DE2426459B2

DE2426459B2 - Device for cooling large bulk goods using low-boiling liquefied gas

Info

Publication number: DE2426459B2
Application number: DE2426459A
Authority: DE
Inventors: Walter 6000 Frankfurt Spahn
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1974-05-31
Filing date: 1974-05-31
Publication date: 1978-11-02
Also published as: AT333579B; SE7505960L; JPS50153342A; ATA287775A; BE829532A; DE2426459A1; DE2426459C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von großem Schüttgut durch tiefsiedendes verflüssigtes Gas in einer Vorkühlzone und in einer Sprühzone. Derartige Schüttgüter sind beispielsweise Metallschrott, der einer Shredder-Anlage zugeführt werden soll, Autoreifen, ferner Gummi- und Kunststoffabfälle.The invention relates to a device for cooling large bulk material by means of low-boiling liquefied material Gas in a pre-cooling zone and in a spray zone. Such bulk goods are, for example, metal scrap, which is to be fed to a shredder system, car tires, and rubber and plastic waste.

Die Abkühlung derartiger Schüttgüter erfolgt vielfach in Kühltunnels. Hierbei werden die Schüttgüter auf ein Transportband aus Stahl geschüttet und durch einen isolierten Tunnel gefördert, der in eine Vorkühlzone und in eine Sprühzone eingeteilt ist. Das Kühlmedium ist in der Regel flüssiger Stickstoff. In der Vorkühlzone strömt dem Schüttgut auf dem Transportband verdampfter kalter Stickstoff entgegen. Hierdurch kühlt sich das Schüttgut ab und gelangt mit einer bereits relativ tiefen Temperatur in die Sprühzone. In der Sprühzone wird flüssiger Stickstoff auf das Schüttgut gesprüht, wodurch es sich auf die gewünschte tiefe Temperatur abkühlt.The cooling of such bulk goods often takes place in cooling tunnels. Here the bulk goods are on a conveyor belt made of steel poured and conveyed through an insulated tunnel, which is in a pre-cooling zone and is divided into a spray zone. The cooling medium is usually liquid nitrogen. In the pre-cooling zone evaporated cold nitrogen flows towards the bulk material on the conveyor belt. This cools the bulk material is removed and reaches the spray zone at a relatively low temperature. In the Spray zone, liquid nitrogen is sprayed onto the bulk material, causing it to fall to the desired depth Temperature cools.

Die Verwendung derartiger Kühltunnels zum Abkühlen von Schüttgut ist verhältnismäßig aufwendig. Das Transportband aus austenitischem Stahl ist teuer.The use of such cooling tunnels for cooling down bulk material is relatively expensive. That Austenitic steel conveyor belt is expensive.

Es hat außerdem den Nachteil, daß es je nach Ausführung 20—30% der Verdampfungswärme des flüssigen Stickstoffs ins Warme transportiert. Da die Transportbänder wegen der tiefen Temperaturen nicht geschmiert werden können, sind sie, besonders in den Gelenken, starkem Verschleiß unterworfen. Die Kühlung auf dem Transportband ist zudem ungleichmäßig, da das direkt auf dem Transportband liegende Material wärmer bleibt als das Obenaufliegende. Transportbänder sind zwar für empfindliche Kühlgüter, z. B. viele Lebensmittel, unentbehrlich, da eine mechanische Beschädigung der Kühlgüter durch Schlag und Stoß vermieden wird. Für grobe Kühlgüter, die geschüttet werden können, sind sie aber zu aufwendig.It also has the disadvantage that, depending on the design, 20-30% of the heat of vaporization of the liquid nitrogen transported into the warm. Because the conveyor belts do not because of the low temperatures can be lubricated, they are subject to heavy wear, especially in the joints. The cooling on the conveyor belt is also uneven, because the material lying directly on the conveyor belt remains warmer than the material on top. Conveyor belts are for sensitive refrigerated goods such. B. many Food, indispensable, as mechanical damage to the refrigerated goods from impact and impact is avoided. For coarse refrigerated goods that can be poured, however, they are too expensive.

Aus der US-PS 32 13 634 ist ein Verfahren zumFrom US-PS 32 13 634 is a method for Gefrieren von Lebensmittel bekannt, bei dem dieFreezing of food is known in which the Lebensmittel mit festem Kohlendioxid vermischt einFood mixed with solid carbon dioxide

zum Austrittsende hin geneigtes Drehrohr durchlaufen.Go through the inclined rotary tube towards the outlet end.

Dies hat den Vorteil, daß die Lebensmittel nicht zuThis has the advantage that the food is not too

einem soliden Block, sondern als Einzelstücke gefrieren.a solid block, rather than freezing as individual pieces.

