EP0406481A1 - Einrichtung und Verfahren zur Unterbindung bzw. Beseitigung von Verstopfungen im Auslaufbereich von Zyklon-Wärmetauschern - Google Patents

Einrichtung und Verfahren zur Unterbindung bzw. Beseitigung von Verstopfungen im Auslaufbereich von Zyklon-Wärmetauschern Download PDF

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EP0406481A1
EP0406481A1 EP19890121270 EP89121270A EP0406481A1 EP 0406481 A1 EP0406481 A1 EP 0406481A1 EP 19890121270 EP19890121270 EP 19890121270 EP 89121270 A EP89121270 A EP 89121270A EP 0406481 A1 EP0406481 A1 EP 0406481A1
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EP
European Patent Office
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lance
cyclone
housing
heat exchanger
cyclone heat
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EP19890121270
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English (en)
French (fr)
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EP0406481B1 (de
Inventor
Wolfgang Bossmann
Wilfried Kreft
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CNH Industrial Baumaschinen GmbH
Original Assignee
O&K Orenstein and Koppel GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D25/00—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag
    • F27D25/001—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag comprising breaking tools, e.g. hammers, drills, scrapers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/22—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed with cleaning means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/2016—Arrangements of preheating devices for the charge

Definitions

  • the invention relates to a device for preventing or removing blockages in the outlet area of cyclone heat exchangers, in which the essentially flour-shaped material flows vertically through the cyclone from top to bottom and can be removed in an outlet area narrowed with respect to the feed area, with at least one in the outlet area of the cyclone, arranged at an acute angle, which is formed from a lance which can be actuated by means of a cylinder and can be translationally introduced into the outlet area, and at least one housing surrounding it.
  • DE-OS 32 12 700 shows an apparatus for separating an agglomerated particulate material.
  • a lance which can be passed through an opening in the wall and which has an actuating device for forcibly extending the lance from its retracted position outside the container into a position which moves into the container.
  • the lance can be moved into the container along a line which runs downward and forms an acute angle with the direction of flow of the material.
  • the lance is in the range of yours Free tip with a tip.
  • a hydraulic cylinder is used as the actuating device, which introduces the lance into the area of the container at constant speed, the boundary edge being formed on the one hand by the wall and on the other hand by the upper part of the outlet.
  • the lance can thus be inserted into the material accumulating in the outlet area. Since the lance only carries out a translational movement, it can happen here that the lance tip only digs a hole in the agglomerated baked material and the blockage cannot therefore be completely removed. Furthermore, the lance is not able to penetrate deeper into the outlet area (drain pipe) of the container in order to be able to specifically remove any blockages that may occur here.
  • the invention has for its object to design a quasi-automatically mechanical device for improving the cleaning of enclosed spaces, in particular the cyclone heat exchanger outputs.
  • blockages should be able to be removed safely not only in the immediate outlet area of the cyclone, but also in lower-lying areas of the drain pipe, without interfering with the operating process.
  • a corresponding control is to be provided, which triggers the cleaning process automatically when blockages are detected.
  • the lance is inserted intermittently into the outlet area of the cyclone heat exchanger by means of a hydraulic or pneumatic cylinder, a rotational movement is superimposed on the impact movement, the rotational movement being able to be carried out alternately with an angle of rotation of less than 360 ° , the center line of the lance corresponds approximately to the center line of the outlet area of the cyclone heat exchanger, -
  • the lance has a drill head in the area of its free end.
  • the tool has a corresponding freedom of movement
  • the entire device can be rotated about a swivel axis.
  • the axis of rotation is defined by the pivot point on the lower mounting flange and a bracket attached to the casing tube.
  • the entire device is cooled with ambient air, which preferably feeds in a radial fan or is sucked in by the system vacuum. After cooling, the air leaves the device and enters the cyclone flour chute. When the cleaning device is in the rest position, it can be shut off to the hot area of the cyclone with an automatically operating slide. In this way, false air does not get into the furnace system unnecessarily and the components of the device are protected against damage.
  • the lance tip as a drill head in connection with an alternating reciprocating rotary movement, a very strong milling or tearing movement is generated within the container outlet, which in conjunction with the intermittent translational movement of the lance leads to optimal tearing of blockages both in the outlet area of the Cyclone heat exchanger as well as in lower lying areas of the adjoining drain pipe.
  • the respective angle of rotation is preferably between 150 o and 250 o .
