SE446262B - Forfarande och utrustning for uppvermning av stenaggregat eller liknande - Google Patents

Description

8304647-4 10 15 20 25 30 blandning har flera förfaranden föreslagits, varvid det aggregat som skall användas upphettas till en viss tempe- ratur vanligtvis medelst varmluft eller varma förbränninge- gaser eller rökgaser. Vid dessa förfaranden blâses varm luft eller varma förbränningsgaser vanligtvis från botten uppåt i ett magasin eller silo för aggregatet, eller ur olika luftfördelningstråg till skilda delar av silon. En konstruktion av detta slag visas t ex i FI patentskrifterna 47 864 och 55 818. I båda lösningarna blåses'luft eller varma förbränningsgaser ut ur nedåt riktade tråg in i aggregatet och å andra sidan uttages genom ett liknande tråg som är högre placerat.

I enlighet med tidigare känd teknik kan dessutom aggrega- tet erfordrat för betongblandningen upphettas antingen på ett band eller i en roterande trumma medelst förbiströmman- de varm luft, förbränningsgas eller ånga. I vissa samman- hang har det angivits vara en nackdel att uppvärma medelst ånga eftersom den inför icke önskat ytterligare vatten i aggregatet. I tidigare kända förfaranden, i vilka aggregat har upphettats t ex medelst varm luft eller förbränningsgas, är det angivet att endast aggregat av en viss partikelstor- lek, t ex 8-16 mm eller 16-32 mm, kan uppvärmas, eftersom tryckförlusten genom blâsningen av den nödvändiga luften eller förbränningsgasen blir mycket hög i fall av finare aggregat. Den höga tryckförlusten beror delvis på det fak- tum, att stora kvantiteter luft erfordras beroende på deras låga värmeinnehâll-och à andra sidan på höga strömningshas- tigheter för luften beroende på ganska höga värmeöverfö- ringskoefficienter. Men även medelst en högtrycksblåsanord- ning kan icke en tillräckligt hög hastighet åstadkommas för luften i det finaste aggregatet för att det skulle vara möjligt att åstadkomma uppvärmning av dylikt aggregat medelst gas eller luft tillräckligt snabbt och skäligt._g När aggregat upphettas medelst luft, varvid fukthalten för 10 15 20 25 30 8304647-4 nämnda aggregat normalt är variabelt (vanligtvis 2-5%, i fall av fin sand upp till 11%), evaporiseras med nöd- vändighet denna fuktighet. Om en enkel beräkning utföres, enligt vilken uppvärmningen av en viss ström av aggregat erfordrar en värmekraft av t ex 1.0 MW, erfordras samtidig evaporation av fukthalten 4% i aggregatet separat en vär- mekraft av 1.60 MW.

I typisk varmluftsuppvärmning i syfte att nå en tillräck- lig värmeöverföringskcefficient och samtidigt en tillräck- lig uppvärmningshastighet är det nödvändigt att använda en hastighet av t ex 0.5 m/s för gaser. I ett sådant fall, t ex med ett aggregat av 0 ~ 8 mm, erhålles en tryckför- lust av 20 kPa/m för aggregatet, så att när konventionella blåsanordningar användes kan icke höga lager hos aggregatet uppvärmas eller å andra sidan måste gasfördelarelementen placeras i många olika lager i magasinsilona i syfte att den avsedda uppvärmningen kan utföras medelst lâgtrycks- blâsanordningar tillfredsställande snabbt.

Det är allmänt känt, att värmeöverföringskoefficienten mellan kondenserande ånga och vilket som helst annat medium förutom ett gasformigt medium är 500 till 1000, till och med upp till 5000 gånger högre än motsvarande värmeöverfö- ringskoefficient från en varm icke-kondenserande gas till det icke gasformiga mairialet, som skall uppvärmas. Detta är emellertid fallet enbart förutsatt att nämnda ånga eller omgivningen av det objekt, som skall uppvärmas icke inne- håller betydande kvantiteter av icke kondenserande gaser, såsom t ex luft. Det är dessutom känt, att varje stenaggre- gat definierat på ett speciellt sätt, vid en viss tempera- tur och i ett konstant fält av attraktionskraft, genom krafternas effekt på kapillärverkan, attraherar en viss kvantitet vatten till sig själv, medan överskottet flyter bort. Med andra ord, om partikelstorleken och temperaturen hos aggregatet är kända, är det till och med mycket exakt 8304647-4 10 15 20 25 30 känt vilken procent vatten som förefinnes däri.

