DE202016008145U1

DE202016008145U1 - Vorrichtung für die Abdichtung zwischen Windkästen unterschiedlichen Drucks in Wanderrostanlagen

Info

Publication number: DE202016008145U1
Application number: DE202016008145.5U
Authority: DE
Original assignee: Outotec Finland Oy
Current assignee: Metso Finland Oy
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2017-04-04
Anticipated expiration: 2026-03-16

Abstract

Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Schüttgut, umfassend eine in Bewegungsrichtung umlaufen könnende Wanderrostkette bestehend aus einem endlosen Wanderrost (1) mit beweglichen Gliedern, einer Vielzahl von Rostwagen (3), jeweils bestehend aus einem Rahmen (30) mit Endstücken (33), an denen Laufrädern (31) befestigt sind, und auf Querträgern (32) angeordneten Roststäben (35), und Windkästen (41, 43), die so angeordnet sind, dass aus wenigstens einem Windkasten (41, 43) Gas durch die Rostwagen (3) und deren Roststäbe (35) aus oder in die Windkästen strömt, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Rostwagen (3) des Wanderrostes (1) jeweils wenigstens ein Federsteg (50) bündig zum Rostwagen (3) angebracht ist und dass wenigstens zwischen zwei benachbarten Windkästen (41, 43) eine Dichtplatte (54) vorgesehen ist, die so ausgerichtet und ausgestaltet ist, dass im regulären Betrieb des Wanderrostes (1) in jeder Position immer wenigstens ein Federsteg (50) in Kontakt mit der Dichtplatte (54) steht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Schüttgut, umfassend eine in Bewegungsrichtung umlaufen könnende Wanderrostkette bestehend aus einem endlosen Wanderrost mit beweglichen Rostwagen, jeweils bestehend aus einem Rahmen mit Querträgern und Endstücken und auf Querträgern angeordneten Roststäben und wenigstens zwei Windkästen, die so angeordnet sind, dass Gas durch den aus den Roststäben gebildeten Rost aus den oder in die wenigstens zwei Windkästen strömt.
In Pelletbrenn- oder Sintermaschinen wird das zu behandelnde Schüttgut, beispielsweise Eisenerz, Eisenoxide oder auch Zinkerz, auf Rostwagen aufgebracht. Diese Rostwagen bestehen aus einem mit Rädern ausgestattetem und aus Endstücken und Querträgern bestehenden Rahmen und zwischen den Querträgern angeordneten Roststäben. Eine Vielzahl solcher Rostwagen bildet eine endlose Rostwagenkette, die auch als Wanderrost bezeichnet wird.
In 1 ist beispielhaft eine Pelletbrennmaschine 1 zum Brennen von Eisenerzpellets dargestellt, bei welcher die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommt. Das Schüttgut wird an einer Zufuhrstation vor einer Haube 2 auf Rostwagen 3 aufgegeben, die eine als Wanderrost 4 bezeichnete endlose Rostwagenkette bilden. Unter der Haube 2 durchläuft das auf den Rostwagen 3 transportierte Schüttgut eine Mehrzahl thermischer Behandlungsstationen. Im Einzelnen handelt es sich bei den Stationen um

1. die Beschickungszone,
2. die erste Trocknungszone,
3. die zweite Trocknungszone,
4. die Vorbrennzone,
5. die Brennzone,
6. die Nachbrennzone,
7. die Kühlzone und
8. die Austrittszone.

In diesen Zonen werden die Rostwagen mit dem Material beschickt, das Schüttgut wird getrocknet, vorgewärmt, befeuert und anschließend wieder gekühlt. Der Wanderrost wird an den Behandlungsstationen unter der Haube 2 auf einem Obertrum 5 eines Stetigförderers 6 geführt, wobei die Laufrollen 7 der Rostwagen 3 zwischen einer inneren Schienenführung 8 und einer äußeren Schienenführung 9 geführt werden. Der Antrieb des Wanderrostes 4 erfolgt über ein Antriebs- oder Hubrad 10, welches als Zahnrad ausgebildet ist und mit seinen Zahnlücken (Aussparungen 11) an den Laufrollen 7 der Rostwagen 3 angreift.
Nach Durchlaufen der Haube 2 erreichen die Rostwagen 3 des Wanderrostes 4 eine Abwurfstation, die einem Senk- oder Abtriebsrad 13 des Stetigförders 6 zugeordnet ist. An dem Senkrad 13 greifen wie bei dem Hubrad 10 Zahnlücken 14 des Abtriebszahnrades an den Laufrollen 7 der Rostwagen 3 an. Die Rostwagen 3 werden gekippt, so dass ihre Beladung durch die Schwerkraft abgeworfen wird. Da die Rostwagen 3 durch die äußere Schienenführung 9 geführt werden, fallen sie selbst nicht herab, sondern werden in einem Untertrum 15 des Stetigförderers 6 auf dem Kopf stehend zu dem Hubrad 10 zurückgeführt. Unterhalb der Haube 2 sind Windkästen 16 angeordnet, die eine kontrollierte Gasführung erlauben. Die Rostwagen 3 bewegen sich im Bereich des Obertrums 5 zwischen der oberhalb liegenden Haube 2 und den unterhalb liegenden Windkästen 16 hindurch, ohne dass sie mit den Bauteilen der Haube 2 oder der Windkästen 16 kollidieren.
