bereich aneinander abstützen (DEGM 74 41 586).
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Bekannt ist außerdem eine Befestigungsvorrichtung für Kühl rohre,
die am Auslaßende eines Drehrohres, insbesondere eines Drehrohrofens, sleichmäßl?
auf dem Umfang verteilt sind und mit dem Drehrohrinneren in Verbindung stehen, bei
der für jedes Kjhlrohr - in Achsrichtung des Drehrohres gesehen - an wenigstens
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Stellen auf dem Drehrohrmantel jeweils ein schalenförmiger
Sattel zum Aufnehmen eines Kühlrohres befestigt ist, mit dem ein den restlichen
Umfang des Kühl rohres umfassender, vorzugsweise zweiteilig ausgebildeter Schließbügel
verbunden ist, und die auf dem Drehrohrmantel in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden
Sättel jeweils in wenigstens zwei Reihen versetzt zueinander angeordnet sind und
sich überlappen (DE-AS 22 64 508).
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Zum Stand der Technik gehört weiterhin eine Haltevorrichtung für die
Kühl rohre eines Drehrohrofen-Satellitenkühlers mit auf dessen Mantel konzentrisch
angeordneten, muldenförmige Aufnahmen für die Kühl rohre aufweisenden Tragringen
und mit Halteelementen zum Fixieren der Kühlrohre in den Aufnahmen, wobei die Kühlrohre
auf zwei mit Abstand zueinander angeordneten Tragringgruppen mit je n Tragringen
gelaoert sind, von denen jeder Tragring l/n von der Gesamtzahl des Kühlrohres aufnimmt
(DE-OS 25 31 041).
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Bekannt ist ferner ein Drehrohrofen mit Satellitenkühler, dessen Kühlrohre
mittels je einer Halterung im Auslaufbereich des Drehrohrofens an zwei in Achsrichtung
aufeinander folgenden Befestigungsstellen am Ofenmantel gehalten sind und an ihren
eingangsseitioen Enden über je ein Einlaufrohr mit dem Inneren des Drehrohrofens
verbunden sind; hierbei wird die Halterung von einer Aufhängung für jedes Kühl rohr
gebildet, welche mehrere Aufhänge elemente in Form von vorgespannten Drahtseilen
umfaßt, wovon zwei Drahtseile das Kühlrohr gegen den Drehrohrofen ziehen und eines
dagegenspannt (DE-OS 28 54 222).
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Zum Stand der Technik bei Drehrohren wie Drehrohröfen gehört es schließlich,
bei doppelwandioer Ausbildung Abstandshalter zwischen dem Außenrohr und dem Tnnenrohr
einzuf£iqen, welche j acc einem hochkant stehenden, mit dem einen Rohr verbundenen
Flachstück und einer dieses aufnehmenden, mit dem anderen Rohr verbundenen Tasche
in U-Form bestehen und das Auf-Abstand-Halten ohne Auswirkung der Temperaturunterschiede
zwischen den beiden Ruf Abstand zu haltenden Rohren gewährleisten (DE-PS 12 88 248).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halterung für die Kühlrohre
von Satellitenkühlern zu schaffen, welche geeignet ist, Rohrverformungen und Wärmedehnungen
aufzunehmen, ohne daß von den Kühlrohren her zusätzliche, undefinierbare Kräfte
auf das Drehofenrohr einwirken.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem
Kühl rohr einerseits und dem Sattel sowie Haltebügel andereroeles eine Mehrzahl
über den Kühlrohrumfang vertel3ter Verbindungsmittel je aus wenigstens zwei axial
und queraxial relativ zueinander beweglichen Teilen vorgesehen sind, von denen das
eine Teil am Kühlrohr und das andere Teil am Sattel oder Haltebügel befestigt ist.