Om den önskade uppvärmningen av aggregatet utföres genom att blåsa ånga från botten uppåt i den ordinärt naturliga riktningen, resulterar detta i följande nackdelar: Luft blandas i ångan, vars kondenseringspunkt sänkas, och sam- tidigt sänkes även värmeöverföringskoefficienten för kon- densationen 10% per varje procent luft innehållen i ångan; dessutom den uppåt riktade ångan dammar samtidigt vatten som flyter uppifrån nedåt, och ångan kanaliseras till zoner där materialet är mindre tätt. Vad gäller strömmen av vat- ten ut ur ett fuktigt, ganska finkornigt stenaggregat är det känt av erfarenhet att strömmen är saktare ju finare aggregatet är. A andra sidan har man under dessa omständig- heter igen nått den situationen, att fukthalten hos aggre- gatet icke är känt emedan den nya faktorn, flödestiden, icke är känd.

Syftet med föreliggande uppfinning är att eliminera ovan- nämnda nackdelar och tillhandahålla en ny och mer effektiv metod och utrustning för uppvärmning av aggregatet.

Uppfinningen baseras på idén att ångan inblåses uppifrån nedåt och samtidigt luft utsuges med en motsvarande hastig- het från bottendelen, varvid under uppvärmningsskedet silon som skall upphettas blir varm i zoner.

Det som härvid i huvudsak kännetecknar förfarandet enligt uppfinningen är angivet i den kännetecknande delen av ef- terföljande krav 1.

Det som kännetecknar utrustningen enligt uppfinningen är angivet i den kännetecknande delen av efterföljande krav 6.

Medelst föreliggande uppfinning har det blivit möjligt att utveckla en sådan metod för uppvärmning och för konditio- nering av fukthalten hos betongaggregat som undviker många 10 15 20 25 30 8504647-4 av de menliga faktorerna i tidigare kända förfaranden och medelst uppfinningen erhålles önskade resultat vad gäller konsistensen hos och samtidigt enhetlig kvalitet för betongblandningen.

När stenaggregat upphettas i enlighet med uppfinningen medelst ånga, varvid partikelstorleken hos aggregatet är 8-16, 16-32 eller t o m 0 till 8 mm eller separat) fuktas samtidigt varje (alla dessa ma- terial samtidigt material medelst kondensationsånga till en viss önskad fuktighet.

Eftersom i detta förfarande luft och uppvärmningsånga icke sammanblandas, sänkes inte kondensationstemperatu- ren för ångan och ej heller sänkes värmeöverförings~ koefficienten för kondensationen. När ånga blåses uppifrån nedåt, erhålles en skarp separeringszon mellan luften och den sjunkande ångan, eftersom densiteten för luft är högre än den för varm ånga och eftersom samtidigt luft suges genom aggregatlagret, som skall upphettas ur vägen. I detta sammanhang sker ingen fördämning av det kondenserade vattnet, men samtidigt som luft utsuges från aggregatet, suges även överskottsvattnet nedåt och får avrinna så att det inte kommer in i betongblandaren tillsammans med aggregatet.

Uppfinningen är i det följande närmare beskriven i exemplifierande utföringsformer med hänvisning till bi- fogade ritning.

Fig. 1 visar härvid en sidovy i sektion av en utrustning enligt uppfinningen anpassad till en silo.

Fig¿ 2 visar en sidovy i sektion av en andra utrustning i enlighet med uppfinningen anpassad till en vägnings- anordning. 10 15 20 25 30 8304647-4 Fig. 3 visar en tvärsektion efter linjen A-A i fig. 2.