  • the drill head consists of at least one interchangeable cutting edge and a plurality of fangs arranged axially evenly distributed over the circumference thereof, the cutting edge being designed as a flat chisel according to a further concept of the invention.
  • the cutting tip which is kept flat in one plane, acts as a tearing tool and, in contrast to the pointed design according to DE-OS 32 12 700, can bring about a much better dissolution of caking.
  • the lance is provided on the outer circumference with guide elements which bear against the inner circumference of the housing (casing tube) and come into contact with the chute area of the cyclone heat exchanger outlet when the lance is extended and thus guide the lance.
  • the lance should not only clear the outlet area of the cyclone heat exchanger but also lower areas of the drain pipe of blockages.
  • the lance may be used for this latter purpose must be extended several meters, but the guidance takes place exclusively in the housing (casing tube), this results in a long lever mounted on one side, which is also still under the influence of the flowing material.
  • the angle of inclination of the chute is preferably selected so that it corresponds to the inclination of the housing, so that the lance can extend on this chute without any risk of being bent at any point.
  • a further criterion is specified here, which may lead to damage or influencing the operating sequence if the lance is operated within the cyclone heat exchanger for a longer time.
  • a method for controlling the device is characterized according to the invention in that the running-in process is started in dependence on the caking determined by means of a gamma emitter with associated receiver, in such a way that the drives for generating the intermittent translational and the superimposed rotational movement are activated and the lance is hot Part of the cyclone heat exchanger is retracted, the working cycle of the lance being maintained until the temperature sensor detects an internal lance temperature above 150 o C and causes the lance to automatically extend into the colder area outside the cyclone heat exchanger.
  • the lance can preferably be automatically retracted into the hot area of the cyclone heat exchanger if the internal temperature is below 80 ° C.
  • This control device forms a safety device which, on the one hand, guarantees automatic operation and, on the other hand, virtually eliminates damage to the lance. Operational interruptions are only necessary if there are blockages in the tube of the cyclone that are lower than the maximum extension length of the lance itself. Here, however, there is also the option of decoupling the rotary drive and flanging extension rods on the lance in order to be able to capture these areas that were previously inaccessible.
  • FIG. 1 shows an approach profile, as is often the case when walking through cyclone heat exchangers.
  • the lowest heat exchanger stage 1.2 with the outlet areas 3.4 and the rotary kiln 5 is shown.
  • the heat exchangers 1.2 represent enclosed spaces 6, 7 with corresponding gas outlets 8.9, gas and material inlets 12, 12 'and corresponding ones Spouts 10.11 are provided.
  • Blockages in the outlet areas 10, 11 can occur by detachments of attachments 13 taking place in places, which can arise due to the effects of temperature and circulation processes and block the discharge of flour from time to time. If such a case occurs, the furnace operation must be interrupted.
  • the corresponding blockage must be removed by cleaning personnel, the cleaning personnel being exposed to considerable dangers due to the still relatively high temperatures in the area of the cyclone.
  • FIG. 2 shows the device according to the invention for essentially automatically removing or preventing blockages.
  • the cyclone preheater 1 with its outlet area 10 (drain pipe) is shown in broken lines.
  • the device 14 according to the invention is provided, which is arranged on a lower fastening flange 15.
  • the device 14 is pivotable about a pivot point 16, which is defined on the one hand by the lower fastening flange 15 and on the other hand by a bracket 17. This measure ensures that, as a result of the pivoting away of the entire device 14 in the event of a blockage 13 (FIG. 1) building up from the furnace in the direction of the cyclone heat exchanger 1, rod magazines can be introduced into the outlet area 10 (drain pipe).
  • the device 14 consists of an outer casing tube 18 (housing), a running tube 19, within which an impact and rotary tool 20 is arranged in the form of a lance.
  • a pneumatic cylinder 21 Connected to the tool 20 here is a pneumatic cylinder 21, which is arranged in the inner tube 22 such that it can be moved back and forth in a translatory and intermittent manner.
  • the rotary drive 24 is on a motor console le 25 attached to the housing 18.
  • the power transmission is preferably carried out via a chain drive 26.
  • the entire device 14 is cooled with ambient air, which feeds a radial fan, not shown.
  • an automatically operated gate valve 28 is provided between the mounting flange 15 and the device 14, which separates the device 14 from the hot part of the heat exchanger system 1 in the rest position.
  • the area 29 is to be regarded as an intermediate piece between the cyclone 1 and the drain pipe 10.
  • the center line 30 of the lance 20 corresponds approximately to the center line 31 of the drain pipe 10.
