Устройство для охлаждения сыпучих материалов



Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов
Устройство для охлаждения сыпучих материалов

 


Владельцы патента RU 2418033:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет (RU)

Изобретение может быть использовано в коксохимической, цементной и металлургической промышленности. Устройство для охлаждения сыпучих материалов включает водяную ванну 1 с установленным в ней вращающимся барабаном 2 с карманами охлаждения и средствами для загрузки 3 и выгрузки 4 сыпучих материалов. Барабан выполнен из направляющих элементов, выполненных в виде трех с напусками прямоугольной формы для карманов охлаждения прямоугольных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны. Полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по внутреннему периметру трех ломаных винтовых канавок основного направления и двух ломаных винтовых канавок противоположного направления, а по наружному периметру трех ломаных винтовых линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления, в точках излома которых расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников. Изобретение позволяет упростить сборку конструкции и обеспечить продольное перемещение частиц сыпучих материалов от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении барабана. 16 ил.

 

Изобретение относится к коксохимической, цементной, металлургической промышленности, а именно к устройствам для охлаждения сыпучих материалов, например кокса, клинкера при производстве кокса, цемента, цинка, свинца, олова и переработки руд.

Известно устройство для охлаждения кокса (А.с. СССР, №1142717, кл. F27В 7/38, 1983, содержащее барабан с карманами охлаждения и неподвижную водяную ванну, в которой барабан выполнен из правильных усеченных пирамид, соединенных между собой попеременно большими и меньшими основаниями, образуя гребни, а карманы охлаждения образованы на наружной поверхности барабана перегородками, соединяющими ближайшие ребра пирамид, и накладками, соединяющими ближайшие гребни.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности из-за недостаточной эффективности охлаждения, обусловленной недостаточной интенсивности теплообмена между сыпучими материалами и охлаждающей водой, малой их перемешиваемостью и определенной упорядоченностью движения сыпучих материалов внутри барабана, а также необходимостью наклона барабана для обеспечения перемещения кокса от загрузки к выгрузке.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для охлаждения сыпучих, материалов (А.с. СССР, №1765154, кл. С10В 39/00, F27В 7/38), включающую водяную ванну, установленный в ней вращающийся барабан с карманами охлаждения, выполненный из секций, каждая из которых смонтирована из шести пластин, выполненных в виде равнобочных трапеций, средства для загрузки и выгрузки. Каждая из трапеций соединяется боковой стороной попеременно с последующей трапецией по ее плоскости и проходит через вершину у верхнего основания и боковой стороны, образуя внутреннюю полость секции в виде правильного октаэдра. Секции соединены между собой в барабан нижними основаниями. Нижние основания трапеций больше боковой стороны на величину верхнего основания. Карманы охлаждения образованы соединением последовательно по периметру секции под внутренним тупым углом друг к другу попеременно к торцам секции верхним и нижним основаниями с односторонним напуском в сторону, противоположную внутреннему тупому углу. Односторонний напуск по наружному углу между двумя пластинами направлен в сторону вращения барабана.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности из-за недостаточной эффективности охлаждения, обусловленной недостаточной интенсивностью теплообмена между сыпучими материалами и охлаждающей водой, малой их перемешиваемостью и определенной упорядоченностью движения сыпучих материалов внутри барабана, сложность сборки конструкции, а также необходимость наклона барабана для обеспечения перемещения частиц сыпучих материалов от загрузки к выгрузке.

Техническим результатом задачи являются расширение технологических возможностей, упрощение сборки конструкции, обеспечение продольного перемещения частиц сыпучих материалов от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении барабана.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для охлаждения сыпучих материалов, преимущественно кокса, клинкера, включающем водяную ванну, установленный в ней вращающийся барабан с карманами охлаждения, выполненный из секций, каждая из которых смонтирована из шести пластин, выполненных в виде равнобочных трапеций, средства для загрузки и выгрузки сыпучих материалов, согласно изобретению барабан выполнен из направляющих элементов, выполненных в виде трех с напусками прямоугольной формы для карманов охлаждения прямоугольных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по внутреннему периметру трех ломаных винтовых канавок основного направления и двух ломаных винтовых канавок противоположного направления, а по наружному периметру трех ломаных винтовых линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления, в точках излома которых расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников, при этом карманы охлаждения образованы напусками прямоугольной формы, расположенными по периметру барабана последовательно с зазорами друг за другом по ломаным винтовым линиям основного направления, и направлены в сторону вращения барабана.

