NO127332B - - Google Patents

Description

Autoklavanordning.

Ved agglomerering av mineralpartikler, f.eks. bestemt for mas-ovner, fremstiller man såkalte rå briketter eller kuler, pellets, ved sammenpresning eller rulling av fuktig findelt materiale i blanding med passende bindemidler.

Slike primært agglomererte legemer kan imidlertid ikke hånd-

teres eller transporteres til videre industrielle prosesser uten etterbehandling.

Denne etterbehandling tjener til å gjøre agglomeratet hardt

og kan foregå ved tørking, brenning og sintring, lagring under fuk-

tige forhold eller hydrotermisk behandling, alt i avhengighet av det innblandede bindemiddel i utgangsblandingen.

■Hydrotermisk behandling, d.v.s^. en behandling med vanndamp ved høyt trykk og høy temperatur, har vært foreslått anvendt når hydrau-liske bindemidler som sement, kalkhydrat eller slagger skulle benyttes

for ettetherdningen av brikettene eller de rå kuler.

Por gjennomførelse av en hydrotermisk behandling benytter man autoklaver, d.v.s. sylindriske trykkbeholdere, vanligvis forsynt med lokk av passende utformning i den ene eller begge ender.

Ved produksjon av bygningsmaterialer anvender man i industrien vanligvis horispntalt-liggende sylindriske autoklaver hvor produktet som skal underkastes hydrotermisk behandling, transporteres oppstablet på lave sporbundne vogner.

Lignende autoklaver i kombinasjon med eventuelt sylindrisk ut-formede vognsider har vært foreslått som brukbar utrustning for hard-gjøring av sligkuler eller andre briketter, mikropellets eller granulater av agglomererte mineralpartikler.

Den kjente autoklaveringsprosess skjer satsvis, og der bør da skje en fullstendig utjevning av trykket til den omgivende atmosfæres trykk innen det herdede produkt kan transporteres videre til fort-satt behandling i et annet kammer, eventuelt med skiftende behandlings-miljø. En overføring av herdningsgodset fra en autoklav eller auto-klavdel til en annen under de herskende forhold med hensyn til over-trykk ville medføre slike vesentlige fordeler som større produksjon pr. tidsenhet, mindre dampforbruk samt en industriell drift bedre tilrettelagt for automatisering.

Hittil har der dog ikke vært kjent noe forslag til en praktisk løsning av det problem hvorledes slike fordeler skal kunne realiseres ved autoklaveringsprosessen.

Man kunne tenke seg å bruke en vertikaltstilt autoklavkonstruk-sjon som var oppdelt med mellombunner, og hvor innmatningen skulle skje direkte gjennom en toppluke, først til.øvre halvdel og siden under trykkperioden videre til nedre del. Men man støter da på styrt-ningsproblemet, som på grunn av de uherdede kulers eller briketters lave fasthet bare tillater meget begrenset fallhøyde.

Den foreliggende oppfinnelse går ut på en autoklavanordning til behandling, særlig dampbehandling, av stykkformet gods, f.eks.

av mineralpartikler agglomererte legemer i form av kuler, granulat, pellets eller briketter, omfattende minst to seriekoblede trykkamre, innrettet til å kunne lukkes hver for seg og innbyrdes forbundet ved trykkgassledninger og stengbare rørkanaler,og det karakteristiske ved autoklavanordningen ifølge oppfinnelsen er i første rekke at kamrene, som er aksialsymmetrisk utformet, og som innbyrdes er parvis forbundet via rørkanaler-, har sine lengdeakser anordnet i en vinkel mot

hverandre forskjellig fra 0 og 180° og mot horisontalplanet mellom

0 og 90°, at det indre av -et øvre kammer i hvert par er oppdelt ved skrånende sklie- ellér rutsjebaneforméde mellomvegger som i lengderetningen har hovedsakelig samme vinkel mot horisontalplanet som det omgivende kammers symmetriakse og har bueformet tverrsnitt, pg at rør-kanalene er tilsluttet ved de nedre kanter av disse mellomvegger. Her-ved er det mulig å oppnå de nevnte vesentlige forbedringer og unngå ulemper som knytter .seg til hittil kjente konstruksjoner.

