SK284605B6 - Protiprúdový teplovýmenný stupeň roštového chladiča - Google Patents

Abstract

Zariadenie je výhodnejšou konštrukciou protiprúdového teplovýmenného stupňa roštového chladiča, napríklad chladiča na chladenie cementárenského slinku vzduchom po jeho výpale v rotačnej peci. Vstupná časť dolného roštu (2) je doplnená aspoň jednou sústavou prídavných roštníc (23), ktoré sú prepojené s nezávislým prívodom (230) chladiaceho plynu. Prídavné roštnice (23) sú výhodne uložené na ráme (220) pohyblivých roštníc (22). Vo výhodnom uskutočnení je ďalej v spájacej medzistene (4), umiestnenej medzi koncovou časťou horného roštu (1) a začiatočnou časťou dolného roštu (2), uložený aspoň jeden rad zvislých roštníc (40), ktoré sú vybavené prívodom (41) chladiaceho plynu, prípadne s klapkou (42). Konštrukcia je ďalej upravená jednak tak, že vzdialenosť (200) hornej roštovej plochy (10) a dolnej roštovej plochy (20) je väčšia ako výška (31) vrstvy chladeného materiálu (3) na hornom rošte (1), jednak tak, že rýchlosť vratného pohybu dolného roštu (2) je väčšia ako rýchlosť vratného pohybu horného roštu (1).ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka protiprúdového teplovýmenného stupňa roštového chladiča, ktorý je tvorený aspoň jednou dvojicou vzájomne na seba nadväzujúcich roštov, horného roštu a dolného roštu, z ktorých každý je tvorený vzájomne so striedavo uloženou sústavou nepohyblivých a pohyblivých roštníc, pričom začiatočná časť nasledujúceho roštu je uložená nižšie, ako koncová časť predchádzajúceho roštu a medzi nimi je vytvorená spojovacia mcdzistena.

Doterajší stav techniky

Dosiaľ známe konštrukcie roštových chladičov majú jeden alebo viac samostatných roštov, ktoré môžu byž umiestnené náväzne v samostatných výškových stupňoch, pričom každý z roštov je tvorený niekoľkými radmi pevných, teda nepohyblivých roštníc a niekoľkými radmi pohyblivých roštníc, ktoré sú uložené na pohyblivom ráme, konajú vratný priamočiary pohyb v kolmom smere, alebo v podstate kolmom na smer radu roštníc a realizujú tak posuv chladeného, prevažne zrnitého materiálu požadovaným smerom. Chladiaci plyn, obvykle prúd vyduchu, vstupuje do vrstvy chladeného materiálu na rošte cez otvory v roštniciach buď zo spoločnej chladiacej komory pod roštom, alebo je privádzaný do jednotlivých radov roštníc samostatnými riadenými prívodmi do jednotlivých radov roštníc.

Teplosmenná funkcia roštových chladičov je prevažne založená na princípe krížovej výmeny tepla medzi chladeným materiálom a chladiacim plynom. To znamená, že vrstva chladeného materiálu sa pohybuje po roštovej ploche súbežne s jej povrchom a chladiaci plyn prechádza vrstvou tohto materiálu v podstate kolmo na smer jeho pohybu. Roštové chladiče uvedeného typu sa v súčasnosti javia ako najvhodnejšie zariadenia najmä na chladenie cementárskeho slinku, ktorý sa vyznačuje tak vysokým obsahom prachových častíc, ako aj väčších kusov materiálu s vysokou vstupnou teplotou, ktorá sa pohybuje až na hranici zlepovania prachových častíc.

