PL82780B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Metallurgical Development jOornpany, Nassau (Wyspy Bahama) Urzadzenie do skraplania pary cynku Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do skraplania pary cynku.Znane jest urzadzenie do skraplania cynku za¬ wierajace wanne z roztopionym olowiem, który rozpyla sie w postaci chmury kropelek w prze¬ strzeni ponad wanna za pomoca wirnika lub sze¬ regu wirników. Para cynku zostaje w ten sposób skroplona i rozpuszczona w olowiu, a cynk odzys¬ kuje sie przez przepuszczenie olowiu z domieszka cynku przez rynne chlodzaca w celu wydzielenia warstwy cynku na powierzchni roztopionego me¬ talu. Zaleta tego sposobu jest chlodzenie wstrza¬ sowe pary cynku od stosunkowo wysokiej tempe¬ ratury 900°—1000°C, w której wykazuje ona wzgle¬ dnie niewielka sklonnosc do przemiany w tlenek cynku dzieki reakcji z dwutlenkiem wegla w ga¬ zach, z którymi sie laczy. Po skropleniu i rozpusz¬ czeniu w roztopionym olowiu sklonnosc cynku do utleniania zmniejsza sie znacznie dzieki skroplonej postaci metalu, po oddzieleniu zas od olowiu cynk utlenia sie tylko nieznacznie na powierzchni.Wirnik stosowany do podrzucania roztopionego olowiu ma na ogól postac walka z czterema ra¬ mionami równej dlugosci przytwierdzonymi do je¬ go konca. Walek ten jest zanurzony w roztopio¬ nym olowiu na odpowiednia glebokosc i obracany przez silnik. Ramiona maja zazwyczaj na koncach lyzki do podrzucania roztopionego metalu o równej dlugosci co nie zapewnia dostatecznej sprawnosci urzadzenia. 10 15 20 Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji urzadzenia, które nie ma tej niedogodnosci. Cel wynalazku zostal osiagniety przez to, ze sasiaduja¬ ce ze soba ramiona wirnika maja rózne dlugosci.Na ogól liczba ramion jest parzysta i wynosi zwy¬ kle cztery lub ewentualnie szesc. Wieksza liczba ramion daje lepsze rozdrobnienie kropelek. Szcze¬ gólnie korzystne jest zastosowanie czterech ramion, z których dwa dluzsze maja równa dlugosc i dwa krótsze podobnie, wszystkie zas sa rozstawione promieniowo wokól pionowej osi w kolejnosci dlugie-krótkie-dlugie-krótkie. Dla wygody ramiona moga byc rozstawione pod katem 90° wzgledem siebie. Zazwyczaj ramiona wirnika sa nachylone do poziomu, przy czym dolny koniec ramion jest bardziej oddalony od pionowej osi obrotu. Kat pochylenia ramion ma mniejszy wplyw na sku¬ tecznosc dzialania, niz rozstawienia ramion w rzucie poziomym. "Ramiona moga wystawac wszy¬ stkie w dól pod takim samym katem, wskutek czego ramiona róznej dlugosci beda mialy rózniace sie wysokosci mierzone w kierunku pionowym, albo tez moga byc ustawione tak, aby mialy taka sama wysokosc niezaleznie od swej dlugosci. Ra¬ miona rózniace sie dlugoscia beda wtedy wychy¬ lone ku dolowi pod róznymi katami. Wlasciwym materialem konstrukcyjnym na wirnik jest stal fer- rytyczna o zawartosci 3% chromu, z której mozna odlac w calosci ramiona wraz ze srodkowa piasta dostosowana do zamocowanego na pionowym walku. 82 7803 Wirnik wedlug wynalazku ma pare przeciwle¬ glych ramion o jednakowej dlugosci i druga pare o innej dlugosci. Na koncach ramion sa lyzki, przy czym róznica srednic kól zataczanych przez konce, ramion wynosi od 1/4 do 4 szerokosci lyzki.W praktycznych rozwiazaniach róznica ta wyno^- si okolo 152,4 mm a korzystnie 50,8 do 76,2 mm.Konce ramion moga byc róznie uksztaltowane za¬ leznie od wymaganej wytrzymalosci. Moga one byc na przyklad splaszczone, zaokraglone lub miec ksztalt lyzki dla odrzucania roztopionego metalu po róznych torach. Skraplacz wyposazony jest w co najmniej jeden wirnik wedlug wynalazku. Naj¬ lepiej, gdy wirujacy walek przechodzi