APPARATUS FOR HEATING SAND, GRAVEL OR SIMILAR GRANULAR MATERIALS

Abstract: 1. Apparatus for heating sand, gravel or similar granular material, comprising arcuately profiled channels (22) arranged in a receptacle (1) containing the material to be heated for feeding a heating gas into the material, and further arcuately profiled channels (22) for discharging the heating gas from the material, characterized in that the arcuately profiled channels (22) which serve to feed the gas into the material as well as the arcuately profiled channels (22) which serve to evacuate the gas from the material are grouped in alternately laterally adjacent batteries (2, 3) each comprising several vertically superposed arcuately profiled channels and forming vertical partition walls between which the material to be heated is arranged in relatively thin layers (5).

Description: Beschreibung: Vorrichtung zum Anwärmen von Sand, Kies oder ähnlichem körnigem Gut Diese Erfindung betrifft eine zum Anwärmen von Sand, Kies oder ähnlichem körnigem Gut dienende Vorrichtung, die im Silo des anzuwärmenden Materials angeordnete Wölbprofilrinnen zum Eintragen des Aufheizgases in das Material und zum Ableiten aus demselben umfasst. Man kennt bereits eine zum Anwärmen von Betonzuschlagstoffen dienende Vorrichtung, bei der ans Silounterteil ein Warmluftgebläse angeschlossen ist und im Silo Wölbprofilrinnen, die im Querschnitt die Form eines umgekehrten V haben, übereinander angeordnet sind, über die der Lufteintrag in den Silo erfolgt, und die entweder über Kreuz oder parallel zueinander verlaufen, wobei sie im erstgenannten Falle unmittelbar aufeinander liegen, während im letztgenannten Falle zwischen ihnen kurze Abstandhalter angeordnet sind. Die parallelen Wölbprofilrinnen sind so gestuft angeordnet, dass ihre im Silomittelteil befindlichen Enden eine Zickzacklinie bilden, während bei den gekreuzten Wölbprofilrinnen jede zweite in der Nähe einer Kreuzung endet. Der Nachteil dieser Vorrichtungen liegt darin, dass die Wölbprofilrinnen das Fliessen des Füllgutes erschweren und kein ausreichend effektives gleichmässiges Verteilen des Aufheizgases auf das Füllgut gewährleisten. Es sind auch Getreidetrockner bekannt, bei denen die Wölbprofilrinnen mit V-Querschnitt in der oben dargelegten Weise so übereinandergreifend angeordnet sind, dass jede zweite Rinne an den Zuluftkanal und jede zweite Rinne an den Abluftkanal angeschlossen ist. Infolge des gegenseitigen überstandes der Rinnen erfolgt im Trockner ein kräftiges Mischen, so dass das Getreide beim Trocknen Verdampfungswärme verbraucht und eine starke Staubbildung zu verzeichnen ist. Dies ist ein Nachteil wenn es sich beim Trocknungsgut um Sand oder Kies handelt und die Aufgabe in blossem Anwärmen besteht. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine zum Anwärmen von Sand, Kies oder ähnlichem körnigem Material dienende Vorrichtung des vorgenannten Typs zu schaffen, bei der sich das Anwärmen nur auf einen genau begrenzten räumlichen Bereich erstreckt, selbst wenn es in einem Lager- oder Zwischensilo erfolgt, dessen Volumen den erforderlichen Aufheizraum beträchtlich übersteigt, so dass das Anwärmen derart intensiv erfolgt, dass es gegebenenfalls im Durchlaufverfahren, d. h. kontinuierlich erfolgen kann. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zum Zuführen des Aufheizgases dienenden Wölbprofilrinnen zum einen und die zum Ableiten des Aufheizgases dienenden Wölbprofilrinnen zum anderen zu nebeneinander abwechselnd angeordneten, mehrere übereinander befindliche Wölbprofilrinnen umfassenden, vertikale Trennwände bildenden Batterien zusammengefasst sind, zwischen denen sich verhältnismässig dünne Schichten des zu wärmenden Guts befinden. Infolge dieser relativ dünnen Gutschichten kann das Anwärmen durch Durchblasen von Aufheizgas, zum Beispiel von Heissluft oder Rauchgas, durch die Schichten innerhalb einer solchen Zeitperiode erfolgen, dass die angestrebte durchschnittliche Temperatur der Schicht erreicht wird bevor die Temperatur der Schicht auf der Aufheizungsgas Abführungsseite wesentlich über ihren Anfangswert hinaus gestiegen ist. Dies bietet den Vorteil, dass zum einen die im anzuwärmenden Gut enthaltene Feuchte, zum Beispiel die in Betonzuschlägen enthaltene Feuchte, keine Energieverluste in Form von Verdampfungswärmeabgang mit dem Abgas verursachen kann, da die einblasseitig verdampfende Feuchte in den kalten Schichten der Ausblasseite kondensiert, und dass zum anderen der einblasseitig freigesetzte, vom Aufheizgas mitgerissene Staub ausblasseitig in den feuchten Schichten wieder gebunden wird, so dass trotz hoher Strömungsgeschwindigkeit des Aufheizgases keine Staubabscheidungsvorrichtungen erforderlich sind. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Fluss des anzuwärmenden Guts so angelegt, dass kein Mischen erfolgt, und die Strömung des Aufheizgases so, dass die Stirnfläche über die gesamte Strömungslänge sehr gross und der Strömungsweg kurz ist. Dadurch und infolge des geringen Heizzonenvolumens arbeitet die Vorrichtung mit hoher Geschwindigkeit, und der Bedarf an Wärmedämmung zwischen Umgebung und Heizungssystem ist völlig unbedeutend, nicht zuletzt auch durch den Umstand, dass sich die Heizzone je nach Silogrösse mehr oder weniger vollständig inmitten des anzuwärmenden Guts befindet. Nach einer vorteilhaften Ausführungform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist das eine Ende jeder zum Eintragen von Aufheizgas dienenden Wölbprofilrinnen-Batterie an eine Aufheizgas-Verteilerkammer angeschlossen, die wiederum an die Aufheizgas Zuführungsleitung angeschlossen ist. Auch bei den zum Austragen des Aufheizgases dienenden Wölbprofilrinnen-Batterien ist jeweils das eine Ende entweder an eine Sammelkammer angeschlossen, die wiederum in den Abzugsschacht mündet, oder die einzelne Wölbprofilrinnen-Batterie ist an einen eigenen Abzugskanal angeschlossen, der wiederum in einen eigenen, mit einer Drosselklappe zum Regulieren des Aufheizgasstromes versehenen Abzugsschacht mündet. Nach einer vorteilhaften Ausführung.sform der erfindungsgemässen Vorrichtung sind die Wölbprofilrinnen Batterien lose an stationären Führungspaaren ange ordnet, die von der Verteilerkammer zu den zum Eintragen von Aufheizgas dienenden Wölbprofilrinnen-Batterien hin führende öffnungen sowie von den zum Austragen des Aufheizgases dienenden Wölbprofilrinnen-Batterien zur Sammelkammer oder zu den Abzugskanälen hin führende öffnungen aufweisen. Die Wölbprofilrinnen-Batterien werden vorzugsweise von zwei oder mehr übereinander befindlichen Wölbprofilkassetten gebildet, die wiederum aus mehreren übereinander befindlichen Wölbprofilrinnen bestehen. Auf diese Weise können diese dem Verschleiss ausgesetzten Teile leicht