  • the guide elements of the lance 20, not shown in this figure, come to rest on the chute area 32 of the intermediate piece 29, provided the lance 20 is inserted deeper into the drain pipe 10 thus prevent the lance 20 from bending too much.
  • a device 33 for generating gamma rays with associated receiver 34 is provided, which automatically starts the entire device 14 as soon as caking occurs. Additional gamma emitters can also be provided in the drain pipe 10 in order to be able to react as quickly as possible to impending blockages.
  • FIG. 3 shows the device 14 according to the invention in a side view.
  • the housing 18, the lance-shaped tool 20 and the flange 15 and the bracket 17 can be seen, by means of which the entire device 14 can be fastened to the cyclone heat exchanger 1 shown in FIG.
  • the lance 20 is displaceable relative to the housing 18 by means of guide elements 35, which come to rest on the chute area 32 shown in FIG.
  • a drill head 36 is provided on the lance tip, which is formed on the one hand from a flat chisel 37 and on the other hand from fangs 38.
  • the wear elements 37 and 38 are displaceably displaced on the drill head 36.
  • the wear elements 37 can be exchanged without any problems and 38 can be made.
  • the rotary drive (not shown further here) is flanged in the area 25.
  • the lines 40 and 41 serve on the one hand to act upon the pneumatic cylinder 21 and on the other hand to cool the entire device 14 with ambient air.
  • a temperature sensor 42 is provided to prevent the to damage to the drill bit 36 or the entire device 14 causes the lance 20 with a lance internal temperature of about 150 o C automatically into the colder region outside the cyclone heat exchanger 1 is reduced. If the temperature has dropped below 80 ° C. again, the lance 20 can be moved back into the cyclone heat exchanger 1 or its region 29 or the drain pipe 10 if necessary.
  • Figure 4 shows a section along the line a-b.
  • the housing 18, the lance 20 with the guide elements 35 and the pneumatic cylinder 21 can be seen.

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Abstract

Vorgeschlagen wird eine Einrichtung zum Unterbinden bzw. Beseitigen von Verstopfungen in im wesentlichen vertikal angeordneten umschlossenen Räumen wie beispielsweise Zyklon-Wärmetauschern (1-2) für die Zementindustrie. Im Bereich des Auslaufes (10,11) des geschlossenen Raumens ist ein von außen in den inneren Bereich des Ablaufes translatorisch und periodisch einführbares Werkzeug vorgesehen. Die Translationsbewegung wird mittels eines Pneumatik- oder eines Hydraulikzylinders stoßweise ausgeführt. Die Einrichtung weist ein lanzenförmiges Werkzeug (20) auf, welches im Bereich seines freien Endes mit einem Bohrkopf (36) versehen ist. Der Translationsbewegung ist eine alternierend hin- und hergehende Rotationsbewegung mit einem Drehwinkel kleiner 360<o> überlagerbar. Der Bohrkopf (36) selber besteht aus einer auswechselbaren Schneide (37) mit mehreren darüber angeordneten Reißzähnen (38).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Unterbinden bzw. Beseitigen von Verstopfungen im Auslaufbereich von Zyklon-Wärmetauschern, bei denen das im wesentlichen mehlförmige Material den Zyklon vertikal von oben nach unten durchströmt und in einem gegenüber dem Zuführbereich verengten Auslaufbereich abführbar ist, mit mindestens einem im Auslaufbereich des Zyklones unter einem spitzen Winkel angeordneten Werkzeug, welches aus einer mittels eines Zylinders betätigbaren und translatorisch in den Auslaufbereich einführbaren Lanze sowie mindestens einem diesen umgebenden Gehäuse gebildet ist.
  • Die wärmesparende Technik des Zyklon-Wärmetauschers hat sich in der Zementindustrie seit langem bewährt. Dennoch kommt es nicht selten zu Betriebsstörungen durch Verstopfungen der Zyklonmehlaustritte. Besonders häufig tritt dies an der untersten Stufe (Mehlübergabe zum Ofen) auf.
  • Ursache sind Ablösungen von Ansätzen, die durch Temperatureinwirkung und Kreislaufvorgänge entstehen und von Zeit zu Zeit den Mehlaustrag blockieren können. Tritt ein derartiger Fall auf, muß der Ofenbetrieb unterbrochen und die Verstopfung bergmännisch beseitigt werden, wobei das Reinigungspersonal trotz Schutzkleidung erhöhten Gefahren durch Verbrennungen ausgesetzt ist. Je nach Konsistenz der Ansätze kann die Behebung einer Zyklonverstopfung recht lange Zeit in Anspruch nehmen. Das Ab- und Anfahren der Brennanlage bewirkt in jedem Fall einen Anstieg des Energiebedarfes, außerdem wird die feuerfeste Auskleidung in Mitleidenschaft gezogen.
