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Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Schüttgütern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Schüttgütern.
Zur Wärmebehandlung von Schüttgütern bringt man in der Regel die Schüttgüter mit dem Wärmebehandlungsmedium, z. B. Heizgasen, in unmittelbare Berührung. Statt dieser direkten Wärmebehandlung kann man auch eine indirekte Wärmebehandlung durchführen, bei der man die Schüttgüter und das Wärmebehandlungsmedium voneinander getrennt hält. Beispielsweise bringt man das Schüttgut in eine drehbare Trommel und heizt diese Trommel von aussen. Eine derartige indirekte Wärmebehandlung benutzt man z.
B. dann, wenn durch eine Berührung des Schüttgutes mit dem Wärmebehandlungsmedium eine unerwünschte Ver- änderung des Schüttgutes zu erwarten ist, oder wenn man die bei der Wärmebehandlung aus dem Schüttgut austretenden Dämpfe getrennt von dem Wärmebehandlungsmedium gewinnen will. Das indirekte Verfahren hat gegenüber dem direkten den Nachteil einer erheblich geringeren Wirtschaftlichkeit. Infolgedessen wird das indirekte Verfahren bisher nur in solchen Fällen angewandt, in denen eine sehr geringe Wirtschaftlichkeit in Kauf genommen werden kann.
Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu schaffen, durch die die indirekte Wärmebehandlung von Schüttgütern wesentlich verbessert und insbesondere ihre Wirtschaftlichkeit erheblich vergrössert sein kann.
Gemäss der Erfindung sind mehrere, am obern Ende mit einer Zufuhr- und am untern Ende mit einer Abfuhröffnung für das Schüttgut versehene Kanäle vorgesehen, welche im übrigen geschlossen sein können und schraubenlinienartig in Form einer entsprechend mehrgängigen Schnecke um eine senkrechte Achse gewunden und von einem gemeinsamen Mantel umgeben sind, der zusammen mit den Kanälen und der Achse die Begrenzung einer Leitung für den Strom eines Wärmebehandlungsmediums bildet, und durch eine Einrichtung, mittels der dem in den Kanälen befindlichen Schüttgut eine Bewegung gegenüber den Kanälen gegeben werden kann, wobei der maximale Steigungswinkel der Kanäle höchstens so gross ist wie der natürliche Böschungswinkel des Schüttgutes,
zu dessen Behandlung die Vorrichtung bestimmt ist, und mindestens so gross, dass das Schüttgut bei der genannten Bewegung in den Kanälen nach unten transportiert wird. Mit dieser Vorrichtung kann das in das obere Ende der Kanäle eingebrachte Schüttgut allmählich durch die ganze Länge der Kanäle transportiert und auf diesem Wege mittels des die Kanäle beispielsweise umspülenden W ärmebehandlungsmediums wärmebehandelt werden. Die schraubenlinienartigen Windungen können sowohl stetige als auch unstetige, z. B. treppenförmig abgestufte Windungen, sein. Die genannte Relativbewegung des Schüttgutes gegenüber den Kanälen erfolgt vorzugsweise dadurch, dass die Kanäle mit einer gemeinsamen mechanischen Antriebsvorrichtung versehen sind, die z.
B. die Kanäle intermittie- rend derart bewegen kann, däss das Schüttgut in den Kanälen mindestens während eines Teiles der Bewegungsperiode dieser Bewegung nicht folgt, beispielsweise derart, dass die Vorrichtung zur intermit- tierenden Bewegung der Kanäle Organe besitzt, durch die die Kanäle in jeder Bewegungsperiode um einen Winkel in einer Richtung langsamer vor- und in der entgegengesetzten Richtung ruckartig schneller zurückbeweb werden. Die Vorrichtung kann in ihrem untern Teil eine Leitung besitzen, durch welche den Kanälen am untern Ende Gas, z.
B. kalte Luft, oder auch ein Teil des Gases, das beispielsweise zur indirekten Wärmebehandlung gedient hat, zugeführt
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werden kann; die Kanäle können dann oberhalb dieser Zuleitung, beispielsweise an ihrem obern Ende, Ableitungen zur Abfuhr dieses Gases besitzen.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-11 der Fig. 1.
In einem zylindrischen Gehäuse 1 mit senkrechter Achse ist eine konzentrische Hohlwelle 2 angeordnet, die mittels eines Lagers 23 gelagert ist und im Gehäuse um ihre Achse um einen Winkel gedreht werden kann. Die Hohlwelle 2 wird über das Lager 23 von einer kegelförmigen Haube 20 getragen, die oben in einen Hohlzylinder 21 übergeht, der seinerseits in Lagern 3 gelagert ist. Auf dem Umfang der Hohlwelle 2 sind drei schraubenlinienförmige Kanäle 4 einem dreigängigen Gewinde gleich in gleichen Abständen voneinander befestigt.