ausgewechselt werden. Man braucht hierzu die abgenutzte Kassette nur herauszuheben und eine neue einzusetzen. Zum Ausgleichen der Aufheizgas-Strömung und des Flusses des anzuwärmenden Guts kann jede der zum Eintragen von Aufheizgas dienenden Wölbprofilrinnen Batterien mit einer eigenen Drosselklappe zum Regulieren des Gasstromes versehen werden, oder zwischen die Wölbprofilrinnen-Batterien können Begrenzungsbleche zur Verringerung des Aufheizgasstromes in den Bereichen, in denen der Fluss des anzuwärmenden Guts eingeschränkt oder verhindert ist, eingesetzt werden, oder zwischen den Wölbprofilrinnen-Batterien können den Materialfluss bremsende Hindernisse angeordnet werden, die dazu dienen, die Fliessgeschwindigkeit des anzuwärmenden Guts in den einzelnen Gutschichten auszugleichen. Im folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf das in den beigefügten Zeichnungen dargestellte Ausführung-beispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung näher beschrieben werden. Es zeigen: Fig. 1 einen Zuschlagstoff-Silo mit einge bauter erfindungsgemässer Aufheiz vorrichtung im Vertikalschnitt; Fig. 2 den gleichen Silo im Vertikalschnitt, der rechtwinklig zum Schnitt von Fig. 1 geführt ist; Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 im Horizontalschnitt längs der in Fig. 1 angedeuteten Geraden III-III; Fig. 4 eine einzelne Wölbprofilkassette seitlich betrachtet; Fig. 5 die gleiche Kassette stirnseitig betrachtet, wobei in letzterer Figur punktgestrichelt die zur gleichen Wölbprofilrinnen-Batterie gehörende obere und untere Kassette dargestellt sind; ; Fig. 6 einen Teil der Aufheizgas-Verteiler kammer mit Montageführungen und Einblasöffnungen für die Wölbprofil rinnen-Batterien; Fig. 7 einen Schnitt längs der in Fig. 6 angedeuteten Geraden VII-VII; Fig. 8 eine modifizierte Ausführungsform und 9 der erfindungsgemässen Vorrichtung in entsprechender Darstellung wie in Fig. 1 und 2. Die in Fig. 1 bis 3 gezeigte erfindungsgemässe Heizvorrichtung umfasst mehrere im Zuschlagstoff-Silo 1 oder in einem entsprechenden Behälter angeordneten Wölbprofilkassetten 2, 3, die in geringen Abständen parallel zueinander zwischen Führungspaare 4 eingesetzt sind, durch die sie an beiden Enden abgestützt werden. Zwischen den Wölbprofilrinnen Batterien 2, 3 bilden sich vertikale Schichten 5 des aufzuheizenden Zuschlagstoffes, die ungehindert nach unten zur Entnahmeluke 6 des Silos hin fliessen können. Die Führungen 4 sind auf der einen Seite der Wölbprofilrinnen-Batterien 2, 3 an dem Heizmedium-Einblaskanal 7 befestigt, der bei jeder zweiten Wölbprofilrinnen-Batterie 2 eine Eintritts öffnung 8 aufweist. An den Einblaskanal 7 ist ein mit der Aufheizgasquelle verbundenes Zuführungsrohr 14 angeschlossen, über welches das Aufheizgas zum Einblaskanal 7 und von dort weiter über die Wölbprofilrinnen-Batterien 2 in den anzuwärmenden Zuschlagstoff geleitet wird. Auf der entgegengesetzten Seite sind die Führungen 4 an den Abzugskanälen 11 befestigt, die bei den Wölbprofilrinnen-Batterien 3, die nicht über Eintrittsöffnungen 8 an den Einblas kanal 7 angeschlossen sind, je eine Abzugsöffnung 10 haben. Das Aufheizgas, zum Beispiel Heissluft oder ein Rauchgas-Luft-Gemisch, wird über das Rohr 14 und den Einbaskanal 7 sowie über die daran angeschlossenen Wölbprofilrinnen-Batterien 2 in die Zuschlagstoff-Schichten 5 eingetragen. Das Aufheizgas strömt durch