CS197201B2 - Method of and apparatus for raising cooling efficiency of revolving kiln cooler - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu zvyšování chladicí účinnosti satelitního chladiče rotační pece a zařízení k jeho provádění.

Satelitní chladič rotační pece sestává z více satelitních trub, uspořádaných v oblasti výsypného konce rotační pece, a to rovnoměrně po jejím obvodu, přičemž s vnitřním prostorem rotační pece jsou spojeny průchozími otvory. Satelitní trouby mají za úkol rozdělení vystupujícího materiálu z rotační pece na více dílčích toků s odpovídající zvětšenou vnější plochu tak, že chladicí vzduch, proudící vlivem tahu rotační pece na výstupním konci satelitních trub, obtéká produkt, v protiproudu, a tím jej ochlazuje. Vzduch takto ohřátý vstupuje průchozími otvory do rotační pece, kde je použit jako předehřátý spalovací vzduch pro vytápění rotační pece. Na základě této skutečnosti je množství vzduchu určené ke chlazení omezeno, takže zejména . u větších jednotek rotačních pecí může dojít k tomu, že ochlazovaný materiál na výstupních koncích satelitních trub má ještě stále příliš vysokou teplotu, nevhodnou pro následující zpracování.

Dále je rovněž známo uspořádání pro rotační pece, pracující s tzv. pohyblivými chlazenými rošty, kde pevně umístěný chlaďcí prostor je uložen nad vrstvou materiálu a je opatřen větším množstvím trysek, kterými je ke zvýšení chladicího účinku na vrstvu. materiálu rozstřikována voda. Opatření tohoto druhu s uspořádáním pevně umístěných trysek, určených k rozprašování vody pro chlazení produktu, je bez dalších úprav pro rotační pec s obíhacími satelitními troubami nepoužitelné. ’

Úkolem vynálezu je vyvinutí způsobu a zařízení, kterým by bylo dosaženo při použití satelitního chladiče rotační pece zvýšení jeho chladicí účinnosti rozstřikovanou chladíc' kapalinou, kterou bývá zpravidla voda.

Úkol byl podle vynálezu vyřešen tím, že v opakovaných intervalech, řízených počátkem a délkou se nehybnými tryskami v závislosti na otáčkách rotační pece vstřikuje do vnitřního prostoru satelitních trub jejich vstupními otvory pro chladicí vzduch, tlaková chlaďcí voda o teplotě a tlaku, závislými na teplotě výrobku vystupujícího ze satglítních trub chladiče.

Dále podle vynálezu tlaková chladicí voda vstřikuje současně alespoň do části celkového počtu satelitních trub, například do satelitních trub, uspořádaných vzhledem k ose rotační pece protilehle.

Rovněž podle vynálezu tlaková chladicí voda se přivádí k jednotlivým tryskám· přes společný vyrovnávací tlakový zásobník, na197201 příklad společné přiváděči - potrubí.

Ještě dále podle vynálezu před čely výsypných konců satelitních trub, opatřených osovými otvory pro vstup vzduchu je upraveno alespoň jedno rozváděči potrubí tlakové chladicí vody, opatřené alespoň jednou vstřikovací tryskou, souosou se satelitní troubou s ústím u jejího osového otvoru a alespoň s jedním řídicím ventilem průtoku chladicí kapaliny.

Podle dalšího význaku vynálezu rozváděči potrubí tlakové chladicí kapaliny je upraveno ve tvaru prstence souosého s rotační pecí, a mezi každou vstřikovací tryskou tlakové chladicí kapaliny a rozváděcím potrubím je upraven řídicí ventil.

Ještě podle dalšího význaku vynálezu obvodová vzdálenost sousedních vstřikovacích trysek tlakové chladicí vody je menší než průměr osových otvorů satelitních 'trub.

Dále podle vynálezu vtok rozváděcího potrubí tlakové chladicí vody je připojen k výtlaku čerpadla a výtok rozváděcího potrubí přes řídicí ventil k sání čerpadla.