Tieto roštové chladiče ale majú nedostatky, ktoré sú dané už uvedeným princípom krížovej výmeny tepla medzi vrstvou chladeného materiálu a chladiacim plynom. Ide predovšetkým o pomerne nízku teplosmennú účinnosť a s ňou spojenú väčšiu spotrebu chladiaceho plynu pri väčších rozmeroch zariadenia. Nedostatky sa potom následne prejavujú v zvýšených investičných nákladoch aj prevádzkových nákladoch na jednotku produktu.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje predmet vynálezu, ktorým je protiprúdový teplovýmenný stupeň roštového chladiča, tvorený aspoň jednou dvojicou vzájomne na seba nadväzujúcich roštov, horného roštu a dolného roštu, z ktorých každý je tvorený vzájomne so striedavo uloženou sústavou nepohyblivých a pohyblivých roštníc, pričom začiatočná časť nasledujúceho roštu je uložená nižšie, ako koncová časť predchádzajúceho roštu a medzi nimi je vytvorená spojovacia medzistena.

Podstatou vynálezu je, že vo vstupnej časti dolného roštu je umiestnená aspoň jedna sústava pohyblivých prídavných roštníc, ktorc sú prepojené s nezávislým prívodom chladiaceho plynu.

Ďalšou podstatou vynálezu je, že aspoň prvý rad prídavných roštníc, upravených vo vstupnej časti dolného roštu, je uložený na ráme pohyblivých roštníc, pričom v nezávislých prívodoch chladiaceho plynu k prídavným roštniciam sú variantovo vradené regulačné klapky.

Podstatou vynálezu tiež je, že v spájacej medzistene je uložený aspoň jeden rad zvislých roštníc, ktoré sú prepojené s prívodom chladiaceho plynu, v ktorom je výhodne vradená klapka.

Podstatou vynálezu nakoniec je, že vzdialenosť hornej roštovej plochy a dolnej roštovej plochy je väčšia, ako výška chladeného materiálu na hornom rošte, prípadne, že rýchlosť vratného pohybu dolného roštu je väčšia, ako rýchlosť vratného pohybu horného roštu.

Uplatnením konštrukcie podľa vynálezu sa podstatne zvýši účinnosť výmeny tepla v porovnaní s pozostávajúcim krížovým spôsobom, najmä potom pri uplatnení vynálezu na niekoľkých protiprúdových stupňoch.

Prehľad obrázkov na výkrese

Príkladné uskutočnenia konštrukcie podľa vynálezu sú schematicky znázornené na pripojenom výkrese, kde je na obr. 1 v osovom reze znázornená prechodová časť roštového chladiča medzi dvoma výškovo presadenými roštami a na obr. 2 je znázornený detail výhodnejšieho uskutočnenia prechodovej časti podľa obr. 1.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 je znázornená prechodová časť medzi dvoma stupňami roštového chladiča, výstupná časť horného roštu 1 s hornou roštovou plochou 10 a na ňu nadväzujúca vstupná časť dolného roštu 2 s dolnou roštovou plochou 20. Medzi nimi je upravená zvislá medzistena 4, ktorá uzatvára priestor medzi uvedenými časťami horného roštu 1 a dolného roštu 2. Horný rošt 1 aj dolný rošt 2 je tvorený sústavou nepohyblivých roštníc 11, prípadne 21 a pohyblivých roštníc 12, prípadne 22, ktoré sú umiestnené striedavo medzi nepohyblivými roštnicami 11, 22 a sú prostredníctvom ramien 121, prípadne 221 spojené s rámom 120, prípadne 220, ktorý vykonáva vratný pohyb smerom šípky S. Na obr. 1 a 2 sú pohyblivé roštnice 12, 22 znázornené v ľavej krajnej polohe. Na roštoch 1 a 2 sa nachádza vrstva chladeného materiálu 3 so schematicky znázorneným povrchom 30 a s pracovnou výškou 31 na hornom rošte 1. Do priestoru pod roštmi 1, 2 je neznázomeným, v praxi známym spôsobom privádzaný chladiaci plyn, napríklad vzduch, ktorý následne prechádza chladeným materiálom 3 smerom k šípkam U.

