WO2013063705A1 - Kühlsystem - Google Patents

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Publication number
WO2013063705A1
WO2013063705A1 PCT/CH2012/000182 CH2012000182W WO2013063705A1 WO 2013063705 A1 WO2013063705 A1 WO 2013063705A1 CH 2012000182 W CH2012000182 W CH 2012000182W WO 2013063705 A1 WO2013063705 A1 WO 2013063705A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
carriage
cooling bath
path
cooling
drive
Prior art date
Application number
PCT/CH2012/000182
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Fischer
Jean Claude Fischer
Original Assignee
R + D Carbon Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by R + D Carbon Ltd filed Critical R + D Carbon Ltd
Priority to CN201280053810.2A priority Critical patent/CN104081140A/zh
Publication of WO2013063705A1 publication Critical patent/WO2013063705A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D13/00—Stationary devices, e.g. cold-rooms
    • F25D13/06—Stationary devices, e.g. cold-rooms with conveyors carrying articles to be cooled through the cooling space
    • F25D13/065—Articles being submerged in liquid coolant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • C25C3/12—Anodes
    • C25C3/125—Anodes based on carbon

Definitions

  • the invention relates to a device for cooling of bodies, comprising at least a first and a second carriage for receiving one of the body, a cooling bath, comprising a first cooling bath path with a coolant in which the two cars are receivable and movable, wherein the firstdebadbahn to a first end has an entrance and at a first end opposite the second end an exit for the car. Furthermore, the invention relates to a corresponding method for cooling bodies. State of the art
  • the present invention relates to the cooling of bodies, in particular of soft moldings, as obtained, for example, in the production of electrodes as an intermediate.
  • anodes for example for aluminum production
  • petroleum coke, recycled anodes and coal tar pitch are mixed and heated to about 140 to 180 ° C.
  • the mass is kneaded and finally formed into so-called green anodes.
  • the green anodes are soft and must therefore be carefully transported and cooled in particular controlled before they can be fed into the kiln, so as not to risk damage to the green anodes.
  • the cooling systems have a very large footprint.
  • the green anodes When immersing in the water bath or spraying, the green anodes may suffer a cold shock and be damaged. In order to reduce this effect, the water can be tempered, which in turn results in an increased effort, since this requires a longer residence time of the green anodes during the cooling process. Further, it also contaminates a larger amount of cooling water. 4. When sprayed with water, vapors and condensates form, contaminating the environment. This is particularly unpleasant for the workers.
  • Spraying tunnels are particularly expensive to manufacture and maintain.
  • Disk conveyors, roller conveyors and circular conveyors in particular conventional circular conveyors and Power & Free conveyors, are known for the promotion of green anodes.
  • conventional circular conveyors hangers
  • Power & Free - conveyor drag conveyor
  • the individual cars are positively connected to the conveyor, so that individual cars can be unlatched and diverted.
  • the object of the invention is to provide a the aforementioned technical field associated device for cooling of bodies, which is inexpensive and low maintenance during operation.
  • the solution of the problem is defined by the features of claim 1.
  • the second carriage arranged in the region of the entry into the first cooling bath path can be moved by means of a drive in such a way that the first carriage can be pushed forward by the second carriage in the direction of the exit of the first cooling bath path.
  • the first carriage, which is arranged in the direction of movement in front of the first, arranged in the region of the entrance carriage is thus advanced by the second carriage.
  • the first cooling bath path preferably comprises a lift for lowering in the area of the entrance and a lift for lifting one of the carriages in the area of the exit.
  • the lift preferably comprises a carriage receptacle, by means of which the carriage can be gripped, for example, in an upper area. This can be done for example by means of of the known twistlock system (ISO container) can be achieved.
  • ISO container twistlock system
  • the lift preferably comprises a frame on which the carriage holder is guided vertically movable.
  • a lift drive is used, which is movable so that the coolant is as little as possible vibrated in the cooling bath.
  • the lift drive may include, for example hydraulic cylinder, pneumatic cylinder, rack gear, spindle or the like.
  • spindle is to be understood below equally as a screw drive, for example a ball screw drive, roller screw drive and the like. Preventing greater vibration in the cooling bath is typically achieved by slowly lowering the carriage.
  • the lift can also be designed as a lifting table, which is arranged in the region of the inlet of the cooling bath and can be lowered into the cooling bath and lowered from the cooling bath.
  • the lifting table can be operated as a scissor lift or directly hydraulically, pneumatically or via a spindle.
  • this embodiment has the disadvantage that the moving mechanism of the lift is within thedebadbahn, so typically a maintenance effort and a susceptibility to corrosion is greater.
  • the trolleys can also be led into the cooling bath via a ramp. However, this would have the disadvantage that more space is required. Next, the use of a lock is conceivable, so that the cars do not have to overcome a difference in height.
  • this embodiment would have the disadvantage that it is structurally complex.
  • the cooling bath comprises a second cooling bath path which is arranged in particular parallel next to the first cooling bath track and comprises an inlet for a carriage, which is adjacent to the exit of the first cooling bath track, and comprises an outlet for a carriage, which is adjacent to the entrance of the first cooling bath track ,
  • This arrangement allows a particularly compact design of the device.
  • it is achieved by this construction that the entry for the hot body the exit of the cooled body is adjacent, so that the car after unloading can be immediately available again at the entrance.
  • the return of empty car is much easier, in particular, a largely minimal transport path for the return of the car is achieved.
  • Next is achieved by this construction, that a high number of cars is each in use in one of the cooling bath tracks, so that a high utilization is achieved for the car.
  • several tracks can be arranged side by side.
  • an even number of webs are provided, so that the entry and the exit of the car can be arranged as close to each other as possible.
  • the device preferably comprises two transfer stations, wherein the first transfer station is arranged at the exit of the second cooling bath track and the entry of the first cooling bath track and the second transfer station at the exit of the first cooling bath track and the entrance of the second cooling bath track and wherein by means of the transfer station one of the carriages of an outlet adebadbahn to the entrance of the adjacentdebadbahn is convertible.
  • the transfer station For transferring the carriage from the exit of a cooling bath track to an inlet of the adjacent cooling bath track, the transfer station comprises a transfer drive, which can move the carriage horizontally.
  • the transfer station may comprise, for example, a transfer carriage mounted on rails, the carriage being fastened for transfer, preferably under this transfer carriage.
  • the transfer drive can in turn be operated hydraulically, pneumatically, by means of a spindle or a rack and pinion gear. The skilled person are also known to other possibilities.
  • the device may also comprise exactly one transfer station between the inlet of the first cooling bath track and the outlet of the second cooling bath track, in particular since the wagons are loaded and unloaded only in this area.
  • the cooling bath webs would comprise a breakthrough at the appropriate location.
  • the transfer station comprises the lift.
  • the carriage receptacle of the lift is preferably designed so that it can also be moved in the horizontal direction. This can be achieved, for example, as described above via a rail system on which the carriage holder is guided.
  • the transfer station and the lift can also be designed separately, in particular if a lifting table is provided as the lift (see above).
  • one of the carriages can be moved by one carriage length by means of the drive.
  • the car length is measured by the length of the car in the direction of travel.
  • one of the carriages can also be moved by more than one carriage length, in particular by two carriage lengths.
  • the drive preferably comprises at least one hydraulic cylinder or one pneumatic cylinder.
  • the pneumatic or hydraulic cylinder preferably engages in an upper region of the carriage, in particular above the cooling water level. This achieves a low-maintenance drive because the cylinder is not in direct contact with the coolant.
  • the drive comprises two parallel and spaced cylinders, which can guide the car in the direction of travel, so that tilting of the car can be prevented.
  • the two cylinders are in this case preferably arranged in the same horizontal plane so that the carriage is detected in each case in a lateral region.
  • the drive can also be operated via a rack gear or a spindle.
  • a drive belt which can drive the car in the area of entry, for example, laterally.
  • the inlet region of the cooling bath web may be provided on the ground and a conveyor belt which extends over the length of a carriage.
  • the conveyor belt comprises holding elements which prevent the carriage from slipping on the conveyor belt.
  • the car can also be driven by means of a motor-driven carriage.
  • the coolant is preferably conveyed counter to a direction of movement of the car. That is, the coolant is preferably conveyed in countercurrent.
  • This has the advantage that the coolant is preheated in the area of entry of the car by the previously introduced car with the hot bodies, so that a cold shock can be reduced or avoided.
  • a cold shock can cause damage to the body.
  • the outer layer of the body may cool down too quickly, causing cracks to form. Further, the formation of condensates and vapors is reduced, whereby the device or its environment are less contaminated.
  • the coolant may be admitted at about 30 ° C in the area of the exit of the cooling bath path and discharged at about 70 ° C in the area of entry.
  • the outlet temperature can be influenced, for example, by the inlet temperature, the volume flow of the coolant and the residence time of the body.
  • the coolant can also be conveyed elsewhere, such as in the conveying direction of the car.