Ještě dále podle vynálezu řídicí ventily vstřikovacích trysek jsou vytvořeny jako elektromagnetické, upravené pro dálkové ovládání.

Konečně podle vynálezu na plášti pece je upraven alespoň jeden impulsní vysílač proti alespoň jednomu pevnému snímači impulsů, který je zapojen na ovládací zařízení, k němuž je dále zapojen přes měnič snímač teploty, upravený ve ‘společné výsypce výrobku a regulační elektromotor čerpadla, upravené pro řízení provozu čerpadla a řídicích ventilů vstřikovacích trysek tlakové chladicí kopaliny.

Tímto zařízením je umožněno pevnými tryskami rozprašovat vodu na produkt v rotační peci, určený k ochlazení, obíhajícími satelitními troubami, a to tak, že bez ovlivňování okolního prostředí dochází k odpaření celého vstřikovaného množství vody chladicí kapaliny.

Předností způsobu podle vynálezu je, že nejméně do jedné satelitní trouby satelitního troubového chladiče, výhradně do satelitní trouby, která leží před osou rotační pece, je v daném okamžiku vstřikována chladicí kapalina. Tímto -opatřením je také dosaženo toho, že v důsledku vstřikování vody dojde ke změně průtoku plynu v odpovídající satelitní troubě, která jako ostatní je prodloužena až do· spalovacího prostoru rotační pece a vyúsťuje přibližně souměrně do rotační pece, takže nedochází k žádným nepříznivým účinkům na vedení plamene v - rotační peci, neboť 'poměry proudění vzduchu, popřípadě plynu, v oblasti vyústění satelitních trub do rotační pece jsou zachovány. Vytvoření podle vynálezu má další přednost v tom, že přívod kapaliny k jednotlivým tryskám je uspořádán přes jeden společný tlakový zásobník kapaliny, vytvořený například společným přívodním potrubím. Tímto opatřením je zajištěno, že u všech -současně pracujících trysek působí na kapalinu stejný přetlak a tím je zejména zaručeno stejné množství kapaliny, určené k rozprášení pro každou současně pracující trysku, takže ze všech trysek v daném okamžiku vystupuje stejné množství kapaliny.

Další předností způsobu podle vynálezu je, že každý okamžik vstřiku a doba vstřiku jsou řízeny v závislosti na rychlosti otáčení rotační pece. Toto opatření má tu výhodu, . že lze také při změnách počtu otáček pece samočinně časově přizpůsobit vstřikování vody.

Předností zařízení podle vynálezu je, že přívodní potrubí kapaliny s ohledem na osu rotační pece je prstencovité, a že mezi přívodním potrubím ' vody -a každou tryskou je ventil. Tímto uspořádáním ' je umožněno při odpovídajícím ovládání ventilu řídit všechny nebo pouze jednotlivé trysky, popřípadě skupiny vstřikovacích trysek, přičemž prstencovtým přívodním potrubím kapaliny, které slouží - jako přetlakový -zásobník kapaliny, lze dosáhnout přibližně stejného množství vody, určené k rozstřiknutí pro všechny vstřikovací trysky. Při odpovídajícím stanovení objemu - vody v přívodním potrubí a odpovídajícím vysokém tlaku v tomto přívodním potrubí, lze rozstřikovací proces podstatně zkrátit.

Ve zvlášť výhodném provedení podle vynálezu je přívodní potrubí vody v tlakové větvi -opatřeno čerpadlem, přičemž část tohoto potrubí tvoří obtokovou větev, která na výtokovém konci je napojena přepojitelně k redukčnímu ventilu na sací stranu čerpadla. Tímto uspořádáním je umožněno čerpadlem vyvolat v přívodním potrubí čerpadla stálé proudění kapaliny, takže zrychlení množství kapaliny při otevření ventilu v oblasti jednotlivých trysek se podstatně zmenší a zpoždění vstřikovacího procesu se značně sníží.

