[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Ablagerungen an den Innenflächen liegend rotierender Rohrzylinder und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
[0002] In der DD-PS 238 102 und de DD-Anmeldung WP F 27 D/315 174-7 sind Vorrichtungen dargestellt, mit denen der Ansatz und das Mauerwerk von Drehrohröfen ausgebrochen werden. Beide Vorrichtungen zeichnen sich dadurch aus, daß bei der Rotation des Rohrzylinders des Drehrohrofens um die eigene Mittelachse das Ausbrechen des Ansatzes und des Mauerwerks gemeinsam oder jedes separat mittels Schlag-, Keil- und Brechwirkung erfolgt. Diese bekannten technischentechnologischen Lösungen eignen sich vorrangig für eine
[0003] Anwendungsform, bei der feste und verspannte Verkleidungen und Ablagerungen von angemessener Mächtigkeit in Drehrohröfen durch die gezielte Zerstörung ihrer Gewölbestruktur ausgebrochen werden. Das Verfahren und die dazu gehörenden Vorrichtungen gewährleisten bei der Verwendung bei dünnen, weichen oder zähen Schichten von Ablagerungen des Ansatzes oder auch bei sehr lockeren Austragsmaterialien aufgrund ihrer schlagenden, groben, keilenden Arbeitsweise keine wirtschaftliche Arbeitsweise. Das mit der Schlagwirkung angestrebte Resultat zeigt eine intensive punktartige Belastung des Rohrmantels bzw. der Elemente an den Vorrichtungen, da das zu bearbeitende Material weich oder zäh ist und der schlagend wirkenden Vorrichtung einen latenten Widerstand entgegenstellt. Nachteilig ist weiterhin, daß der konstruktive und apparative Aufwand zum Bau der Vorrichtung mit schlagender Wirkung sehr groß ist.
[0004] Die US-PS 32 45 154 offenbart eine Vorrichtung zum Verteilen von festen, fließfähigen, klebrigen oder schlammigen Materialien in einem Trommeltrockner während des Trocknungsvorgangs zur Vermeidung von Anbackungen, deren Wirkung durch ein rollendes Reiben auf der Innenwand der Trommel erreicht wird.
[0005] Die Vorrichtung besteht aus drei Teilen. Einmal aus zwei unterschiedlichen Sektoren, deren Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Trommel ist. Sie sind in der Trommel befestigt und haben keine gleitenden Berührungslinien mit der Trommel. Der dritte Sektor der Vorrichtung besteht - wie der zweite Sektor - aus Hebestangen, deren Außenkanten radial auf die Innenseite der Trommel gerichtet sind. Dieser dritte Sektor hat einen kleineren Außen durchmesser wie der Innendurchmesser der Trommel und bewegt sich radial rollend, axial geführt in der Trommel. Er wird beim Drehen der Trommel in eine Hanglage bewegt und erzeugt aus dieser zurückrollend mit den Außenkanten seiner Hebestangen Berührungslinien auf der Trommelinnenseite.
[0006] Das über einen Schütt-Trichter in die Trommel gleitende Material durchläuft mit dem dritten Sektor beginnend die Vorrichtung. Dabei reiben nur die Außenkanten der Hebestangen dieses Sektors, das Material aufnehmend, auf der Innenseite der Trommel. Die Hebestangen haben mit ihren Zungen und mit weiterhin vorgesehenen Zuführungsstangen im zweiten und im ersten Sektor nur eine das Material transportierende Funktion.
[0007] Aufgabenstellung und Lösung der US-PS sind wie folgt: Gleichmäßiges Verteilen und beweglich Halten eines amorphen Stoffs während eines Trocknungsdurchlaufs durch eine Trommel. Mit der offenbarten Vorrichtung, die vorstehend beschrieben wurde, wird das Material von der Trommelwand aufgehoben und mittels Vorrichtungsteile locker gehalten und zum Ausgang der Trommel geleitet.
