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Patent Searching and Data


Title:
COOLER AND A METHOD FOR COOLING HOT BULK MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/077600
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooler (1) and a method for cooling hot bulk material (2). The hot bulk material is charged onto a stationary aeration bottom (3) that can be flown through by cooling gas and is transported by means of conveying elements that are arranged above the aeration bottom and can be moved to-and-fro. At least two groups of conveying elements (4, 5, 6) are used which are actuated in a combined manner in the transport direction (9) and separately from one another against the transport direction.

Inventors:
KAESTINGSCHAEFER GERHARD (DE)
ROTHER WOLFGANG (DE)
MILEWSKI GUENTER (DE)
UHDE MARTIN (DE)
BERGER ARTHUR (DE)
NIEMERG HERMANN (DE)
KOENNING LUDWIG (DE)
BERIEF HELMUT (DE)
BRUNELOT PATRICK JEAN-MARC (FR)
Application Number:
PCT/EP2001/004198
Publication Date:
October 18, 2001
Filing Date:
April 11, 2001
Export Citation:
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Assignee:
KRUPP POLYSIUS AG (DE)
KAESTINGSCHAEFER GERHARD (DE)
ROTHER WOLFGANG (DE)
MILEWSKI GUENTER (DE)
UHDE MARTIN (DE)
BERGER ARTHUR (DE)
NIEMERG HERMANN (DE)
KOENNING LUDWIG (DE)
BERIEF HELMUT (DE)
BRUNELOT PATRICK JEAN MARC (FR)
International Classes:
F27D15/02; F27B7/38; (IPC1-7): F27D15/02
Domestic Patent References:
WO1998048231A11998-10-29
Foreign References:
DE4417422A11995-11-23
EP0718578A21996-06-26
US3010218A1961-11-28
DE9403614U11995-07-06
Other References:
See also references of EP 1272803A1
Attorney, Agent or Firm:
Tetzner, Volkmar (Van-Gogh-Strasse 3 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Kühler (1) zum Kühlen von heißem Schüttgut (2) mit , einem feststehenden, von Kühlgas durchströmbaren Belüftungsboden (3) zur Aufnahme des Schüttguts sowie oberhalb des Belüftungsbodens angeordneten, hin und herbeweglichen Förderelementen zum Transport des Schüttguts, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Gruppen (4,5,6) von Förderelementen vorgesehen sind, die in Transportrichtung (9) des Schüttguts (2) gemein sam und entgegen der Transportrichtung (9) getrennt voneinander betätigbar sind.
2. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gruppen (4,5) von Förderelementen (4.1,4.2,4.3,5.1,5.2) abwechselnd in Transpor trichtung (9) des Schüttguts angeordnet sind.
3. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gruppen (4,5,6) von Förderelementen (4.1,4.2,5.1,5.2,6.1,6.2) abwechselnd quer zur Transportrichtung (9) des Schüttguts angeordnet sind.
4. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Gruppen (4,5,6) von Förderelemen ten vorgesehen sind, die abwechselnd quer zur Trans portrichtung des Schüttguts angeordnet sind.
5. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Transportrichtung jede der drei Gruppen (4, 5,6) mehrmals vorgesehen ist.
6. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Transportrichtung (9) benachbarten Förderelemente (4,5,6) derart angeordnet sind, daß sie nach jeder Phase in Transportrichtung (9) ver setzt zueinander ausgerichtet sind.
7. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dab die einzelnen Gruppen (4,5,6) von Förderelementen (4.1,4.2,5.1,5.2,6.1,6.2) abwechselnd quer zur Transportrichtung (9) des Schüttguts angeordnet sind, wobei der Hub der Förderelemente über die Breite des Belüftungsbodens (3) unterschiedlich lang ist.
8. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderelemente einer Gruppe individuell betätig bar sind.
9. Verfahren zum Kühlen von heißem Schüttgut, wobei das heiße Schüttgut auf einem feststehenden, von Kühlgas durchströmbaren Belüftungsboden aufgegeben und mit tels oberhalb des Belüftungsbodens angeordneten, hinund herbeweglichen Förderelementen transpor tiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Gruppen (4,5,6) von Förderelementen verwendet werden, die in Transportrichtung gemeinsam und entgegen der Transportrichtung getrennt voneinander betätigt wer den.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach der gemeinsamen Betätigung aller Gruppen von Förderelementen in Transportrichtung jeweils nur eine Gruppe von Förderelementen entgegen der Trans portrichtung betätigt wird, bis alle Gruppen von Förderelementen wieder zurückgestellt sind.
Description:
Kühler und Verfahren zum Kühlen von heißem Schüttgut Die Erfindung betrifft einen Kühler zum Kühlen von hei- ßem Schüttgut gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie, ein Verfahren zum Kühlen von heißem Schüttgut ge- mäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 9.