Im normalen Betrieb läuft der Wanderrost 4 endlos auf dem Stetigförderer 6 um und transportiert das zu behandelnde Schüttgut durch die Behandlungsstationen unter der Haube 2, bevor es an der Abwurfstation abgeworfen und in hier nicht mehr bezeichneter Weise weiter verarbeitet wird.
Wie bereits angesprochen, werden in den beiden Trocknungszonen, der Vorbrennzone, der Brennzone, der Nachbrennzone und der Kühlzone das in den Rostwagen enthaltene Schüttgut dadurch thermisch behandelt, dass heißes oder kaltes Gas entweder aus dem Windkasten durch die Schüttung im Rostwagen in die Haube oder aus der Haube durch die Schüttung im Rostwagen in den Windkasten strömt. In der Beschickungszone und der Austrittszone herrscht keine Strömung. Zu einem Wechsel der vektoriell gerichteten Strömung kommt es daher zwischen der Beschickungszone und der ersten Trocknungszone mit nach oben gerichteter Strömung, da hier ein Wechsel zwischen keiner Strömung und einer Strömung aus dem Windkasten durch die Schüttung in die Haube hinein erfolgt. Zu diesem Zweck weist der der ersten Trocknungszone zugeordnete Windkasten einen Überdruck auf. Der zweite Wechsel der Strömungsrichtung liegt zwischen der ersten und zweiten Trocknungszone, da in der zweiten Trocknungszone Gas aus der Haube durch die Schüttung in den Windkasten hineingezogen wird, indem der Windkasten in dieser Zone einen Unterdruck aufweist. Schließlich kommt es zwischen der Nachbrennzone und der Kühlzone zu einem erneuten Strömungsrichtungswechsel, nachdem Vorbrennzone, Brennzone und Nachbrennzone alle weiterhin mit einer aus der Haube in die Windbox gerichtete Strömung angeströmt wurden, verursacht durch Unterdruck in den jeweiligen Windkästen. Die Kühlung wird wiederum aus dem Windkasten in die Haube hinein angeströmt, verursacht durch Überdruck in den der Kühlung zugeordneten Windkästen. Ein weiterer Strömungsunterscheid findet sich zwischen Kühlzone und Austrittszone, da letztere überhaupt nicht durchströmt wird.
Da diese Strömungsrichtungswechsel jeweils durch unterschiedliche Drücke in den zugeordneten Windkästen verursacht werden und diese Windkästen unmittelbar nebeneinander liegen, ist es wichtig, den Übergang zwischen den benachbarten Windkästen abzudichten, um zu vermeiden, dass es hier zu ungewollten Gasströmungen direkt von dem Windkasten mit dem höheren Druck in den Windkasten mit dem niedrigeren Druck kommt. Derartige ungewollte Gasströmungen führen im besten Fall nur zu einer erhöhten Stromaufnahme der angeschlossenen Gebläse, weil ein zusätzlicher Volumenstrom gefördert werden muss. In vielen Fällen führt der ungewollte Gasstrom aber zusätzlich zu einem teilweisen Druckausgleich zwischen den benachbarten Windkästen, so dass der Druck in dem Windkasten mit dem höheren Druck sinkt, wohingegen der Druck in dem Windkasten mit dem niedrigeren Druck ansteigt. Das wiederum hat zur Folge, dass die Geschwindigkeit der Durchströmung der Schüttung auf den Rostwagen abnimmt, mit der Folge, dass die thermische Behandlung in der jeweiligen Zone nicht das gewünschte Maß erreicht. In jeder Form leidet hiermit die Effizienz der thermischen Behandlung. Die Abdichtaufgabe wird erschwert dadurch, dass sich die Rostwagen ungehindert von einer Zone zur nächsten Zone fortbewegen sollen.
Üblicherweise wird daher mit Dichtklappen gearbeitet, die sich zwischen den beiden Windkästen mit unterschiedlichen Drücken befinden und die mittels eines Hebel- und Gewichtsystems an die Unterseite der passierenden Rostwagen angepresst werden. In ihrer Ausdehnung sind solche Dichtklappen so ausgestaltet, dass sie beim Anliegen an den Rostwagen sowohl hinsichtlich ihrer Länge als auch hinsichtlich ihrer Breite die beiden Windkästen voneinander abdichten. Problematisch an solchen Dichtklappen sind vor allem zwei Aspekte. Zum einen müssen in Störfällen die Rostwagen auch entgegen der üblichen Bewegungsrichtung bewegt werden. Dabei kann die Kante eines Rostwagens auf die Kante der Dichtklappe treffen und sich mit dieser so verkeilen, dass die Dichtklappe und/oder der Rostwagen dauerhaften Schaden nehmen. Zum anderen haben die Rostwagen die Eigenschaft, sich während des Betriebes plastisch zu verformen. Dies bedeutet, dass sich die Querträger aufgrund der Gewichtsbelastung mit der Schüttung des Schüttgutes in Verbindung mit den erhöhten Temperaturen dieser Querträger in Richtung der Windkästen U-förmig verbiegen. Bei einer solchen Verbiegung liegt nur noch der tiefste Punkt der durch den Querträger aufgezeigten Kurve auf der Dichtklappe auf, wohingegen im Bereich des Rostrahmens kein Kontakt mehr mit der Dichtklappe besteht und somit auch keine Abdichtung mehr vorhanden ist. Zudem ist es üblich, die Querträger der Rostwagen nach einer gewissen Betriebszeit umzudrehen, so dass die Querträger dann bogenförmig über der Dichtklappe verlaufen und ebenfalls keine Dichtwirkung mehr vorhanden ist.