[0008] Die US-PS 33 33 837 offenbart eine sich um eine allgemein horizontale Achse drehende Trommel, in der ein Käfig angeordnet ist, welcher parallel zur Rotationsachse drehbar ist. Der Rolldurchmesser des Käfigs ist kleiner als der Innendurchmesser der Trommel, und seine Längserstreckung ist kongruent mit der Trommellänge. Der Käfig besteht aus einem offenen Rahmen, der radial gerichtete Arbeitselemente gleichmäßig auf seinem Umfang verteilt trägt, die auf der Trommelinnenseite gleitende Berührungslinien bilden. In einer weiteren Ausführung der Vorrichtung sind die Arbeitselemente ausgebildet.
[0009] Im Käfig sind, mit den Arbeitselementen verbunden, Ketten abgehängt. Die Rotation der Trommel bewegt die Vorrichtung in eine Hanglage, aus der sie dann rollend zurückkehrt bzw. in der sie auch rollend beharren kann. Während des Rollens reiben die Außenkanten der Arbeitselemente auf der Trommel und heben eingeführtes Material von dort auf, welches sie dann gelöst weitertransportieren.
[0010] Aufgabe und Wirkungsweise der Lösung der PS sind analog der Lösung wie sie in der US-PS 32 45 154 für die zutreffende dritte Sektion dargestellt sind. Die Lösung dieser PS zeigt eine einstückige Vorrichtung mit auf ihrem Körper als Käfig ausgebildeten im wesentlichen radial gerichteten Arbeitselementen, die in der Trommel rollend reiben und Anbackungen von vornherein vermeiden. Die reibende kratzende Wirkung der Arbeitselemente auf der Trommelinnenseite wird noch verstärkt, wenn die Arbeitselemente wendelförmig ausgebildet auf dem Käfig angeordnet sind. Eine axiale Bewegung des Käfigs in der Trommel ist nicht vorgesehen.
[0011] Die US-PS 36 07 399 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lösen und Entfernen von Verfilzungen und Ansammlungen von Fasermaterialien an der Innenwand von Trommeln, die in diesen trocknen sollen. Das Fasermaterial wird mit einem Trägerluftstrom in die Trockentrommel eingeblasen und in dieser trocknend bewegt.
[0012] Zum Verhindern von Ansammlungen zumeist durch Verfilzung des Fasermaterials sind mindestens zwei rollende Arbeitselemente in der Trommel vorgesehen. Diese Arbeitselemente sind als Rollen ausgebildet und erstrecken sich die gesamte Längsausdehnung des Trommelinnenraums. Dabei hat eine, die schwerere Rolle, eine treibende Funktion im Hinblick auf die zweite, die reinigende Rolle und ist dieser in bezug auf den Drehsinn der Trommel vorgelagert. Die Antriebswalze hat eine Oberfläche mit großer Reibungsintensität in der Ausführung mit Gummi. Die Oberfläche der zweiten, der eigentlichen Reinigungsrolle weist Reinigungselemente auf, die gleichzeitig an der Oberfläche der Antriebsrolle und der Trommelinnenwand haften. Die Haftreibung zwischen den Rollen wird noch dadurch verstärkt, daß die Reinigungsrolle durch ihre Anordnung in bezug auf den Drehsinn der Trommel hinter der Antriebsrolle von dieser ständig in eine Hanglage gedrückt wird. Die Reinigungsrolle, einen größeren Außendurchmesser aufweisend als die Antriebsrolle, hat damit eine schnellere Umfangsgeschwindigkeit. Sie bearbeitet dadurch kratzend und reibend die Trommelinnenwand. Die Reibungswirkung ist durch die Anordnung der Antriebsund Reinigungsrolle immer nur auf die von einem Umlauf anhaftenden Materialien beschränkt. Fest anhaftendes kompaktes Material kann nicht entfernt werden.
