CH629394A5

CH629394A5 - Ringspaltduese.

Info

Publication number: CH629394A5
Application number: CH220178A
Authority: CH
Inventors: Franz Sedlacek; Jakob Oertle; Dietrich Dipl Ing Cebulla
Original assignee: Escher Wyss Ag
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1978-03-01
Publication date: 1982-04-30
Also published as: NL7901604A; GB2015377B; GB2015377A; US4371115A; BR7901232A; JPS54123721A; ATA151679A; IT7920595A0; AT378334B; CA1114429A; IT1111027B; ES478129A1; FR2418678B1; FR2418678A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ringspaltdüse an einem Boden zum Verteilen eines strömenden Mediums über diesem Boden, welche einen durch den Boden hindurchführenden axialen Kanal aufweist, welcher mit einer Kappe unter Freilassung eines Ringspalts zwischen der Kappe und dem Boden überdeckt ist, wobei die Kappe mittels eines durch den Kanal hindurch und koaxial zu ihm geführten, in einer in Stromrichtung des Mediums am Anfang des Kanals angebrachten Halterung befestigten Verbindungsteiles gehalten ist, wodurch ein Strömungsraum gebildet ist, in welchem der im Kanalbereich axial verlaufende Strom des Mediums in einem Umlenkraum umgelenkt wird und in radialer Richtung durch den Ringspalt herausströmt.

Ringspaltdüsen dieser Art werden mit Vorteil am Boden eines Fliessbettapparats eingesetzt und dienen zum Verteilen des für das Fluidisieren des Bettes zu benutzenden, strömenden Mediums. Die Ringspaltdüsen sind an der Fläche des Bodens mit gegenseitigem Abstand zueinander angeordnet und sollen auch das Medium dermassen verteilen und leiten, dass entlang dem Boden ein Kissen aus dem Medium entsteht, so dass ein Kontakt der im Fliessbett zu behandelnden Produktpartikeln mit dem erhitzten Boden verhindert wird. Dieses Kissen verhindert so eine Beschädigung des Produkts oder sein Anbrennen, Anbacken am Boden.

Jedoch genügen die bisher bekannten Ringspaltdüsen nicht immer diesen genannten Anforderungen. Besonders in den Fällen, wenn das Medium Feststolfpartikeln enthält, kommt es vor, dass sich die Partikeln beim Durchgang im Strömungsraum der Düse ansetzen und so Agglomerationen an den Wandungen bilden, welche den Strom des Mediums behindern oder schliesslich die Düse völlig verstopfen. Die gewünschte Anströmung des Bodens und die Fluidisierung des Bettes wird mit der Zeit verändert und unzulänglich, und der ganze Fliessbettapparat muss ausser Betrieb gesetzt werden, um die gewünschte Funktion der Düsen wieder herzu-40 stellen. In Fällen aggressiver oder abrasiver Partikeln werden die den Strom des Mediums leitenden Profile der Düsen auch verändert, gegebenenfalls so beschädigt, dass der Apparat wegen Reparaturen an den Düsen abgestellt werden muss. In manchen bekannten Fällen musste sogar der ganze 45 Boden des Apparats ersetzt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ringspaltdüse zu schaffen, bei welcher die bei den bisherigen Düsen bekannten und oben angeführten Schwierigkeiten im wesentlichen entfallen. Es soll eine längere betriebliche so Standzeit der Düsen und damit auch des ganzen Apparats, in dem sie eingesetzt werden, erzielt werden. Eine gegebenenfalls notwendige Instandsetzung der Düse soll vereinfacht werden. Eine Verstopfung der Düse sowie eine Beschädigung durch aggressive oder/und abrasive Partikeln soll weit-55 gehend verhindert werden.

Diese Aufgabe ist an der Ringspaltdüse der anfangs beschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass von dem Verbindungsteil bis zu einer Austrittskante des völlig freien Ringspalts eine rotationssymmetrische, mindestens ei-60 nen Abschnitt eines rotationssymmetrischen, ringartigen Strömungsraumes zum Führen des Mediums begrenzende Wand gezogen ist und dass alle den Strömungsraum begrenzenden Wände so gezogen sind, dass der Querschnitt der durchströmten Fläche des ringartigen Strömungsraumes in 65 Richtung des Stromes des Mediums zu der Austrittskante des Ringspalts hin mindestens im Umlenkraum des Strömungsraumes beginnend kontinuierlich abnimmt.

In der erfindungsgemässen Ringspaltdüse verzweigt sich

3

629 394

der Strom des Mediums vor dem völlig freien, rotationssymmetrischen Umlenkraum und strömt unter kontinuierlicher Beschleunigung durch den strömungsgerecht ausgebildeten Strömungsraum als eine Strömung ohne tote Stellen, in welchen sich die mitströmenden Partikeln ansetzen könnten. Diese Form der Räume kann auch weitgehend eine Erosion der Wandungen der Düse im Falle abrasiver oder aggressiver Partikeln verhindern. Die Düse kann störungsfrei arbeiten und eine lange Standzeit aufweisen.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erklärt.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 bis 5 jeweils schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Ringspaltdüse im axialen Längsschnitt.