  • Der DE-OS 32 12 700 ist ein Apparat zum Trennen eines agglomerierten partikelförmigen Materiales zu entnehmen. An der Außenwand eines Behälters ist eine durch eine Öffnung in der Wand hindurchführbare Lanze vorgesehen, die eine Betätigungseinrichtung zum zwangsweisen Ausfahren der Lanze aus ihrer zurückgezogenen Lage außerhalb des Behälters in eine in den Behälter eingefahrende Lage aufweist. Die Lanze ist entlang einer Linie in den Behälter bewegbar, die nach unten verläuft und mit der Strömungsrichtung des Materiales einen spitzen Winkel bildet. Die Lanze ist im Bereich ihres freien Endes mit einer Spitze versehen. Als Betätigungseinrichtung kommt ein Hydraulikzylinder zur Anwendung, der die Lanze unter steter Geschwin­digkeit in den Bereich des Behälters einführt, wobei die Begrenzungskante einerseits durch die Wand und andererseits durch den oberen Teil des Auslaufes gebildet wird. Die Lanze kann somit in das sich im Auslaufbereich anhäufende Material eingeführt werden. Da die Lanze lediglich eine translatorische Bewegung durchführt, kann es hier geschehen, daß die Lanzenspitze lediglich ein Loch in das agglomerierte angebackene Material hineingräbt und die Verstopfung somit nicht vollständig beseitigt werden kann. Ferner ist die Lanze nicht in der Lage, tiefer in den Auslaufbereich (Ablaufrohr) des Behälters einzudringen, um auch hier evtl. auftretende Verstopfungen gezielt beseitigen zu können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine quasi automatisch mechanisch arbeitende Einrichtung zur Verbesserung der Abreinigung umschlossener Räume, insbesondere der Zyklon-Wärmetauscherausgänge, zu konzipieren. Darüberhinaus sollen Verstopfungen nicht nur im unmittelbaren Auslaufbereich des Zyklones sondern auch in tiefergelegenen Bereichen des Ablaufrohres sicher entfernt werden können und zwar ohne den Betriebsablauf störend zu beeinflussen. Ferner ist eine entsprechende Steuerung vorzuse­hen, die bei Erkennung von sich anbahnenden Verstopfungen den Abreinigungs­vorgang selbsttätig auslöst.
  • Diese Aufgabe wird durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:
    - die Lanze wird mittels eines Hydraulik- oder eines Pneumatikzylinders stoßweise in den Auslaufbereich des Zyklon-Wärmetauschers eingeführt,
    - der Stoßbewegung wird eine Rotationsbewegung überlagert, wobei die Rotationsbewegung alternierend mit einem Drehwinkel kleiner 360o durchführbar ist,
    - die Mittellinie der Lanze entspricht etwa der Mittellinie des Auslaufbereiches des Zyklon-Wärmetauschers,
    - die Lanze weist im Bereich ihres freien Endes einen Bohrkopf auf.
  • Durch die Kombination der vorbezeichneten Merkmale wird im Gegensatz zum St.d.T. sichergestellt, daß sich anbahnende oder bereits vorhandene Verstopfungen, insbesondere im Auslaufbereich von Zyklon-Wärmetauschern sicher abgebaut werden können. Das Reinigungspersonal wird somit keinen erhöhten Gefahren mehr ausgesetzt, vielmehr kann es ganz entfallen, da das Werkzeug problemlos von der Zentralwarte aus gesteuert werden kann. Das Ab- und Anfahren der Gesamtanlage wird durch diese Maßnahme vermieden.
  • Damit das Werkzeug einen entsprechenden Bewegungsfreiraum hat, wird vorge­schlagen, das Werkzeug außerhalb des Raumes dergestalt anzuordnen, daß es möglichst weit in den Bereich des Ablaufes hineinbewegt werden kann. Zu dem Zweck erscheint es sinnvoll, die Mittellinie des Werkzeuges etwa mit der Mittellinie des Auslaufbereiches in Einklang zu bringen.
  • Um ein Gestängemagazin zur totalen Schurrenabreinigung bis in den Ofen hinein (bei Ofenstillstand) unterbringen zu können, kann die gesamte Einrichtung um eine Schwenkachse gedreht werden. Durch den Drehpunkt am unteren Befestigungsflansch und eine am Mantelrohr angebrachte Konsole wird die Drehachse definiert.