die Zuschlagstoff-Schichten 5 in die an die Abzugskanäle 11 angeschlossenen Wölbprofilrinnen Batterien 3 und über diese in die Abzugskanäle 11. Die Abzugskanäle sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel an je einen eigenen Abzugsschacht 12 angeschlossen, und jeder dieser Abzugsschächte 12 ist mit einer Strömungsregelklappe 13 versehen. Mit diesen Regelklappen 13 kann bei Verwendung einer kontinuierlich arbeitenden Anwärmvorrichtung der Aufheizgas-Strom durch die einzelnen Materialschichten 5 so reguliert werden, dass er der durchschnittlichen Fliessgeschwindigkeit des Zuschlagstoffes in den einzelnen Zuschlagstoff-Schichten 5 entspricht. Erfolgt hingegen das Anwärmen des Zuschlagstoffes chargenweise und zumal in einem besonderen Behälter, der kleiner als der eigentliche Silo ist und dem Volumen der anzuwärmenden Zuschlagstoff-Charge entspricht, erübrigen sich die Regelklappen 13, da ja dann der Zuschlagstoff die ganze Zeit über in den Räumen 5 zwischen den Wölbprofilrinnen-Batterien 2, 3 verharrt. Fig. 4 und 5 zeigen die in der e:tindungsgemässen Heizvorrichtung verwendete Wölbprofilkassette 2, 3 in einem grösseren Massstab. Eine solche Kassette besteht aus in passenden Abständen angeordneten, an vertikalen Halterungen 21 befestigten Wölbprofilrinnen 22, welche im Querschnitt die Form eines auf dem Kopf stehenden V haben. Die Wölbprofilrinnen können beispielsweise durch Anschweissen an den Halterungen 21 befestigt werden. Bei der in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform umfasst die einzelne Kassette vier übereinander angeordnete Wölbprofilrinnen 22, und bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform umfasst die einzelne Wölbprofilrinnen Batterie 2, 3 drei übereinander angeordnete Wölbprofilkassetten. In Fig. 7 und 8 ist der Aufheizgas-Einblaskanal 7 dargestellt, der auf geeignete, nicht dargestellte Weise an der Silokonstruktion 1 abgestützt ist. Am Einblaskanal 7 sind U-förmige Führungen 4 für die Wölbprofilrinnen-Batterien 2, 3 befestigt. An jeder zweiten Führung 4 befindet sich eine öffnung 8, über welche das Aufheizgas unter die Wölbprofilrinnen 22 der Wölbprofilrinnen-Batterie 2 strömen kann. An den Abzugskanälen 11, die gleichfalls an der Silokonstruktion abgestützt sind, sind an entsprechenden Stellen die Führungen 4 für die Wölbprofilrinnen-Batterien 2, 3 befestigt, und in der Abzugskanalwand ist auf entsprechende Weise bei jeder zweiten Führung 4 eine öffnung 10 vorhanden, wobei jedoch die Öffnungen 10 gegenüber den Einblaskanalöffnungen 8 versetzt sind. Das Aufheizgas wird über das Rohr 14 in den Einblaskanal 7 geleitet, von wo es über die öffnungen 8 unter die Wölbprofilrinnen der Wölbprofilrinnen Batterien 2 strömt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, bilden sich unter den Wölbprofilrinnen die Hohlräume 9, in denen das Aufheizmedium nahezu ungehindert über die gesamte Länge der Wölbprofilrinnen strömen und sich somit mit grosser Stirnfläche auf die Zuschlagstoff-Schicht 5 verteilen und gleichfalls mit grosser Stirnfläche diese durchströmen und zu den Wölbprofilrinnen-Batterien 3 gelangen und weiter über deren Hohlräume 9 durch die Off- nungen 1o in die Abzugskanäle 11 strömen kann. Die erfindungsgemässe Heizvorrichtung kann entweder als kontinuierliche oder als Chargenvorrichtung eingesetzt werden. Bei kontinuierlichem Betrieb wird die Heizvorrichtung