EP0305706A2 - Drehtrommel - Google Patents

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EP0305706A2
EP0305706A2 EP88111385A EP88111385A EP0305706A2 EP 0305706 A2 EP0305706 A2 EP 0305706A2 EP 88111385 A EP88111385 A EP 88111385A EP 88111385 A EP88111385 A EP 88111385A EP 0305706 A2 EP0305706 A2 EP 0305706A2
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EP
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rotary drum
tube
heat exchange
drum
exchange elements
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Hermann Lühmann
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Grenzebach GmbH and Co KG
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Babcock BSH AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B11/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive
    • F26B11/02—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles
    • F26B11/04—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis
    • F26B11/0445—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having conductive heating arrangements, e.g. heated drum wall
    • F26B11/045—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having conductive heating arrangements, e.g. heated drum wall using heated internal elements, e.g. which move through or convey the materials to be dried
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/10—Heating arrangements using tubes or passages containing heated fluids, e.g. acting as radiative elements; Closed-loop systems

Definitions

  • the invention relates to a rotary drum according to the preamble of patent claim 1.
  • Rotary drums for the heat treatment of bulk materials through indirect heat transfer have been of increasing interest in drying technology in particular in recent years, since the amount of exhaust gas generated is considerably less and easier to clean compared to directly heated dryers.
  • DE-PS 11 74 264 describes a rotary drum dryer in which the heat exchange elements are designed as individual tubes which are arranged at relatively large distances from one another.
  • the subject of DE-PS 22 41 264 is a rotary drum dryer with an outer cylinder and an inner cylinder.
  • On the inside of the outer cylinder and on the outer surface of the inner cylinder are channel-like, i.e. Semicircular heating ducts attached in cross section.
  • the outer cylinder and the inner cylinder are provided with blades which protrude radially into the intermediate space and on which at least one channel-like heating channel is likewise attached.
  • DE-OS 33 02 598 describes a rotary drum dryer with several mutually parallel so-called heating walls.
  • Each heating wall consists of several tubes that are closely adjacent to one another, but apparently not longitudinally welded together.
  • the invention has for its object to provide a rotary drum of the type specified in the preamble of claim 1, which is easier and cheaper to manufacture and can be assembled on site from prefabricated parts.
  • the arrangement according to claim 2 divides the interior of the drum into a number of sector-like cells. This results in an intensive and even heat transfer to the bulk material, which is distributed to the individual cells during operation.
  • the U-shaped connectors can be welded in the workshop; For the connection of the prepared pipe panels to the distribution lines, only two pipe welds are required for each tube panel. This is particularly advantageous if assembly takes place on site.
  • the feature of claim 5 is recommended for dryers with very high drying performance.
  • the rotary drum shown in Figure 1 has a casing 1 on which two rims 2, 3 are attached. A feed-side end wall 4 and an outlet-side end wall 5 are firmly connected to the jacket 1.
  • the rotary drum is mounted on rollers in the usual way and can be rotated about its horizontal or slightly inclined axis by means of a drive. Storage and drive are not part of the invention and are therefore not shown in the drawing.
  • the housing 6 is provided on the top with two connecting pieces 8, 9, one of which is intended for connection to an air line and the other for connection to a device for supplying the material to be treated.
  • a short end region near the end wall 4 is designed as a distribution chamber 10.
  • a distribution chamber 10 are several strips 11 attached to the inside of the jacket 1 - evenly distributed over the circumference; the strips can be arranged parallel to the axis or helically. Otherwise, the distribution chamber 10 is free of internals.
  • the casing 1 In the vicinity of the other drum end, the casing 1 is provided with a plurality of openings 12 distributed over the circumference. Each opening 12 is surrounded by a collar-like edge 13 which protrudes into the interior of the drum and is used to stow the bulk material in operation. The collar can also be used be adjustable in height.
  • the rotary drum In the area of the openings 12, the rotary drum is enclosed by a housing, the lower part of which is designed as an outlet funnel 14. At the top, the housing has a connection 15 for an exhaust air line.
