SE447674B - Inloppsport for ugnar - Google Patents

Description

40 447 674 r mellan underhållsperioderna reduceras.

Ett närmare i tiden liggande amerikanskt patent, nämligen nummer 4,214,707 till Flaherty daterat den 19 juli 1980 visar en självrengörande port för en rotationsugn. I detta patent har porten ett munstycke med en mångfald öppningar för fluidumpassage till ugnens inre. Bakom munstycket är en labyrintfälla. Partiklar från ugnen tillåtes passera genom munstycksöppníngen in i fällan där porten passerar under materialet_i ugnen. En mångfald öpp- ningar i fällan får fluidet att virvla när detta passerar genom fällan på sin väg mot ugnens inre. Denna virvling bringar fluidumet att plocka upp småpartíklarna i fällan och föra in dem i ugnen.

Det generella syftet med uppfinningen är att åstadkomma en ytterligare förbättrad portkonstruktion som är motståndskraftig mot igenpluggning och som enkelt kan rengöras medelst strömmande fluídum. - p Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att åstadkomma en port som successivt avskärmar partikelmaterial, för att därigenom åstadkomma en väsentlig reduktion i kvantiteten av småpartiklar som kommer in i portkroppen, likaväl som ett bortspolande av små- partiklar som kommer in i portkroppen.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är åstadkommandet av en port som innefattar en mångfald smâ partiklar avskärmande mekanismer som förhindrar packning, varvid varje avskärmnings- mekanism inuti porten fungerar oberoende av de andra mekanísmerna för att enkelt medge förstoring av portutförandet och varvid igen- pluggandet av en mekanism ej resulterar i igenpluggande och för- lust av en hel port.

I ett föredraget utförande av uppfinningen finns en portan- ordning innefattande ett cylindriskt munstycke med åtminstone en öppning därigenom. I närheten av munstycket är ett baselement som samverkar med munstycket för att definiera en fluidumdistri- butionshålighet mellan munstycket och baselementet.

En cylindrisk plattform är anordnad sträckande sig från botten- elementet genom fluídumdistributionshåligheten och in i munstyckets öppning. Plattformen samverkar med motsatta väggar av munstycket för att definiera en cirkulär kammare. En cirkulär skuldra 1 med basen av plattformen samverkar med däremot vända ytor av munstycket för att definiera ett partikelhindrande gap. Skuldran är dimensio- nerad så att partikelbarriärgapet är mindre än den cirkulära kam- Iïlâïêlï. 40 447 674 fien cirkulära kammaren och partikelbarriärgapet är i förbin- delse med fluiddistributionshåligheten för att medge passage av fluidum genom munstycket. Dessutom ger kammare och gap en avskärm- nings eller sorteringsmekanism, varigenom partiklar som är alltför stora för att passera in i kammaren avskiljes därifrån och partik- lar som är små nog för att passera in i kammaren avskärmas från fluidumdistributionshåligheten medelst partikelbarriärgapet. Passa- gen av partiklar, som är små nog för att passera genom gapet, mot- verkas av och bortspolas medelst ett turbulent fluidumflöde från fluidumdistributíonskavíteten genom mellanrummet.

Uppfinníngen skall nedan beskrivas närmare i form av lämpliga utföringsformer på uppfinningen. Härvid utgöres fig_l av en sidovy av en del av en rotationsugn med en mångfald portar i enlighet med uppfinningen, fig Z ett snitt i förstoring genom en port i ugnens vägg i ett plan som representerades av linjen II-II i fig 1, fig 3 en planvy av avgivningsänden av portstrukturen, fig 4 ett för- storat snitt genom bottenelementplattformen placerad i en munstycks- öppning, fig 5 en förstoring av en port innefattande en variation av uppfinningen i ett plan som representeras av linjen II-II i fig 1, fig 6 en planvy av avgivningsänden för portstrukturen i enlighet med den modifiering som visas i fig 5 och fig 7 är ett förstorat snitt av en alternativ baselementplattform placerad i ett munstyckesöppning. , Den ugn som visas i fig 1 är försedd med en långsträckt cylind- risk del eller kropp 2 som definierar en cylindrísk kammare 3.

Denna kropp eller del 2 av ugnen 1 innefattar ett yttre stálskal 4, som är fodrat med ett lämpligt temperaturmotståndskraftigt foder 15, såsom exempelvis eldfast tegel. Vilka väl kända organ som helst kan vara anordnade för att uppbära och rotera ugnen 1.

