Устройство для охлаждения сыпучего материала

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИН 7 В 7/3 ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТВУ двторСноМУ свиДе ены в виде тепло" установлены не" а пересыпнце плиы к валу враще" овые лопасти, выпо бменнцх элементов одвижно в корпусе ы жестко прикрепл ийю(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СИПУЧЕГО ИАТЕРИАЛА, включающее цилиндрический корпус с вертикальным валом вращения, пересыпную шаху, установленные в несколько рядов по вертикали наклонные пересыпные плиты и расположенные над ними скребковые лопасти, о т л и ч а щ е е с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена и использ вания вторичных энергоресурсов, скреб 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 входных и верхних выходных ветвей,3, Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оси ветвей петлевцх 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.1033изобретение относится к обработке,.материала, охлаждение которого про"водится без доступа кислородсодержащего газа, а более конкретно к устройствам для охлаждения прокаленногококса; используемого в электроднойпромышленной и цветной металлургиидля производства анодов.Известно устройство для охлажде-ния сыпучего материала, выполненное 10в виде наклонной шихты, содержащейскатные пороги и установленные над,ними теллообменные элементы в видеширм. Движение материала по порогамосуществляется за счет. собственноговеса или с помощью вибраторов 1.1Недостатком этого устройства является то, что материал, пересыпаясьс порога на порог, не подвергаетсяперемешиванию, а следовательно не 20осуществляется в нем надлежащий: теплообмен,Известны также устройства в видебарабанных или вращающихся холодильников, например устройство для 25охлаждения прокаленного кокса,которое установлено за обжиговымивельцпечами, Охлаждение материала,осущест"вляется путем подвода воды к наружнойповерхности вращающегося корпуса илив виде орошения, или в виде его омывания непрерывным потоком Г 23Однако материал при вращении ох"ладителя скользит по гладкой поверхности овальной стенки, не подвергаясьперемешиванию, а это ведет к недоста Э 5точному теплообмену между раскален"ным материалом и поступающим на корпус хладагентом. Объективным фактором оценки несовершенства вращающих"ся охладителей является то, что ихразмеры достигают ВО м в длину,Охлаждение высокотемпературных материалов требует условий их перемеши"вания или разрыва потока их движе"ния. более эффективными условиямитеплообмена, как очевидно, являютсяусловия изменения направления движения материалов, например, путем ихпересыпки в многоярусных .холодильниках. Такие устройства представляют 50собой закрытые шахтные холодильники ,с установленными в несколько рядовпо вертикали пересыпными плитами.Наиболее близким по техническойсущности к".изобретению является 55холодильник, содержащий корпус, внут"ри которого установлены пересыпныеплитытарелки). Через плиты проходит 821 2центральный вал вращения, на которомустановлены скребковые лопасти, осуществляющие перевертывание материалас одной плиты на другую.Под плитамиустановлены змеевиковые теплообмей"ники, по которым циркулирует проточная вода 1 3,Однако попавший на ту или инуюплиту материал сразу же скатываетсяс этой плиты, не коснувшись теплообменного элемента, поскольку пос"ледний находится под пересыпнойплитой. 8 значительно большей степени материал контактирует здесь соскребковыми лопастями, так как онинепосредственно входят в его массу,Однако лопасти, не будучи теплообменниками, тепло, естественно, неотбирают, Что касается змеевиков,то они выполняют функцию охлаждениядетали как таковой, Отсюда следует,что материал в известном устройствеохлаждается только средствами пере- .сылки его с одной плиты на другую. Недостатком является и то, что установ"ленные под плитами змеевики рассчита"ны на систему охлаждения проточнойводой, которая не нагревается выше50 фС. А в условиях охлаждения высоко.температурных материалов, например,при охлаждении прокаленного кокса,температура которого достигает1300 С, расход воды при таких системах достигает колоссальных объемов.Известное устройство не решает такойактуальной проблемы, как использование вторичных .энергоресурсов, по"скольку тепло, отобранное от материала, уходит вместе с потоком проточной воды.Существенным недостатком указанной системы охлаждения является также отложение на стенках теплообменных элементов накипи и шлама, приво"дящих к остановке агрегата для промывки 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 валомвращения, пересыльную шахту, установленные в несколько рядов по вертикалинаклонные пересыпные плиты и расположенные над ними скребковые лопасти,последние выполнены в виде теплообменных 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 петлевых кессонов и трубчатых элементов смежных рядов относительно друг друга и вер О тикальной плоскости смещены на рас" стояние, равное не менее их диаметра.Ори 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 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 поЗО 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 броне- планками, закрепленными на них со стороны подхода охлаждаемого материала 40 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 45 чатые лопасти постоянно находятся в массе горячего материала, что способствует вскипанию и испарению на" ходящегося в них хладагента.В зависимости от дисперсности ох" 50 лаждаемого материала, расположением трубчатых скребковых лопастей доати" гается такой технический эффект, цто вал и прикрепленные к нему плиты вращаются со значительно малой скоростью, уНа фиг. 1 показано устройство, общий вид, на фиг. 2 - узел 1 на Фиг.1", на фиг.3 - разрез А-А на Фиг.2 24 . аУстройство содержит пересыпнуювахту 1, цилиндрический корпус 2,расположенный в центре устройствавал 3 вращения, на котором в несколько рядов жестко закреплены наклонныепересыпные плиты 4. Над каждой пересыпной. плитой и неподвижно в кор-.