Die Verbindungsmittel sind erfindungsaemäß als radial und äquidistant am Umfang
des Kühl rohres angeordnete Gleitführungen ausgebildet, wobei jede Gleitführung
aus einem Gleitstein und einer Gleitbahn besteht, wovon der Gleitstein an dem Kühlrohr
und die Gleitbahn am Sattel bzw. Haltebügel oder umgekehrt angebracht sind. Gemäß
der weiteren Erfindung ist die Gleitbahn U-förmig gestaltet und nimmt zwischen ihren
beiden Schenkeln den Gleitstein auf; hierdurch wird eine konstruktiv und herstellungsmäßig
einfache und kostengünstige Aussestaltuc realisiert, die den rauhen Bedingunoen
des praktischen Drehrohrofenbetriebes gerecht wird. Um das einzelne Kühlrohr leicht
montieren und im Falle von Fabrikationsungenauigkeiten bei der Befestigung der Gleitsteine
bzw. Gleitbahnen auf den Kühlrohren diese ausgleichen zu können, ist nach einem
anderen Erfindungsmerkmal entweder die Gleitbahn oder der Gleitstein auf einer Montierplatte
befestigt, welche lösbar mit dem Sattel bzw. Haltebügel oder mit dem Kühlrohr verbunden
ist.
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Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung sind die Kühlrohre
im Bereich ihrer Gleitführungen festigkeitsmäßig verstärkt, etwa durch seitlich
neben den Gleitsteinen auf die Kiihlrohre aufgeschwe-lßte Verstärkungsringe, durch
unter die Gleitsteine in die Kühlrohre einneschweißte Verstärkungsplatten, durch
in die Kühl rohre einoesetzte Rohrschüsse größerer WanåstOrse loser ähnliche geeignete
Maßnahmen; hierdurch wird bei großen Drehrohrofen
-Satellitenkühler-Einheiten
sichergestellt, daß die Kräfte zuverlässig übertragen werden bzw. ein einwandfreier
Kraftfluß vorliegt und Spannungsspitzen nicht auttleten können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Halterung wiedergegeben,
anhand dessen die Erfindung im nachfolgenden weiter erläutert wird.
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Es zeigen Fig. 1 ausschnittweise einen Querschnitt durch einen Drehrohrofen
und die Kühl rohre des ihn ringförmig umgebenden Satellitenkühlers mit den Festlagern
der Kühl rohr halterungen, Fig. 2 einen Schnitt durch ein Festlager nach Linie II-II
in Fig. 1 in größerem Maßstab, Fig. 3 die Ansicht einer Gleitführung in Richtung
Pfeil III in Fig. 2, ebenfalls vergrößert dargestellt, Fig. 4 einen Ausschnitt aus
einem Kühl rohr, das im Bereich seiner Gleitführungen verstärkt ist, und , Fig.
5 einen Kühlrohrausschnitt mit einer anderen Ausbildunosform der Verstärkung im
Bereich der Gleitführunzen.
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aei den in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichten Festlagern der Kühlrohrhalterung
sind wie üblich für jedes Kühlrohr 1 des atellitenkühlers 2 ein Sattel 3 und ein
Haltch'3el 4 vorge@ehen; der Sattel 3 ist mit dem Mantel 5 des Drehrohrofens 6
verschweißt;
der Haltebügel 4 ist mit dem Sattel 3 durch Schrauben 7 fest, aber lösbar verbunden
und fixiert das Kühlrohr 1 auf dem zugeordneten Sattel 3. Das einzelne Kühirohr
1 ist dabei im Gegensatz zu herkömmlichen Halterungen nicht in direkter Berührung
mit Sattel 3 und Haltebügel 4, sondern ist durch eine Mehrzahl über den Kühlrohrumfang
verteilt anoeordneter VerS1ndungsylittel je aus mindestens zwei axial und queraxial
relativ zueinander beweglichen Teilen so an diesen gehalten, daß es sich radial
und axial ohne Einfluß auf Sattel 3 und Haltebügel 4 ausdehnen kann. Als Verbindungsmittel
dienen pro Kühlrohr 1 acht Gleitführungen 8 aus je einem Gleitstein 9 und einer
Gleitbahn 10, welche radial und äquidistant am Umfanc des Kühlrohres 1 plaziert
sind. Die Gleitsteine 9 sind parallelepipedisch geformt und auf einem in das Kühl
rohr 1 einoefügten Rohrschuß 11 größerer Wandstärke fig. 2), der es im Bereich der
Gleitführungen 8 festigkeitsmäßig verstärkt, durch Schweißen befestigt. Die Gleitbahnen
10 sind U-förmig gestaltet und nehmen zwischen ihren Schenkeln lOa, lOb je einen
Gleitstein 9 oleitbeweglich auf. Jede Gleitbahn 10 ist in die Ausnehmung 12 einer
Montierplatte 13 eingesetzt und mit letzterer verschweißt. Die Montierplatten 13
sind lösbar mit dem Sattel 3 bzw. mit dem Haltebügel 4 durch mehrere Schrauben 14
verbunden (Fig. 1 bis 3.).