Eftersom dessa organ icke utgör någon del av föreliggande upp- finning och är väl kända inom tekniken, skall de icke närmare be- skrivas här. _ g En mångfald runt om gående och axíellt åtskilda portanordningar 6 är anordnade kring ugnens yta och utmynnande i kammaren 3. Portar- na 6 är alla liknande till sin konstruktion och funktion och be- skrivningen av en av dessa portar är tillämplig på alla de andra.

Såsom visas i fig 2 innefattar porten 6 en cylindrisk stålhylsa eller portrör 7, som är fäst i en lämpligt utformad öppning 8 i väggen_för ugnskalet 2. Inuti hylsan 7 uppbäres ett munstycke 9 för att åstadkomma ett önskat läge för munstyckets arbetande yta 40 447 674 f med avseende på innerytan för röret 7.

Såsom visas i fig 2 och 3 innefattar porten 6 munstycket 9 som har en mångfald öppningar 10 för riktande av fluidum under tryck in i kammaren 3 för ugnskalet 2. Munstycket 9 har ett centralt placerat hål 11 försänkt såsom vid 12 för att bilda en cirkulär yta 13, som upptar en huvuddel av en bult 14. I dess motsatta eller yttre ände sträcker sig bulten 14 utåt från port- hylsan 7 och en förslutningshuv 15. Huven 15 är fäst vid en fläns 16 på hylsan 7 medelst bultar 17 och en mutter 8 är påskruvad på bultens ände 14, som skjuter ut genom huven 15.

Såsom visas i fig 1 och 2 tillföres fluídum selektivt till portarna 6 medelst tillförselrör 19 anslutna till portanordningar 6 och till en fluidumkälla (ej visad). Såsom visas i fig 1 är ventilorgan 20 visade i förbindning med varje port 6. Det bör observeras, att även om individuella ventilorgan 20 visas, sam- hörande med varje port 6, kan en enda ventil associeras eller arbeta tillsammans med en mångfald portar 6.

När ugnen 1 roterar kan varje ventil 20 öppnas när dess till- hörande port 6 roterar under en materíalbädd 21 inuti ugnskammaren 3 och varje ventil kan tillslutas innan den kommer ut från undre- materialbädden på ett sådant sätt som visas i det amerikanska patentet 4.070.149. Innan fluidumet under tryck överföres till portarna under materialbädden kan de små materialpartiklarna i bädden komma in i öppningarna 10 för munstycket 9 och vidare in i porthylsan 7. För att minimera detta förhållande är varje port 6 försedd med ett bottenelement 22, som visas i fig 2, vilket är fäst mot den radiellt inre ytan för munstycket 9 medelst en mutter 23 pâvriden på en skaftdel av bulten 14 mellan elementet 22 och huven 15.

Baselementet 22 är konstruerat för att ge en yta 26 vänd mot, men axiellt âtskild från munstycket 9 medelst en mångfald runt om åtskilda viloflikar 24 och ett radiellt innernav 25, med såväl viloflikarna 24 av navet 25 utskjutande axiellt bort från ytan 26 och mot munstycket 9. En fluidumdístributionskavitet 27 definie- ras därigenom mellan ytan 26, munstycket 9, viloflikarna 24 och navet 25. Såsom visas i fig 2 lutar ytan 26 för baselementet 22 från sin periferi vid viloflikarna 24 mot navet 25 med fluidum- distributionskaviteten med en konseant minskande tjocklek från kavitetens 27 omkrets till navet 25.

Baselementet 22 är såsom visas i fig 2 försett med en mångfald zš 40 447 674 f plattformar 28 och cirkulära skuldror 29, varigenom varje öppning i munstycket 9 hänger samman med en plattform 28 och en cirkulär skuldra 29. Det bör observeras att även om endast ett begränsat antal kombinationer av plattformar, öppningar och cirkulära skuld- ror visas på ritningarna såsom inkorporerade med portanordningen 6 kan ett större eller mindre antal kombinationer av öppningar, plattformar och cirkulära skuldror innefattas i portanordningen 6.

Det bör vidare observeras att vilken öppning 10 som helst till- sammans med dess tillhörande plattform 28 och cirkulära skuldra 29 utgör en separat och diskret port som är resistent mot igen- pluggning och underlättar självrening (såsom skall beskrivas närmare nedan).