  • the body-warmed coolant could be mixed with fresh, colder coolant to achieve the desired inlet temperature.
  • a cooling in the cross flow is conceivable, wherein the coolant is fed transversely to the conveying direction of the car.
  • the coolant could also be pumped from below into the cooling bath, wherein the heated coolant is discharged through an overflow due to lower density.
  • the coolant flows at less than 1 5 m / h.
  • the flow rate depends on many factors, such as the size of the cooling bath, in particular the total length and the cross-sectional area of the cooling bath, temperature and discharge temperature of the coolant, carriage speed, initial temperature and final temperature of the body, dimension of the body, physical properties of the body (Thermal conductivity, heat capacity %) and so on.
  • factors such as the size of the cooling bath, in particular the total length and the cross-sectional area of the cooling bath, temperature and discharge temperature of the coolant, carriage speed, initial temperature and final temperature of the body, dimension of the body, physical properties of the body (Thermal conductivity, heat capacity %) and so on.
  • the skilled person is thus clear that the flow rate should be kept low in principle, but that a specific flow rate depends on the parameters listed above.
  • the above list of factors is not meant to be exhaustive, but is merely intended to provide insight into the relationships of the factors to be considered.
  • the flow speed can also be more than 1.5 m / h.
  • the volume flow of the coolant is preferably between 1 and 30 m 3 / n, preferably between 5 and 15 m 3 / h. With the volumetric flow rate of the heat capacity and the inlet and outlet temperature of the coolant, the amount of heat dissipated can be calculated relatively accurately, neglecting interactions with the environment.
  • This volume flow range is suitable for cooling relatively large bodies. These bodies can be cuboid and have a length in the Range of 1400 - 1800 mm, a height of 400 to 1000 mm and a depth of 400 - have 800 mm, while the weight may vary between 500 kg and 2000 kg.
  • volume flow can basically be arbitrary.
  • the volume flow depends on many factors (see above) and should be adapted to these factors for each individual case.
  • the volume flow of the coolant can also be in a completely different area.
  • a residence time of a body in the cooling bath is preferably between 1 and 6 hours, more preferably between 2 and 3 hours. This short residence time can be achieved, for example, by countercurrent cooling.
  • the individual parameters In order to optimize the residence time, the individual parameters must be balanced against each other:
  • the residence time may also be lower, in particular if, for example, the bodies to be cooled are smaller or have a lower heat capacity or a greater thermal conductivity.
  • the coolant is water.
  • the use of water as a coolant is preferable.
  • the price should also be taken into account as a determining factor, which is particularly low for water.
  • the water may be mixed with additives which promote operation and, if necessary, cleaning after passing through the cooling bath.
  • other coolants can be provided, especially if the body should not be inert to water. In this case also oil, alcohols and the like could be used.
  • the first cooling bath path of the cooling bath is preferably modularly constructed from cooling bath track parts, with a cooling bath track part having in particular a capacity of between 1 and 10 carriages, preferably between 3 and 5 carriages.
  • the modular structure has the advantage that the device can be easily adapted to the requirements of thedebadin.
  • the cooling bath track parts can be made of metal, plastic, concrete or a combination of different building materials.
  • the cooling bath web can also be formed in one piece, in particular present for example as a concrete casting, which is optionally sealed or coated.
  • the body is a green anode with spigot holes, wherein prior to discharging the green anode, coolant is sucked out of the spigot holes.
  • the device for cooling green anodes but with which other bodies are not excluded.
  • green anodes include spigot holes that can fill with coolant in the cooling bath.
  • it is provided to empty the pin holes before unloading the green anode from the car, in particular to suck.
  • the mortise holes can be emptied even after unloading.
  • the emptying of the pin holes may also be dispensed with, in particular if the pin holes do not project upwards or if the body has no pin holes.
  • the device preferably comprises a suction device for sucking off coolant, in particular for sucking coolant out of pin holes of the body.
  • This suction device is particularly advantageous in bodies designed as green anodes. These typically include pin holes, which can fill when immersed in the cooling liquid. After the cooling process, these pin holes can be emptied by the suction device.
  • the suction device preferably comprises for this purpose a plurality of tubes, in particular per spigot a tube which is adapted to be inserted into the mortise.
  • the suction device can also be designed so that it is initially sucked and then air is blown into the pin holes. Finally, if necessary, can also be dispensed with the suction device.
  • the first and second carriages preferably comprise a cuboid frame.
  • the carriage preferably comprises a rectangular base plate for receiving the body.
  • the base plate comprises four vertically oriented strips, which are connected on the opposite side of the base plate via a rectangular base frame corresponding to the base plate.
  • This achieves a particularly simple car.
  • the carriage may also be otherwise formed.
  • the carriage may comprise a base plate comprising only two strips arranged laterally and perpendicular to the base plate.
  • Next can also be dispensed with the rectangular frame, with which the carriage comprises a base plate and in the corners in each case a perpendicular to the plate-oriented bar.
  • the person skilled in the art also knows of other possible embodiments for a car.
  • the device comprises a rail guide, wherein one of the carriages comprises rollers and the first cooling bath track comprises rails.
  • the rollers can be mounted directly on the carriage, for example laterally with a rotation axis parallel to the base plate.
  • the rail is preferably arranged in the region of a side wall or both side walls of the cooling bath path.
  • the rail may also be mounted above the carriage, on a support frame, whereby the carriage is guided hanging.
  • the carriage comprises four rollers, wherein the axes of rotation parallel and in a level are arranged.
  • the rollers are mounted directly on the car. But it is also conceivable that the car is guided over roller blocks.
  • the rail can also be dispensed with.
  • the carriage may include rollers or wheels beneath the base plate to guide it in the cooling bath path.
  • the rollers may also be mounted rotatably on or in the cooling bath path, the carriage comprising the rail.
  • the rollers may be formed in particular in the latter case as rollers.
  • the rail guide is arranged above a coolant level.
  • the rail guide can also be arranged below the coolant level, in particular in the bottom area of the cooling bath track or outside the cooling bath track.
  • the rail guide may also be arranged on the outer sides of the walls of the cooling bath path.
  • At least one of the rollers preferably has a groove as a rail guide.
  • the car is guided transversely to the direction of travel.
  • only rollers of a side extending in the direction of travel comprise a groove, so that a tilting of the carriage can be prevented.
  • the groove in the respective roles of a page has the advantage that low, transversely oriented to the direction of travel rail deformation can be accommodated.
  • the groove can also be dispensed with.
  • the leadership of the car transversely to the direction of travel can also be achieved with additional roles, which have a vertical axis of rotation and rest on the inner sides of the side walls.
  • the rollers can be spring-loaded.
  • a method of cooling bodies comprises the following steps: a. loading a second car with a body; b. lowering the second car at a first end of a cooling bath filled with a coolant; c. advancing the second carriage by means of a drive, wherein a first car standing in front of the second carriage is propelled without any drive by the second carriage; d. lifting the first carriage at a second end of the cooling bath opposite the first end; e. unloading the body from the first car; f. returning the first carriage to the first end of the cooling bath; G. repeat steps a) to f).
  • a car can be loaded or unloaded, while the last car is pushed forward. However, this requires that a car in the cooling bath can be pushed under the raised car.
  • the process preferably proceeds through the following steps: a) loading a third carriage with a body; b) lowering the third carriage at the first end of a first cooling bath path of the cooling bath; c) advancing the third carriage by means of the drive, wherein a second car standing in front of the third carriage is propelled without any drive by the third carriage; d) lifting the second carriage at a first end opposite the first end of the first cooling bath path; e) transferring the second carriage to a first end of a second cooling bath path arranged parallel to the first cooling bath path; f) lowering the second carriage at the first end of the second cooling bath path; g) advancing the second carriage by means of a drive of the seconddebadbahn, wherein a standing in front of the second car first car is unprecedented by the second carriage; h) lifting the first carriage at a second end of the second cooling bath path opposite the first end; i) unloading the body from the first carriage; j)
  • steps c) and g) are carried out synchronously. This makes the process efficient.
  • a car can only be lowered if there is no other car under the car to be lowered. This is typically the case when thedebadbahn is re-occupied with cars or when the last lowered car has already been pushed forward.
  • a transfer of a carriage from the cooling bath path into the adjacent cooling bath path can only take place if the corresponding space in the adjacent cooling bath path is already free, that is if the cooling bath path is still empty or if the car has already been pushed forward.
  • steps b) and f); c) and g); d) and h), and e) and j) of the preferred method are carried out in pairs in synchronism. This further increases the efficiency of the process.
  • FIGS. 1a-1f a top view of a device for cooling green anodes in FIG.
  • FIG. 2 shows an oblique view of a section through the first cooling bath path in the area of entry after the loading and lowering of a carriage
  • Fig. 3 is an oblique view of a section through the second cooling bath in the
  • FIG. 1a shows a cooling device with a first cooling bath path 110 and a second cooling bath path 120 arranged parallel to the first cooling bath path 110 in a state before loading the cooling device with green anodes.
