Vorrichtung zur Anordnung von Heissbrand- oder Expansionsleitdüsen für den Anschluss von Luftgeräten zur Beseitigung von Materialaufstauungen oder -anbackungen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Derartige Vorrichtungen sind bekannt (DE-A-38 41 381) und werden in Baueinheit mit einem die Düse ummantelnden Formstein als vorgefertigtes Einsetzelement in eine Öffnung der Begrenzungswand einer Reaktionskammer eingesetzt. Da die Düse während des Betriebes erhöhten Beanspruchungen durch aggressive Medien, aber insbesondere auch durch wechselnde Beanspruchungen aufgrund der Luftstöße der Luftstoßgeräte ausgesetzt ist, ist die Düse aus einem hochqualitativen Werkstoff hergestellt und dementsprechend teuer. Der den Außenabmessungen der Öffnung angepaßte Formstein gewährleistet eine gute Abdichtung des Inneren der Reaktionskammer gegenüber der Außenumgebung und ermöglicht es, daß im Falle eines Verschleißes der Düse die Heißbranddüse bzw. die Expansionsleitdüse zusammen mit dem Formstein aus der Öffnung herausgehoben und durch ein neues Teil ersetzt werden kann. Gegenüber der konventionellen Bauart ergeben sich hierdurch eine Reihe von Vorteilen, da das Aufbrechen der Wand zum Zwecke des Aushebens der Düse und das danach nach dem Einsetzen der Düse erforderliche Hinterfüllen des Spalts zwischen Begrenzungswand und Düse entfällt.

[0003] Ebenso ist die EP-A-0 197 306 bekannt, die eine Einrichtung zum auswechselbaren Einbau von ins Innere eines Reaktionsgefäßes gerichteten Betriebselementen offenbart, bei der ein Wechselkasten unmittelbar in einer Durchgangsöffnung in einer Begrenzungswand eingesetzt und an dieser befestigt ist, wobei in dem Wechselkasten eine Düse austauschbar aufgenommen ist und wobei eine von außen auf den Wechselkasten aufgesetzte Frontplatte für den Anschluß eines Luftstoßgerätes vorgesehen ist.

[0004] Trotz der unbestreitbaren Vorteile, die die in dem vorgenannten Dokument offenbarte Lösung zeigt, hat es sich als deutlich nachteilig herausgestellt, daß zum Einsatz des Wechselkastens die Wand der Reaktionskammer aufgebrochen werden muß, was einen erheblichen Arbeits- wie auch Kostenaufwand notwendig macht, da hierzu die gesamte Anlage heruntergefahren werden muß.

[0005] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine langfristige, d. h. in Anbetracht einer mehrfach erforderlichen Auswechselbarkeit der Düse, kostengünstigere Lösung zu schaffen, die gleichwohl robust und einfach aufgebaut ist sowie eine schnelle De- und Montage ermöglicht.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale gelöst, wobei zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet sind.

[0007] Nach Maßgabe der Erfindung weist die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 einen fest in die Begrenzungswand der Reaktionskammer einbaubaren bzw. darin mit Festsitz anordbaren Wechselkasten auf, der vorzugsweise aus schweißbarem Material hergestellt ist, und in dem die Heißbranddüse austauschbar eingesetzt ist. Von außen her ist eine Frontplatte angeordnet, die einen Anschlußstutzen für den Anschluß der Vorrichtung an ein Luftstoßgerät oder dgl. trägt. Zum Zwecke der Montage können Frontplatte und Heißbranddüse durch Schraubverbindungen zu einer Baueinheit miteinander verbunden und als solche in den Wechselkasten eingesetzt sowie zum Zwecke des Austausches aus dem Wechselkasten ausgehoben werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Düse hierbei durch Klemmen zwischen Flanschen der Frontplatte und des Wechselkastens ohne nennenswerte Druckbelastung aufgenommen, so daß die Düse aus jedem geeigneten Werkstoff hergestellt sein kann und nicht aus einem speziellen versprödungsfreiem Werkstoff gebildet sein muß. Die Düse kann somit auch aus keramischem Werkstoff oder hochtemperaturfesten Kunststoff hergestellt sein. Zweckmäßigerweise ist der Wechselkasten aus einem schweißbaren Werkstoff, insbesondere Cr-Ni-Werkstoff hergestellt, der vorzugsweise austenitischer Art ist. Der Werkstoff soll versprödungsfrei sein, um Setzungen und Spannungen des Mauerwerks der Reaktionskammer aufnehmen zu können. Der Wechselkasten ist hierbei vorzugsweise durch eine Schweißverbindung mit einer Blechhaut auf der Außenseite der Begrenzungswand der Reaktionskammer verbunden.