Eftersom alla kombinationer av öppningen 10 plattform 28 och cirkulär skuldra 29 är av liknande konstruktion och funktion är en beskrivning av en av dessa tillämplig på alla sådana kombina- tioner. Plattformen 28 och munstycksöppningen 10 samverkar för att definiera en munstyckskammare 30, 31 såsom skall beskrivas närmare nedan. Såsom visas i fig 4 skjuter plattformen 28 ut från baselementet 22 och sträcker sig axiellt genom kaviteten 27 och in i öppningen 10 i munstycket 9. Plattformen 28 har en diameter som är mindre än diametern för öppningen 10 och sätter därigenom delvis igen öppningen och samverkar med munstycket för att definie- ra en cirkulär kammare 30. Plattformen 28 är även konstruerad till att ha en axiell längd som är mindre än axialdimensionen för mun- stycket 9 och sådan att plattformen slutar med en fri ände inuti öppningen 10 för att definiera en cylindrisk kammare 31 inuti öppningen 10 i samverkan med ugnskammaren 3. Den cylindriska kammaren 31 har lämpligtvis en axiell dimension som är lika med en femtedel (och ej större än en halva) av diametern för öppningen .

Plattformen 28 är försedd med partikelbarríärorgan innefat- tande en cirkulär skuldra 29 omgivande plattformen 28 vid för- bindelse mellan plattformen 28 och baselementet 22. Skuldran 29 är konstruerad med en diameter som är större än diametern för plattformen 28 och större än diametern för öppningen 10 i mun- stycket 9. Den cirkulära skuldran 29 har en axialdimension som är mindre än axialdimensionen för kaviteten 27 och definierar därigenom mellan skuldran 29 och munstycket 9 ett partikelbarriär- gap eller öppning 32. Radialplanet för gapet 52 är vinkelrätt mot axeln för den cirkulära kammaren 30. I ' -40 447 674 f Såsom visas i fig 2 samverkar baselementet 22 med hylsan 7 för att definiera en cirkulär fluidumtillförselpassage 33. En radiellt och axiellt sig sträckande urtagning 35 är anordnad i en yttre runt om gående yta 34 för munstycket 9 i närheten av baselementet 22. Én tätningsring 36 är anordnad i spåret 35 och fäst däri mellan munstycket 9 och vilo- eller fästflíkarna 24.

Tätningsringen 36 är i ingrepp med hylsan 7 i tätande kontakt förhindrande förbindelse mellan den cirkulära fluidumtillförsel- passagen 53 och ugnskammaren 3.

Under det att den cirkulära fluidumtíllförselpassagen 33, såsom visas i fig 2 och beskríves ovan är en föredragen utföríngs- form visar fig 5 och 6 ett alternativt utförande. Såsom visas i fig 5 är en mângdald fluidumtillförselöppningar 37 anordnade i baselementet 22 sträckande sig axiellt därigenom för kommunícerande med kaviteten 27. Oppningarna 37 är placerade väsentligen på samma avstånd bort från plattformarna 28 såsom visas i fig 6. Ytan 26 med baselementet 22 är parallell med munstycket 9 och åtskilda härifrån medelst det inre navet ZS och det runt om gående och kontinuerliga yttre navdelen 38. Under det att placerandet av plattformarna 28 inuti öppningen 10, såsom visas i fig 4 är ett föredraget utförande visar fig 7 ett alternativt utförande. Såsom visas i fig 7 är munstycket 9 försänkt såsom vid 39 för att de- finiera en cylíndrisk öppning 40 koaxiell med öppningen 10. Platt- formen 28 sträcker sig från baselementet 22 och axiellt genom ka- viteten 27 och öppningen 40 och in i öppningen 10 i munstycket 9._ Plattformen 28 har en diameter som är mindre än diametern för öppningen 10 och igensätter därigenom delvis öppningen och samverkar med munstycket 9 för att definera den cirkulära kammaren 30. Den cirkulära skuldran 29, anliggande plattformar 28, sträcker sig bort från baselementet 22 och har en axíell dimension som är mindre än öppningen 40 för att samverka med munstycket 9 för att definera partikelbarriärgapet 32. Den církulära skuldran 29 har en diameter som är mindre än öppningen 40 för att medge förbindelse mellan fluidumdistributionskaviteten 27 och partikelbarriärgapet 32.

