DE8907380U1 - Cyclone heat exchanger - Google Patents
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Description
Pat 6054a Zyklon-WärmetauscherPat 6054a cyclone heat exchanger
Die Neuerung betrifft einen Zyklon-Wärmetauscher, insbesondere für pulverförtnige Materialien, mit einem oberen Zuführbereich, einem sich im wesentlichen konisch verjüngenden Gehäuses einem im unterer Sereich des Gehäuses vorgesehenen Auslauf mit einem sich daran anschließenden Abiaufrohr, sowie einer Einrichtung zura Unterbinden bzw, Beseitigen von Anbackungen Im Auslaufbereich, die aus einem von auiteri zn aen Auslaufbereich einführbaren Werkzeug gebildet ist.The innovation relates to a cyclone heat exchanger, in particular for powdered materials, with an upper feed area, a substantially conically tapering housing, an outlet provided in the lower area of the housing with an adjoining discharge pipe, and a device for preventing or removing caking in the outlet area, which is formed from a tool that can be inserted from outside into the outlet area.
Durch die OE-OS 32 Yl 700 i*t >s1n Apparat mm Trenner· eines agglomerierten pari/ikelförmigen Materiales bekannt., welches in einem Reduktionsreaktor mit einam unter Druck stehenden Fließbett und e'n^r vertikalen Welle zur Erzeugung von Eisenschwamm fließt. Ein auß&n befestigter hydraulischer Zylinder hat Zugang zum Inneren des Behälters durch eine Lanzenöffnung. Der Kolben des hydraulischen Zylinders 1st mit einer konischen Lanze versehen, die so angeordnet {st, JaS sie 1n Außerbetriebstellung aus dem Inneren des ;. Behälters herausgezogen 1st. Die Lanze ist unter einem spitzen Winkel, bezogen auf die Strömungsrichtung des Materiales, außerhalb des Behälters angeordnet. Alternativ können am Umfang des Behälterauslaufes mehrere Lanzen angeordnet werden, um so Anbackungen an verschiedenen Wandbereichen erfassen zu können. Die Nachtelle dieses Apparates sind 1m wesentlichen darin begründet, daß bei nur einzelner Lanzenausführung diese lediglich 1n einem relativ begrenzten Bereich des Behälters arbeiten kann, der sich zwangsläufig durch die Bewegungsrichtung und die konische Auslaufform des Behälters selber ergibt. Ein tieferes Eindringen, insbesondere 1n das Ablaufrohr 1st durch diese geometrische Form des Behälterauslaufes ausgeschlossen, es sei denn, daß die Lanze in Strömungsrichtung vertikal Innerhalb des Behälters selber angeordnet würde. Diese Maßnahme schließt sich jedoch von selber aus, da Infolge der hohen Temperaturen bei Störung des Betriebes eine Reparatur der Vorrichtung ausgeschlossen 1st.An apparatus for separating an agglomerated particulate material is known from OE-OS 32 Yl 700 , which flows in a reduction reactor with a pressurized fluidized bed and a vertical shaft to produce sponge iron. An externally mounted hydraulic cylinder has access to the interior of the container through a lance opening. The piston of the hydraulic cylinder is provided with a conical lance which is arranged so that it can be pulled out of the interior of the container when not in use . The lance is arranged outside the container at an acute angle in relation to the direction of flow of the material. Alternatively, several lances can be arranged on the circumference of the container outlet in order to be able to capture caking on different wall areas. The disadvantages of this device are essentially that if only one lance is used, it can only work in a relatively limited area of the container, which inevitably results from the direction of movement and the conical outlet shape of the container itself. Deeper penetration, particularly into the drain pipe, is impossible due to this geometric shape of the container outlet, unless the lance is positioned vertically in the direction of flow inside the container itself. However, this measure is automatically ruled out, since the high temperatures make it impossible to repair the device if there is a disruption to operation.
