專利名稱：帶內(nèi)部加熱管的加熱室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加熱室，尤其涉及一種可繞其縱軸線旋轉(zhuǎn)的垃圾低溫炭化室，它有一些裝在內(nèi)腔的加熱管，這些加熱管的一端固定在第一塊端板上，其另一端固定在第二塊端板上。本發(fā)明還涉及一種更換在這種加熱室內(nèi)的一根加熱管的方法。
此加熱室用于尤其是按低溫炭化燃燒方法進(jìn)行的垃圾加熱處理。
在垃圾處理領(lǐng)域，所謂的低溫炭化燃燒法已為公眾所知。此方法以及按此方法工作的用于垃圾加熱處理的設(shè)備，例如在EP-A-0302 310和DE-A-3 830 153中作了介紹。這種按低溫炭化燃燒法加熱處理垃圾的設(shè)備，作為其主要的部件包括一個(gè)低溫炭化室(熱解反應(yīng)器)和一個(gè)高溫燃燒室。低溫炭化室將通過(guò)垃圾輸送裝置送來(lái)的垃圾，轉(zhuǎn)化為低溫干餾氣和熱解殘?jiān)?。然后，此低溫干餾氣和熱解殘?jiān)?jīng)適當(dāng)處理后供給高溫燃燒室的燃燒器。在此高溫燃燒室中形成熔融狀的爐渣，它經(jīng)出口放出并經(jīng)冷卻后成玻璃狀。所形成的煙氣經(jīng)煙氣管通往煙囪排出。在此煙氣管內(nèi)主要裝有一個(gè)作為冷卻裝置的廢熱蒸汽發(fā)生器、濾塵器和煙氣凈化器。
通常采用一種旋轉(zhuǎn)的長(zhǎng)度較長(zhǎng)的低溫干餾滾筒作為低溫炭化室(熱解反應(yīng)器)，在它的內(nèi)部有許多平行的加熱管，垃圾基本上在氣密狀態(tài)被加熱管加熱。低溫干餾滾筒繞其縱軸線旋轉(zhuǎn)。低溫干餾滾筒的縱軸線最好相對(duì)于水平線略有傾斜，因此，低溫干餾物集結(jié)在低溫干餾滾筒的出口，并可容易地從那里排出。在旋轉(zhuǎn)時(shí)升高到上面去的垃圾將跌落在位于它們下方的加熱管上。由于垃圾中可能含有重的成分，例如石塊、瓶子、金屬件和陶瓷件，所以存在有損壞加熱管的危險(xiǎn)。除了這種機(jī)械負(fù)荷之外，加熱管內(nèi)還存在高的熱負(fù)荷。這種低溫炭化室可能有15至30米長(zhǎng)，所以意味著投入的資金是相當(dāng)可觀的。
本發(fā)明的目的是，將前言中所述類型的加熱室設(shè)計(jì)為，使之具有長(zhǎng)的工作壽命，并因而能夠低成本地運(yùn)行。
本發(fā)明以下述考慮為基礎(chǔ)，即，只要在一定時(shí)間后更換掉那些承受負(fù)荷特別大的構(gòu)件，就可以達(dá)到上述目的。因此，本發(fā)明還有一個(gè)目的是，提出一種能方便地更換在這種加熱室內(nèi)的一根加熱管的方法。
為此，按本發(fā)明為達(dá)到上述第一個(gè)目的，將加熱管可更換式地固定在端板上。
加熱管應(yīng)可方便更換地裝在兩塊端板之間。為了做到這一點(diǎn)，按進(jìn)一步的改進(jìn)規(guī)定，每根加熱管在端部是可拆的，以及，它可以通過(guò)制在兩塊端板的一塊上的孔，從內(nèi)腔取出。
為了降低成本，但也是為了在按例行的處置后能保證迅速地重新投入使用，應(yīng)保證在更換時(shí)無(wú)須對(duì)第一和/或第二端板進(jìn)行加工的條件下加熱管有可更換性，這種加工例如為焊接。為做到這一點(diǎn)，一項(xiàng)進(jìn)一步改進(jìn)規(guī)定，加熱管的一端從制在第一和/或第二端板上的一個(gè)孔伸出，并通過(guò)套環(huán)與第一或第二端板的外表面連接。該套環(huán)在這種情況下起可拆式固定裝置的作用。
按另一項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)定，套環(huán)包括一個(gè)長(zhǎng)度補(bǔ)償器，尤其是一個(gè)波形管補(bǔ)償器。此長(zhǎng)度補(bǔ)償器可以固定在第一套筒和第二套筒之間，其中，第一套筒的端面與有關(guān)的加熱管以及第二套筒與第一端板分別連接起來(lái)，尤其是焊接。
