AT412342B

AT412342B - Kühltrommel mit stabilisierungszone

Info

Publication number: AT412342B
Application number: AT1472003A
Authority: AT
Inventors: Ernst Ing Stockhammer
Original assignee: Ernst Ing Stockhammer
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2005-01-25
Also published as: ATA1472003A

Description

Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Aggregat zum Kühlen von rieselfähigen Materialien, zum Beispiel von Gips, welche einer vorangegangenen Kalzinierung unterworfen worden waren, und deren qualitative Eigenschaften wesentlich von dem angewandten Kühlverfahren abhängen.

Dabei wird eine rotierende Kühltrommel mit den zu kühlenden rieselfähigen Materialien mittels Schneckeneintrag zusammen mit den meist noch vorhandenen Brüden beschickt, wobei ein wesentlicher Teil dieser Trommel durch eine sogenannte Stabilisierungszone gebildet wird. Die erfindungsgemässe Ausführung der Kühltrommel mit der erwähnten Stabilisierungszone erlaubt einen weit höheren Füllungsgrad, als dies bei den bisher verwendeten und dem Stand der Technik zuordenbaren Kühlern für rieselfähige Materialien, wie zum Beispiel Gips, der Fall ist.

Ebenfalls besteht bei der erfindungsgemässen Ausführung der Kühltrommel mit Stabilisierungszone jederzeit die Möglichkeit, Proben des zu behandelnden Materials problemlos während der Kühlung des Gipses zu entnehmen und so direkt für notwendige Änderungen der Prozessparameter zum Zwe- cke der Steuerungsoptimierung einzugreifen.

So ist zum Beispiel bei der Herstellung von Gips, der in der Bautechnik, in chemischen Verfah- ren oder als Zuschlagstoff Verwendung findet, die Entfemung von Wassermolekühlen aus dem Kristallverband des Gipses, welcher als Calciumsulfat technisch hergestellt, aber auch sehr oft in natürlichen Lagerstätten vorkommt, erforderlich. Bei der Verwendung in der Bautechnik ist zusätz- lich eine gleichmässige Qualität, welche reproduzierbare feste Gefüge nach dem Abbinden des eingesetzten Gipses voraussetzt, von grösster Bedeutung. Solche Kalzinierverfahren sind bekannt.

Sie werden entweder als direkte Behandlungsprozesse, in Drehöfen, Walzen- bzw. Schlagmühlen, auf Rosten, nach dem Flash-Verfahren, oder als indirekte Verfahren, wie zum Beispiel mittels Kochern oder Röhrenkalzinatoren durchgeführt. Hybridverfahren, wie sie durch Autoklaveneinsatz bewerkstelligt werden können, sind ebenfalls Stand der Technik.

Die Patentschrift DE 3115 774 A1 beschreibt ein Kalzinierverfahren mit gleichzeitiger Kühlung in einer 2-Zug-Trommel. Hier hat das Material Kontakt mit der Heiz- bzw. Kühlluft. Eine Stabilisie- rungszone sowie Füllstands- bzw. Verweilzeitregelung ist hier nicht gegeben. Bei der gegenständ- lichen Erfindung wird kalziniertes Material stabilisiert und anschliessend indirekt gekühlt.

Besondere Nachteile liegen bei vielen der genannten Kalzinierverfahren im Vorhandensein von erhöhten Anteilen an Anhydrit und an Dihydrat, welche sich sowohl negativ hinsichtlich der Verstei- fungszeitanforderungen, als auch bezüglich der produktionstechnischen Einhaltung des Gips/Wasserverhältnisses auswirken. Beispielsweise ist bei der Herstellung von Gipskartonplatten die einwandfreie Qualität des Einsatzproduktes von ausschlagbarer Bedeutung.

Eine Vergleichmässigung dieser unerwünschten Gipsphasen nach dem Kalzinierschritt wurde bisher durch sogenannte Kühlbuchten oder durch Lagerung und damit zwangsläufige Durchmi- schung des kalzinierten Gipses in grossen Silos versucht, was nur zu unbefriedigenden Ergebnis- sen geführt hat. Für eine kontinuierliche, qualitätsstabile Herstellung eines aus einer Gipskalzinie- ranlage stammenden Produktes sind daher diese Methoden völlig unzureichend.

Bisher eingesetzte Gipskühler mit Stabilisierungszonen haben den grundlegenden Nachteil, dass ein Füllungsgrad von ca. 35% in der Stabilisierungszone einerseits durch die Neigung der Kühltrommel und andererseits durch die Geometrie der Übertrittsöffnung zur Kühlzone begrenzt ist und dass sie daher ebenfalls für eine ausreichende Qualitätssicherheit nur im begrenzten Ausmass einsetzbar sind.