Ausgehend von der DE-OS 32 12 700 liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, einen Zyklon-Wärmetauscher mit angeflanschter Reinigungsvorrichtung so weiterzubilden, daß nicht nur der Auslaufbereich selber sondern zumindest auch Teile des darunterliegenden Ablaufrohres mitgere1n1gt werden können.Based on DE-OS 32 12 700, the innovation is based on the task of developing a cyclone heat exchanger with a flanged cleaning device in such a way that not only the outlet area itself but also at least parts of the drain pipe underneath can be cleaned.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß das sich konisch verjüngende Gehäuse im Bereich seines Auslaufes zur Aufnahme der Einrichtung sinen sich vergrößernden Abschnitt aufweist, dergestalt, daß die Einrichtung uriter einer! spitzen Winkel zur Vertikal achse des Zyklon-Wärmetauschers auf einen unter einem stumpfen Winkel zur Vertikalachse des -?3'f lon-Wärmetauschsers erstreckenden Absatz aufflanschbar ist. Infolge dieser geometrischen Ausgestaltung des Auslaufbereiches wird eine Fläche außerhalb des Zyklonauslaufes gebildet, die es ermöglicht, da? die Einrichtung zur Unterblndung bzw. Beseitigung von Anbackungen nicht nur den 1m Querschnitt vergrößerten Abschnitt selber bestreichen, sondern darüberhinaus auch tiefer in denselben und zumindest in Teile des sich daran anschließenden Ablaufrohres eindringen kann.This task is solved in accordance with the innovation in that the conically tapered housing has an enlarged section in the area of its outlet for receiving the device, such that the device can be flanged at an acute angle to the vertical axis of the cyclone heat exchanger onto a shoulder extending at an obtuse angle to the vertical axis of the - ? 3'f lon heat exchanger. As a result of this geometric design of the outlet area, a surface is formed outside the cyclone outlet which enables the device for blinding or removing caking not only to cover the 1m cross-sectionally enlarged section itself, but also to penetrate deeper into it and at least into parts of the connected drain pipe.
Beim St.d.T. verjüngt sich der Behälterauslauf konisch bis auf den Durchmesser des Ablaufrohres, welches entweder in einen nachgeschalteten Ofen oder in einen weiteren Behälter hineinführt. Gerade dieser 1m Querschnitt verjüngte Bereich neigt aufgrund seiner geometrischen Form besonders zur Ansatzbildung. Da das lanzenförmige Werkzeug beim St.d.T. nicht in der Lage 1st, aufgrund der vorgegebenen Behälterform tiefer 1n den Auslaufbereich einzudringen, kann es hler u.U. geschehen, daß durch die Lanze losgelöste Anbackungen 1n Form von größeren Platten sich im anschließenden Vertikalrohr verkanten und so eine weitere Verstopfung herbeiführen. In diesem Fall muß die Gesamtanlage stillgesetzt und die Reinigung des Ablaufrohres bergmännisch durchgeführt werden, wobei das Reinigungspersonal Infolge der hler vorhandenen hohen Temperaturen der Gefahr von Verbrennung ausgesetzt 1st. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, sogenannte Luftkanonen vorzusehen, die diese Ansätze wieder entfernen. Aber auch hler muß die Anlage zumindest zeltweise stillgesetzt werden, wobei beim späteren Anfahren ein erhöhter Energiebedarf notwendig 1st.In the case of the St.d.T., the container outlet tapers conically to the diameter of the drain pipe, which leads either into a downstream furnace or into another container. This 1m cross-section tapered area is particularly prone to buildup due to its geometric shape. Since the lance-shaped tool in the St.d.T. is not able to penetrate deeper into the outlet area due to the given container shape, it can happen that deposits in the form of larger plates that have been loosened by the lance become jammed in the adjacent vertical pipe and thus cause further blockage. In this case, the entire system must be shut down and the drain pipe cleaned by a mining technician, whereby the cleaning staff are exposed to the risk of burns due to the high temperatures present. Alternatively, it is also possible to provide so-called air cannons, which remove these deposits again. But even in the evenings, the plant must be shut down at least temporarily, which means that when it is started up again later, an increased energy requirement is necessary.