按照另一種結(jié)構(gòu)，套環(huán)有一個(gè)管底套筒，它一端與有關(guān)的加熱管以及另一端與第二端板連接起來(lái)，尤其是焊接。
其他有利的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)表示在從屬權(quán)利要求中。
上述有關(guān)更換加熱管方法的目的按本發(fā)明這樣來(lái)達(dá)到，即，切下一部分固定用的套環(huán)，使套環(huán)的其余部分留在端板上；將加熱管經(jīng)由一個(gè)制在兩塊端板之一上的孔從內(nèi)腔抽出；裝入一根新的加熱管；以及，將此新加熱管在端面與套環(huán)的其余部分焊接起來(lái)。
下面借助于4個(gè)


本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中圖1為帶垃圾低溫炭化室的低溫炭化裝置的原理剖示圖，它可用于按低溫炭化燃燒方法的范疇；圖2為在低溫炭化室冷端處的單根管固定裝置放大圖；圖3為在低溫炭化室熱端處的單根管固定裝置放大圖；以及圖4所示為在加熱管插入低溫炭化室熱端時(shí)的裝配情況。
按圖1所示，固體垃圾A經(jīng)一輸入和裝料裝置2和一由一馬達(dá)6驅(qū)動(dòng)的螺旋運(yùn)輸機(jī)4，進(jìn)入熱解反應(yīng)器或低溫炭化室8中。在此實(shí)施例中，低溫炭化室8是一個(gè)可繞其縱軸線10(在后面還要介紹的驅(qū)動(dòng)裝置24、26驅(qū)動(dòng)之下)旋轉(zhuǎn)的低溫干餾滾筒或熱解滾筒，它在300至600℃下基本上隔氧地工作，并且除了揮發(fā)性的低溫干餾氣S外還生成基本上固態(tài)的熱解殘?jiān)黤。在這里所涉及的是一種帶有內(nèi)管的低溫干餾滾筒8，在內(nèi)腔13裝有許多互相平行并排齊的加熱管12，圖中只表示了其中的兩根。設(shè)在“熱”端的加熱氣體h的進(jìn)口用數(shù)字14表示，設(shè)在“冷”端的加熱氣體h的出口用數(shù)字16表示。低溫炭化室8的縱軸線10最好相對(duì)于水平線是傾斜的，所以，在右邊的“熱”端低于表示在左邊的垃圾A的進(jìn)口。在熱解滾筒8后面的出口或排料端，連接有一個(gè)排料設(shè)備18，它設(shè)有一個(gè)放出低溫干餾氣體S的低溫干餾氣體排出接管20，和設(shè)有一個(gè)輸出固態(tài)的熱解殘?jiān)黤的熱解殘?jiān)隹?2。一根連接在低溫干餾氣體排出接管20上的低溫干餾氣導(dǎo)管，可與高溫燃燒室的燃燒器相連。低溫干餾滾筒8繞縱軸線10的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)一驅(qū)動(dòng)裝置24來(lái)實(shí)施，一馬達(dá)26也屬于此驅(qū)動(dòng)裝置24。驅(qū)動(dòng)裝置24、26例如作用在一個(gè)固定于低溫干餾滾筒8圓周上的齒圈上。
由圖1可以清楚看出，加熱管12總是以一端固定在第一端板28上，以另一端固定在第二端板30上。如其他的圖2至4所示，固定裝置在端板28、30上設(shè)計(jì)成使加熱管12有良好的可更換性。
圖2放大表示加熱管12在左邊的第一或“冷”端板28上的固定裝置。加熱管12的這一端從內(nèi)腔13通過(guò)孔31伸出。加熱管12的軸線定向?yàn)榇怪庇诙税?8的表面。對(duì)于圖中所表示的結(jié)構(gòu)應(yīng)注意到，各根加熱管12受到高的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷，以及，此也可稱為管板或滾筒底板的第一端板28是繞低溫干餾滾筒8的縱軸線10旋轉(zhuǎn)的。