  • the twodebadbahnen 1 10 and 120 are formed substantially identical and each have a depth of about 1 m and an inner width of about 2 m.
  • the cooling bath paths 1 10 and 120 each have a capacity for 6 carriages 200 and thus a length of approximately 6 m, but in practice more than 6 carriages 200 are typically used in a cooling bath path in practice can be, preferably between 20 and 40, for example, 32, so the length of a cooling bath can be about 32 m.
  • the capacity of the cooling baths 1 10, 120 is adapted to the specific requirements.
  • the cooling bath paths 1 10, 120 each comprise a rail 130 at the top on the side walls as a guide for the carriages 200. Furthermore, the first cooling bath path 1 10 comprises two impact cylinders 600, 601 oriented in the region of the entrance in the longitudinal direction of the cooling bath path 1 10 and spaced apart from each other a car 200 to a cart length.
  • the second cooling bath path 120 comprises in the region of its entry, obliquely opposite to the entrance of the first cooling bath path 110, two corresponding impact cylinders 602, 603 for pushing a carriage 200 in the opposite direction.
  • Both cooling bath paths 1 10, 120 are filled with water as a coolant and have an overflow. The water flows from the exit of the second cooling bath path 120 toward the entrance of the first cooling bath path 110, as compared to the movement of the carriage 200 in countercurrent. The volume flow of the water is at most 15 m 3 / h.
  • the carriages 200 are shown schematically in FIGS. 1 a to 1 f as rectangles with four rollers, which are guided on two sides on the rails 130.
  • the carriage 200 along a longitudinal direction in the cooling bath paths 1 10, 120 are movable.
  • the lying in one of the cooling bath paths 1 10 or 120 adjacent cars 200 are each in touching contact with each other. If a first car 200 in the area of entry of adebadbahn 1 10, 120 pushed forward, so arranged in front of the first car carriage 200 mit vide.
  • the cooling device further comprises two transfer stations, which enable a transfer of a carriage 200 between the two cooling bath paths 1 10, 120.
  • a transfer station for this purpose comprises transfer rails 330, 430 and transfer carriages 320, 420 movably mounted on the transfer rails 330, 430 and a lift not shown in FIGS. 1a to 1f for lifting the carriages 200.
  • the transfer rails 330 extend transversely to the longitudinal direction over the two cooling bath paths 1 10, 120 at a height which allows the car 200 to be lifted out of the cooling bath path 120 and are arranged in the region of the entrance of the first cooling bath path 1 10 and in the region of the exit of the second cooling bath path 120.
  • the transfer rails 430 are arranged parallel to the transfer rails 330 at the respective opposite ends of the cooling bath paths 1 10, 120 at a height which allows transfer of a carriage 200 from the first cooling bath path 1 10 to the second cooling bath path 120.
  • the carriages 320, 420 are guided over rollers on the rails 330 and 430, respectively, so that the carriages 320, 420 can be moved transversely to the longitudinal direction of the cooling bath path 110 or 120, respectively.
  • the carriages 320, 420 are each connected via a lift to a support frame for gripping a carriage 200 (see below).
  • a pallet 1 1 1 Prior to the entry of the first cooling bath path 1 10 a pallet 1 1 1 is flush with the upper edge of thedebadbahn 1 10, on which there is already a green anode 1.
  • a shock plate 500 is arranged, which in the longitudinal direction of thedebadbahn 1 10 is displaced so that the green anode 1 can be pushed with the car 200 raised when entering thedebadbahn 1 10 on the support surface of this car.
  • a roller conveyor 800 for discharging the cooled green anode 1 is arranged.
  • a second impact plate 501 is further arranged on the second cooling bath path 120 such that a green anode can be pushed out of a raised carriage 200 onto the roller conveyor 800 by means of the impact plate 501, counter to the direction of impact of the first impact plate 500.
  • the method for cooling the green anodes is briefly explained below:
  • FIG. 1 b substantially corresponds to FIG. 1 a, the green anode 1 now being pushed by means of the impact plate 500 from the loading plate 11 on the support of the carriage 200.
  • the carriage is now lowered in the entry region of the first cooling bath path 110.
  • FIG. 1 c substantially corresponds to FIG. 1 b, wherein the impact cylinders 600, 601 are actuated, whereby the carriage 200 located in the entry region of the first cooling bath path 110 is pushed forward by one carriage length.
  • the four cars 200 are advanced in front of said carriage 200, whereby one of the car 200 is guided in the region of the exit of the first cooling bath path 1 10.
  • the second transfer carriage 420 is now guided over this carriage 200, whereupon it is detected and lifted.
  • the first transfer carriage 320 is simultaneously guided over the outlet area of the second cooling bath track 120, so that the carriage 200 arranged in this area can also be grasped, lifted and guided over the first cooling bath track 110.
  • the carriage 200 In the state of the cooling device according to FIG. 1 d, the carriage 200 has already advanced in the region of the entrance of the second cooling bath path 120 by means of the impact cylinders 602, 603 and the next green anode 2 is already ready for loading a next carriage 200 on the loading plate 11
  • the carriage 200 located in the exit region of the first cooling bath path 1 10 is then transferred by means of the transfer carriage 420 into the entry region of the second cooling bath path 120 and the green anode 2 is pushed onto the carriage 200 in the entry region of the first cooling bath path 1 10 by means of the impact plate 500.
  • This state is shown by the figure 1 e played.
  • the car would now 200 with the green anode 2 in theharibadbahn 1 10 advances, bringing the steps repeat.
  • FIG. 1f now shows the cooling device after loading with green anodes 1 to 13.
  • the carriage 200 with the green anode 1 has reached the exit region of the second cooling bath track 120 by the method described above, the carriage is lifted by means of a lift of the transfer carriage 320 and Pivot holes of green anode 1 are sucked empty via suction pipes (see below).
  • the green anode 1 is guided out of the carriage 200 out of the carriage 200 onto the roller conveyor 800 by means of the second impact plate 501, which further conveys the green anode 1, for example to the combustion chamber.
  • FIG. 2 shows an oblique view of a section through the first cooling bath path 110 in the area of the entrance after the loading and lowering of a carriage 200, wherein the lift 310 is partially raised again.
  • the transfer system comprises two transfer rails 330, which are arranged transversely to the cooling bath path 110, in parallel.
  • a transfer carriage 320 is movably mounted, which can be moved between the two cooling bath paths 1 10, 120.
  • a lift 310 is mounted, which is designed as a lifting cylinder.
  • a holding frame 31 1 is attached, which comprises a marginally connected each with a cross bar bar.
  • the transverse strips comprise on the underside edge each a Bufferelement, which acts on the one hand as a damper and on the other hand as a spacer.
  • a twistlock closure part 312 is mounted, which comprises a T-piece rotatably mounted about a vertical axis, which can latch in an opening of the twistlock adapter plate 240 of the carriage 200 (see below).
  • the carriage 200 comprises a base plate 210 for receiving a green anode 1 and a cuboid frame 220, which is connected to the base plate 210 and comprises upper strips which are aligned in the direction of travel.
  • the one bar comprises two longitudinally spaced rotatable rollers 230 transverse to the longitudinal direction oriented rotational axes, which have a groove for axial guidance on the rail 130.
  • the rollers 231 of the second strip do not include a groove, so that no jamming of the carriage 200 must be risked with changes in the distance of the rails.
  • the carriage 200 Centered on the same ledge, the carriage 200 includes inwardly extending twistlock adapter plates 240 which include an opening for the twistlock closure members 312 of the support frame 31 1.
  • twistlock closure parts 312 are guided in a precise fit into the openings of the twistlock adapter plates 240 when the holding frame 31 1 is lowered by the lift 310. Subsequently, the twistlock closure members 312 are rotated by an angle of 90 ° about the vertical axis, so that the T-piece is locked and the carriage 200 is fixed to the holding frame 31 1.
  • This is preferably an automatic Twistioc k system known to the person skilled in the art.
  • the transfer system at the exit of the first cooling bath path 1 10 respectively at the entrance of the second cooling bath path 120 is constructed identically and will therefore not be described again.
  • FIG. 3 shows an oblique view of a section through the second cooling bath path 120 in the region of the exit after lifting of the carriage 200 and during the suction of the journal holes, in particular after completion of the cooling process.
  • the transfer system is the same as the one described above in FIG.
  • the carriage 200 is held on the holding frame 31 1 by means of the twistlock system, in particular by means of the twistlock closure parts 312 and the twistlock adapter plates 240. It can be seen in particular that in this state, in principle, another carriage 200 could be driven under the raised carriage 200, so that the method can be made more efficient.
  • the pin holes of the green anode 1 are typically still filled with water. Before the green anode 1 is transferred to the roller conveyor 800, these pin holes are still sucked empty by means of a suction device 700.
