CZ278615B6 - Grate bottom, optionally grate surface - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká roštového dna, popřípadě roštové plochy, sestávající z roštových prvků, pro ukládání pevných látek dopravovaných předem určeným směrem při jejich spalování, chlazení nebo jiném tepelném zpracování, přičemž tyto roštové prvky mají povrch opatřený výstupními otvory plynu pro nesení pevných látek nacházejících se na roštovém dnu a jsou uspořádány vedle sebe na roštových nosnících v řadách uspořádaných za sebou.

Dosavadní stav techniky

Roštová dna jsou běžné tvořena z roštových tyčí, roštových desek nebo roštových bloků, které jsou dimenzovány tak, aby se při tepelném namáhání nezbortily. Tato roštová dna nesou pevné látky a dopravují je účinkem svého sklonu nebo pohybu. Doprava může být prováděna také pomocí škrabek nebo působením plynu sloužícího ke zpracování, zpravidla pomocí vzduchu.

Podstatným znakem roštových den jsou otvory pro průchod plynu. Jsou vytvořeny mezi roštovými tyčemi nebo jsou provedeny v roštových deskách nebo roštových blocích. Zvláštní požadavky na prostup plynu splňují náběžná dna nebo trysková dna, což jsou dna, do nichž jsou vloženy dyšny, používaná například u konventorů. Pro vsázky, které se zpracovávají při vysokých teplotách, mohou být tato dna zhotovena z keramických materiálů. Vzhledem k malé mechanické pevnosti však tyto rošty nesplňují dopravní funkci pohyblivých roštů.

Známá roštová dna splňují požadavek dobrého vlastního chlazení a definovaného odporu pro rovnoměrné rozptýlení plynu do zpracovávané pevné látky, která se na nich nachází, ve velmi rozdílné míře. V DE AI 32 13 294 a DE Cl 32 30 597 jsou popsána chladicí žebra nebo kanály uspořádané na straně plynu.

Charakteristickou hodnotou pro odpor roštu je otevřená roštová plocha. 5 % otevřená roštová plocha znamená, že plyn nabývá v otvorech dvacetinásobné rychlosti. Tím je způsoben vztlak, který může být větší, než vlastní hmotnost roštových prvků. Podle DE-OS 17 58 067 dostávají otočné položené roštové desky z tohoto důvodu přídavná závaží.

Vysoká výstupní rychlost plynu v kolmém směru může být na závadu. Podle DE AI 33 13 615 má roštový blok pro posuvný rošt přibližně vodorovný vyfukovací otvor.

Výhody horizontálně vystupujícího plynu z roštového dna popisuje patent US-PS 3 304 619: Působením vysokých výstupních rychlostí se dosahuje posouvání pevné látky a zlepšuje se přechod tepla. Tepelně odolné roštové dno, pomocí něhož se tyto výhody realizují, však není popsáno.

Pro směr posunu byly doposud prováděny mezi jednotlivými roštovými tyčemi příčné a skloněné uspořádané štěrbiny. Na rozdíl od roštových desek uložených přímo na roštovém rámu však bylo potřeba upravit podélné uložený vložený nosič. Těsné připojení komor pro přívod plynu, zvláště při vysokých tlacích, je vzhledem k vysokému odporu roštu a přenášení dopravního pohybu na plochu roštu takovým vloženým nosičem konstrukčně značně ztíženo.

Všeobecné je dále známo, že malé otevřené roštové plochy ve spojení s vysokými rychlostmi plynu značné snižují propad roštem. Přesto však musí být rošty opatřeny nákladnými zařízeními pro vynášení propadlých pevných látek z komor a pro jejich odstraňování. Teprve u tryskových roštových den se například pomocí krytů přesahujících otvory dosáhne toho, že také při přerušení přívodu plynu nepadá pevná látka do otvorů.

V DE-OS 20 05 869 je popsána žaluziová stupňovitá stěna, ve které je příčně k pohybu procházejícího plynu dávkován prach. Žaluziové stupně probíhají poněkud proti síle tíže, takže pevná látka není vynášena.

Oba poslední příklady ukazují, že propad roštem může být snížen pomocí překážek orientovaných ve směru síly tíže. Řešení pomocí žaluzií má však nevýhodu v tom, že u něj není proveden dostatečný odpor pro rozptýlení plynu, zatímco trysková roštová dna nemohla být dosud použita u roštů dopravujících mechanicky.