此外還應(yīng)注意到，加熱管12在內(nèi)腔13中的間距d應(yīng)盡可能小，而正是此相同的加熱管12固定在第一端板28上時(shí)，出自于加工或裝配的原因，它們的間距D應(yīng)盡可能地大。最后還應(yīng)注意到，低溫干餾滾筒8在其使用壽命期間工作時(shí)，加熱管12應(yīng)經(jīng)常更換，而長(zhǎng)度補(bǔ)償器相對(duì)而言很少更換，端板28可能從不更換。在更換加熱管12以及必要時(shí)更換長(zhǎng)度補(bǔ)償器時(shí)，應(yīng)當(dāng)不需要在第一端板28上進(jìn)行加工，尤其是不進(jìn)行焊接加工。這一點(diǎn)同樣適用于后面要介紹的在第二端板30上的固定裝置。
上述有關(guān)于距離d、D的條件這樣來(lái)滿足，即令每根加熱管12沿其長(zhǎng)度有一個(gè)直徑減小段32。這一個(gè)減徑段32設(shè)在內(nèi)腔13中鄰近第一端板28的表面前。
每根加熱管12可比較容易拆卸地固定在兩端。加熱管端在第一端板28上的固定是借助于一個(gè)套環(huán)34進(jìn)行的，此套環(huán)34系由第一套筒36、長(zhǎng)度補(bǔ)償器38和第二套筒40串聯(lián)組合而成。第一和第二套筒36或40用鋼制造，它們也可當(dāng)作管狀焊接件。套環(huán)34環(huán)繞著加熱管12上已減小了直徑的插入外腔中的端段。第一套筒36的端面與有關(guān)的加熱管12通過(guò)焊縫42連接。而第二套筒40則通過(guò)在內(nèi)腔13的焊縫44以及必要時(shí)還通過(guò)在外腔的另一條焊縫46與第一端板28連接。長(zhǎng)度補(bǔ)償器38在這里特別設(shè)計(jì)為波形管補(bǔ)償器。它的兩端與管狀焊接件或套筒36、40的里端，通過(guò)圖中沒(méi)有進(jìn)一步標(biāo)示的焊縫連接。
重要的是套筒36、40的軸向長(zhǎng)度。第一套筒42的軸向長(zhǎng)度可例如為了5次更換加熱管12來(lái)確定，而第二套筒40的軸向長(zhǎng)度可例如為了2次更換波形管補(bǔ)償器38來(lái)確定。這一情況用5條垂直線50或2條垂直線52表示在下面那根加熱管12上。
在第一次更換加熱管12的情況下，將第一套筒36沿第一條線50切下，并將有關(guān)的加熱管12向右從內(nèi)腔13抽出。用一根新的加熱管12來(lái)代替它，在將這根新的加熱管12從制在第一端板28的有關(guān)孔31插入后(更準(zhǔn)確地說(shuō)是從構(gòu)件組合40、38、36中插入)，在其端部通過(guò)一條新的焊縫42焊接起來(lái)。如后面還要說(shuō)明的那樣，在右邊的“熱”端板30也有相應(yīng)的處理過(guò)程。
若與之相反，也許除了加熱管12之外波形管補(bǔ)償器也要加以更換，則應(yīng)沿左邊的那條線52切下第二套筒40。然后，可將一個(gè)帶有已連接好的第一套筒36的新的波形管補(bǔ)償器38在切割面處焊接起來(lái)。
圖2所表示的結(jié)構(gòu)，保證加熱管12和長(zhǎng)度補(bǔ)償器38有簡(jiǎn)便、快速并因而低成本的可更換性，人們無(wú)須在第一端板28上往往難以接近的位置進(jìn)行焊接。當(dāng)人們想到一個(gè)低溫干餾滾筒8有100至200根固定在端板28上的加熱管12時(shí)，便能認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)在經(jīng)濟(jì)上具有突出的重要意義。
圖3表示一根加熱管12在右邊的第二或“熱”端板30上的固定，此“熱”端板30同樣繞其縱軸線10旋轉(zhuǎn)。在這里加熱管12也經(jīng)孔53從內(nèi)腔13伸出。為了固定采用了套環(huán)54。這一套環(huán)54由一個(gè)簡(jiǎn)單的金屬管段構(gòu)成，它起管底套筒56的作用。在這里有重要意義的是，管底套筒56的內(nèi)徑略大于加熱管12的外徑。這一間距用一個(gè)中心襯管58來(lái)消除，中心襯管58是在裝入加熱管12后從端面嵌入管底套筒56中的。