  • This comprises a transverse to the longitudinal direction of the cooling bath 120 oriented main tube with angled tubes, which in a rotation of the main tube to whose axis of rotation can be pivoted into the mortise holes.
  • the main pipe is subjected to vacuum during operation.
  • the suction device is removed, respectively swung away, and the cooled green anode 1 is pushed by means of the impact plate 501 on the roller conveyor 800, not shown here.
  • the inlet temperature of the water in the inlet area of the second cooling bath track 120 is approximately 30 ° C and the outlet temperature in the inlet area of the first cooling bath track 110 is approximately 70 ° C.
  • the exiting cooling water can be used for temperature control of the incoming cooling water (heat exchanger or the like).
  • the residence time of the green anodes in the cooling system is about 2 hours (at a mass between 800 and 1500 kg per anode and in a cooling system with a capacity of 64 carriages 200).
  • the process of cooling the green anodes can also be done with fewer carriages.
  • the two webs each comprise at least corresponding to the capacity, for. B. at a capacity of 32 cars, at least capacity minus 1 car 200, in this case 31 cars. This ensures in each case that by pushing a wagon 200 in the entry region of a cooling bath path 1 10 or 120 by means of the impact cylinder 600, 601 or 602, 603, a carriage 200 in the region of the exit of the cooling bath web 1 10 or 120 can be advanced. If fewer cars are provided, the shock cylinders would have to be made longer accordingly.
  • the impact cylinders, the lift and the impact plates preferably comprise one or more hydraulic cylinders, but other drive means such as a pneumatic cylinder, a rack gear or the like may be provided.
  • the transfer carriages 320, 420 each comprise a drive. This can be designed as a cable, electric motor, hydraulic or pneumatic cylinder or in any other known to the expert manner.
  • any other locking systems can be provided.
  • two L-shaped opposite holding elements could each engage behind a strip of the frame 220.
  • the cooling device described here can not be used only for the cooling of green anodes. Rather, this device can be used for almost any body to be cooled, wherein the device of the size of the body to be cooled is adjusted accordingly.
  • the size of the device can be easily, without departing from the idea underlying the invention, doubled, tripled, etc., but also be halved, divided in third, etc.
  • the apparatus can also be used for cooling, dyeing, cleaning, chemical treatment of parts such as a car body of a car and the like.
  • a device and a method are provided by means of which hot moldings can be cooled in a particularly efficient and economical manner.

Abstract

Eine Vorrichtung zum Kühlen von Körpern (1-13), insbesondere von weichen Formkörpern wie Grünanoden, umfasst mindestens einen ersten und einen zweiten Wagen (200) zur Aufnahme eines der Körper (1-13) sowie ein Kühlbad mit einer ersten Kühlbadbahn (110) mit einem Kühlmittel, in welchem die beiden Wagen (200) aufnehmbar und verfahrbar sind. Die erste Kühlbadbahn (110) weist an einem ersten Ende einen Eintritt und an einem dem ersten Ende gegenüberliegendem zweiten Ende einen Austritt für die Wagen (200) auf. Der im Bereich des Eintritts in der ersten Kühlbadbahn (110) angeordnete zweite Wagen (200) ist mittels eines Antriebs (600, 601) so verfahrbar, dass der erste Wagen (200) antriebsfrei durch den zweiten Wagen (200) in Richtung des Austritts der ersten Kühlbadbahn (110) vorgestossen werden kann.

Description

Kühlsystem
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von Körpern, umfassend mindestens einen ersten und einen zweiten Wagen zur Aufnahme eines der Körper, ein Kühlbad, umfassend eine erste Kühlbadbahn mit einem Kühlmittel, in welchem die beiden Wagen aufnehmbar und verfahrbar sind, wobei die erste Kühlbadbahn an einem ersten Ende einen Eintritt und an einem dem ersten Ende gegenüberliegendem zweiten Ende einen Austritt für die Wagen aufweist. Weiter betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Kühlen von Körpern. Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft das Kühlen von Körpern, insbesondere von weichen Formkörpern, wie sie zum Beispiel bei der Produktion von Elektroden als Zwischenprodukt anfallen. Bei der Produktion von Anoden, zum Bespiel für die Aluminiumproduktion, werden Petrolkoks, rezyklierte Anoden und Steinkohleteerpech vermengt und auf ungefähr 140 bis 180°C aufgeheizt. Der Masse wird geknetet und schliesslich zu sogenannten Grünanoden geformt. In diesem Zustand sind die Grünanoden weich und müssen daher sorgfältig transportiert und insbesondere kontrolliert abgekühlt werden, bevor sie in den Brennofen geführt werden können, um keine Beschädigung der Grünanoden zu riskieren.
Bei der Konstruktion von Vorrichtungen zur Anodenkühlung werden unter anderem die folgenden Ziele verfolgt:
1. Kostengünstige Konstruktion.
2. Wartungsarmer Betrieb.
3. Geringer Platzbedarf.
4. Effiziente Kühlung.
Wird die Grünanode zu schnell abgekühlt können sich Risse und Spannungen bilden, welche die Qualität der Anode negativ beeinflussen. Ein zu langsames Abkühlen ist hingegen aufwändig und teuer. Die erhöhte Lagerzeit bei einem langsamen Abkühlprozess bis zum Brennen erfordert einen grossen Platzbedarf, insbesondere da die heissen Grünanoden aufgrund deren Konsistenz nicht gestapelt werden dürfen. Da die Grünanoden mitunter eine Masse von ungefähr 1500 kg aufweisen können, sind die Lagerung und die Handhabung derselben sehr aufwändig.
Für die Grünanodenkühlung sind grundsätzlich drei Methoden bekannt, nämlich die Wasserbadkühlung, die Wasserspraykühlung und die Luftkühlung. Bei der Wasserbadkühlung werden die Grünanoden in ein Wasserbad getaucht. Diese Methode weist die höchste Effizienz auf, da Wasser eine hohe Wärmekapazität hat und durch die Badkühlung die Grünanode in vollständigem Kontakt mit dem Wasser steht. Bei der Spraykühlung werden die Grünanoden durch einen Spraytunnel geführt, wo sie mit Wasser besprayt werden. Bei der Luftkühlung werden die Grünanoden auf einem Förderband durch einen Luftkanal geführt, welcher Ventilatoren umfassen kann.
Die bekannten Kühlungssysteme haben jedoch die folgenden Nachteile:
1. Die Kühlsysteme haben einen sehr grossen Platzbedarf.
2. Die Kühlsysteme sind sehr teuer.
3. Beim Eintauchen in das Wasserbad oder beim Besprayen können die Grünanoden einen Kälteschock erleiden und beschädigt werden. Um diesen Effekt zu vermindern, kann das Wasser temperiert werden, was aber wiederum in einem erhöhten Aufwand resultiert, da dies eine grössere Verweilzeit der Grünanoden beim Kühlvorgang erfordert. Weiter wird damit auch eine grössere Menge Kühlwasser verunreinigt. 4. Beim Besprayen mit Wasser bilden sich Dämpfe und Kondensate, welche die Umgebung verunreinigen. Dies ist insbesondere auch für die Arbeiter unangenehm.
5. Spraytunnel sind besonders teuer in der Herstellung und im Unterhalt.
Zur Förderung der Grünanoden sind Plattenbänder, Rollenbänder und Kreisförderer, insbesondere herkömmliche Kreisförderer und Power & Free - Förderer bekannt. Bei den herkömmlichen Kreisförderern (Gehänge) muss zum Be- und Entladen der Förderer jeweils gestoppt werden, während beim Power & Free - Förderer (Schleppkreisförderer) die einzelnen Wagen formschlüssig mit dem Förderer verbunden sind, so dass einzelne Wagen ausgeklinkt und abgezweigt werden können.
Diese bekannten Förderer haben jeweils den Nachteil, dass sie konstruktiv aufwändig und damit teuer sind. Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Vorrichtung zum Kühlen von Körpern zu schaffen, welche kostengünstig und wartungsarm im Betrieb ist. Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung ist der im Bereich des Eintritts in der ersten Kühlbadbahn angeordnete zweite Wagen mittels eines Antriebs so verfahrbar, dass der erste Wagen antriebsfrei durch den zweiten Wagen in Richtung des Austritts der ersten Kühlbadbahn vorgestossen werden kann. Damit wird ein konstruktiv besonders einfaches Fördersystem erreicht, insbesondere da damit jeweils nur derjenige Wagen mit einer Kraft beaufschlagt werden muss, welcher im Bereich des Eintritts der ersten Kühlbadbahn angeordnet ist. Der erste Wagen, welcher in Bewegungsrichtung vor dem ersten, im Bereich des Eintritts angeordneten Wagens angeordnet ist, wird damit durch den zweiten Wagen vorgeschoben. Vor dem ersten Wagen können natürlich auch weitere Wagen angeordnet sein, welche gleichermassen durch den jeweils hinteren Wagen vorgestossen werden. Während des Vorstossens stehen die Wagen untereinander in Berührungskontakt, so dass der Impuls von dem im Bereich des Eintritts liegenden Wagen auf die weiteren Wagen übertragen werden kann. Damit kann insbesondere der Antrieb der Wagen kompakt und einfach aufgebaut sein, da er sich im Wesentlichen auf die Länge eines Wagens erstreckt.
