DE684871C

DE684871C - Method and device for heating or cooling powdery material

Info

Publication number: DE684871C
Application number: DEA79473D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-05-31
Filing date: 1936-05-21
Publication date: 1939-12-07

Description

Verfahren und Einrichtung zur Erhitzung oder Kühlung von pulverförmigem Material In industriellen Betrieben müssen pulverförmige Stoffe vielfach in Wärmeaustauschapparaten behandelt werden, um sie entweder auf eine höhere Temperatur zu bringen oder um sie abzukühlen. Hierbei handelt es sich vielfach um die Verarbeitung sehr großer Mengen, wie sie z. B. in Zementfabriken, Kalkwerken oder Gipsmühlen bei der Vermahlung anfallen. Auch für Drehrohröfen verlassende Stoffe, wie z. B. Aluminiumoxyd, ist vielfach eine anschließende Kühlung erforderlich.Process and device for heating or cooling powdery products Material In industrial operations, powdery substances often have to be used in heat exchange devices treated either to bring them to a higher temperature or to to cool them down. This is often the processing of very large ones Quantities such as B. in cement factories, lime works or gypsum mills during grinding attack. Also for rotary kilns leaving substances such. B. aluminum oxide is subsequent cooling is often required.

Für die Zwecke der Kühlung oder auch der Erwärmung von in fein verteiltem Zustande befindlichen Stoffen benutzt man Wärmeaustauschapparate, welche einseitig gekühlte oder beheizte Wände aufweisen, mit deren vom Heiz- oder Kühlmittel abgekehrter Seite die zu behandelnden Stoffe in Berührung gebracht werden. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art erfolgt die Vorbeiführung der zu behandelnden Stoffe an der Wärmeaustauschwand in der Weise, daß das Gut in einer geschlossenen Masse durch den z. B. rohrartigen Behälterraum hindurchbewegt wird, so daß die Wärmeübertragung zwischen dem Gut und der Wärmeaustauschwand zum großen Teil nicht durch unmittelbare Berührung, sondern durch Wärmeleitung durch eine Materialschicht hindurch vor sich geht. Diese Art der Durchführung des Wärmeaustausches ist wenig befriedigend.For the purpose of cooling or heating in finely divided State of the art materials are used heat exchange devices, which are one-sided have cooled or heated walls, with their turned away from the heating or coolant Side the substances to be treated are brought into contact. With the known Devices of this type are used to move the substances to be treated past the heat exchange wall in such a way that the material passes through in a closed mass the z. B. tubular container space is moved through, so that the heat transfer between the property and the heat exchange wall, for the most part, not through direct But by conduction through a layer of material in front of you goes. This way of carrying out the heat exchange is not very satisfactory.

Für flüssige oder gasförmige Stoffe sind Wärmeaustauschvorrichtungen mit zwei ineinandergeschachtelten Gefäßen bekannt, die zwischen ihren Wänden nur einen schmalen Zwischenraum besitzen, durch den die zu kühlende oder zu erhitzende Flüssigkeit oder das Gas hindurchgeleitet wird, wobei der Wärmeaustausch zwischen dem strömenden Gut und den Austauschwänden noch dadurch beschleunigt wird, daß von den Gefäßen das eine feststehend und das andere umlaufend angeordnet ist. Einrichtungen dieser Art sind für pulverförmige Stoffe nicht verwendbar, da die engen Zwischenräume zwischen den ineinandergeschachtelten Gefäßen durch das pulverförmige Gut leicht verstopft werden können.For liquid or gaseous substances are heat exchange devices known with two nested vessels between their walls only have a narrow space through which the to be cooled or heated Liquid or gas is passed through, with the heat exchange between the flowing material and the exchange walls is accelerated by the fact that one of the vessels is fixed and the other is arranged circumferentially. Facilities of this type cannot be used for powdery substances because of the narrow spaces easily between the nested vessels due to the powdery material can become clogged.

Vorliegende Erfindung bezweckt, den Wärmeaustausch zwischen pulverförmigen Stoffen und den Wänden von Wärmeaustauschgefäßen dadurch zu verbessern, daß die zu kühlenden oder zu erhitzenden Stoffe mittels eines in großer Geschwindigkeit umlaufenden Schleuderwerks 9 in erzwungener, schraubenförmiger Bahn und in dünner Schicht an der von außen beheizten oder gekühlten, feststehenden Wand entlang geführt werden. . Wenn dem zu behandelnden Gut eine solche Ausbreitung in Anlagerung an eine Wärmeaustauschwand verliehen wird, dann bestehen sehr günstige Bedingungen für den Wärmeaustausch zwischen den Stoffen und der Wärmeaustauschwand, und es lassen sich außerordentlich günstige Wärmeaustauschleistungen erzielen.The present invention aims at the heat exchange between powdery To improve substances and the walls of heat exchange vessels in that the substances to be cooled or heated by means of a high speed rotating centrifugal mechanism 9 in a forced, helical path and in thinner layer be guided along the fixed wall that is heated or cooled from the outside. . If the material to be treated has such a spread in accumulation on a heat exchange wall is awarded, then there are very favorable conditions for heat exchange between the substances and the heat exchange wall, and it can be extremely cheap Achieve heat exchange performance.

