DE3916255A1 - Drehtrommelkuehler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehtrommelkühler zum Kühlen von Klinker oder ähnlichen Produkten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühler zum Kühlen von Klinker oder ähnlichen Produkten zu schaffen, der wenig Platz beansprucht, mit geringer Antriebsleistung arbeitet, eine hohe thermische Wirksamkeit aufweist und eine rasche Abkühlung des Gutes ermöglicht.

Diese Aufgabe ist bei einem Drehtrommelkühler der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß am Außenmantel der rohrförmigen Trommel mindestens über einen Teil ihrer axialen Länge Druckkammern angeordnet sind, und daß die Mantelwand der Trommel gleichmäßig umfangsmäßig verteilte Durchbrüche zwischen ihrer Außenfläche und ihrer Innenfläche über eine solche axiale Länge aufweist, die der axialen Gesamtlänge der Druckkammern entspricht.

Erfindungsgemäß ist ein einfach aufgebauter, stabiler und leistungsstarker Drehtrommelkühler für kontinuierliche und rasche Kühlung von Klinker oder ähnlichen Produkten geschaffen, die von Brennöfen kommen, wo sie bei sehr hohen Temperaturen entsprechend den Eigenheiten des Herstellungsprozesses hergestellt worden sind.

Mit dem Namen "Klinker" wird Zement in seinem Rohzustand bezeichnet, der aus makroskopischen Partikeln von ziemlich unterschiedlicher Granulometrie und Färbung besteht, wobei sich die Färbung von hell bis dunkelgrau ändern kann, so daß dem Material ein besonderes unverwechselbares Aussehen verliehen wird bis es mit anderen Aggregaten gemahlen und in Pulver verwandelt wird, bei für seinen Verwendungszweck geeigneter Dicke.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Fig. 1 bis 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt des Kühlers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 die linke Seitenansicht des Kühlers gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Schnittlinie A-B;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Schnittlinie C-D und

Fig. 5 einen Schnitt längs der Schnittlinie E-F.

Durch die oben genannten Schnittdarstellungen werden innere ergänzende Details der Erfindung erläutert, so daß ihr Verständnis erleichtert wird.

Einlaufkanal 1: Dieser ist in geschweißten Kohlenstoffstahlplatten hergestellt und innen mit hitzebeständigen Ziegeln ausgelegt. Er dient dazu, den heißen Klinker, der in seinem oberen Teil eingeführt ist, infolge der Schwerkraft nach unten zu den Kühlplatten 8 zu leiten, sowie dazu, heiße Luft (Sekundärluft) aus dem Innern der Drehtrommel hinauf in die Verbrennungszone des Brennofens zu leiten (siehe Fig. 1 und 2).

Internes Dichtsystem 2: Hersgestellt in Kohlenstoffstahlplatten und Gußeisenplatten, wirkt als mechanische Dichtung mittels Federn oder Luftdruckkolben, um zu vermeiden, daß kalte Falschluft aus der Umgebung in das Innere der Drehtrommel gelangt, die bei konstantem Unterdruck gehalten wird, infolge der Wirkung des Sauggebläses des Brennofens (siehe Fig. 1 und 2).

Drehtrommel 3: Hergestellt in geschweißten Kohlenstoffstahlplatten stellt sie den größten und wichtigsten Teil des Kühlers dar. Sie dient letztlich dazu, die turbulente Drehbewegung des Klinkers oder sonstigen Produkts auf den Kühlplatte 8 zu erzeugen, die an die Innenflächen der Drehtrommel zur Förderung der Kühlung befestigt sind.

Lagerschuhe 4: Diese bestehen aus Kohlenstoffstahlplatten und sind an der Außenseite der Drehtrommel 3 mithilfe einer Verschweißung oder mit Schrauben befestigt. Sie dienen dazu, die Lagerung auf den Innenflächen der Rollringe 5 zu verstärken und zu verbessern und diese gegen axiale Verschiebungen festzulegen (siehe Fig. 1 und 2).

Rollringe 5: Die Rollringe 5 bestehen aus bearbeitetem Gußstahl. Sie dienen zur Unterstützung der Drehtrommel 3 mithilfe der Lagerschuhe 4 und ermöglichen die freie Drehbewegung der gesamten Einheit auf den Lagerrollen 22 (siehe Fig. 1 und 2).

Außendichtsystem 6: Das Außendichtsystem 6 besteht aus Kohlenstoffstahlplatten und Gußeisenplatten. Sie dienen als mechanische Dichtung infolge Feder oder Luftkolbenwirkung, um das Eintreten von außenseitiger Falschluft in das Innere der Drehtrommel, die bei konstantem Unterdruck gehalten ist, zu vermeiden. Sie dienen auch zur Vermeidung der Ausgabe von kalter Luft von den Druckkammern 27 in die Umgebung (siehe Fig. 1).