Dem Fachmann ist klar, dass je nach Dimension der Körper und der Wagen auch mehrere solcher Körper in einem Wagen aufgenommen werden können.
Vorzugsweise umfasst die erste Kühlbadbahn im Bereich des Eintritts einen Lift zum Absenken und im Bereich des Austritts einen Lift zum Anheben eines der Wagen. So kann in einfacher Weise der Wagen mit dem Körper in das Kühlbad eingetaucht werden. Insbesondere wird damit eine besonders kompakte Konstruktion der Vorrichtung erreicht. Der Lift umfasst vorzugsweise eine Wagenaufnahme, mittels welcher der Wagen zum Beispiel in einem oberen Bereich ergriffen werden kann. Dies kann beispielsweise mittels des bekannten Twistlock-Systems (ISO-Container) erreicht werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die beweglichen Teile des Lifts nicht in das Kühlbad eintauchen, womit ein wartungsarmer Betrieb respektive eine gute Zugänglichkeit bei Reparaturen gewährleistet sind. Dem Fachmann sind dazu jedoch auch andere Möglichkeiten bekannt. Der Lift umfasst vorzugsweise einen Rahmen, an welchem die Wagenaufnahme vertikal verfahrbar geführt ist. Bevorzugt wird ein Liftantrieb eingesetzt, welcher so verfahrbar ist, dass das Kühlmittel im Kühlbad möglichst wenig in Schwingungen versetzt wird. Der Liftantrieb kann dazu beispielsweise Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder, Zahnstangengetriebe, Spindel oder ähnliches umfassen. Unter Spindel wird nachfolgend gleichermassen ein Gewindetrieb, zum Beispiel ein Kugelgewindetrieb, Rollengewindetrieb und dergleichen verstanden. Das Verhindern von grösseren Schwingungen im Kühlbad wird typischerweise durch ein langsames Absenken des Wagens erreicht.
Der Lift kann aber auch als Hubtisch ausgebildet sein, welcher im Bereich des Eintritts der Kühlbadbahn angeordnet ist und in die Kühlbadbahn absenkbar und aus der Kühlbadbahn anhebbar ist. Der Hubtisch kann dabei als Scherenhubtisch oder direkt hydraulisch, pneumatisch oder über eine Spindel betrieben sein. Diese Ausführungsform hat allerdings den Nachteil, dass die bewegende Mechanik des Lifts innerhalb der Kühlbadbahn liegt, so dass typischerweise ein Wartungsaufwand sowie eine Korrosionsanfälligkeit grösser wird. In Varianten können die Wagen auch über eine Rampe in das Kühlbad hinein geführt werden. Dies hätte aber den Nachteil, dass mehr Platz beansprucht wird. Weiter ist auch der Einsatz einer Schleuse denkbar, so dass die Wagen keinen Höhenunterschied überwinden müssen. Diese Ausführungsform hätte jedoch den Nachteil, dass sie konstruktiv aufwändiger ist. Bevorzugt umfasst das Kühlbad eine zweite Kühlbadbahn, welche insbesondere parallel neben der ersten Kühlbadbahn angeordnet ist und einen Eintritt für einen Wagen umfasst, welcher zum Austritt der ersten Kühlbadbahn benachbart ist, und einen Austritt für einen Wagen umfasst, welcher dem Eintritt der ersten Kühlbadbahn benachbart ist. Diese Anordnung ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise der Vorrichtung. Zudem wird durch diese Konstruktion erreicht, dass der Eintritt für die heissen Körper dem Austritt der abgekühlten Körper benachbart ist, so dass die Wagen nach dem Entladen sofort wieder beim Eintritt zur Verfügung stehen können. Damit wird also die Rückführung von leeren Wagen wesentlich vereinfacht, insbesondere wird ein weitgehend minimaler Transportweg für die Rückführung der Wagen erreicht. Weiter wird durch diese Konstruktion erreicht, dass eine hohe Anzahl der Wagen sich jeweils im Einsatz in einer der Kühlbadbahnen befindet, so dass für die Wagen eine hohe Auslastung erreicht wird.
In Varianten können auch mehrere Bahnen nebeneinander angeordnet sein. Bevorzugt sind jedoch eine gerade Anzahl Bahnen vorgesehen, so dass der Eintritt und der Austritt der Wagen möglichst nahe bei einander angeordnet sein können. Natürlich kann auf die parallele Anordnung der Kühlbadbahnen auch verzichtet werden, so dass die Kühlbadbahnen in einer Reihe angeordnet sind. Dies hat aber den Nachteil, dass die Kühlbadbahn sehr lang werden kann, womit eine Rückführung der leeren Wagen aufwändig wird.
Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise zwei Transferstationen, wobei die erste Transferstation beim Austritt der zweiten Kühlbadbahn und dem Eintritt der ersten Kühlbadbahn und die zweite Transferstation beim Austritt der ersten Kühlbadbahn und dem Eintritt der zweiten Kühlbadbahn angeordnet ist und wobei mittels der Transferstation einer der Wagen von einem Austritt einer Kühlbadbahn zum Eintritt der benachbarten Kühlbadbahn überführbar ist. Zur Überführung des Wagens vom Austritt einer Kühlbadbahn zu einem Eintritt der benachbarten Kühlbadbahn umfasst die Transferstation einen Transferantrieb, welcher den Wagen horizontal verfahren kann. Die Transferstation kann zum Beispiel einen auf Schienen gelagerten Transferschlitten umfassen, wobei der Wagen für den Transfer an, vorzugsweise unter diesem Transferwagen befestigt wird. Der Transferantrieb kann wiederum hydraulisch, pneumatisch, mittels einer Spindel oder eines Zahnstangengetriebes betätigt werden. Dem Fachmann sind auch dazu weitere Möglichkeiten bekannt.
In Varianten kann die Vorrichtung auch genau eine Transferstation zwischen dem Eintritt der ersten Kühlbadbahn und dem Austritt der zweiten Kühlbadbahn umfassen, insbesondere da nur in diesem Bereich die Wagen be- und entladen werden. Im Bereich des Austritts der ersten Kühlbadbahn und dem Eintritt der zweiten Kühlbadbahn kann ein Wagen auch mittels eines Antriebs rechtwinklig zur ersten Kühlbadbahn in die zweite Kühlbadbahn gestossen werden. In diesem Fall würden die Kühlbadbahnen an der entsprechenden Stelle einen Durchbruch umfassen.
Bevorzugt umfasst die Transferstation den Lift. Damit wird eine besonders einfache Konstruktion der Transferstation und des Lifts erreicht. Dabei wird vorzugsweise die Wagenaufnahme des Lifts so ausgebildet, dass diese auch in horizontaler Richtung verfahren werden kann. Dies kann beispielsweise wie obig beschrieben über ein Schienensystem erreicht werden, auf welchem die Wagenaufnahme geführt ist.
In Varianten können die Transferstation und der Lift auch getrennt ausgeführt sein, insbesondere wenn als Lift ein Hubtisch vorgesehen ist (siehe oben).
Vorzugsweise ist mittels des Antriebs einer der Wagen um eine Wagenlänge verfahrbar. Die Wagenlänge bemisst sich anhand der Länge des Wagens in Fahrtrichtung. Damit wird ein besonders einfaches und kostengünstiges Fördersystem erreicht, da jeweils nur ein Wagen um eine Wagenlänge geschoben werden muss. Damit ist die Antriebsmechanik besonders kompakt aufgebaut und entsprechend wartungsarm.
In Varianten kann mittels des Antriebs einer der Wagen auch um mehr als eine Wagenlänge, insbesondere um zwei Wagenlängen verfahren werden.
Bevorzugt umfasst der Antrieb mindestens einen Hydraulikzylinder oder einen Pneumatikzylinder. Diese Antriebstechniken werden von verschiedensten Hersteller in grossen Variationen angeboten und tragen damit auch zum kostengünstigen Aufbau der Vorrichtung bei. Der Pneumatik oder Hydraulikzylinder greift vorzugsweise in einem oberen Bereich des Wagens an, insbesondere über dem Kühlwasserniveau. Damit wird ein wartungsarmer Antrieb erreicht, da der Zylinder nicht in direktem Kontakt mit dem Kühlmittel steht. Bevorzugt umfasst der Antrieb zwei parallele und beabstandete Zylinder, welche den Wagen in Fahrtrichtung führen können, so dass ein Verkanten des Wagens verhindert werden kann. Die beiden Zylinder sind in diesem Fall vorzugsweise in derselben horizontalen Ebene so angeordnet, dass der Wagen jeweils in einem seitlichen Bereich erfasst wird. In Varianten kann der Antrieb auch über ein Zahnstangengetriebe oder eine Spindel betrieben werden. Weiter ist auch der Einsatz eines Antriebsriemens denkbar, welcher den Wagen im Bereich des Eintritts zum Beispiel seitlich antreiben kann. Im Eintrittsbereich der Kühlbadbahn kann am Boden auch ein Förderband vorgesehen sein, welches sich über die Länge eines Wagens erstreckt. Für diesen Fall kann es von Vorteil sein, wenn das Förderband Halteelemente umfasst, welche verhindern, dass der Wagen auf dem Förderband rutscht. Schliesslich kann der Wagen auch mittels eines motorisch betriebenen Schlittens angetrieben werden.