[0013] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entfernen von Ablagerungen an den Innenflächen liegend rotierender Rohrzylinder und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit denen es möglich ist, auf kostensparende Weise und ohne gesundheitsgefährdender Belastung von Arbeitskräften ein Abarbeiten der Ablagerungen schonend, schichtweise und kontinuierlich vorzunehmen, wobei die Vorrichtung Arbeitselemente aufweist, die einen flächigen abtragenden Arbeitsvorgang ermöglicht.
[0014] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Gleitkörper mit seiner Außenfläche während der Drehbewegung des Rohrzylinders auf den Ablagerungen oder an der Innenfläche des Rohrzylinders durch Reibverbindung haftend, in eine von der Sohllage erhöhte Lage bewegt wird. Nach dem Überschreiten des Haftgrenzwerts gleitet der Gleitkörper, sich dabei axial positionierend, entgegen der Drehbewegung des Rohrzylinders in die Sohllage zurück. Während des Zurückgleitens des Gleitkörpers tragen die Arbeitselemente schabend und reibend die Ablagerungen vollständig und schichtweise ab.
[0015] Es ist im Sinne der Erfindung, daß die Umrißfigur des Gleitkörpers im Querschnitt die Form eines doppelsymmetrischen Korbbogens aufweist, von dem der größere der Querschnittsradien des Korbbogens dem Innenradius des Rohrzylinders angepaßt ist, wobei der Gleitkörper arbeitsame Elemente aufweist, die seiner Umrißfigur folgend ausgebildet sind.
[0016] Es ist eine Ausgestaltungsform der Erfindung, daß der Gleitkörper einen zentralen Teil aufweist, auf dem die Elemente angeordnet sind, wobei in Ausübung der Erfindung der zentrale Teil langgestreckt rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
[0017] Eine Ausführungsform der Erfindung ist darin zu sehen, daß der zentrale Teil in seiner Umrißfigur korbbogenförmig ausgebildet ist und die Elemente auf seiner Oberfläche angeordnet sind. Ausgebildet ist die Erfindung damit, daß die Elemente den zentralen Teil bedeutend überragen und scheibenartig sowie korbbogenförmig ausgebildet sind, wobei die Elemente in einem stumpfen Winkel zur Längsachse des Gleitkörpers angeordnet sind. Sinnvoll ausgebildet ist die Erfindung auch dann, wenn die arbeitswirksamen Elemente im Winkel von 90° zur Längsachse des Gleitkörpers angeordnet sind.
[0018] Im weiteren Sinne der Erfindung ist es, wenn der zentrale Teil an seiner Oberfläche mit Bürsten, Wischern oder Schabern versehen ist oder in einer sinngemäßen Ausbildung die Elemente auf dem zentralen Teil wendelförmig angeordnet sind.
[0019] In einer Ausführungsform sind die Elemente austauschbar oder vorteilhaft auch verstellbar angeordnet.
[0020] Vorteilhaft sind die technischen Parameter der Vorrichtung sowie die Verfahrensschritte auf die Bearbeitung von dünnschichtigen, lockeren sowie weichen bis plastischen Anbackungen abgestimmt. Es ist ohne Schwierigkeiten realisierbar, die Masse und Größe der Vorrichtung in Abhängigkeit zur geforderten Intensität sowie in der charakteristischen Anwendung, das wäre beispielhaft während der laufenden Produktion, anzupassen.
[0021] Die Vorrichtungen weisen dabei ein charakteristisches Merkmal auf, das darin seinen Ausdruck findet, daß der Innenradius des Rohrzylinders bestimmend für die Konturen bildende Größe der größeren der beiden Radien des Korbbogens ist. Der Radius liegt bei eingeführter Vorrichtung an der Innenseite des Rohrzylinders an. Dabei wird die Drehbewegung des Rohrzylinders in eine zielgerichtete Gleitbewegung der Vorrichtung umgewandelt. Diese vorteilhafte Gleitbewegung, allgemein ein Gleiten und Rutschen, erzeugt vorteilhaft an den Kanten der arbeitswirksamen Elemente Reiß-, Schäl- und Reibkräfte, die zum Abarbeiten von Ablagerungen und Anbackungen genutzt werden.