Oppfinnelsen vil bli belyst ved hjelp av utførelseseksempler som er anskueliggjort skjematisk på tegningen. Fig. 1 ér et oppriss av en enkel utførelsesform med to trykk-kamre og med det ene kammers lengdeakse tenkt liggende i tegningsplanet.

Fig. 2 viser anordningen på fig. 1, sett fra venstre side.

Fig. 3 er et perspektivriss av en anordning med fire trykkamre. Fig. h er et oppriss av den samme anordning som på fig. 3, men med de to øvre trykkamres lengdeakser tenkt liggende i et vertikalplan som står loddrett på tegningsplanet. Fig. 5 er et perspektivriss av en anordning med fire kamre og med deler brukket bort for å vise innmaten.

Fig. 6 er et koblingsskjema over ledninger til og fra kamrene.

I den enkle utførelse som er vist på fig. 1 og 2, er en trykk-beholder utformet med to trykkamre a og b, som i hovedsaken er formet som rettavkortede kjegler, og som går over i hverandre ved sine mot hinannen vendende brede ender via en forbindelsesdel e, slik at anordningens mantel utgjør et hele. Kamrenes lengdeakser danner like store vinkler på ca. 30° med horisontalplanet, noe som er gjort mulig ved at det ene kammers lengdeakse danner en vinkel med det vertikalplan som inneholder det annet kammers lengdeakse. Helningsvinklene

og kamrenes konisitet gir passende rasvinkler for legemene som behandles i kamrene.

Legemene av agglomerert materiale som skal behandles med damp

1 anordningen, innføres i den Øvre ende av øvre kammer a, hvis endevegg dannes av et lokk f som kan åpnes og lukkes med en hydraulisk jekk g. Den smale nedre ende av nedre kammer har også et endelokk h som kan manøvreres på. lignende måte. Trykkbeholderen kan bæres av en sokkel k.

Autoklavanordningen på fig. 1 og 2 er oppbygget usymmetrisk.

En symmetrisk anordning med større kapasitet kan man oppnå ved å sammen-bygge to slike anordninger til en enhet f.eks. av en utførelse som vist på fig. 3 _ 5> hvor der også er inntegnet anordninger til tilførsel og utblåsning av damp samt avtapning av kondens.

Anordningen på fig. 3_5 består vesentlig av fire monolit-

tisk sammenbyggede sylindriske eller koniske trykkbeholdere A, B, C

og D, hvis lengdeakser er plasert slik i rommet at aksene for de to øvre beholdere A og C skråner ca. 30° mot horisontalplanet og seg imellom danner en vinkel på 120°, og at aksene for de lavereliggende trykkbeholdere B og D skråner ca. 3 0 mot horisontalplanet og seg imellom igjen danner en vinkel på ca. 120°. Videre er trykkamrene slik orientert at lengdeaksene for de øvre kamre A og C ligger i et felles vertikalplan, og at også lengdeaksene for de nedre trykkamre B

og D ligger i et annet felles vertikalplan, samtidig som disse to vertikalplan danner en vinkel på ca. 90° seg imellom. I den forbindelse er variasjoner mellom grensene 80 og 100° mulige. Samtlige fire lengdeakser kan dessuten ha et felles skjæringspunkt, men dette forhold utgjør ingen betingelse for den tilsiktede anvendelighet av konstruk-sjonen.

Takket være trykkamrenes koniske sideflater fås gunstige rasvinkler, stort volum, god vektfordelin,g i forhold til understellet, lange sammenføyningssømmer samt dermed lave strekkpåkjenninger i be-holderveggene.

De fire trykkamre A, B, C og D med lik ytterform er således med sine brede ender sammenbygget til en enhet ved at kamrenes sideflater delvis er forlenget til felles skjæringslinjer.