[0008] Durch Anordnung von Dichtschnüren oder sonstigen Dichteinlagen aber auch durch die Ausbildung mindestens einer Schulter an der Außenseite des Wechselkastens wird für eine wirksame Abdichtung des Inneren der Reaktionskammer und der Außenumgebung gesorgt.

[0009] Nachfolgend wird ein bevorzugte 1 Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1

eine Schnittansicht durch eine Einheit aus Wechselkasten, Düse und Frontplatte in Einbaustellung in einer Begrenzungswand,

Fig. 2

eine um 90° gedrehte Schnittansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3

eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung der Figuren 1 und 2 in eingebauter Stellung sowie

Fig. 4

eine aufgelöste Darstellung der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 3.

[0010] Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt im wesentlichen einen mit 1 bezeichneten Wechselrahmen, eine darin aufgenommene Heißbranddüse 2 und eine auf die Heißbranddüse aufgesetzte Frontplatte 3, an der ein mit 4 bezeichneter Anschlußstutzen für den Anschluß an ein Luftstoßgerät, vorzugsweise durch Schweißen, befestigt ist. Der Wechselkasten 1 ist in einer mit 5 bezeichneten Öffnung einer Begrenzungswand 6 einer Reaktionskammer, insbesondere eines Wärmeaustauschers für die Zementherstellung aufgenommen. Die Darstellung in Fig. 1 oben zeigt eine unmittelbare Aufnahme des Wechselkastens 1 in der Begrenzungswand 6, wohingegen die Darstellung in der unteren Hälfte der Fig. 1 die Anordnung des Wechselkastens 1 in einen Formstein 7 zeigt, der zusammen mit dem Wechselkasten in eine entsprechende Öffnung der Begrenzungswand 6 der Reaktionskammer 1 einsetzbar ist. Wie der Fig. 1 deutlich entnommen werden kann, weist der Wechselkasten 1 im Bereich des Einsatzsabschnittes in die Begrenzungswand 6 eine ringförmig umlaufende Schulter 8 auf, die eine Labyrinthdichtung mit der Begrenzungswand 6 bildet. Der Wechselkasten 1 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer die Begrenzungswand 6 außen abdeckenden Stahlblechhaut 9 bei 10 verschweißt, so daß der Wechselkasten 1 aus schweißbarem Material hergestellt ist. Besonders eignet sich als Material für den Wechselkasten 1 Chrom/Nickel-Guß vorzugsweise austenitischer Art. Es ist wesentlich, daß der Wechselkasten 1 aus einem versprödungsfreien Material hergestellt ist, so daß Spannungen und Setzungen vom Mauerwerk her aufgenomen werden können. Der Wechselkasten 1 kann aber auch bei 11 mit einem auf die Begrenzungswand 6 aufgesetzten und nur angedeuteten Gehäuse 12 durch Schweißen verbunden sein. An seinem äußeren Ende weist der Wechselkasten 1 einen Flansch 13 auf, der zur Befestigung der Düse und der Frontplatte dient. Hierzu ist die Düse 2 mit einem plattenartigen Halteflansch 14 versehen, über den die Düse 2 zwischen Frontplatte 3 und Flansch 13 des Wechselkastens 1 durch Klemmen aufgenommen ist. Als Befestigungsmittel dienen Schraubverbindungen 15, wobei über als Abstandshalter wirkende Distanzhülsen 16 ein definierter Abstand zwischen Flansch 13 des Wechselkastens 1 und der Frontplatte 3 eingehalten wird. Dadurch kann die Düse 2 so gehalten werden, daß kein übermäßiger Druck auf den Flansch der Heißbranddüse ausgeübt wird. Dadurch braucht für die Düse kein spezieller Werkstoff mehr verwendet werden, insbesondere kann auch ein spröder Werkstoff eingesetzt werden, beispielsweise Keramik oder ferritischer Stahl. Zur Erleichterung der Montage der Schraubverbindungen 15 sind, wie insbesondere aus Fig. 4 recht deutlich hervorgeht, sowohl in der Frontplatte 3 wie auch im Flansch 13 des Wechselkastens 1 seitliche Schlitze 17 vorgesehen, in welche die Schraubverbindungen 15 und die Distanzhülsen 16 von der Seite her eingelegt werden können. Ersichtlich sind über den Umfang mehrere Schraubverbindungen vorgesehen.

