CZ131195A3 - Cooler and cooling process of granulated material - Google Patents

Description

Oblast techniky ~

Vynález se týká chladiče k chlazení zrnitého materiálu, jenž byl tepelně zpracováván v průmyslové peci např. v rotační peci na výrobu cementového slínku, kde materiál je kontinuálně přiváděn ke vstupu do chladiče a tímto vstupem kontinuálně prochází a chladič dále má výstup, čelní, zadní a postranní stěny, dno a vrchní stranu.

Dosavadní stav techniky

Chladiče uvedeného typu jsou např. známy z EP-A-167,658 a EP-A-337,383 a z DE-A-3734043. Pro tyto chladiče je charakteristické, že pro přijímání a chlazení materiálu tepelně zpracovaného v rotační peci mají roštovou plochu zhotovenou ze vzájemně přesahujících a střídavě nepohyblivých a pohyblivých řad roštových článků, což vyvolá pohyb materiálu přes roštovou plochu. Všechny roštové články jsou opatřeny průchozími kanálky pro chladící plyn k vstřikování chladícího plynu z vespod ležící komory do materiálu. V některých případech se chladící plyn přivádí do roštových článků ze samostatných jednotlivých komor, kdežto v jiných případech jsou roštové články rozděleny do skupin, do nichž se přivádí chladící plyn z jedné společné komory.

Z tohoto vyplývá, že roštová plocha ve známých chladičích slouží třem účelům a to: jako nosná plocha pro materiál, k rozvádění chladícího plynu ve vrstvě z materiálu a k transportu materiálu chladičem. Ze skutečnosti, že roštová plocha má tři funkce, plyne nezbytnost kompromisu vzhledem k účinnosti každé funkce.

Známé chladiče mají také tu nevýhodu, že při praktickém provozu je obtížné dosáhnout rovnoměrného rozdělení chladícího plynu po celé roštové ploše a tudíž i dosáhnout dobré výměny tepla mezi materiálem a chladícím plynem, jelikož chladící plyn prochází nejenom kanálky pro chladící plyn, které jsou k tomuto účelu vytvořeny, ale také mezerami, jež nutně existují mezi vzájemně přesahujícími řadami z nepohyblivých a pohyblivých roštových článků. Relativně velké je také opotřebení roštových článků způsobené vzájemným jejich pohybem. Další nevýhodou vyplývající z toho, že chladící plocha obsahuje pohyblivé roštové články, k nimž se přivádí chladicí plyn bud jednotlivě nebo ve skupinách z vespod umístěné komory, je to, že spojovací kanálky chladícího plynu z těchto komor jsou vystaveny relativně velkému mechanickému opotřebení, v jehož důsledku může dojít k úniku plynu a tudíž i k tlakové ztrátě.

Podstata vynálezu

Předmětem předloženého vynálezu je chladič a způsob chlazení zrnitého materiálu, v kterém jsou odstraněny výše uvedené nevýhody.

V GB-A-2025588 je popsán chladič k chlazení zrnitého materiálu, jenž byl tepelně zpracováván v průmyslové peci např. v rotační peci na výrobu cementového slínku, přičemž chladič má vstup, výstup, postranní stěny, čelní a zadní stěnu, dno a vrchní stranu; nejméně jednu nepohyblivou nosnou plochu, která přijímá a nese chlazený materiál; zařízení k vstřikování chladícího plynu do materiálu na velkém počtu míst podél nosné plochy; nejméně jedno samostatné mechanické transportní zařízení pro přenášení materiálu podél nosné plochy a podle předloženého vynálezu tento chladič se vyznačuje tím, že zařízení na alespoň jedné z nosných ploch je tvořeno vanou ve tvaru pravoúhlé skříně mající dno, postranní stěny, čelní a zadní stěnu a vana je uzpůsobena tak, aby při provozu pojmula dané množství chlazeného zrnitého materiálu a dále se vyznačuje tím, že do vany jsou zabudována vstřikovací zařízení plynu např. trubky mající výhodně dolů směřující otvory.