中心襯管58內(nèi)端制有斜面，以便于嵌入或裝入。管底套筒56在一端與有關(guān)的加熱管12通過(guò)端面焊縫60和(在裝配結(jié)束時(shí)加上的)裝配焊縫焊接起來(lái)。而在管底套筒56的另一端借助于在內(nèi)腔13中的焊縫62與端板30焊接在一起。
在此實(shí)施例中需要此中心襯管58，因?yàn)橛嘘P(guān)的加熱管12設(shè)有金屬制的擋瓦64。這一擋瓦64尤其可是一個(gè)半殼，它借助于至少一條定位焊縫66(見(jiàn)圖4)從外面焊在加熱管12上。擋瓦64有厚度b。它在內(nèi)腔13中防止加熱管12受到(在低溫炭化室8旋轉(zhuǎn)時(shí)先升高然后降落的)固體物直接沖擊，如玻璃、鐵和陶瓷的物件，并因而防止損壞加熱管表面。這種擋護(hù)板延長(zhǎng)了加熱管12的更換周期。對(duì)于每一根加熱管，該擋護(hù)半殼分別針對(duì)降落物的降落方向來(lái)定位。
在本實(shí)施例中管底套筒56的軸向長(zhǎng)度也選擇為，它足以用于更換5次加熱管12。這也是用垂直線68來(lái)表示的。
圖4表示插入加熱管12時(shí)的裝配情況?，F(xiàn)在借助于圖3和4詳細(xì)說(shuō)明裝配過(guò)程。
首先將管底套筒56借助于焊縫62固定在第二端板30的孔53中。管底套筒56伸入外腔(加熱氣體進(jìn)口14)內(nèi)。然后將加熱管12從右邊裝入在第二端板30上的孔中。在此加熱管12上已經(jīng)借助于定位焊縫66固定好擋瓦64；同樣，在加熱管12上也已經(jīng)通過(guò)端面焊縫60焊接了中心襯管58。這一根如此準(zhǔn)備好的加熱管12從右邊嵌入或推入管底套筒56中。這一情況如圖4所示。顯然，在插入時(shí)加熱管12的下部外母線貼靠在管底套筒56下部的內(nèi)母線上。有關(guān)的尺寸設(shè)計(jì)成，應(yīng)盡量小的管底套筒56的內(nèi)徑，正好略大于加熱管12的外徑與擋瓦64的厚度b之和。為了更清楚地明了這一點(diǎn)，在裝配時(shí)加熱管12的中心線用H表示，管底套筒56的中心線用R表示。兩條中心線H、R之間的距離用m表示。
在幾乎完全插入后將加熱管12抬高距離m?，F(xiàn)在中心線H、R重合。中心襯管58這時(shí)適合于嵌入管底套筒56中。最后，在管底套筒56和中心襯管58的端面加上裝配焊縫60。
在第一次更換加熱管12的情況下，在這里應(yīng)沿線68中最右邊的那條線切下組合部分56、58、12。如已說(shuō)明的那樣，在按圖2所示的冷端要進(jìn)行同樣的工作。然后，此加熱管12帶著在它上面的擋瓦64，可以經(jīng)孔53(更準(zhǔn)確地說(shuō)是經(jīng)過(guò)管底套筒56)從內(nèi)腔13抽出，并用一根新的加熱管代替。這根新加熱管12的裝配過(guò)程按前面已說(shuō)明的原理進(jìn)行。在作另一次或下一次更換的情況下，再次切下組合部分56、58、12，但這時(shí)應(yīng)沿線68中從右邊外面看的第二條線。在第三次更換時(shí)，切割沿第三條線進(jìn)行，以此類推。每次在管底套筒上都留下仍足以加工裝配焊縫60的材料。
權(quán)利要求
1.一種加熱室，尤其是一種可繞其從軸線(10)旋轉(zhuǎn)的垃圾(A)低溫炭化室(8)，它有一些裝在內(nèi)腔(13)的加熱管(12)，這些加熱管(12)的一端固定在第一端板(28)上，其另一端固定在第二端板(30)上，其特征在于加熱管(12)可更換地固定在端板(28、30)上。
2.按權(quán)利要求1所述的加熱室，其特征在于每一根加熱管(12)在其端部可拆并可通過(guò)一個(gè)制在這兩塊端板(28、30)之一上的孔(53)從內(nèi)腔(13)取出。