Die dargestellte Ringspaltdüse ist am Boden 1 eines Fliessbettrockners angeordnet zum Verteilen eines Mediums, z.B. heisser Luft, welches Stoffpartikeln, z.B. feine Natriumchloridkristalle, mit sich trägt, in ein Fliessbett 2. Der Fliessbettapparat ist z.B. eine zweite Stufe einer Trocknungsanlage und ist mittels heisser Abluft aus einer ersten Stufe der Anlage gespeist.

Das Medium strömt aus einem Verteilkasten 3, unter dem Boden 1, durch einen zum Boden 1 senkrecht durchlaufenden Kanal 4 in das Fliessbett 2. Über dem Kanal 4 ist mit einem Abstand vom Boden 1 eine Kappe 5 befestigt, wobei zwischen dem Boden 1 und der Kappe 5 ein Ringspalt 7 freigelassen ist, durch welchen das strömende Medium zur Achse 4 radial auswärts verteilt wird. Der im Kanalbereich 4 axial fliessende Strom wird in einem Umlenkraum 9 in Richtung radial auswärts umgelenkt.

Die Kappe 5 ist über dem Kanal 4 ausschliesslich mittels eines Verbindungsteiles 8 gehalten, welches zu der Kappe 5 koaxial angeordnet ist und zu ihr befestigt ist und durch den Kanal 4 koaxial zu ihm verläuft.

Von dem Verbindungsteil 8 bis zu einer Austrittskante 6 des völlig freien Ringspalts 7 ist eine rotationssymmetrische Wand 10 gezogen. Sie begrenzt ihrerseits mindestens einen Abschnitt eines rotationssymmetrischen Strömungsraumes, welcher den Kanal 4, den Umlenkraum 9 und den Ringspalt 7 umfängt. Alle den Strömungsraum begrenzenden Wände, das sind die den Kanal 4, den Umlenkraum 9 und den Ringspalt 7 begrenzenden Wände, sind so gezogen, dass der Querschnitt der durchströmten Fläche des ringartigen Strömungsraumes in Richtung des Stromes des Mediums zu der Austrittskante 6 des Ringspalts 7 mindestens im Umlenkraum 9 beginnend ständig abnimmt. Mit zunehmendem Abstand der mittleren Linie des Strömungsraumes von seiner Achse nimmt also die lichte Weite des Strömungsraumes so ab, dass der besagte Querschnitt des Strömungsraumes kontinuierlich kleiner wird, so dass der Strom des Mediums ständig beschleunigt wird.

Der rotationssymmetrische Umlenkraum und der in allen Richtungen völlig freie Ringspalt bieten also dem strömenden Medium keinerlei Behinderungen an. Aus diesem Grund ist auch eine Halterung 12, welche zum Befestigen der zweiten Seite des Verbindungsteiles 8 vorgesehen ist, jeweils, in Strömungsrichtung des Mediums durch die Düse gesehen, vor dem Umlenkraum 9 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 ist die Halterung 12 unterhalb des Kanals 4 und des Bodens 1, an dem Boden im Räume des Verteilkastens 3 angeordnet und weist einen U-förmigen, flachen Steg 13 auf, welcher zum Boden, symmetrisch zum Kanal 4 ange-schweisst ist. Koaxial zur Achse des Kanals 4 ist am Steg 13 eine Nabe 14 vorgesehen, in welcher das Verbindungsteil 8 an seinem unteren Ende befestigt ist.

Um den gegenseitigen Abstand der mindestens den Umlenkraum 9 und den Ringspalt 7 begrenzenden Wände ändern zu können, ist die Befestigung des Verbindungsteiles 8 zur Kappe 5 bzw. zur Halterung 12 folgendermassen ausgeführt: Wie in Zeichnung gezeigt, weist das Verbindungsteil 8 in Fig. 1 an der Seite seiner Befestigung zur Kappe 5 ein Gewinde 15 auf, welches in ein entsprechendes, in der Kappe 5 vorgesehenes Gewinde 16 eingreift. So ist die Kappe mit dem Verbindungsteil verschraubt und eine genaue, gewünschte Position der Kappe über dem Boden, und damit eine gewünschte Spaltbreite des Ringspaltes 7 einstellbar. Die eingestellte Position der Kappe ist dann mittels eines Zwischenringes 17 sichergestellt. Ähnlicherweise ist es möglich, an der Seite einer verschraubbaren Befestigung des Verbindungsteiles 8 zu der Halterung 12 einen Zwischenring 18 einzusetzen.

