Schubrost-Einrichtung zur Wärmebehandlung von Schüttgütern

Abstract

 Die Erfindung bezweckt eine Seitenführung von Schubro­sten, die es erlaubt, sowohl die Schubspalte zwischen einander überlappenden, beweglichen Rostreihen (12) auch die Randspalte eng einzustellen und frei von Verschleiß und Temperaturdehnung zu halten. Die Lösung erfolgt mittels Zugelementen (4), an denen ein Schwingrahmen (2,3) aufgehängt ist und die mit der Rostlängsebene einen Winkel (α) von mehr als 3 Grad bilden. Die ent­stehenden Querkräfte oder bzw. und die Formsteifigkeit bewirken eine Seitenführung des Rostes, die die ver­schleißbehafteten Bauelemente des bewegten Tragwerks überflüssig macht und es erlaubt, die Randspalte des Rostes eng und verschleißfrei zu halten. Durch Anordnung der Zugelemente in belüfteten Ausstülpungen (16) des unteren Gehäuses werden weiterhin Längenänderungen durch Wärmedehnung ausgeschaltet.

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schubrost-Einrichtung zur Wärmebehandlung von unsbesondere feinkörnigen Schüttgü­tern, umfassend ein oberes und ein unteres, unter dem Druck des Kühlmediums stehendes Gehäuse, eine Mehrzahl von quer zu einer vorbestimmten Förderrichtung des Schüttguts mindestens teilweise beweglich sowie einander schuppenartig überlappend angeordneten Rostreihen, ein Tragwerk aus Längsträgern und Querträgern für die beweg­lich angeordneten Rostreihen sowie langgestreckte Zugele­mente zur Aufhängung des Tragwerks, und befaßt sich in allgemeiner Weise mit der Seitenführung solcher Schubro­ste sowie vor allem deren Verbesserung.

Stand der Technik

[0002] Bei in der Praxis üblichen Schubrosten ist das Tragwerk entweder auf Laufrollen und Laufachsen oder auf Drehach­sen mit Laufringen zur Aufnahme der Förderbewegung gela­gert. Aufgrund der sich dabei ergebenden, weiter unten beschriebenen Verschleißprobleme wurde ein Rost der ein gangs beschriebenen Art zum Einsatz gebracht, bei dem das Tragwerk an langen, zur senkrechten Rostlängsebene parallelen Zugelementen aufgehängt ist. Obwohl damit das Verschleißproblem der Laufrollen bzw. Laufringe besei­tigt werden konnte, wurde diese Lösung unter anderem wegen Problemen in der Seitenführung des Tragwerks wieder verlassen.

[0003] Allgemein besteht das Tragwerk solcher Schubroste aus Längsträgern, die miteinander durch die beweglichen Rost­reihen selbst sowie durch weitere Streben zu einem Ge­ samtrahmen versteift sind. Zur Förderung des Schüttgutes führt dieser sogenannte Schübe aus, von denen der Be­griff "Schubrost" herrührt. Es handelt sich um 3 bis 30 Schübe in der Minute von meist 70 bis 150 mm Länge abge­stimmt auf die Länge der Überlappung der Rostplatten der aufeinanderfolgenden Rostreihen. Die Schübe werden durch mechanische Kurbeln oder hydraulische Zylinder erzeugt und auf den Rahmen geleitet.

[0004] Entweder erfolgt die Seitenführung des Rahmens durch Spurkränze an den Laufrollen, die auf fest verlegten Schienenstücken abrollen, bzw. umgekehrt durch Schienen­stücke an den Längsträgern, die auf mit Spurkränzen ver­sehenen Rollen vor- und zurücklaufen. Oder die Querträ­ger erhalten bei ihrer Aufhängung an langen Zugelementen an ihrer Unterseite Platten aus Stahl, die auf fest ange­ordneten Gegenplatten reiben.

[0005] Diese auf dem Prinzip des Formschlusses beruhenden Lösun­gen zur Seitenführung der Schubroste mittels Spurkränzen bzw. Reibplatten sind verschleißbehaftet und erfordern eine Vorgabe dieses Verschleißweges in den Randspalten der beweglichen Rostreihen. Diese Vorgaben addieren sich zu den Vorgaben für die Wärmedehnung der Rostträger und führen zu entsprechend weiten, offenen Randspalten.