Dieses Verfahren ist nur für kleine Lebensmittelteilcher.,This procedure is for small food particles only.,

beispielsweise Krabben, geeignetfor example crabs, are suitable

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eineThe invention is based on the object of a

ίο Vorrichtung zum Kühlen von beliebigem großen Schüttgut durch tiefsiedendes verflüssigtes Gas zu schaffen, bei der die bei den Kühltunnels bewährte Einteilung der Kühlstrecke in eine Vorkühlzone und in eine Sprühzone beibehalten wird, jedoch das aufwendiίο Device for cooling any large To create bulk goods by means of low-boiling liquefied gas, in which the tried and tested in cooling tunnels Subdivision of the cooling section into a pre-cooling zone and a spray zone is retained, but the complex ge Transportband entfälltge conveyor belt is not required

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht daß die Vorkühlzone als leicht gegen die Horizontale und zum Schüttgutaustritt hin geneigtes Drehrohr ausgebildet ist der als Sprüh- und Abtropfzone eine um ihreAccording to the invention this is achieved in that the pre-cooling zone is designed as a rotary tube inclined slightly towards the horizontal and towards the bulk material outlet, which is designed as a spray and drip zone around its Achse drehbare faßähnliche Kammer nachgeschaltet ist, wobei die Abtropfzone als Schneckenrohrförderer ausgebildet istAxis rotatable barrel-like chamber is connected downstream, the drip zone as a screw tube conveyor is trained

Die nachgeschaltete faßähnliche Kammer stellt sicher, daß jede beliebige Art von großem KühlgutThe downstream barrel-like chamber ensures that any type of large refrigerated goods genügend tief abgekühlt werden kann, d. h. auch solches Kühlgut welches mittels der Hindurchbewegung durch das Drehrohr allein nicht tief genug, abgekühlt werden kann. Hierzu gehört jede Art von Schrott, der durch ein Bad aus verflüssigtem Gas geführt werden muß. Zucan be cooled sufficiently deep, d. H. also such refrigerated goods which by means of the movement through the rotary kiln alone cannot be cooled down deep enough. This includes any type of scrap that comes through a Bath must be performed from liquefied gas. to diesem Zweck wird die faßähnliche Kammer so ausgelegt daß in ihrem tiefliegendsten Bereich ein Bad aus verflüssigtem Gas aufrechterhalten werden kann. Eine derartige Auslegung der faßähnlichen Kammer empfiehlt sich auch deswegen, um evtl. zuviel vorhanthis is what the barrel-like chamber is for this purpose designed so that a bath of liquefied gas can be maintained in its deepest area. Such an interpretation of the barrel-like chamber is also recommended to avoid there being too much dendes verflüssigtes Gas aufzufangen und seinen Kälteinhalt auszunutzen.to collect the liquefied gas and its To utilize the cold content.

Dieses Gas würde somit ungenutzt am Drehrohrende herauslaufen. Außerdem verhindert die gasähnliche Kammer, daß bei einem Materialstau im DrehrohrendeThis gas would thus run out unused at the end of the rotary tube. It also prevents the gas-like Chamber that in the event of a material jam in the rotary tube end das Sprührohr beschädigt wird.the spray lance is damaged.

Das Drehrohr wird bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung durch eine achsparallele Trennwand in zwei symmetrische Hälften geteilt. Hierdurch ergibt sich bei gleicher Füllmenge eine beträchtliche VergröIn an advantageous embodiment of the invention, the rotary tube is provided by an axially parallel partition divided into two symmetrical halves. This results in a considerable increase in size with the same filling quantity ßerung der Austauschfläche zwischen kaltem Gas und Füllgut bzw. kalter Wand und Füllgut und somit durch den besseren Wärmeübergang ein geringerer Kältemittelverbrauch. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung derincrease of the exchange area between cold gas and Filling goods or cold wall and filling goods and thus lower refrigerant consumption due to the better heat transfer. In a further advantageous embodiment of the

so Erfindung besitzt die Achse der faßähnlichen Kammer die gleiche Neigung wie das Drehrohr und ist mit dem Drehrohr starr verbunden. Dies muß jedoch nicht sein. Die faßähnliche Kammer kann z. B. auch lediglich über abdichtende Ringbürsten an das Drehrohr angeschlosso the axis of the barrel-like chamber has the same inclination as the rotary tube and is with the invention Rotary tube rigidly connected. However, this does not have to be the case. The barrel-like chamber can, for. B. also only about sealing ring brushes connected to the rotary tube sen sein. Hierbei ist es möglich, daß Drehrohr und die faßähnliche Kammer mit unterschiedlichen Drehzahlen zu betreiben.be sen. It is possible that the rotary tube and the barrel-like chamber to operate at different speeds.

