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Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine Zusatzpatentanmeldung zum
Patent DE 29 03 280 C 3 : ZEntgasungsidrehtrommelX .
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Die Bezeichnung lautet: Drehtrommel zur thermischen Behandlung von
Schüttgütern.
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Während bei der Stammanmeldung an die thermische Spaltung organischer
Verbindungen, also einer Entgasung oder Verschwelung derselben, gedacht war, soll
die Erfindung auf der Zusatzanmeldung die Verwendungsmöglichkeit einer der artigen
Drehtrommel auf beliebige thermische Behandlungsarten von Schüttgütern ausgedehnt
werden. Neben der Verschwelung bzw. Pyrolyse kann eine solche Drehtrommel z.B. auch
zum Trocknen, zum Calcinieren ( z.B. Sodafabrikation) oder zum Rösten ( z.8. Erzaufb.ereitung)
eingesetzt werden.
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Dabei soll von solchen thermischen Behandlungen ausgegangen werden,
die ein sehr gleichmäßiges Temperatur-Niveau innehalb der gesamten Drehtrommel erfordern.
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Solche Prozesse können nur mit thermischen Behandlungsapparaten durchgeführt
werden, die mit einem flüssigen Wärmeträger indirekt beheizt sind. Bekannt sind
solche Apparate mit drehenden Einbauten wie Hohischnecken, hohlen Schaufelblatt-Rotoren.
Röhrenbündeln oder Drehtrommeln mit eingebauten Röhrenbündeln. In allen Fällen wird
der flüssige Wärmeträger. außerhalb des Apparates in einem Kessel aufgeheizt und
über Rohrleitungen mittels Umwälzpumpen durch abgedichtete Wellendurchführungen
in und durch die drehenden Einbauten gepumpt. Diese bekannten Apparate sind deshalb
sehr aufwendig und die abgedichteten Wellendurchführungen sind empfindlich und bei
problematischen flüssigen Wärmeträgern wie unter hohem Druck stehendes hteißwasser
oder flüssiges Natrium auch gefährlich.
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Die Aufgabe besteht in einer wesentlichen Vereinfachung
derartiger
mit flüssigem t§-r<eträgur-behetzrer Apparate bei gleichzeitig höherer Sicherheit
gegen das Ausströmen des Wärmeträgers, z.B. an einer Wellendurchführung in ein rotierendes
Bauteil.
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Einen Ansatz zur Lösung dieser Aufgabe findet man in Anspruch 4 dar
Stammanmeldung. Dort wird an einer Zweizug-Drehtrommel sowohl das innere als auch
das äußere Drehrohr als Doppelmantel ausgebildet und beide Doppelmantelrohre sind
durch radiale Rohre miteinander verbunden. Das Gesamte System ist mit einem flüssigen
Wärmeträger gefüllt und wird von außern, gewissermaßen in Form eines rotierenden
Abhitzekessels beheizt.
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Es wird zwar davon gesprochen, daß die Umwälzung des flüssigen Wärmeträgers
"autogen" durch die Drehung der Trommel bewerkstelligt wird, Hilfsmittel zur Verbesserung
dieser Umwälzung ohne zusätzliches Pumpaggregat sind jedoch nicht angegeben. Die
Gefahr, daß die Flüssigkeit in dem geschlossenon System relativ stehen bleibt, also
mit gleicher Geschwindigkeit und Drehrichtung wie die Trommel mit rotiert, kann
nicht ausgeschlossen werden.
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Ohne eine'Bewsgung bzw. Strömung eines flüssigen Wärmeträgers in den
Hohlräumen eines zu beheizenden Apparates kann jedoch die gewünschte gleichmäßige
Temperaturverteilung nicht gewährleistet werden.
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Die Erfindung löst auch diese Aufgabe durch ein Doppelmantel - Drehrohr
mit beliebigen in den Hohlraum des Doppelmantels mündenden Hohikörper-Einbauten
und mit mitteln, die eine gegenläufige (relaive) Drehung des flüssen Wärmeträgers
im Doppelmantel und mit weiteren Mitteln, die eine Strömung des flüssigen Wärmeträgers
in den Einbauten bewirken.
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Eine Möglichkeit dazu besteht in der Füllung des Systems Doppelmantel-Hohlkörper-Einbauten
nur zu etwa 80 % des Gesamtvolumens mit Flüssigkeit, während die Restfüllung vorzugsweise
aus einem Inertgas besteht.
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Durch das Eigengewicht bleibt die Füssigkeit in der
drehenden
Trommel immer un@en und das Gaspolster bleibt immer oben Es cntsteht also eine relativ
gegenläufige Drehung der Flüssigkeit im Doppelmantel. Zusätzliche Leitbleche an
den Mündungsöffnungen der Hohlkörper-Einbauten, zB. quer durch die Trommel verlaufender
Rohre, lenken diese Drehbewegung der Flüssigkeit in eine Strömungsbewegung in den
Rohren um.
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Eine andere Möglichkeit die relativ gegenläufige Drehbewegung der
Flüssigkeit im Doppelmantel anzuregen besteht in der Anordnung eines oder mehrerer
Verdrängungskörper mit wesentlich höherem spezifischen Gewicht als das der Wä rmeträge
r-Flüssigkei t im Hohlraum des Doppelmantels.
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Das können z,£3 metallene Wälzkörper sein, die in dem ringförmigen
Spalt des Doppelmantels immer nach unten rollen, dabei für die Flüssigkeit als Verdrängungskörper
wirken und verhindern, daß sich die Flüssigkeit mit der Dreh trommel im Doppelmantel
gleichsinnig mitdreht, also im Doppelmantel relativ still steht. Als ein solcher
immer unten bleibender Verdrängungskörper kann auch eine Metallschmelze g z.B. Blei-Wiamut-Legiårungen)
treten, deren Ein füllmenge gerade den untersten Bereich des Ringspaltes im Doppelmantel
ganz oder teilweise ausfüllt.