[0011] Die Düse 2 weist bezüglich der Begrenzungswand innenseitig eine radial nach außen vorstehende Schulter 18 auf, die zweckmäßigerweise umlaufend ausgebildet ist, und über eine nach innen vorstehende Schulter 19 des Wechselkastens 1 greift. Zwischen den beiden Schultern 18 und 19 ist eine Dichtschnur 20 vorgesehen. Dadurch ist sichergestellt, daß kein Schmutz vom Inneren der Reaktionskammmer in den mit 21 bezeichneten Hohlraum zwischen Wechselkasten 1 und Heißbranddüse 2 gelangt. Dieser Hohlraum 21 ist im übrigen über eine zwischen dem Flansch 13 und entsprechendem Halteflansch 14 mit der Düse 2 angeordnete Dichtschnur 22 nach außen hin abgedichtet. Die Dichtschnur 22 hat auch die Funktion eines weichen Auflagers, da ein spröder Werkstoff für die Heißbranddüse 2 verwendet werden kann. Die Dichtung 22 hat auch Sicherungsfunktion, falls die Heißbranddüse verschleißt und Heißluft in den Hohlraum 21 gelangt. Eine weitere Dichtschnur 23 ist zwischen Anschlußstutzen 4 und der Frontplatte 3 sowie der Heißbranddüse 2 vorgesehen.

[0012] Die Montage der auswechselbaren Heißbranddüse 2 erfolgt zweckmäßigerweise dadurch, daß Frontplatte 3 und Düse 2 miteinander verschraubt und als Einheit mittels der Schraubverbindungen 15 mit dem Wechselkasten 1 verschraubt werden. Zur Erleichterung der Montage, insbesondere um ein Herausfallen der noch lose eingesetzten Düse 2 zu verhindern, ist an der Innenseite des Flansches 14 der Heißbranddüse eine Innenrippe 24 ausgebildet, die in Einbaustellung auf der Innenwand des Montagekastens bei 25 aufliegt. Selbstverständlich können auch andere Zentrier- oder Halteglieder hierzu verwendet werden. Die Schrauben, mit denen die Düse 2 und die Frontplatte 3 miteinander zur auswechselbaren Einheit verschraubt sind, sind aus Fig. 1 ersichtlich, wo eine der Schraubverbindungen mit 26 bezeichnet ist. Mit 27 ist schließlich eine Abdrückschraube gekennzeichnet, die sich durch Bohrungen in der Frontplatte 3 und der Flanschplatte 14 der Düse 2 erstreckt und gegen den Flansch 13 des Wechselkastens 1 anliegt. Durch entsprechende Drehung der Schraube 27 wird die Einheit aus Heißbranddüse 2 und Frontplatte 3 vom Wechselkasten abgehoben. So kann auch bei festsitzender Heißbranddüse 2 ein einfaches Auswechseln einer verschlissenen Düse 2 gewährleistet werden. Schließlich können in der Flanschplatte 14 der Düse 2 und in der Frontplatte 3 Öffnungen vorgesehen sein, in Ausrichtung mit dem Hohlraum 21, um Meßsonden einführen zu können, die ein Messen der Temperatur des Düsenmundstücks erlauben, um Kühlmittel zum Kühlen der Düse einführen zu können oder aber als Signalpfeife zu wirken, wenn unter hohem Druck stehende Luft aus der Düse über ein durch Verschleiß gebildetes Loch in der Düse in den Hohlraum 21 eintritt.