Das Kühlmittel ist vorzugsweise entgegen einer Bewegungsrichtung der Wagen förderbar. Das heisst, das Kühlmittel wird bevorzugt im Gegenstrom gefördert. Dies hat den Vorteil, dass das Kühlmittel im Bereich des Eintritts der Wagen durch die zuvor eingeführten Wagen mit den heissen Körpern vorgewärmt ist, so dass ein Kälteschock vermindert respektive vermieden werden kann. Ein Kälteschock kann nämlich eine Beschädigung des Körpers mit sich ziehen. Je nach Körper kann sich die äussere Schicht des Körpers zu schnell abkühlen, womit sich Risse bilden können. Weiter wird damit die Bildung von Kondensaten und Dämpfen vermindert, womit die Vorrichtung respektive dessen Umgebung weniger verunreinigt werden. Das Kühlmittel kann zum Beispiel im Bereich des Austritts der Kühlbadbahn mit ungefähr 30°C eingelassen werden und im Bereich des Eintritts mit ungefähr 70°C ausgelassen werden. Die Ausgangstemperatur kann dabei zum Beispiel durch die Eintrittstemperatur, den Volumenstrom des Kühlmittels und die Verweilzeit des Körpers beeinflusst werden.
In Varianten kann das Kühlmittel auch anderweitig gefördert werden, so zum Beispiel in Förderrichtung der Wagen. In diesem Fall kann es sinnvoll sein, das Kühlmittel beim Eintritt zu temperieren, um einen Kälteschock zu verhindern. Zum Temperieren könnte zum Beispiel das durch die Körper aufgewärmte Kühlmittel mit frischem, kälterem Kühlmittel so gemischt werden, dass die gewünschte Eintrittstemperatur erreicht wird. Weiter ist auch eine Kühlung im Querstrom denkbar, wobei das Kühlmittel quer zur Förderrichtung der Wagen eingespiesen wird. Schliesslich könnte das Kühlmittel auch von unten in das Kühlbad gepumpt werden, wobei das erwärmte Kühlmittel aufgrund geringerer Dichte über einen Überlauf abgeführt wird. Vorzugsweise fliesst das Kühlmittel mit weniger als 1 5 m/h. Insbesondere bei nicht formstabilen, zum Beispiel bei weichen Formkörpern sollt vorzugsweise sowohl durch den Kühlmittelfluss als auch durch die Transportgeschwindigkeit der Wagen gewährleistet werden können, dass die Formkörper nicht beschädigt werden. Mittels der relativ geringen Fördergeschwindigkeit des Kühlmittels kann gewährleistet werden, dass der Körper nicht zu schnell abkühlt (verhindern von Rissbildung). Weiter können damit Schwingungen des Körpers gering gehalten werden, so dass sich dieser möglichst nicht verformt. Dies wird insbesondere durch eine laminare Strömung begünstigt, welche bei einer Fliessgeschwindigkeit von weniger als 15 m/h erreicht werden kann. Anderseits sollte die Fliessgeschwindigkeit auch nicht zu klein gewählt sein, um eine effiziente Kühlung gewährleisten zu können.
Die Fliessgeschwindigkeit hängt allerdings von vielen Faktoren ab, wie von der Grösse des Kühlbades, insbesondere von der Gesamtlänge und der Querschnittsfläche der Kühlbadbahn, Einfliesstemperatur und Ausfliesstemperatur des Kühlmittels, Fördergeschwindigkeit der Wagen, Anfangstemperatur und Endtemperatur der Körper, Dimension der Körper, physikalischen Eigenschaften der Körper (Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität...) und so weiter. Dem Fachmann ist somit klar, dass die Fliessgeschwindigkeit prinzipiell gering gehalten werden sollte, dass aber eine konkrete Fliessgeschwindigkeit von den obig aufgeführten Parametern abhängt. Die obige Liste von Faktoren ist nicht abschliessend zu verstehen, sondern soll lediglich einen Einblick in die die Zusammenhänge der zu berücksichtigenden Faktoren ermöglichen.
Dem Fachmann ist sofort klar, dass beim Kühlen von Körpern, welche im Wesentlichen formstabil sind respektive an welche geringere Qualitätsanforderungen gestellt sind, die Fliessgeschwindigkeit auch mehr als 1 5m/h betragen kann. Der Volumenstrom des Kühlmittels beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 30 m3/n, bevorzugt zwischen 5 und 15 m3/h. Mit dem Volumenstrom der Wärmekapazität und der Eintritts- und Austrittstemperatur des Kühlmittels kann, bei Vernachlässigung von Wechselwirkungen mit der Umgebung schon relativ genau die abgeführte Wärmemenge berechnet werden. Dieser Volumenstrombereich ist geeignet zum Kühlen von relativ grossen Körpern. Diese Körper können quaderförmig ausgebildet sein und eine Länge im Bereich von 1400 - 1800 mm, eine Höhe von 400 bis 1000 mm und eine Tiefe von 400 - 800 mm aufweisen, während das Gewicht zwischen 500 kg und 2000 kg variieren kann.
Dem Fachmann ist klar, dass diese Abmessungen lediglich als Beispiel im Zusammenhang mit dem hier angegebenen Volumenstrom dienen. Die Dimensionen des Körpers können nämlich grundsätzlich beliebig sein. Der Volumenstrom hängt von vielen Faktoren ab (siehe oben) und sollte für den Einzelfall diesen Faktoren angepasst werden. Je nach Körperdimensionen kann der Volumenstrom des Kühlmittels auch in einem völlig anderen Bereich liegen.
Eine Verweilzeit eines Körpers im Kühlbad beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 6 Stunden, besonders bevorzugt zwischen 2 und 3 Stunden. Diese kurze Verweilzeit kann zum Beispiel durch die Gegenstromkühlung erreicht werden. Um die Verweilzeit zu optimieren, müssen die einzelnen Parameter gegeneinander abgestimmt werden:
1. Fördergeschwindigkeit der Wagen gegenüber der Kühlbadlänge.
2. Eintrittstemperatur des Kühlmittels gegenüber der Austrittstemperatur des Kühlmittels (gesteuert über die Temperaturen und den Volumenstrom des
Kühlmittels).
3. Volumenstrom des Kühlmittels gegenüber dem Gesamtvolumen des Kühlbades.
Dem Fachmann ist klar, dass auch weitere Faktoren für die Optimierung der Verweilzeit zugezogen werden können. In Varianten kann die Verweilzeit auch geringer sein, insbesondere wenn zum Beispiel die zu kühlenden Körper kleiner sind oder eine geringere Wärmekapazität oder eine grössere Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
Vorzugsweise ist das Kühlmittel Wasser. Insbesondere aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit, der hohen spezifischen Wärmekapazität ist der Einsatz von Wasser als Kühlmittel zu bevorzugen. Nicht zuletzt ist auch der Preis als massgebender Faktor zu berücksichtigen, welcher bei Wasser besonders tief ist. Das Wasser kann gegebenenfalls mit Zusatzstoffen versetzt sein, welche den Betrieb und allenfalls die Reinigung nach dem Durchlaufen des Kühlbades begünstigen. In Varianten können auch andere Kühlmittel vorgesehen sein, insbesondere wenn der Körper gegenüber Wasser nicht inert sein sollte. In diesem Fall könnten auch Öl, Alkohole und dergleichen eingesetzt werden.
Bevorzugt ist die erste Kühlbadbahn des Kühlbads modular aus Kühlbadbahnteilen aufgebaut, wobei ein Kühlbadbahnteil insbesondere eine Kapazität zwischen 1 und 10 Wagen, vorzugsweise zwischen 3 und 5 Wagen, aufweist. Der modulare Aufbau hat den Vorteil, dass die Vorrichtung in einfacher Weise den Anforderungen an die Kühlbadlänge angepasst werden kann. Die Kühlbadbahnteile können aus Metall, Kunststoff, Beton oder aus einer Kombination von verschiedenen Baustoffen bestehen. In Varianten kann die Kühlbadbahn auch einstückig ausgebildet sein, insbesondere zum Beispiel als Betonguss vorliegen, welcher gegebenenfalls versiegelt oder beschichtet wird.