Ako je znázornené na obr. 1, sú podľa príkladného uskutočnenia prvé dva rady roštníc dolného roštu 2 nahradené prídavnými roštnicami 23, ktoré sú prostredníctvom nezávislých prívodov 230 spojené so samostatným prívodom chladiaceho plynu, ktorý z nich vstupuje do chladeného materiálu 3 smerom šípok U_b v blízkosti medzisteny 4. V nezávislých prívodoch 230 sú ďalej alternatívne umiestnené klapky 231.

Variantné konštrukčné uskutočnenie podľa obr. 2 sa vyznačuje v dolnej časti medzisteny 4 uloženou zvislou roštnicou 40, vybavenou samostatným prívodom 41 chladiaceho plynu, ktorý je opäť alternatívne vybavený klapkou 42.

V ďalšom výhodnom uskutočnení je konštrukčné usporiadanie a s ním súvisiaci režim pohybových mechanizmov výhodne upravený tak, že vzdialenosť 200 roštových plôch 10, 20 je väčšia, ako je pracovná výška 31 chladeného ma2 teriálu 3 na hornom rošte 1 za prevádzky teplovýmenného stupňa.

Činnosť protiprúdového teplovýmenného stupňa podľa vynálezu je nasledujúca. V dôsledku vratného pohybu rámu 120 horného roštu 1 smerom šípky S sa vratne pohybujú aj s ním prostredníctvom ramien 121 spojené pohyblivé roštnice 12. Vplyvom tohto pohybu sa posunuje smerom šípky T] vrstva chladeného materiálu 3, ktorá je súčasne prefukovaná chladiacim plynom, privádzaným do neho smerom šípok U v podstate kolmo na smer T₂ jeho pohybu. Za koncom prvého roštu 1 spadá chladený materiál 3 smerom šípky T₂ na začiatok dolného roštu 2 a následne postupuje v dôsledku vratného pohybu jeho pohyblivých roštníc 22. smerom. Pri tomto ďalšom postupe je opäť prefukovaný chladiacim plynom, ktorý je do neho fúkaný v smere šípok U, teda opäť v podstate kolmo na jeho pohyb k šípke T₃.

Podľa vynálezu je ale navyše v počiatočnej fáze jeho pohybu na dolnom rošte 2, respektíve pri jeho prepade na jeho začiatok smerom šípky T₂ podľa obr. 1, vháňaný prostredníctvom pevných prídavných roštníc 23 ďalší, prídavný chladiaci plyn, ktorý vstupuje do chladeného materiálu 3 smerom šípky U_1; teda v podstate v protismere vo vzťahu na smer T₂ pohybu chladeného materiálu 3. Tým je podstatne zvýšená účinnosť chladenia a súčasne je podstatne znížená možnosť vytvorenia akejsi mŕtvej oblasti na začiatku dolného roštu. Ako je vidieť z obr. 1, vytvorí chladený materiál 3 na roštoch 1, 2 v podstate rovnomernú vrstvu s povrchom 30.

V príkladnom uskutočnení podľa obr. 2 je navyše vďaka realizácii prídavnej zvislej roštnice 40 v dolnej časti prepadu prefukovaný chladený materiál 3 ďalším prúdom chladiaceho plynu, ktorý do neho vstupuje smerom šípky (Jj, teda na rozdiel od predchádzajúceho stavu prakticky kolmo na smer jeho pohybu smerom šípky T₂. Tým sa podstatne zvýši účinnosť chladenia.

Chladiace pomery možno vďaka existencii klapiek 231, 42, zabudovaných v nezávislých prívodoch 230 a prívode 41 chladiaceho plynu podľa vynálezu nastaviť tak, aby chladiaci režim bol realizovaný čo najekonomickejšie a môže byť upravovaný v závislosti od okamžitej situácie výrobného procesu. Režim posuvu chladeného materiálu 3, od ktorého rýchlosti je tiež ekonomika procesu závislá, je ďalej podľa vynálezu možné v istých medziach meniť rozdielom rýchlostí posuvu jednotlivých rámov 120 a 220 a tým aj pohyblivých roštníc 12 a 22. Teplovýmenný efekt celej kombinácie je pritom väčší, keď je rýchlosť vratného posuvu dolného roštu 2 väčšia, ako rýchlosť vratného posuvu horného roštu 1 vzhľadom na to, že sa zníži riziko zarovnania hladín chladeného materiálu.