3.按權(quán)利要求1或2所述的加熱室，其特征在于總有加熱管(12)的一端穿過(guò)在第一和/或第二端板(28、30)上的孔(31、53)伸出，并通過(guò)一套環(huán)(34、54)與第一或第二端板(28、30)的外表面連接。
4.按權(quán)利要求3所述的加熱室，其特征在于套環(huán)(34、54)包括一個(gè)長(zhǎng)度補(bǔ)償器(38)，尤其是一個(gè)波形管補(bǔ)償器。
5.按權(quán)利要求4所述的加熱室，其特征在于長(zhǎng)度補(bǔ)償器(38)固定在第一套筒(36)與第二套筒(40)之間，其中，第一套筒(36)在端面與有關(guān)的加熱管(12)連接，尤其是焊接，而第二套筒(40)則與第一端板(28)連接，尤其是焊接。
6.按權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的加熱室，其特征在于每根加熱管(12)包括一個(gè)減徑段(32)。
7.按權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的加熱室，其特征在于套環(huán)(54)包括一個(gè)管底套筒(56)，它一端與有關(guān)的加熱管(12)以及另一端與第二端板(30)連接，尤其是焊接。
8.按權(quán)利要求7所述的加熱室，其特征在于中心襯管(58)設(shè)在管底套筒(56)與有關(guān)的加熱管(12)之間。
9.按權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的加熱室，其特征在于在加熱管(12)上分別設(shè)有并最好是焊上一個(gè)擋瓦(64)，尤其在形狀上是一個(gè)鋼制的半殼。
10.按權(quán)利要求7或權(quán)利要求8與權(quán)利要求9所述的加熱室，其特征在于管底套筒(56)的內(nèi)徑確定為略大于加熱管(12)的外徑與擋瓦(64)的厚度(b)之和。
11.按權(quán)利要求3至10中任一項(xiàng)所述的加熱室，其特征在于套環(huán)(34、54)包括一個(gè)套筒(40、56)，套筒(40、56)的一端穿過(guò)端板(28、30)上的孔(31、53)，以及，套筒(40、56)在內(nèi)腔(13)中以其端面與此端板(28、30)焊接起來(lái)。
12.一種更換加熱管(12)的方法，此加熱管(12)在一加熱室(8)的內(nèi)腔(13)中以其一端固定在第一端板(28)上，而以其另一端固定在第二端板(30)上，其特征在于切下一部分固定用的套環(huán)(34、54)，使套環(huán)的其余部分留在端板(28、30)上；將加熱管(12)經(jīng)由一個(gè)制在兩塊端板(28、30)之一上的孔(53)從內(nèi)腔(13)抽出，裝入一根新的加熱管(12)，以及，將此新加熱管(12)在端面與套環(huán)(34、54)的其余部分焊接起來(lái)。
全文摘要
一種可繞其縱軸線(10)旋轉(zhuǎn)的垃圾(A)低溫炭化室(8)在內(nèi)腔有許多加熱管(12)。這些加熱管(12)分別以一端固定在第一端板(28)上，而以另一端固定在第二端板(30)上。按本發(fā)明將固定裝置設(shè)計(jì)為使加熱管(12)能方便地更換。這一點(diǎn)特別通過(guò)套環(huán)(34、54)來(lái)達(dá)到，此套環(huán)圍繞著加熱管(12)從內(nèi)腔(13)伸出的端部。套環(huán)(34、54)最好包括可切割的套筒(36、56)，而插入的新加熱管(12)可與其端部焊接起來(lái)。
文檔編號(hào)F27D99/00GK1131433SQ94193480
公開(kāi)日1996年9月18日 申請(qǐng)日期1994年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月9日
發(fā)明者卡爾·邁, 哈特穆特·赫姆, 卡爾海因茨·翁菲爾扎格特 申請(qǐng)人:西門子公司