Je-li zařízení podle vynálezu provedeno tak, že ovládání ventilu může být elektrické, elektromagnetické nebo pneumatické, a to pomocí připojeného ovládacího zařízení, a že -s rotační pecí je spojen jeden nebo více, zejména elektrický nebo elektromagnetický impulsní vysílač, jehož impulsy jsou přiváděny k ovládacímu zařízení. Toto uspořádání umožňuje -automatickou synchronizaci okamžiku vstřiku a dobu jeho trvání v závislosti - na počtu otáček rotační pece.

Předmět vynálezu bude podrobně popsán na příkladu provedení ve vztahu k výkresům na nichž značí:

Obr. 1 schematický nárysný řez uspořádání rotační pece opatřené satelitním chladičem a obr. 2 chematický bokorysný pohled a částečný řez rovinou ii—ii z -obr. 1 s odpovídajícím uspořádáním přívodního potrubí.

Na Obr. 1 je znázorněna výsypná část rotační pece 1, která je opatřena prodloužením 2, takže jak výsypná část, ták i prodloužení 2 jsou podepřeny oběžnými kruhy

3, 4 na pevné dráze. Ve výsypne části rotační pece 1 jsou v jejich stěnách vytvořeny průchozí otvory 5, na ně jsou připojeny výstupními hrdly 6 satelitní trouby 7. Satelitní trouby 7 jsou opřeny o prodlouženou část 2 a ústí výsypným koncem do společné výsypky 8.

Podle tohoto uspořádání pracuje satelitní chladič takto:

Materiál určení ke chlazení vystupuje z rotační pece 1 průchozími otvory 5 přímo do satelitních trub 7, nalézajících se v dolní poloze. Když takto vstoupí horký materiál z rotační pece 1 do jednotlivých satelitních trub 7, vytvoří se v každé satelitní troubě 7 uzavřená vrstva materiálu, která se v důsledku otáčení rotační pece 1 za neustálého přesýpání a kypření vlivem podávačích lopatek posouvá ve směru k výsypným koncům jednotlivých satelitních trub 7.

Výsypný konec každé jednotlivé satelitní trouby 7 je vytvořen tak, že během otáčivého pohybu může ochlazený materiál padat do společné výsypky 8 přes výstupní rošt 9, upevněný na každé satelitní troubě 7. Cil řadicí vzduch vstupuje vlivem tahu rotační pece 1 do každé satelitní trouby 7 osovým vstupním otvorem 10, uspořádaným na jejím výsypném konci. Chlazení je dosaženo proudícím vzduchem nad vrstvou materiálu. Nasáté množsví chladicího vzduchu je přitom omezeno, neboť přibližně odpovídá potřebnému množství spalovacího vzduchu, závislého na počtu otáček odsávacích dmychadel (neznázorněnoj, upevněných za rotační pecí 1. Z těchto důvodů lze horní materiál ochladit pouze na teploty, ležící nad 100 °C. Tyto teploty materiálů jsou však pro další dopravu, meziskladování a · podobně v mnoha případech velmi vysoké.

Podle vynálezu je chladicí účinnost těchto satelitních chladičů zvýšena tím, že podle výšky požadované teploty materiálu je přídavně do satelitních trub ke vstupujícímu studenému vzduchu na vrstvu materiálu, nalézající se v satelitních troubách 7, vstřikována voda, takže vlivem výparného tepla je materiálu odnímáno další množství tepla. Na základě skutečnosti, že jak na vstupním, tak i výstupním konci rotační pece 1 nejsou její čelní strany přístupné, zejména proto, že v oblasti satelitního chladiče jsou k plášti rotační pece 1 připojeny oběžné kruhy 3, 4, · prakticky nemožné uspořádat před vstupními otvory vzduchu vstřikovací trysky pevně spojené s pláštěm rotační pece a s ním obíhající s příslušnými obíhajícími přiváděcími potrubími. Aby přece jen bylo umožněno vstřikování vody, je podle vynálezu ve znázorněném příkladném provedení uspořádáno kolem rotační pece 1 prstencovité rozváděči potrubí 11 v blízkosti společné výsypky 8 proti čelům výsypných 'konců satelitních trub 7. Jak je patrno z obr. 2, je jeden konec rozváděcího potrubí 11 připojen k výtlaku čerpadla 12, zatímco druhý konec potrubí 11 je spojen přes redukční ventil 13 (obr. 2) se sáním čerpadla 12. Na prstencovitém rozváděcím potrubí 11 jsou uspořádány vstřikovací trysky 14, z nichž každé je předřazen řídicí ventil 15, přičemž vstřikovací trysky 14 jsou uspořádány tak, že směr vystřikovaného paprsku je · souosý s osou _příslušné satelitní trouby 7. Počet vstřikovacích trysek 14 je dán množstvím vody potřebným pro chlazení materiálu. Řídicí ventily 15, použité jsou podle vynálezu ventily elektromagnetické, které · zaručují jednak rychlé otevření a zavření a jednak jsou · z hlediska techniky snadno ovladatelné.