Úkolem vynálezu tedy je vytvořit mechanicky dostatečně zatížitelné roštové prvky pro výstavbu roštových den. Tyto rošty by měly mít známé výhody výše uváděných konstrukcí roštových tyčí, roštových desek, roštových bloků a tryskových roštových den, se zřetelem na vlastní chlazení, rozptýlení plynu (kromě jiného odpor) a odolnost proti propadu, přičemž roštové prvky by měly být vyrobitelné zvlášť hospodárně..

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje roštové dno, popřípadě roštová plocha, sestávající z roštových prvků, pro ukládání pevných látek dopravovaných předem určeným směrem při jejich spalování, chlazení nebo j iném tepelném zpracování, přičemž tyto roštové prvky maj í povrch opatřený výstupními otvory plynu pro nesení pevných látek nacházejících se na roštovém dnu a jsou uspořádány vedle sebe na roštových nosnících v řadách uspořádaných za sebou, podle vynálezu, jehož podstatou je, že alespoň část roštových prvků sestává vždy ze dvou nosných rámů, kde každý z nosných rámů je opatřen tělesy kolmými na nosný rám, přičemž tělesa obou nosných rámů jsou střídavé příčkovité do sebe zasunuta a mezi jednotlivými tělesy jsou vytvořeny štěrbiny, orientované v podstatě napříč k nosným rámům, kde povrch roštového prvku je tvořen vždy částí každého tělesa s nosnými rámy a štěrbinami, přičemž nosné rámy, navzájem spojené pomocí těles, tvoří pomocí rozpěr a/nebo dnové desky skříň.

Takové provedení skříňovitých roštových prvků je ve své funkci srovnatelné s větracími skříněmi, které jsou vyloženy polopropustnými tkaninami nebo porézními látkami, a které jsou využívány v rozsahu nižších teplot a jemného prachu. Za pomoci předloženého vynálezu je použití roštových prvků s takovou funkcí nyní možné i pro horké a hrubé pevné látky. Roštové prvky, které se dají jednoduchým způsobem hospodárně vyrobit, například odli

2CZ 278615 B6 tím, je možno uložit bezprostředně na nosník roštu bez toho, že by mezi nosnými rámy vznikaly další otvory. Tímto provedením určují odpor roštu a rychlost prostupu plynu pouze vytvořené štěrbiny pro plyn, které znemožňují vnikání pevné látky. Při přerušení přívodu plynu tvoří roštové štěrbiny na základě svého dimenzování a uspořádání v celkové ploše roštu účinnou překážku proti propadu roštem, takže zařízení pro vynášení a odstraňování roštového propadu jsou potom zcela zbytečná.

Podle výhodného provedení vynálezu jsou nosné rámy a tělesa opatřeny tvarovými prvky pro vzájemné zasunuti do sebe. Tímto dosažená výhoda spočívá ve vzájemné pohyblivosti těchto dílů při mechanickém namáhání, přičemž tato pohyblivost způsobuje, popřípadě podporuje samočisticí efekt.

Podle dalšího výhodného provedení jsou nosné rámy a tělesa provedeny ve formě dvou komplementárních základních stavebních dílů. Takové roštové prvky je možno lehce odlévat a představují zvlášt stabilní uzavřené jednotky s libovolné úzkými štěrbinami pro plyn, ležícími uvnitř.

Podle dalšího výhodného provedení jsou štěrbiny vůči povrchu roštového prvku skloněny. Tento sklon, ovlivňující v podstatné míře vytvoření překážky vůči propadu roštem, může být ve směru dopravy pevné látky takový, aby tuto dopravu podpořil. Obzvláště výhodná je taková doprava jemných podílů pevných látek, zpracovávaných na roštu, při použití hřeblového dopravníku nebo u posuvného roštu, protože tyto jemné podíly se mechanicky velmi těžce dopravuj í.

Podle dalšího výhodného provedení je sklon štěrbin vůči povrchu roštového prvku menší než 40°, čímž vystupující proud plynu přiléhá k povrchu roštu. Výhoda tohoto uspořádání spočívá v dostatečném chlazení povrchu roštu a v tom, že se plyn rozptýlí ve vrstvě rovnoběžné s povrchem roštu nezávisle na jemnosti štěrbin.

