Устройство для охлаждения сыпучего материала

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ,СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

091 (И) зар F 27 В 7/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц д» %

Ф, К д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

21) 3403042/29-33

22) 25.02.82 (46) 07.08.83. Бюл. и 29 (72) И.Д.Головашев (53) 66.04?.564.045.5(088.8}, (56} 1. Авторское свидетельство СССР

8 773420, кл, F 27 O 15/02, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

И 567741, кл. С 10 В -39/10, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

N 277203, нл. F 27 В 7/38, 1969 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СИПУЧЕГО ИАТЕРИАЛА, включающее цилиндрический корпус с вертикальным валом вращения, пересыпную шах. ту, установленные в несколько рядов по вертикали наклонные пересыпные плиты и расположенные над ними скребковые лопасти, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена и использования вторичных энергоресурсов, скреб" ковые лопасти, выполнены в виде тепло» обменных элементов и установлены не" подвижно в корпусе, а пересыпные плиты жестко прикреплены к валу враще" ниФ.

2. Устройство по п.1; о т л ич а ю щ е е с -я тем, что скребковые лопасти выполнены в виде элементов труба-в-трубе или в виде петлевых кессонов, состоящих из нижних вход ных и верхних выходных ветвей.

3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оси ветвей петлевых кессонов и трубчатых элементов смежных рядов относитель" но друг друга и вертикальной плос-кости смещены на расстояние, равное не менее их диаметра.

4. Устройство по пп.1-3> о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что скребковые лопасти снабжены опорными броне. планками, закрепленными на указанных лопастях со стороны подхода охлаждаемого материала.

Ф 1033 изобретение относится к обработке,. материала, охлаждение которого про" водится без доступа кислородсодержащего rasa, а более конкретно к устройствам для охлаждения прокаленного кокса; используемого в электродной промышленной и цветной металлургии для производства анодов.

Известно устройство для охлаждения сыпучего материала, выполненное 10 в виде наклонной шихты, содержащей скатные пороги и установленные над

:ними теллообменные элементы в виде ширм. Движение материала по порогам осуществляется за счет. собственного веса или с помощью вибраторов .1 $

Недостатком этого устройства является то, что материал, пересыпаясь с порога на порог, не подвергается перемешиванию, а следовательно не осуществляется в нем надлежащий

: теплообмен.

Известны также устройства в аиде барабанных или вращающихся холодильников, например устройство для 25 охлаждения прокаленного кокса,которое установлено за обжиговыми вельцпечами. Охлаждение материала .осущест" вляется путем подвода воды к наружной поверхности вращающегося корпуса или в виде орошения, или в виде его омывания непрерывным потоком ?.3.

Однако материал при вращении ох" ладителя скользит по гладкой поверхности овальной стенки, не подвергаясь перемешиванию, а это ведет к недоста Э точному теплообмену между раскаленным материалом и поступающим на корпус хладагентом. Объективным фактором оценки несовершенства вращающих" ся охладителей является то, что их размеры достигают 80 м в длину.

Охлаждение высокотемпературных материалов требует условий их перемеши" вания или разрыва потока их движе" ния. Более эффективными условиями теплообмена, как очевидно, являются условия изменения направления движения материалов, например, путем их пересыпки в многоярусных .холодильниках. Такие устройства представляют >О собой закрытые шахтные холодильники с установленными в несколько рядов по вертикали пересыпными плитами.

Наиболее близким по технической сущности к".изобретению является 55 холодильник, содержащий корпус, внут" ! ри которого установлены пересыпные плиты(тарелки). .Через плиты проходит

824 2 центральный вал вращения, на котором установлены скребковые лопасти, осуществляющие перевертывание материала с одной плиты на другую.Под плитами установлены змеевиковые теплообмейники, по которым циркулирует проточная вода P3), Однако попавший на ту или иную плиту материал сразу же скатывается с этой плиты, не коснувшись terinoобменного элемента, поскольку пос" ледний находится под пересыпной плитой. 8 значительно большей степени материал контактирует здесь со скребковыми лопастями, так как они непосредственно входят в его массу, Однако лопасти, не будучи теплообменниками, тепло, естественно, не отбирают. Что касается змеевиков, то они выполняют функцию охлаждения детали как таковой, Отсюда следует, что материал в известном устройстве охлаждается только средствами пере- . сылки его с одной плиты на другую. Не достатком является и то, что установленные под плитами змеевики рассчита" ны на систему охлаждения проточной водой, которая не нагревается выше

50 С. А в условиях охлаждения высокотемпературных материалов, например, при охлаждении прокаленного кокса, температура которого достигает

1300 С, расход воды при таких системах достигает колоссальных объемов.