  • Die gesamte Einrichtung wird mit Umgebungsluft gekühlt, die vorzugsweise ein Radialventilator einspeist oder durch den Systemunterdruck angesaugt wird. Nach erfolgter Kühlung verläßt die Luft die Einrichtung und gelangt in die Zyklonmehlschurre. Wenn sich das Reinigungsgerät in Ruhestellung befindet, kann es zum Heißbereich des Zyklons mit einem automatisch arbeit­enden Schieber abgesperrt werden. Auf diese Weise gelangt nicht unnötig Falschluft in das Ofensystem und die Komponenten der Einrichtung werden gegen Beschädigung geschützt.
  • Durch Ausbildung der Lanzenspitze als Bohrkopf in Verbindung mit einer alternierend hin- und hergehenden Drehbewegung wird innerhalb des Behälterauslaufes eine sehr starke Fräs- bzw. Reißbewegung erzeugt, die in Verbindung mit der stoßweisen translatorischen Bewegung der Lanze zu einem optimalen Aufreißen von Verstopfungen sowohl im Auslaufbereich des Zyklon-­Wärmetauschers als auch in tieferliegenden Bereichen des sich daran anschließenden Ablaufrohres führt.
  • Vorzugsweise liegt der jeweilige Drehwinkel zwischen 150o und 250o. Der Bohrkopf besteht aus mindestens einer auswechselbaren Schneide sowie mehreren axial darüber am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Reißzähnen, wobei die Schneide einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß als Flachmeißel ausgebildet ist. Infolge der hin- und hergehenden Drehbewe­gung wirkt die in einer Ebene flach gehaltene Schneidenspitze als Reißwerkzeug und kann so im Gegensatz zur spitzen Ausbildung gemäß der DE-OS 32 12 700 eine wesentlich bessere Auflösung von Anbackungen herbeiführen.
  • Einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß ist die Lanze am Außenumfang mit am Innenumfang des Gehäuses (Mantelrohres) anliegenden Führungselementen versehen, die beim Ausfahren der Lanze auf dem Schurrenbereich des Zyklon-­Wärmetauscherauslaufes zur Anlage kommen und die Lanze so führen. Wie bereits angesprochen, soll die Lanze nicht nur den Auslaufbereich des Zyklon-Wärmetauschers sondern auch tieferliegende Bereiche des Ablaufrohres von Verstopfungen befreien können. Da die Lanze zu diesem letztgenannten Zweck u.U. mehrere Meter ausgefahren werden muß, die Führung jedoch ausschließlich im Gehäuse (Mantelrohr) stattfindet, ergibt sich hier ein einseitig gelagerter langer Hebel, der zudem auch noch unter dem Einfluß des strömenden Materiales steht. Sofern die Lanze nicht wie vorabstehend angegeben geführt würde, könnte es hier u.U. passieren, daß infolge des langen Hebelarmes eine Verbiegung der Lanze stattfindet, die u.U. zu einer Beeinträchtigung beim Wiedereinziehen in das Gehäuse führen kann. Der Neigungswinkel der Schurre ist hierbei vorzugsweise so gewählt, daß er der Neigung des Gehäuses entspricht, so daß die Lanze problemlos auf dieser Schurre ausfahren kann, ohne Gefahr zu laufen, an irgendeiner Stelle verbo­gen zu werden.
  • Da im Bereich von Zyklon-Wärmetauschern Temperaturen von mehreren hundert Grad C herrschen können, wird hier ein weiteres Kriterium vorgegeben, welches u.U. bei längerer Betätigungszeit der Lanze innerhalb des Zyklon-­Wärmetauschers zu Beschädigungen bzw. Beeinflussungen des Betriebsablaufes führen kann. Um auch hier optimale Betriebsbedingungen zu schaffen, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, im Innern der Lanze, vorzugsweise im Bereich des Bohrkopfes, einen Temperaturfühler vorzusehen. Dieser Temperaturfühler stellt ein Sicherheitsorgan dar, welches bei Überschreitung einer vorgegebenen Bohrkopfinnentemperatur zu einem automatischen Ausfahren der Lanze in ihre Ruhestellung führt.