Der maximale Steigungswinkel der Kanäle ist etwas kleiner als der natürliche Böschungswinkel des Schüttgutes, das mit der Vorrichtung wärmebehandelt werden soll, aber mindestens so gross, dass das oben in die Kanäle eingeführte Schüttgut durch eine ihm durch eine Drehbewegung der Kanäle erteilte intermittierende Relativbewegung nach unten transportiert wird. In der Regel liegt dieser Steigungswinkel zwischen 20 und 40 . Für die Behandlung von Getreide kann er z. B. bei 25 , für die Behandlung von Zement bei 30 liegen. Die Kanäle 4 haben einen rechteckigen Querschnitt und eine solche radiale Breite, dass sie am Gehäuse 1 mehr oder weniger dicht anliegen. Zwischen den Kanälen und dem Gehäuse können unter Umständen Dichtungen vorgesehen sein. Die Kanäle 4 sind am obern und untern Stirnende offen.
Zwischen den Öffnungen der Kanäle sind zusammen mit den Kanälen den zylindrischen Gehäuseraum abschliessende Segmente angeordnet (s. Fig. 2). Oberhalb der obern Öffnung der Kanäle ist als Aufgabe für das Schüttgut eine siebförmige Schurre 5 vorgesehen, die mit der Haube 20 fest verbunden und so ausgebildet ist, dass das durch eine Aufgabevor- richtung 6 laufend oder absatzweise zugeführte Schüttgut gleichmässig in solcher Menge auf die Kanäle 4 verteilt wird, dass es den Boden der Kanäle 4 in so dünner Schicht bedeckt, dass praktisch kein Wärmegefälle innerhalb der Schichtdicke besteht.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kanäle 4 in ihrer Längsrichtung in zwei Teilstücke unterteilt; die untern Teile der Kanäle sind auf einer Hohlwelle 22 befestigt, die von einer Welle 25 getragen wird, die konzentrisch die Hohlwelle 2 durchsetzt und mittels dem Lager 23 abgestützt ist. Die Hohlwelle 2 ist am obern Ende mittels einem konisch sich verengenden Endteil ebenfalls an der Welle 25 befestigt. Die beiden an den Hohlwellen 2 und 22 befestigten Teile der Kanäle 4 sind je durch ein genügend elastisches Kupplungsstück 24 miteinander verbunden.
Am obern Ende und in der Nähe des untern Endes des Gehäuses 1 sind eine Abführung 7 bzw. eine Zuführung 8 für das Wärmebehandlungsmedium für das durch die Kanäle 4 abwärtsgeförderte Schüttgut, z. B. ein Heizgas, vorgesehen, das durch die vom Behälter 1, den Kanälen und der Hohlwelle 2, 22 begrenzte Leitung von unten nach oben strömt. Das untere Ende 9 des Gehäuses, in das die Kanäle 4 mit ihren untern Öffnungen münden, ist gegenüber dem Raum, durch den das Heizgas strömt, durch die erwähnten Abschlusssegmente abgedichtet; es ist konisch verengt und mit einem verschliessbaren Materialaustrag 10 versehen. In den Teil 9 führen Leitungen 11 hinein, in die ein Gas, z. B. kalte Luft, eingeblasen werden kann, damit es die Kanäle 4 von unten nach oben durchströmt.
Oberhalb der obern Öffnung der Kanäle 4 ist das Gehäuse 1 mit einer Ringleitung 12 versehen, durch welche die aus dem Schüttgut ausgetriebenen Gase und durch die Leitungen 11 gegebenenfalls zugeführte Luft abgeführt werden können.
Um die Wellen 2 und 22 mit den Kanälen inter- mittierend um den oben erwähnten Winkel in einer Richtung langsam und in der andern Richtung ruckartig schnell hin und her zu bewegen, sind der Hohlzylinder 21 und die Hohlwelle 25 mit je einem doppelarmigen Hebel 13 bzw. 13' versehen, wobei das freie Ende des einen Armes mit einer Zugfeder 14 bzw. 14' verbunden ist und der andere Arm am freien Ende eine Rolle 26 bzw. 26' trägt, gegen die ein Nocken 27 bzw. 27' arbeitet, welche auf einer gemeinsamen von einem Motor 15 angetriebenen Welle sitzen, so dass abwechselnd der eine und der andere Hebel entgegen der Feder langsam eine Strecke mitgenommen wird; nach einem gewissen Umdrehungswinkel rutscht die Rolle 26 bzw. 26' von dem Nocken 27 bzw. 27' ab;
der Hebel 13 bzw. 13' wird dann von der Feder 14 schnell in die Ausgangslage gegen einen festen Anschlag zurückgezogen. Das Schüttgut in den Kanälen wird daher bei jedem langsamen Vorwärtsbewegen der Hebel 13 und 13' und der damit verbundenen Wellen 2 und 22 mitgenommen; bei jedem Zurückschnellen der Hebel 13 bzw. 13' kann das Schüttgut jedoch infolge seiner Massenträgheit dieser Bewegung nicht folgen und wird dadurch allmählich durch die Kanäle 4 nach unten bewegt. Aus dem untern Ende der Kanäle fällt es durch den konischen Behälterteil 9 zur Austrags- öffnung 10.