Durch die neuerungsgemäße Ausgestaltung des Zyklor.-Wärmetauscherauslaufes werden diese aufwendigen und kostspieligen Maßnahmen überflüssig. Mit der Neuerung wird es ermöglicht, daß während des Betriebszustandes der Gesamtanlage kurzfristig auftauchende Verstopfungen automatisch sowohl 1m erweiterten Abschnitt selber als auch zumindest in Teilen des sich daran äfiSCiil icMCMucn Aulüüf förires ueäeltiyt werden können. Ein Stillsetzen derThe new design of the cyclone heat exchanger outlet makes these complex and costly measures unnecessary. The new feature makes it possible for blockages that occur for a short time during the operating state of the entire system to be automatically cleared both in the extended section itself and in at least parts of the outlet pipe connected to it. Stopping the
werden können. Darüberhinaus 1st das manuelle Beseitigen dieser Verstopfungen ebenfalls entbehrlich, so daß auch die Bedienperson keiner Gefahr mehr ausgesetzt wird.Furthermore, the manual removal of these blockages is also unnecessary, so that the operator is no longer exposed to any danger.
Einer bevorzugten Ausgestaltung der Neuerung gemäß ist der Abschnitt als ggf. austauschbares Zwischenstück zwischen dem Auslaufbereich des Zyklon-Uärmotaucrhorc und Horn Ahlaufrnhr aucnoM I/lot HaR uapiiuicusIch 7ualnnta<U _ __ _ .__. . _... __„j,__ , .„,,» , „»«.„ .„. »._jj „„». , „». «.„&ngr;. ,j,^. „». , , »According to a preferred embodiment of the innovation, the section is designed as a possibly replaceable intermediate piece between the outlet area of the cyclone air mower and the horn Ahlaufrnhr aucnoM I/lot HaR uapiiuicusIch 7ualnnta<U _ __ _ .__. . _... __„j,__ , .„,,» , „»«.„.„. »._jj „„». , „». «.„&ngr;. ,j,^. „». , , »
1st. Die zweiteilige Version des Zwischenstückes 1st dann vorzuziehen, wenr z.B. beim Nachrüsten von Zyklon-Wärmetauschern der vorhandene Bauraum unzureichend 1st.1st. The two-part version of the intermediate piece is preferable if, for example, the available installation space is insufficient when retrofitting cyclone heat exchangers.
Einem weiteren Gedanken der Neuerung gemäß läuft der Schurrenbereich des Abschnittes 1n das Ablaufrohr aus, das unter einem spitzen Winkel zur Vertikalachse des Zyklon-Wärmetauschers angeordnet ist. Die MIttel linie der Einrichtung bzw. des Werkzeuges entspricht etwa der Mittellinie des Ablaufrohres. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß das Werkzeug 1n einer Ebene mit dem Ablaufrohr angeordnet werden kann, um so auch in tiefere Bereiche des Ablaufrohres vorzudringen zu können.According to another idea of the innovation, the chute area of the section 1n runs out of the drain pipe, which is arranged at an acute angle to the vertical axis of the cyclone heat exchanger. The center line of the device or tool corresponds approximately to the center line of the drain pipe. This measure ensures that the tool 1n can be arranged on the same level as the drain pipe in order to be able to penetrate into deeper areas of the drain pipe.
Vorzugsweise ist die Schurre mit einer feuerfesten Auskleidung versehen; die eine im wesentlichen glatte und ansatzabweisende Oberfläche aufweist und gleichzeitig zur Führung des Werkzeuges dient. Diese Maßnahme erscheint sinnvoll, da das Werkeug u.U. 1n tiefere Bereiche des Ablaufrohres vordringen muß und somit die im Gehäuse des Werkzeuges vorgesehene einseitige Führung u.U. nicht ausreicht.Preferably, the chute is provided with a fireproof lining which has a substantially smooth and build-up-resistant surface and at the same time serves to guide the tool. This measure appears to be sensible, since the tool may have to penetrate into deeper areas of the drain pipe and thus the one-sided guide provided in the housing of the tool may not be sufficient.
