[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.