[0022] Es ist möglich, der Vorrichtung an beiden Enden einen Seilzug zuzuordnen und damit eine Zwangsbewegung nach beiden Richtungen zu ermöglichen. Der Seilzug nach beiden Richtungen ist dann nötig, wenn die Vorrichtung mit Bürsten, Wischern und Schabern bestückt ist, oder die Elemente zur Längsachse des zentralen, tragenden Teils rechtwinklig angeordnet sind. Dabei wird dann keine Bewegungskomponente entlang der Längsachse des Rohrzylinders erzeugt, wie es bei schräg zur Längsachse des zentralen tragenden Teils angeordneten Elementen der Fall ist.
[0023] Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1 die Vorrichtung in einen Drehrohrzylinder eingeführt;
Fig. 2 Arbeitsphase eines gegliederten Gleitkörpers im Schnitt;
Fig. 3 Draufsicht eines gegliederten Gleitkörpers;
Fig. 4 Schnitt A - A in Fig. 3;
Fig. 5 Schnitt B - B in Fig. 6;
Fig. 6 Draufsicht eines massiven Gleitkörpers;
Fig. 7 Draufsicht eines gegliederten Gleitkörpers mit längs- und quergerichteten Arbeitselementen;
Fig. 8 Querschnitt zu Fig. 7;
Fig. 9 einen massiven Gleitkörper mit bürstenartigen Arbeitselementen im Querschnitt;
Fig. 10 einen Hohlkörper mit schuppenartigen Arbeitselementen im Querschnitt.
[0024] Fig. 1 und 2 zeigen den Teil eines liegenden Drehrohrzylinders von nahezu beliebiger Länge, Durchmesser sowie Art der Anbackung, der unter Ausnutzung des vorhandenen Eigenantriebs an seinen Innenflächen von Gleitkörpern verschiedener Form bearbeitet wird.
[0025] Gemeinsames Merkmal aller Ausführungen der Erfindung ist ein Gleitkörper mit einer dem Innenradius des jeweiligen Rohrzylinders angepaßten Umrißfigur, wobei mindestens eine ihrer Querschnittsseiten so ausgebildet ist, daß die Vorrichtung im rotierenden Rohrzylinder nicht selbst in eine wälzende und um ihre Körperachse rotierende Bewegung versetzt wird, sondern zielgerichtete Gleitbewegungen entgegen der Drehbewegung des Rohrzylinders ausführt. Dabei wird die Vorrichtung bei allen Ausführungsarten an der Innenwand des Rohrzylinders anliegend durch Reibung in eine erhöhte Lage mitgenommen und gleitet von da nach Überschreiten der Kontakthaftung in die untere Sohllage im Rohrzylinder zurück.
[0026] In der praktischen Anwendung ergeben sich daraus typische Reiß-, Schäl- und Reibkräfte zwischen der Vorrichtung und der Innenfläche des Rohrzylinders, die zielgerichtet zum Abarbeiten von Ablagerungen, Anbackungen od. dgl. genutzt werden.
[0027] Der Gleitkörper wird in Abhängigkeit von der technologischen Anwendung, der Ofenabmessungen, der Ansatzbeschaffenheit und der spezifischen Einsatz- und Montagebedingungen gestaltet.
[0028] In Fig. 3 und 7 sind offen gegliederte Gleitkörper und in den Fig. 4 und 8 dazugehörige Querschnitte gezeigt. Eine zweite Variante sind massive Gleitkörper entsprechend Fig. 6 mit den beispielsweisen Querschnitten nach Fig. 5 und 9. Bei einer dritten Variante gemäß Fig. 10 hat der Körper eine geschlossene äußere Form, die aber innen hohl sein kann.