  • Ein Verfahren zur Steuerung der Einrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Einfahrvorgang in Abhängigkeit der mittels eines Gammastrahlers mit zugehörigem Empfänger ermittelten Anbackungen gestartet wird, dergestalt, daß die Antriebe zur Erzeugung der stoßweisen Translations- und der überlagerten Rotationsbewegung aktiviert und die Lanze in den heißen Teil des Zyklon-Wärmetauschers eingefahren wird, wobei der Arbeitszyklus der Lanze so lange aufrecht erhalten bleibt, bis der Temperaturfühler eine Lanzeninnentemperatur über 150o C feststellt und das automatische Ausfahren der Lanze in den kälteren Bereich außerhalb des Zyklon-Wärmetauschers herbeiführt. Vorzugsweise kann die Lanze bei einer Innentemperatur unter 80o C bei Bedarf automatisch wieder in den heißen Bereich des Zyklon-Wärmetauschers eingefahren werden.
  • Durch diese Regeleinrichtung wird ein Sicherheitsorgan gebildet, welches einerseits den automatischen Betrieb gewährleistet und andererseits eine Beschädigung der Lanze nahezu ausschließt. Betriebsunterbrechungen sind hierbei nur notwendig, sofern Verstopfungen im Rohr des Zyklones auftreten sollten, die tiefer liegen als die maximale Ausfahrlänge der Lanze selber. Hier besteht jedoch auch noch die Möglichkeit, den Drehantrieb abzukoppeln sowie Verlängerungsstangen an der Lanze anzuflanschen, um so auch diese vorher nicht zugänglichen Bereiche erfassen zu können.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung darge­stellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1 - Ansatzprofil bei Zyklon-Wärmetauscheranlagen mit Zyklonauslaufbereich
    • Figur 2 - Gesamtkonzept einer Zyklonauslaufabreinigung
    • Figur 3 - Darstellung der Lanze als Reinigungseinrichtung in der Seitenan­sicht
    • Figur 4 - Schnitt durch die Figur 3 gemäß der Linie A-B
  • Figur 1 zeigt ein Ansatzprofil, wie es sich bei der Begehung von Zyklon-­Wärmetauschern oftmals bietet. Dargestellt ist die unterste Wärmetauscherstufe 1,2 mit den Auslaufbereichen 3,4 sowie der Drehrohrofen 5. Die Wärmetauscher 1,2 stellen umschlossene Räume 6,7 dar, die mit entsprechenden Gasaustritten 8,9, Gas- und Materialeintritten 12,12′ sowie entsprechenden Ausläufen 10,11 versehen sind. In Abhängigkeit von den durchgesetzten Materialien finden unterschiedlichste chemische Reaktionen statt, die an den Wandungen der umschlossenen Räume 6,7 zu Ansatzbildungen 13 führen. Verstopfungen in den Auslaufbereichen 10,11 (Ablaufrohre) können eintreten, indem plackenweise Ablösungen von Ansätzen 13 stattfinden, die durch Temperatureinwirkung und Kreislaufvorgänge entstehen können und von Zeit zu Zeit den Mehlaustrag blockieren. Tritt ein derartiger Fall auf, muß der Ofenbetrieb unterbrochen werden. Durch Reinigungspersonal muß die entsprechende Verstopfung beseitigt werden, wobei das Reinigungspersonal infolge der immer noch relativ hohen Temperaturen im Bereich des Zyklones erheblichen Gefahren ausgesetzt ist.
  • Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung zur im wesentlichen auto­matischen Beseitigung bzw. Unterbindung von Verstopfungen. Strichpunktiert dargestellt ist der Zyklonvorwärmer 1 mit seinem Auslaufbereich 10 (Ablaufrohr). Außerhalb des Zyklons 1 ist die erfindungsgemäße Einrichtung 14 vorgesehen, die auf einem unteren Befestigungsflansch 15 angeordnet ist. Die Einrichtung 14 ist um einen Drehpunkt 16 schwenkbar, der einerseits durch den unteren Befestigungsflansch 15 und andererseits durch eine Konso­le 17 definiert wird. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß infolge des Wegschwenkens der gesamten Einrichtung 14 bei einer sich vom Ofen in Rich­tung des Zyklon-Wärmetauschers 1 aufbauenden Verstopfung 13 (Figur 1) Gestängemagazine in den Auslaufbereich 10 (Ablaufrohr) eingeführt werden können. Die Einrichtung 14 besteht aus einem äußeren Mantelrohr 18 (Gehäuse), einem Laufrohr 19, innerhalb dessen ein Stoß- und Rotationswerkzeug 20 in Form einer Lanze angeordnet ist. Mit dem Werkzeug 20 verbunden ist hier ein Pneumatikzylinder 21, der im Innenrohr 22 translatorisch und stoßweise hin- und herbewegbar angeordnet ist. Mit Hilfe der Dreheinrichtung 23 und dem Rotationsantrieb 24 wird der stoßförmigen Translationsbewegung der Lanze 20 eine Drehbewegung (150o bis 200o alternierend) überlagert. Der Rotationsantrieb 24 ist auf einer Motorkonso­ le 25 am Gehäuse 18 befestigt. Die Kraftübertragung erfolgt vorzugsweise über einen Kettenantrieb 26. Die gesamte Einrichtung 14 wird mit Umgebungs­luft gekühlt, die ein nicht weiter dargestellter Radialventilator einspeist.