По данным патентно-технической литературы, не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции устройства для охлаждения сыпучих материалов.

Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление внутри барабана тремя ломаными винтовыми канавками основного направления обеспечивает транспортировку сыпучих материалов от загрузочного к разгрузочному приспособлению при горизонтальном расположении устройства, расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что выполнение барабана с двумя ломаными винтовыми канавками противоположного направления обеспечивает возврат в обратном направлении части сыпучих материалов, увеличение смешиваемости сыпучих материалов, увеличивает интенсивность охлаждения и теплообмена, расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что форма поперечного сечения барабана - неправильный четырехугольник, который по длине барабана меняет не только форму и размеры сторон четырехугольника, но и их расположение относительно оси барабана, что нарушает стационарность движения сыпучих материалов, увеличивает интенсивность теплообменных процессов, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по наружному периметру барабана расположены ломаные винтовые линии основного и противоположного направления, что обеспечивает увеличение интенсивности смешиваемости воды, увеличивает интенсивность теплообменных процессов и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана по периметру позволяет не только обеспечить продольное каскадное перемещение сыпучих материалов от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении барабана, но и обеспечить интенсивное перемешивание материала, что расширяет технологические возможности установки.

Новизна заключается также в том, что карманы барабана выполнены из направляющих элементов в виде напусков прямоугольной формы, расположенных по периметру барабана последовательно друг за другом с зазорами по ломаным винтовым линиям основного направления, направлены в сторону вращения барабана, что обеспечивает увеличение интенсивности смешиваемости воды, увеличивает интенсивность теплообменных процессов и расширяет технологические возможности.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - барабан, вид спереди; на фиг.3 - вид А на фиг.1; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.2; на фиг.5 - одна из полос с разметкой линий сгиба и напусками прямоугольной формы для карманов охлаждения с зазорами А, Б, В, Г между друг другом; на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.5; на фиг.7 - одна из полос (фиг.5), скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси; на фиг.8 - сечение В-В на фиг.2; на фиг.9 - сечение Г-Г на фиг.2; на фиг.10 - сечение Д-Д на фиг.2; на фиг.11 - барабан, вид спереди с представленными утолщенными линиями винтовыми линиями по периметру барабана основного и противоположного направления; на фиг.12 - сечение Е-Е на фиг.12; на фиг.13 - сечение Ж-Ж на фиг.11; на фиг.14 - сечение, З-З на фиг.11; на фиг.16 - сечение К-К на фиг.11.

Устройство для охлаждения сыпучих материалов (фиг.1) включает водяную ванну 1, установленный в ней вращающийся барабан 2 с загрузочным 3 и разгрузочным 4 приспособлениями. Над барабаном 2 установлен разбрызгиватель 5. Над водяной ванной 1 установлен дефлегматор 6.

Барабан 2 смонтирован (фиг.2, фиг.3) из направляющих элементов, выполненных в виде трех прямоугольных полос 7, 8, 9 с напусками прямоугольной формы 10, 11, 12, 13, 14 (фиг.2, фиг.5); 15, 16, 17, 18, 19 (фиг.2); 20, 21, 22, 23, 24 (фиг.2,) для карманов охлаждения. Эти напуски разделены друг от друга зазорами, например, как на фиг.5, зазорами А, Б, В, Г, которые могут быть выполнены фрезеровкой, просечкой и другими известными способами. Полосы 7, 8, 9 после сгиба (фиг.7) соединены одна с другой под углом 70° (фиг.4) по продольным кромкам 25, 26. На фиг.5 продольная кромка 26 полосы показана штрихпунктирной утолщенной линией. На всех полосах 7, 8, 9 (фиг.5, фиг.6) под углом 60° к продольным кромкам 25 и 26 выполнены попеременно с противоположных сторон надрезы 27, 28 со скошенными стенками (фиг.6), расположенными попарно под углом один к другому посредством фрезерования, обработкой давлением и т.п. с образованием равносторонних треугольников 29 (фиг.5).