Weiterhin ist bei einer Konstellation, in der der zuerst passierte Windkasten Überdruck und der nachgeschaltete Windkasten Unterdruck aufweist, zu beachten, dass diese Druckverhältnisse dazu führen können, dass die beweglich gelagerte Dichtklappe am Hebel trotz des Gewichtes nicht mehr vollständig schließt.
All dies führt dazu, dass keine zuverlässige Dichtleistung geboten ist und vielmehr bei Bewegung entgegengesetzt der im Betrieb üblichen Bewegungsrichtung gravierende Schäden in der Rostwagenkette und an den Dichtklappen auftreten können.
Es ist daher auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtungsanordnung für die Windkästen in einer Anlage zur thermischen Behandlung von Schüttgütern bereitzustellen, die zum einen auch bei Druckunterschieden zwischen den beiden Windkästen und zum anderen auch bei Verformungen der Rostwagenquerträger ein Abdichten sicherstellt. Weiterhin sollte diese Dichtung so beschaffen sein, dass auch eine Bewegung der Rostwagenkette entgegen der üblichen Bewegungsrichtung möglich ist, ohne dass es zu Schäden in der Rostwagenkette oder an anderen Bauteilen kommt.
Diese Aufgabe wird mit einer Anlage mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine in Bewegungsrichtung umlaufen könnende Wanderrostkette, welche aus einem endlosen Wanderrost mit beweglichen Gliedern besteht. Weiterhin beinhaltet sie die Rostwagen, welche jeweils aus einem Rahmen mit Rädern und auf Querträgern angeordneten Roststäben bestehen. Weiterhin beinhaltet die Anlage wenigstens zwei in Bewegungsrichtung hintereinander angeordnete Windkästen, die so angeordnet sind, dass Gas durch die Rostwagen aus oder in wenigstens einen der Windkästen strömen kann. Erfindungsgemäß befindet sich am Boden jeweils eines Rostwagens über die gesamte Breite des Rostwagens und somit in Ausdehnungsrichtung der Querträger bündig zu dem Querträger jeweils wenigstens ein Federsteg. Dieser Federsteg ist als dünne Platte zu verstehen, die sich in y-Richtung über die gesamte Breite des Wanderrostes erstreckt, während sie in ihrer Neutralposition zur x-Richtung (Bewegungsrichtung des Wanderrostes) nach unten geneigt oder rechtwinklig verläuft.
Zwischen den wenigstens zwei benachbarten Windkästen ist eine Dichtplatte vorgesehen, deren weitgehend ebene Oberseite sich parallel zur Unterseite des Unterflanschs der Querträger erstreckt. Ihre Ausdehnung in y-Richtung entspricht der Breite des Wanderrostes, also ungefähr dem Abstand zwischen den zwei Schienen, auf denen die Laufrollen der Rostwagen laufen. Die Ausdehnung der Dichtplatte in x-Richtung ist so bemessen, dass im regulären Betrieb des Wanderrostes immer wenigstens ein Federsteg im Kontakt mit der Dichtplatte steht. Kontakt im Sinne der Erfindung bedeutet, dass der Federsteg zumindest teilweise die Dichtplatte berührt und aufgrund seiner elastischen Eigenschaften von ihr ausgelenkt wird.
Bündig im Sinne der Erfindung bedeutet direkten Kontakt mit dem Rostwagen, bevorzugt ohne irgendeinen Gasdurchlass zwischen Rostwagen und Federsteg, und zwar auch im Fall einer plastischen Verformung des Rostwagens, wie sie angesichts der hohen Temperaturen und mechanischen Belastung im Betrieb unvermeidlich ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei einer Verformung der Querträger der Federsteg diese Verformung ebenfalls aufnimmt und somit keine Lücken zwischen Rostwagen und Dichtelement gebildet werden. Weiterhin erfolgt eine Bewegung des Dichtelementes nun nicht mehr über eine Hebelposition, wie es im Stand der Technik der Fall ist, sondern der Federsteg selbst wird im Kontakt mit der Dichtplatte gebogen. Dies passiert als eine elastische Verformung des Federstegs in der Weise, dass die Unterkante des Federstegs aus der Neutralposition entgegen der Bewegungsrichtung des Rostwagens ausgelenkt wird. Infolge dieser elastischen Auslenkung entstehen Rückstellkräfte im Federsteg, die versuchen, den Federsteg wieder in die Neutralposition zurückzuführen. Durch geeignete Wahl der Geometrie, des Materials und der Blechstärke des Federsteges sowie des Abstandes zwischen Unterkante des Querträgers und Oberkante der Dichtplatte werden die entstehenden Rückstellkräfte so ausgelegt, dass Druckunterschiede zwischen den einzelnen Windkästen nicht mehr das Dichtelement aufdrücken können. Schließlich ist insgesamt eine geringere Beweglichkeit der Dichtplatte gegeben, sodass die Gefahr von Verkeilungen mit den Rostwagen bei einer Bewegung entgegen der üblichen Bewegungsrichtung des Wanderrostes stark vermindert ist.