Es wäre auch möglich, das Verbindungsteil als eine Schraube mit Gewinden an beiden Enden auszuführen, wobei eine gewünschte axiale Distanz zwischen der Nabe 14 und der Kappe 5, mit welchen das Verbindungsteil 8 verschraubt wäre, mittels einer Distanzhülse festgelegt wäre. Eine andere mögliche Ausführung zeigt das Beispiel in Fig. 2: Hier ist das Verbindungsteil 8 eine durch die Kappe 5 geführte Schraube, welche zum Halten der Kappe einen Kopf 29 hat und an dem anderen Ende in die Nabe 14 der Halterung eingeschraubt ist. Die Distanz zwischen der Nabe und der Kappe ist mittels eines Zwischenringes 17 festgelegt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 ist der ganze Kanal 4 im Boden 1 mittels einer Hülse 19 gebildet, welche in einer passenden Bohrung 23 befestigt ist, welche im Boden 1 dafür vorgesehen ist. Die den Kanal 4 bildende Hülse 19 führt bis in den untenliegenden Verteilkasten 3 hin und ist zum Boden von unten angeschweisst. Als Halterung für das Verbindungsteil 8 sind im Kanal 4 zwei Flügel 20 angeordnet. Sie verlaufen entlang der axialen Ebene der Düse, symmetrisch zu ihr angeordnet, und tragen eine Nabe 14, in welcher das Verbindungsteil 8 eingeschraubt ist. Die Innenwandung 21 des Kanals 4 und die Flügel 20 sind strömungsgerecht ausgeführt und tragen zum Bilden einer sich beschleunigenden Strömung des Mediums im Kanal 4, im Umlenkraum 9 und im Ringspalt 7 bei. Die Anzahl der die Nabe 14 haltenden Flügel ist nicht auf zwei begrenzt. Strömungstechnisch kann auch eine andere Anzahl, z.B drei, Flügel vertretbar oder gegebenenfalls wünschbar sein.

Ein wichtiges Merkmal des Beispiels gemäss Fig. 2 ist es auch, dass die ganze einzelne Vorrichtung, die Ringspaltdüse, welche die den Kanal bildende Hülse 19, die Halterung mit der Nabe 14, das Verbindungsteil 8 und die Kappe 5 aufweist, serienmässig herstellbar ist und im Falle einer Beschädigung oder einer Störung, teilweise oder als Ganzes einfach ausgewechselt werden kann. Die serienmässig hergestellten Teile sind miteinander auswechselbar.

Dies ist auch der Fall bei der Ringdüse gemäss Fig. 3, bei welcher eine Hülse 22 nur einen Teil eines längeren, in den Verteilkasten 3 hinragenden Kanals 4 bildet und in eine entsprechende, im Boden 1 vorgesehene Bohrung 23 einschraubbar ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist auch eine das Verbindungsteil 8 haltende Nabe 24 strömungstechnisch vorteilhaft gebildet, wie es aus der Fig. 3 ersichtlich ist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 ist daran gedacht, dass die mit dem Medium mitgetragenen Partikeln abrasiv wirken können, was zu unvermeidlichen erosiven Beschädigungen insbesondere der den Umlenkraum 9 und den Ringspalt 7 bildenden Wandungen führte. Die Aussenwan-dung ist mittels einer Hülse 25 gebildet, welche einen Teil des Kanals an seiner Mündung bildet und in einer entsprechenden Bohrung 26 im Boden 1 befestigt ist. Wegen Gefahr ero-siver Beschädigung ist diese Hülse 25 aus einem erosionfe-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

629394

4

sten Material hergestellt. Diese Hülse 25 kann im Falle einer eingetretenen Beschädigung, z.B. wenn erodiert, einfach ersetzt werden.

Aus gleichem Grund ist auch die den Umlenkraum 9 und den Ringspalt 7 begrenzende Wand 10 der Kappe 5 mindestens teilweise, und zwar dort wo eine erosive Beschädigung vorkommen kann, aus einem erosionfesten Material ausgeführt. Die Kappe 5 ist geteilt und weist einen dem Boden 1 zugewandten rotationssymmetrischen Teil 27 auf, welcher mindestens teilweise den Umlenkraum 9 und den Ringspalt 7 begrenzt und aus einem erosionfesten Material hergestellt ist. Der obere Teil 28 dieser Kappe 5 ist mit dem Verbindungsteil 8 zusammen verschraubbar ausgeführt und befestigt so den leicht auswechselbaren Teil 27. Da der obere Teil 28 der Kappe 5 in den meisten Anwendungsfallen keinen besonderen thermischen oder mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, kann er, wie auch in dieser Fig. 4 gezeichnet, aus einem z.B. nichtmetallischen Material hergestellt sein.

