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Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Gut aller Art, insbesondere zum
Kühlen von Zementklinker Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung
von Gut aller Art, insbesondere zum Kühlen von Zementklinker o. dgl. mittels Luft,
Gas, Gasgemische usw. Als Gut kann außerdem in Frage kommen gebrannter Kalk, Dolomit,
gesinterter Flugstaub von Hochöfen, geröstete heiße Erze, Schüttstoffe der chemischen
Industrie und ähnliche Stoffe.
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Es sind bereits Kühlvorrichtungen bekannt, bei denen. das zu kühlende
Gut auf einer mit Luftschlitzen versehenen Treppe in dünner Schicht niedergleitet,
wobei es der Kühlwirkung eines hindurch gesaugten Luftstromes unterliegt. Eine derartige
Einrichtung ist aber zur Erzielung einer gleichmäßigen Förderung des Gutes nicht
geeignet.
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Ebenso sind auch Kühlvorrichtungen bekannt, bei denen die Förderung
des Gutes im wesentlichen waagerecht auf einer Schüttelrutsche vor sich geht. Derartige
Vorrichtungen weisen entweder eine breite und kurze Form auf, sind also vorwiegend
quadratisch bzw. nur wenig länglich, oder man gibt ihnen auch die Form einer langen
Rinne. Im ersteren Falle hat sich beim Betriebe gezeigt, daß beträchtliche U nregelmäßigkeiten
hinsichtlich der Fördergeschwindigkeiten an den einzelnen Punkten der breiten Rutsche
auftreten. Diese Unregelmäßigkeiten lassen sich zwar einigermaßen vermeiden, wenn
man eine lange Rinne wählt, aber dadurch wird die Vorrichtung umständlich und teuer.
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Die Einrichtung nach der Erfindung weist demgegenüber eine kurze,
gedrängte Bauart auf. Trotzdem werden die Unregelmäßigkeiten in der Förderung vollkommen
vermieden, so daß ein gleichmäßig gekühlter Klinker erzeugt wird. Jedes einzelne
Gutkörnchen beschreibt bei der Einrichtung nach der Erfindung regelmäßig eine Spirale
und gelangt auf diesem Wege langsam von der in der Mitte der Kühleinrichtung liegenden
Aufgabestelle nach der am Rande gelegenen Abwurfstelle, wobei es jeden Punkt der
Platte bestreicht.
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Dass. Neue der Erfindung besteht darin, daß die in kreisartig ruckweise
schwingende Bewegungen versetzbare gasdurchlässige Unterlage zur Aufnahme des Gutes
mit einer in der Mitte liegenden Beschickungsvorrichtung und einer am Rande angeordneten
Entnahmestelle bzw. umgekehrt ausgerüstet ist. Auf diese Weise legt das Gut auf
der Unterlage einen langen kreis- oder spiralförmigen Kühlweg zurück. Neben dieser
gleichförmigen
oder ungleichförmigen Bewegung kann die gasdurchlässige
Unterlage aber auch noch eine zweite Bewegung in der senkrechtem Ebene erhalten,
so daß die von der Unt-,rl---t1 ausgeführte Bewegung sich aus zwei Eir_, komponenten
zusammensetzt. Die Schwi gungszahl der gasdurchlässigen Unterlage" kann dabei verändert
werden. Bei erhöhter Schwingungszahl vermindert man den Hub der Schwingungen. Die
Unterlage selbst erhält vorteilhaft die Form einer Scheibe. Sie kann selbstverständlich
aber auch jede andere Form aufweisen, also beispielsweise oval, quadratisch, polygonal
oder ringförmig ausgebildet sein. Die gasdurchlässige Unterlage ist dabei beispielsweise
auf schräg stehenden, fußartigen Federn oder auf Gelenkstützen gelagert, so daß
sie bei einer kreisartigen Bewegung, gleichzeitig auch noch eine Bewegung in der
senkrechten Ebene ausführt. Zur sicheren Führung kann die gasdurchlässige Unterlage
einen mittleren Zapfenerhalten, der .sich in entsprechenden Lagern dreht und gleichzeitig
auch eine Verschiebung in der senkrechten Ebene zuläßt. Der gleiche Zweck kann auch
erreicht werden , wenn die gasdurchlässige Unterlage flicht auf schräg stehenden,
federnden Füßen ruht, sondern an Federn: oder Gelenkstäben aufgehängt ist, wobei
wieder die Anordnung eines -mittleren Zapfens die Bewegung der Unterlage in der
senkrechten Ebene sicherstellt.
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Statt der schräg stehenden Federn könnte die gasdurchlässige Unterlage
auch auf Rollen gelagert sein. Diese Rollen werden auf kleinen, schiefen Ebenen
geführt, so daß dadurch bei der Schwingung der Pfanne gleichzeitig ein Heben und
Senken derselben gewährleistet wird.