[0006] Nach dem Stand der Technik liegt die Güte eines Schubro­stes in seinem Widerstand gegen die Durchgasbarkeit zur Erzielung einer gleichmäßigen Durchgasung im zu behan­delnden Schüttgut (s. K. von Wedel und R. Wagner "Sind Kühlroste Klinkerkühler oder Wärmerekuperatoren?", Zement-Kalk-Gips, 37. Jahrgang, Nr. 5/1984, S. 244-247). Dieser Widerstand kann durch entsprechend feine und gleichmäßig verteilte Öffnungen in dem Rostboden erzielt werden. Zu diesem Zweck ist ein als Widerstandsrost zu bezeichnender Rost bekannt geworden (EP-A-0 167 658), bei dem als wesentliche Bauelemente kastenartige Rost­platten sowie Hohltrager als Rostträger vorgesehen sind. Einen erheblichen Einfluß haben dabei jedoch die nicht zu vermeidenden Randspalte zwischen festen Seitenbordplat­ten und den Rostplatten beweglicher Rostreihen, wie na­türlich auch der Verschleiß das verfahrenstechnische Ver­halten eines solchen Widerstandsrostes wie auch von Schubrosten anderer Bauart beeinträchtigen kann.

[0007] Schubroste leiden allgemein unter einer Randgängigkeit sowohl für das Gas als auch für das Gut. Bei Kühlrosten für Zementklinker führt die Randgängigkeit der Kühlluft zu Verschleiß am seitlichen Mauerwerk durch Sandstrahlef­fekte. Die Begrenzung der Lebensdauer der Schubroste durch Verschleiß geht häufig von den Randspalten aus, be­sonders dann, wenn nach Verschleiß der Spurkränze der Laufrollen bzw. der Reibplatten aus Stahl die formschlüs­sige Seitenführung auf einer Seite des Rostes auf einen Reibschluß zwischen festem Seitenbord und beweglicher Rostplatte übergeht. Einseitig ist dieser Reibschluß wegen ungleichmäßiger Einleitung der Schübe in den Rahmen oder ungleichmäßiger Gegenkräfte aus dem Schütt­gut. In dem Maße, in dem die reibende Werkstoffpaarung verschleißt, wird die gegenüberliegende Seite randgängi­ger.

[0008] Wird der Schwingrahmen von je einem hydraulischen Zylin­der auf jeder Seite des Rostes angetrieben, kann die un­gleiche Krafteinleitung ohne komplizierte Regeleinrich­tungen zur Kraftverteilung auf die Zylinder so groß werden, daß nur einer der beiden Zylinder die Schubar­beit leistet, während der andere Zylinder ohne Druck mit­läuft. Da bei freier Verteilung des Ölstroms auf die beiden Zylinder nur jener mit den geringeren Gegenkräf­ten die Arbeit leistet, muß die Reibung aus der Seiten­führung über den Rahmen von der gegenüberliegenden Zylin­derkraft aufgebracht werden. Wegen der begrenzten Stei­figkeit des Rahmens wirken deshalb besonders große Kräfte einseitig auf die Seitenführung des Rostes.

Aufgabenstellung

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Randspalte von Schubrosten so dicht auszubilden, daß sie den Gütean­forderungen an einen Widerstandsrost entsprechen. Außer­dem hat die Erfindung zum Ziel, durch die Ausbildung von Schubrosten sicherzustellen, daß sich das verfahrenstech­nische Verhalten nicht durch Verschleiß verschlechtern kann, und zwar in der Erkenntnis, daß dieses nicht unwe sentlich von sich verändernden Randspalten und nebenbei auch von den Schubspalten abhängt und deshalb eine ver­schleißbehaftete Lösung nicht zulässig ist.

