DK172088B1 - Indbygningsdele til rørkølere, roterovne og lignende rørformet apparatur - Google Patents

Description

DK 172088 B1 ]

Opfindelsen angår indbygningsdele til rørkølere, satellitkølere, roterovne, tørretromler og lignende rørformet apparatur, til forbedring af varmeoverførse len mellem et kornet, i det mindske delvis strøbart materiale, 5 f.eks. cementklinker, og en gasstrøm, f.eks. køleluft.

En køler, f.eks. en rørkøler eller satellitkøler tjener til at afkøle et fra en ovn kommende varmt produkt, f.eks. cementklinker så vidtgående som muligt og derved at opvarme den gennem køleren strømmende køleluft så 10 meget som muligt, inden denne f.eks. som såkaldt sekun dærluft indføres i ovnen, hvor den anvendes som forbrændingsluft. Afkølingsgraden er afhængig af varme-overførselen mellem produktet og køle-/sekundærluften.

Da produktmængden, luftmængden, produktets temperatur 15 og luftens temperatur under indførselen i køleren samt produktets egenskaber såsom granulometrien ikke kan påvirkes af køleren, er kølerens virkemåde hovedsageligt bestemt ved tre faktorer, nemlig varmeoverførsels-fladernes størrelse, produktets opholdstid i køleren, 20 støvdannelsen og støvkredsløb.

Det er kendt at øge en rørkølers eller sate 11 itkølers virkningsgrad ved indbygning af løfteskovle eller løftelister af slidfast stål, som løfter den varme cement-klinker og lader denne falde ind i køle luftstrømmen, 25 hvorved der opnås en intensiv kontakt mellem køleluf ten og klinkeren. Sådanne indbygningsdele til udstrø-ning af det varme materiale har hidtil kun være anvendt i kølerørets midterzone samt i dets endeområde ved mate re i aleudløbsåbningen . Disse indbygningsdele kan under 30 ingen omstændigheder anvendes i kølerens til ovnen slut tede varme zone, i hvilken differencen mellem det varme materiales temperatur og køleluftens temperatur er størst, idet strøning af materiale ind i kø le 1uft strømmen absolut skal undgås i denne zone, fordi køleluften her ville 2 DK 172088 B1 optage støv, som mindsker varmeoverførselen i kølerens varme zone, og dette støv via køle luften/sekundærluf-ten ville blive transporteret tilbage til sintrings-ovnen, hvilket er uønsket, fordi den samlede proces' 5 økonomi ville blive forringet derved. Det er ligeledes kendt at forbedre varmeovergangen ved hjælp af korsformede indbygningsdele, der fortrinsvis anvendes til meget fint materiale, som skal strøs så lidt som muligt. Anvendelsen af sådanne korsindbygningsdele i en kølers 10 varme zone ville dog medføre mekaniske problemer og være uhensigtsmæssig med henblik på materialefordelingen i tværsnittet. Man har derfor i kølerørets varme zone hidtil kun anvendt paddehat formede eller kegleformede indbygningsdele, som i det væsentlige uden nogen 15 løftevirkning skal gennemblande den i kølerøret liggen de, i tværsnit nyreformede materialecharge, for ved tilvejebringelse af ny overflade at opnå en bedre var-meoverførsel ved varmebortstråling. På denne måde opnås imidlertid ikke nogen stor materialeoverflade, som er 20 nødvendig for en god varmeoverførse 1, så at varmeover førselen især i denne varme zone i køleren trænger til at forbedres.

Opfindelsen har til formål at øge den termiske virkningsgrad især i den kritiske varme zone ved behand-25 ling af et granulært, i det mindste tildels strøbart materiale i en rørkøler, satellitkøler, roterovn eller tørretromle eller i et lignende rørformet apparatur, uden at støvoptagelsen i gasstrømmen øges mærbart derved, og uden at man skal affinde sig med en øgning af 30 roterrørets dimensioner. Dette formål opnås ved det i krav l's kendetegnende del angivne. Underkravenes ejendommeligheder tjener til optimering af den ved opfindelsen opnåede virkning.

