DE2426459C3

DE2426459C3 - Device for cooling large bulk goods using low-boiling liquefied gas

Info

Publication number: DE2426459C3
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: 1979-07-26
Also published as: JPS50153342A; AT333579B; ATA287775A; BE829532A; DE2426459B2; SE7505960L; DE2426459A1

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 Küh- w> lung 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 warmth Because the conveyor belts are not due to the low temperatures can be lubricated, they are subject to heavy wear, especially in the joints. The Küh- w> ment on the conveyor belt is also uneven, as the material lying directly on the conveyor belt remains warmer than what is on top. Conveyor belts are for sensitive refrigerated goods such. B. many Food, indispensable as mechanical damage to the refrigerated goods from knocks and impacts 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 zum Gefrieren von Lebensmittel bekannt, bei dem die Lebensmittel mit festem Kohlendioxid vermischt ein zum Austrittsende hin geneigtes Drehrohr durchlaufen. Dies hat den Vorteil, daß die Lebensmittel nicht zu einem soliden Block, sondern als Einzelstücke gefrieren. Dieses Verfahren ist nur für kleine Lebensmittelteilchcn, beispielsweise Krabben, geeignetFrom US-PS 32 13 634 a method for freezing food is known in which the Food mixed with solid carbon dioxide pass through a rotary tube inclined towards the outlet end. This has the advantage that the food does not freeze into a solid block but as individual pieces. This method is only suitable for small pieces of food, for example crabs

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Kühlen von beliebigem großen Schüttgut durch tiefsiedendes verflüssigtes Gas zu schaffen, bei der die bei den Kühltunnel bewährte Einteilung der Kühlstrecke in eine Vorkühlzone und in eine Sprühzone beibehalten wird, jedoch das aufwendige Transportband entfälltThe invention is based on the object of a device for cooling any large To create bulk material by means of low-boiling liquefied gas, in which the tried and tested in the cooling tunnels Division of the cooling section into a pre-cooling zone and a spray zone is retained, but the complex 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 ihre Achse drehbare faßähnliche Kammer nachgeschaltet ist, wobei die Abtropfzone als Schneckenrohrförderer ausgebildet istAccording to the invention this is achieved in that the pre-cooling zone as slightly against the horizontal and to the bulk material outlet inclined rotary tube is formed, which as a spray and drip zone around their Axis 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 Kühlgut 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 gyhört jede Art von Schrott, der durch ein Bad aus verflüssigtem Gas geführt werden muß. Zu 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 vorhandendes verflüssigtes Gas aufzufangen und seinen Kälteinhalt auszunutzen.The downstream barrel-like chamber ensures that any type of large refrigerated goods can be cooled sufficiently deep, d. H. also such Items to be cooled that are not cooled down deep enough by moving through the rotary tube alone can. This includes any kind of scrap that comes through a Bath must be performed from liquefied gas. For this purpose the barrel-like chamber becomes like this designed so that a bath of liquefied gas can be maintained in its deepest area. Such a design of the barrel-like chamber is also advisable in order to avoid excess to collect liquefied gas and utilize its cold content.

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

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 Vergrößerung der Austauschfläche zwischen kaltem Gas und Füllgut bzw. kalter Wand und Füllgut und somit durch den besseren Wärmeübergang ein geringerer Kältemittelverbrauch. In 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 with the same filling quantity the exchange area between cold gas and filling material or cold wall and filling material and thus through the better heat transfer, a lower refrigerant consumption.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der 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 angeschlossen sein. Hierbei ist es möglich, daß Drehrohr und die faßähnliche Kammer mit unterschiedlichen Drehzahlen zu betreiben.In a further advantageous embodiment of the invention, the axis of the barrel-like chamber has the same inclination as the rotary tube and is rigidly connected to the rotary tube. However, this does not have to be the case. The barrel-like chamber can, for. B. also connected to the rotary tube only via sealing ring brushes be. It is possible here for the rotary tube and the barrel-like chamber to operate at different speeds to operate.