Bevorzugt sind die Anordnung der Federstege und/oder die Ausdehnung der Dichtplatte in X-Richtung so ausgestaltet, dass an wenigstens einer Position des Wanderrostes mindestens zwei Federstege in Kontakt mit der Dichtplatte stehen. Dadurch entsteht ein Totvolumen zwischen den beiden Federstegen, was die Dichtwirkung zusätzlich verbessert, da selbst im Falle einer Gasdurchlässigkeit an einem der beiden Federstege immer noch eine völlige Abdichtung gewährleistet ist.
Besonders bevorzugt ist daher eine Ausgestaltung, bei der im regulären Betrieb des Wanderrostes immer mindestens zwei Federstege im Kontakt mit der Dichtplatte stehen. Dazu wird die Ausdehnung des horizontalen Teils 54-G der Dichtplatte in x-Richtung so gewählt, dass sie mindestens dem größten in der gesamten Wanderrostkette vorkommenden Abstand eines Federsteges zum übernächsten Federsteg entspricht.
Erfindungsgemäß ist an denjenigen Stellen, an denen eine Druckdifferenz zwischen zwei benachbarten Windkästen besteht, jeweils eine erfindungsgemäße Dichtplatte angeordnet und so ausgebildet, dass immer mindestens zwei Federstege in Kontakt mit der Dichtplatte stehen. In der Praxis ist dies zwischen der Beschickungszone und der ersten Trocknungszone, zwischen der ersten und der zweiten Trocknungszone, zwischen der Nachbrennzone und der Kühlzone und zwischen der Kühlzone und der Austrittszone. Zwischen der ersten und der zweiten Trocknungszone kommt es überdies zu einem Wechsel der Strömungsrichtung, was dahingehend zu verstehen ist, dass in der ersten Trocknungszone aus dem Windkasten durch den Rostwagen in Richtung der Haube Gas strömt, während in der zweiten Trocknungszone das Gas aus der Haube durch diese Rostwagen in den Windkasten strömt. Üblich sind hier Druckunterschiede von etwa 100 mbar zwischen den benachbarten Windkästen. Die gleiche Situation findet sich auch zwischen Nachbrennzone und Kühlzone, da in der Nachbrennzone Gas von der Haube ausgehend durch den Rostwagen in den Windkasten strömt, während in der Kühlzone kalte Luft ausgehend von dem Windkasten durch den Rostwagen in die Haube geströmt wird. Auch zwischen dem letzten Windkasten der Nachbrennzone und dem ersten Windkasten der Kühlzone ist ein Druckunterschied in der Größenordnung von 100 mbar üblich. Diese Wechsel der Strömungsrichtung erfordern die maximale Druckdifferenz zwischen den jeweils beiden benachbarten Windkästen, weshalb hier insbesondere darauf zu achten ist, dass immer zwei Federstege in Kontakt mit der Dichtplatte stehen, sodass auch diese großen Druckunterschiede nicht dazu führen, dass sich das Dichtelement teilweise öffnet. Sinnvoll ist es, an denjenigen Stellen, wo benachbarte Windkästen denselben Druck haben, keine Dichtplatte vorzusehen und so eine bessere Durchgasung der Pelletschüttung auf den Rostwagen zu erreichen.
Bevorzugt ist weiterhin, dass die Ausdehnung der Dichtplatte in y-Richtung mindestens genauso groß ist wie die Ausdehnung der Federstege in y-Richtung, um so ein maximales Auflegen und somit auch eine maximale Dichtleistung zu gewährleisten.
Konstruktiv sollten die Dichtplatte und/oder der Federsteg durch einen Flansch oder eine Schraubverbindung montiert sein, sodass bei Abnutzung der Elemente diese verhältnismäßig einfach getauscht werden können. Weiterhin ist es günstig, die Dichtplatte aus einem weicheren Material herzustellen als die Federstege, so dass Verschleiß bevorzugt auf der Seite der Dichtplatte auftritt. Es ist nämlich kostengünstiger, die Dichtplatten auszutauschen als die Federstege, denn die Anzahl der Federstege ist viel größer als die Anzahl der Dichtplatten.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Federsteg an wenigstens einem der Querträger des Rostwagens angebracht ist. Dadurch ist sichergestellt, dass eine bündige Verbindung mit dem Rostwagen herrscht, die zudem besonders stabil ist, da die volle Ausdehnung des Unterflansches des Querträgers in x-Richtung zur Verbindung mit dem Federsteg zur Verfügung steht.