Die Verweilzeit des zu kühlenden Materials in der Kühlzone kann daher nicht vollständig beein- flusst werden, ein 100%-iger Phasenausgleich, der für die Qualität des Endproduktes unumgäng- lich ist, wird durch eine schlechte Durchmischung des Trommelinhaltes auf Grund des breiten Korngrössenspektrums (Grobkörner durchlaufen schneller die Länge der Kühltrommel) hervorgeru- fen. Weiters wurde bisher eine rasche Restlosentleerung, wie sie zum Beispiel bei Produktwechsel unbedingt erforderlich ist, auch durch die eingebauten Hubschaufeln nicht ermöglicht.

Überraschenderweise hat es sich nun herausgestellt, dass durch eine besondere Ausführung eines Gipskühlers mit Vorschaltung einer Stabilisierungszone ein damit erzwungener gleichzeitiger Materialphasenausgleich, das heisst eine weitgehende Vergleichmässigung des Kalzinierproduktes, die Stabilität der Phasen Anhydrit und Dihydrat weitgehend ausschaltet und ein der jeweiligen Produktionssituation anpassungsfähiger kontinuierlicher Betrieb gewährleistet werden kann.

Besonderer Grund dafür ist, das der Befüllungsgrad durch ein neu angeordnetes Übertragssystem von der Stabilisierungszone in die Kühlzone auf ca. 50% erhöht werden kann, wobei die Verweil-

zeit des zu behandelnden Materials in produktionstechnisch notwendigem Rahmen beliebig wähl- bar ist. Zusätzlich wird die Vergleichmässigung des zu erzielenden Produktes durch spezielle in der Stabilisierungszone eingebaute Schaufeln gefördert. Der gewünschte regulierbare Übertrag wird dadurch erreicht, dass der Durchmesser des Stabilisierungstrommelteiles grösser als der des Kühlrohres ist.

Die Gesamtbaulänge entspricht jener von konventionellen Aggregaten zum Kühlen von riesel- fähigen Schüttgütern. Der Materialübertritt aus der Stabilisierungszone in die Kühlzone erfolgt durch mehrere besonders ausgebildete Übertrittskanäle, verbunden mit Hubelementen, die radial in der Trennwand zwischen Stabilisierungszone und der Kühlzone der Trommel angebracht sind.

Zur Einstellung der Durchgangsgeschwindigkeit des zu behandelnden Materials werden Hyd- raulikzylinderkolben, die entweder mechanisch oder hydraulisch steuerbar sind, eingesetzt, die die lichte Weite der Durchtrittsöffnung in den Übertrittskanälen regulieren. Dadurch wird es zusätzlich möglich, während eines laufenden Behandlungsprozesses jederzeit, ohne Betriebsstillstand, eine Probenentnahme zur ständigen Qualitätskontrolle über Entnahmestutzen, welche direkt aus den Übertrittskanälen führen, durchzuführen. An die Stabilisierungszone schliesst ein Trommelabschnitt mit eingebauten Kühlrohren an, der ähnlich wie bei der Stabilisierungstrommel über austragskon- trollierende Komponenten, wie steuerbare Hub- und Durchgangselemente, verfügt. Damit wird zusätzlich eine exakte Temperaturregelung des rieselfähigen Schüttgutes im Bereich des Austra- ges gewährleistet.

Eine rasche und vollständige Restlosentleerung wird durch sogenannte Aus- lasszylinder bei ganz geöffneten Zylinderabsperrungen erreicht.

Die sogenannte Stabilisierungszone ist zur Umgebung luftdicht abgeschlossen und besitzt eine thermische Isolation, um den zu behandelnden Gips auf der gewünschten Temperatur zu halten.

Durch die Abdichtung entsteht ein leichter Überdruck, der zusätzlich im Zusammenwirken mit der Bewegung des Aggregates und den mitgeführten Brüden einen weitgehenden Phasenausgleich bewirkt.

Die Abbildung 1 zeigt schematisch eine Kühltrommel mit Stabilisierungszone in konventionel- ler, dem Stand der Technik entsprechender Ausführung. Durch den Materialeintritt (1) gelangt das zu behandelnde rieselfähige Schüttgut in die durch eine nach aussen hin isolierte Stabilisierungszo- ne (2), welche durch einfache Trennwände (4), die zentrisch kreisrunde Öffnungen aufweisen, in einzelne Kammern (3) abgeteilt ist. An die Stabilisierungszone (2) schliesst die mit Kühlrohren (5) versehene eigentliche Kühltrommel (10) an, die von der Stabilisierungszone (2) durch für den Kühlluftaustritt vorgesehenen Trommelkomponenten (6) getrennt ist. An dem Materialeintritt (1) gegenüberliegenden Ende der Kühltrommel (5) wird mittels eines Verteilsystems (7) zu den Kühl- rohren (5) Kühlluft zugeführt.