w dól przez górna scianke skraplacza, a wirnik jest osadzony na tym walku. Zwykle w skraplaczu wystepuje szereg wirników, a uklad ich wynika w zasadzie z uwzglednienia objetosci przestrzeni, która moze nawilzac jeden wirnik. Wynosi ona zwykle 4,2 do 5,6 m3. Korzystnie jest gdy wirnik zajmuje polo¬ zenie srodkowe dla zapewnienia dostatecznego po¬ krycia scian bocznych i górnej skraplacza przy rozpylaniu. Dostatecznie bliskie umieszczenie wir¬ ników dla wzajemnego nawilzania walków i usz¬ czelnien zapobiega nagromadzaniu sie metalu, oraz pozostawia dostateczne ilosci miejsca w czesci wylotowej skraplacza dla zmniejszenia do mini¬ mum unoszenia kropelek. To ostatnie mozna uzys¬ kac równiez przez uzycie normalnego wirnika o ramionach równej dlugosci jako ostatniego wirni¬ ka przed wylotem.Zaleta przedstawionego urzadzenia jest polepsze¬ nie sprawnosci skraplacza w stosunku do rozwia¬ zan znanych.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 — przedstawia wirnik w rzucie poziomym, fig. 2 — wirnik z fig. 1 w widoku z boku.Jak przedstawiono na fig. 1 wirnik wedlug wy¬ nalazku jest zaopatrzony w piaste centralna 1 i ramiona 2, 3, 4, 5, przy czym ramiona 2, 3 sa dluzsze niz ramiona 4 i 5. Ramiona sa zakonczone lyzkami 6, 7, 8 19 sluzacymi do wyrzucania olo¬ wiu do przestrzeni ponad kapiela podczas obraca¬ nia sie wirnika.Wynalazek jest opisany ponizej w oparciu o na¬ stepujace przykladowe rozwiazania. W przykladach tych srednice, o których mowa sa mierzone mie¬ dzy wewnetrznymi wierzcholkami dolnych zewne¬ trznych brzegów lyzki na przeciwleglych ramionach.Przyklad I. Zastosowanie wirnika o nierów¬ nych ramionach o róznicy 50,8 mm miedzy sre¬ dnica zewnetrzna par ramion dlugich i krótkich, przy szerokosci lyzki równej 63,5 mm daje w po¬ równaniu z wirnikiem zwyklym o ramionach równej dlugosci, przy zanurzeniu wirnika w roz¬ topionym olowiu na glebokosc 177,8 mm zwieksze¬ nie sprawnosci skraplacza o 2,45 do 2,92% w okre¬ sie 30 dni. Wystapilo zmniejszenie o 50 do 53% ilosci cynku w postaci niebieskiego proszku pow¬ stalego w wyniku skroplenia przez wyplukiwanie woda gazów wychodzacych z wylotu skraplacza oraz zwiekszenie o 7 do 18% ilosci cynku w od¬ padach zebranych w osadniku pomp do olowiu sto¬ sowanych do wytwarzania obiegu olowiu w sJkra- 780 4 placzu. Polepszenie sprawnosci skraplania wydaje sie byc spowodowane faktem wytwarzania przez wirnik gesciejszej i bardziej jednostajnej zaslony *z kropelek olowiu w skraplaczu, jakkolwiek nie 5 jest to pewne.Przyklad II. Przeprowadzono porównanie miedzy wirnikiem o czterech ramionach o sredni¬ cy 426,7 mm oraz wirnikiem o dwu ramionach srednicy 426,7 mm i dwu ramionach srednicy io 482,6 mm, ustawionych jak na rysunkach. Próbe te przeprowadzono w wodnym zbiorniku badaw¬ czym. Próby tego rodzaju, wykonywane z woda, daja dobra analogie do olowiowego skraplacza rozpryskowego, gdyz roztopiony olów ma podobne 15 wlasnosci fizyczne, jak rtec w temperaturze poko¬ jowej, a porównania doswiadczalne miedzy roz¬ pylaniem z identycznych dysz i w podobnych wa¬ runkach rteci i wody, opisane w literaturze, wykazuja podobienstwo rozmiarów kropel, ponadto 20 istnieje dobra zgodnosc miedzy wynikami dos¬ wiadczen praktycznych z nowymi wirnikami i w róznych warunkach pracy to jest zanurzenia i predkosci, a wynikami uzyskanymi z badan w zbiorniku do prób, co sie tyczy takich czynni- 25 ków jak zuzycie energii i nawilzanie górnej scian¬ ki skraplacza. Zalety wirnika o ramionach róznej dlugosci przy normalnej predkosci roboczej 300 obr/min sa nastepujace, zwiekszenie stopnia roz¬ pryskiwania o okolo 30%, bardziej równomierny 30 rozdzial rozpylenia w obszarze komory skraplacza przy wyzszych zanurzeniach, w granicach zanurzen stosowanych zwykle w olowiowych skraplaczach rozpryskowych. Zalete te mozna okreslic alterna¬ tywnie jako rozklad rozpylenia, który jest mniej 35 podatny zwykle na spotykane zmiany zanurzenia miedzy 177,8 i 228,6 mm a ponadto lepsze nawil¬ zanie górnej scianki dajace wieksza czystosc skrap¬ lacza i wieksze natezenie rozpylania wobec odbic od górnej scianki. 