Begünstigt ist weiterhin, wenn der wenigstens ein Querträger des Rostwagens, an dem der Federsteg angebracht ist, von zwei weiteren Querträgern desselben Rostwagens eingerahmt wird. Dies bedeutet, dass der Federsteg niemals an dem ersten oder letzten Querträger eines Rostwagens angebracht ist. Dadurch wird verhindert, dass die Federstege am den Übergängen von Hub- und Senkrad zu Ober- und Untertrum beschädigt werden.
Begünstigt ist außerdem, wenn der Abstand zwischen den Federstegen über alle Rostwagen gleich ist, sodass in jeder Bewegungsposition des Wanderrostes die gleichen Dichtungsvoraussetzungen gegeben sind. In der konkreten Ausgestaltung eines Rostwagens kann von fünf Querträgern ausgegangen werden, wobei in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung Federstege an dem zweiten und vierten Querträger vorgesehen sind, wenn die Positionen der Querträger eines Rostwagens in x-Richtung aufeinander folgend nummeriert sind.
Eine Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die gesamte Dichtplatte absenkbar ist, wodurch keine Kollisionen mehr mit den Federstegen bei einer Bewegung entgegen der üblichen Bewegungsrichtung möglich und auch das Einsetzen der Rostwagen während der Montage erleichtert ist. Außerdem wird das Verbiegen der Federstege beim Aufsetzen der Rostwagen auf die Laufschienen verhindert. Bevorzugt wird die Dichtplatte nach der Bewegung entgegen der üblichen Bewegungsrichtung bzw. nach dem Aufsetzen der Rostwagen sehr langsam angehoben, während der Wanderrost sich in der üblichen Richtung bewegt. Dadurch werden die Federstege, die sich im Bereich der Dichtplatten befinden, in der vorgesehenen Weise ausgelenkt, ohne dass es zu Beschädigungen kommt.
Begünstigt ist zudem, wenn der Federsteg eine Stärke von 1 bis 20 mm aufweist und/oder aus einer Nickel-Basislegierung besteht. Die Plattenstärke macht möglich, dass der Federsteg sich immer noch bei Kontakt mit der Dichtplatte krümmen kann und es somit nicht zu einer Verkantung kommt. Die Nickel-Basislegierung stellt sicher, dass dieses Material, besonders bevorzugt NiCr₁₅Fe₇TiAl, bei thermischer Belastung dauerhaft seine elastischen Eigenschaften behält, sich deshalb nicht plastisch verformt und nur wenig Verschleiß zeigt.
Die Dichtplatte zwischen den wenigstens zwei Windkästen kann entweder aus einem metallischen Material mit einer Stärke von 1–50 mm oder aus einem keramischen Material mit einer Stärke von 10–200 mm gebildet werden. Weiterhin ist es möglich, ein keramisches Material mit einer Stärke von 10 bis 200 mm auf eine Metallplatte mit einer Stärke von 1 bis 50 mm aufzutragen. Alle drei Ausbildungsformen stellen sicher, dass die Dichtplatte über eine sehr lange Zeit und trotz der hohen thermischen Belastung von 500–800 °C stabil bleibt. Die letzte Ausbildungsform erlaubt darüber hinaus, dass die keramische Schicht auf der Metallplatte als Verschleißschicht fungiert, die mit geringem Aufwand ersetzt werden kann, während die Metallplatte ohne Verschleiß bleibt.
Weiterhin weist die Dichtplatte bevorzugt eine horizontale Grundfläche und davon in einem Winkel α in Bewegungsrichtung des Wanderrostes abzweigend wenigstens eine Seitenfläche auf. Der Winkel α zwischen Seitenfläche und Grundfläche liegt günstiger Weise zwischen 130 und 170°. Dadurch wird sichergestellt, dass es zu keiner Verhakung zwischen Federsteg und Dichtplatte während der Bewegung des Wanderrostes kommt und dass der Federsteg während der Bewegung des Wanderrostes allmählich ausgelenkt wird und dabei seine Rückstellkraft entfaltet. Besonders bevorzugt ist eine Ausbildung mit zwei Seitenflächen, welche jeweils einen Winkel α von 130 bis 170° haben, da so auch bei einer Bewegung entgegen der üblichen Bewegungsrichtung ein Verhaken mit der Dichtplatte verhindert werden kann und eine allmähliche Auslenkung des Federsteges erfolgt.
Weiterhin weist auch der elastisch verformbare Teil des Federstegs günstiger Weise schon in der Neutralposition einen Winkel zur Vertikalen auf. Der Winkel β zwischen dem elastisch verformbaren Teil des Federstegs und der Vertikalen liegt bevorzugt zwischen 0 und 80°, so dass der Federsteg schon in seiner Neutralposition in der x-z-Ebene schräg steht. Der Winkel β ist so orientiert, dass er sich beim Betrieb des Wanderrostes in der üblichen Richtung durch die Auslenkung des Federsteges in Kontakt mit der Dichtplatte noch vergrößert.