Eine herstellungstechnisch besonders vorteilhafte Ringdüse ist in Fig. 5 gezeigt. Die vom Verbindungsteil 8 zur 5 Austrittskante 6 des Ringspalts reichende Wand 10 ist mittels eines schalenförmigen Teiles 30 gebildet, dessen Aussen-wand die Form der Wand 10 aufweist. Das Teil 30 ist vorteilhafterweise ein Pressling aus Blech und weist eine Wand 31 auf, welche für das Verbindungsteil 8 mit einer zentralen io Öffnung 31 versehen ist. Wenn es gewünscht ist, können, wie es auch in Fig. 5 ausgeführt ist, zwei gleiche Teile, einer ist mit 30 und der zweite mit 301 bezeichnet, zueinander zugewandt zu einer nach oben gewölbten Kappe 5 zusammengesetzt werden. Im Boden 1 ist die Düse mit einem in dem Bo-15 den eingesetzten Bodenstück 33 gebildet, zu welchem eine Halterung 12 (14) für das Verbindungsteil 8 befestigt ist.

s

1 Blatt Zeichnungen

Claims

629 394

PATENTANSPRÜCHE

1. Ringspaltdüse an einem Boden zum Verteilen eines strömenden Mediums über diesem Boden, welche einen durch den Boden hindurchführenden axialen Kanal aufweist, welcher mit einer Kappe unter Freilassung eines Ringspalts zwischen der Kappe und dem Boden überdeckt ist, wobei die Kappe mittels eines durch den Kanal hindurch und koaxial zu ihm geführten, in einer in Stromrichtung des Mediums am Anfang des Kanals angebrachten Halterung befestigten Verbindungsteiles gehalten ist, wodurch ein Strömungsraum gebildet ist, in welchem der im Kanalbereich axial verlaufende Strom des Mediums in einem Umlenkraum umgelenkt wird und in radialer Richtung durch den Ringspalt herausströmt, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Verbindungsteil (8) bis zu einer Austrittskante (6) des völlig freien Ringspalts (7) eine rotationssymmetrische, mindestens einen Abschnitt eines rotationssymmetrischen, ringartigen Strömungsraumes zum Führen des Mediums begrenzende Wand (10) gezogen ist und dass alle den Strömungsraum begrenzenden Wände so gezogen sind, dass der Querschnitt der durchströmten Fläche des ringartigen Strömungsraumes in Richtung des Stromes des Mediums zu der Austrittskante (6) des Ringspalts (7) hin mindestens im Umlenkraum (9) des Strömungsraumes beginnend kontinuierlich abnimmt.
2. Ringspaltdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (12) für das Verbindungsteil (8) in Stromrichtung vor dem Kanal (4) angeordnet ist.
3. Ringspaltdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (4) teilweise, mindestens, in Stromrichtung betrachtet, an seinem Ende mittels einer Hülse (19, 22,25) gebildet ist, welche in einer Bohrung im Boden (1) befestigt ist.
4. Ringspaltdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (4) mittels einer Hülse (19,22) gebildet ist, die in dem Boden befestigt ist, und dass die Halterung (14, 20) für das Verbindungsteil (8) innerhalb dieser den Kanal bildenden Hülse (19,20) sowie vor dem Umlenk-

s räum (9) des Strömungsraumes angeordnet ist.
5. Ringspaltdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Verbindungsteil (8) bis zur Austrittskante (6) des Ringspalts (7) reichende Wand (10) die dem Kanal (4) zugewandte Wand der Kappe (5) ist und dass die io Grösse des Abstandes der Kappe (5) gegenüber dem Kanal (4) bzw. dem Boden (1) einstellbar ist.
6. Ringspaltdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (8) zu seiner Befestigung zur Kappe (5) ein Gewinde (15) aufweist, welches in ein ent-

15 sprechendes, in der Kappe (5) vorgesehenes Gewinde (16) eingreift.
7. Ringspaltdüse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (5) geteilt ausgeführt ist und einen dem Boden (1) zugewandten, rotationssymmetrischen

20 Teil (27) aufweist, dessen dem Kanal (4) zugewandte Wand die den Strömungsraum begrenzende Wand (10) ist, und dass dieser Teil (27) als austauschbarer Teil der Kappe (5) ausgeführt ist.
8. Ringspaltdüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

25 zeichnet, dass die vom Verbindungsteil (8) zur Austrittskante (6) des Ringspalts (7) reichende Wand (10) mittels eines schalenförmigen Teiles (30) gebildet ist, dessen Aussenwand die Form der besagten Wand (10) aufweist.
9. Ringspaltdüse nach Anspruch 8, dadurch gekenn-

30 zeichnet, dass die den Kanal (4) überdeckende Kappe (5) aus zwei gleichen schalenförmigen Teilen (30, 301) besteht, die sich an ihren einander zugewandten Seitenflächen berühren.