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In gleicher Weise kann auch die gasdurchlässige Unterlage geteilt
oder ringförmig ausgebildet oder zwecks Herbeiführung höherer Leistungen aus zwei
oder mehreren übereinanderliegenden Scheiben o. dgl. bestehen. Die Unterlage ist
dabei durchlöchert, um das betreffende Kühlmittel hindurchzulassen, oder aber sie
ist aus entsprechenden Roststäben zusammengesetzt. Die Unterlage kann auch aus mehreren
konzentrisch angeordneten Rosten oder Rostgruppen mit j- einem Antrieb bestehen.
Zweckmäßig wird die gasdurchlässige Unterlage als eine nach oben gewölbte Scheibe
ausgebildet. Sie wird zweckmäßig mit einem Mantel umgeben, um das angewendete Kühlmittel
regelbar und in richtigen Mengen zuzuführen. Der mittlere Teil der gasdurchlässigen
Unterlage kann als Prallplatte für.das auffallende Gut ausgebildet sein, ohne mit
Luftschlitzen versehren zu werden. Zur Erzielung einer in ihrer Stärke möglichst
gleichmäßigen Gutschicht kann der Abfluß durch eine entsprüchend ausgebildete hberlaufvorrichtung
erfolgen.
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Die Zeichnung veranschaulicht einige Aus-
| hrungstormen der Einrichtung nach der |
| Bindung. |
| X':Abb. i zeigt einen Querschnitt durch die |
| '#@rOrrichtuilg, . |
Abb.2 eine veränderte Ausführungsform. Abb.3 den Grundriß zu Abb. 2, Abb. q. Einzelheiten.
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In Abb. i ist ein Drehrohrofen i dargestellt, dessen Auslaufende in
bekannter Wise von einem feststehenden Ofenkopf 2 umschlossen wird. Dieser Ofenkopf
ist in seinem unteren Teil als Deckel q. ausgebildet, der sich auf einen beispielsweise
zylindrisch geformt.--n Mantels auflegt, in dessen Innern eine gasdurchlässige und
mit Öffnungen oder Durchbrechungen, versehene Scheibe ; angeordnet ist. Die Scheibe
oder Pfanne ; kann nach oben gewölbt sein, so daß sich das auf diese Scheibe auffallende
Gut nach dem Umfang der Pfanne stärker einstellt. Dadurch kann die Luftströmung
zwischen dem heiben und kalten Gut ausgeglichen `-erden. Der Mantel 5 ist geschlossen,
und das betreffende Kühl-oder Heizmittel wird durch ein Rohr 12 zugeführt. An dem
Mantel 5- sind schräg stehende und aus Federn hergestellte oder auf KugA-gelenken
gelagerte Füße i i angeordnet. Wird beispielsweise der Mantel 5 in. Abb. i nach
rechts gedreht, dann würde durch die Schrägstellung der Füße bereits der ganze Mantel
um ein gewisses Stück angehoben werden. Um dem Mantel und der mit Gut bedeckten
gasdurchlässigen Pfanne bei den Schwingungen eine sichere Führung zu verleihen,
ist die Pfanne selbst mit einem mittleren Zapfen versehen, der so in .einer Hülse
9 (Abb. 2 gelagert ist, daß die Pfanne neben der Drehung auch gleichzeitig noch
eine Verschiebung in der senkrechten Ebene gestattet. Statt die Pfanne 7 mit einem
Zapfen zu versehen, der in einer Hülse g gleitet, kann sie auch mit einer Hülse
9 versehen werden, die längs. verschieblich um den feststehenden Zapfen 19
gelagert ist. In Abb. i ist diese Hülse g mit Zapfen ig der Einfachheit halber fortgelassen.
Die Entleerung des auf der Pfanne gekühlten oder erhitzten Gutes kann durch eine
Öffnung am Rande der Unterlage .erfolgen. Es wäre aber auch ohne weiteres denkbar,
daß das aus dem Drehrohrofen kommende Gut auf den Rand der gasdurchlässigen Pfanne
fließt und durch die gleichen, kreisartig schwingenden Bewegungen nach der Mitte
der Scheibe geförd3rt wird und von hier aus abfließt.
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Abb.2 stellt eine etwas veränderte Ausführungsform bezüglich der Luftzuführung
dar. Hier wird die Luft durch das Rohr 12
der Mitte des Abschreckkühlers
zugeleitet. Die Pfanne 7 trägt eine Hülse 9, die auf ,einem feststehenden Zapfen
ig gleitet. Oberhalb der Pfanne 7 ist ein schräges Rohr 13 angeordnet, welches zur
Zuleitung des heißen Gutes und -zur Führung der hocherhitzten Verbrennungsluft in
den Ofen dient. Am Rande des Mantels 5 ist ein zweites Rohr 14 angeordnet, durch
welches überschüssige Luft regelbar abgeführt -#verden kann.