Bei der Verwendung einer Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Schüttgut läuft eine Wanderrostkette läuft in Bewegungsrichtung um, wobei die Wanderrostkette eine Vielzahl von Rostwagen enthält, jeweils bestehend aus zwei Endstücken mit Rädern und auf mindestens zwei Querträgern angeordneten Roststäben und wenigstens zwei Windkästen, die hintereinander so angeordnet sind, dass in wenigstens einem Windkasten Gas nach unten oder nach oben durch die Rostwagen strömt. Der unterschiedliche Druck zwischen den zwei benachbarten Windkästen wird dadurch abgedichtet, dass über eine parallel zu der Bewegungsrichtung des Rostbandes angebrachte Dichtplatte die Rostwagen geführt werden, an denen jeweils bündig ein Federsteg angebracht ist. Die Ausdehnung des Federsteges in y-Richtung und/oder die parallel dazu verlaufende Ausdehnung der Dichtplatte in y-Richtung sind wenigstens so groß wie die Breite des Wanderrostes in y-Richtung. Weiterhin weist die Dichtplatte eine Ausdehnung in x-Richtung auf, die so ausgestaltet ist, dass im regulären Betrieb des Wanderrostes immer wenigstens ein Federsteg im Kontakt mit der Dichtplatte steht. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Verwendung hat die Dichtplatte in x-Richtung eine Ausdehnung, die so ausgestaltet ist, dass immer wenigstens zwei Federstege im Kontakt mit der Dichtplatte stehen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschrieben und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
Es zeigen:
1 den Aufbau eines Wanderrostes,
2 die erfindungsgemäße Ausgestaltung von Rostwagen als Ausschnitt einer Wanderrostkette im Bereich von zwei Windkästen und
3 die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Rostwagens aus der Perspektive der Bewegungsrichtung der Wanderrostkette.
1 wurde bereits ausführlich besprochen und stellt die prinzipielle Anordnung eines Wanderrostes dar, wie sie auch der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt.
2 zeigt den Ausschnitt einer Wanderrostkette 1, welche mit zwei benachbarte Windkästen 41 und 43 und drei Rostwagen 3 ₁, 3 ₂ und 3 ₃ exemplarisch dargestellt wird. Die drei Rostwagen 3 ₁, 3 ₂ und 3 ₃ weisen jeweils einen Rahmen 30 auf, welcher aus zwei Endstücken 33 besteht, die sich mit ihrer größten Ausdehnung in x-Richtung erstrecken, und welcher quer dazu vorzugsweise fünf Querträger 32 beinhaltet, die an den Endstücken 33 befestigt sind und sich mit ihrer größten Ausdehnung in y-Richtung erstrecken. Auf diesen Querträgern 32 sind wiederum die Roststäbe 35 angeordnet, die den Belag B des Rostwagens aufnehmen.
Die drei Rostwagen 3 ₁, 3 ₂ und 3 ₃ passieren den Windkasten 41 und den Windkasten 43. Zwischen den beiden Windkästen 41 und 43 ist eine Dichtplatte 54 angeordnet. Die Platte ist mit den Seitenwänden der Windkästen 41 und 43 verbunden.
Gleichzeitig weisen die Rostwagen 3 ₁, 3 ₂ und 3 ₃ je zwei sogenannte Federstege 50 auf, bei denen es sich um Platten handelt, welche bündig an zwei Querträgern 32 der Rostwagen 3 ₁, 3 ₂ und 3 ₃ montiert sind und die sich jeweils über die volle Ausdehnung der Querträger 32 in y-Richtung erstrecken. Wie dargestellt, ist der Abstand zwischen Dichtplatte 54 und Unterkante der Querträger 32 der Rostwagen 3 ₁, 3 ₂ und 3 ₃ so gewählt, dass beim Passieren der Abdichtplatte 54 zwischen zwei benachbarten Windkästen 41 und 43 die Federstege 50 die Abdichtplatte 54 streifen und dabei elastisch ausgelenkt werden und somit eine abdichtende Wirkung zwischen den beiden Windkästen 41, 43 entsteht.
Vorzugsweise weist die Dichtplatte 54 ausgehend von ihrer horizontalen Grundplatte 54 _G zwei in Bewegungsrichtung gegenüber liegend angeordnete Seitenflächen 54 ¹ _S und 51 ² _S auf, die im Vergleich zur Grundfläche 54 _G abgerundet sind oder einen Winkel α aufweisen, wodurch sich diese Seitenflächen 54 ¹ _S und 54 ² _S im Vergleich zu der Grundfläche 54 _G von den Rostwagen 3 ₁, 3 ₂ und 3 ₃ entfernen. Dies hat den Grund, dass sich hier keine Kante bildet, an der die Federstege 50 verhaken oder hängen bleiben könnten. Es ist möglich, nur an der im üblichen Betrieb zuerst passierten Position eine solche Seitenfläche 54 ¹ _S vorzusehen, bevorzugt liegt dieser Seitenfläche 54 ¹ _S jedoch eine zweite Seitenfläche 54 ² _S gegenüber, sodass beim Fahren des Wanderrostes 1 entgegen der üblichen Bewegungsrichtung ein Abreißen der Federstege 50 oder ein Verhaken oder Verkanten sicher vermieden werden kann.
