Die Erfindung betrifft einen Industrieofen mit einem Drehrohr und einer im Bereich einer stirnseitigen Öffnung des Drehrohres angekoppelten, feststehenden Materialaufgabeeinrichtung.

Derartige Industrieöfen kommen beispielsweise als sogenannte Retortenöfen zum Einsatz und dienen beispielsweise zur Wärmebehandlung von Metallen. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Wärmebehandlung von Ölschiefer zur Gewinnung von Öldampf.

Damit die Wärmebehandlung in einer definierten Atmosphäre ablaufen kann, ist zwischen dem Drehrohr und der Aufgabeeinrichtung eine Dichtungsanordnung vorgesehen, die eine Gasdichtung umfasst. Auf diese Weise kann im Prozessraum auch ein gezielter Druck (je nach Verfahren kann dieses ein Über- oder auch Unterdruck sein) eingestellt werden.

Zwischen dem rotierenden Drehrohr und der feststehenden Materialaufgabeeinrichtung ist ein notwendiger Spalt vorgesehen, der möglichst klein dimensioniert wird, um zu verhindern, dass Material aus dem Prozessraum über den Spalt zur Gasdichtung gelangt.

Bei bestimmten Anwendungen, wie beispielsweise der Behandlung von Ölschiefer, wird das Drehrohr mit einem Materialfüllungsgrad von etwa 50% und mehr betrieben. Aufgrund des hohen Füllgrades ist die Anwendung einer rotierenden Übertragungswand oder dergleichen zum Einbringen des Materials in den Prozessraum nicht möglich.

Man hat daher bereits vorgeschlagen, eine Materialaufgabeschurre mit einer stehenden Endwand vor das rotierende Drehrohr zu setzen. Durch den hohen Füllungsgrad und den sich dadurch ergebenen hohen hydrostatischen Druck im Materialberg des Prozessraumes drückt sich bei den aus der Praxis bekannten Öfen in relativ kurzer Zeit eine nennenswerte Materialmenge durch den Spalt. Das Material gelangt dann schnell zu der Gasdichtung, sodass diese in relativ kurzer Zeit zerstört wird.

Die DE 1 157 528 B und die DE 1 280 475 B offenbaren Drehrohröfen mit einer Dichtungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In der DE 21 196 50 A wurde daher eine Dichtungsanordnung vorgeschlagen, die einen mit einer Materialaufgabeeinrichtung verbundenen, feststehenden Zylinder und einen mit einem Drehrohr mitrotierenden Zylinder umfasst, wobei zwischen den beiden Zylindern ein Ringraum ausgebildet ist, in dem ein mit dem Drehrohr mitdrehendes gewendeltes Schneckenbauteil angeordnet ist, um etwaiges in den Ringraum eingedrungenes, pulverförmiges Material in das Drehrohr zurückzufördern. Das im Drehrohr befindliche Material behindert jedoch diesen Vorgang, sodass eine ausreichende Abdichtung nur bei relativ geringen Füllständen im Drehrohr gewährleistet ist. Bei höheren Füllständen von beispielsweise mehr als 50% dringt vielmehr vermehrt das Material aus dem Drehrohr in den Ringraum ein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Dichtungsanordnung bei einem solchen Industrieofen dahingehend zu verbessern, dass die Gasdichtung besser vor etwaigem aus dem Prozessraum austretenden Material geschützt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Industrieofen weist ein Drehrohr und eine im Bereich einer stirnseitigen Öffnung des Drehrohrs angekoppelte, feststehende Materialaufgabeeinrichtung auf, wobei zwischen Drehrohr und Materialaufgabeeinrichtung eine Dichtungsanordnung vorgesehen ist, die eine Gasdichtung umfasst, welche vom mit materialbeaufschlagten Prozessraum des Drehrohres durch wenigstens einen ersten Spalt zwischen dem Drehrohr und der Materialaufgabeeinrichtung abgegrenzt ist. Die Dichtungsanordnung weist ferner eine ringförmige Kammer auf, die zwischen dem ersten Spalt und der Gasdichtung vorgesehen ist und eine mit dem Prozessraum in Verbindung stehende Austragsöffnung aufweist. In der ringförmigen Kammer ist ferner eine Hubeinrichtung mit einer Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten und mit dem Drehrohr mitrotierenden Hubschaufeln vorgesehen, um Material aus dem Prozessraum, welches durch den ersten Spalt in die ringförmige Kammer eingedrungen ist, anzuheben und durch die Austragsöffnung in den Prozessraum zurückzuführen. Weiterhin sind in einem Bereich der ringförmigen Kammer Leitelemente vorgesehen, die nach Art einer Förderschnecke ausgebildet und derart ausgerichtet sind, dass bei einer vorgegebenen Drehrichtung des Drehrohres etwaiges in den Bereich der Leitelemente gelangendes Material in die Hubeinrichtung gefördert wird.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass der Spalt nur in begrenztem Maße verringert werden kann. Es lässt sich somit nicht verhindern, dass Material bei einem hohen Füllstand von 50% und mehr zwangsläufig am Spalt ansteht und im Laufe der Zeit ein Teil des Materials durch den Spalt gedrückt wird. Durch die in der ringförmigen Kammer angeordnete Hubeinrichtung wird dieses Material dann jedoch angehoben und durch die Austragsöffnung wieder in dem Prozessraum zurückgeführt, sodass zumindest ein Großteil des durch den Spalt eingedrungenen Materials von der Gasdichtung abgehalten und in dem Prozessraum zurückgeführt wird. Durch die Leitelemente wird außerdem auch solches Material noch erfasst, welches beim ersten Mal nicht mittels der Hubeinrichtung in den Prozessraum zurückgefördert werden konnte. Diese Leitelemente stellen somit eine zusätzliche Maßnahme dar, um die Gasdichtung zu schützen.