[0013] Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Düse unter einem Winkel Alpha zur Horizontalen geneigt, ausgerichtet, jedoch können selbstverständlich auch andersgerichtete bzw. geneigte insgesondere auch gekrümmte Düsen in gleicher Weise verwendet werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Anordnung von Heißbrand- oder Expansionsleitdüsen für den Anschluß von Luftstoßgeräten zur Beseitigung von Materialaufstauungen oder -anbackungen, insbesondere an Wänden von Reaktionskammern, wie Wärmetauschern für die Zementherstellung und dgl., bei welcher die Düse (2) ggf. unter Zwischenschaltung eines Formsteines in einer Durchgangsöffnung (5) der Wand (6) der Reaktionskammer anordbar ist, gekennzeichnet durch einen Wechselkasten (1), der unmittelbar oder über einen Formstein (7) von außenmit Festsitz in die Öffnung (5) gesetzt und gegenüber der Begrenzungswand (6) befestigt ist und in den die Düse (2) austauschbar aufgenommen ist, und durch eine von außen auf den Wechselkasten (1) aufgesetzte Frontplatte (3) für den Anschluß des Luftstoßgerätes, wobei der Wechselkasten (1) eine ringförmig umlaufende Schulter (8) aufweist, die eine Labyrinthdichtung mit der Begrenzungswand (6) oder dem Formstein (7) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Frontplatte (3) ein Anschlußstutzen (4) für das Luftstoßgerät verbunden ist, welcher in die Heißbranddüse (2), vorzugsweise abgedichtet (23), einsetzbar bzw. an dieses anschließbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte (3) mit einem Flansch (13) des Wechselkastens (1) über Abstandshalter (16) unter Einklemmen der Heißbranddüse zwischen Frontplatte (3) und Wechselkasten (1) verbindbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) mit der Frontplatte (3) verschraubt und als Baueinheit am Wechselkasten (1) befestigbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende der Düse (2) mit einer radial nach außen hervorstehenden Schulter (18) ausgebildet ist, die in Einbaustellung der Düse im Wechselkasten (1) über einer nach innen vorstehenden Schulter (19) des Wechselkastens (1) ggf. unter Zwischenschaltung einer Dichtung (20) sitzt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wechselkasten (1) und darin eingesetzter Düse (2) ein umlaufender, vorzugsweise durch Dichtungen zwischen dem Flansch des Wechselkastens (1) und der Düse (2) nach außen hin abgedichteter Hohlraum (21) vorgesehen ist, der mit einem Kühlmittel zum Zwecke der Abkühlung der Düse (2) speisbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Halteflansch (14) und der Frontplatte (3) zumindest eine mit dem Hohlraum (21) in Verbindung stehende und als Signalpfeife ausgebildete Öffnung und/oder eine zur Einführung einer Meßsonde dienende Öffnung vorgesehen ist bzw. sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißbranddüse mehrteilig, vorzugsweise zweiteilig, (2) ausgebildet ist und die beiden Düsenteile (2) vorzugsweise durch eine Steckverbindung (29,31) miteinander verbunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der der Reaktionskammer nächstliegende Düsenteil im Wechselkasten (1) durch eine Sicherungseinrichtung (37,39,40,41) gehalten ist.

Claims

1. Mounting device for hot gas or expansion nozzles for the connection of apparatus for air admission in order to eliminate banking or caking of material, in particular on the walls of reaction chambers, such as heat exchangers for cement production and the like, in which the nozzle (2) can be arranged in a through opening (5) in the wall (6) of the reaction chamber, optionally with the interposition of a moulded brick, characterised by an exchangeable housing (1) which can be inserted into the opening (5) either directly or via a moulded brick (7) and is secured relative to the boundary wall (6) and in which the nozzle (2) is exchangeably received, and by a front plate (3) for the connection of the apparatus for air admission placed on the exchangeable housing (1) from the outside, the exchangeable housing (1) having an annular circumferential shoulder (8) which forms a labyrinth seal together with the boundary wall (6) or the moulded brick (7).

2. Device according to claim 1, characterised in that a connecting branch (4) for the apparatus for air admission is connected to the front plate (3) and can be inserted in or connected to the hot gas nozzle (2), preferably in a sealed manner (23).

3. Device according to claim 1 or claim 2, characterised in that the front plate (3) can be connected to a flange (13) of the exchangeable housing (1) by means of spacers (16) by clamping the hot gas nozzle between the front plate (3) and the exchangeable housing (1).

4. Device according to one of the preceding claims, characterised in that the nozzle (2) is screwed on to the front plate (3) and can be secured as one unit to the exchangeable housing (1).