Die Dichtplatte 54 ist über die Stützen 51 befestigt, gleichwohl ist auch eine Befestigung direkt an den Seitenwänden der Windboxen 41 und 43 möglich. Bevorzugt erfolgt die Befestigung derart, dass die Dichtplatte 54 im Rahmen von Wartungsarbeiten ausgetauscht werden kann. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, die Stützen 51 so zu gestalten, dass die gesamte Dichtplatte nach unten so weit abgesenkt werden kann, dass kein Kontakt zwischen den Federstegen 50 in ihrer Neutralposition und der Oberfläche 54 _G der Dichtplatte mehr entsteht. Diese Absenkung ist vorteilhaft für Betriebsfälle, in denen eine Abdichtung zischen benachbarten Windkästen nicht benötigt wird und damit auch der Kontakt zwischen Federsteg und Dichtplatte nicht erforderlich ist. Die Absenkung der Dichtplatte verringert in solchen Betriebsfällen das Risiko der Beschädigung der Bauteile und verhindert ihren Verschleiß.
Auch die Federstege 50 sind verschraubt oder geflanscht, sodass sie leicht ausgewechselt werden können. Weiterhin sind die Federstege 50 so gestaltet, dass sie sich durch elastische Formänderung an die aktuelle Geometrie zwischen dem Querträger 32 und der Dichtplatte 54 anpassen können. In 2 ist dazu für das mittlere Paar Federstege 50a gestrichelt gezeigt, welches darstellt, wie der Federsteg aus der Neutralposition, in der die Federstege 50 gezeigt sind, infolge der Kontaktkraft zwischen der Unterkante des Federsteges und der Dichtplatte in die gestrichelt dargestellte, gebogene Form 50a ausgelenkt wird. Damit diese Kontaktkraft und damit die Auslenkung in der x-z-Ebene zustande kommt, muss die Unterkante der Federstege 50 in der Neutralposition unterhalb der horizontalen Oberfläche 54 _G der Dichtplatte liegen. Neben dieser in 2 gezeigten Auslenkung kann es auch zu nicht dargestellten Biegungen der Federbleche in der y-z-Ebene kommen, ausgelöst durch konvexe oder konkave Verformung der Querträger. Die Verformung der Querträger wird in der betrieblichen Praxis regelmäßig beobachtet: sie ist eine allmähliche plastische Verformung, die infolge der kombinierten mechanischen und thermischen Beanspruchung des Querträgermaterials entsteht. Diese plastische Verformung führt zunächst immer dazu, dass sich die Mitte der Querträger gegenüber den Enden der Querträger absenkt (konvexe Verformung). Die Gestaltung der Querträger erlaubt es, dass sie beim Erreichen einer Grenze der zulässigen Verformung umgedreht werden, so dass dann die Mitte der Querträger auf einem höheren Niveau in z-Richtung zu liegen kommt als die Enden der Querträger (konkave Verformung). Die erfindungsgemäßen Federstege werden vor dem Umdrehen der Querträger abgeschraubt und nach dem Umdrehen wieder am Unterflansch des Querträgers angeschraubt. Ihre Geometrie erlaubt eine Anpassung an die jeweilige Kontur des Unterflansches des Querträgers, an dem sie befestigt sind.
3 zeigt den Schnitt durch das erfindungsgemäße System in der y-z-Ebene an der Stelle einer Dichtplatte 54. Der Rostwagen 3 weist auch hier einen Rahmen 30 auf, von dem in diesem Schnitt zwei Endstücke 33 und ein Querträger 32 zu sehen sind. An den Endstücken 33 sind die Laufräder 31 montiert. Oberhalb der Querträger 32 und auf ihnen aufliegend befinden sich die Roststäbe 35, welche sich mit ihrer größten Ausdehnung in x-Richtung erstrecken. Auf diesen Roststäben 35 wird der Belag B aufgebracht. Dabei wird der Belag B durch die Seitenwand 34 begrenzt.
An dem Querträger 32 ist der Federsteg 50a angebracht, welcher beim Passieren der Dichtplatte 54 wenigstens teilweise, bevorzugt im Bereich ihrer horizontalen Oberfläche 54 _G mit ihr in Kontakt steht. Dabei schleift die Unterkante 54 _G des Federsteges 50a auf der Oberfläche 54 _G der Dichtplatte 54. Die Dichtplatte 54 mit ihrer Oberfläche 54 _G und ihren Seitenflächen 54 ¹ _S und 54 ² _S (nicht in 3 dargestellt, sondern in 2) sind durch die Halter 51 befestigt, wobei diese Halter 51 so gestaltet sein können, dass die Dichtplatte 54 in ihrer Höhe verstellbar ist.