Lösung und Vorteile

[0010] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Schubrost der eingangs beschriebenen Art durch Zugelemente gelöst, die gegen die senkrechte Rostlängsebene einen Anstellwin­kel von mehr als 3 Grad bilden. In Abhängigkeit von dem Anstellwinkel entstehen aus dem Eigengewicht des Rostes nach dem Parallelogramm der Kräfte in dem Querträger ho­rizontale Zugkräfte, die sich bei mittiger Ruhelage ge­genseitig aufheben. Bei Abweichung aus der Mittellage entsteht ein ungleiches Kräftepaar, dessen resultierende Kraft als Zentrierkraft seitwärts gerichteten Störkräf­ten aus der Schubbewegung entgegenwirkt. Je nach Anstell­winkel wirkt bereits bei geringen Auslenkungen aus der Mittellage eine so große Zentrierkraft auf den bewegli­chen Rost, daß er nur durch Kräfte und ohne reibenden Formschluß seitlich geführt wird. Dadurch wird es u.a. auch möglich, bei einem sogenannten Widerstandsrost (EP-A-0 167 658) die flachen Schubspalte oberhalb der be­weglichen Rostreihen zu den festen Rostreihen bzw. festen Seitenborden und die senkrechten Randspalte zwi­schen beweglichen Rostreihen und festen Seitenborden auf Dauer ebenfalls eng einzustellen und damit dessen Funk tion über die Zeit weiter zu verbessern.

[0011] In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die schräg angestellten Zugelemente als fest eingespannte und quer zur Förderrichtung angeordnete Blattfedern aus­gebildet sein. Während sich die Blattfedern in Schubrich­tung leicht verformen, bilden sie in Querrichtung dazu zusammen mit den Querträgern ein formsteifes System. Die Kräfte aus dieser Formsteifigkeit addieren sich zu den Querkräften aus der Schrägstellung der Zugelemente, wo­durch der Schwingrahmen zusätzlich mittig geführt wird. Die Krafte zur Seitenführung sind insgesamt so groß, daß ein - wie oben beschrieben - einseitig wirkender Hydrau­likantrieb zulässig wäre.

[0012] Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung können die Zugelemente in schrägen, gasdicht ausgebildeten Ausstül­pungen des unteren Gehäuses angeordnet sein. Das untere Gehäuse nimmt mit diesen Ausstülpungen eine ungewöhnli­che Form an. Indem man die Ausstülpungen aber gemäß einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung als Kanäle für die Zufuhr des Kühlmediums zum unteren Gehäuse aus­bildet, lassen sich zumindest einige der üblichen Venti­latoren für das Kühlmedium vorteilhaft auf der meist über dem Schubrost befindlichen Ofenbühne aufstellen. Der Vorteil im Sinne der Aufgabenstellung besteht dann darin, daß die Zugelemente im Zustrom des Kühlmediums an­geordnet sind. Dadurch können in besonders günstiger Weise Temperatureinflüsse durch das heiße Schüttgut und dadurch verursachte Längenänderungen der Zugelemente aus­geschlossen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung

[0013] Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -möglichkei­ten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der in den schematischen und untereinander nicht maßstäb­lich getreuen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­spiele hervor. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Schubrost nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen anderen Schubrost nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen erfindungsge­mäßen Schubrost und

Fig. 4 im Detail gemäß IV der Fig. 1 bis 3 eine im Maßstab vergrößerte Darstellung der Spaltverhältnisse im Seitenwandbereich der Roste.

[0014] Bei dem in Fig. 1 dargestellten Schubrost bekannter Bauart ist der Arbeits- und Nutzraum durch ein Gehäuse bestimmt, wobei das obere Gehäuse durch Rostplatten 12 und Mauerwerk 10 gebildet wird, während sich das untere Gehäuse zwischen Seitenwänden mit Stützen 11 bis zu den Rostplatten 12 erstreckt. Das Tragwerk für bewegliche Rostträger 1 des Schubrostes umfaßt Längsträger 2 sowie Laufachsen 6 mit darauf befestigten Laufrollen 5, die Spurkränze aufweisen und die Seitenführung darstellen. Fig. 4 zeigt das Detail IV der Fig. 1 bis 3, nämlich das Mauerwerk 10, einen festen Seitenbord 13 und eine beweg­liche Rostplatte 12, die mit dem festen Seitenbord 13 einen Schubspalt 15 und einen Randspalt 14 bildet. Die Spalte 14, 15 sind so bemessen, daß sie die Maßtoleran­zen, Wärmedehnung und Verschleißwege aufnehmen. Die Spaltweiten betragen daher bei dieser Anordnung des Stan­des der Technik 6 mm für den Schubspalt 15 und 20 mm für den Randspalt 14.