  • Alternativ besteht die Möglichkeit, daß Luft zur Kühlung der Lanze 20 bzw. der gesamten Einrichtung 14 über den Kühlluftstutzen 27 durch den Unter­druck des Wärmetauschersystemes eingesaugt wird. Ferner ist ein automatisch betätigbarer Absperrschieber 28 zwischen Befestigungsflansch 15 und der Einrichtung 14 vorgesehen, der die Einrichtung 14 in Ruhestellung vom heißen Teil des Wärmetauschersystemes 1 trennt.
  • Der Bereich 29 ist als Zwischenstück zwischen dem Zyklon 1 und dem Ablaufrohr 10 anzusehen. Die Mittellinie 30 der Lanze 20 entspricht hierbei etwa der Mittellinie 31 des Ablaufrohres 10. Die in dieser Figur nicht dargestellten Führungselemente der Lanze 20 kommen, sofern die Lanze 20 tiefer in das Ablaufrohr 10 eingefahren wird, auf dem Schurrenbereich 32 des Zwischenstückes 29 zu Anlage und verhindern so ein zu starkes Durch­biegen der Lanze 20. Am unteren Ende des Zwischenstückes 29 ist eine Einrichtung 33 zur Erzeugung von Gammastrahlen mit zugehörigem Empfänger 34 vorgesehen, die die gesamte Einrichtung 14 automatisch in Gang setzt, sobald sich Anbackungen einstellen. Weitere Gammastrahler können auch im Ablaufrohr 10 vorgesehen werden, um so schnellstmöglich auf sich anbahnende Verstopfungen reagieren zu können.
  • Figur 3 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung 14 in der Seitenansicht. Erkennbar sind das Gehäuse 18, das lanzenförmige Werkzeug 20 sowie der Flansch 15 und die Konsole 17, mittels welchen die gesamte Einrichtung 14 an dem in Figur 2 dargestellten Zyklon-Wärmetauscher 1 befestigbar ist. Die Lanze 20 ist gegenüber dem Gehäuse 18 mittels Führungselementen 35 verschiebbar, die bei weiterem Ausfahren auf dem in Figur 2 dargestellten Schurrenbereich 32 zur Anlage kommen. An der Lanzenspitze ist ein Bohrkopf 36 vorgesehen, der einerseits aus einem Flachmeißel 37 und andererseits aus Reißzähnen 38 gebildet ist. Die Verschleißelemente 37 und 38 sind austauschbar am Bohrkopf 36 verlagert. Zum Austausch ist lediglich die Bolzen- bzw. Schraubverbindung 39 zu lösen, so daß hier außerhalb des Zyklon-Wärmetauschers 1 ein problemloser Wechsel der Verschleißelemente 37 und 38 vorgenommen werden kann. Am oberen Ende der Einrichtung 14 wird im Bereich 25 der hier nicht weiter dargestellte Drehantrieb angeflanscht. Die Leitungen 40 und 41 dienen einerseits zur Beaufschlagung des Pneumatikzylinders 21 und andererseits zur Kühlung der gesamten Einrichtung 14 mit Umgebungsluft. Im Bereich des Bohrkopfes 36 ist ein Temperaturfühler 42 vorgesehen, der, um Beschädigungen am Bohrkopf 36 bzw. der gesamten Einrichtung 14 zu vermeiden, bewirkt, daß die Lanze 20 bei einer Lanzen­innentemperatur über 150o C automatisch in den kälteren Bereich außerhalb des Zyklon-Wärmetauschers 1 zurückgefahren wird. Ist die Tempera­tur wieder unterhalb von 80o C abgesunken, so kann die Lanze 20 bei Bedarf wieder in den Zyklon-Wärmetauscher 1 bzw. dessen Bereich 29 oder das Ablaufrohr 10 eingefahren werden.