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Die Abb. 3 stellt einen Grundriß zur Abb. 2 dar. An beliebiger Stelle
ist eine Welle 15 gelagert, die an einem oder an beiden Enden mit einem- Exzenter
oder mit einer Kurbelscheibe 16 versehen ist. In diese Kurbelscheiben greifen Stangen
17 ein, die mit dem eigentlichen Abschreckkühler oder Mantel 5 in Verbindung stehen.
Gleichzeitig befindet sich auf der Welle 15 eine Antriebsscheibe 18,
die ihre Bewegung von einem Motor erhält.
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In Abb. q. sind die federnden Füße oder kugelgelenkartigen Lager urigen
des Abschreckkühlers oder Mantels 5 durch kleine Rollen 22 ersetzt, die auf schiefen
Ebenen 2o laufen. Zum Ausgleich der Massendrücke sind Federn 21 vorgesehen. Die
Einrichtung arbeitet wie folgt: Sobald, die- gasdurchlässige Pfanne 7 in schwingende
und gleichzeitig auf und nieder gehende Bewegungen versetzt wird, strömt die Luft
von einem Gebläse durch das Rohr 12 in den unteren Teil 6 des -mantelartigen Kühlgehäuses
5. Von hier aus geht sie durch das zu kühlende oder zu erhitzende und auf der Pfanne
7 ruhende Gut, wird hocherhitzt und gelangt durch den Kanal i o in den Drehrohrofen.
Da die Wärmeverluste praktisch annähernd gleich Null sind, kann mit der vorliegenden
Einrichtung beispielsweise 9o0!o der Klink.erwärme zurückgewonnen und in den Drehrohrofen
i zurückgebracht werden, Es kann aber auch mehr Luft o. dgl. durch den Klinker gepreßt
Werden, als zur Verbrennung des jeweilig verwendeten Brennstöffes notwendig ist.
Diese überschüssige Luft wird nur auf eine niedrige Temperaturerwärmt und kann teilweise
als Erstluft für den Brenner des Ofens oder für andere Zwecke Anwendung finden.
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Für eine gute thermische und-mechanische Wirkung der Einrichtung ist
es zweckmäßig, daß die Dicke der Gutschicht auf der gasdurchlässigen Unterlage gleichmäßig
bleibt und daß ferner die Gutbewegung regelmäßig ist. Wird nun die gasdurchlässige
Unter- I lage in Bewegung versetzt, so vollführt das auf ihr ruhende Gut eine gleichmäßige
Bewegung um den Mittelpunkt herum. Diese eigenartige Bewegung des Gutes in der Pfanne
(Schüttelpfanne) ist verursacht durch die Tatsache, daß während eines jeden Hubes
der Schüttelbewegung jedes Gutteilchen in einer geneigten Richtung nach oben und
in einer tangentialen Richtung vorwärts geworfenwird, wie dies durch den Pfeil 3
i angezeigt ist. Wird das Gut der Mitte der Pfanne aufgegeben und am Umfange entleert,
dann beschreibt jedes Gutteilchen auf der Pfanne eine fast regelmäßige Spirale.
Die beschriebene Bewegung der Pfanne 7 hält die Gutteilchen in der Schwebe, und
dadurch wird das Durchdringen der Luft erleichtert.
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Mit der Einrichtung werden die nachstehenden Vorteile jerreicht: i.
Durch die erzielte schnelle Kühlung (Luftabschreckkühlung) wird eine leichtere .Mahlbarkeit
des Klinkers erzielt, und zwar beträgt die Mehrleistung der Mühle etwa io bis 2o0;'o,
oder aber bei gleichem Kraftaufwand und gleicher Leistung der Mühle würde ein feiner
gemahlener Zement ,erzeugt werden können, der höhere Anfangsfestiglwiten ergibt.
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2. An die Stelle des Schachtkühlers oder einer Kühltrommel tritt ein
in seinen Abmessungen ganz klein gehaltener Luftabschreckkühler, so daß neben der
erheblichen Verbilligung der Anlage auch nur ein geringer Raumbedarf gefordert wird.
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3. Es wird ein guter thermischer Wirkungsgrad erreicht. Je nach der
Menge der heißen Luft, die im Brennofen ausgenutzt werden kann, beträgt der Anteil
der zurückgewonnenen Kliiiker«-ärme bis etwa goo.o. Dieser gute thermische Wirkungsgrad
erklärt sich durch die Tatsache, daß die Wärmeverluste durch die Kühlerwände sehr
niedrig sind.
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Der Klinker wird bei Anwendung des Abschreckkühlers sehr tief gekühlt,
und zwar beispielsweise bis zu einer Temperatur, die nur io° C über der Kühlerlufttemperatur
liegt.
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5. Im Vergleich finit öfen, die keine oder nur einen mangelhaften
Kühler haben, wird der Wärmeverbrauch eines Ofens mit Abschreckkühler gemäß der
Erfindung um Zoo bis ¢oo kcal,/kg Klinker vermindert, und die Leistung kann dementsprechend
bis zu 25(,»o gesteigert werden.