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In Abänderung der dargestellten Ausführunqsform kann die Anordnung
der Elemente der Gleitführungen 8 auch umgekehrt getroffen werden, nämlich die Gleitsteine
9 am Sattel 3 und Haltebügel 4 befestigt und die Gleitbahnen am Kühlrohr 1 bzw.
an dessen verstärktem Rohrschuß 11. Im Falle daß die Montierplatten nicht am Haltebügel
4 und Sattel 3, sondern am Kühl rohr 1 fixiert werden sollen, wird das Kühlrohr
1 mit einem entsprechend breiten Flansch versehen, auf dem die Montierplatten 13
festgeschraubt werden.
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Die axiale Fixierung des Kühlrohres 1 wird durch ein PFìar Hpl te~
elemente 15 bewirkt, das wenigstens dr einer GleitfWhruna 8 vorgesehen ist. Die
Halteelemente 15 sind, wie aus den Fio. 2 und 3
ersichtlich ist,
mit dem Gleitstein 9 der Gleltführung 8 verschweißt. Vorzugsweise werden die Halteelemente
15 im Bereich des Sattels 3 angeordnet, um die axialen Kräfte unmittelbar in den
Mantel. 5 des Drehrohrofens 6 einzuleiten.
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Die auf der Zeichnung nicht dargestellten Loslager der Kühlrohrhalterungen
entsprechen den vorangehend beschriebenen Festlagern mit einer Ausnahme; es fehlt
die axiale Fixierung in Gestalt der Halteelemente 15.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen weitere wöglichkeiten für ein festigkeitsmäßiges
Verstärken der Kühirohre im Bereich der Gleitführungen 8, um die bei großen Satellitenkühler-Einheiten
mit Kühlrohrdurchmessern über 1500 mm auftretenden großen Kräfte sicher zu übertragen.
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Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 4 ist jeder Gleitstein 9 auf
einer Verstärkungsplatte 21 befestigt, die in eine entsprechende Ausnehmung im Kühlrohr
1 eingesetzt und mit letzterem verschweißt ist. Die Verstärkungsplatte 21 hat hierbei
eine größere Wand- bzw. Blechdicke als das sie umgebende Kühlrohr 1.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 zeigt als Verstärkung für das
Kühl rohr 1 zwei Verstärkungsringe 31. Diese sind unmittelbar neben den Gleitsteinen
9 plaziert, das heißt schließen letztere zwischen sich ein, und sind mit dem Kühlrohr
1 durch Schweißen verbunden.
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Die beim Betrieb des Drehrohrofens auforund der hohen Betriebstemperaturen
auftretenden axialen und radialen Lansen- und Lageveränderungen der Kühlrohre 1
werden dadurch kompensiert, daß sich das einzelne Kühlrohr 1 in seinem Festlager
in radialer Richtung und in seinem Loslager in radialer und axialer Richtung ausdehnen
bzw. verlagern kann. Aufgrund der erfindungs gemäßen Ausbildung wird dies im einzelnen
dadurch ermöglicht, daß sich das Kühlrohr 1 mit Hilfe seiner Gleit@@@@@ @@@@ @@@
Gleitflächen der Gleitbahnen 10 sowohl in Achsrichtung als auch @ueraxial unter
Ausnutzung des Zwischenraumes 16 (Fig. 2)
zwischen Gleitsteinen
9 einerseits und Gleitbahnen 10 andererseits bewegt. Unterschiedliche Verformungen
der einzelnen Kühlrohre des Satellitenkuhlers werden folglich nicht behindert.
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Der mit der Erfindung erzielte Fortschritt besteht im wesentlichen
darin, daß die neue Halterung sowohl die rein mechanischen Belastungen als auch
die Wärmebelastungen aufzunehmen vermag, ohne daß zusätzliche, nicht berechenbare
Kräfte auf das Drehofenrohr einwirken. Weitere Vorteile sind, daß die Elemente der
Halterung einfach herzustellen und zu montieren sind.
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