5. Device according to one of the preceding claims, characterised in that the front end of the nozzle (2) has a radially outwardly projecting shoulder (18) which is seated above an inwardly projecting shoulder (19) on the exchangeable housing (1), optionally with the interposition of a seal (20), when the nozzle is in the assembled position in the exchangeable housing (1).

6. Device according to one of the preceding claims, characterised in that a circumferential cavity (21) is provided between the exchangeable housing (1) and the nozzle (2) inserted therein, wherein said cavity is preferably sealed off from the outside by means of seals between the flange of the exchangeable housing (1) and the nozzle (2) and can be supplied with a coolant for the purposes of cooling the nozzle (2).

7. Device according to claim 1 , characterised in that the retaining flange (14) and the front plate (3) are provided with at least one opening connected to the cavity (21) and in the form of a signal whistle and/or an opening serving for the introduction of a measuring probe.

8. Device according to one of the preceding claims, characterised in that the hot gas nozzle is made of several parts, preferably two parts (2) and the two nozzle parts (2) are preferably connected together by means of a plug-in connection (29, 31).

9. Device according to claim 8, characterised in that the nozzle part closest to the reaction chamber is held in the exchangeable housing (1) by means of a securing means (37, 39, 40, 41).

Revendications

1. Dispositif pour le montage de buses ou tuyères à gaz chaud ou de détente pour le raccordement d'appareil d'émission d'air dans le but d'éliminer le collage ou l'accumulation de matières, en particulier sur les parois des chambres de réaction, comme les échangeurs de chaleur pour la fabrication du ciment et analogue, dispositif dans lequel la buse (2) peut être disposée éventuellement en intercalant ou en insérant une brique moulée dans une ouverture de passage (5) de la paroi (6) de la chambre de réaction, caractérisé par un caisson mobile (1) qui est disposé directement ou au-dessus d'une brique moulée (7) depuis l'extérieur avec un logement fixe dans l'ouverture (5) et qui est fixé en regard de la paroi de séparation (6) et dans laquelle est logée la buse de façon échangeable, et par une plaque frontale (3) appliquée depuis l'extérieur sur le caisson mobile (1) pour le raccordement de l'appareil d'émission d'air, le caisson mobile (1) présentant un épaulement (8) s'étendant annulairement et formant un joint d'étanchéité en labyrinthe avec la paroi de séparation (6) ou la brique moulée (7).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une tubulure de raccordement (4) pour l'appareil d'émission d'air est raccordée à la plaque frontale (3), tubulure qui peut être introduite dans la buse à gaz chaud, de préférence de façon étanche (23) ou être raccordée sur celle-ci.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaque frontale (3) peut être raccordée avec une bride (13) du caisson mobile (1) par l'intermédiaire d'entretoises (16) en insérant la buse à gaz chaud entre la plaque frontale (3) et le caisson mobile (1).

4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tuyère est vissée avec la plaque frontale (3) et peut être fixée sous forme d'unité modulaire sur le caisson mobile (1).

5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité avant de la buse est conçue avec un épaulement (18) faisant saillie radialement vers l'extérieur, épaulement qui dans la position de montage de la buse dans le caisson mobile (1) repose par l'intermédiaire d'un épaulement (19) faisant saillie vers l'intérieur, du caisson mobile (1) éventuellement en intercalant un joint d'étanchéité (20).

6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'entre le caisson mobile (1) et la buse incorporée dans celui-ci, est prévue une zone creuse (21), circulaire, de préférence rendue étanche par des joints d'étanchéité situés entre la bride du caisson mobile (1) et la buse vers l'extérieur, zone creuse qui peut être alimentée par un agent frigorifique en vue de son refroidissement.

7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la bride de retenue (14) et la plaque frontale (3), il est prévu au moins une ouverture en liaison avec la zone creuse (21) et qui est conçue comme sifflet d'alarme et/ou une ouverture servant d'introduction pour une sonde de mesure.

8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la buse à gaz chaud est conçue en plusieurs parties, de préférence en deux parties et les deux parties de buse sont de préférence reliées ensemble par un raccord enfichable (29, 31).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie de buse la plus proche de la chambre de réaction dans le caisson mobile (1) est maintenue par un dispositif de fixation (37, 39, 40, 41).

Zeichnung