Podle dalšího výhodného provedení jsou štěrbiny na odvrácené straně od roštového prvku sifonovitě zakřiveny. Tato forma provedení představuje zvlášt: jednoduše vyrobitelnou a účinnou překážku proti propadávání pevných látek roštem ve spojení se skloněnými štěrbinami.

Podle dalšího výhodného provedení jsou štěrbiny opatřeny alespoň dvěma rozšířeními a zúženími. Pomocí těchto rozšíření a zúžení štěrbin pro plyn se dále zlepšúje vnitřní chlazení roštových prvků působením Joule-Thomsonova efektu. Současné se zvýší odpor proti prostupu vzduchu.

A konečně podle dalšího výhodného provedení jsou roštové prvky těsně připevněny na nosníky, které jsou vytvořeny jako duté nosníky s přípojkou na přívod plynu, přičemž ve dnové desce a nosnících jsou vytvořeny v zákrytu pod sebou otvory pro přívod plynu od nosníků k roštovým prvkům.

Z většího počtu roštových prvků, vytvořených podle předloženého vynálezu, se sestaví rošt tak, že se roštové prvky uspořádají vedle sebe na roštový nosník do řad, a že se více takových řad

-3CZ 278615 B6 roštů uspořádá za sebou. Při dalším vytvoření předloženého vynálezu může být roštový nosník vytvořen jako dutý nosník s připojením na přívod plynu, přičemž roštové prvky mohou být na roštovém nosníku připevněny a utěsněny, přičemž jsou opatřeny otvory pro přívod vzduchu z roštovéno nosníku do jejich vnitřku. Zatímco známé vzduchové skříně pro větrání roštů musí kvůli zařízení pro vynášeni roštového propadu mít více řad roštů, je možný, při využití tohoto druhu uspořádání roštových prvků podle vynálezu, pouze jeden přívod plynu pro větrání roštu do jednotlivých řad. Zabudováním do roštových nosníků je možno dále ovlivnit v kladném smyslu rozptylování plynu.

U takového roštu může plyn, vystupující z roštových prvků opatřených štěrbinami, tvořit dopravní médium (prostředek) pro pevnou látku, nacházející se na roštu. Zatímco doprava pevné látky pomocí pohybu roštu nebo pomocí přídavného dopravního zařízení je podporována výstupem plynu ze štěrbin skloněných ve směru pohybu, je možné dopravovat pevnou látku pouze působením procesního plynu při použití jemné pevné látky již ve spojení s horizontálním roštem, nebo při použití hrubé pevné látky ve spojení s roštovou plochou skloněnou v směru dopravy. Toho se využívá v těch případech, kdy je roštové dno pevné nebo když je pevná látka pro dopravu prováděnou mechanicky příliš horká.

Rošty mohou být eventuálně vybaveny zařízením pro pulsující přivádění plynu (vzduchu) do štěrbin nebo ventilem pro řízený intervalový přívod plynu ke štěrbinám. Pomocí obou zařízení je možno nastavit rychlost plynu, potřebného pro dopravu pevné látky, nezávisle na provozně technicky potřebném množství plynu.

Přehled obrázků na výkresech provedení obj asněn na příkladném na obr. 1 je část roštového prvku půdorys roštového prvku z obr. 1, forma provedení roštového prvku v podélném další forma provedení roštového prvku, také na obr. 5 je další forma provedení roštového

Vynález bude dále blíže podle připojených výkresů, kde v podélném řezu, na na obr.3 jej iná řezu, na obr. 4 je v podélném směru, prvku, také v podélném řezu, na obr. 6 je půdorys roštového prvku z obr. 5, na obr. 7 je obměněná forma provedení roštového prvku s roštovým nosníkem uzpůsobeným pro přívod plynu v řezu v bočním pohledu a na obr. 8 je roštová řada, sestavená z roštových prvků, v prostorovém znázornění.

obr. 2 j e

Příklady provedení vynálezu

Roštový prvek 19 který tvoří díl roštové řady 20, znázorněné na obr. 8 a objasněné blíže dále, může být odlit z kovu nebo keramiky. Obsahuje základní stavební díly 1 a 2. se základními tělesy 2/ které jsou znázorněny na obř. 1 a 2, a tvoří, respektive vymezují, díl účinné roštové plochy. Tato základní tělesa 2 jsou pro jednoduchost v textu označena pouze jako tělesa 2· Tělesa 2 jsou upevněna střídavě na proti sobě ležících postranních nosných rámech 4 základních stavebních dílů 1 a 2 a vytvářej í podle spojení na základě svých rozměrů v podélném směru roštových prvků 19 mezi sebou štěrbiny 5.

