DE2225097A1 - Rotary furnace with planetary cooler - Google Patents
Rotary furnace with planetary coolerInfo
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Description
Patentanwalt· Dr. Ing. A. van der Werft ι3. MAI 1972Patent Attorney Dr. Ing.A. van der Werft ι MAY 3, 1972
SM Harnburg SO 6199-3SM Harnburg SO 6199-3
Straße 32 Street 32
F.L.Smidth & C0. A/S.FLSmidth & C 0 . A / S.
Yigerslev Alle 77» Kopenhagen-Yalby/DänemarkYigerslev All 77 »Copenhagen-Yalby / Denmark
Drehofen mit PlanetenkühlerRotary furnace with planetary cooler
Priorität: 25.Mai 1971, Großbritannien, Nr. 17021/71Priority: May 25, 1971, Great Britain, No. 17021/71
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehofen, z.B. einen Zementofen, ausgerüstet mit Kühlerrohren, welche planetenartig um das Auslassende des Ofens angeordnet und ausgebildet sind, um das Drehofenprodukt aufzunehmen und mittels Luft zu kühlen, welche veranlasst wird, durch die Kühlerrohre im G-egenstrom zu dem Drehofenprodukt zu fliessen, wobei jedes Kühlerrohr mit dem Innern des Ofens durch eine Yerbindungsrutsche verbunden ist und einen schrägen Wandteil besitzt, welcher zur Achse des Kühlerrohrs gegenüber der Öffnung der Rutsche in das Kühlerrohr geneigt ist.The invention relates to a rotary kiln, for example a cement kiln, equipped with cooler tubes which are planet-like disposed around the outlet end of the furnace and adapted to receive and means of the rotary kiln product To cool air which is caused to flow through the cooler tubes in countercurrent to the rotary kiln product, each cooler pipe being connected to the interior of the furnace by a connecting chute and an inclined wall portion which is inclined to the axis of the cooler tube opposite the opening of the chute in the cooler tube.
Die schräge Wand wird daher an der Seite des Kühlerrohrs gelegen sein, welche von dem Ofen entfernt ist, während der dicht am Ofen befindliche 'feil des Kühlerrohrs seine kreisförmige zylindrische Form in seiner Gesamtheit behält. Bei dieser Konstruktion kann die Yerbindungsrutsche ungleich anderer Rutschen ungewöhnlich kurz sein, und dies ist in vielen Fällen vorteilhaft. Dies trifft beispielsweise zu, wenn das im Ofen behandelte Material zum Anbacken an die Rutschenwandung neigt, und zwar hauptsächlich an den Teil der Wand, welche die hinterste in der Drehrichtung des Ofens ist.The inclined wall will therefore be located on the side of the cooler pipe which is remote from the furnace during the The part of the cooler pipe close to the furnace is circular retains cylindrical shape in its entirety. With this construction, the connection slide can be uneven other slides can be unusually short, and this is beneficial in many cases. This is the case, for example, when the oven-treated material tends to stick to the chute wall, mainly to the part the wall that is furthest in the direction of rotation of the furnace.
Während der Ofendrehung wird das Material in Abhängigkeit von seinem Gleitverhalten zu fallen beginnen und sich ausAs the furnace rotates, the material will begin to fall and expand depending on its sliding behavior
dem Ofen durch die Verbindungsimtsche "bewegen, etwa zu der Zeit, wie das entsprechende Kühlerrohr durch seine unterste Stellung hindurchgeht. Die Materialströmung durch die Rutsche wird dann "bis zu einem Maximum zunehmen, bevor sie wieder abnimmt und schliesslich völlig aufhört, wenn die Rutsche sich ihrer waagerechten Stellung nähert. In dieser Zeit wird eine Materialmenge, welche sich längs der untersten Erzeugenden der Rutsche während der fortgesetzten Drehung des Ofens angesammelt hat, wieder in den Ofen als Rücklauf eintreten. Dieser Rücklauf ist in einem gewissen Ausmass unvermeidbar, sollte aber so weit wie möglich beschränkt werden, weil der Materialrücklauf eine starke Abriebwirkung auf die Ofenauskleidung ausübt. Je kürzer die Rutsche ist, umso kleiner ist die Menge an Rücklauf und umso geringer die Abnutzung der Ofenauskleidung. Hinsichtlich dieser Abnutzung ist es daher erwünscht, die Rutsche so kurz zu machen, wie es die Ausbildung des Einlassendes des Kühlerrohrs gestattet. Andererseits besitzt diese Ausbildung gewisse Übelstände. So ist sie weniger geeignet für die Begünstigung des Vorrückens des Drehofenprodukts durch das Kühlerrohr als andere Ausbildungen, welche beispielsweise eine so angepasste Rutsch« aufweisen, welche in eine schräge ^Endwand des Kühlerrohrs mündet. Die vorteilhaften Eigenschaften, welche mit der vorerwähnten Ausbildung