Es ist auf jeden Fall vorteilhaft, wenn die Steigung des Schneckenrohrförderers so ausgelegt wird, daß er etwasIt is definitely beneficial if the slope of the Screw tube conveyor is designed so that he something

M) mehr fördert als das Drehrohr der Vorkühlzone. Hierdurch wird mit Sicherheit vermieden, daß im Sprühbereich ein Materialstau entsteht. M) promotes more than the rotary tube of the pre-cooling zone. In this way it is avoided with certainty that a material jam occurs in the spray area.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Drehrohr und dieThe drawing illustrates an embodiment of the invention in which the rotary tube and the

h) faßähnliche Kammer zu einer starren Einheit zusammengebaut sind. Es zeigth) barrel-like chambers are assembled into a rigid unit. It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung undF i g. 1 shows a longitudinal section through the device according to the invention and

Fig.2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1.FIG. 2 shows a cross section along the line AA in FIG. 1.

Das als Vorkühbcone dienende Drehrohr besteht aus einem zylindrischen Innenrohr 1 aus tieftemperaturbeständigem Stahl. Es ist von einem Außenrolir 2 aus Stahl umgeben. Der Raum zwischen den beiden Rohren ist mit Isolationsmaterial 3, beispielsweise PVC-Hartschaum oder Schlackenwolle gefüllt Im Innenrohr 1 ist eine Trennwand 10 angeordnet, wodurch das Innenrohr 1 in zwei gleichgroße Räume aufgeteilt wird. Statt der Trennwand £0 können beispielsweise auch Mitnehmernocken auf dem Innenrohr 1 angebracht sein, die eine Durchmischung deü Kühlgutes bewirken.The rotating tube serving as a pre-cooling cone consists of a cylindrical inner tube 1 made of low-temperature resistant material Stole. It is surrounded by an outer roller blind 2 made of steel. The space between the two pipes is In the inner tube 1 is filled with insulation material 3, for example PVC rigid foam or slag wool a partition wall 10 is arranged, whereby the inner tube 1 is divided into two equal spaces. Instead of the Partition wall £ 0, for example, driver cams can be attached to the inner tube 1, the one Mix the chilled goods.

Das Kühlgut wird durch eine Rutsche 4 in das Drehrohr geschüttet. An der Rutsche 4 befindet sich ein Absaugstutzen 11 für den verdampften Stickstoff. Das Drehrohr ist unter einem Winkel « mit Gefälle zum Kühlgutaustritt 7 in zwei angetriebenen Rollenböcken 8 und zwei Laufkränzen 15 gelagertThe goods to be cooled are poured through a chute 4 into the rotary tube. At the slide 4 there is a Extraction nozzle 11 for the vaporized nitrogen. The rotary tube is at an angle «with a slope to the Chilled goods outlet 7 mounted in two driven roller blocks 8 and two running rings 15

An das Drehrohr schließt sich eine faßähnliche Kammer 5 als Sprüh- und Abtropfzone an. Die faßähnliche Kammer besteht aus einer am Drehrohr angebrachten konischen Erweiterung, die in einen zylindrischen Teil übergehtA barrel-like chamber 5 connects to the rotary tube as a spray and drip zone. the barrel-like chamber consists of a conical extension attached to the rotary tube, which is converted into a cylindrical part merges

An den zylindrischen Teil ist als Abtropfzone eine konische Verjüngung angeschlossen, die als Schneckenrohrförderer 6 ausgebildet ist In die faßähnliche Kammer ragt die Sprüheinrichtung 9, durch welche flüssiger Stickstoff auf das Schüttgut gesprüht wird. Im tiefliegendsten Bereich der faßähnlichen Kammer kann ein Bad 14 aus flüssigen Stickstoff vorgesehen werden. Der begehbare oder wegfahrbare Kühlgutaustritt 7 mit selbsttätiger Stickstoffsperre 12 wird über eine mehrlagige Ringbürste 13 mit Messing oder Bronzeborsten gegen die konische Verjüngung der faßähnlichen Kammer abgedichtet. Eine Temperaturmessung des verdampften Stickstoffes kann im Bereich des Kühlgutaustritts 7 oder im Bereich des Absaugstutzens 11 vorgenommen werden.A conical taper is connected to the cylindrical part as a drip zone, which acts as a screw tube conveyor 6 is formed In the barrel-like chamber protrudes the spray device 9, through which liquid nitrogen is sprayed onto the bulk material. In the deepest part of the barrel-like chamber a bath 14 of liquid nitrogen can be provided. The accessible or removable refrigerated goods outlet 7 with automatic nitrogen barrier 12 is a multi-layer ring brush 13 with brass or bronze bristles sealed against the conical taper of the barrel-like chamber. A temperature measurement of the Vaporized nitrogen can be in the area of the refrigerated goods outlet 7 or in the area of the suction nozzle 11 be made.