Je zrejmé, že uvedené príkladné konštrukčné umiestnenia nie sú jediným riešením podľa vynálezu. Bez vplyvu na podstatu vynálezu možno napríklad realizovať väčší alebo menší počet prídavných roštníc 23, prípadne realizovať opísanú konštrukciu roštového chladiča s väčším počtom stupňov a podobne. Prídavnými roštnicami 23 môže byť nahradená aj časť pohyblivých roštníc 22 s tým, že tieto prídavné roštnice 23 budú vybavené samostatnými, variantne riadenými prívodmi chladiaceho plynu. Je zrejmé, že nezávislé prívody 230 pohyblivých prídavných roštníc 23 môžu byť výhodne realizované ohybnými hadicami.

Priemyselná využiteľnosť predchádzajúcom technologickom kroku tepelnou cestou, ochladiť pred ďalším spracovaním, napríklad na chladenie cementárskeho slinku vzduchom po jeho výpale v rotačnej peci.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Protiprúdový teplovýmenný stupeň roštového chladiča, tvorený aspoň jednou dvojicou vzájomne na seba nadväzujúcich roštov, horného roštu a dolného roštu, z ktorých každý je tvorený vzájomne so striedavo uloženou sústavou nepohyblivých a pohyblivých roštníc, pričom začiatočná časť nasledujúceho roštu je uložená nižšie, ako koncová časť predchádzajúceho roštu a medzi nimi je vytvorená spojovacia medzistena, vyznačujúci sa t ý m , že vo vstupnej časti dolného roštu (2) je upravená aspoň jedna sústava pohyblivých prídavných roštníc (23), ktoré sú prepojené s nezávislým prívodom (230) chladiaceho plynu.
2. 2. Protiprúdový teplovýmenný stupeň roštového chladiča podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že aspoň prvý rad prídavných roštníc (23), upravených vo vstupnej časti dolného roštu (2), je uložený na ráme (220) pohyblivých roštníc (22).
3. 3. Protiprúdový teplovýmenný stupeň roštového chladiča podľa niektorého z nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že v nezávislých prívodoch (230) chladiaceho plynu k prídavným roštniciam (23) sú vradené regulačné klapky (231).
4. 4. Protiprúdový teplovýmenný stupeň roštového chladiča podľa niektorého z nárokov 1 až3,vyznačujúci sa tým, že v spájacej medzistene (4) je uložený aspoň jeden rad zvislých roštníc (40), ktoré sú prepojené s prívodom (41) chladiaceho plynu.
5. 5. Protiprúdový teplovýmenný stupeň roštového chladiča podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že v prívode (41) chladiaceho plynu je vradená klapka (42).
6. 6. Protiprúdový teplovýmenný stupeň roštového chladiča podľa niektorého z nárokov 1 až5,vyznačujúci sa tým, že vzdialenosť (200) hornej roštovej plochy (10) a dolnej roštovej plochy (20) je väčšia, ako výška (31) chladeného materiálu (3) na hornom rošte (1).
7. 7. Protiprúdový teplovýmenný stupeň roštového chladiča podľa niektorého z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že rýchlosť vratného pohybu dolného roštu (2) je väčšia, ako rýchlosť vratného pohybu horného roštu (1).

   1 výkres

   Protiprúdový teplovýmenný stupeň roštového chladiča podľa vynálezu môže byť výhodne využitý všade tam, kde je potrebné práškový, prípadne zrnitý materiál, vyrobený v