Při tomto uspořádání je tedy chladicí voda čerpána přívodním potrubím do okruhu tak, že i při uzavřených vstřikovacích tryskách 14 má voda odpovídající rychlost proudění. Tímto· je zpoždění, k němuž dochází po otevření řídicích ventilů 15 podstatně sníženo, néboť je dosaženo potřebného zrychlení množství vody v přívodním potrubí a v jednotlivých větvích vedoucích k vstřikovacím tryskám 14.

Dosahuje se tím zároveň výhody, že odbočky k · jednotlivým vstřikovacím tryskám 14, v nichž jsou u tohoto příkladu provedení zabudovány také řídicí ventiliy 15, lze provést co nejkratší. Místo znázorněného čerpadla 12 lze použít každého libovolného čerpacího uspořádání pro dosažení požadovaného tlaku vody.

Aby bylo možno přesně nastavit okamžik vstřiku a stanovit dobu jeho trvání v závislosti na otáčkách rotační pece 1 tak, aby se dané rozprášené množství vody dostalo pouze do vnitřního prostoru satelitních trub 7, je podle vynálezu upevněn na plášti rotační pece 1 alespoň jeden impulsní vysílač 16 proti alespoň jednomu snímači 17 impulsů.

Snímače 17 impulsů jsou zapojeny na ovládacím zařízení 18, k němuž jsou rovněž zapojena řídicí vedení 19 k pohonu jednotlivých řídicích ventilů 15. Impulsním vysílačem 16 jsou registrované otáčky rotační pece 1 a současně také uspořádáním impulsního vysílače 16 na plášti rotační pece 1 jsou registrovány také příslušné geometrické polohy satelitních trub 7. Příslušným nastavením ovládacího zařízení 18 jsou v důsledku impulsu nebo · impulsů krátkodobě otevírány řídicí, například magnetické ventily 15, předřazené vstřikovacím tryskám 14, přičemž tímto uspořádáním je jejich doba otevření v určitém rozsahu nastavitelná.

Protože doba otevření řídicích ventilů 15, odpovídající omezenému příčnému průřezu vstupního otvoru 10 pro vzduch na jedné straně a relativně vysoké obvodové rychlosti středu tohoto otvoru 10 která například u velkého zařízení se může pohybovat od 1,0 do 1,3 m/sek., je omezena k lepšímu ovládání · vstřikovaného množství vody podle vynálezu, několik vstřikovacích trysek 14 je uzavíráno skupinově, takže odpovídajícímu nastavení ovládacího zařízení 18 lze počet vstřikovacích trysek 14, které jsou v činnosti, skupinově zvětšovat nebo zmenšo vat. Toto uspořádání má tu výhodu, že skupiny spolu sdružených vstřikovacích trysek 14, jsou-li vůči ose rotační pece 1 vůči sobě souměrně rozloženy, umožňují, že odpařovacím procesem dochází k ovlivňování proudění plynu vodou přiváděnou do satelitních trub 7, které přes průchozí otvory 5 vniká až do prostoru rotační pece 1 při souměrném rozložení proudění uvnitř pece 1 v oblasti hoření.