Gehäuse 7: Das Gehäuse 7 besteht aus Kohlenstoffstahlplatten, die zusammengeschweißt oder -geschraubt sind. Es stellt den ruhenden Teil des äußeren Kühleraufbaus dar. Es dient dazu, alle heiße Luft innerhalb der Drehtrommel zu halten, so daß eine bessere thermische Wirksamkeit der Einrichtung sichergestellt ist (siehe Fig. 1 und 3).

Gekrümmte Kühlplatten mit Schlitzen 8: Diese sind in feuerfestem Gußstahl hergestellt und mit Schrauben an der Innenfläche der Drehtrommel befestigt. Sie dienen dazu, die Trennung zwischen dem eingeführten heißen Klinker und den Druckkammern beizubehalten. Gleichzeitig wird kalte Luft durch die Schlitze hinaus in die heiße Klinkermasse geleitet, die sich in dauernder turbulenter Bewegung befindet, um die Klinkermasse abzukühlen (siehe Fig. 1 und 3).

Gekrümmte glatte Platten 9: Diese bestehen aus feuerfestem Stahl und sind an der Innenfläche der Drehtrommel 3 mithilfe von Schrauben befestigt. Sie schützen die Drehtrommel vor Hitze und Abrasion durch den Klinker (siehe Fig. 1 und 4).

Antriebskranzabdeckung 10: Die Antriebskranzabdeckung besteht aus geschweißten Kohlenstoffstahlplatten und schützt den Antriebszahnkranz gegen Eindringen von Staub sowie gegen den Verlust von Schmiermitteln aus dem Antriebsgetriebe (siehe Fig. 1 und 4).

Antriebszahnkranz 11: Der Antriebszahnkranz 11 besteht aus bearbeitetem Gußstahl und ist mit der Drehtrommel 3 mittels Schrauben, Stiften und Federn verbunden. Er ist verantwortlich für die Drehbewegung derselben (Fig. 1).

Gebogene glatte Platten mit Hebeschaufeln 12: Diese sind in feuerfestem Gußstahl gefertigt und an die Drehtrommel angeschraubt. Sie dienen dazu, die Drehtrommel vor Hitze und starker Abrasion durch den Klinker zu schützen sowie auch die größeren Klinkerpartikel anzuheben, um sie durch das Aufschlagen beim Herunterfallen zu zerbrechen, wodurch eine bessere Kühlung ihres Kern erreicht wird (siehe Fig. 1 und 4).

Enddichtsystem 13: Dieses besteht aus Kohlenstoffstahlblech und Gußeisenplatten und ist mit der Drehtrommel 3 und dem Staubentfernungskanal 14 mittels Schrauben, Stiften und Schweißen verbunden und verhindert das Eintreten von Falschluft in den Staubentfernungskanal 14 (siehe Fig. 1).

Staubentfernungskanal 14: Der Staubentfernungskanal 14 besteht aus geschweißtem Kohlenstoffstahlplatten und dient dazu, den Überschuß an Kühlluft, der mit Klinkerstaub beladen ist, zu einem Filtersystem zu leiten, zu dem Zweck, den brauchbaren Anteil des Produktes wiederzugewinnen (siehe Fig. 1 und 5).

Gebogene Sortierstangen 15: Diese bestehen aus Kohlenstoffstahl und sind mit Schrauben und durch Schweißen an dem Endteil der Drehtrommel 3 befestigt. Sie dienen dazu, die größeren Klinkerpartikel, die ungeeignet für das Transportsystem und die nachfolgende Vermahlung sind, auszusondern und zu einem Zerkleinerer 18 zu führen, der sie auf die übliche Größe verkleinert (siehe Fig. 1 und 5).

Oberes Inspektionstor 16: Dieses besteht aus geschweißtem Kohlenstoffstahl und ist am hinteren Teil des Staubentfernungskanals 14 befestigt. Durch das Tor können Inspektionen und Wartungsarbeiten innerhalb der Drehtrommel 3 durchgeführt werden (siehe Fig. 1 und 5).

Fußsteg 17: Der Fußsteg 17 besteht aus Kohlenstoffstahlwinkelstangen und -platten und ermöglicht den Zugang zu dem oberen Inspektionstor 16 (siehe Fig. 1 und 5).

Klinkerzerkleinerer 18: Der Klinkerzerkleinerer ist eine Hammermühle und dient zur Zerkleinerung von großen Klinkerpartikeln in Teilchen üblicher Abmessungen (siehe Fig. 1 und 5).