Einem weiteren Gedanken der Heuerung gemäß umfaßt die Einrichtung ein lanzenförssiges Werkzeug mit einem Bohrkopf, das mit einer stoßweise ausgeführten Translationsbewegung sowie einer dieser überlagerten Rotationsbewegung in den Bereich des erweiterten Abschnittes bzw. das Ablaufrohr einführbar ist. Im Gegensatz zur DE-OS 32 12 700 können mit dieser als Fräse arbeitenden Lanzenspitze flächenförmige Anbackungen problemlos gelöst werden und zwar bis in den tieferen Bereich des Ablaufrohres hinein. Das lanzenförmige Werkzeug gemäß St.d.T. weist lediglich eine konische Spitze auf, die entlang einer durch die Mittellinie des Werkzeuges gebildeten Linie maximal bis zur gegenüberliegenden Wand des Behälters vordringen und somit u.U. nur partiell Material ablösen kann. DieAccording to another idea of the design, the device includes a lance-shaped tool with a drill head that can be inserted into the area of the expanded section or the drain pipe with a translational movement carried out intermittently and a rotational movement superimposed on this. In contrast to DE-OS 32 12 700, this lance tip, which works as a milling machine, can easily remove surface-shaped deposits, even into the deeper area of the drain pipe. The lance-shaped tool according to St.d.T. only has a conical tip that can penetrate along a line formed by the center line of the tool up to the opposite wall of the container and can therefore only partially remove material.
kotationsbewegung 1st vorzugsweise als Hin- und Herbewegung mit einem Drehwinkel zwischen 150° und 250° ausgebildet. Durch diese Maßnahme wird der Fräseffekt noch erhöht.The milling movement is preferably designed as a back and forth movement with a rotation angle of between 150° and 250°. This measure further increases the milling effect.
Die neuerungsgemäße Zyklon-Tr1chtermodifikat1on zur Installation der Abreinigungsvorrichtung verbessert das Ausfließen von Ansatzbrocken und bietet den nötigen Aktionsraum für pinp Abreinigungssinrichtung, wie sie vorsb beschrieben worden 1st. Die gesamt Einrichtung wird mit Umgebungsluft gekühlt, die ein Rad1alvent1lator einspeist. Nach erfolgter Kühlung verläßt die Luft die Einrichtung und gelangt 1n die Zyklon-Mehlschurre.The new cyclone hopper modification for installing the cleaning device improves the flow of build-up lumps and provides the necessary space for the cleaning device, as described above. The entire device is cooled with ambient air, which is fed in by a fan. After cooling, the air leaves the device and enters the cyclone flour chute.
- keine Betrir' ".unterbrechung bei Zyklonverstopfung- no interruption of operation in case of cyclone blockage
- kein Personal für diese bisher gefährliche Arbelt notwendig- no personnel required for this previously dangerous work
- Einsparung von Energie durch nicht notwendiges An- und Abfahren der Ofenanlage - Saving energy by not having to start and shut down the furnace system
- Erhöhung der Anlagenlaufzeit bei kritischen Materialien- Increase in plant running time for critical materials
- höhere Einnahmen an salzbildenden Komponenten zulässig- higher intake of salt-forming components permitted
- Verwendung von Abfall brennstoffen. z.B. mit erhöhten Chlorgehalten.- Use of waste fuels, e.g. with increased chlorine content.