  • Figur 4 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie a-b. Erkennbar sind das Gehäuse 18, die Lanze 20 mit den Führungselementen 35 sowie der Pneumatikzylinder 21.

Claims (14)

1. Einrichtung zum Unterbinden bzw. Beseitigen von Verstopfungen im Auslaufbereich von Zyklon-Wärmetauschern (1,2), bei denen das im wesent­lichen mehlförmige Material den Zyklon vertikal von oben nach unten durchströmt und in einem gegenüber dem Zuführbereich verengten Auslaufbereich (10,11) abführbar ist, mit mindestens einem im Auslaufbereich (10,11) des Zyklones unter einem spitzen Winkel angeord­neten Werkzeug (20), welches aus einer mittels eines Zylinders (21) betätigbaren und translatorisch in den Auslaufbereich (10,11) einführbaren Lanze sowie mindestens einem diesen umgebenden Gehäuse (10) gebildet ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
- die Lanze (20) wird mittels eines Hydraulik- oder eines Pneumatikzylinders (21) stoßweise in den Auslaufbereich (10,11) des Zyklon-Wärmetauschers (1,2) eingeführt,
- der Stoßbewegung wird eine Rotationsbewegung überlagert, wobei die Rotationsbewegung alternierend mit einem Drehwinkel kleiner 360o durchführbar ist,
- die Mittellinie (30) der Lanze (20) entspricht etwa der Mittellinie (31) des Auslaufbereiches (10,11) des Zyklon-Wärmetauschers (1,2),
- die Lanze (20) weist im Bereich ihres freien Endes einen Bohrkopf (36) auf.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsantrieb (23,24) am freien Ende (25) des Gehäuses (18) angeord­net ist.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18) außerhalb des Zyklonwärmetauschers (1,2) um eine Schwenkachse (16) drehbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbereich durch einen unteren Befestigungsflansch (15) sowie eine am Gehäuse (18) befestigte Konsole (17) definiert ist.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Ventilator, insbesondere Radialventilator, zur Kühlung der Lanze (20) bzw. der innerhalb des Gehäuses (18) angeordneten Bauteile, wobei die zur Kühlung verwendete Luft das Gehäuse (18) in Richtung des Auslaufbereiches (10,11) verläßt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft zur Kühlung der Lanze (20) bzw. der innerhalb des Gehäuses (18) angeordneten Bauteile am Kühlluftstutzen (27) durch den Unterdruck des Zyklones (1,2) angesaugt wird.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Befestigungsflansch (15) und dem Gehäuse (18) ein automatisch betätigbarer Absperrschieber (28) befindet, der das Gehäuse (18) sowie die Lanze (20) in Ruhestellung vom heißen Teil des Zyklones (1,2) trennt.
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel des Bohrkopfes (36) zwischen 150o und 250o liegt.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (36) auswechselbar ausgebildet und aus mindestens einer Schnei­de (37) sowie mehreren axial darüber am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Reißzähnen (38) gebildet ist.
10. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (37) als Flachmeißel ausgebildet ist.
11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (20) am Außenumfang mit am Innenumfang des Gehäuses (18) anliegenden Führungselementen (35) versehen ist, die beim Ausfahren der Lanze (20) auf dem Schurrenbereich (32) des Zyklon-Wärmetauschers (1) zur Anlage kommen und die Lanze (20) so führen.
12. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Lanze (20) im Bereich des Bohrkopfes (36) ein Temperaturfühler (42) angeordnet ist.
13. Verfahren zur Steuerung der Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfahrvorgang in Abhängigkeit der mittels eines Gammastrahlers (33) mit zugehörigem Empfänger (34) ermit­telten Anbackungen gestartet wird, dergestalt, daß die Antriebe zur Erzeugung der stoßweisen Translations- und der überlagerten Rotationsbewegung aktiviert und die Lanze (20) in den heißen Teil des Zyklon-Wärmetauschers (1) eingefahren wird, wobei der Arbeitszyklus der Lanze (20) so lange aufrecht erhalten bleibt, bis der Temperaturfühler (42) eine Lanzeninnentemperatur über 150o C feststellt und das auto­matische Ausfahren der Lanze (20) in den kälteren Bereich außerhalb des Zyklon-Wärmetauschers (1) herbeiführt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (20) bei einer Innentemperatur unter 80o C automatisch wieder in den heißen Bereich des Zyklon-Wärmetauschers (1) eingefahren wird.
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