Zur Kühlung von heißem Schüttgut, wie beispielsweise Zementklinker, wird das Schüttgut auf einem von Kühlgas durchströmbaren Kühlrost aufgegeben. Während des Trans- portes vom Kühleranfang zum Kühlerende wird das Schütt- gut von Kühlgas durchströmt und dabei gekühlt.

Für den Transport des Schüttgutes sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. Beim sogenannten Schubrostkühler erfolgt der Transport des Schüttgutes durch bewegbare Kühlrostreihen, die sich in Transportrichtung mit fest- stehenden Kühlrostreihen abwechseln.

Außerdem ist es bekannt, einen feststehenden von Kühl- gas durchströmbaren Belüftungsboden zur Aufnahme des Schüttgutes vorzusehen, wobei oberhalb des Belüftungs- bodens Förderelemente zum Transport des Schüttgutes vorgesehen sind. Beim Transportmechanismus unterschei- det man zwischen umlaufenden und hin-und herbewegli- chen Förderelementen.

Aus der DE 878 625 ist ein Kühler gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt. Die dort beschriebenen Förde- relemente werden durch Stangen gebildet, die oberhalb eines feststehenden Rostes angeordnet sind und sich in Längsrichtung parallel zur Rostebene erstrecken. Die Stangen sind mit einem geeigneten Bewegungsmechanismus verbunden, der in Transportrichtung des Schüttgutes

eine hin-und hergehende Bewegung ermöglicht. Zudem sind auf den Stangen geeignete Vorsprünge vorgesehen, um die Förderwirkung zu unterstützen.

Im Gegensatz zu den umlaufenden Förderelementen ergibt sich bei den hin-und herbeweglichen Förderelementen die Problematik, daß ein Teil des Schüttgutes beim Rückhub wieder mitgenommen wird. Diesen Nachteil kann man jedoch durch eine geeignete Ausbildung der Fördere- lemente teilweise ausgleichen. So wurden beispielsweise Förderelemente mit einer im wesentlichen dreieckförmi- gen Querschnittsform vorgeschlagen, wobei die in Trans- portrichtung weisende Stirnfläche im wesentlichen senk- recht zur Transportrichtung ausgebildet ist und die rückwärtige Stirnfläche einen Winkel zwischen 20 und 45° zum Belüftungsboden einschließt. Während beim Vor- hub die im wesentlichen senkrechte Stirnfläche eine gute Förderwirkung erzielt, kann das Förderelement beim Rückhub durch seine Keilform unter dem Schüttgut zu- rückgezogen werden.

Aber auch bei einer solchen Ausgestaltung der Fördere- lemente wird beim Rückhub ein Teil der Schüttgutmenge mitgenommen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Kühler gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. das Verfahren gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 9 hinsichtlich der Förderwirkung zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche l und 9 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Kühler zum Kühlen von heißem Schüttgut weist einen feststehenden, von Kühlgas durch- strömbaren Belüftungsboden zur Aufnahme des Schüttguts sowie oberhalb des Belüftungsbodens angeordnete, hin- und herbewegliche Förderelemente zum Transport des Schüttguts auf. Die Förderelemente sind in wenigstens zwei Gruppen vorgesehen, die in Transportrichtung des Schüttguts gemeinsam und entgegen der Transportrichtung getrennt voneinander betätigbar sind.

Insbesondere bei grobem Schüttgut bildet das Schüttgut eine relativ kompakte Einheit, die beim gemeinsamen Vorhub der Förderelemente in Transportrichtung bewegt werden kann. Indem die-verschiedenen Gruppen von Förde- relementen beim Rückhub einzeln und nacheinander betä- tigt werden, wird aufgrund der Reibverhältnisse im Gut- bett erheblich weniger Schüttgut entgegen der Transpor- trichtung mitgenommen, als bei einem gemeinsamen Rück- hub aller Förderelemente.