Indbygningselementerne ifølge opfindelsen, der især 3 DK 172088 B1 er beregnet til at anbringes i roterovnens varme zone, har følgende fordele:

Ved opdeling af den i roterrøret liggende, tilnærmelsesvis nyreformede samlede materialemængde i et antal 5 enkelte, ligeledes nyreformede delmængder i hvert sit bueelement øges materialets samlede varmeudstrålende overflade, hvorved varmeoverførse len forbedres betydeligt. Hvert bueelement har en sådan form, at den fra en ende ind i rummet inden for bueelementets væg pas-10 serende materialemængde først frit kan fordele sig til begge sider og dernæst forbliver inden for bueelementet under ca. en halv omdrejning af roterrøret.

Det er afgørende, at udstrøning af materiale fra et bueelement under nævnte halve omdrejning forhindres 15 effektivt ved hjælp af begge endeflanger. Sådan udstrø ning af materiale er især uønsket i roterrørets varme zone.

Ved det i krav 2 angivne kompenseres der for roterrørets hældning ned mod rørets materialeudløbsende, hvor-20 ved materialeopdæmni ngen i bueelementerne forbedres.

Når et bueelement efter en halv omdrejning af roterrøret er nået over på rørets anden side, strømmer materialet uden at strøs ud af bueelementet og ned på den over for den samlede materialenyre værende del af rø-25 rets indre vægflade, hvorved der atter opnås en øgning af materialeoverfladen og dermed en intensivering af varmeoverførse1 en. Under roterrørets nævnte ca. halve omdrejning omstyrtes tillige materialet fra bueelementerne, hvilket kan fremmes ved hjælp af lister, som 30 i det mindste i bueelementernes topområde strækker sig tilnærmelsesvis parallelt med roterovnens akse, hvorved der i bueelementerne til stadighed tilvejebringes DK 172088 B1 a skiftende materialeoverflader.

I det følgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, hvor fig. 1 perspektivisk viser et bueelement ifølge opfin-5 delsen til fastgørelse på et roterrørs indre vægflade, fig. 2 er et tværsnit i et roterrør, f.eks. en rørkøler med indbyggede bueelementer, og fig. 3 skematisk indbyggede bueelementer, set i retning af pilen III i fig. 2.

10 Fig. 2 viser et tværsnit i en rørkøler 10, som i ret ning af pilen 11 roterer om sin længdeakse. I køleren 10 afkøles varm cementklinker, der indføres i køleren fra en cementklinkerovn, ved hjælp af i modstrøm til materi aleti 1førse 1 en i rørkøleren strømmende køleluft, 15 som derved opvarmes, inden den som såkaldt sekundærluft indføres i ovnen. Synsretningen i fig. 2 er den samme som det varme materiales hovedstrømningsretning. Det varme materiale ligger som såkaldt materialenyre 12 med skrånende overflade på rørets indre vægflade i kø-20 lerørets nedre område. Rørkøleren 10 har indbygnings- dele ifølge opfindelsen bestående af såkaldte bueelementer 13, 14, 15, som er jævnt fordelt rundt langs rørets indre vægflade og fastgjort aftageligt og udskifteligt til denne. Fig. 3 viser bueelementerne 13 25 og 14 set fra oven i retning af pilen III i fig. 2.

I fig. 3 viser pilen 11 rørkøleren 10's drejningsretning, medens pilen 16 angiver det varme materiales hovedstrømningsretning. Det fremgår endvidere af fig.

3, at bueelementerne, der er anbragt i cirkler a), b), 30 c) og d), i hver cirkel er periferielt forsat i for hold til naborækkers bueelementer, og at der mellem 5 DK 172088 B1 hver to naboelementer på en cirkel findes en materia-letransportør 17. Rækker af disse passager forløber skråt i forhold til roterrørets 10's cy1 inderkappe 1 i -nier.