  • a plurality of tube sheets 18 are arranged between the core tube 17 and the jacket 1 in such a way that the longitudinal direction extends parallel to the drum axis and the transverse direction extends radially. The tube sheets 18 extend from the distribution chamber 10 to the zone in which the openings 12 are made. They protrude a little beyond the ends of the core tube 17 on both sides. With one longitudinal side, each tube sheet 18 is fastened to the jacket 1 by clamp-like, releasable holding members 19, with the other long side by similar holding members to the core tube 17.
  • Each tube plate 18 comprises a plurality of — for example eight — tubes 21 running in the longitudinal direction, which are connected to one another along the entire length by means of flat webs 22 which are welded together. Shovel-like, curved lifting strips 23 are fastened to some webs 22.
  • the individual tubes 21 of the tube plate 18 are connected to a zigzag channel by U-shaped connecting pieces 24 welded to the tube ends.
  • the ends of the outer tube and inner tube facing the failure-side end wall 5 are each connected via an angled connecting piece 25, 26 to a pipe socket 27, 28, which starts from an annular outer distributor channel 29 or inner distributor channel 30 and extends in the axial direction .
  • the outer distribution channel 29 is fastened to the outlet-side end wall 5 by fastening members 31 and by several radial channels 32 connected to an outer tube 33 which - coaxial to the drum axis - penetrates the outlet-side end wall 5 and is immovable relative to this end wall.
  • the inner distribution channel 30 is also fastened to the end wall 5 by fastening members 34 and is connected by a plurality of radial channels 35 to an inner tube 36 which is coaxially seated in the outer tube 33. Between the outer tube 33 and the inner tube 36 there is a channel 37 with an annular cross section. The outer tube 33 and the inner tube 36 are mounted in a sealing head 38 in a known manner outside the rotary drum. The inside of the inner tube 36 can be connected to a heating medium circuit via a connector 39, the channel 37 via a connector 40.
  • the rotary drum shown in FIG. 4 differs from the rotary drum described so far in particular in that it has two heating zones 41, 42 in the longitudinal direction.
  • Each of the two heating zones is equipped with a plurality of tube sheets 18, which - according to the cross section shown in FIG. 2 - are arranged in a star shape around a core tube 17.
  • the core tube 17 extends essentially over the entire length of the drum.
  • the connections for the heating medium circuit are arranged at the drum ends and otherwise correspond to the exemplary embodiment described first. Due to the arrangement of the connections on both sides, the material to be treated and the carrier air must be supplied through the drum jacket.
  • a scoop 45 of a known type is provided at one drum end.
  • the other end of the drum is - as in the embodiment described first - enclosed by a housing with a discharge funnel 14 and exhaust air connector 15.

Abstract

Zur Verminderung des Fertigungsaufwands sind in einer indirekt beheizten Drehtrommel die Wärmeaustauschelemente, die von einem Wärmeträgermedium durchströmt werden, als Rohrtafeln (18) ausgebildet. Die Drehtrommel ist besonders geeignet für die Trocknung und Kühlung von Schüttgütern, insbesondere Trocknung von Holzspänen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Drehtrommel gemäß dem Oberbe­griff des Patentanspruchs 1.
  • Drehtrommeln für die Wärmebehandlung von Schüttgütern durch indirekten Wärmeübergang finden in den letzten Jahren vor allem in der Trocknungstechnik zunehmendes Interesse, da die anfallenden Abgasmengen - verglichen mit direkt beheizten Trocknern - erheblich geringer und leichter zu reinigen sind.
  • Die DE-PS 11 74 264 beschreibt einen Drehtrommeltrockner, bei dem die Wärmeaustauschelemente als Einzelrohre ausgebil­det sind, die in relativ großen Abständen zueinander ange­ordnet sind.
  • Gegenstand der DE-PS 22 41 264 ist ein Drehtrommeltrockner mit einem Außenzylinder und einem Innenzylinder. Auf der Innenseite des Außenzylinders und auf der Außenfläche des Innenzylinders sind rinnenartige, d.h. im Querschnitt halb­kreisförmige, Heizkanäle angebracht. Außerdem sind Außen­zylinder und Innenzylinder mit radial in den Zwischenraum hineinragenden Schaufeln versehen, auf denen ebenfalls mindestens je ein rinnenartiger Heizkanal angebracht ist.