Jede Gruppe von Förderelementen besteht aus wenigstens einem Förderelement oder Förderelementstrang.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es auch denkbar, daß die Förderelemente einer Gruppe indi- viduell betätigbar sind, so daß diese beispielsweise unterschiedlich schnell und unterschiedlich lange bzw. mit unterschiedlichem Hub betätigbar sind.

In einem ersten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Gruppen von Förderelementen abwechselnd quer zur Trans-

portrichtung des Schüttguts vorgesehen. Bei den der Er- findung zugrundeliegenden Versuchen hat sich gezeigt, daß mit drei Gruppen von Förderelementen, die abwech- selnd quer zur Transportrichtung des Schüttguts ange- ordnet sind, die besten Ergebnisse erzielt werden kön- nen.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel sind die quer zur Transportrichtung benachbarten Förderelemente derart angeordnet, daß sie zu jeder Phase des Bewegungsablaufs zueinander versetzt in Transportrichtung ausgerichtet sind.

In einem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Gruppen von Förderelementen abwech- selnd in Transportrichtung des Schüttgutes angeordnet.

Aufgrund der Reibverhältnisse im Bereich der seitlichen Begrenzungen des Kühlers oder aus verfahrenstechnischen Gründen kann es zweckmäßig sein, den Hub der Förderele- mente über die Breite des Belüftungsbodens unterschied- lich lang auszubilden.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung wer- den anhand der Beschreibung einiger Ausführungsbei- spiele und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen Fig. l eine schematische Längsschnittdarstel- lung des Kühlers,

Fig. 2 eine schematische Querschnittdarstel- lung gemäß einem ersten Ausführungs- beispiel der Förderelemente, Fig. 3a bis 3d eine schematische Darstellung des Be- wegungsablaufes in der Aufsicht des ersten Ausführungsbeispieles, Fig. 4 eine schematische Querschnittdarstel- lung gemäß einem zweiten Ausführungs- beispiel der Förderelemente, Fig. 5a bis 5d eine schematische Darstellung des Be- wegungsablaufes in der Aufsicht des zweiten Ausführungsbeispieles, Fig. 6 eine schematische Querschnittdarstel- lung gemäß einem dritten Ausführungs- beispiel der Förderelemente, und Fig. 7a bis 7c eine schematische Darstellung des Be- wegungsablaufes in der Aufsicht des dritten Ausführungsbeispieles.

Der in Fig. l dargestellte Kühler 1 zum Kühlen von hei- ßem Schüttgut 2 weist im wesentlichen einen feststehen- den, von Kühlgas durchströmbaren Belüftungsboden 3 zur Aufnahme des Schüttguts sowie oberhalb des Belüftungs- bodens angeordnete, hin-und herbewegliche Förderele- mente 4,5,6 zum Transport des Schüttguts auf. Das Schüttgut 2 wird beispielsweise durch Zementklinker ge- bildet, der aus einem dem Kühler vorgeschalteten Dreh- rohrofen 7 zugeführt wird. Das Schüttgut gelangt über einen schrägen Einlaufbereich 8 auf den feststehenden

Belüftungsboden 3 und wird dort mittels der Förderele- mente 4,5,6 in Längsrichtung durch den Kühler transportiert.

Der Belüftungsboden ist in an sich bekannter Art und Weise ausgestaltet und weist insbesondere Öffnungen auf, durch die das Kühlgas das Schüttgutbett quer durchströmt und es dabei kühlt. Die Kühlluftöffnungen im Belüftungsboden 3 sind dabei so ausgestaltet, daß eine ausreichende Kühlluftmenge zugeführt, aber Rost- durchfall vermieden werden kann. Die Kühlluft wird da- bei zweckmäßigerweise unterhalb des Belüftungsbodens 3 zugeführt. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Luftzuführungen jedoch aus Gründen der Über- sichtlichkeit nicht näher dargestellt.

Die Förderelemente sind in wenigstens zwei Gruppen ein- geteilt, wobei die wenigstens zwei Gruppen von Fördere- lementen in Transportrichtung des Schüttguts gemeinsam und entgegen der Transportrichtung getrennt voneinander betätigbar sind. Die nähere Ausgestaltung und der Bewe- gungsablauf der Förderelemente bei einem ersten Ausfüh- rungsbeispiel werden im folgenden anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert.