Auf diese Weise kann die Standzeit der Gasdichtung deutlich erhöht werden, wobei sich nicht nur Kosten für die Gasdichtung einsparen lassen, sondern sich auch geringere Stillstandszeiten des Industrieofens ergeben.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Dichtungsanordnung einen mit der Materialaufgabeeinrichtung verbundenen, feststehenden Zylinder und einen mit dem Drehrohr mitrotierenden Zylinder, wobei die ringförmige Kammer durch die beiden Zylinder begrenzt wird. Dabei kann insbesondere vorgesehen werden, dass die Austragsöffnung im feststehenden Zylinder ausgebildet ist. Die Austragsöffnung wird somit vorzugsweise feststehend oberhalb eines sich im Betrieb des Drehrohres ausbildenden Materialspiegels angeordnet.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Leitelemente insbesondere nach Art einer ein- oder mehrgängigen Schnecke ausgebildet sein.

Des Weiteren kann in der ringförmigen Kammer eine Vorkammer abgegrenzt sein, die über den ersten Spalt mit dem Prozessraum und über einen zweiten Spalt mit der restlichen Ringkammer in Verbindung steht. Diese Vorkammer weist eine mit dem Drehrohr mitrotierende Begrenzungswand auf, die mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist, über die etwaiges in die Vorkammer über den ersten Spalt eingedrungenes Material direkt in die Hubeinrichtung gelangt.

Die Materialaufgabeeinrichtung kann zudem eine statische Endwand aufweisen mit der die stirnseitige Öffnung des Drehrohres verschlossen ist und eine Aufgabeschurre umfassen, die in den feststehenden und an der Endwand befestigten Zylinder mündet.

Gemäß einer dritten Maßnahme zum Schutz der Gasdichtung kann weiterhin vorgesehen werden, das zwischen dem mit dem Drehrohr mitrotierenden Zylinder und der Endwand ein dritter Spalt vorgesehen ist, der die ringförmige Kammer mit einer Überlaufeinrichtung verbindet.

Während die Hubeinrichtung und die Leitelemente bereits eine sehr wirkungsvolle Maßnahme zum Schutz der Gasdichtung darstellen, bietet die Überlaufeinrichtung einen weiteren Schutz der Gasdichtung. Durch eine Kombination aller drei Maßnahmen ist die Gasdichtung im Wesentlichen zu 100% vor etwaigem Material aus dem Prozessraum geschützt.

Weitere Vorteile und Ausgestaltung der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1

eine Schnittdarstellung des Industrieofens im Bereich der Materialaufgabeeinrichtung,

Fig. 2

eine vergrößerte Schnittdarstellung im Bereich der ringförmigen Kammer,

Fig. 3

eine Schnittdarstellung längst der Linie A-A der Fig. 1 und

Fig. 4

eine Abwicklung der ringförmigen Kammer mit Hubeinrichtung und Leitelementen.

Fig. 1 zeigt einen Industrieofen 1, der insbesondere als Retorte zur Wärmebehandlung von Ölschiefer ausgebildet ist. Er besteht im Wesentlichen aus einem Drehrohr 2, welches um eine Achse 2a rotiert und einer im Bereich einer stirnseitigen Öffnung 2b angekoppelten, feststehenden Materialaufgabeeinrichtung 3. Die Materialaufgabe 3 umfasst eine statische Endwand 4, mit der die stirnseitige Öffnung 2b des Drehrohres 2 verschlossen ist und eine Aufgabeschurre 5.