Известное устройство не решает такой актуальной проблемы, как использование вторичных .энергоресурсов, по" скольку tenno, отобранное от материала, уходит вместе с потоком проточной воды.

Существенным недостатком указанной системы охлаждения является также отложение на стенках теплообменных элементов накипи и шлама, приводящих к остановке агрегата для nðîмывки или замены отдельных деталей.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена и использования вторичных энергоресурсов.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для охлаждения сыпучего материала, включающем цилиндрический корпус с вертикальным валом вращения, пересыльную шахту, установленные в несколько рядов по вертикали наклонные пересыпные плиты и расположенные над ними скребковые лопасти, последние выполнены в виде теплообмен- . ных элементов и установлены непод3 10338 вижно в корпусе, а пересыпные плиты жестко прикреплены к валу вращения.

Кроме того, скребковые лопасти выполнены в виде элементов труба-в-трубе или в виде петлевых кессонов, состоящих из нижних входных и верхних выходных ветвей.

Причем оси ветвей петяевых кессонов и трубчатых элементов смежных рядов относительно друг друга и вер- 1О тикальной плоскости смещены на рас" стояние, равное не менее их диаметра.

Ври этом, скребковые лопасти снабжены опорными бронепланками, закрепленными на указанных:лопастях со стороны подхода охлаждаемого материала. Трубчатые скребковые лопасти выполнены в виде элементов труба-в.-тру-, бе, а также в виде петлевых кессонов 20 состоящих из нижних входных и верхних выходных ветвей, Установленные неподвижно в корпусе трубчатые скребковые лопасти расположены так, что оси верхних ветвей относительно осей нижних ветвей одного и того же петлевого кессона смещены на расстояние, равное не менее двух их диаметров.

Указанные ветви в аналогичном плане расположены относительно трубчатых лопастеи смежных с ними рядов, что по39 зволяет делать плавный переход сыпу чего материала с одной плиты на другую.

Для предварительной подготовки

- материала путем его измельчения и и/или рыхления, а также направления его движения через трубчатые лопасти последние снабжены опорными бронепланками, закрепленными на них со стороны подхода охлаждаемого материала и на некотором расстоянии ниже их оснований. При подходе материала (при подводе его плитой) к лопасти он пересыпаьтся через укаэанную лопасть и перемешивается. Таким образом, труб 4> чатые лопасти постоянно находятся в массе горячего материала, что способствует вскипанию и испарению на" ходящегося в них хладагента.

В зависимости от дисперсности ox- go лаждаемого материала, расположением трубчатых скребковых лопастей достигается такой технический эффект, что вал и прикрепленные к нему плиты вра1 щаются со значительно малой скоростью. у

На фиг. 1 показано устройство, общий вид, на фиг. 2 - узел 1 на фиг.1", на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2

24 4

Устройство содержит пересыпную вахту 1, цилиндрический корпус 2, расположенный в центре устройства вал 3 вращения, на котором в несколько рядов жестко закреплены наклонные пересыпные плиты 4. Над каждой пересыпной. плитой и неподвижно в кор-. пусе установлены трубчатые скребковые лопасти 5, а также трубчатые . скребковые лопасти 6, состоящие из нижних входных ветвей 7 и верхних выходных ветвей. 8. Со стороны подхода материала к трубчатым лопастям прикреплены опорные бронепланки 9, обеспечивающие подрезку и волнообразное движение охлаждаемого материала через лопасти 5 и нижние ветви 7 лопастей

6, Корпус 2 и пересыпная шихта 1 снабжены циркуляционными каналами

10, объединенными в трубные коллекторы 11. К трубным коллекторам 11 и выполненным как теплообменные элементы скребковым лопастям 5 и 6, подсоединены по теплообмену опускные, трубопроводы 12,подьемные трубопрово" ды 13 и связанный с ним барабан-сепаратор 14 для парожидкостного хладагента.

В нижней части устройства имеется выгрузное устройство l5 для отвода охлажденного материала.

Устройство работает следующим образом.

Охлажденный материал, поступая из обжиговой печи (не показана) в пересыпную вахту 1, где благодаря установленным с наклоном верхним ветвям

8 петлевых кессонов (фиг..И материал плавно ссыпается на пересыпные плиты 4, которые, вращясь в горизонтальной плсскости, подводят материал к нижним ветвям 7 петлевых кессонов.