In diesem ersten Ausführungsbeispiel sind drei Gruppen von Förderelementen 4,5,6 vorgesehen, die abwechselnd quer zur Transportrichtung des Schuttguts (Pfeil 9 in Fig. l) angeordnet sind. Im dargestellten Ausführungs- beispiel sind über die Breite des Kühlers l sechs För- derelemente vorgesehen, wobei die Förderelemente 4.1 und 4.2 zur ersten Gruppe, die Förderelemente 5.1 und 5.2 zur zweiten Gruppe und die Förderelemente 6.1 und 6.2 zur dritten Gruppe gehören. Selbstverständlich kön-

nen im Rahmen der Erfindung auch mehr oder weniger För- derelemente über die Breite des Kühlers angeordnet wer- den.

Jedes, Förderelement 4.1 bis 6.2 ist über ein Trägerele- ment 14.1 bis 16.2 mit geeigneten Transportmechanismen 17.1 bis 19.2 verbunden. Im dargestellten Ausführungs- beispiel sind im Belüftungsboden 3 Schlitze vorgesehen, durch die die Trägerelemente 14.1-16.2 hindurchge- führt sind.

Die Transportmechanismen, die einer bestimmten Gruppe von Förderelementen zugeordnet sind, können zur gemein- samen Verstellung der Förderelemente miteinander gekop- pelt werden. Die hin-und hergehende Bewegung der För- derelemente wird beispielsweise über einen hydrauli- schen Antrieb realisiert.

Mit Hilfe der Fig. 3a bis 3d wird im folgenden der Bewe- gungsablauf des ersten Ausführungsbeispieles näher er- läutert. Fig. 3a zeigt den Zustand nach dem gemeinsamen Vorhub aller Förderelemente 4.1 bis 6.2. Alle Fördere- lemente sind dabei in Transportrichtung des Schüttguts (Pfeil 9) um eine Länge a bewegt worden. Das auf dem Belüftungsboden und damit auch über den Förderelementen liegende Schüttgut wird dabei in entsprechender Weise verschoben.

Damit beim Rückhub der Förderelemente möglichst wenig Schüttgut wieder zurücktransportiert wird, werden die Förderelemente nur gruppenweise bzw. einzeln zurückge- stellt. Fig. 3b zeigt den Zustand nach dem Rückhub der Förderelemente 4.1 und 4.2, Fig. 3c den Zustand nach dem weiteren Rückhub der Förderelemente 5.1 und 5.2, wäh-

rend in Fig. 3d schließlich auch die letzte Gruppe mit den Förderelementen 6.1 und 6.2 zurückgestellt worden ist.

Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 3 zu ersehen ist, sind auch in Transportrichtung über die Länge des Küh- lers mehrere Förderelemente angeordnet. Die Förderele- mente gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 2 und 3) erstrecken sich im wesentlichen in Längsrichtung, d. h. in Transportrichtung des Schüttguts (Pfeil 9).

Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 und 5 sind wieder quer zur Transportrichtung des Schüttgutes mehrere Gruppen von Förderelementen 4.1 bis 6.2 vorge- sehen. Die Förderelemente unterscheiden sich vom ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß sie sich im wesentlichen quer zur Transportrichtung er- strecken und dementsprechend auch über jeweils zwei Trägerelemente (beispielsweise 14.1) abgestützt und mit einem Transportmechanismus (beispielsweise 17.1) ver- bunden sind bzw. verbunden werden können.

Wenngleich die Förderelemente gemäß dem zweiten Ausfüh- rungsbeispiel in der Grundstellung quer zur Transpor- trichtung fluchtend ausgerichtet sein können, wie das im ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist, sind im zweiten Ausführungsbeispiel benachbarte Förderelemente derart angeordnet, daß sie nach jeder Bewegungsphase, d. h. nach dem gemeinsamen Vorhub und nach jedem einzel- nen Rückhub in Transportrichtung versetzt zueinander ausgerichtet sind.