Tři výše uvedené funkce chladiče tj. nesení materiálu, rozvod chladícího plynu po vrstvě materiálu a transport materiálu vpřed přes nosnou plochu je možné u této konstrukce chladiče rozdělit do funkcí, jež jsou na sobě nezávislé. Jelikož celá nosná plocha materiálu je nepohyblivá, je možné vyloučit nežádoucí průchod falešného vzduchu touto plochou. Opotřebení nosné plochy je také omezeno jen na opotřebení způsobené pohybem materiálu po této ploše. To, že celá nosná plocha je nepohyblivá, představuje dále tu výhodu, že na spojovací kanálky chladícího plynu jsou kladeny méně přísné požadavky. Jelikož podle tohoto vynálezu je chladič opatřen větším počtem zařízení k vstřikování chladícího plynu, je možné ovládat rozvod vzduchu podél nosné plochy a tudíž i chlazení vrstvy materiálu z hlediska optimální výměny tepla mezi materiálem a chladícím plynem.

Jelikož chladič podle tohoto vynálezu má samostatné mechanické transportní zařízení, může být pohyb materiálu podél nosné plochy ovládán jednoduchým způsobem a je také možné prostřednictvím polohy tohoto zařízení určit, která část vrstvy materiálu se má pohybovat, čímž se umožní omezit opotřebení na nosné ploše.

Chladič může být zkonstruován s dvěma vanami, přičemž jedna je umístěna pod druhou tak, aby materiál opouštějící horní vanu padal do níže ležící vany, kde je dále zpracováván, a přičemž je materiál dopravován vpřed oběma vanami jedním a tímtéž transportním zařízením.

Transportním zařízením může být řetězový dopravník přímo uložený na nosné ploše, řetězový dopravník uložený na kolejnicích v určité vzdálenosti nad nosnou plochou, stírací systém s vratným pohybem sestávající se z většího počtu stíracích článků směrovaných příčně na směr pohybu materiálu a pohybujících se tam a zpět ve směru pohybu materiálu, řada šnekových dopravníků ve směru pohybu materiálu nebo podobná zařízení.

U zvláštního provedení chladiče podle tohoto vynálezu je chladič rozdělen na první a na druhou část pomocí hradící stěny, která je zavěšena z vrchní strany chladiče a je umístěna příčně na směr pohybu materiálu, čímž se zajistí, aby vrstva materiálu byla nejsilnější v první části chladiče, čímž se zvýší protiproudný chladící účinek v této části chladiče.

Nejúčinnější výměny tepla se dosáhne přímou protiproudnou výměnou tepla mezi materiálem a chladícím plynem a pro zajištění účinného chlazení materiálu okamžitě po jeho vstupu do chladiče je výhodné, aby materiál po svém vstupu do chladiče a před tía, než je přiveden na první nepohyblivou nosnou plochu, padal na skloněnou nepohyblivou plochu a vytvářel na ní sloupec materiálu a aby vzhůru sloupcem materiálu byl profukován chladící plyn a aby materiál, jenž se nachází nejblíže ke skloněné ploše, byl transportován směrem k jejímu nižšímu konci částečně působením zemské přitažlivosti a částečně pomocí transportního zařízení, které se nachází na následující nosné ploše.

Jako další charakteristický znak chladič může mít přídavnou skloněnou roštovou plochu, která je umístěna přímo u vstupu do chladiče, která nemá příslušející transportní zařízení a která je zhotovena z řady roštových desek, přičemž všechny tyto desky jsou opatřeny otvory např. průchozími štěrbinami nebo dírami k vstřikování chladícího plynu do materiálu z vespod umístěné komory, což zajistí určité předchlazení materiálu.

Dalším charakteristickým znakem chladiče podle tohoto vynálezu je to, že chladič může mít nejméně dvě nosné plochy v sérii za sebou, přičemž všechny jsou opatřeny zařízením k vstřikování chladícího plynu a transportním zařízením.

Pro zvýšení účinnosti chladiče se mezi dvěma nosnými plochami může nacházet drtič např. válcový drtič.

Kvůli ochraně transportního zařízení před horkým slínkem z pece vynález může být opatřen zařízením přivádějícím část ochlazeného materiálu zpátky do vstupu chladiče.