[0015] Demgegenüber stellt die bekannte Ausführung der Fig. 2 bereits eine Verbesserung dar. Sie zeigt einen Schub­rost, dessen Längsträger 2 auf Querträgern 3 ruhen, die an langen Zugelementen 4 aufgehängt sind. Die oberen Be­festigungen der Zugelemente 4 sind nicht dargestellt. Die Seitenführung geschieht durch Reibplatten 7. Zusätz­ lich können diagonal Zugketten 8 zwischen den Stützen 11 und den Querträgern 3 gespannt sein.

[0016] Der erfindungsgemäß ausgebildete Schubrost der Fig. 3 weist im Unterschied dazu unter einem Winkel α von (hier) 15 Grad angestellte Zugelemente 4 auf. Je nach den gewünschten Kraftverhältnissen sowie entsprechend Gewicht und Abmessungen kann der Winkel α zwischen 3 und 45 Grad variieren. Die im Querträger 3 entstehenden Zug­kräfte übernehmen die Funktion der Reibplatten 7 bzw. Zugketten 8. Durch Ausbildung der Zugelemente 4 als fest eingespannte, vorteilhaft in Paketform angeordnete Blatt­federn, die sich infolge der Schubbewegung verformen, sind sowohl der Schubspalt 15 als auch der Randspalt 14 verschleißunabhängig. Der Schubspalt 15 und der Rand­spalt 14 betragen bei dieser Konstruktion beispielsweise nur noch je 2 mm und behalten diese Güte ohne Einfluß von schleißenden Bauelementen des beweglichen Tragwerks bei. Damit erreichen die Rand- und Schubspalte die glei­che Größenordnung wie die Luftöffnungen im Bereich der Rostplatten 12 bei Aufbau des Rostes als Widerstandsrost gemäß EP-A-0 167 658.

[0017] Fig. 3 zeigt weiterhin Ausstülpungen 16 des unteren Ge­häuses, in denen die Zugelemente 4 angeordnet sind, und den Anschluß dieser Ausstülpungen an eine Luftzufuhrlei­tung 17. Dadurch befinden sich die Zugelemente 4 im kalten Luftstrom. Damit sind auch Längenänderungen der Zugelemente ausgeschaltet, die sich durch Wärmedehnungen bei unterschiedlicher Temperatur des Mauerwerks 10 oder durch Stauwärme aus dem unteren Gehäuse einstellen könn­ten.

Ansprüche

1. Schubrost-Einrichtung zur Wärmebehandlung von insbe­sondere feinkörnigen Schüttgütern mit

a) ein oberes und ein unteres, unter dem Druck des Kühlmediums stehendes Gehäuse,

b) eine Mehrzahl von quer zu einer vorbestimmten För­derrichtung des Schüttguts mindestens teilweise beweglich sowie einander schuppenartig überlap­pend angeordneten Rostreihen,

c) ein Tragwerk aus Längsträgern und Querträgern für die beweglich angeordneten Rostreihen und

d) langgestreckte Zugelemente zur Aufhängung des Tragwerks,
dadurch gekennzeichnet, daß

e) die Zugelemente (4) zu der senkrechten Rostlängs­ebene in einem Anstellwinkel (α) von mehr als 3 Grad angeordnet sind.

2. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Zugelemente (4) als fest eingespannte und quer zur Förderrichtung an­geordnete Blattfedern ausgebildet sind.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente (4) in schrägen, gasdicht ausgebilde­ten Ausstülpungen (16) des unteren Gehäuses angeordnet sind.

4. Einrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Ausstülpungen als Kanäle für die Zufuhr des Kühlmediums zum unteren Ge­häuse ausgebildet sind.

Zeichnung