Klinkeraufnahmetrichter 19: Dieser besteht aus geschweißtem Kohlenstoffstahlblech und dient dazu, den über die Sortierstangen 15 aussortierten kalten Klinker sowie den zerkleinerten Klinker auf den Becherförderer 20 unterhalb des Kühlers zu bringen (siehe Fig. 1 und 5).

Becherförderer 20: Bei dem Becherförderer 20 handelt es sich um eine Fördervorrichtung für lose Ladungen, die dazu dient, den kalten Klinker in die Lagereinrichtungen zu schaffen (siehe Fig. 1, 2, 3, 4 und 5).

Rollentraglager 21: Die Rollentraglager sind üblicherweise Gleitlager mit Bronze- oder Metallbüchsen und sie dienen dazu, die Lagerrollen 22 mit ihren Achsen zu tragen (siehe Fig. 1 und 2).

Lagerrollen 22: Diese bestehen aus gegossenem und geschmiedetem Stahl und stellen die Lager für die Rollringe dar. Sie ermöglichen deren Drehbewegung zusammen mit der gesamten Drehtrommel 3 (siehe Fig. 1 und 2).

Antriebsritzel 23: Das Antriebsritzel 23 besteht aus gegossenem und bearbeitetem Stahl. Es dient dazu, die Drehbewegung des Vorgeleges 24 auf den Zahnkranz 11 zu übertragen (siehe Fig. 1).

Vorgelege 24: Das Vorgelege dient dazu, die Drehzahl des Antriebsmotors bis zu dem Ritzel 23 zu verringern, um die Drehung der Drehtrommel mit einer angemessenen Drehzahl zu ermöglichen (siehe Fig. 1 und 4).

Untere Inspektionstür 25: Sie besteht aus geschweißtem Kohlenstoffstahlblech und ermöglicht den Zugang in das Innere der Druckkammern 27 zu Inspektions- und Wartungsarbeiten (siehe Fig. 1).

Doppelpendelventile 26: Diese Einrichtungen werden mit elektrischen Motoren oder pneumatischen Kolben angetrieben, um die Ausgabe von kaltem feinem Klinker zu ermöglichen, der am unteren Teil der Druckkammern 27 gesammelt wird, wobei jedoch verhindert wird, daß Falschluft von der Außenseite eintritt (siehe Fig. 1 und 3).

Druckkammern 27: Die Druckkammern 27 bestehen aus geschweißtem Kohlenstoffstahlblech. Sie dienen dazu, die gesamte durch die Gebläse 30 geförderte Luft unter einem vorgegebenen konstantem Druck zu halten und diese durch die Schlitze der Kühlplatten 8 zu pressen und somit die Abkühlung des heißen Klinkers infolge einer kontinuierlichen Bewegung der Luft herbeizuführen. Die Druckkammern 27 dienen auch zum Sammeln aller kalten Klinkerpartikel, die infolge der Schwerkraft durch die bereits erwähnten Schlitze fallen und sich im unteren Teil einer jeden Druckkammer ansammeln, wo die Doppelpendelventile die Aufgabe haben, diese Partikel auf den Becherförderer 20 zu laden (siehe Fig. 1, 2 und 3).

Kühlerfundament 28: Dieses besteht aus geschweißten und geschraubten laminierten Profilen aus Kohlenstoffstahl und es dient dazu, alle Hauptkomponenten des Kühlers, die mit dem Grund verbunden sein müssen, zu tragen, wie beispielsweise den Einlaufkanal 1, die Druckkammern 27, das Gehäuse 7, das Antriebsritzel 23, den Zerkleinerer 18 etc. (siehe Fig. 1, 2, 3, 4 und 5).

Gekrümmte Abdicht- und Kaltluft-Führungsplatten 29: Diese bestehen aus geschweißtem Kohlenstoffstahlblech und sind mithilfe von Schrauben, Stiften und Federn im Innern der Druckkammern befestigt. Sie dienen dazu, die Strömung der Kaltluft, die durch das Gebläse 30 erzeugt wird, durch die Schlitze der gekrümmten Platten 8 direkt in das Zentrum der heißen Klinkermasse zu leiten, um deren schnelle Abkühlung zu erreichen, und folglich zur Erzielung eines hohen thermischen Wirkungsgrades des Kühlers (siehe Fig. 3).

Zentrifugalgebläse 30: Diese an sich bekannten Einrichtungen dienen zum Einblasen von Luft in die Druckkammern zur Klinkerkühlung (siehe Fig. 3).