einer kurzen Rutsche verbunden sind, welche gegenüber einem schrägen 'wandteil des Kühlerrohrs mündet,und in einer vernachlässigenswerten Neigung zum Anbacken in der Rutsche und einem vernachlässigenswerten Rücklauf in den Ofen bestehen, können somit infolge einer verringerten Förderleistung verloren werden.the stove through the connecting bag "move about to the Time how the corresponding cooler pipe passes through its lowest position. The flow of material through the chute will then "increase to a maximum before it decreases again and finally stops completely when the slide approaches its horizontal position. During this time, a quantity of material, which extends along the lowermost generatrix the chute has accumulated during the continued rotation of the furnace, re-enter the furnace as reflux. This return is unavoidable to a certain extent, but should be limited as much as possible, because the return of material has a strong abrasive effect on the furnace lining. The shorter the slide, the smaller is the amount of return flow and the less wear and tear on the furnace lining. As for this wear and tear, it is therefore, it is desirable to make the chute as short as the formation of the inlet end of the cooler tube allows. On the other hand, this training has certain drawbacks. So it is less suitable for promoting advancement of the rotary kiln product through the cooler tube than other designs which, for example, have an adapted slide " have, which opens into an inclined ^ end wall of the cooler tube. The beneficial properties associated with the aforementioned Forming a short slide are connected, which opposite an inclined 'wall part of the cooler pipe opens up, and has a negligible tendency to stick consist in the chute and a negligible return flow into the furnace, can thus be reduced as a result of a Delivery rate will be lost.
G-emäss der Erfindung wird dieser Mangel überwunden durch Schaffung eines Ablenkers innerhalb jedes Kühlerrohrs zu der Seite des Kühlerrohrs, welche dem Ofen benachbart und der Öffnung der Rutsche in das Kühlerrohr benachbart ist, wobei der Ablenker so orientiert ist, dass während der Drehung des Kühlerrohrs er die Förderung des Drehofenproduktes längs des Kühlerrohrs von dem Punkt hinweg fördern wird, wo die Rutsche in das Kühlerrohr mündet.According to the invention, this deficiency is overcome by Providing a deflector within each cooler tube to the side of the cooler tube which is adjacent to the furnace Opening the chute into the cooler tube is adjacent, the deflector being oriented so that during rotation of the cooler tube it will promote the conveyance of the rotary kiln product along the cooler tube from the point where the Slide opens into the cooler pipe.
Der Ablenker kann geeigneterweise als ein Bogen entworfen seinThe deflector can suitably be designed as an arch
Oberfläche
dessen konvexe ./ m Berührung mit der Wand des Kühlerrohrs
ist, oder er kann die Form eines nach innen gerichteten Vorsprungs in der Rohrwand besitzen, vorzugsweise mit einem Auskleidungsmaterial
überzogen. Die Verwendung eines inneren Vorsprungs der Rohrwand sichert eine wirksame Kühlung des Ablenkers.
surface
whose convex contact is with the wall of the cooler pipe, or it can be in the form of an inwardly directed projection in the pipe wall, preferably coated with a lining material. The use of an internal protrusion on the tube wall ensures effective cooling of the deflector.
Der Ablenker kann ferner entworfen sein mit einer Grenzoberfläche, welche im wesentlichen eine tangentiale Ebene zu der ITe rb indungs rut s ehe darstellt. Dies wird auf ein Minimum das Volumen des Kühlerrohrs verringern, aus welchem Rücklauf in den Ofen stattfinden kann.The deflector can also be designed with a boundary surface which essentially represents a tangential plane to the linkage route. This will keep that to a minimum Reduce the volume of the cooler pipe from which return flow into the furnace can take place.
Der Rand des Ablenkers kann einen konstanten Krümmungsradius besitzen, was die einfachste Ausbildung ist, oder er kann einen veränderlichen Krümmungsradius haben mit seinem Maximum dort, wo der Rand auf das Drehofenprodukt auftrifft, was die Förderungsleistung verbessern kann.The edge of the deflector can, or it can, have a constant radius of curvature, which is the simplest form have a variable radius of curvature with its maximum where the edge meets the rotary kiln product, what the Can improve funding performance.