Med det beskrivna utförandet av portarna 6 och i synnerhet såsom visas i fig 2 kommer det fluidum som kan vara oxiderande gas och/eller ånga under tryck in i porten 6 via tillförselröret 19 och strömmar genom den cirkulära fluídumtillförselpassagen 43.

Tätningsringen 33 bringar flödet att böja av och passera mellan viloflikarna 24 in i fluidumfördelningskaviteten 27. Fluidumet ZS D! UI 40 447 674 r strömmar sedan i kavitetens 27 radialplan med den konstant mins- kande tjockleken för kavíteten 27 från dess perifer till navet 25 säkerställande en jämn distribution av fluidumflöde till vart och ett av partikelinfångníngsgapen 32 som definieras av den cirkulära skuldran 29 och munstycket 9. Det avledda fluidet bríngas att strömma med avsevärd turbulens till följd av de många riktnings- ändringarna för flödet när fluidumet passerar genom den cirkulära fluidumtíllförselpassagen 33, kaviteten Z7 genom partikelbarriär- gapen 32 genom den cirkulära kammaren 30 och slutligen in i ugns- kammaren 3.

Eftersom fluidet strömmar genom portarna 6 in i ugnen 3 på det beskrivna sättet rör sig materialpartiklar i ugnen genom denna och över porten 6 längs en väg som har såväl axiella som tvärs häremot gående komponenter. Partiklar av materialet i laddningen passerar över portarna 6 inuti ugnen underkastas en trestegsports- avskärmning, som exkluderar från partikelbarriärgapet 32 alla ' utom de allra minsta dimensionerade partiklarna, vilka är de som lättast spolas ut och returneras till ugnen av det beskrivna turbulenta fluidumflödet genom portarna 6. Det första steget i trestegsavskärmníngen åstadkommes eftersom partiklar som är större än diametern på öppningen 10 ej kan passera från ugnskammaren 3 in i den cylindriska kammaren 31. Dessutom förhindrar kammaren 31 _stora partiklar från att sammanträffa med partiklar som kommer in i kammaren 50 och därigenom får partiklarna att filta ihop sig.

Den cylíndriska kammaren 31 med en axiell dimension med större än hälften av öppningens 10 diameter förhindrar partiklarna med väsent- ligen samma diameter som öppningen från att fastna i kammaren 31 som en följd av bombardemanget av den rörliga bädden av material.

Kammaren 30 skyddas från igensättning av samma mekanism genom att dess ingång är otillgänglig för bombardemanget av större partiklar.

Partiklar små nog för att passera in i den cylindriska kammaren 31 är avskärmade en andra gång av den ännu mindre öppningen in i den církulära kammaren 30. Partiklar som är små nog för att passera in i den cirkuüära kammaren 30 avskärmas en tredje gång av den ännu mindre öppningen för partikelbarriärgapet 32. Gapet 32 med ett radiellt plan vinkelrätt mot den cirkulära kammaren 30 förhindrar material från att packas i gapet 32 medelst krafter som överförs från den rörliga delen genom materialet som kan accumuleras i kammaren 30 under det att gaserna ej strömmar genom porten. Således kommer alla utom de allra minsta partiklarna att mekaniskt avskärmas från gapet 32 under det att de partiklar som är alltför små för 447 674 v att mekaniskt exkluderas uteslutes hydrauliskt av det turbulenta fluidumflödets renspolande verkan genom gapet 32.

Under portens 6 livslängd och i synnerhet under tidsperioden när porten 6 tillåtes passera under material i laddningen när inga fluidum passerar genom porten 6 kommer små mängder av små partiklar att eventuellt komma in i fluidumdistributionskaviteten 27, den cirkulära fluídumtillförselpassagen 33 och det inre av hylsan 7.