Enligt fig. 1 består utrustningen av en silo 8 fylld med aggregat 17. Silons 8 övre del C är den s k zonen och den lägre delen H är den s k heta zonen. Silons 8 bottenände är försedd med en tömnings- och doserings- anordning 10. En ångtillförselanordning består av ett ång- rör 1, en magnetventil 2 i detta och en rännliknande konstruktion 3 placerad vid gränsomrâdet mellan den kalla och den varma zonen och utformad såsom en slinga, varvid rännans tvärsektionsform i huvudsak utgöres av ett inver- terat V.

Den luftborttagande anordningen består av en rak tråg- liknande anordning 4 placerad i närheten av silons botten, varvid anordningens tvärsektionsform likaledes i huvudsak utgöres av ett inverterat V. Från anordningen 4 är draget ett horisontellt utblâsningsrör 9, vars ände är försedd med en fläkt 6 för utblåsning av luften. Röret 9 är för- sett med en värmedetektor 5, vilken ger en påverknings- signal till ett reglerelement 7 för att stänga eller öppna ventilen 2.

I konstruktionen visad i fig. 2 och 3 är ângtillförsel- och luftutblåsningsanordningarna anordnade i samband med en vägningsbehållare 14, på så sätt, att luft kan avgå genom ett vertikalt rör 12 och en utblåsningsfläkt 6. Rö- ret 12 fungerar samtidigt som styrning för en vertikalt inställbar ångtillförselenhet 3, varvid ångtillförselen- hetens 3 cylindriska övre del 13 kan teleskopiskt glida längs det vertikala rörets yttre yta genom inverkan av en höjdinställningsanordning 15, 16. Ångan tillföres ång- tillförselenhetens 3 cylindriska del 13 via en elastisk slang 11.

När nämnda skarpa temperaturzon mellan luft och ånga når ífl 10 15 25 30 8304647-4 bottennivân för det aggregatlager 17 som skall uppvärmas, ökar temperaturen hos gasen som utblåses där nästan momen- ' tant emedan luft ersättes av ånga, som icke har kondenserat.

Vid ett ovan beskrivet förfarande är det när så erfordras möjligt att genom att använda ett enkelt termoelement 5 stanna såväl ångblåsningen som utblåsningen av luft. När önskat efter den nödvändiga uppvärmningen när ånga konden- serar enbart sakta och termoelementet 5 har signalerat uppnåendet av den heta ångfronten, är det möjligt att blåsa ytterligare ånga genom aggregatlagret 17 ytterligare en liten stund, varvid allt överskottsvattnet strömmar snabbt nedåt framför ångan.

Det skall observeras, att, när luft utsuges ur vägen för uppvärmningsångan, erfordras en minimal blåsningskraft jäm- fört med luftuppvärmning. Dessutom, såsom beskrivet ovan, har uppnåtts en enkel automatik för uppvärmningen och sam- tidigt konditioneringen av fukten hos aggregatet. Det är en ytterligare fördel hos förfarandet, att det icke är nöd- vändigt att eliminera vatten genom evaporation och att in- föra nytt vatten i samma aggregat, utan en standardkvanti- tet vatten, vilket redan är varmt eller hett, införes i aggregatet.

En typisk temperatur för en betongblandning, i vilken Portland-cement användes i ett typiskt kallt klimat, såsom t ex i Skandinavien eller Nordamerika och under vintern i Nordeuropa, är av storleksordningen 70°C.

EXEMPEL I ett experiment, i vilket ett 2 m tjockt aggregatlager med en partikelstorlek av 8 - 16 mm uppvärmdes medelst ånga tillfört uppifrån nedåt och i vilket luften utblås- tes från bottendelen medelst en vakuumrengörare genom att strypa strömmen, erhölls efter 2 minuter och 30 sekunder 8304647-4 en enhetlig temperatur av 86°C i aggregatet. Temperaturen kunde sänkas eller höjas något genom att inställa hastig- heten för den luft, som utblåstes. När denna temperatur hos aggregatet beaktas vid framställningen av en ordinär 5 blandning, i vilken 350 kg cement användes per en kubik- meter betong och med det normala vatten-cement-förhâllan- det 0.32, uppnås exakt den önskade temperaturen 70°C.