Drehtrommelverstärkungsstruktur 31: Diese besteht aus longitudinalen und ringförmig verlaufenden Kohlenstoffstahlstangen, die an die Außenfläche der Drehtrommel 3 an einem axialen Fortsatz angeschweißt sind, der der Länge der Druckkammer 27 entspricht. Diese Struktur dient dazu, den Bereich der Drehtrommel 3 zu verstärken, der durch die Durchbrüche unter den Kühlplatten 8 geschwächt ist (siehe Fig. 1 und 3).

Elektromotor 32: Der Elektromotor 32 sorgt für den Antrieb der Drehtrommel 3 und sollte eine variable Drehzahl mit Drehzahlregelung aufweisen (siehe Fig. 1).

Nachdem die Funktion von allen Teilen beschrieben worden ist, aus denen sich der hier behandelte Kühler zusammensetzt, wird nachfolgend die Funktionsweise des gesamten Kühlers beschrieben.

Der Klinker oder ein ähnliches Produkt, wird aus der Herstellung kommend bei sehr hohen Temperaturen kontinuierlich in den Einlaufkanal 1 eingeführt, der es infolge der Schwerkraft zur Innenwand des Kühlers über die erste Reihe von Kühlplatten 8 bringt (in der Praxis befindet sich der Auslaß des Brennofens direkt über der Mündungsstelle des Kanals). In diesem Moment bewirkt das gleichzeitige Zusammenwirken von drei bestehenden Faktoren, nämlich die Drehung des Trommelrostes, die Neigung seiner Symmetrieachse und die Schwerkraft, nicht nur die Unterstützung der gleichmäßigen Verteilung des heißen Klinkers in einer Bettform über einen Längsstreifen der unteren Innenfläche des Trommelrostes 3, sondern auch die Aufrechterhaltung in einer kontinuierlichen turbulenten Drehbewegung, kombiniert mit einem langsamen axialen Vorschub in Richtung zu dem Endteil des Kühlers, wo die Sortierstangen 15 angeordnet sind.

Während der gesamten Längsbewegung über die Kühlplatten 8 fließen kontinuierlich Ströme von kalter Luft, die aus den Druckkammern 27 kommen, durch das Heißklinkerbett, von unten nach oben, was zu einer raschen Abkühlung des Klinkers führt.

Alle Klinkterteilchen, die kleiner als die Kühlplattenschlitze 8 sind, gehen durch dieselben infolge der Schwerkraftwirkung hindurch, während das heiße Klinkerbett sich langsam in Horizontalrichtung vorwärts bewegt, und sie fallen vertikal im Gegenstrom zu der geblasenen Kaltluft, und setzen sich vollkommen abgekühlt im unteren Teil der Druckkammern ab, wo Doppelpendelventile die Aufgabe haben, die Teilchen auf den Becherförderer 20 zu bringen.

Klinkerteilchen, die größer als die Kühlplattenschlitze 8 sind und die durch dieselben nicht hindurchtreten können, bewegen sich in Längsrichtung des Kühlers bis sie die Sortierstangen 15 erreichen, die am Ende des Drehrostes 3 angeordnet sind. Da diese Teilchen kleiner sind als die Öffnungen zwischen den Sortierstangen 15, fallen sie infolge der Schwerkraft, ebenfalls bereits abgekühlt, in den Aufnahmetrichter 19 und danach auf den Becherförderer 20.

Wenn sie andererseits größer als die genannten Öffnungen sind, gelangen sie zuerst in den Klinkerzerkleinerer 18, der ihre Größe durch Aufschlagen gegen die Innenseite des Drehrostes 3 zerkleinert, so daß sie erneut versuchen können, den zuvor beschriebenen Zyklus zu durchlaufen, bis sie den Becherförderer 20 erreichen, der sie schließlich in das Lager führt.

Der kalte aus den Druckkammern kommende Luftstrom nimmt die meiste Wärme aus dem Klinkerbett weg, wenn er dieses von unten nach oben durchströmt und er kühlt es schnell ab, wobei der Luftstrom sich kontinuierlich erwärmt und dann die Innenseite des Rostes erreicht, von wo aus ein Teil abgesaugt wird (der heißeste Teil entsprechend der Luft aus der ersten und zweiten Kammer) und zu einem Brennofen geleitet wird, wo die Luft als Sekundärverbrennungsluft verwendet wird, während der andere Teil zu einem Sandfilter durch den Staubentfernungskanal geführt wird, als Überschußluft, die Klinkerstaub enthält.