5 Fig. 1 viser i større målestok og perspektivisk et en kelt bueelement, set mod materialets hovedstrømnings-retning 16. Også i fig. 1 er roterrørets drejningsretning antydet ved pilen 11. De til roterrøret 10's indre vægflade fastgjorte indbygningsdele, d.v.s. de i 10 rørets tværsnitsplan tilnærmelsesvis halvcirkulære, i lighed med en hvælving ind i rørets indre fremspringende bueelementer 13, 14, 15 har i deres toppunktområde ved hver af deres to endekanter en radialt udadtil mod roterrørets indre vægflade fremspringende ende-15 flanger som indsnævrer den af buen afgrænsede frie tvær snitsflade og forhindrer udstrømning af det løftede materiale 18 fra bueelementet i aksial retning. I fig.

1 er endeflangen på bueelementet 13's nærmest roterrørets 10 materialeudløbsende værende ende betegnet med 20 19, medens endeflangen på elementet 13's nærmest roter rørets materi a 1eti 1førse 1 sende værende flange i fig.

2 er betegnet med 20. Hvert bueelements førstnævnte flange 19 kan være højere end dets modsatte flange 20, hvorved der til trods for roterrørets skråning nedad 25 i materialets fremføringsretning 16 opnås en tilstræk kelig stor materialeopdæmningseffekt for den løftede materialemængde i bueelementerne.

Hvert bueelement er som vist i fig. 1 sammensat af to dele, som i området ved hvælvingens top er adskille-30 ligt forbundet, f.eks. ved hjælp af en enkel forbin delseskrog, en forbindelsesbolt eller et andet hængsel-agtigt forbindelsesorgan 21. Bueelementerne består fortrinsvis af to halvdele, af hvilke den i roterrørets rotati onsretning 11 forreste halvdel 22 er smallere 6 DK 172088 B1 mellem enderne end bueelementets anden halvdel 23. Den smalle halvdel 22 har på sin op til roterrørets indre vægflade stødende side en tilbagespringende aftrapnings-flade 24, fig. 1, hvorved udstrømning af løftet materia-5 le fra de enkelte bueelementer lettes i roterrørets til enhver tid over for materialenyren 12 forneden i røret beliggende område.

Såfremt bueelementet f.eks. er tredelt, er med fordel den mekanisk størst belastede midterdel udskiftelig.

10 For at bueelementerne overhovedet ikke skal kunne løf te meget fint materiale i disse op under røret 10's rotation, kan der i nogle eller alle bueelementers brede og i rota11 onsretn i ngen 11 bageste halvdel 23 findes materialepas sager 20, f.eks. slidser, hvorigennem 15 meget fint materiale kan strømme ud af bueelementet.

I det mindste ved bueelementernes buetop kan der findes tilnærmelsesvis parallelt med roterrørets akse forløbende lister, af hvilke én er antydet ved kortstreg-11-nier i fig. 1 og betegnet med 27, og som tjener til 20 at bevæge materialet i bueelementerne. Disse lister kan også virke fremførende eller opdæmmende på materialet, f.eks. under tømning af det pågældende bueelement.

I det følgende forklares indbygningsdelenes virkemåde:

Bueelementerne 13, 14, 15 er hvert især udformet på 25 en sådan måde, at den ind i disse passerede materiale- mængde 18 til at begynde med kan fordele sig således, at dens frie overflade først skråner nedad på begge sider med en naturlig skråningsvinkel svarende til materialets beskaffenhed, og at under ca. en halv omdrej-30 ning af kølerøret materialemængden 18a forbliver i bue elementet, idet udstrømning af materiale under denne halve omdrejning forhindres effektivt af de to ophøje- 7 DK 172088 B1 de kantflanger 19, 20 ved hver sin ende af bueelementet. Den nærmest røret 10's materialeudløbsende værende kantflange 19 er som nævnt højere end den modstående kantflange 20 til kompensation for røret 10's skrå-5 ning ned mod dets materialeudløbsåbning ved rørets ene ende. Når et bueelement er nået over på rørets anden side efter ca. en halv omdrejning af røret, kan den pågældende materialemængde strømme ud af bueelementets smalle halvdel 22 gennem den af aftrapn ingsf1aden 24 10 dannede åbning. På denne måde når materialet ud på det modsat materialenyren 12 beliggende parti af roterrø-rets indre vægflade, uden at materialet derved strøs ind i kø le 1uftstrømmen, hvorved materialets frie overflade øges og derved varmeoverførse1 en forbedres. Un-15 der kølerøret 10's nævnte ca. halve omdrejning omstyr- tes samtidigt materialet inden i bueelementerne af disses liste 27 til tilvejebringelse af skiftende materialeoverflader, som udstråler varme.

Montagen lettes, og der opnås kontrol med varmeudvi de ΙΣΟ seme ved, at bueelementerne består af nævnte to halv dele 22, 23, f.eks. af varmebestandigt stålstøbegods. Bueelementerne i roterrøret er hensigtsmæssigt fastgjort t.il mod slid beskyttede, i roterrøret indsvejse-de holdestykker på steder på den brede halvdel 23 og 25 på et sted 28 på den smalle buehalvdel 22, så at der for hele buen fås en trepunkt-ophængning. Selve bueelementerne og disses beskyttelse mod slid kan som nævnt bestå af stål, s tå 1 støbegods, keramik eller lignende slidfast materiale.

30 For alle rørkølerzoner kræves der kun indbygningsdele med én og samme grundform, nemlig bueelement formen.

Der vælges forskellige udførel ses former alt efter den ønskede funktion (ikke strøende/strøende). Alle indbygningsdele er indbyrdes udskiftelige og kombinerbare, 8 DK 172088 B1 selvfølgelig under hensyntagen til materialekvaliteterne. Bueelementernes halvdele kan fjernes og i tilfælde af slid udskiftes enkeltvis. Alle fastgørelsesorganer mellem bueelementhalvdelene indbyrdes og mellem disse 5 og rørets indre vægflade er ens. I det mindste i rør- kølerens varme zone kan bueelementerne og rørvæggens tilsvarende partier være forsynet med en supplerende beskyttelse mod slid. Afstanden mellem bueelementerne i roterrøret er variabel alt efter de stillede krav.

10 De indbyggede bueelementer kan fra rørkøleren 10's var me zone til dens kolde zone være således udformet, at de ikke udstrør materiale i den varme zone, men i overgangsområdet til den kolde zone tillader en gradvis tiltagende materialeudstrøn ing, idet f.eks. endeflan- 15 gerne 19 bliver stadigt lavere og/eller der vælges en skrå bueudskæring 25. Bueelementerne fastgøres på roter-rørets indre vægflade til fra denne indadtil fremspringende holdestykker ved hjælp af bolte eller skruer.

Der kræves ikke nogen gennemgående skruer i rørkappen.

20 Holdestykker, der ikke bærer bueelementer, har samme virkning på materialenyren 12 som vendelister. Bueelementerne kan være cylindrisk eller sfærisk hvælvet eller sammensat af plane flader.

Materialets opholdstid i roterrøret er hovedsageligt 25 afhængig af afstanden mellem indbygningsdelene, høj den af bueelementernes endeflanger 19, 20, passagerne 17 mellem indbygningsdelene, udstrøningsretni ngen mod indløbet eller udløbet, samt formen, placeringen og antallet af transportlister med mere.