Es ist auf jeden Fall vorteilhaft, wenn die Steigung des Schneckenrohrförderers so ausgelegt wird, daß er etwas mehr fördert als das Drehrohr der Vorkühlzone. Hierdurch wird mit Sicherheit vermieden, daß im Sprühbereich ein Materialstau entsteht.It is definitely beneficial if the slope of the Screw tube conveyor is designed so that it promotes a little 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 die faßähnliche Kammer zu einer starren Einheit zusammengebaut sind. Es zeigtThe drawing illustrates an embodiment of the invention in which the rotary tube and the barrel-like chamber 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 i2 shows a cross section along the line AA in i

Das als Vorkühlzone dienende Drehrohr besteht aus einem zylindrischen Innenrohr 1 aus tieftemperaturbeständigem StahL Es ist von einem Außenrohr 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 K) können beispielsweise auch Mitnehmernocken auf dem Innenrohr 1 angebracht sein, die eine Durchmischung des Kühlgutes bewirken.The rotary tube serving as a pre-cooling zone consists of a cylindrical inner tube 1 made of low-temperature-resistant steel. It is surrounded by an outer tube 2 made of steel. The space between the two pipes is filled with insulation material 3, for example rigid PVC foam or slag wool. A partition wall 10 is arranged in the inner pipe 1, whereby the inner pipe 1 is divided into two equal spaces. Instead of the partition K), for example, driver cams can also be attached to the inner tube 1, which cause the goods to be cooled to be mixed.

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 χ 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. On the chute 4 there is a suction nozzle 11 for the evaporated nitrogen. The rotary tube is mounted at an angle χ with a gradient to the refrigerated goods outlet 7 in two driven roller blocks 8 and two running rings 15

An das Drehrohr schließt sich eine faßähnliche Kammer S 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 S 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 ais Äfatropfzone 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 mitOn the cylindrical part there is a drip zone connected conical taper, which is designed as a screw tube conveyor 6 In the barrel-like The chamber projects the spray device 9, through which liquid nitrogen is sprayed onto the bulk material. in the A bath 14 of liquid nitrogen can be provided in the deepest region of the barrel-like chamber The accessible or removable refrigerated goods outlet 7 with 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.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 RollenDöcke 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 Ngigung und die Rotation des Drehrohres bewirken, daß das Schüttgut in Richtung Sprühzone wandert Durch den verhältnismäßig kleinen Querschnitt des Innenrohres 1 wird dieίο Rotation brought the bulk goods over a Slide into the rotating barrel. The inclination and the rotation of the rotary kiln cause the bulk material to move in Moves towards the spray zone Due to the relatively small cross section of the inner tube 1, the

Gasgeschwindigkeit in den beiden DrehrohrflächenGas speed in the two rotating tube surfaces

groß, so daß gute Wärmeübertragungszahlen zularge so that good heat transfer coefficients too

erreichen sind und die fühlbare Kälte des Stickstoffesand the perceptible coldness of nitrogen gut ausgenutzt werden kann.can be exploited well.

Nach Passieren der Vorkühlzone rutscht das KühlgutAfter passing the pre-cooling zone, the goods to be cooled slide

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 dasinto the spray zone. This is opposite the pre-cooling zone barrel-like expanded to prevent that if too much nitrogen is sprayed this in Is lost towards the refrigerated goods outlet 7. In addition, 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 Kühlgutaustriit 7 gefördert und gelangt von hier über die selbstttätige 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 Kühlgutaustriit 7 promoted and passes from here the automatic nitrogen barrier 12 for further 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. Device for cooling large bulk goods by means of low-boiling «liquefied gas in one Pre-cooling zone and a spray zone, thereby characterized in that the pre-cooling zone emerges as slightly against the horizontal and towards the bulk material outlet inclined rotary tube is formed, the one around its axis as a spray and drip zone rotatable barrel-like chamber (5) is connected downstream, wherein the drip zone as a screw conveyor (6) is trained

2. Device according to claim 1, characterized in that that the rotary tube by an axially parallel partition (10) in two symmetrical halves is shared.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized by a sufficiently large maximum Diameter of the barrel-like chamber (5) to a bath of liquefied in the deepest area To be able to maintain gas.

4. 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. Apparatus according to claim 4, characterized in that the rotary tube is rigid with the barrel-like Chamber (5) is connected

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