Vorzugsweise ist der Körper eine Grünanode mit Zapfenlöchern, wobei vor dem Entladen der Grünanode Kühlmittel aus den Zapfenlöchern abgesaugt wird. Besonders gut geeignet ist die Vorrichtung zum Kühlen von Grünanoden, womit aber andere Körper nicht ausgeschlossen sind. Typischerweise umfassen Grünanoden Zapfenlöcher, welche sich im Kühlbad mit Kühlmittel füllen können. Für diesen Fall ist vorgesehen, die Zapfenlöcher vor dem Entladen der Grünanode aus dem Wagen zu entleeren, insbesondere abzusaugen. Dies hat den Vorteil, dass die Grünanode während der Zeitspanne, in welcher die Zapfenlöcher leer gesaugt werden, gleichzeitig abtropfen kann. In Varianten können die Zapfenlöcher auch nach dem Entladen entleert werden. Auf das Entleeren der Zapfenlöcher kann gegebenenfalls auch verzichtet werden, insbesondere wenn die Zapfenlöcher nicht nach oben ragen oder wenn der Körper keine Zapfenlöcher aufweist.
Die Vorrichtung umfasst bevorzugt eine Saugvorrichtung zum Absaugen von Kühlmittel, insbesondere zum Absaugen von Kühlmittel aus Zapfenlöchern des Körpers. Diese Saugvorrichtung ist insbesondere vorteilhaft bei als Grünanoden ausgebildeten Körpern. Diese umfassen typischerweise Zapfenlöcher, welche sich beim Eintauchen in die Kühlflüssigkeit füllen können. Nach dem Kühlvorgang können diese Zapfenlöcher durch die Saugvorrichtung entleert werden. Die Saugvorrichtung umfasst dazu vorzugsweise mehrere Rohre, insbesondere pro Zapfenloch ein Rohr, welches so beschaffen ist, dass es in das Zapfenloch eingeführt werden kann.
In Varianten kann zum Entleeren der Zapfenlöcher auch eine Blasvorrichtung vorgesehen sein, welche den Vorteil hat, dass die Zapfenlöcher vollständig ausgetrocknet werden können. Damit würde aber die nähere Umgebung durch die ausgeblasene Kühlmittel verschmutzt werden. Die Saugvorrichtung kann auch so ausgebildet sein, das vorerst gesaugt wird und danach Luft in die Zapfenlöcher geblasen wird. Schliesslich kann gegebenenfalls auch auf die Saugvorrichtung verzichtet werden.
Der erste und der zweite Wagen umfassen vorzugsweise einen quaderförmigen Rahmen. Der Wagen umfasst vorzugsweise eine rechteckige Grundplatte zur Aufnahme des Körpers. An den Ecken umfasst die Grundplatte vier senkrecht orientierte Leisten, welche auf der der Grundplatte gegenüberliegenden Seite über einen der Grundplatte entsprechenden rechteckigen Rahmen verbunden sind. Damit wird ein besonders einfach aufgebauter Wagen erreicht. In Varianten kann der Wagen auch anderweitig ausgebildet sein. Zum Beispiel kann der Wagen eine Grundplatte umfassen, welche lediglich zwei seitlich und senkrecht zur Grundplatte angeordnete Leisten umfasst. Weiter kann auch auf den rechteckigen Rahmen verzichtet werden, womit der Wagen eine Grundplatte und in den Ecken jeweils eine senkrecht zur Platte orientierte Leiste umfasst. Dem Fachmann sind auch weitere mögliche Ausführungsformen für einen Wagen bekannt.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Schienenführung, wobei einer der Wagen Rollen und die erste Kühlbadbahn Schienen umfasst. Damit wird eine besonders einfache Führung der Wagen erreicht. Die Rollen können direkt am Wagen, zum Beispiel seitlich mit einer zur Grundplatte parallelen Drehachse montiert sein. In diesem Fall ist die Schiene vorzugsweise im Bereich einer Seitenwand respektive beider Seitenwände der Kühlbadbahn angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform kann die Schiene auch über dem Wagen, an einem Tragrahmen montiert sein, womit der Wagen hängend geführt ist. Vorzugsweise umfasst der Wagen vier Rollen, wobei deren Drehachsen parallel und in einer Ebene angeordnet sind. Besonders bevorzugt sind die Rollen direkt am Wagen gelagert. Es ist aber auch denkbar, dass der Wagen über Rollenböcke geführt ist.
In Varianten kann auf die Schiene auch verzichtet werden. Zum Beispiel kann der Wagen unterhalb der Grundplatte Rollen oder Räder umfassen, um diesen so in der Kühlbadbahn zu führen. Um den Wagen seitlich zu führen, können entsprechen seitlich am Wagen Rollen oder Räder montiert sein, welche eine zur Grundplatte senkrechte Drehachse aufweisen. Die Rollen können auch an oder in der Kühlbadbahn rotierbar gelagert sein, wobei der Wagen die Schiene umfasst. Die Rollen können insbesondere im letzteren Fall auch als Walzen ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Schienenführung über einem Kühlmittelniveau angeordnet. Damit wird eine besonders wartungsarme Schienenführung erreicht, insbesondere, da die Rollen, die Rollenlager und die Schienen nicht in direkten Kontakt mit dem Kühlmittel kommen, wodurch das Risiko einer Korrosion verringert werden kann. Weiter wird damit erreicht, dass, ohne das Kühlmittel aus der Kühlbadbahn abzulassen, gegebenenfalls Rollen ersetzt oder repariert werden können.
In Varianten kann die Schienenführung aber auch unterhalb des Kühlmittelniveaus, insbesondere im Bodenbereich der Kühlbadbahn oder ausserhalb der Kühlbadbahn angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Schienenführung auch an den Aussenseiten der Wände der Kühlbadbahn angeordnet sein. Bevorzugt weist mindestens eine der Rollen eine Nut als Schienenführung auf. Damit wird der Wagen quer zur Fahrtrichtung geführt. Vorzugsweise umfassen nur Rollen einer sich in Fahrtrichtung erstreckende Seite eine Nut, so dass ein Verkannten des Wagens verhindert werden kann. Die Nut in der respektive den Rollen einer Seite hat den Vorteil, dass geringe, quer zur Fahrtrichtung orientierte Schienendeformationen aufgenommen werden können.
In Varianten kann auf die Nut auch verzichtet werden. Die Führung des Wagens quer zur Fahrtrichtung kann auch mit zusätzlichen Rollen erreicht werden, welche eine vertikale Drehachse aufweisen und an den Innenseiten der Seitenwände aufliegen. Um gegebenenfalls Unebenheiten der Seitenwände aufnehmen zu können, können die Rollen federbeaufschlagt sein.
Ein Verfahren zum Kühlen von Körpern umfasst die folgenden Schritte: a. beladen eines zweiten Wagens mit einem Körper; b. absenken des zweiten Wagens an einem ersten Ende eines mit einem Kühlmittel befüllten Kühlbades; c. vorstossen des zweiten Wagens mittels eines Antriebs, wobei ein vor dem zweiten Wagen stehender erster Wagen antriebsfrei durch den zweiten Wagen vorgestossen wird; d. anheben des ersten Wagens bei einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Kühlbades; e. entladen des Körpers vom ersten Wagen; f. rückführen des ersten Wagens zum ersten Ende des Kühlbades; g. wiederholen der Schritte a) bis f). Dabei kann ein Wagen beladen respektive entladen werden, während der letzte Wagen vorgestossen wird. Dies bedingt allerdings, dass ein Wagen in der Kühlbadbahn unter den angehobenen Wagen geschoben werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform, bei einem Kühlbad mit zwei Kühlbadbahnen, durchläuft das Verfahren vorzugsweise die folgenden Schritte: a) beladen eines dritten Wagens mit einem Körper; b) absenken des dritten Wagens am ersten Ende einer ersten Kühlbadbahn des Kühlbades; c) vorstossen des dritten Wagens mittels des Antriebs, wobei ein vor dem dritten Wagen stehender zweiter Wagen antriebsfrei durch den dritten Wagen vorgestossen wird; d) anheben des zweiten Wagens bei einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende der ersten Kühlbadbahn; e) transferieren des zweiten Wagens zu einem ersten Ende einer parallel zur ersten Kühlbadbahn angeordneten zweiten Kühlbadbahn; f) absenken des zweiten Wagens am ersten Ende der zweiten Kühlbadbahn; g) vorstossen des zweiten Wagens mittels eines Antriebs der zweiten Kühlbadbahn, wobei ein vor dem zweiten Wagen stehender erster Wagen antriebsfrei durch den zweiten Wagen vorgestossen wird; h) anheben des ersten Wagens bei einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende der zweiten Kühlbadbahn; i) entladen des Körpers vom ersten Wagen; j) transferieren des ersten Wagens zum ersten Ende der ersten Kühlbadbahn; k) wiederholen der Schritte a) bis j).