Das nunmehr gekühlte rieselfähige Schüttgut verlässt die Kühltrom- mel (10) über einen Austrag (8), die Entstaubungsluft wird durch die Öffnung (9) aus dem Aggregat geführt.

In der Abbildung 2 wird der Bereich des Kühlluftaustrittes bei konventioneller Bauart einer Kühl- trommel mit Stabilisierungszone dargestellt.

Die erfindungsgemässe Ausführung der Kühltrommel mit Stabilisierungszone zeigt schematisch die Abbildung 3. Das zu stabilisierende rieselfähige Schüttgut gelangt durch den Materialeintritt (1 ) in die erfindungsgemäss ausgebildete Stabilisierungszone (11), deren Querschnitt grösser als der der Kühltrommel (10) ist.

Eine Kammereinteilung der Stabilisierungszone (11) wird durch Trennwände mit zentrisch kreisförmigen Öffnungen (4) erreicht. Zusätzlich sind an der Innenwand der Stabilisierungszone (11) Einbauten (12) zwecks besserer Durchmischung des eingetragenen Materials angebracht.

Zwischen der Stabilisierungszone (11) und der Kühltrommel (10) befindet sich eine geschlossene Wand (13), welche nur durch Übergangskanäle (14) mit entsprechenden Hubeinrichtungen durch- brochen wird. Die Kühltrommel (10) ist mit Kühlrohren (5) bestückt, das zu kühlende Material gelangt über Überleitungskanäle (14) in den Kühlbereich. Mittels regelbarer Austragszylinder (15) und durch eine Austragsöffnung (8) wird das gekühlte Material aus dem Aggregat ausgebracht. Die Kühlluftzufuhr erfolgt zentrisch über ein entsprechendes Rohr (16).

Die Abbildung 4 stellt den Bereich zwischen Stabilisierungszone (11 ) und der Kühltrommel (10) schematisch dar. Durch die geschlossene Trennwand (13) führen Übergangskanäle mit Hubein- richtungen (14). Bewegliche Kolben (17) können stufenlos parallel zur Trommelachse bewegt werden. Probenahmeöffnungen (18) befinden sich im Bereich der Übergangskanäle (14).

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Rotierende Kühltrommel mit Stabilisierungszone für rieselfähige Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühltrommel mit Stabilisierungszone durch eine geschlossene Trennwand (13), in welche Übertrittskanäle mit Hubelementen (14) eingebaut sind, in .eine Stabilisierungszone (11) und in eine Kühlzone (10) geteilt wird.
2. Rotierende Kühltrommel mit Stabilisierungszone für rieselfähige Materialien nach An- spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Stabilisierungszone (11) sich vom Innendurchmesser des Trommelabschnittes für die Kühlung (10) unterschei- det, vorzugsweise grösser ist.
3. Rotierende Kühltrommel mit Stabilisierungszone für rieselfähige Materialien nach An- spruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den mit Hubelementen versehenen Übertrittskanälen (14) in der Längsrichtung der Übertrittskanäle bewegliche Zylinderkolben (17) eingebaut sind.
4. Rotierende Kühltrommel mit Stabilisierungszone für rieselfähige Materialien nach An- spruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialführung im Bereich der Über- trittskanäle (14) in einem stumpfen, vorzugsweise rechten Winkel zur Trommelachse, in die Kühlzone (10) eingebracht wird.
5. Rotierende Kühltrommel mit Stabilisierungszone für rieselfähige Materialien nach An- spruch 1,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Übertrittskanälen (14) in einem stumpfen Winkel, vorzugsweise in einem rechten Winkel zur Trommelachse, Pro- benahmestutzen (18) führen.
6. Rotierende Kühltrommel mit Stabilisierungszone für rieselfähige Materialien nach An- spruch 1, und 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwand der Stabilisierungszo- ne (11) Einbauten, bevorzugter Weise in Form von V-förmigen Pflugscharen und/oder becherförmigem Armen (12) eingebaut sind.
7. Rotierende Kühltrommel mit Stabilisierungszone für rieselfähige Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass am austragsseitigen Ende der Kühltrommel (10) die Kühlluft zentral über eine Verteilungseinheit (16) der Kühltrommel (10) zugeführt wird.
8. Rotierende Kühltrommel mit Stabilisierungszone für rieselfähige Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Materialaustritt (8), der Kühllufteintritt (16) als auch der Kühlluftaustritt (6) apparativ voneinander getrennt sind.

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