пусе установлены трубчатые скребковые лопасти 5, а также трубчатые .скребковые лопасти 6, состоящие изнижних входных ветвей 7 и верхнихвыходных ветвей. 8, Со стороны подходаматериала к.трубчатым лопастям прикреплены опорные бронепланки 9, обеспечивающие подрезку и волнообразноедвижение.охлаждаемого материала черезлопасти 5 и нижние ветви 7 лопастей6, Корпус 2 и пересыпная шихта 1снабжены циркуляционньми каналами10, объединенными в трубные коллекторы 11. К трубным коллекторам 11 ивыполненным как теплообменные элементы скребковым лопастям 5 и 6, подсоединены по теплообмену опускные,трубопроводы 12,подъемные трубопрово"ды 13 и связанньй с ним барабан-сепаратор 14 для парожидкостного хладагента,В нижней части устройства имеетсявыгрузное устройство 15 для отводаохлажденного материала.Устройство работает следующимобразом.Охлажденный материал, поступая изобжиговой печине показана ) в пересыпную вахту 1, где благодаря установленным с наклоном верхним ветвям8 петлевых кессоновфиг.1) материал плавно ссыпается на пересыпныеплиты 4, которые, вращясь в горизонтальной плоскости, подводят материалк нижним ветвям 7 петлевых кессонов.Ветви 7 благодаря установленным наних опорным бронепланкам 9фиг.1-3)идущий навстречу охлаждаемый материал подрезают и направляют его "через себя",Таким образом происходит перемешивание материала установленными неподвижно трубчатыми скребковыми ло-пастями, выполненными в то же времякак теплообменные элементы, Затемматериал скатывается или пересыпается с одной наклонной плиты 4 на дру"гую, меняя при этом свое направле,ние, Время пребывания материала вконтакте. с трубчатыми скребковыми лопастями одного из рядов определяетсяконструкцией и расположением извест,ных пересыпных плит, которые могутпри необходимости длительного контакта трубчатых лопастей с массой ма. териала, площадь пересыпных плитдолжна быть увеличена, а их наклон5 соответственно, уменьшен. Вместе стем может быть увеличено число трубчатых скребковых лопастей в каждомряду или в первых рядах по ходу поступления более горячего материала.10 В процессе работы внутри устройства образуется пыле-газовая смесь,которая оказывает температурные воздействия на внутренние поверхностипересыпной шахты 1 и корпуса 2. Ота.15 бор тепла от этих элементов осуществляется благодаря установленным навнешней их поверхности каналам 10,,собранным в коллекторы 11, к которь 1 мподведены опускные трубопроводы 1220 и подъемные трубопроводы 13, образующие вместе с барабаном- сепарав тором 14. замкнутые контуры циркуляции паро-жидкостного хладагента поизвестной схеме испарительного ох 25 лаждения.Количество .рядов поворотных пересыпных плит 4 и установленных над ними неподвижных трубчатых лопастей 5и б также определяется условиями терзо мообработки материала,Охлаждаемый материал, пересыпаясьс одной плиты на другую, попадает внижнюю часть корпуса 2, где он охи лаждается до требуемой температурыи ссыпается через выгрузное устройство 15.Устройство для охлаждения сыпучего материала в соответствии с данным изображением в корне отличается.4 О от традиционных пересыпных охладителей тем, что переварачивающие органы 1 лопасти) приобрели совершенноновое техническое качество, посколькусохраняя свою прежнюю Функцию, они45 стали теплообменниками, удачно располагающимися в массе раскаленногоматериала.Экономический эФФект от внедрения изобретения только по выработке50пара 1 из расчета производительностиобжиговой печи 300 т в сутки ) составит 200 тыс,руб. в год.1033824быть выполнены с большими или меНьшими щелями и установлены с тем илииным углом наклона. Как показано наФиг.1 стрелками, материал с первойплиты попадает на вторую, где аналогичным образом плитой 4 подводитсяк трубчатым скребковым лопастям 5,выполненным в виде элементов труба"в-.трубе, и перемешивается. Материалотдает тепло циркулирующему по указанным трубчатым. скребковым лопастям5 и б хладагенту, который по известной схеме испарительного охлаждения .из барабана-сепаратора 14 по спускным трубопроводам 12 подводится к укзанным лопастям, вскипает внутри нихи испаряясь, отводится через подъемные трубопроводы 13 снова в оарабансепаратор.Благодаря смешению лопастей 5 относительно вертикальной плоскостии относительно лопастей смежных рядофиг 3). на расстояние 1 материал содного ряда плит,и, соответственно,лопастей пересыпается плавно по касательной трубчатых лопастей 5 иветвей 7 и 8 кессонов б. В зависимости от расстояния Е Фиг.3материалможет попадать впереди трубчатыхлопастей, что необходимо при условии его окомкования или при наличиикрупных Фракций. В таком случае бронепланки 9 могут работать как перемалывающие или дробильные органы, Пртермообработке материала более сыпучего его состава площадь пересыпныхплит может быть уменьшена, а их наклон увеличен, чем достигается пересыпка части материала с одной плитына другую, а следовательно, с однойнеподвижной и трубчатой лопасти надругую в какой-то степени самотеком,причем указанная пересыпка, как известно, будет иметь место в разныхместах: то со.стороны вала 3, то состороны корпуса 2, Вращение плит 4в таком случае будет самым минимальным, т,е. побуждающим или сопровождающим самотечное движение, напри"мер, мягкого и мелкодисперсного ма-,териала. И наоборот, при более высоких требованиях к термообработке,филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Со ор Н.Лазаренко Тех5601741 Тир ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 11303, Москва, Ж-Зставитель.О.Смирно ед М. Гергель Кож 615 По ого комитета СССР ий и открытий , Раушская наб д аректорМписное