Weiterhin ist eine Dichtungsanordnung 6 vorgesehen, die eine in diesem Zusammenhang herkömmliche Gasdichtung 7 umfasst. Sie ist so ausgestaltet, dass sie sowohl die Taumelbewegung als auch etwaige Höhenschläge des Drehrohres 2 ausgleichen kann. Eine derartige Gasdichtung ist beispielsweise in der EP 0 274 090 B1 näher beschrieben ist.

Sie weist weiterhin einen mit der statischen Endwand 4 der Materialaufgabeeinrichtung 3 verbundenen feststehenden Zylinder 9 und einen mit dem Drehrohr mitrotierenden Zylinder 10 auf, wobei zwischen den beiden Zylindern 9, 10 eine ringförmige Kammer 11 begrenzt wird, welche über einen ersten Spalt 8 mit dem Prozessraum 2c des Drehrohrs 2 in Verbindung steht.

Die ringförmige Kammer 11 ist in Fig. 2 nochmals etwas größer dargestellt und umfasst eine Vorkammer 11a, die über den ersten Spalt 8 mit dem Prozessraum 2a und über einen zweiten Spalt 12 mit der restlichen ringförmigen Kammer 11 in Verbindung steht. Sie wird durch einen Teil des feststehenden Zylinders 9 sowie zwei fest mit dem Zylinder 9 verbundene, umlaufende Flansche 13, 14 begrenzt. Die verbleibende Begrenzung wird durch eine mit dem Zylinder 10 mitrotierende, zylindrische Begrenzungswand 15 gebildet, die mit einer Vielzahl von Öffnungen 16 versehen ist. Etwaiges aus dem Prozessraum 2a über den Spalt 8 in die Vorkammer 1a eingedrungenes Material gelangt somit über die Öffnungen 16 in den verbleibenden Teil der ringförmigen Kammer 11 und zwar in einen Bereich in dem eine Hubeinrichtung 17 bestehend aus einer Vielzahl von Hubschaufeln angeordnet ist. Die Hubschaufeln sind mit dem rotierenden Zylinder 10 fest verbunden und fördern somit das durch die Öffnungen 16 vor die Hubschaufeln fallende Material durch die Drehbewegung des Drehrohres nach oben.

Die ringförmige Kammer 11 weist in ihrem oberen Bereich eine im feststehenden Zylinder 9 ausgebildete Austragsöffnung 18 auf. Wie insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen ist, erstreckt sich diese Austragsöffnung beispielsweise von der 10:00 Uhrbis zur 1:00 Uhr-Position, also einen Winkel α von beispielsweise etwa 90°. Das mit der Hubeinrichtung 17 nach oben geförderte Material wird dann durch die Öffnungen 16 der Vorkammer 11 a und die Austragsöffnung 18 zurück in den Prozessraum 2a gefördert. Die Austragsöffnung 18 ist so dimensionieren, dass sie immer oberhalb des sich im normalen Betrieb des Drehrohres einstellenden Materialsspiegels liegt, sodass verhindert wird, dass Material aus dem Prozessraum 2a über die Austragsöffnung 18 in die ringförmige Kammer gelangt.

Neben der Hubeinrichtung 17 sind im verbleibenden Bereich der ringförmigen Kammer 11 weiterhin Leitelemente 19 vorgesehen, die nach Art einer Förderschnecke ausgebildet und derart angeordnet sind, dass sie bei einer vorgegebenen Drehrichtung des Drehrohres 2 etwaiges in den Bereich der Leitelemente gelangendes Material in die Hubeinrichtung 17 fördern. Bei diesem Material handelt es sich insbesondere um solches, welches von den Hubschaufeln 17 nicht gleich erfasst wird und solches, welches durch den zweiten Spalt 12 eindringt.

Das Zusammenspiel der Hubeinrichtung 17 und der Leitelemente 19 lässt sich auch sehr gut aus der Abwicklung gemäß Fig. 4 erkennen.

Das vom Prozessraum 2c entfernte Ende der ringförmigen Kammer 11 wid durch die statische Endwand begrenzt. Insofern bildet sich zwischen dem mitrotierenden Zylinder 10 und der Endwand 4 ein dritter Spalt 20 aus, der die ringförmige Kammer 11 mit einer Überlaufeinrichtung 21 verbindet. Die zu schützende Gasdichtung 7 ist erst nach einem vierten Spalt 22 angeordnet, der sich zwischen der feststehenden Überlaufeinrichtung 21 und dem mitrotierenden Zylinder 10 ausbildet.

Mit einer Kombination der drei Maßnahmen (Hubeinrichtung 17, Leitelemente 19 und Überlaufeinrichtung 21) kann zuverlässig verhindert werden, dass ein nennenswerter Anteil an Material bis zur Gasdichtung 7 gelangt, sodass deren Lebensdauer erheblich verlängert werden kann.