-4CZ 278615 B6

Roštová plocha je tvořena, jak vyplývá z obr. 2 a 6, z těles 2, postranních nosných rámů 4 a štěrbin 5,. Poměr ploch tělesa 3 : postranních nosných rámů 4 : štěrbin 5 může být v rozmezí 1 : 5 : 1 až 40 : 1 : 1. Štěrbiny 2 mohou být i odchýleny provedením kuželů na tělesech 2 od pravého úhlu znázorněného na obrázku směrem k postranním nosným rámům 4.

Na obr. 1 jsou znázorněny šikmé štěrbiny 5, které jsou s výhodou skloněny tak, že ústí ve směru pohybu pevné látky. Jejich sklon má být takový, aby se k dosažení proudění plynu, které nastává u povrchu, nepřekročil úhel 23 40°. Zvlášť dobrých výsledků lze dosáhnout při vytvoření tohoto úhlu v rozmezí od 30° do 35°.

Štěrbiny 5 mohou být přizpůsobeny různým požadavkům, například se může měnit jejich sklon, zakřivení a kuželovitost.

Na obr. 3 jsou znázorněny štěrbiny 5, které jsou na vstupu 14 plynu sifonovitě zakřiveny, a to proti působeni síly tíže, čímž je vytvořena překážka proti propadu roštem.

Na obr. 4 jsou znázorněny štěrbiny 5, opatřené zúženími 12. a rozšířeními 13 pro zvýšení odporu roštu a pro vnitřní chlazení působením Joule-Thomsonova efektu.

Všechny tvary štěrbin 5 mohou být také navzájem zkombinovány.

Podle obr. 5 a 6 jsou roštové prvky 19 vytvořeny z jednotlivých postranních nosných rámů 4 a těles 2 pomocí tvarové přizpůsobených spojů. K tomuto účelu jsou tělesa 2 opatřena čepy 2z které zapadají do otvorů 2 v postranních nosných rámech 4. Namísto čepů 8 a otvorů 9 mohou být například na postranních nosných rámech 4 připevněny pro držení těles 2 konzoly, na obrázcích neznázorněné. Taková zjednodušená konstrukce je výhodná například při použití keramických materiálů místo kovových materiálů.

Jeden nebo více roštových prvků 19 podle obr. 1 a 2, popřípadě obr. 5 a 6, je navzájem drženo pomocí táhel 15, která jsou vedena vrtáními 7. Rozteč postranních nosných rámů 4 může být kromě zajištění tělesy 2 ještě dodatečné zajištěna rozpěrami 6. Místo táhel 15 může být přídržná síla pro těsné usazení postranních nosných rámů 4 za sebou zajišťována působením tlaku.

Na obr. 7 a 8 je znázorněno uspořádání roštových prvků 19, v tomto případě se sifonovité zakřivenými štěrbinami 5, na roštovém nosníku 16, pro vytvoření roštové řady 20.· Pro odborníky je bez dalšího zřejmé, že bez dalšího je možno sestavit vedle sebe nebo za sebou několik takových roštových řad 20 na neznázornéný rošt známého druhu (posuvný rošt, pohyblivý rošt, stacionární rošt). Postranní nosné rámy 4 jsou u takového uspořádání vytvořeny tak, že mohou být pomocí tvarově uzpůsobených spojů připevněny těsně k roštovému nosníku 16., vytvořenému jako dutý nosník s přípojkou 21 na přívod plynu, takže dutý nosník je tím dobře chlazen. Jeden z obou postranních nosných rámů 4 vytváří dnovou desku 17, aby bylo zajištěno větrání přes roštový nosník 16. Ve dnové desce 17 a v roštových nosnících 16 jsou vytvořeny v zákrytu pod sebou otvory 18a. 18b pro přívod plynu od roštových nosníků 16 k roštovým prvkům 19. Tímto druhem větrání se uskuteční obzvláště

-5CZ 278615 B6 úzké rozděleni vzduchových komor pod roštovým dnem. Roštový nosník 16 může být pro další rozdělování vzduchu opatřen stavitelnou klapkou 24.