Přehled obrázků na výkrese

Na přiložených výkresech:

Obr.l znázorňuje podélný řez prvním provedením chladiče, u kterého transportním zařízením je řetězový dopravník uložený přímo na nosné ploše;

Obr.2 znázorňuje řez roštovým článkem, jenž může být použit k zhotovení nosné plochy;

Obr.3 znázorňuje druhé provedení chladiče, u kterého transportním zařízením je řetězový dopravník uložený nad nosnou plochou;

Obr.4 znázorňuje třetí provedení chladiče, u kterého transportním zařízením je stírací systém;

Obr.5 znázorňuje čtvrté provedení chladiče, u kterého transportní zařízení se sestává z většího počtu šnekových dopravníků;

Obr.6 znázorňuje páté provedení chladiče, u kterého chladič je rozdělen na dvě části stěnou, která je zavěšena s vrchní strany chladiče;

Obr.7 znázorňuje šesté provedení chladiče mající skloněnou roštovou plochu u vstupu;

Obr.8 znázorňuje sedmé provedení chladiče mající skloněnou roštovou plochu u vstupu, dvě sériově spojené roštové plochy, přičemž obě roštové plochy mají příslušná transportní zařízení a mezi roštovými plochami se nachází drtič;

Obr.9 znázorňuje osmé provedení chladiče zhotovené podle tohoto vynálezu a mající dvě nosné plochy, přičemž obě nosné plochy se sestávají z vany naplněné materiálem a z běžného řetězového dopravníku.

Příklady provedení vynálezu stejné prvky byly je umístěn pro chlazení

U následujícího popisu obrázků pro použity stejné vztahové značky.

Na obr.l je zobrazen chladič 1, jenž bezprostředně za rotační pecí 3, a je určen materiálu, který byl v peci 2 tepelně zpracováván. Chladič 1 má vstup materiálu 5 u pece 2 a výstup materiálu 7 na opačném konci chladiče a plášť 9, jenž se sestává z čelní a zadní stěny, postranních stěn, dna a vrchní strany. Chladič 1_ dále obsahuje nepohyblivou nosnou plochu 11, která je zhotovena z řad roštových článků 12., do nichž se jednotlivě přivádí chladící plyn ze spodní strany trubkami .15. Transport materiálu chladičem 2 přes nosnou plochu 11 se provádí řetězovým dopravníkem 17, jenž běží na dvou řetězových kolech .19, 20 ve směru šipky 21. Horní pás 16 řetězového dopravníku 17 je na nosné ploše 11 a transportuje při provozu nejspodnější část vrstvy materiálu (není znázorněna) na nosné ploše směrem k výstupu materiálu 7. Spodní pás 18 řetězového dopravníku 17 zůstává během pohybu od řetězového kola 20 k řetězovému kolu 19 jednoduše volně zavěšen.

Při provozu je nepřetržitý proud materiálu např. slínku vypouštěn z rotační pece 2 a veden ke vstupu 5, z kterého padá a vytváří vrstvu materiálu na nosné ploše 11. Tloušťka této vrstvy materiálu je ovládána řetězovým dopravníkem 17. Chladící plyn je profukován vzhůru vrstvou materiálu přes trubky 15 a roštové články 12, vrstva materiálu je tím chlazena, kdežto chladící plyn se odpovídajícím způsobem ohřívá a vede se do válcové pece, kde se použije jako spalovací plyn, ale může být také využit k jiným účelům.

Roštové články 13 mohou být zhotoveny podobně jako roštový článek 13 znázorněný na obr.2, jenž je předmětem naší mezinárodní patentové přihlášky č. PCT/EP 93/02599. Roštový článek 13 znázorněný na obr.2 má tvar skříně, mezi jejíž stěnami 31 se nachází větší počet roštnic 32, 34 tvořících roštovou plochu a uspořádaných navzájem tak, aby mezi nimi vznikly jemné štěrbiny pro plyn 3.5. Roštnicemi jsou střídavě tyče 34 mající v podstatě obdélníkový průřez a tyče 33 mající průřez v podstatě ve tvaru obráceného písmene T, přičemž obdélníkové tyče 34 přesahují přes příčné části 36 T tyčí 34 a všechny tyto části jsou na svém volném konci opatřeny vyčnívajícím podélným zesíleným okrajem 37 a všechny obdélníkové tyče 34 na stranách směřujících k T tyčím 33 jsou odpovídajícím způsobem opatřeny dolů směřujícím podélným zesíleným okrajem 38.

Jak bude však dále vysvětleno s odkazem na obr.9, nosná plocha se také může sestávat z řady van.