Under det att porten 6 roterar med ugnskalet 2 till ett läge ovan- för materialbädden 21 kommer materíalpartiklar i hylsan 7 att av tyngdkraften föras in i den cirkulära fluidumtillförselpassagen 33 för att vila mot tätningsringen 36. När portarna befinner sig i detta läge över bädden kan de renas genom att fluidum bringas att passera genom porten. Fluidumflödet som passerar från det inre av hylsan 7 genom den cirkulära fluídumtillförselpassagen 33 ökar i hastighet till följd av ändringen i volym genom fluidum- passagerna. Denna ökning i hastighet, tillsammans med det turbu- lenta flödet som föreligger när flödet avledes av tätningsringen 36 via viloflikarna 24 in i kaviteten 27 spolar iväg partikel- material som vilar mot tätningsringen 36 in i kaviteten 27 där det ytterligare spolas vidare via partikelbarriärgapet 32 och in i ugnskammaren 3 såsom beskrivits ovan. Vid användningen av det i fig 5 och 6 visade utförandet strömmar fluidum från det inre av hylsana 7 genom fluidumtillförselöppníngarna 37 in i fluidum- dístríbutionskaviteten 27 för distribution till öppningen 10 i munstycket 9 såsom beskrivits ovan. Det bör observeras att även om porten i enlighet med uppfinningen har beskrivits i anslutning till en roterande ugn kan den också användas i samband med reakto- rer för behandling av en rullande eller rörlíg bädd av blandade sorterade partiklar såsom exempelvis torkare, kylare eller liknande.

Claims (4)

447 674 P a t e n t k r a v

1. Portanordning för tillförsel av fluídum genom ett skal för en reaktor, såsom exempevis en i stort sett horisontell roterande ugn, för att däri behandla en rullande eller rörlig bädd av blandade sorterade materialpartiklar, vilken portan- ordning innefattar en ihålig hylsa anordnad för fästande vid reaktorskalet och med en första ände därav i förbindelse med en kammare inuti reaktorn, k ä n n e t e c k n a d a v att den innefattar: a) ett cylindriskt munstycke (9) koaxiellt anordnat inuti hylsan i närheten av den första änden av hylsan, en öppning (10) utformad i munstycket (9) med en central axel parallell med hylsan (7), - a b) organ (19) för avgivande av fluidum till hylsan (7) på avstånd från den första änden av hylsan och munstycket, c) ett baselement (22) i hylsan (7) mellan munstycket (9) och fluidumavgivningsorganet (19) med baselementet samverkande med munstycket för att definiera en fluidumdistributions kavitet-9 däremellan och vilket baselement samverkar med hylsan för att definiera en fluidumpassage (35) från fluidumavgivníngsorganet till fluídumfördelningskaviteten (27), - d) en plattform (28) axiellt sträckande sig från baselementet (ZZ) genom fluidumfördelningskaviteten och in i munstyckets öpp- ning i åtskilt förhållande till munstycket, varvid plattformen samverkar med munstycket för att definiera en cirkulär kammare (30) i samverkan med fluidumfördelningskaviteten och öppen på en sida av munstycket motsatt fluidumfördelníngen och e) en cirkulär skuldra (29) anliggande mot plattformen (28) och baselementet (22) med den cirkulära skuldran utskjutande bort från plattformen och bort från baselementet in i fluidum- distributionskaviteten âtskilt från munstycket och munstycks- öppningen för att därigenom samverka med munstycket för att definiera ett partíkelbarríärgap (32) mellan munstycket och skuldran på en sida av munstycket som är vänt mot baselementet, varigenom ínträngande partikelmaterial från reaktorkammaren in i portanordningen skärmas av en flerstegsskärm, i vilken partiklar som är_alltför stora för att passera in i den cirkulära kammaren ID 447 674 f a exkluderas därifrån och partiklar som är små nog att passera in i den cirkulära kammaren avskärmas från inkommande i fluidumför- delningskaviteten av partikelbarriärgapet (32).

2. Portanordning i enlighet med patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d a v att plattformen (28) har en axiell dimension som är mindre än den axiella dimensionen för munstycket (9) därigenom defíníerande en cylindrisk kammare (31) öppnande i förbindelse med reaktorkammaren, varigenom cylinderkammaren at- skiljer nämnda cirkulära kammare från tumlings- eller rullnings- bädden av partikelmaterial inuti den rörliga eller rullande bädden från anslående och ínkilande material inuti den cirkulära kammaren.

3. Portanordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att den cylindriska kammaren (31) har en axiell dimension som är större än halva diametern för öppningen i munstycket.

4. Portanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k nka d a v att den cirkulära skuldran (29) är åtskild från munstycket, ett avstånd som är mindre än den radíella dimensionen för den cirku- lära kammaren som definieras av den från munstycket åtskilda plattformen. fl