Kamrenes endevegger utgjøres i det ved sammenbygningen fremkomne rom av vanlige sfæriske segmenter som kan tangere hverandre 1 noen punkter. Alle disse endestykker har minst tre lukeåpninger 1, 2 og 3 bestemt for overføring av behandlingsgods og til en viss grad også trykkmedium eller damp fra de høyereliggende kamre A og C til de tilsvarende lavereliggende kamre B og D. Det sentrale rom bak og mellom disse endestykker utnyttes til anbringelse av ventiler eller lukeklaffer, disses pneumatiske eller hydrauliske manøvreringsanordninger samt korte rørkanaler 1', 2' og 3', fortrinnsvis anordnet mellom overføringsåpninger i motstående endestykker. Disse anordninger kan nås utenfra gjennom mannhull 4 plasert på de to øvre steder hvor tre og tre kjeglemantler støter til hverandre. De to øvre trykkamre A og C inneholder passende hyller eller metallbunner 20, 21 som har U-lignende profil og er festet dels i de indre endestykker og dels i kammersidene, slik at hyllenes lutning i lengderetningen hovedsakelig blir den samme som for de respektive trykkammers lengdeakser,samt slik at de på sine laveste punkter i forhold til horisontalplanet tangerer den respektive lukeåpning 2 og 3 på undersiden. Hyllenes eller mellombunnenes plasering fremgår forøvrig av fig. 5.

Innføringen av friskdamp kan skje gjennom en stamledning

18 som først grener seg i to hovedledninger 19, 22, som i sin tur, fortrinnsvis i nærheten av de øvre områder hvor tre og tre kjegle-mantelplartier støter til hverandre, grener seg til motsatte sider,

slik at den ene endegren 23 via ventilen 6 på. fig. 3 og 6 munner ut i det øvre kammer A, og den annen endegren 2<+ via ventilen 7 munner ut i det nedre kammer B. På den diagonalt motsatte side er dampledningens endegrener 25, 26 tilsluttet trykkamrene henholdsvis C og D. Her sitter ventiler 27, 28. Ved å stenge en ventil 8 i friskdampledningen 22 er det mulig å benytte den siste del .av grenledningen med ventilene

6 og 7, resp. 27, 28 i åpen stilling til trykkutjevning og til overføring av den allerede forhåndenværende damp i kammersystemet mellom kamrene A og B, resp. C og D. En annen kort overføringsledning, fortrinnsvis på motsatt side av det respektive øvre møtepunkt for tre og tre mantler og regulert med ventiler 9 og 10, er bestemt til dels å besørge trykkutjevning i systemet mellom kamrene B og C, resp. D og A, og dels ved behov via et utløpsrør 29 med ventil 11 å blåse ut

de rester av damp i systemet som ikke lenger kan brukes.

Separate utjevningsventiler 12 og 13 gjør det mulig å tømme de øvre kamre A og C for restdamp hver for seg og samtidig med utblåsning fra et av de lavereliggende kamre uten at det ved forskjellige utblåsningstrykk er nødvendig først å foreta noen utjevning av trykket mellom disse kamre. Dette gir en stor smidighet ved anvendelse av forskjellige driftsmåter. Under dampherdningens første fase, d.v.s. under opphetning av godset og høyning av damptrykket, skjer der kondensa-sjon. Kondensatet ledes kontinuerlig bort fra anordningen ved hjelp av automatisk arbeidende kondensutskillere 14, 15 av kjent type, forsynt med dampfeller og plasert ved de nedre møtepunkter for tre og tre kjeglemantler samt bare tilsluttet de høyereliggende trykkamre A, resp. C.

I betraktning av at der bare dannes ubetydelige mengder kondensat i

de nedre kamre, er kondensutskillerne 16, 17 her mindre og fortrinnsvis plasert ved nederste del av kamrene B og D, f.eks. i underkant av karmen for lokket.

De i samsvar med oppfinnelsen konstruerte monolittisk inte-grerte dampherdningsautoklaver brukes på følgende måte: Lokket for kammeret A åpnes ved hjelp av hydrauliske manøvreringsanordninger5og uherdede, rå kuler, briketter eller granuler innmates direkte, f.eks. fra et transportbånd, til autoklaven og ruller nedover på grunn av kammersidenes og mellombunnenes helning. Ved å sette-inn halvsirkelformede skjermer i autoklavmunningen kan man praktisk talt fylle hele kammeret med legemer bestemt for herdning. Hyllene eller mellombunnene avlaster delvis de lavestliggende uherdede legemer og eliminerer dermed den fare for knusning som ellers foreligger i kammere med stor diameter. Lokket stenges. Overføringsventilene 30 og 31 åpnes, mens ventilen 32 er stengt, så restdamp fra kammer D til å begynne med overføres til kammer A. Deretter innføres friskdamp via ventilene 8 og 6, mens ventilen 7 er stengt. Når trykket i kammeret A er steget til samme nivå som det der hersker ved innslipning av overføringsdamp fra D, stenges ventil 30,og isteden åpnes ventil 32, så der kan skje restutblåsning fra kammer D.