Die Neuerung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:The innovation is shown using an example in the drawing and is described as follows. Shown are:
Figur 1 - Prinzipskizze eines Zyklon-Wärmetauschers mit daran angeflanschter AbreinigungseinrichtungFigure 1 - Schematic diagram of a cyclone heat exchanger with flanged cleaning device
Zwischenstück und daran angeflanschter Abreinigungsvorrichtung Intermediate piece and flanged cleaning device
Figuren 3-5 - Darstellung des Zwischenstückes ohne Abreinigungseinrichtung in verschiedenen AnsichtenFigures 3-5 - Representation of the intermediate piece without cleaning device in different views
Figur 1 zeigt einen Zyklon-Vorwärmer 1, bei dem das mehlförmige Material eine vertikal von oben nach unten gerichtete Strömungsrichtung aufweist. Der Zyklon-Wärmetauscher 1 weist in seinem sich überlicherweise konischFigure 1 shows a cyclone preheater 1 in which the powdery material has a vertical flow direction from top to bottom. The cyclone heat exchanger 1 has a generally conical
11 ' t ·' t ·
Ii j)· ·-Ii j)· ·-
verjüngerxien Auslaufbereich 2 einen sich wieder verbreiternden Abschnitt 3 auf, der in das Ablaufrohr 4 mündet. Der Abschnitt 3 weist einen geneigt zur Horizontalen verlaufenden Ansatz 5 auf, die zur Aufnahme der Abrein1gunge1nrichtung 6 zum Unterbinden bzw. Beseitigen von Verstopfungen vorgesehen 1st. Die Einrichtung 6 ist mit einem lanzenförmigen Werkzeug 7 versehen, das einerseits eine stoßweise Translationsbewegung und andererseits eine dieser überlagerte hin- und hergehende Rotationsbewegung mit einem Drehwinkel <360° durchführt. Die Mittellinie 8 des Werkzeuges 7 entspricht hierbei etwa der Mittellinie 9 des Abschnittes 3 bzw. des Ablaufrohres 4. Die 1n dieser Figur nicht dargestellten Führungselemente des Werkzeuges 7 Innerhalb des Gehäuses 10 kommen, sofern das Werkzeug 7 tiefer in das Ablaufrohr 4 eingefahren wird, auf dem Schurrenbereich 11 des Abschnittes 3 zur Auflage und verhindern so ein Durchbiegen des Werkzeuges.The tapered outlet area 2 has a section 3 that widens again and opens into the drain pipe 4. The section 3 has an extension 5 that is inclined to the horizontal and is intended to accommodate the cleaning device 6 for preventing or removing blockages. The device 6 is provided with a lance-shaped tool 7 that, on the one hand, carries out a pulsating translational movement and, on the other hand, a superimposed back and forth rotational movement with an angle of rotation <360°. The center line 8 of the tool 7 corresponds approximately to the center line 9 of the section 3 or the drain pipe 4. The guide elements of the tool 7 not shown in this figure within the housing 10 come to rest on the chute area 11 of the section 3 if the tool 7 is inserted deeper into the drain pipe 4 and thus prevent the tool from bending.
Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Auslaufbereiches 2 1n Verbindung mit dem Abschnitt 3 mit der daran angeflanschten Abreinigungse1nr1chtung 6. Der Abschnitt 3 1st als Zwischenstück ausgebildet, welches 1n den Figuren 3-5 näher beschrieben 1st. Das Zwischenstück 3 selber weist an der Berührungsstelle 12 mit dem unteren Bereich 13 des Zyklones 1 einen sich unter einem stumpfen Winkel 'alpha' zur Vertikalachse 14 des ZyklonesFigure 2 shows an enlarged view of the outlet area 2 in connection with the section 3 with the cleaning device 6 flanged to it. The section 3 is designed as an intermediate piece, which is described in more detail in Figures 3-5. The intermediate piece 3 itself has a groove at the point of contact 12 with the lower area 13 of the cyclone 1 which is at an obtuse angle 'alpha' to the vertical axis 14 of the cyclone.