im Siloinneren in der Nähe des Bodens angeordnet. In die Heizvorrichtung wird hierbei bei jeder Entnahme eine wärmemengenmässig der zum Aufheizen der dem Silo postenweise zu entnehmenden Stoffmenge erforderliche Aufheizgasmenge eingeblasen. Bei Chargenbetrieb wiederum entspricht das Nettofassungsvermögen des Aufheizbehälters der maximalen Charge. Beim Arbeiten mit kontinuierlicher Heizvorrichtung besteht der Nachteil, dass das aufzuheizende Gut in den zwischen den Wölbprofilrinnen-Batterien 2, 3 vorhandenen Zwischenräumen, d. h. in den Schichten 5 unter Umständen ungleichmässig strömt, mit der Folge, dass an Stellen geringer Fliessgeschwindigkeit eventuell eine Überhitzung des Guts eintritt, was wiederum bedeutet, dass die Austrittstemperatur des Aufheizgases steigt und der Wirkungsgrad des Heizens sinkt. Ein solches ungleichmässiges Fliessen des Gutes lässt sich zum Beispiel dadurch verhindern, dass man auf den obersten Wölbprofilkassetten der randseitigen Wölbprofilrinnen-Batterien 3 verschleissfest verkapselte Motorvibratoren 19 anbringt, die den gleichmässigen Fluss des aufzuheizenden Gutes fördern. Alternativ oder zusätzlich zur vorgenannten Massnahme können auf in Fig. 9 gezeigte Weise auf den obersten Kassetten oder unterhalb der untersten Kassetten in den Bereichen des schnellsten Fliessens Balken 17 angeordnet werden, die sich experimentell leicht an die richtige Stelle rücken lassen. Die Schienen 17 werden vorzugsweise frei an an den obersten Wölbprofilkassetten in relativ dichter Folge befindlichen Zapfen 18 angeordnet. Weiter kann der Aufheizgasstrom auf die in Fig. 8 und 9 gezeigte Weise durch Begrenzungsbleche 16 begrenzt werden, deren Aufgabe darin besteht, je nachdem, ob es sich bei der betreffenden Stelle um einen völlig an der Stelle verharrenden Passivvorrat des aufzuheizenden Guts oder nur um unterdurchschnittlich schwachen Materialfluss handelt, das Durchströmen von Aufheizgas durch die Schicht 5 entweder über die gesamte Länge, d. h. die gesamte Höhe der Wölbprofilrinnen-Batterien 2, 3, oder nur über einen Teil dieser Länge zu verhindern. In Fig. 1 bis 3 sowie 8 und 9 bezeichnet die Bezugszahl 20 den zwischen Silowand 1 und erfindungsgemässer Heizvorrichtung verbleibenden, an der Stelle verharrenden Passivvorrat, der als Wärmedämmschicht zwischen Heizvorrichtung und Umgebung fungiert. Im Hinblick auf die Intensität des Wärmeüberganges ist es von Vorteil, wenn die erfindungsgemässe Heizvorrichtung mit genügend heissem Aufheizgas betrieben wird. Zum Beispiel in der Betonstation eines Fertigteilwerkes kann beim Aufheizen kalter Betonzuschläge auf eine Temperatur von 70 bis 9o C das Aufheizgas eine Temperatur von 200 bis 5000C haben, wobei dann die Aufheizzeit und damit auch die Anfahrzeit des kalten Heizungssystems nur einige Minuten beträgt. Das Umwälzen des Aufheizgases in der erfindungsgemässen Heizvorrichtung kann entweder in Form eines geschlossenen oder eines offenen Systems erfolgen. Beim geschlossenen System werden die Gase aus dem Abzugsschacht 12 erneut der Wärmequelle zugeführt und dann ins Rohr 14 gespeist. Werden die Rauchgase der Wärmequelle unter das Aufheizgas gemischt, so ist aus dem geschlossenen Kreislauf lediglich eine der Rauchgasmenge entsprechende Gasmenge abzuführen. Beim offenen System wiederum werden die Aufheizgase in ihrer Gesamtheit aus dem Abzugs schacht ins Freie geleitet.