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Wenn durch einen derartigen Verdrängungskörper hoher Masse der untere
Bereich des Ringspaltes im Doppelmantel für die Wärmeträger-Flüssigkeit immer ganz
oder teilweise verschlossen ist, bleibt die Flüssigkeit bei einer Drehung der Trommel
praktisch stehen bzw. dreht sich relativ in dem Ringspalt des Doppelmantels rückwärts.
Diese Drehbewegung der Flüssigkeit im Doppelmantel wird dann wieder durch Leitschauflen
an den Mündungsöffnungen der Rohre oder anderer Hohlkörper in der Trommel in eine
Strömung der Wärmeträgerflüssigkeit umgeleitet.
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Das vollkommen geschlossene System dieses "rotie renden Abhitzekessels"
erlaubt verhältnismäßig risikolos auch den Einsatz problemotischer flüssiger Wärmeträger
wie z.B. flüssiges Natrium o Eine ständige Bewegung und Umwälzung dar Wärmeträger-Flüssigkeit
ohne zusätzliche
Pumpen ist durch die erfindungsgemaße Ausfuhrung
ebenfalls gewährleistet.
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Die Figuren erläutern die Erfindung an schematisch dargestellten Beispielen.
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Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer Trommel mit nur ca 80 % Flüssigkeitsfüllung.
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Fig. 2 zeigt den Querschnitt einer Trommel mit einem Wälzkörper als
Verdrängungskörper in dem Ringspalt des Doppelmantels und Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt
aus einem Längsschnitt einer Trommel gemäß Fig. 2 In Fig. 1 ist das Doppelmantel-Drehrohr
1 wie üblich auf Stützrollen 2 drehbar gelagert. In den Doppelmantel 3,3' münden
in den inneren Mantel 3 Hohlkörper-Einbauten, z.B. Rohre 4 . Der gesamte Innenraum
des Systoms Doppelmantel 3,3' und Hohlkörper innerhalb der Trommel, X,R Rohre 4
istzu etwa 80.$ mit einer Wärme träger-Flüssigkeit 5 gefüllt. Der verbleibende Raum
dieses Systems ist mit einem Gaspolster fi , z.B.
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einem Inertgas 6 gefüllt. In den Ringspalt des Doppelmantels 3;3'
ragen Leitschaufeln 7, die an den Mündungsöffnungen 8 der Rohre 4 oder anderer Hohlkörper-Einbauten
angebracht sind. Bei einer Drehung des Drehrohr 1 bleibt die Flüssigkeit 5 unten
"stehen", dreht sich also relativ im Doppelmantel 3,3' rückwärts. Durch die Leitschaufeln
7 an den Mündungsöffnungen 8 der Rohre 4 wird die Drehbewegung der Flüssigkeit 5
in eine Strömungsbewegung innerhalb der Rohe 4 umgelenkt.
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Fig. 2 zeigt den Querschnitt eines gleichartigen Doppelmantel Drehrohrs
1 mit den gleichen Einbauten, jedoch mit einer praktisch vollständigen Füllung mit
Flüssigkeit 5 . Xn dem RingSpa des Doppelmantels 3,3' befinden sich ein oder mehrere
Wälzkörper 9, die wie aus Fig 3 ersichtlich vorzugsweise zwischen den Ebenen der
Rohre 4 mit Leitblechen 7 durch Leitringe 10 innerhalb des äußeren Mantels 3' geführt
sind .
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Diese wälzkörper 9 bleiben bei e@@@@ Trommeldrehung immer unten, verdrängen
die Flüssigkeit 5 in dem Ringspalt des Doppelmantels 3,39 dort teilweise und zwingen
sie so zu einer relativ gegenläufigen Drehung in diesem Ringspalt. Die Umlenkung
der Drehbewegung der Flüssigkeit 5 in eine Strömungsbewegung in den Rohren 4 durch
die Leitbleche 7 erfolgt analog zu dem Beispiel aus Fig 1 Es ist einleuchtend, daß
sich das 'Nesen der Erfindung nicht suf die dargestellten Beispiele beschränkt,
die Rohre 4 können beliebig innerhalb der Trommel angeordnet sein, es können anstelle
gerader Rohre 4 auch Rohrbögen oder Rohrschlangen oder auch hohl ausgebildete Schaufeln
oder Flügel angewendet werden1 Natürlich können auch Zweizug-Trommeln wie in der
Stammanmeldung mit den gleichen Mitteln ausgerüstet werden um eine verbesserte Flüssigkeits°Umwålzung
zu erreichen.
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Das gleiche gilt natürlich auch für Dreizug-Trommeln.
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Lei tschau fein an den Mündungsöfinungen z 1 B radialer Rohre in die
inneren Doppelmantel-Rohre bei Mehrzug-Trommeln können in den Ringspalten dieser
inneren Doppelmantel-Rohre beliebige, gewünschte Strömungsbewegungen der Wärmeträger-Flüssigkeit
erzeugen.
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Die Maßnahmen der Erfindung erweitern den Grundgedanken aus Anspruch
4 der Stammanmeldung in einer Weise, daß erst dadurch eine optimale Flüssigkeits-Umwälzung
und damit eine optimale Wärmeverteilung bei einer gewünschten sehr engen Toleranz
geringfügiger Temperaturabweichungen innerhalb des eingerogelten Temperatur-Niveaus
ermöglicht wird.