Chladič 1 znázorněný na obr.3 odpovídá chladiči znázorněnému na obr.l s tou výjimkou, že u tohoto provedení vrchní část 16 řetězového dopravníku 17 je uložena výše než nosná plocha 11 tak, že při pohybu přes plochu je nesena na samostatných kolejnicích 23 . které jsou umístěny v určité vzdálenosti od nosné plochy 11. Z toho plyne, že při provozu pod řetězovým dopravníkem 17 zůstává malá v podstatě nehybná vrstva materiálu, která tak chrání nosnou plochu 11 před opotřebením způsobeném pohybující se vrstvou materiálu.

Chladič 1 znázorněný na obr.4 odpovídá chladiči znázorněnému na obr.l s tou výjimkou, že u tohoto provedení transportní zařízení je tvořeno stíracím systémem 41, jenž má velký počet stíracích článků 43 umístěných příčně na směr pohybu materiálu, které mají u zobrazeného příkladu trojúhelníkový průřez, a které se pohybují tam a zpět ve směru pohybu materiálu, jak ukazuje šipka 47., pomocí nedefinovaného pohonného zařízení 45, 46.

Chladič 1 znázorněný na obr.5 odpovídá chladiči znázorněnému na obr.l s tou výjimkou, že u tohoto provedení transportní zařízení se sestává z řady šnekových dopravníků 51 umístěných ve směru pohybu materiálu, jak ukazuje šipka 51, a otáčejících se kolem příslušných os, jak ukazuje šipka 55.

Chladič i znázorněný na obr.6 odpovídá chladiči znázorněnému na obr.l s tou výjimkou, že je rozdělen na první úsek 61 a na druhý úsek 63 stěnou 65, která je s vrchní strany zavěšena příčně na směr pohybu materiálu. Působením této stěny je vrstva materiálu v prvním úseku 61 chladiče 1 navršena at má největší tloušťku, čímž se zvyšuje protiproudný chladící účinek v tomto úseku chladiče.

Chladič 1 znázorněný na obr.7 odpovídá chladiči znázorněnému na obr.l s tou výjimkou, že obsahuje navíc skloněnou roštovou plochu 71 umístěnou bezprostředně u vstupu 5 do chladiče, přičemž tato roštová plocha nemá příslušné transportní zařízení. Roštová plocha 71 je vytvořena z většího' počtu roštových desek 73 . jež jsou v podstatě stejného typu jako roštové články 13., a všechny tyto roštové desky jsou opatřeny průchozími štěrbinami nebo dírami pro vstřikování chladícího plynu do materiálu z vespod umístěné komory, čímž se dosáhne jistého předchlazení materiálu před jeho vstupem na nosnou plochu 11 chladiče.

Chladič 1 znázorněný na obr.8 představuje modifikaci chladiče znázorněnému na obr.7 a na rozdíl od tohoto chladiče obsahuje navíc další nosnou plochu 81 v sérii za první nosnou plochou 11. Konstrukce tohoto chladiče se jinak neliší od konstrukce chladiče znázorněného na obr.7. Mimoto, se mezi dvěma nosnými plochami 11 a 81 nachází drtič materiálu např. válcový drtič 83., takže materiál může být do jisté míry rozmělněn, čímž se dosáhne zlepšeného chlazení materiálu na přídavné nosné ploše 81.

Chladič i znázorněný na obr.9 v zásadě odpovídá chladiči znázorněnému na obr.l s tou výjimkou, že obě nepohyblivé nosné plochy 11 obsahují vanu 91 ve tvaru obdélníkové vany s v podstat neděrovanými postranními stěnami, čelní a zadní stěnou a dnem, přičemž tato vana při provozu pojímá dané množství chlazeného zrnitého materiálu 93.. Mimoto, do dna všech van je zabudován větší počet trubek 95, které mají přednostně směrem dolů směřující otvory pro vstřikování chladícího plynu do materiálu 93. Ze zobrazeného provedení je jasné, že chladič má dvě vany 91, přičemž jedna je umístěna pod druhou tak, aby materiál 93 stíraný transportním zařízením z vrchní vany padal na níže ležící vanu, kde je dále ochlazován. Jak je vidět na výkresu, je takto možné transportovat materiál oběma vanami 91 pomocí jednoho a téhož transportního zařízení.