Nach der Beschreibung der Betriebsweise des Kühlers gemäß der Erfindung werden nachfolgend die Vorteile erwähnt, die bei seinem Gebrauch erzielt werden:

• a) Geringer Platzbedarf für die Aufstellung des Kühlers.
• b) Einfacher Betriebm, der im Grunde genommen in einer richtigen Justierung der variablen Rotation des Drehrostes 3 besteht, um den Anforderungen aller Parameter eines jeden Produktionsniveaus gerecht zu werden.
• c) Es sind keine bewegbaren Kühlplatten vorhanden, so daß ein großer Verschleiß zwischen diesen, längere Betriebsunterbrechungen und folglich hohe mechanische Wartungskosten vermieden werden können.
• d) Der Betrieb bei geringer Drehzahl führt zu einer größeren Haltbarkeit.
• e) Geringe Antriebsleistung und folglich geringer Stromverbrauch.
• f) Hohe thermische Wirksamkeit, die besonders den Brennstoffverbrauch in dem Brennofen reduziert, der von der aus dem heißen Kühler kommenden Sekundärluft Gebrauch macht.
• g) Rasche Abkühlung des Klinkers, wodurch seine physikalisch-chemischen Eigenschaften beträchtlich verbessert werden und auch seine Austrittstemperatur aus dem Kühler vermindert wird.

Claims (11)

1. Drehtrommelkühler zum Kühlen von Klinker oder ähnlichen Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenmantel der rohrförmigen Trommel mindestens über einen Teil ihrer axialen Länge Druckkammern (27) angeordnet sind, und daß die Mantelwand der Trommel gleichmäßig umfangsmäßig verteilte Durchbrüche zwischen ihrer Außenfläche und ihrer Innenfläche über eine solche axiale Länge aufweist, die der axialen Gesamtlänge der Druckkammern (27) entspricht.

2. Drehtrommelkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er gekrümmte Kühlplatten mit Schlitzen und/oder Durchbrüchen 8 aufweist, die umfänglich mittels Schrauben an der Innenfläche der Drehtrommel (3) befestigt sind, so daß diese einen oder mehrere der Durchbrüche zwischen der Außenfläche und der Innenfläche der Drehtrommel (3) bedecken.

3. Drehtrommelkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gekrümmte glatte Platte (9, 12) umfänglich an der inneren Mantelwand der Drehtrommel (3) mittels Schrauben befestigt sind und zwar in dem Axialabschnitt, der der letzten Reihe von Kühlplatten (8) in Gutförderrichtung folgt.

4. Drehtrommelkühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der gekrümmten glatten Platten (12) Hebeschaufeln aufweist.

5. Drehtrommelkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Sortierstangen (15) umfangsmäßig mittels Schrauben und/oder Schweißen am Endteil der Drehtrommel im Anschluß an den die gekrümmten Platten (9, 12) aufweisenden Abschnitt befestigt sind.

6. Drehtrommelkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein internes Dichtsystem (2) von der Art einer mechanischen Dichtung, angetrieben durch Federn und/oder Luftkolben am zentralen Vorderteil der Drehtrommel (3) und an dem unteren Mündungsstück des Auslasses (1) des Einlaufkanals mittels Schrauben und/oder Schweißen befestigt ist.

7. Drehtrommelkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß äußere Enddichtsysteme (6, 13), von der Art einer mechanischen Dichtung angetrieben durch Federn und/oder Luftkolben an der Außenmantelfläche der Drehtrommel (3) an dem Gehäuse (7) und schließlich an dem Staubabzugskanal (14) mittels Schrauben und/oder Schweißen befestigt sind.

8. Drehtrommelkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstärkungsstruktur (31) für die Drehtrommel, die aus längs- und ringförmig verlaufenden an die Außenmantelfläche der Drehtrommeln (3) angeschweißten Stäben besteht, in dem mit den Durchbrüchen versehenen Abschnitt angeordnet ist.

9. Drehtrommelkühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß gekrümmte Dicht- und Kaltluftströmungsplatten (29) mit Schrauben, Stiften und Federn an dem inneren Oberteil der Druckkammern (27) in einem Bereich in der Nähe der Verstärkungsstruktur (31) für die Drehtrommel (3) befestigt sind.

10. Drehtrommelkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Rollringe (5) die Drehtrommel (3) mithilfe von an diese angeschweißten oder angeschraubten Schuhen unterstützen, umfangsmäßig und von außen, und die frei auf Innenflächen der Rollringe (5) ruhen, so daß die Längsachse der gesamten Einheit zur Horizontalen leicht geneigt ist.

11. Drehtrommelkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtrommel einen an ihrem Außenumfang befestigten Zahnkranz (11) und mit diesem zusammenwirkende Antriebsmittel aufweist, und daß die Antriebsmittel in ihrer Drehzahl regelbar sind.