Геометрия и величины углов λ, φ, ώ, φ, α, β скосов надрезов 27, 28 (фиг.6) и их взаимное расположение определяют углы наклона равносторонних треугольников 29 друг к другу по периметру барабана 2. После сгиба полосы (фиг.7) надрезы 29-30, 30-31, 31-32, 32-33, 33-34, 34-35, 35-36, 36-37, 37-38, 38-39, 39-40, 40-41, 41-42, 42-43 сваривают, в результате образуются ребра жесткости. Полосы 7, 8, 9 после сгиба (фиг.7) соединяют одна с другой по продольным кромкам 25 и 26 под углом 70° (фиг.4). Такое соединение трех полос 7, 8, 9 становится возможным, так как после сгиба полос 7, 8, 9 по прямым линиям сгиба 27, 28 (фиг.7, фиг.8, фиг.9) под углом 140° попеременно друг к другу в противоположные стороны на полосе образуются грани в виде равносторонних треугольников 29, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны с образованием по продольным кромкам полос 7, 8, 9, точнее, по периметру наружного диаметра барабана трех ломаных винтовых линий основного направления 44-45-46-47-48-49; 50-51-52-53-54; 55-56-57-58-59 с шагом S (фиг.11) и двух ломаных винтовых линий противоположного направления, одна из которых на фиг.11 показана утолщенной линией 54-48-47-52-56-45-50 c шагом 0,25 S. На фиг.11 показана утолщенной линией 44-45-46-47-48-49 одна из трех ломаных винтовых линий основного направления с шагом S. В каждой из точек излома - вершинах ломаных винтовых линий основного направления (фиг.11) расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников T1; Т2; Т3; T4; Т5; Т6. Например, в вершине 47 (фиг.12) сходятся стороны 60, 61, 62, 63, 64, 65 шести равносторонних треугольников Т1; Т2; Т3; Т4; Т5; Т6. Соединение полос 7, 8, 9 может быть осуществлено известными методами, например сваркой.

В такой конструкции по длине барабана 2 каждое поперечное сечение-проходное сечение отличается от предыдущего не только формой сечения (фиг.13, фиг.14, фиг.15, фиг.16), но и их расположением относительно друг друга, при этом меряется и площадь проходного сечения, что нарушает стационарность движения сыпучих материалов, увеличивает интенсивность теплообменных процессов, расширяет технологические возможности. В такой конструкции барабана 2 образованы по внутреннему периметру по всей длине барабана 2 три ломаные винтовые канавки основного направления К1 (44-45-46-47-48-49), фиг.11, фиг.13; K2 (50-51-52-53-54), фиг.11, фиг.14; К3 (55-5,6-57-58-59), фиг.11, фиг.15, с шагом S и две ломаные винтовые канавки противоположного направления с шагом 0,25 S, одна из которых показана на фиг.11 утолщенной линией 54-48-47-52-56-45-50. Эти канавки не только способствуют перемещению сыпучих материалов от загрузки к выгрузке, но и обеспечивают интенсивное перемешивание частиц сыпучих материалов, увеличивают интенсивность теплообменных процессов, расширяют технологические возможности.

Устройство работает следующим образом.