Další možnost jak lze ovlivnit chladicí účinnost, spočívá podle vynálezu v tom, že vzdálenost mezí dvěma následujícími vstřikovacími tryskami 14 ve směru otáčení rotační psce 1 je menší než vnitřní průřez vstupních osových otvorů 10 pro vzduch satelitních trub 7. Při takovémto zhuštěném uspořádání vstřikovacích trysek 14 lze prakticky dosáhnout plynulého vstřikování vody, jestliže řídicí zařízení přes vysílač nebo vysílače 16 impulsů přepíná řídicí ventily 15 jednotlivých vstřikovacích trysek 14 tak, že jsou otevírány přímo nahoře ještě před dosažením volného průřezu vstupních osových otvorů 10 pro vzduch, přičemž otevřené vstřikovací trysky 14 jsou uzavírány jestliže další vstřikovací tryska 14 ve směru otáčení rotační pece 1 se nachází přímo před volným průřezem vstupního osového otvoru 10 pro vzduch.

K dosažení lepšího řízení množství je uspořádání podle vynálezu vytvořeno tak, že celkové rozprašované množství vody je měřeno v závislosti na teplotě materiálu na výstupu ze satelitních trub 7. Toho lze dosáhnout například snímačem 20 teplot, který je uložen v oblasti výsypného otvoru společné výsypky 8 v toku materiálu, přičemž jeho signál je veden přes odpovídající měnič 21 s nastavenou hodnotou ovládacího zařízení 18. Ovládacím zařízením 18 je dále v závislosti na předem požadované hodnotě teploty měněna doba vstřiku u jednotlivých vstřikovacích trysek 14 a jestliže ji s ohledem na rychlost otáčení rotační pece 1 nelze jíž dále prodlužovat, je zvýšen počet činných vstřikovacích trysek 14, přičemž množství vody, které projde během doby otevření každé vstřikovací trysky 14 známého průtočného průřezu a předem daného tlaku vody v přívodním potrubí 11, je tím prakticky určeno.

Další přednost vynálezu spočívá v tom, že ovládací zařízení 18 v ' závislosti na zjištěné teplotě materiálu ve výsypce 8 je řízen tlak vody v přívodním potrubí a tím i průtočné množství jednotlivých vstřikovacích trysek 14, stejně tak i celkové množství vody. To ho lze dosáhnout například změnou počtu otáček čerpadla 12, přičemž, jak je zřejmé z obr. 2, je hnací regulační elektromotor 22 čerpadla 12 připojen přes neznázorněné řídicí zařízení k ovládacímu zařízení 18. To má zejména tu výhodu, že s ohledem na dosažení co nejrovnoměrnějšího chladicího účinku lze uvést v činnost velký počet vstřikovacích trysek 14, takže dojde, jak bylo již shora popsáno, k rovnoměrnému vstřikování. V tomto případě je řízení množství vstřikované vody v první řadě možné pouze změnou přetlaku vstřikované vody a v omezeném rozsahu řízení doby vstřiku.

Jestliže vstřikovací trysky 14 jsou připojeny ke zdroji vody s postačujícím přetlakem, je místo čerpadla 12 zařazen řídicí ventil k ovládání celkového průtočného množství vody. Tento ventil může být rovněž, jako popsané čerpadlo, zapojen bezprostředně před odpovídající měnič 21 a ovládací zazařízení 18 se snímačem 20 teploty v jeden celek.

Tím se podstatně zjednoduší konstrukce ovládacího zařízení 18.

Vynález se neomezuje pouze na popsané a znázorněná provedení. V jednodušších případech postačuje, jestliže podle vynálezu je zařízení opatřeno jednoduchým přiváděcím potrubím bez kruhového rozváděcího potrubí 11, opatřeného vstřikovacími tryskami 14, které by bylo připojeno k tlakovému vodnímu zdroji.