Trykkpåsetning i kammer A fortsetter med friskdamp inntil det fulle trykknivå er nådd. Deretter påfylles en ny omgang med uherdede legemer i det annet øvre kammer C3som så lukkes. Dette kammer mates først med overføringsdamp fra kammer D og siden bare med friskdamp. Samtidig med trykkpåsetningen med friskdamp i kammer C hersker der

fullt trykk i kammer A, mens restdamp blåses ut fra kammer B. Deretter åpnes kammer B nedentil, og det herdede produkt får rulle ut direkte i vogner hos ikke sporbundet transportmateriell eller på transportbånd. Utstrømningen kan reguleres ved forskjellig innstilling av lokkets åpningsgrad ved hjelp av dets hydrauliske manøvrerningsanordning.

Så snart kammeret B er tømt for sitt innhold av ferdig-herdet gods, stenges lokket (f.eks. h på fig. 1) og overføringen av damp fra kammer A foretas gjennom de to tilgjengelige overførings-ledninger. Når .rykket i kamrene A og B nesten er utjevnet, åpnes luken 1 i nedr- del av kammer A,og det ikke helt ferdigherdede produkt får rulle ne i til det lavereliggende kammer B langs baner som er bøyet i flere redninger så der bare skjer rullende ras og fritt fall unngås. Hensikten er å viderebefordre de på dette stadium ikke helt gjennom-herdedo kuler eller briketter i et lukket system fra kammer til kammer uten at der behøver å forekomme fare for knusning. Samtidig med strøm-ningen av fastgods i den ene retning oppstår der i det lukkede system en utjevnende gass-strøm i motsatt retning. Dette utjevningstrykk kanaliseres mellom de øvre og nedre kamre, dels gjennom åpne overførings-ledninger, og dels gjennom det porøse produkt og de respektive luker.

Etterat overføringen av herdningsgodset mellom de lavestliggende kammerseksjoner er gjennomført,åpnes luken 2,og kuler eller briketter1 beliggende mellom hyllebunner i kammer A blir overført ved rasbevegelse ovenpå det tidligere innførte produkt i kammer B. For å starte og lette det videre forløp av denne bevegelse kan man føre inn korte trykkstøt av damp i øvre kammer ved hyllebunnenes sider. Dette lettes ved at hyllene skjærer damprørmunninger. Ved hjelp av en slik tilslutningsdetalj fås fordeling av en eventuelt innført dampstråle såvel på over- som på undersiden av hyllebunnen med den følge at hylle-blikket på grunn av forskjellige turbulensforhold på dets motsatte sider selv blir satt i vibrasjon, noe som i sin tur kan gi betingelser for ras.

Begrensede nivåforskjeller mellom midtseksjonene av trykk-kamrene A og B samt forholdene med hensyn til herdningsproduktets ras-vinkel medfører at en fullstendig fylling av nedre kammer B først kan skje i forbindelse med overføring av herdningsgodset gjennom luken 3

fra den høyest liggende seksjon i kammer A. Denne overf øri:ngsoperas j on gjennomføres tilslutt på akkurat samme måte som den foregående overføring av gods mellom kamrenes forskjellige seksjoner. Deretter stenges samtlige tre luker mellom kamrene A og B. Trykknivået i kammeret B,

som således er fylt med primært herdet produkt, høynes igjen langsomt til fullt ønsket trykk, mens der fra kammeret A utblåses resterende damp, hvoretter lokket åpnes og der påfylles en ny omgang med gods bestemt for herdning. Det til kammeret B overførte produkt kan herdes sekundært i tilnærmelsesvis like lang tid i nedre kammer som i øvre. For med en slik fremgangsmåte fås beste utnyttelse av kapasiteten av autoklavanordningen ifølge oppfinnelsen samt beste dampøkonomi.

Det er selvsagt også mulig å anvende den samme anordning

på en måte som er vesentlig forskjellig fra den ovenfor beskrevne med tidsforskyvning av parallellsystemet gjennom kamrene A-B og C-D.