Ветви 7 благодаря установленным на них опорным бронепланкам 9 (фиг.1-3) идущий навстречу охлаждаемый материал подрезают и направляют его "через себя".

Таким образом происходит перемешиBBHNe материала установленными неподвижно трубчатыми скребковыми ло- пастями, выполненными в то же время как теплообменные элементы. Затеи материал скатывается или пересыпается с одной наклонной плиты 4 на дру..гую, меняя при этом свое направле,ние, Время пребывания материала в контакте. с трубчатыми скребковыми лопастями одного из рядов определяется конструкцией и расположением извест:ных пересыпных плит, которые могут при необходимости длительного кон:такта трубчатых лопастей с массой ма° териала, площадь пересыпных плит должна быть увеличена, а их наклон

5 соответственно, уменьшен. Вместе с тем может быть увеличено число трубчатых скребковых лопастей в каждом ряду или в первых рядах по ходу поступления более горячего материала.

10 8 процессе работы внутри устройства образуется пыле-газовая смесь, которая оказывает температурные воздействия на внутренние поверхности пересыпной шахты I и корпуса 2. Ота .15 бор тепла от этих элементов осуществляется благодаря установленным на внешней их поверхности каналам 10, ;собранным в коллекторы 11, к которым подведены опускные трубопроводы 12

20 и подъемные трубопроводы 13, образующие вместе с барабаном-.сепарав тором 14. замкнутые контуры циркуляции паро-жидкостного хладагента по известной схеме испарительного ох25 лаждения.

Количество .рядов поворотных пересыпных плит 4 и установленных над ними неподвижных трубчатых лопастей 5 .и б также определяется условиями термообработки материала.

Охлаждаемый материал, пересыпаясь с одной плиты на другую, попадает в нижнюю часть корпуса 2, где он охи лаждается до требуемой температуры

35 и ссыпается через выгрузное устройство 15.

Устройство для охлаждения сыпучего материала s соответствии с данным изображением в корне отличается .4О от традиционных пересыпных охладителей тем, что переварачивающие органы (лопасти) приобрели совершенно новое техническое качество, поскольку сохраняя свою прежнюю функцию, они

45 стали теплообменниками, удачно располагающимися в массе раскаленного материала.

Экономический эффект от внедрения изобретения только по выработке

50 пара 1, из расчета производительности обжиговой печи 300 т в сутки ) составит 200 тыс.руб. в год.

5 1033824 быть выполнены с большими или меНьшими щелями и установлены с тем или . иным углом наклона. Как показано на

Фиг.1 стрелками, материал с первой плиты попадает на вторую, где аналогичным образом плитой 4 подводится к трубчатым скребковым лопастям 5, выполненным в виде элементов труба" в-.трубе, и перемешивается. Материал отдает тепло циркулирующему по указанным трубчатым. скребковым лопастям

5 и б хладагенту, который по известной схеме испарительного охлаждения . из барабана-сепаратора 14 по спускным трубопроводам 12 подводится к ук занным лопастям, вскипает внутри них и испаряясь, отводится через подъемные трубопроводы 13 снова в барабансепаратор.

Благодаря смешению лопастей 5 относительно вертикальной плоскости и относительно лопастей смежных рядо (Фиг..3). на расстояние 1 материал с одного ряда плит и,. соответственно, лопастей пересыпается плавно по касательной трубчатых лопастей 5 и ветвей 7 и 8 кессонов б. В зависимос ти от расстояния R. (Фиг.3 ) материал может попадать впереди трубчатых лопастей, что необходимо при условии его окомкования или при наличии крупных Фракций. В таком случае бронепланки 9 могут работать как перемалывающие или дробильные органы. Пр термообработке материала более сыпучего его состава площадь пересыпных плит может быть уменьшена, а их наклон увеличен, чем достигается пересыпка части материала с одной плиты на другую, а следовательно, с одной неподвижной и трубчатой лопасти на другую в какой- ro степени самотеком, причем указанная пересыпка, как известно, будет иметь место в разных местах: то со.стороны вала 3, то со стороны корпуса 2. Вращение плит 4 в таком случае будет самым минимальным, т.е. побуждающим или сопровождающим самотечное движение, например, мягкого и мелкодисперсного ма-, териала. И наоборот, при более высоких требованиях к термообработке, 1033824 п

1033824

Составитель.,О.Смирнова

Редактор Н.Лазаренко Техред М.Гергель . Корректор,М.Демчик

° «««« « « «««««««««O ««««

Заказ 5601) Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«

««« филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4