30 Ved hjælp af ro terrørindbygningsdelene ifølge opfindel sen kan rørkølere, roterovne eller lignende rørformet apparatur - heriblandt også forhåndenværende roterbart rørapapratur senere - optimeres, da de endelige egen- 9 DK 172088 B1 skaber af produkLer, der skal behandles, såsom massefylden, porøsiteten, varmeledninqsevnen, kornstørrelsesfordelingen kun i begrænset omfang kendes på forhånd. Ved forskellig, variabel anbringelse, kombina-5 tion, udskiftning af de indbyggede bueelementer kan • materialets opholdstid i roterrøret, støvdannelsen og støvkredsløb og dermed i sidste ende også kvaliteten af varmeoverførse len mellem materiale og gas påvirkes i fordelagtig retning.

Claims (9)

1. Indbygningsdele til rørkølere, sate 11 itkø lere, roterovne, tørretromler og lignende rørformet apparatur, til forbedring af varmeoverførse len mellem et kornet, i det mindste tildels strøbart materiale, f.eks. ce-5 mentklinker, og en gasstrøm, f.eks. køleluft, k e n - detegnet ved, at de direkte eller indirekte til rørvæggens indre flade fastgjorte indbygningsdele består af i rørets tværsnitsplan tilnærmelsesvis halvcirkulære bueelementer (13, 14, 15), der på samme måde 10 som en hvælving rager ind i rørets indre, og som i de res toppunktområde langs begge endekanter har en mod rørets indre vægflade rettet endeflange (19, 20), som indsnævrer bueelementets frie tværsnitsflade og forhindrer udstrøning af i bueelementerne værende, ved 15 rørets drejning løftet materiale.

2. Indbygningsdele ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hvert bueelements nærmest roterrørets materialeudløbsåbning værende endeflange (19) er højere end elementets modsatte, nærmest roterrørets materiale ind- 20 løbsende værende endeflange (20).

3. Indbygningsdele ifølge krav 1 eller 2, k e n detegnet ved, at bueelementerne (13, 14, 15) er jævnt fordelt på rørets indre vægflade og aftageligt fastgjort til denne.

4. Indbygningsdele ifølge krav 3, kendetegnet ved, at bueelementerne er anbragt på cirkler (a), b), c) og d)), og at bueelementerne på en cirkel er forsat i forhold til bueelementerne på nabocirkelen på en sådan måde, at der mellem nabobuee1ementer i rørets om- DK 172088 B1 ] ] løbsretning (11) dannes rækker af transportpassager (17) for materialet, hvilke rækker forløber skråt i forhold til roterrørets (10) cy1 inderkappe1 inier.

5. Indbygningsdele ifølge et vilkårligt af kravene 1-4, 5 kendetegnet ved, at hvert bueelement er sam mensat af mindst to dele, som er adskilleligt forbundet i området ved bueelementhvælv i ngens top.

6. Indbygningsdele ifølge krav 5, kendetegnet ved, at hvert bueelement består af to halvdele, nemlig 10 en i roterrørets (10) rotationsretning (11) forreste halvdel (22), og en bageste halvdel (23), og at den forreste halvdel (22) er smallere fra ende til ende end den anden halvdel (23).

7. Indbygningsdele ifølge krav 6, kendetegnet 15 ved, at hvert bueelements smalle halvdel (22) har et af en aftrapning (24) dannet tilbagespring i sin mod roterrørets materialeudløb (16) vendende endekant.

8. Indbygningsdele ifølge krav 6 eller 7, k e n d e -tegnet ved, at nogle eller alle bueelementer i 20 materiale optage 1 sesområdet i deres i roterrørets rota tionsretning (11) bageste brede halvdel (23) har gennemstrømningsåbninger (26) for i det pågældende bueelement værende meget fint materiale.

9. Indbygningsdele ifølge et vilkårligt af kravene 1-8, 25. e n d e t e g n e t ved, at der i det mindste i bue- elementernes (13) topområde findes tilnærmelsesvis parallelt med roterrørets akse forløbende lister (27) til omstyrtning af materialet i bueelementet.