Раскаленный кокс поступает во вращающийся барабан 2 с помощью загрузочного приспособления 3 через коническую трубу. Барабан 2 орошается водой, поступающей из разбрызгивателя 5. При вращении барабана 2 карманы охлаждения в виде напусков прямоугольной формы 10, 11, 12, 13, 14; 15, 16, 17, 18, 19; 20, 21, 22, 23, 24 по наружному периметру, работая как полки, смонтированные по ломаным винтовым линиям под некоторыми углами друг к другу, захватывают воду и путем полива охлаждают наружную поверхность барабана. Внутри барабана 2 за счет движения потоков материала по сложным траекториям и под разными углами, их интенсивного перемешивания, каскадного перемещения относительно разнонаправленных друг к другу и к оси вращения барабана стенок в виде равносторонних треугольников, увеличения частоты взаимодействия потоков материала друг с другом и со стенками барабана обеспечивается интенсивная теплопередача охлаждаемых сыпучих материалов и стенок барабана 2, охлаждаемых с наружной стороны водой, в том числе процесс интенсифицируется за счет полива стенок барабана водой напусками 10, 11, 12, 13, 14; 15, 16, 17, 18, 19; 20, 21, 22, 23, 24. По мере прохождения кокса по барабану 2 он охлаждается и удаляется из устройства с помощью разгрузочного приспособления 4. Движение кокса внутри барабана 2 от загрузки к выгрузке осуществляется за счет наличия внутри барабана трех ломаных винтовых канавок основного направления 44-45-46-47-48-49; 50-51-52-53-54; 55-56-57-58-59. Выделяющийся при тушении кокса пар конденсируется в дефлегматоре 6, что позволяет сократить расход воды на тушение. Вода в виде пленки, стекая по разнонаклоненным друг к другу треугольникам - стенкам барабана 2, охлаждает наиболее нагруженную в тепловом отношении сторону барабана 2.

Технико-экономические преимущества возникают за счет расширения технологических возможностей, за счет повышения эффективности охлаждения, обусловленной повышением интенсивности теплообмена между сыпучими материалами и охлаждающей водой, увеличения их перемешиваемостью и интенсификацией движения сыпучих материалов внутри барабана, упрощения сборки конструкции, а также обеспечения продольного перемещения частиц сыпучих материалов от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении барабана.

Устройство для охлаждения сыпучих материалов, преимущественно кокса, клинкера, включающее водяную ванну, установленный в ней вращающийся барабан с карманами охлаждения, средства для загрузки и выгрузки сыпучих материалов, отличающееся тем, что барабан выполнен из направляющих элементов, выполненных в виде трех с напусками прямоугольной формы для карманов охлаждения прямоугольных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по внутреннему периметру трех ломаных винтовых канавок основного направления и двух ломаных винтовых канавок противоположного направления, а по наружному периметру трех ломаных винтовых линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления, в точках излома которых расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к холодильникам для сыпучего материала, в частности охлаждаемого цементного клинкера, работающего по принципу транспортировки "подвижный пол".

Изобретение относится к барабанным проходным печам для производства насыпных, легковесных строительных материалов, а именно к печам для производства гранулированного пеносиликата.

Изобретение относится к устройствам для охлаждения сыпучих материалов после их термической обработки в обжиговых печах в области металлургии и строительной индустрии, в частности к теплообменным устройствам холодильных барабанов.

Изобретение относится к конструкциям вращающихся печей для обжига. .

Изобретение относится к конструкции охладителей для охлаждения зернистого материала, который был подвергнут тепловой обработке в промышленной обжиговой печи, например во вращающейся печи для производства цементного клинкера.

Изобретение относится к оборудованию вращающихся печей барабанного типа, в частности к охладителям, и может быть использовано в производстве сыпучих материалов типа цемента, извести и т.п.

Изобретение относится к области автоматического регулирования работы барабанного холодильника и может быть использовано в цветной и черной металлургии при обогащении полезных ископаемых, в частности при переработке ванадийсодержащих шлаков.

Изобретение относится к оборудованию для производства цемента, в частности к колосниковым холодильникам, и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

Изобретение относится к конструкциям вращающихся печей, а именно к устройствам для обезвоживания сыпучих материалов с одновременной рекуперацией тепла, и может быть использовано в химической промышленности, в частности для получения безводного фторида алюминия.

Изобретение относится к термической обработке каменных углей и может найти применение в коксохимической промышленности при получении специальных (не доменных) видов кокса.

Изобретение относится к коксохимическому производству, а именно к сухому тушению кокса. .

Изобретение относится к камерам сухого тушения кокса и может найти применение в коксохимическом производстве. .

Изобретение относится к области переработки полезных ископаемых, в частности к технологии сухого тушения кокса, и может быть использовано в коксохимической промышленности.

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству кокса в коксовых печах и его сухого тушения. .

Изобретение относится к коксохимическому производству, а именно к устройствам для сушки и охлаждения кокса. .
Наверх