  • Die DE-OS 33 02 598 beschreibt einen Drehtrommeltrockner mit mehreren zueinander parallelen sogenannten Heizwänden. Jede Heizwand besteht aus mehreren eng nebeneinanderliegenden, jedoch offenbar nicht miteinander längsverschweißten Rohren.
  • Bei diesen Trocknern bedingt die Vielzahl der erforderlichen Heizkanäle mit den zugehörigen Anschlüssen, Abstützungen, Durchführungen usw. einen beträchtlichen Fertigungsaufwand. Daher sind diese Trockner relativ teuer. Wegen der kompli­zierten Arbeitsgänge muß in aller Regel der Trockner in der Werkstatt komplett zusammengebaut werden; eine vor allem bei großvolumigen Trocknern wünschenswerte Montage an der Bau­stelle ist kaum möglich. Daher ist aus Transportgründen das Volumen derartiger Trockner begrenzt.
  • Ein anderer Trockner gemäß dem Oberbegriff des Patentan­spruchs 1 ist durch die DE-PS 7 01 070 bekannt geworden. Dieser Trockner hat einen zylindrischen Kern und eine Anzahl von radialen Heizkanälen, die offenbar als ebene, von Heiz­medium durchströmte Doppelwände ausgebildet sind. Zwischen den Heizkanälen befinden sich im Querschnitt sektorförmige, längslaufende Kanäle für das zu trocknende Gut. Die prakti­sche Verwirklichung dieser im Prinzip einfach erscheinenden Trommel dürfte jedoch vor allem bei großem Trommelvolumen auf erhebliche konstruktive und fertigungstechnische Pro­bleme stoßen.
  • Ein Aufsatz in der DE-Z Schweißen und Schneiden, Jahrgang 17 (1965) Heft 2, Seiten 70 - 75, befaßt sich mit geschweißten Rohrwänden. Es werden verschiedene Bauformen beschrieben, die sich durch unterschiedliche Herstellungsverfahren unter­scheiden. Das gemeinsame Charakteristikum besteht darin, daß die Rohrwand mehrere achsenparallele Rohre aufweist und daß sich zwischen je zwei benachbarten Rohren ein Steg befindet. Derartige Rohrwände, die seit Jahrzehnten üblicherweise als gasdichte Feuerraumwände im Dampferzeugerbau zum Einsatz kommen, werden auf vollautomatischen Schweißanlagen herge­stellt. Sie zeichnen sich daher durch enge Maßtoleranzen aus und sind dabei relativ billig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehtrommel der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, die einfacher und billiger herzustellen ist und auf der Baustelle aus vorgefertigten Teilen montiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.
  • Durch die Anordnung gemäß Anspruch 2 wird das Innere der Trommel in eine Anzahl von sektorartigen Zellen unterteilt. Dadurch wird ein intensiver und gleichmäßiger Wärmeübergang auf das Schüttgut bewirkt, das sich im Betrieb auf die einzelnen Zellen verteilt.
  • Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 3 können die U-förmigen Verbindungsstücke in der Werkstatt angeschweißt werden; für den Anschluß der so vorbereiteten Rohrtafeln an die Vertei­lerleitungen sind je Rohrtafel nur zwei Rohrschweißnähte er­forderlich. Das ist besonders vorteilhaft, wenn die Montage auf der Baustelle erfolgt.
  • Das Merkmal des Anspruchs 4 erleichtert ebenfalls die Montage.
  • Das Merkmal des Anspruchs 5 wird für Trockner mit sehr hoher Trocknungsleistung empfohlen.
  • Die Zeichnung dient zur Veranschaulichung der Erfindung an­hand von vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispielen.
    • Figur 1 zeigt eine Drehtrommel gemäß der Erfindung im Längs­schnitt.
    • Figur 2 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie II-II der Figur 1 oder der Figur 4.