I geneigte ebenen Ansatz 5 auf, der zur Aufnahme der unter einem spitzen Winkel 'beta' zur Vertikalachse 14 des Zyklones angeordneten Abreinigungseinrichtung 6 dient. Das Zwischenstück 3 1st in diesem Fall zweiteilig ausgebildet und an der Verbindungsstelle 15 mit einer Vielzahl von Verbindungsgelementen 16 zusammengehalten. Eine geteilte Version 1st dann vorzuziehen, wenn beengte bauliche Gegebenheiten, insbesondere für Nachrüstzwecke vorhanden sind. Die Einrichtung 6 umfaßt ein lanzenförmiges Werkzeug 7, welches im Bereich seines freien Endes mit einem druckluftbetätigten Bohr- und Schlagkopf 17 ausgerüstet ist. Der stoßweise ausgeführten Translationsbewegung wird eine mittels eines Drehantriebes 18 erzeugbare hin- und hergehenden Rotationsbewegung überlagert. Die hier nicht weiter dargestellten Führungselemente des lanzenförmigen Werkzeuges kommen 1m ausgefahrenen Zustand des Werkzeuges 17 auf dem SchurrenbereichI inclined flat projection 5, which serves to accommodate the cleaning device 6 arranged at an acute angle 'beta' to the vertical axis 14 of the cyclone. The intermediate piece 3 is in this case designed in two parts and held together at the connection point 15 with a large number of connecting elements 16. A split version is preferable when there are tight structural conditions, especially for retrofitting purposes. The device 6 comprises a lance-shaped tool 7, which is equipped with a pneumatically operated drilling and impact head 17 in the area of its free end. The intermittent translational movement is superimposed on a reciprocating rotational movement that can be generated by means of a rotary drive 18. The guide elements of the lance-shaped tool, not shown here, come into contact with the chute area when the tool 17 is extended.
II des Abschittes 3 zur Anlage und verhindern so ein Durchbiegen des Werkzeuges 7.II of section 3 and thus prevent the tool from bending 7.
In den Figuren 3-5 1st der als Zwischenstück ausgebildete Abschnitt 3 nochmals 1n verschiedenen Ansichten dargestellt. Dargestellt sind die zwei Teile 19 und 20, die im Bereich 15 mittels Befestigungselementen 16 miteinander verbunden sind. Der vergrößerte Abschnitt wird dadurch gebildet, daß unter einem stumpfen Winkel, bezogen auf die Zyklon-Vertikalachse 14, ein Ansatz 5 geformt wird, der zur Aufnahme der hier nicht weiter dargestellten Einrichtung 6 dient. Unter einem spitzen Winkel zur Vertikalachse 14 bzw. als Verlängerung des Ansatzes 5 schließt sich ein hler ebenfalls nicht dargestelltes Ablaufrohr an das Zwischenstück 3 an. Lediglich dargestellt 1st der Auslauf 21 des Zwischenstückes 3.In Figures 3-5, the section 3 designed as an intermediate piece is shown again in different views. The two parts 19 and 20 are shown, which are connected to one another in the area 15 by means of fastening elements 16. The enlarged section is formed by forming a projection 5 at an obtuse angle relative to the cyclone vertical axis 14, which serves to accommodate the device 6 (not shown here). At an acute angle to the vertical axis 14 or as an extension of the projection 5, a drain pipe (also not shown) is connected to the intermediate piece 3. Only the outlet 21 of the intermediate piece 3 is shown.
Claims (8)
Translationsbewegung sowie einer dieser überlagerten Rotationsbewegung in den Bereich des Abschnittes (3) bzw. des Ablaufrohres (4) einführ^ar ist, 7. Cyclone heat exchanger according to claims 1 to 6, characterized in that the device (6) comprises a lance-shaped tool (7) with a drilling head (17) which is provided with eleventh intermittent
translational movement and a rotational movement superimposed thereon can be introduced into the area of the section (3) or the drain pipe (4),
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0654422A1 (en) * | 1993-11-24 | 1995-05-24 | Basf Aktiengesellschaft | Device for dosing powdery bulk material, particularly of dye in powder form |
-
1989
- 1989-06-16 DE DE8907380U patent/DE8907380U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0654422A1 (en) * | 1993-11-24 | 1995-05-24 | Basf Aktiengesellschaft | Device for dosing powdery bulk material, particularly of dye in powder form |
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