Zmíněné transportní zařízení nebo zvláštní transportní zařízení může přivádět ochlazený materiál zpět do vstupu a na plochu 11.. Spodní běh řetězového dopravníku může být upraven tak, aby vzhůru unášel část materiálu se spodní plochy 81 zpět na vrchní plochu 11. Kvůli tomu může mít řetězový dopravník korečky nebo lopatky nebo může běžet uvnitř polokruhového kanálku kolem řetězového kola 19. Je také možné opatřit konec nosné plochy 81 jednoduše elevátorem zvedajícím část ochlazeného materiálu do násypky, která se může nacházet v prostoru pod skloněným roštem 71 na obr.9, a z této násypky se dopravuje vrstva ochlazeného materiálu o dané tloušice do chladiče, čímž se řetěz překryje a chrání před horkým slínkovým materiálem.

PATENTOVÉ

Γ'

N Á R O K?

to

U1 σ

o

Claims (12)

1. Chladič (1) k chlazení zrnitého materiálu, jenž byl tepelně zpracováván v průmyslové peci např. v rotační peci (3) na výrobu cementového slínku, přičemž tento chladič (1) má vstup (5), výstup (7), čelní a zadní stěnu, postranní stěny, dno a vrchní stranu; nejméně jednu nepohyblivou nosnou plochu (11, 81), která přijímá a nese chlazený materiál; zařízení (95) k vstřikování chladícího plynu do materiálu na velkém počtu míst podél nosné plochy a nejméně jedno samostatné mechanické transportní zařízení (17, 41, 51) pro přenášení materiálu podél nosné plochy (11, 81), vyznačuj ící se tím , že zařízení na alespoň jedné z nosných ploch (11, 81) je tvořeno vanou (91) ve tvaru pravoúhlé skříně mající dno, postranní stěny, čelní a zadní stěnu a vana je uzpůsobena tak, aby při provozu pojmula dané množství chlazeného zrnitého materiálu (93) a tím, že do vany jsou zabudována vstřikovací zařízení plynu.

2. Chladič podle nároku 1,vyznačující se tím, že vstřikovacím zařízením plynu jsou trubky (95) s dolů směřujícími otvory.

3. Chladič podle nároku 1 nebo nároku 2, vyznačuj ící se tím, že má dvě vany (91), přičemž jedna je umístěna pod druhou tak, aby materiál opouštějící horní vanu padal do níže ležící vany, kde je dále zpracováván, a přičemž je materiál transportován oběma vanami (91) jedním a tímtéž transportním zařízením (17).

4. Chladič podle jakéhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že transportním zařízením je řetězový dopravník (17) přímo uložený na nosné ploše (11, 81) .

5. Chladič podle jakéhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím , že transportním zařízením je řetězový dopravník (17) nesený na kolejnicích (23) v určité vzdálenosti nad nosnou plochou (11, 81).

6. Chladič podle nároku 1 nebo nároku 2, vyznačuj ící se tím, že transportním zařízením je stírací systém (41) s vratným pohybem sestávající se z většího počtu stíracích článků (43) směrovaných příčně na směr pohybu materiálu a pohybujících se tam a zpět ve směru pohybu materiálu.

7. Chladič podle nároku 1 nebo nároku 2, vyznačuj ící se tím, že transportní zařízení je tvořeno větším počtem šnekových dopravníků (51) umístěných ve směru pohybu materiálu.

8. Chladič podle jakéhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím , že je rozdělen na první a na druhou část (61, 63) hradící stěnou (65), která je zavěšena z vrchní strany chladiče a je umístěna příčně na směr pohybu materiálu.

9. Chladič podle jakéhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že má přídavnou v zásadě skloněnou roštovou plochu (71), která je umístěna přímo u vstupu (5) do chladiče, která nemá příslušející transportní zařízení a která je zhotovena z většího počtu roštových desek (73), přičemž všechny tyto desky jsou opatřeny otvory např. průchozími štěrbinami nebo dírami k vstřikování chladícího plynu do materiálu na roštové ploše z vespod umístěné komory.

10. Chladič podle jakéhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že má nejméně dvě nosné plochy (11, 81) za sebou v sérii, přičemž všechny jsou opatřeny zařízením (13, 15, 95) k vstřikování chladícího plynu a transportním zařízením (17, 41, 51).

11. Chladič podle nároku 10,vyznačuj ící se tím, že mezi dvěma nosnými plochami (11, 81) je drtič např.

válcový drtič (83).

12.

Chladič podle jakéhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je dále opatřen zařízením přivádějícím část ochlazeného materiálu zpátky do vstupu chladiče k ochraně transportního zařízení před horkým slínkem z pece.