[0029] Erstes Ausführungsbeispiel - gegliederter Gleitkörper entsprechend den Fig. 3 und 7
[0030] Ein langgestreckter Körper besitzt mindestens ein durchgehend tragendes Teil 2; 2′. Auf das tragende Teil 2; 2′ sind Arbeitselemente 3; 3′; 3˝ aufgesetzt, die in ihrer Umrißfigur den äußeren Querschnitt gestalten. Der Querschnitt ist als ein doppelsymmetrischer Korbbogen gestaltet, wobei der größere der Radien dem Innenradius des Rohrzylinders angepaßt ist. Beide Querschnittsradien des Korbbogens unterscheiden sich in ihrer Größe deutlich voneinander.
[0031] Die Scheiben der Elemente 3 können bei einer nicht gezeigten Variante rechtwinklig zur Längsachse des Gleitkörpers oder gemäß Fig. 3 und 7 schräg zur Gleitkörperachse angeordnet sein. Bei einer stumpfwinkligen Anordnung ist der Abstand der Elemente 3 und ihr Neigungswinkel so zu wählen, daß bei den Bewegungen im rotierenden Rohrzylinder eine flächendeckende Arbeitswirkung über die Körperlänge gegeben ist. Je nach konstruktiver Gestaltung und Art des Untergrunds oder Ansatzes kann die Vorrichtung beidendig oder einendig an einem Seil 4 geführt bzw. gezogen werden.
[0032] Ein einseitiger Seilzug 1 ist von besonderer Bedeutung, wenn das Umfeld bzw. die Ofenauslegung eine zweite Seilführung 1 nicht zuläßt. In diesem Fall sind die Scheiben der Elemente 3, 3˝ in einem spezifischen stumpfen Winkel zur Längsachse des Gleitkörpers angeordnet, so daß bei Drehung des Rohrzylinders dem Gleitkörper eine längsgerichtete Bewegungskomponente erteilt wird. Hierzu müssen die Anbackungen an den Innenflächen der Rohrzylinder eine stabile Spurenbildung ermöglichen und gleichzeitig eine Festigkeit besitzen, um aus der Gleitbewegung des Körpers eine gerichtete Längsbewegungskomponente abzuleiten. Auf diese Weise kann der nur an einem Seilzug 1 gehaltene Gleitkörper ausgewählte Bereiche im rotierenden Rohrzylinder gezielt bearbeiten und dort Abtragungs- oder Reinigungsarbeiten ausführen.
[0033] Die Scheiben der Elemente 3; 3˝ sind zu diesem Zweck an ihrem Umfang arbeitswirksam gestaltet und besitzen bei Bedarf eine werkzeugartige Bestückung. Ein wesentliches Merkmal bei der Gestaltung arbeitswirksamer Körperbereiche ist eine Form, die den eigentlichen Mantel des Rohrzylinders nicht beschädigt. Aus diesem Grund sollte der Umriß in Scheibenebene möglichst ungebrochen sein und quer verlaufende Außenteile 3′ den Scheibenumriß nicht überragen (vgl. Fig. 7).
[0034] Beim zweiten Ausführungsbeispiel mit homogenem Gleitkörper entspricht das tragende Teil 2′ in der Umrißfigur seines Querschnitts ebenfalls einem doppelsymmetrischen Korbbogen, wobei der größere der Radien dem Innenradius des Rohrzylinders angepaßt ist. Beide Querschnittsradien unterscheiden sich in ihrer Größe deutlich voneinander. Bei Bedarf aufgesetzte oder eingelassene arbeitswirksame Bereiche in Form von Elementen 3˝ entsprechen in ihrer Außenkontur dieser geometrischen Beschreibung. Bei der Anordnung der Elemente 3˝ können ebenfalls rechtwinklige oder stumpfwinklige, wendelartige oder flächenhaft verteilte Anordnungen gewählt werden. Im besonderen Fall der spezifischen stumpfwinkligen Ausrichtung können wie im Ausführungsbeispiel 1 längsgerichtete Bewegungskomponenten erzeugt werden, um einen selbstschreitenden Effekt zu erzielen.