Dnová deska 17 může být uložena na neznázorněném následujícím roštovém prvku, čímž vznikne stupňovitý rošt. Doprava potom může probíhat známým způsobem postupným pohybem roštových řad 20. Vzduchem vystupujícím ze sifonovité zakřivených štěrbin 5 se sníží frekvence tohoto posuvného pohybu, potřebná pro dopravu pevné látky.

Při úplném převzetí dopravy pevné látky plynem, respektive vzduchem, který je stanoven při určitém provozně technickém procesu s ohledem na množství pevné látky, je nutno nastavit rychlost potřebnou pro dopravu na výstupu ze štěrbin 5 nezávisle na množství. Roštový nosník 16 je opatřen přípojkou 21 pro přívod plynu. V této přípojce 21 jsou umístěna zařízení 22 pro pulsaci, popřípadě zde neznázorněné ventily pro snížení množství přiváděného vzduchu, respektive plynu.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (8)

1. Roštové dno, popřípadě roštová plocha, sestávající z roštových prvků, pro ukládání pevných látek dopravovaných předem určeným směrem při jejich spalování, chlazení nebo jiném tepelném zpracování, přičemž tyto roštové prvky mají povrch opatřený výstupními otvory plynu pro nesení pevných látek nacházejících sena roštovém dnu a jsou uspořádány vedle sebe na roštových nosnících v řadách uspořádaných za sebou, vyznačuj í c í se tím, že alespoň část roštových prvků (19) sestává vždy ze dvou nosných rámů (4), kde každý z nosných rámů (4) je opatřen tělesy (3) kolmými na nosný rám (4), přičemž tělesa (3) obou nosných rámů (4) jsou střídavé příčkovítě do sebe zasunuta a mezi jednotlivými tělesy (3) jsou vytvořeny štěrbiny (5) , orientované v podstatě napříč k nosným rámům (4), kde povrch roštového prvku (19) je tvořen vždy částí každého tělesa (3) s nosnými rámy (4) a štěrbinami (5), přičemž nosné rámy (4), navzájem spojené pomocí těles (3), tvoří pomocí rozpěr (6) a/nebo dnové desky (17) skříň.

2. Roštové dno, popřípadě roštová plocha podle nároku 1, v y z n ač ující se tím, že nosné rámy (4) a tělesa (3) jsou opatřeny tvarovými prvky pro vzájemné zasunutí do sebe.

3. Roštové dno, popřípadě roštová plocha podle jednoho z nároků la 2, vyznačující se tím, že nosné rámy (4) a tělesa (3) jsou provedeny ve formě dvou komplementárních základních stavebních dílů (1,2).

4. Roštové dno, popřípadě roštová plocha podle jednoho z nároků laž 3, vyznačuj cí se tím, že štěrbiny (5) jsou vůči povrchu roštového prvku (19) skloněny.

-6CZ 278615 B6

5. Roštové dno, popřípadě roštová plocha podle nároku 4, vyznačující se tím, že sklon štěrbin (5) vůči povrchu roštového prvku (19) je menší než 40°.

6. Roštové dno, popřípadě roštová plocha podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že štěrbiny (5) jsou na odvrácené straně od roštového prvku (19) sifonovitě zakřiveny.

7. Roštové dno, popřípadě roštová plocha podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že štěrbiny (5) jsou opatřeny alespoň dvěma rozšířeními (13) a zúženími (12).

8. Roštové dno, popřípadě roštová plocha podle jednoho z nároků laž 7, vyznačující se tím, že roštové prvky (19) jsou těsně připevněny na nosníky (16), které jsou vytvořeny jako duté nosníky s přípojkou (21) na přívod plynu, přičemž ve dnové desce (17) a nosnících (16) jsou vytvořeny v zákrytu pod sebou otvory (18a, 18b) pro přívod plynu od roštových nosníků (16) k roštovým prvkům (19).