Einige Beispiele erfindungsgemässer Drehöfen werden an den Zeichnungen erläutert, welche darstellen:Some examples of rotary kilns according to the invention are at the Drawings explained which represent:
Pig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch ein Endteil des Ofens und durch ein Kühlerrohr,Pig. 1 shows a vertical longitudinal section through an end part of the furnace and through a cooler pipe,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II von Fig. 1,Fig. 2 is a section along line II-II of Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels, 3 shows a section corresponding to FIG. 1 of a second exemplary embodiment,
Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV von Fig. 3,Fig. 4 is a section along line IV-IV of Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt entsprechend Fig. 3 durch ein drittes Ausführungsbeipiel, und5 shows a section corresponding to FIG. 3 through a third exemplary embodiment, and
Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI von Fig. 5.FIG. 6 shows a section along line VI-VI of FIG. 5.
G-emäss den Fig. 1 und 2 besitzt ein Drehofen einen Mantel 1 und ist mit einer Anzahl von Kühlerrohren ausgerüstet, welche planetenartig um das Auslassende des Ofens mit ihren Achsen parallel oder im wesentlichen parallel zu der Ofenachse angeordnet und ausgebildet sind, um das Drehofenprodukt aufzunehme und mittels Luft zu kühlen, welche veranlasst wird, durch dieAccording to FIGS. 1 and 2, a rotary kiln has a jacket 1 and is equipped with a number of cooler tubes which are planetary around the outlet end of the furnace with their axes are arranged parallel or substantially parallel to the furnace axis and are designed to receive the rotary kiln product and to cool by means of air which is caused by the
2 0 9 8 b 0 / 0 8 5 32 0 9 8 b 0/0 8 5 3
Kühlerrohre im Segenstrom zu dem Drehofenprodukt zu fliessen, Jedes Kühlerrohr 2 steht daher in Verbindung mit dem Ofeninnern durch eine Verbindungsrutsche, welche aus einem Rohrende 3 besteht, welches aus dem Ofenmantel 1 hervorragt und in welchem ein inneres Rohr 4 festgehalten ist, welches mit einem aus dem Kühlerrohr 2 herausragen^en Rohrende $ in Verbindung steht. Innerhalb des Ofens ist das freie Ende des inneren Rohrs 4 bündig mit einer nicht dargestellten Auskleidung, mit welcher der Ofen versehen ist.To flow cooler tubes in the blessing stream to the rotary kiln product, each cooler tube 2 is therefore in connection with the furnace interior by a connecting chute, which consists of a tube end 3 which protrudes from the furnace shell 1 and in which an inner tube 4 is held, which with a the cooler pipe 2 protrude ^ en pipe end $ is in connection. Inside the furnace, the free end of the inner tube 4 is flush with a lining, not shown, with which the furnace is provided.
Gegenüber der Stelle, wo die Verbindungsrutsche 3, 4, 5 in das Kühlerrohr 2 mündet, hat Rohr 2 eine schräge Wand 6, welche teilzylindrisch, teilkonisch oder beides sein kann, und an welche eine kleine flache Endwand 7 angeschlossen ist. Ein Ablenker 8 ist in dem Kühlerrohr unmittelbar hinter der Stelle vorgesehen, wo die Verbindungsrutsche 3, 4, 5 in das Kühlerrohr 2 mündet. Der Ablenker 8 ist annähernd von Halbmondgestalt mit einer maximalen Hohe, welche sich auf 15 bis 25% des inneren Durchmessers des Kühlerrohrs belaufen kann,und die Symmetrieachse des Ablenkers kann relativ zur Rutsche verschoben sein, das ist relativ zu der Linie der dichtesten Annäherung zwischen dem Kühlerrohr und dem Ofen, durch einen Winkel von 15-30 um die Achse des Kühlerrohrs in der Drehrichtung, wie in der Figur durch einen Pfeil angezeigt. Der Ablenker 8 gemäss Fig. 1 und 2 bildet eine Teilspirale mit einer Steigung zwischen beispielsweise 20 und 60 , und ist so orientiert, um die Förderung des Dreh-Opposite the point where the connecting chute 3, 4, 5 opens into the cooler pipe 2, pipe 2 has an inclined wall 6, which can be partly cylindrical, partly conical or both, and to which a small flat end wall 7 is connected is. A deflector 8 is provided in the cooler pipe immediately after the point where the connecting chute 3, 4, 5 in the cooler pipe 2 opens. The deflector 8 is approximately in the shape of a crescent moon with a maximum height extending up to 15 to 25% of the inner diameter of the cooler tube can, and the axis of symmetry of the deflector can be shifted relative to the slide, that is relative to the line the closest approach between the cooler tube and the furnace, by an angle of 15-30 around the axis of the cooler tube in the direction of rotation as indicated by an arrow in the figure. The deflector 8 according to FIGS. 1 and 2 forms a partial spiral with a pitch between, for example, 20 and 60, and is oriented in such a way as to promote the rotary
ver— ofenprodukts hinweg von der Mündung der/bindungsrutsche 3, 4, 5 in das Kühlerrohr 2 während der Drehung' von Ofen und Rohr zu begünstigen.oven product away from the mouth of the binding chute 3, 4, 5 into the cooler tube 2 during the rotation of the furnace and tube.
Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Ablenker 9, jedoch von der Forn eines nach innen gerichteten ausgebauchten Vorsprungs in der Rohrwand und mit einer Auskleidung überzogen. Der Vorsprung h&τ. die Form eines Kanals mit symmetrischem trapezartige» Querschnitt mit Spitzenwinkel von etwa 90° und ist in dem Kühlerrohr ähnlich wie der Bogen 8 der Fig. 1 und 2 orientiert. Der Vorsprung 9 wird durch Schneiden einer Öffnung in die zylindrische KüMerrohrwand gebildet und in diese1 Öffnung wird ein winkeliger Ansatz aus Bleclimaterial ge- Figures 3 and 4 show a deflector 9, but of the form of an inwardly bulged projection in the pipe wall and covered with a lining. The projection h & τ. the shape of a channel with a symmetrical trapezoidal »cross-section with an apex angle of approximately 90 ° and is oriented in the cooler tube in a manner similar to that of the bend 8 in FIGS. The projection 9 is formed by cutting an opening in the cylindrical KüMerrohrwand and in this opening 1 an angular approach is a US Blec limate overall rial
2098faÜ/08532098faÜ / 0853
schweisst. Dies ergibt einen stärkeren Ablenker, als er durc: Verwendung eines Bogens erhalten wird, und der Ablenker kann auf einer verhältnismässig niedrigen ^Temperatur gehalten werden, weil er von aussen durch die atmosphärische luft gekühlt wird.welds. This makes a more powerful distractor than what is made by: Using an arc is obtained, and the deflector can be kept at a relatively low ^ temperature because it is cooled from the outside by the atmospheric air.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Abwandlung des Ablenkers der Pig. 3 und 4. Er besitzt die Form eines nach innen gerichteten ausgebauchten Vorsprungs, welcher in der Rohrwand geschaffen und mit einer auskleidung überzogen ist. Der Ablenker 10 hat eine Grenzoberflache 11, welche im wesentlichen eine Tangentialebene zu der inneren Oberfläche der Verbindungsrutsche 3,4,5 darstellt» ^er Vorsprung wird in diesem Fall als ein Kanal von unsymmetrischem,trapezförmigem Querschnitt mit einem Spitzenwinkel von etwa 45° ausgebildetFigures 5 and 6 show a modification of the deflector of the Pig. 3 and 4. It has the shape of an inward one bulged projection which is created in the pipe wall and covered with a lining. Of the Deflector 10 has a boundary surface 11 which essentially represents a tangential plane to the inner surface of the connecting chute 3,4,5 »^ he projection is in this case as a channel of unbalanced, trapezoidal Cross-section formed with a tip angle of about 45 °
Die Abwandlung der Fig. 5 und 6 weicht auch darin von den Ausführungsformen der vorhergehenden Figuren ab, dass die Verbindungsrutsche 5 nicht symmetrisch in das Kühlerrohr hineinführt, sondern in bezug auf die Mitte^llinie des Kühlerrohrs versetzt ist, beispielsweise um so viel, dass das Rohrende 5 sich tangential in das Kühlerrohr 2 erstreckt Diese Konstruktion ergibt einen entsprechend grösseren freie: Fall aus der Öffnung der Rutsche in das Kühlerrihr hinein· Der Ablenker 10 hat auch nicht wie derjenige der vorhergehenden Ausführungsformen einen Rand mit einer Krümmung von konstantem Radius, sondern sein. Krümmungsradius schwankt in einer solchen Weise, um bei seinem Maximum dort zu sein, wo der Rand auf das Drehofenprodukt trifft.The modification of FIGS. 5 and 6 also differs from the embodiments of the preceding figures in that the Connecting chute 5 does not lead symmetrically into the cooler pipe, but rather in relation to the center line of the Cooler tube is offset, for example by so much that the tube end 5 extends tangentially into the cooler tube 2 This construction results in a correspondingly larger free: Fall from the opening of the chute into the radiator pipe The deflector 10 also does not have an edge with a curvature of constant radius, but be. Radius of curvature fluctuates in such a way as to be where at its maximum the edge meets the rotary kiln product.
209 8-5 0/0853209 8-5 0/0853
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