Die praktische Ausführung der Erfindung kann so geschehen, daß das pulverförmige Gut in einen sich nach oben hin erweiternden Wärmeaustauscher an dessen -unterem Ende eingeführt wird. In dem Behälter ist ein Schleuderwerk vorgesehen, welches das Gut erfaßt und ihm eine schraubenförnmige kreisende Bewegung erteilt, unter deren Einfluß es sich auf der Innenseite der Behälterwandung gegen den. am oberen Behälterende angeordneten Auslaß in dünner Schicht vorschiebt.The practice of the invention can be done so that powdery material in a heat exchanger widening towards the top -bottom end is inserted. A centrifugal mechanism is provided in the container, which grips the goods and gives them a helical circular motion, under the influence of which it is on the inside of the container wall against the. at the upper end of the container advances arranged outlet in a thin layer.

Anstatt das Gut in einem stehenden (mit senkrechter oder schräger Achse) und sich nach oben erweiternden Wärmeaustäuscher zu behandeln, kann es auch in einer liegenden Trommel behandelt werden, wobei das Gas durch Nachschub von der Einlaßöffnung her und unter Einfluß des Schleuderwerks in schraubenförmiger Bahn nach. der gegenüberliegenden Auslaßöffnung gefördert wird.Instead of the good in a standing position (with a vertical or an oblique Axis) and to treat heat exchangers that expand upwards, it can also are treated in a lying drum, the gas being replenished from the Inlet opening and under the influence of the centrifugal mechanism in a helical path after. the opposite outlet opening is promoted.

Da man es durch Wahl der Umlaufgeschwindigkeit des Schleuderwerks in der Hand hat, die an der Wärmeaustauschwand entlang lewegte Materialschicht hinreichend dünn zu halten und demzufolge die Möglichkeit besteht, die Geschwindigkeit des Gutes an der Behälterwand erheblich zu vergrößern, kann man auf die angegebene Weise eine außerordentlich günstige Wärmeübertragung durch die Behälterwand -auf das Gut erreichen. Die Bewegung der die dünne Schicht bildenden Materialteilchen gegeneinander hat zur Folge, daß alle Teilchen häufig in Berührung mit der Wärmeaustauschfläche gelangen; wodurch sie in die Lage versetzt werden, Wärme durch unmittelbare Leitung von der Wand schnell aufzunehmen oder an diese abzugeben, je nachdem es sich um die Erhitzung oder Kühlung des Gutes handelt. Es findet demnach zwischen dem zu behandelnden Gut und der Wandung ein unmittelbarer Wärmeaustausch statt im Gegensatz zu bekannten Anlagen, bei denen die Wärmeübertragung zum großen Teil durch Wärmeleitung über eine Materialschicht erfolgen muß.Since you can do it by choosing the rotational speed of the centrifugal mechanism has in hand, the layer of material moved along the heat exchange wall is sufficient to keep it thin and consequently there is the possibility of reducing the speed of the goods to increase significantly on the container wall, you can use the specified way a Achieve extremely favorable heat transfer through the container wall to the goods. The movement of the material particles forming the thin layer against each other has as a result, all of the particles frequently come into contact with the heat exchange surface; whereby they are enabled to receive heat by direct conduction from the The wall can be quickly picked up or transferred to it, depending on the heating or cooling the goods. It is found between the good to be treated and the wall a direct heat exchange instead of in contrast to known ones Systems in which the heat is transferred to a large extent by conduction a layer of material must take place.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind zwei Ausführungsformen von für die Durchführung des Verfahrens geeigneten Wärmeaustauschvorrichtungen auf den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht; und zwar zeigen: Fig. i und 2 einen aufrechtstehenden, nach oben sich erweiternden Wärmeaustauscher; Fig. 3 und q. einen Wärmeaüstauschapparat in Gestalt einer liegenden Trommel im Längsschnitt und im Querschnitt, Fig. 5 einen Teilschnitt durch die in Fig. 3 dargestellte Trommel und veranschaulicht die Verteilung der Materialschicht in der Trommel auf deren Unterseite.To explain the invention in more detail, there are two embodiments of heat exchange devices suitable for carrying out the process the accompanying drawings; namely show: Fig. i and 2 a upright, upwardly expanding heat exchanger; Fig. 3 and q. a Heat exchange apparatus in the form of a lying drum in longitudinal section and in Cross section, FIG. 5 shows a partial section through the drum shown in FIG. 3 and illustrates the distribution of the material layer in the drum on its underside.