Die Seitenkanten 50 ¹ _S und 50 ² _S des Federstegs, die sich als Teil der Rostwagenkette 4 in x-Richtung durch die Pelletbrennmaschine 1 bewegen, können an der stillstehenden Seitenwand der Windkästen 55 entweder schleifen, oder können so gestaltet sein, dass ein kleiner Spalt zur Seitenwand der Windkästen verbleibt, durch den ein geringer Leckagegasstrom hindurchtritt. An der Seitenwand der Windkästen 55 ist über einen Schienenträger 57 die Laufschiene 56 für die Laufrollen 31 der Rostwagen 3 befestigt.
Bezugszeichenliste

1: Pelletbrennmaschine
2: Haube
3: Rostwagen
4: Wanderrost, Rostwagenkette
5: Obertrum
6: Stetigförderer
7: Laufrolle des Rostwagens
8: innere Schienenführung
9: äußere Schienenführung
10: Hub- oder Antriebsrad
11: Zahnlücke
13: Senk- oder Abtriebsrad
14: Zahnlücke
15: Untertrum
30: Rostwagenrahmen
31: Laufrolle
32: Querträger
33: Endstück
34: Seitenwand
35: Roststab
41: erster Windkasten
43: zweiter Windkasten
50: Federsteg in der Neutralposition
50a: Federsteg in der ausgelenkten Position
50_G: Unterkante des Federstegs
50¹ _S, 50² _S: Seitenkanten des Federstegs
51: Haltevorrichtung
54: Dichtplatte
54_G: Oberfläche der Dichtplatte
54¹ _S, 54² _S: Seitenflächen der Dichtplatte
55: Seitenwand des Windkastens
56: Laufschiene
57: Schienenträger
α: Winkel der Dichtplatten-Seitenfläche
β: Winkel des Federstegs in der Neutralposition
Δβ: Zusätzlicher Winkel des Federstegs durch Auslenkung

Claims

Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Schüttgut, umfassend eine in Bewegungsrichtung umlaufen könnende Wanderrostkette bestehend aus einem endlosen Wanderrost (1) mit beweglichen Gliedern, einer Vielzahl von Rostwagen (3), jeweils bestehend aus einem Rahmen (30) mit Endstücken (33), an denen Laufrädern (31) befestigt sind, und auf Querträgern (32) angeordneten Roststäben (35), und Windkästen (41, 43), die so angeordnet sind, dass aus wenigstens einem Windkasten (41, 43) Gas durch die Rostwagen (3) und deren Roststäbe (35) aus oder in die Windkästen strömt, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Rostwagen (3) des Wanderrostes (1) jeweils wenigstens ein Federsteg (50) bündig zum Rostwagen (3) angebracht ist und dass wenigstens zwischen zwei benachbarten Windkästen (41, 43) eine Dichtplatte (54) vorgesehen ist, die so ausgerichtet und ausgestaltet ist, dass im regulären Betrieb des Wanderrostes (1) in jeder Position immer wenigstens ein Federsteg (50) in Kontakt mit der Dichtplatte (54) steht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im regulären Betrieb in wenigstens einer Position des Wanderrostes (1) zwei Federstege (50) in Kontakt mit der Dichtplatte (54) stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im regulären Betrieb des Wanderrostes (1) immer zwei Federstege (50) in Kontakt mit der Dichtplatte (54) stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass überall dort, wo sich die Strömungsrichtung des Gases zwischen zwei Windkästen (41, 43) ändert, immer zwei Federstege (50) in Kontakt mit der Dichtplatte (54) stehen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der Dichtplatte (54) in y-Richtung parallel zu den Federstegen (50) verläuft und mindestens die gleiche Ausdehnung in y-Richtung wie die Federstege (50) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federsteg (50) jeweils an einem der Querträger (32) der Rostwagen (3) bündig angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Querträger (32) des Rostwagens (3), an dem der Federsteg angebracht ist, von zwei weiteren Querträgern (32) desselben Rostwagens (3) eingerahmt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen je zwei benachbarten Federstegen (50) über die gesamte Länge des Obertrums 5 gleich sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federsteg (50) eine Stärke von 1–20 mm aufweist und/oder aus einer Nickel-Basislegierung besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (54) zwischen den wenigstens zwei Windboxen (41, 43) aus einem metallischen Material mit einer Stärke von 1–50 mm gebildet wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (54) absenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (54) und/oder die Federstege (50) durch eine Flansch- oder eine Schraubverbindung montiert sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (54) eine horizontale Oberfläche (54 _G) und davon in einem Winkel α abzweigend wenigstens eine Seiten fläche (54 ¹ _S, 54 ² _S) aufweist, wobei der Winkel zwischen Seitenfläche (54 ¹ _S, 54 ² _S) und Oberfläche (54 _G) zwischen 130 und 170° liegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federsteg (50) eine Unterkante (50 _G) und zwei Seitenkanten (50 ¹ _S, 50 ² _S) aufweist, wobei die Unterkante (50 _G) so ausgestaltet ist, dass sie elastisch ausgelenkt werden kann.