    • Figur 3 zeigt eine Einzelheit aus Figur 2 im vergrößerten Maßstab.
    • Figur 4 zeigt eine andere Drehtrommel gemäß der Erfindung im Längsschnitt.
  • Die in Figur 1 dargestellte Drehtrommel hat einen Mantel 1, auf dem zwei Laufkränze 2, 3 befestigt sind. Eine aufgabe­seitige Stirnwand 4 und eine auslaufseitige Stirnwand 5 sind mit dem Mantel 1 fest verbunden. Die Drehtrommel ist in üb­licher Weise auf Rollen gelagert und mittels eines Antriebs um ihre waagerechte oder leicht geneigte Achse drehbar. Lagerung und Antrieb gehören nicht zur Erfindung und sind daher in der Zeichnung nicht dargestellt.
  • Ein feststehendes zylindrisches Gehäuse 6, in dem ein schneckenartiges Transportorgan 7 drehbar und antreibbar ge­lagert ist, durchdringt koaxial die Stirnwand 4 und ist am Umfang gegen diese abgedichtet. Das Gehäuse 6 ist an der Oberseite mit zwei Stutzen 8, 9 versehen, von denen der eine zum Anschluß an eine Luftleitung und der andere zum Anschluß an eine Vorrichtung zum Zuführen des zu behandelnden Gutes bestimmt ist. Ein kurzer Endbereich in der Nähe der Stirn­wand 4 ist als Verteilerkammer 10 ausgebildet. Hier sind auf der Innenseite des Mantels 1 - gleichmäßig über den Umfang verteilt - mehrere Leisten 11 angebracht; die Leisten können achsenparallel oder auch schraubenlinienförmig angeordnet sein. Ansonsten ist die Verteilerkammer 10 von Einbauten frei.
  • In der Nähe des anderen Trommelendes ist der Mantel 1 mit mehreren über den Umfang verteilten Öffnungen 12 versehen. Jede Öffnung 12 ist von einem kragenartigen Rand 13 umgeben, der in das Trommelinnere hineinragt und im Betrieb zum Auf­stauen des Schüttgutes dient. Der Kragen kann auch in üb­ licher Weise höhenverstellbar sein. Im Bereich der Öffnungen 12 ist die Drehtrommel von einem Gehäuse umschlossen, dessen Unterteil als Auslauftrichter 14 ausgebildet ist. Oben hat das Gehäuse einen Anschluß 15 für eine Abluftleitung.
  • Im Innern der Trommel ist mit Hilfe von Speichen 16 ein ko­axiales, beidseitig verschlossenes Kernrohr 17 angeordnet. Sein Durchmesser ist etwa 20 % des Trommeldurchmessers. Zwischen Kernrohr 17 und Mantel 1 sind mehrere Rohrtafeln 18 so angeordnet, daß sich die Längsrichtung parallel zur Trom­melachse und die Querrichtung radial erstreckt. Die Rohrta­feln 18 reichen von der Verteilerkammer 10 bis zu der Zone, in der die Öffnungen 12 angebracht sind. Sie ragen beider­seits ein wenig über die Enden des Kernrohres 17 hinaus. Mit der einen Längsseite ist jede Rohrtafel 18 durch schellen­artige, lösbare Halteorgane 19 an dem Mantel 1 befestigt, mit der anderen Längsseite durch ähnliche Halteorgane an dem Kernrohr 17.