Im Betrieb wird das Drehrohr durch die mit einem regelbaren Antrieb versehenen Rollenböcke 8 inDuring operation, the rotary tube is driven by the roller blocks 8 in

ίο Rotation gebracht. Das Schüttgut gelangt über eine Rutsche in das Drehrohr. Die Neigung und die Rotation des Drehrohres bewirken, daß das Schüttgut in Richtung Sprühzone wandert. Durch den verhältnismäßig kleinen Querschnitt des Innenrohres 1 wird dieίο brought rotation. The bulk material arrives via a Slide into the rotating barrel. The inclination and the rotation of the rotary tube cause the bulk material in Migrates towards the spray zone. Due to the relatively small cross section of the inner tube 1, the

is Gasgeschwindigkeit in den beiden Drehrohrflächen groß, so daß gute Wärmeübertragungszahlen zuThe gas velocity in the two rotary tube surfaces is high, so that good heat transfer coefficients are achieved

erreichen sind und die fühlbare Kälte des Stickstoffes gut ausgenutzt werden kann.and the perceptible coldness of nitrogen can be used to good effect.

Nach Passieren der Vorkühlzone rutscht das Kühlgut in die Sprühzone. Diese ist gegenüber der Vorkühlzone faßähnlich erweitert, um zu verhindern, daß bei eventuell zuviel versprühtem Stickstoff dieser in Richtung Kühlgutaustritt 7 verloren geht. Außerdem kann die Sprühzone auch als Stickstoffbad für dasAfter passing the pre-cooling zone, the goods to be cooled slide into the spray zone. This is opposite the pre-cooling zone barrel-like expanded to prevent that if too much nitrogen is sprayed this in Direction refrigerated goods outlet 7 is lost. The spray zone can also be used as a nitrogen bath for the

Kühlbad benutzt werden. Durch den Schneckenförderer 6 in der Sprühzone wird das gekühlte Schüttgut zum Kühlgutaustritt 7 gefördert und gelangt von hier über die selbsttätige Stickstoffsperre 12 zur weiteren Verarbeitung. Damit im Sprühbereich kein MaterialstauCooling bath can be used. Through the screw conveyor 6 in the spray zone, the cooled bulk material becomes The refrigerated goods outlet 7 is promoted and from here it passes through the automatic nitrogen barrier 12 to the other Processing. So there is no material jam in the spray area

entsteht, ist die Steigung des Schneckenrohrförderers 6 so ausgelegt, daß er etwas mehr fördert als das Drehrohr der Vorkühlzone.arises, the slope of the screw tube conveyor 6 is designed so that it promotes a little more than that Rotary tube of the pre-cooling zone.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Vorrichtung zum Kühlen von großem Schüttgut durch tiefsiedendes verflüssigtes Gas in einer Vorkühlzone und einer Sprühzone, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkühlzone als leicht gegen die Horizontale und zum Schüttgutaustritt hin geneigtes Drehrohr ausgebildet ist, der als Sprüh- und Abtropfzone eine um ihre Achse drehbare faßähnliche Kammer (5) nachgeschaltet ist, wobei die Abtropfzone als Schneckenförderer (6) ausgebildet ist1. Device for cooling large bulk material by means of low-boiling liquefied gas in one Pre-cooling zone and a spray zone, characterized in that the pre-cooling zone as slightly inclined towards the horizontal and towards the bulk material outlet rotary tube is formed as The spray and drip zone is followed by a barrel-like chamber (5) rotatable about its axis, wherein the drip zone is designed as a screw conveyor (6)

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Drehrohr durch eine achsparallele Trennwand (10) in zwei symmetrische Hälften geteilt wird.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the rotary tube by an axially parallel partition (10) in two symmetrical halves is shared.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen genügend großen maximalen Durchmesser der faßähnlichen Kammer (5), um in deren tiefliegendstem Bereich ein Bad aus verflüssigtem Gas aufrecht erhalten zu können.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized by a sufficiently large maximum Diameter of the barrel-like chamber (5) in order to be able to maintain a bath of liquefied gas in its deepest area.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Achse der faßähnlichen Kammer (5) leicht gegen die Horizontale und zum Schüttgutaustritt (7) hin geneigt ist4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the axis of the barrel-like chamber (5) is slightly inclined towards the horizontal and towards the bulk material outlet (7)

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das Drehrohr starr mit der faßähnlichen Kammer (5) verbunden ist.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the rotary tube is rigidly connected to the barrel-like chamber (5).