Podle vstřikovaného množství vody může být přitom postačující, jestliže v přiváděcím potrubí bezprostředně před první vstřikovací tryskou 14 je uspořádán jeden ventil, takže při otevření tohoto jediného . ventilu je do všech vstřikovacích trysek 14 přiváděna voda. K řízení vstřikovaného množství vody v tomto případě zcela postačí, jestliže jednotlivé vstřikovací trysky 14 nebo skupiny vstřikovacích trysek 14 jsou opatřeny uzavíracími ventily, ovládanými ručně. Namísto přívodního potrubí .lze použít oddělených přívodních potrubí, a to vždy pro jednotlivé skupiny vstřikovacích trysek 14.

Vynález se neomezuje na popsané tlakové zásobování vodou, nýbrž lze rovněž použít dvousložkových trysek, které jsou uváděny v činnost například stlačeným vzduchem jako . hnacím prostředím, takže při otevřeném ventilu je odpovídající množství vody strháváno stlačeným vzduchem a současně přiváděno jako . mlhovina na horkou vrstvu materiálu, nalézající se v satelitních troubách 7.

PREDMET vynalezu

Claims (9)

1. PREDMET vynalezu

   1. Způsob zvyšování chladicí účinnosti satelitního chladiče rotační pece, vyznačující se tím, že se nehybnými tryskami v opakovaných intervalech, řízených počátkem a délkou v závislosti na otáčkách rotační pece, vstřikuje do vnitřního prostoru satelitních trub jejich vstupními otvory pro chladicí vzduch tlaková chladicí voda o teplotě a tlaku, závislými na teplotě výrobku vystupujícího ze -satelitních trub chladiče.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že tlaková chladicí voda vstřikuje současně alespoň do části celkového počtu satelitních trub, například do satelitních trub, uspořádaných vzhledem k ose rotační pece protilehle.
3. 3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že tlaková chladicí voda se přivádí k jednotlivým tryskám přes společný vyrovnávací tlakový zásobník, například společné přiváděči potrubí.
4. 4. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, vyznačující se tím, že před čely výsypných konců satelitních trub (7), opatřených osovými otvory (10) pro vstup vzduchu, je upraveno alespoň jedno rozváděči potrubí (11) - tlakové chladicí vody, opatřené alespoň jednou vstřikovací tryskou (14), souosou se satelitní troubou (7) a ústím u jejího osového otvoru (10) a s alespoň jedním řídicím ventilem (15) průtoku chladicí kapaliny.
5. 5. Zařízení podle bodu 4, vyznačující se tím, že rozváděči potrubí (11) tlakové chladicí kapaliny je upraveno ve tvaru prstence souosého s rotační pecí (1), a že mezi každou vstřikovací tryskou (14) tlakové chladicí kapaliny a rozváděcím potrubím (11) je upraven řídicí ventil (15).
6. 6. Zařízení podle bodů 4 a 5, vyznačující se tím, že obvodová vzdálenost sousedních vstřikovacích trysek (14) tlakové chladicí vody je menší než průměr osových otvorů (10) satelitních trub (7).
7. 7. Zařízení podle bodů 4 a 5, vyznačující se tím, že vtok rozváděcího potrubí (11) tlakové chladicí vody je připojen k výtlaku čerpadla (12) a výtok rozváděcího potrubí (11) přes řídicí ventil (13) k sání čerpadla (12).
8. 8. Zařízení podle bodů 4 a - 5, vyznačující se tím, že řídicí ventily (15) vstřikovacích trysek (14) jsou vytvořeny jako elektromagnetické, upravené pro dálkové ovládání.
9. 9. Zařízení podle bodů 4 až 8, vyznačující se tím, že na plášti rotační pece (1) je upraven alespoň jeden impulsní vysílač (16) proti alespoň jednomu pevnému -snímači (17) impulsů, který je zapojen na ovládací zařízení (18), k němuž je dále zapojen přes měnič (21) snímač - teploty (20) upravený ve společné výsypce (8) výrobku a regulační elektromotor (22) čerpadla (12), upravené pro řízení provozu čerpadla (12) a řídicích ventilů (15) vstřikovacích trysek (14) tlakové chladicí kapaliny.

   2 listy výkresů

   Severografla, n. p., závod 7, Most