Claims: Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Anwärmen von Sand, Kies oder ähnlichem körnigem Gut, die in einem Behälter des anzuwärmenden Guts angeordnete Wölbprofil rinnen (2) zum Eintragen eines Aufheizgases in das Gut und Wölbprofilrinnen (3) zum Ableiten des Aufheizgases aus dem Gut umfasst, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zum Eintragen des Aufheizgases vorgesehenen Wölbprofilrinnen (2) zum einen und die zum Aus tragen des Aufheizgases vorgesehenen Wölbprofil rinnen (3) zum anderen zu abwechselnd neben einander anzuordnenden, mehrere übereinander befindliche Wölbprofilrinnen umfassenden, vertikale Trennwände bildenden Batterien zu sammengefasst sind, zwischen denen relativ dünne Schichten (5) des aufzuheizenden Guts liegen. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das eine Ende jeder der zum Ein tragen von Aufheizgas dienenden Wölbprofil rinnen-Batterien (2) mit der Aufheizgas-Ver teilerkammer (7) in Verbindung steht, welche wiederum an die Aufheizgas-Zuführungsleitung (14) angeschlossen ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende jeder der zum Austragen von Aufheizgas dienenden Wölb profilrinnen-Batterien (3) mit einer Sammel kammer in Verbindung steht, die wiederum an den Abzugsschacht angeschlossen ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende jeder der zum Austragen von Aufheizgas dienenden Wölb profilrinnen-Batterien (3) mit einem eigenen Abzugskanal (11) in Verbindung steht, der wiederum an einen eigenen Abzugsschacht (12) angeschlossen ist, welcher eine Drosselklappe (13) zur Regulierung der Aufheizgas-Strömung hat. 5. Vorrichtung nach irgendeinem der obigen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbprofilrinnen-Batterien (2,3) lose an festen Führungspaaren (4) angeordnet sind, welche von der Verteilungskammer (7) zu den zum Eintragen von Aufheizgas dienenden Wölbprofilrinnen Batterien (2) führende Öffnungen (8) und aus den zum Austragen von Aufheizgas dienenden Wölbprofilrinnen-Batterien (3) zur Sammel kammer oder zu den Abzugskanälen (11) führende öffnungen aufweisen. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass jede einzelne Wölbprofilrinnen Batterie (2,3) von zwei oder mehr übereinander befindlichen Wölbprofilkassetten gebildet wird, wobei die einzelne Kassette wiederum von mehreren übereinander angeordneten Wölbprofil rinnen gebildet wird. 7. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede der zum Eintragen von Aufheizgas dienenden Wölb profilrinnen-Batterien (2) mit einer eigenen Drosselklappe zum Regulieren des Aufheizgas Stromes versehen ist. 8. Vorrichtung nach irgendeinem der obigen An sprüche, gekennzeichnet durch zwischen den Wölbprofilrinnen-Batterien (2,3) angeordnete Aufheizgas-Begrenzungsbleche (16) zur Verringe rung der Aufheizgas-Strömung in den Bereichen der Materialschichten (5), in denen nur be schränkter oder kein Materialfluss erfolgt. 9. Vorrichtung nach irgendeinem der obigen An sprüche, gekennzeichnet durch zwischen den Wölbprofilrinnen-Batterien (2,3) angeordnete, den Materialfluss bremsende Hindernisse (17), die dazu dienen, die Fliessgeschwindigkeit des aufzuheizenden Guts in den einzelnen Schichten (5) auszugleichen. 10. Vorrichtung nach irgendeinem der obigen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Ausnahme des Aufheizgas-Zuführungsrohres (14) und des Aufheizgas-Abzugsschachtes bzw. der -Abzugsschächte (12) in ihrer Gesamtheit dergestalt im Behälter (1) des aufzuheizenden Guts angeordnet ist, dass zwischen der Umwand des Behälters (1) und der Heizvorrichtung eine an der Stelle verharrende, als Wärmedämmschicht fungierende Schicht des Guts verbleibt.

Inventors: KOIVUPALO, ANTTI JUHANI, LAINIO, KAI JUHANI
Applicants: OY PARTEK AB.
Application year: 1980
Main classification: B28C7
IPC codes: F28C3, B28C7