[0035] Die Oberfläche ist nach dem technologischen Erfordernis gestaltet. Sie kann glatt, rauh, leicht oder deutlich profiliert ausgeführt sein. Im besonderen Fall gemäß Fig. 9 und 10 sind die Arbeitselemente Bürsten 31 aus Kunststoff, Stahldraht od. dgl. oder in Form elastischer Lippen als Wischer 32 vorzugsweise aus Gummi ausgebildet. Diese besonderen Werkzeuge haben dann eine reinigende Wir kung und können blanke Innenflächen ausbilden.
[0036] Auch beim dritten Ausführungsbeispiel mit einem hohlen Gleitkörper entspricht dessen äußere Querschnittskontur den Ausführungen gemäß den Fig. 2, 4, 8, 9, 10. Der hohle Innenraum kann bei Bedarf ausgesteift sein. Der äußere tragende Körper 2′ kann in besonderen Fällen elastisch gehalten sein. Die Oberfläche ist glatt oder mit Arbeitselementen bestückt.
1. Verfahren zum Entfernen von Ablagerungen an den Innenflächen liegend rotierender Rohrzylinder, deren Achse waagerecht oder gering geneigt verläuft, mittels eines selbständig oder durch Antriebsmittel axial beweglichen Körpers,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Körper mit seiner Außenfläche während der Drehbewegung des Rohrzylinders auf den Ablagerungen oder an der Innenfläche des Rohrzylinders durch Reibverbindung haftend in eine von der Sohllage erhöhte Lage bewegt und nach dem Überschreiten des Haftreibungsgrenzwerts in die Sohllage, sich axial positionierend, zurückgleitet, wobei entgegen der Drehbewegung des Rohrzylinders, die Ablagerungen von Arbeitselementen schabend und reibend vollständig oder schichtweise abgetragen werden.
2. Vorrichtung zum Entfernen von Ablagerungen an den Innenflächen liegend rotierender Rohrzylinder, deren Achse waagerecht oder gering geneigt verläuft, bestehend aus einem längsgerichteten Körper, der an mindestens einer Stirnseite einen Anschluß für einen Seilzug aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umrißfigur des Gleitkörpers (2, 2′) im Querschnitt die Form eines etwa elliptischen doppelsymmetrischen Korbbogens aufweist, dessen größerer Querschnittsradius dem Innenradius des Rohrzylinders angepaßt ist, wobei der Gleitkörper (2, 2′) auf seinem Umriß arbeitswirksame Elemente (3, 3′, 3˝) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gleitkörper einen zentralen Teil (2, 2′) aufweist, auf dem die arbeitswirksamen Elemente (3, 3′, 3˝) seinem Umriß folgend angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zentrale Teil (2) langgestreckt, rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zentrale Teil (2′) in seiner Umrißfigur korbbogenförmig ausgebildet ist und die arbeitswirksamen Elemente (3˝) auf seiner Oberfläche angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die arbeitswirksamen Elemente (3) den zentralen Teil (2) bedeutend überragen und scheibenartig sowie korbbogenförmig ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (3, 3˝) schräg zur Längsachse des Gleitkörpers (2) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (3, 3˝) im Winkel von 90° zur Längsachse des Gleitkörpers (2) angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zentrale Teil (2′) an seinen Oberflächen mit Bürsten (31) oder Wischern (32) versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die arbeitswirksamen Elemente (3˝) auf dem zentralen Teil (2′) wendelförmig angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente (3, 31, 32) austauschbar sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
da die Elemente (3′) verstellbar sind.