Aus den Fig. 5a bis 5d ist die Anordnung der Förderele- mente nach jeder Bewegungsphase dargestellt. Fig. 5a

zeigt wiederum den Zustand nach dem gemeinsamen Vorhub aller Förderelemente mit einer Hublänge a. Dabei ist zu erkennen, daß benachbarte Förderelemente (quer zur Transportrichtung 9) in Transportrichtung versetzt zu- einander ausgerichtet sind. Nach dem ersten Rückhub der Förderelemente 4.1 und 4.2 der ersten Gruppe ergibt sich weiterhin eine versetzte Anordnung benachbarter Förderelemente. In Fig. 5c sind auch die Förderelemente 5.1 und 5.2 der zweiten Gruppe und in Fig. 5d die Förde- relemente 6.1 und 6.2 der dritten Gruppe zurückgezogen worden.

Das zweite Ausführungsbeispiel kann den ungewollten Rücktransport des Schüttguts beim Rückhub der Fördere- lemente noch besser reduzieren.

In den Fig. 6 und 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt, das sich von den vorangegangenen Ausfüh- rungsbeispielen im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß lediglich zwei Gruppen von Förderelementen vorgese- hen sind, die zudem abwechselnd in Transportrichtung 9 des Schüttguts vorgesehen sind.

In der Darstellung gemäß Fig. 6 ist das vordere Fördere- lement 4.1 an seinen beiden Endbereichen abgebrochen, um das dahinterliegende Förderelement 5.1 sichtbar zu machen. Zur Verdeutlichung sind in den Fig. 7a bis 7d lediglich drei Förderelemente 4.1,4.2 und 4.3 und nur zwei Förderelemente 5.1 und 5.2 der zweiten Gruppe dar- gestellt.

Jedes Förderelement (beispielsweise 4.1) ist über zwei Trägerelemente (14.1) mit einem Transportmechanismus (17.1) verbunden. Zweckmäßigerweise werden bei dem

dargestellten Ausführungsbeispiel alle Förderelemente einer Gruppe über einen gemeinsamen Transportrahmen be- wegt.

Wie aus Fig. 7a zu ersehen ist, erfolgt der Vorhub wie- derum für beide Gruppen von Förderelementen gemeinsam mit einer Hublänge a. In Fig. 7b ist der Zustand nach dem Rückhub der Förderelemente 4.1,4.2 und 4.3 der er- sten Gruppe dargestellt. Nach dem Rückhub der Fördere- lemente 5.1 und 5.2 der zweiten Gruppe ist wiederum der Ausgangszustand gemäß Fig. 7c erreicht.

Im Rahmen der Erfindung wäre es auch denkbar, bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel den Hub der quer zur Transportrichtung angeordneten Förderelemente un- terschiedlich lang einzustellen. Dadurch können sich über die Breite des Belüftungsbodens ergebende Unter- schiede im Gutbett ausgeglichen werden. So sind bei- spielsweise die Reibverhältnisse innerhalb des Schütt- guts in der Mitte des Kühlers anders, als an den beiden Randbereichen. Auch könnte eine unterschiedliche Hublänge zur besseren Querverteilung des Gutes im An- fangsbereich des Kühlers ausgenutzt werden.

Zur besseren Anpassung der Hublänge an die Bedürfnisse des jeweiligen Kühlers sollte die Hublänge der Fördere- lemente einstellbar ausgestaltet sein.

Bei allen Ausführungsbeispielen kann man zweckmäßiger- weise die Geschwindigkeit für den gemeinsamen Vorhub geringer wählen, als für die Rückbewegungen der einzel- nen Gruppen.

Der Belüftungsboden erstreckt sich vorzugsweise hori- zontal, wobei jedoch auch eine Abwärtsneigung denkbar wäre.

Der Werkstoff der Förderelemente muß entsprechend der auftretenden Temperatur und dem zu erwartenden Ver- schleif ausgewählt werden. Dabei kommen beispielsweise Schweiß-und Gußkonstruktionen in Betracht. Im Bereich der Durchführungen für die Trägerelemente sind zudem geeignete Abdichtungen vorzusehen, um einen Rostdurch- fall zu vermeiden.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß das Schüttgut beim Rückhub der verschiedenen Gruppen von Förderelementen nicht nennenswert mitgenommen wird. Dementsprechend ist für die Bewegung des Schüttgutes eine geringere Anzahl von Hüben erforderlich, wodurch insbesondere auch der Verschleiß der Förderelemente bzw. des Transportmecha- nismus verringert werden kann.