40 Przyklad III. Olowiowy skraplacz rozprys- kowy pracuje z wirnikiem pierwszego stopnia, to znaczy najblizszym wlotu gazu, o dwu ramionach srednicy 182,6 mm i dwu ramionach srednicy 426,7 mm, ustawionych pod katem prostym do 45 pierwszych. Stwierdzono, ze wywolalo to zmniej¬ szenie nagromadzania sie metalu na walku oraz nizsza temperature na plytkach górnej scianki i u wylotu skraplacza. Wskazuje to na polepszone na¬ wilzanie przestrzeni wewnetrznej skraplacza i jest zgodne z wynikami badan w zbiorniku wodnym.Przyklad W. Stosowane wirniki podobne jak w przykladzie III, lecz z ramionami o srednicy 482,6 i 426,7 mm zamiast dwu wirników zwyklych i czterech wirników zwyklych.Wyniki przedstawiono w tablicy 1. 55 Tablica 1 Uklad 1 zwykly 2 wirniki o ramionach róznej dlugosci Strata cynku w niebieskim proszku w g/tone 2 46,4 40,4 Strata olowiu w niebieskim proszku w g/tone 3 30,0 ; 29,082 780 6 1 4 wirniki o ramionach róznej dlugosci.Zanurzenie wirnika dodatkowo o 25.4 mm 2 32,3 3 24,4 Niebieski proszek jest to utleniony metal odzy¬ skiwany w postaci proszku z gazów odlotowych skraplacza. To zmniejszenie strat w niebieskim proszku oznacza znaczne polepszenie sprawnosci skraplacza i stad równiez wydajnosci ekonomicz¬ nej procesu. Zaobserwowano równiez ogólne zmniejszenie nagromadzania sie metalu i obnizenie temperatury górnej scianki. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie rozpryskowe dla skraplania pary cynku posiadajace co najmniej jeden wirnik, za¬ montowany na zasadniczo pionowym obracajacym sie walku posiadajacy kilka ramion skierowanych promieniowo od pionowego walka, znamienne tym, ze sasiadujace ze soba ramiona wirnika (2, 4) ma¬ ja rózne dlugosci. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jeden lub kazdy wirnik ma dwa dluzsze ramio¬ na (2, 3) równej dlugosci i dwa krótsze ramiona (4, 5) równej dlugosci rozmieszczone wokól piono- 25 wego walka w ukladzie dlugie — krótkie — dlu¬ gie — krótkie. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze ramiona wirnika sa rozstawione miedzy soba co 90°. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze ramiona (2, 3, 4, 5) wirnika sa usytuowane pod katem do poziomu i maja dolne konce odda¬ lone od pionowej osi obrotu. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze ramiona wirnika (Z, 3, 4, 5) sa odlane ze stali ferrytycznej zawierajacej 3% chromu jako jedna calosc ze srodkowa piasta (1) dla zamocowania na pionowym walku. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wirnik zawiera lyzki (6, 7, 8, 9) na koncach ramion (2, 3, 4, 5) wirnika a róznica miedzy sre¬ dnica ramion (2, 3) i srednica ramion (4, 5) wynosi od 1/4 do 4 szerokosci lyzki. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze kazdy obracajacy sie walek przechodzi w dól przez górna scianke rozpylacza, i jest umieszczony w polozeniu centralnym dla zapewnienia odpo¬ wiedniego pokrycia rozpylonym strumieniem scian bocznych i górnej skraplacza. 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, znamienne tym, ze dwa lub wiecej wirników jest tak rozmieszczo¬ nych, zeby wzajemnie nawilzaly walki wirników.82 780 FIG.

2. LDA — Zaklad 2, Typo, zam. 835/76 — 110 egz. Cena 10 zl PL PL