  • Jede Rohrtafel 18 umfaßt mehrere - zum Beispiel acht - in Längsrichtung verlaufende Rohre 21, die durch zwischenge­schweißte flache Stege 22 auf der ganzen Länge miteinander verbunden sind. An einigen Stegen 22 sind schaufelartige, gekrümmte Hubleisten 23 befestigt. Die einzelnen Rohre 21 der Rohrtafel 18 sind durch U-förmige, mit den Rohrenden verschweißte Verbindungsstücke 24 zu einem zickzackförmigen Kanal verbunden. Die der ausfallseitigen Stirnwand 5 zuge­kehrten Enden des äußeren Rohres und inneren Rohres sind über je ein abgewinkeltes Verbindungsstück 25, 26 an je einen Rohrstutzen 27, 28 angeschlossen, der von einem ring­förmigen äußeren Verteilerkanal 29 bzw. inneren Verteiler­kanal 30 ausgeht und sich in axialer Richtung erstreckt. Der äußere Verteilerkanal 29 ist durch Befestigungsorgane 31 an der auslaufseitigen Stirnwand 5 befestigt und durch mehrere radiale Kanäle 32 mit einem Außenrohr 33 verbunden, das - koaxial zur Trommelachse - die auslaufseitige Stirnwand 5 durchdringt und relativ zu dieser Stirnwand unbeweglich ist.
  • Der innere Verteilerkanal 30 ist durch Befestigungsorgane 34 ebenfalls an der Stirnwand 5 befestigt und durch mehrere ra­diale Kanäle 35 mit einem Innenrohr 36 verbunden, das ko­axial in dem Außenrohr 33 sitzt. Zwischen dem Außenrohr 33 und dem Innenrohr 36 befindet sich ein Kanal 37 von ring­förmigem Querschnitt. Das Außenrohr 33 und das Innenrohr 36 sind in bekannter Weise außerhalb der Drehtrommel in einem Dichtkopf 38 gelagert. Das Innere des Innenrohres 36 ist über einen Stutzen 39, der Kanal 37 über einen Stutzen 40 an einen Heizmittelkreislauf anschließbar.
  • Die in Figur 4 dargestellte Drehtrommel unterscheidet sich von der bisher beschriebenen Drehtrommel insbesondere da­durch, daß sie in Längsrichtung zwei Heizzonen 41, 42 auf­weist. Jede der beiden Heizzonen ist mit mehreren Rohrtafeln 18 bestückt, die - entsprechend dem in Figur 2 dargestellten Querschnitt - sternartig um ein Kernrohr 17 angeordnet sind. Das Kernrohr 17 erstreckt sich im wesentlichen über die ge­samte Trommellänge. Zwischen den beiden Heizzonen 41, 42 be­findet sich eine zusätzliche Verteilerzone 43, die mit Leisten 44 ausgestattet ist. Die Anschlüsse für den Heizmit­telkreislauf sind an den Trommelenden angeordnet und ent­sprechen im übrigen dem zuerst beschriebenen Ausführungs­beispiel. Durch die beidseitige Anordnung der Anschlüsse bedingt, muß die Zufuhr des zu behandelnden Gutes und der Trägerluft durch den Trommelmantel erfolgen. Hierfür ist an dem einen Trommelende ein Schöpfwerk 45 bekannter Bauart vorgesehen. Das andere Trommelende ist - wie bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel - von einem Gehäuse mit Ausfalltrichter 14 und Abluftstutzen 15 umschlossen.

Claims (5)

1. Drehtrommel für die Wärmebehandlung von Schüttgütern durch indirekten Wärmeübergang, mit im Trommelinnern untergebrachten Wärmeaustauschelementen mit Kanälen für ein Heizmedium, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme­austauschelemente als geschweißte Rohrtafeln (18) aus­gebildet sind.
2. Drehtrommel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Kernrohr (17) und durch radial angeordnete Rohrtafeln (18), die sich vom Kernrohr (17) bis zum Trommelmantel (1) erstrecken.
3. Drehtrommel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß die Rohre (21) einer jeden Rohrtafel (18) durch U-förmige, mit den Rohrenden verschweißte Verbindungs­stücke (24) zu einem zickzackförmigen Kanal verbunden sind.
4. Drehtrommel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­zeichnet durch lösbare Befestigungsorgane (19, 20) für die Rohrtafeln (18).
5. Drehtrommel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn­zeichnet durch zwei in Längsrichtung hintereinander geschaltete, mit Rohrtafeln (18) bestückte Heizzonen (41, 42).
EP88111385A 1987-08-31 1988-07-15 Drehtrommel Expired - Lifetime EP0305706B1 (de)

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EP0305706A3 EP0305706A3 (en) 1990-07-04
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