Hvis man nemlig kompletterer anordningen ved å fordoble lukene 1, 2 og 3 slik at overføringen av herdningsproduktet kan skje i anordningens indre fra et øvre kammer til to nedre kamre samtidig,

fås muligheter for andre anvendelsessystemer i en forøvrig praktisk talt identisk herdningsanordning.

Den beskrevne monolittiske autoklav ifølge oppfinnelsen kan beskikkes med kuler, briketter, stykker eller granulater etter korte tidsintervaller på et høyere nivå over et felles transportbånd skiftevis i kamrene A og C, mens utmatningen kan skje uhindret i en transportvei som er orientert i en annen retning og ligger på et lavere nivå.

Et herdningsanlegg av konvensjonell type utrustet med to sylindriske autoklaver, sporbundne autoklavvogner og like store lokk-diametre og således med samme kapasitet beregnes å oppta ca. fire ganger så stort]gulvareal og behøver å mates med. minst to ganger så stort damp-anlegg som hva som kreves for den beskrevne jevnførbare monolittiske anordning ifølge oppfinnelsen.

Videre beregnes oppfinnelsen å medføre vesentlige økonomiske fordeler ved dampherdningsprosessen som følge av innsparingen av spor-

bundne autoklavvogner, gulvtraverser, anordninger til å føre inn og ta ut vogner, omlastere fra autoklavvogner til transportkjøretøyer, samt kortere dampledninger.

Ved å samordne innmatningen av produktet som skal herdes,

i to eller flere monolittiske autoklaver av den allerede beskrevne art via en båndtransportør er det mulig å oppnå et kontinuerlig produksjons-

forløp og lette automatisering.

Istedenfor vanndamp kan der som behandlingsmedium i kamrene anvendes gass eller gassblandinger og, spesielt når det gjelder de nedre kamre, også væske, f.eks. til lutning eller impregnering av godset.

Claims (6)

1. Autoklavanordning til behandling, særlig dampbehandling, av stykkformet gods, f.eks. av mineralpartikler agglomerate legemer i form av kuler, granulat, pellets eller briketter, omfattende minst to seriekoblede trykkamre, innrettet til å kunne lukkes hver for seg og innbyrdes forbundet ved trykkgassledninger og stengbare rørkanaler, karakterisert ved at kamrene (a,b, - A,B, resp. C,D), som er aksialsymmetrisk utformet, og som innbyrdes er parvis forbundet via rørkanaler (1', 2', 3'), har sine lengdeakser anordnet i en vinkel mot hverandre forskjellig fra 0 og l80° og mot horisontalplanet mellom 0 og 90°, at det indre av et øvre kammer (a, A, C) i hvert par (a,b, A,B,C,D) er oppdelt ved skrånende sklie- eller rutsjebaneformede mellomvegger (20, 21) som i lengderetningen har hovedsakelig samme vinkel mot horisontalplanet som det omgivende kammers symmetriakse og har bueformet tverrsnitt, og at rørkanalene (2', 3') er tilsluttet ved de nedre kanter av disse mellomvegger.

2. Anordning som angitt i krav 1,karakterisert ved at trykkamrene har form av avkortede kjegler, og at den ene kjegles basis er fast forbundet med den annen kjegles basis, eventuelt ved hjelp av et mellom-stykke (e,4).

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at lengdeaksen for et trykkammer (a) i et trykkammerpar (a, b) danner en vinkel forskjellig fra 0 og 180° med et vertikalplan gjennom det annet trykkammers (b) lengdeakse.

4. Anordning som angitt i krav 1, 2 eller 3»karakterisert ved at to trykkammerpar, hvert bestående av et øvre og et nedre kammer (henholdsvis A,C og B,D) er parvis sammenbygget til en enhet hvor behandlingen av godset skjer særskilt i hvert trykkammerpar, og at de to par .(A,B, C,D) har en felles damptilførselsledning (18).

5. Anordning som angitt i krav k} karakterisert ved at et vertikalplan bestemt ved de to øvre kamres (A,C) lengdeakser danner en vinkel mellom 80 og 100°, fortrinnsvis 90° med et vertikalplan bestemt ved de to nedre kamres (B,D) lengdeakser.

6. Anordning som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at lengdeaksene for kamrene i et samvirkende par danner en vinkel mellom 110 og 130°, fortrinnsvis 120° med hverandre.