Das durch die Leitung 7 abgeführte Heizgas wird vorzugsweise nicht ins Freie gelassen, sondern der Vorrichtung zum Aufheizen der Heizgase zugeführt; es kann auch zum Teil dem durch die Leitung 8 zuzuführenden Heizgas direkt beigemischt werden. Die durch die Leitung 12 abgeführten Gase und gegebenenfalls nun erwärmte Luft können gegebenenfalls für die Aufheizung des Heizgases verwendet werden, sei es zur Aufheizung der der Heizvorrich- tung zuzuführenden Verbrennungsluft, sei es durch unmittelbare Beimischung zum Heizgas; letzteres
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dürfte in der Regel wohl nur in Betracht kommen, wenn das durch die Leitung 12 abgeführte Gas keinen Wasserdampf enthält.
Die Hohlwelle 22 ist in ihrem untern Teil mit Öffnungen 17 und 18 versehen, durch die ihr Inneres einerseits mit dem vom Heizgas durchströmten Innenraum des Gehäuses 1 und anderseits mit den Kanälen 4 in Verbindung steht. Falls eine nur indirekte Wärmebehandlung (z. B. Erwärmung oder Trocknung) des Schüttgutes gewünscht wird, können diese Öffnungen 17 und 18 fortgelassen werden; vorzugsweise sind die Öffnungen vorgesehen, aber verschliessbar. Durch die Öffnungen 17, 18 tritt ein Teil des Heizgases in die Kanäle 4 in und bewirkt eine direkte Erwärmung des Schüttgutes. Eine solche Anordnung kommt nur für solche Fälle in Betracht, in denen das Heizgas weder das Schüttgut noch die durch die Leitung 12 abgezogenen Gase in unerwünschter Weise beeinträchtigt.
Man kann auch einen Teil des Heizgases den Leitungen 11 zuführen, so dass dieser Teil des Heizgases das Innere der Kanäle 4 durchströmt und eine direkte Heizung des Schüttgutes bewirkt. Wenn eine Behandlung des Schüttgutes mit dem Heizgas wegen dessen hoher Temperatur unerwünscht ist, kann man entweder das Heizgas hoher Temperatur mit Kaltluft mischen oder den Leitungen einen Teil des durch die Leitung 7 abströmenden, erheblich abgekühlten Heizgases zuführen.
Die Vorrichtung kann so eingerichtet sein, dass durch einfaches Umschalten einiger Ventile die jeweils zweckmässige Art der Zumischung frischen Heizgases oder von Abgasen der Einrichtung, sei es zwecks direkter Wärmebehandlung des Schüttgutes, sei es zur Ausnutzung noch vorhandenen Wärmeinhalts in den Abgasen, zum Aufheizen des Heizgases oder für Wärmeaustausch, möglich ist.
Durch die Art des Antriebes der Hohlwelle 2, 22, insbesondere durch die Grösse des Bewegungsimpulses und die Grösse des Bewegungswinkels, der durch entsprechende Ausbildung der Antriebsüber- tragungsorgane beispielsweise bis 360 vergrössert werden kann, kann man die Geschwindigkeit, mit welcher das Schüttgut durch die Kanäle abwärts transportiert wird, und auch das Mass, in dem es bei diesem Transport umgewälzt wird, in weiten Grenzen regulieren. Die beschriebene Art der Bewegung der Wellenteile 2 und 22 ist dabei lediglich als beispielsweise anzusehen. Eine Weiterbewegung des Schütt- materials kann auf beliebige andere Weise erfolgen. In manchen Fällen genügt es, die Kanäle mit einer Rüttelvorrichtung zu versehen.
Der Querschnitt der Kanäle kann, statt rechteckig zu sein, auch eine andere Form haben, die dem Schüttgut oder der gewünschten Behandlungsart angepasst ist. Er kann beispielsweise rund, halbrund oder muldenförmig sein.