In Fig. i und 2 ist der wesentlich konische Wärmeaustauscher, der hier als Kühler wirken soll; mit i bezeichnet. Die zu kühlenden pulverförmigen Stoffe werden durch eine Förderschnecke ii über Öffnung io dem Kühler zugeführt. Bei seinem Durchtritt durch die Einlaßöffnung wird das Gut von dem Sehleuderwerk erfaßt und unter der Einwirkung desselben in dünner Schicht und in schraubenförmiger Bahn nach oben gefördert, wo es durch den Auslaß 2 austritt. Die Enden der Arme 9 des Schleuderwerks sind an Armkreuzen 6 und 8 befestigt, deren Naben bzw. 7 fest auf die Schleuderwerkswelle 3 aufgesetzt sind, welche in einem oberen Lager q. des Wärmeaustauschers läuft. Die Arme 9 führen nun die von unten zugeführten Stoffe mit großer Geschwindigkeit entlang der Innenseite der Behälterwand i unter dauernder Bewegung der Materialteilchen gegeneinander, schraubenförmig nach oben.In Figs. I and 2, the substantially conical heat exchanger is the to act as a cooler here; denoted by i. The powdery substances to be cooled are fed to the cooler by a screw conveyor ii via opening io. At his Passing through the inlet opening, the material is grasped by the sling mechanism and under the action of the same in a thin layer and in a helical path promoted above, where it exits through outlet 2. The ends of the arms 9 of the centrifugal mechanism are attached to spiders 6 and 8, the hubs or 7 firmly on the centrifugal shaft 3 are placed, which in an upper camp q. the heat exchanger is running. The arms 9 now guide the substances fed in from below at great speed along the inside of the container wall i with constant movement of the material particles against each other, helically upwards.

Bei ihrer Bewegung relativ zueinander kommen die Materialteilchen in häufige Berührung mit der Behälterwandung, welche von außen durch Kühlwasser dauernd gekühlt wird. Das Kühlwasser wird durch ein ringförmiges Rohr 12 zugeführt. Wenn das Gut am oberen Ende des Behälters angelangt ist, tritt es durch den Auslaß 2 aus.The material particles come when they move relative to one another in frequent contact with the container wall, which is caused by cooling water from the outside is continuously cooled. The cooling water is supplied through an annular pipe 12. When the material has reached the top of the container, it passes through the outlet 2 off.

Bei der in den Fig. 3 und q. dargestellten Ausführungsform besteht der Wärmeaustauschbehälter aus einer liegenden zylindrischen Trommel ia. Im Innern der Trommel ist ähnlich wie bei dem konischen Behälter der Fig. i und 2 ein Schleuderwerk vorgesehen. Das Gut wird durch einen Einlaßstutzen ioa zugeführt und häuft sich an der Mündung dieses Einlaßstutzens an, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Dadurch wird den Armen des Schleuderwerks die Möglichkeit gegeben, das Gut zu erfassen und es mit hoher Geschwindigkeit auf schraubenföruriger Bahn an der Innenwand des Zylinders entlang zu führen, bis es zum Auslaß am anderen Trommelende gelangt. Die Teile des Schleuderwerks sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. i und 2 versehen, unter Zufügung des Buchstabens a.When in Figs. 3 and q. illustrated embodiment consists the heat exchange tank consists of a lying cylindrical drum ia. At the inside The drum is similar to the conical container of FIGS. 1 and 2 a centrifugal mechanism intended. The material is fed through an inlet port and piles up at the mouth of this inlet connection, as shown in FIG. Through this the arms of the slingshot are given the opportunity to grasp the goods and it at high speed on a helical path on the inner wall of the cylinder along until it reaches the outlet at the other end of the drum. The parts of the The centrifugal mechanisms are provided with the same reference numerals as in FIGS. I and 2, with the addition of the letter a.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Methods of heating or cooling cement, Lime and similar powdery substances in a closed heat exchanger, characterized in that the substances by means of a rotating at high speed Centrifugal mechanism (9) in a forced helical path and in January shift on along the externally heated or cooled, fixed heat exchange wall be guided. a. Device for carrying out the method according to claim i, characterized by an upright, upwardly expanding heat exchanger, the the material to be treated is fed in from below, which, through the centrifugal mechanism gradually increasing after the one at the top of the heat exchanger Outlet is promoted. 3. Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that the heat exchanger is arranged horizontally, wherein the material to be treated by replenishment from the inlet opening and under influence of the centrifugal mechanism in a helical path to the opposite outlet opening is promoted.