Den slutliga temperaturen kan regleras på ett mycket en- kelt sätt genom att inställa temperaturen för vattnet som 10 blandas i betongblandningen.

Claims (11)

10 15 20 25 50 55 8304647-4 Patentkrav:

1. Förfarande för uppvärmning av stenaggregat (17) eller liknande använt för framställning i synnerhet av be- tongmassa i en silo (8) eller liknande utrustning (14) genom att leda ånga in i aggregatet (17) och genom att utsuga luft ur aggregatet (17) till utsidan av sílon (8) från ett första ställe (4) beläget i sílons (8) bottendel, k ä n n e - t-e c k n a t därav, att ångan ledes in i aggregatet (17) från ett andra ställe (3) beläget högre än nämnda första ställe (N), så att ångan strömmar'genom aggregatet (17) åt- minstone i huvudsak uppifrån nedåt.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a t därav, att luften utsuges ur sílon (8) med en hastighet motsvarande hastigheten för uppvärmningen av ag- gregatet (17). '

3. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e e k n a t därav, att ångan tïllföres periodiskt på så sätt, att ångtillförseln alltid avbrytes när ångfronten som rör sig nedåt har nått en förutbestämd nivå under nämnda andra ställe (Ä).

4. H. Förfarande enligt patentkravet 3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att ångtillförseln avbrytes på basis av en ökning i temperaturen förorsakad av ångan medelst en detektor som mäter temperaturen.

5. Förfarande enligt patentkravet 3,_ k ä n n e - t e c k n a d därav, att vid det slutliga skedet av en upp- värmníngsperiod blåses ånga momentant med stor kraft genom aggregatlagret (17) som skall upphettas, så att överskott- svatten som har kvarblivit i aggregatet (17) avlägsnas och aggregatets (17) fuktighet utjämnas.

6. Utrustning för utförande av förfarandet enligt patentkravet 1 för att uppvärma stenaggregat (17), varvid utrustningen består av - en sílo (8, 14) eller liknande för aggregatet (17), 10 15 20 25 30 ss 8504647-4 - en ångtillförselanordning (1, 3) för att tillföra ånga in i aggregatet (17) i silon (8, 14), och - en luftavgivningsanordning (Ä, 6, 9, 12) anordnad nära silons bottenände för att avlägsna överskottsluft från aggregatet (17) ut ur silon (8), k ä n n e t e c k n a d därav att - luftavgivningsanordningen (4, 6, 9, 12) består av åtmins- tone ett nedåt öppet luftutströmningsorgan (U), och ångtillförselanordningen (1, 3) består av ett ångtillför- selorgan (3) placerad i silon (8) på ett avstånd från luftutströmningsanordningen (U) över denna, varigenom ånga avgíven från ångtillförselanordningen (3) måste strömma genom aggregatet (17) åtminstone i huvudsak uppifrån nedåt.

7. Utrustning enligt patentkravet 6, t e c k n a d därav, att luftutströmningsanordningen utgö- res av åtminstone en trågformad anordning (4) som är öppen nedåt.

8. Utrustning enligt patentkravet 6, t e c k n a d därav, att ångtillförselanordningen (3) är vertikalt ínställbar för att ändra det vertikala avståndet mellan denna och luftutströmningsanordningen (U) (figur 2).

9. Utrustning enligt patentkravet 7 och 8, k ä n - n e t e o k n a d därav, att de trågliknande anordningarna (3 och U) har tvärsektioner i huvudsak i form av ett omvänt V. k ä n n e - k ä n n e -

10. Utrustning enligt patentkravet 6, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den trågformade anordningen (3) är formad såsom en sluten slinga, t.ex. en fyrkantformad slinga.

11. Utrustning enligt patentkravet 6, t e c k n a d av - en temperaturdetektor (5) anordnad i anslutning till luf- k ä n n e - tavgivningsanordningen (U, 6, 9, 12), -- en ventil (2) anordnad i anslutning till ångtillförsela- nordníngen (1, 3), och - en reglerenhet (7), vilken är anordnad så att den på ba- sis av en påverkringssignal erhållen från temperaturde- tektorn (5) Stänger och öppnar ventilen (2). V ._......,-__. ............,._........--