Vorzugsweise werden die Schritte c) und g) synchron ausgeführt. Damit kann das Verfahren effizient gestaltet werden.
Dem Fachmann ist klar, dass die Schritte in den beiden obig erwähnten Verfahren prinzipiell, mit nachfolgenden Einschränkungen, unabhängig voneinander durchgeführt werden können:
Ein Wagen kann nur dann abgesenkt werden, wenn unter dem abzusenkenden Wagen kein weiterer Wagen liegt. Dies ist typischerweise dann der Fall, wenn die Kühlbadbahn neu mit Wagen besetzt wird oder wenn der zuletzt abgesenkte Wagen bereits vorgestossen wurde. In Bezug auf das bevorzugte Verfahren (mit den Schritten a) bis k)) kann ein Transfer eines Wagens von der Kühlbadbahn in die benachbarte Kühlbadbahn nur dann erfolgen, wenn der entsprechende Platz in der benachbarten Kühlbadbahn bereits frei ist, das heisst, wenn die Kühlbadbahn noch leer ist oder wenn der Wagen bereits vorgestossen worden ist. Besonders bevorzugt werden die Schritte b) und f); c) und g); d) und h), sowie e) und j) des bevorzugten Verfahrens paarweise synchron ausgeführt. Damit wird die Effizienz des Verfahrens weiter gesteigert.
Anderseits müssen diese Schritte nicht zwingend synchron ausgeführt sein, sondern können auch sequentiell erfolgen. Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen: Fig. 1 a - 1f eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Kühlen von Grünanoden im
Verfahren;
Fig. 2 eine Schrägansicht eines Schnittes durch die erste Kühlbadbahn im Bereich des Eintritts nach dem Beladen und Absenken eines Wagens; und
Fig. 3 eine Schrägansicht eines Schnittes durch die zweite Kühlbadbahn im
Bereich des Austritts nach dem Anheben des Wagens und während des Absaugens der Zapfenlöcher.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Wege zur Ausführung der Erfindung
Die Figur 1a zeigt eine Kühlvorrichtung mit einer ersten Kühlbadbahn 1 10 und einer parallel zur ersten Kühlbadbahn 1 10 angeordneten zweiten Kühlbadbahn 120 in einem Zustand vor dem Beladen der Kühlvorrichtung mit Grünanoden. Die beiden Kühlbadbahnen 1 10 und 120 sind im Wesentlichen identisch ausgebildet und weisen jeweils eine Tiefe von ca. 1 m und eine innere Breite von ca. 2 m auf. Die Kühlbadbahnen 1 10 und 120 haben in den Figuren 1 a bis 1f zwecks eines besseren Überblicks jeweils ein Fassungsvermögen für 6 Wagen 200 und damit eine Länge von ca. 6 m, wobei aber in eine Kühlbadbahn in der Praxis typischerweise deutlich mehr als 6 Wagen 200 fassen kann, vorzugsweise zwischen 20 und 40, zum Beispiel 32, womit die Länge einer Kühlbadbahn ungefähr 32 m betragen kann. Das Fassungsvermögen der Kühlbadbahnen 1 10, 120 wird den konkreten Anforderungen angepasst. Die Kühlbadbahnen 1 10, 120 umfassen jeweils oben auf den Seitenwänden eine Schiene 130 als Führung für die Wagen 200. Weiter umfasst die erste Kühlbadbahn 1 10 im Bereich des Eintritts zwei in Längsrichtung der Kühlbadbahn 1 10 orientierte und zueinander beabstandete Stosszylinder 600, 601 zum Vorstossen eines Wagens 200 um eine Wagenlänge. Die zweite Kühlbadbahn 120 umfasst im Bereich seines Eintritts, schräg gegenüber des Eintritts der ersten Kühlbadbahn 1 10, zwei entsprechende Stosszylinder 602, 603 zum Vorstossen eines Wagens 200 in die entgegen gesetzte Richtung. Beide Kühlbadbahnen 1 10, 120 sind mit Wasser als Kühlmittel befüllt und weisen einen Überlauf auf. Das Wasser strömt vom Austritt der zweiten Kühlbadbahn 120 hin zum Eintritt der ersten Kühlbadbahn 1 10, als bezüglich der Bewegung der Wagen 200 im Gegenstrom. Der Volumenstrom des Wassers beträgt höchstens 15 m3/h.
Die Wagen 200 sind in den Figuren 1 a bis 1f schematisch als Rechtecke mit vier Rollen, welche zweiseitig auf den Schienen 130 geführt sind, dargestellt. Damit sind die Wagen 200 entlang einer Längsrichtung in den Kühlbadbahnen 1 10, 120 verfahrbar. Die in einer der Kühlbadbahnen 1 10 oder 120 nebeneinander liegenden Wagen 200 stehen jeweils in Berührungskontakt zueinander. Wird ein erster Wagen 200 im Bereich des Eintritts einer Kühlbadbahn 1 10, 120 vorgestossen, so werden die vor dem ersten Wagen angeordneten Wagen 200 mitverfahren.
Die Kühlvorrichtung umfasst weiter zwei Transferstationen, welche einen Transfer eines Wagens 200 zwischen den beiden Kühlbadbahnen 1 10, 120 ermöglichen. Eine Transferstation umfasst dazu Transferschienen 330, 430 und auf den Transferschienen 330, 430 verfahrbar gelagerte Transferschlitten 320, 420 sowie einen in den Figuren 1 a bis 1f nicht ersichtlichen Lift zum Anheben der Wagen 200. Die Transferschienen 330 verlaufen quer zur Längsrichtung über die beiden Kühlbadbahnen 1 10, 120 in einer Höhe, welche ein Anheben der Wagen 200 aus der Kühlbadbahn 120 erlaubt und sind im Bereich des Eintritts der ersten Kühlbadbahn 1 10 und im Bereich des Austritts der zweiten Kühlbadbahn 120 angeordnet. Die Transferschienen 430 sind parallel zu den Transferschienen 330 an den entsprechend gegenüberliegenden Enden der Kühlbadbahnen 1 10, 120 in einer Höhe angeordnet, welche einen Transfer eines Wagens 200 von der ersten Kühlbadbahn 1 10 zur zweiten Kühlbadbahn 120 erlaubt. Die Schlitten 320, 420 sind über Rollen auf den Schienen 330 respektive 430 geführt, so dass die Schlitten 320, 420 quer zur Längsrichtung der Kühlbadbahn 1 10 respektive 120 verfahren werden kön nen. Die Schlitten 320, 420 sind jeweils über einen Lift mit einem Halterahmen zum Ergreifen eines Wagens 200 verbunden (siehe weiter unten).
Vor dem Eintritt der ersten Kühlbadbahn 1 10 ist eine Ladeplatte 1 1 1 bündig mit dem oberen Rand der Kühlbadbahn 1 10 angeordnet, auf welcher sich bereits eine Grünanode 1 befindet. Vor der Ladeplatte 1 1 1 ist eine Stossplatte 500 angeordnet, welche in Längsrichtung der Kühlbadbahn 1 10 so verschiebbar ist, dass die Grünanode 1 bei angehobenem Wagen 200 beim Eintritt der Kühlbadbahn 1 10 auf die Auflagefläche dieses Wagens gestossen werden kann. Hinter dem Austritt der zweiten Kühlbadbahn 120, das heisst neben der Ladeplatte 1 1 1 , ist ein Rollenförderer 800 zum Abführen der gekühlten Grünanoden 1 angeordnet. Dazu ist weiter eine zweite Stossplatte 501 an der zweiten Kühlbadbahn 120 so angeordnet, dass eine Grünanode mittels der Stossplatte 501 , entgegen der Stossrichtung der ersten Stossplatte 500, aus einem angehobenen Wagen 200 auf den Rollenförderer 800 gestossen werden kann. Nachfolgend wird das Verfahren zum Kühlen der Grünanoden kurz erläutert:
Zu Beginn sind in der ersten Kühlbadbahn 1 10 fünf und in der zweiten Kühlbadbahn 120 sechs Wagen 200 aufgenommen, wobei bei der ersten Kühlbadbahn 1 10 im Bereich des Austritts kein Wagen 200 ist. Der Wagen 200 im Bereich des Eintritts der ersten Kühlbadbahn 1 10 ist durch das Transfersystem angehoben, womit die sich auf der Ladeplatte 1 1 1 befindliche Grünanode 1 mittels der Stossplatte 500 auf die Auflage des Wagens 200 gestossen werden kann.
Die Figur 1 b entspricht im Wesentlichen der Figur 1 a, wobei nun die Grünanode 1 mittels der Stossplatte 500 von der Ladeplatte 1 1 1 auf die Auflage des Wagens 200 gestossen ist. Mittels des Lifts des Transfersystems wird nun der Wagen in dem Eintrittsbereich der ersten Kühlbadbahn 1 10 abgesenkt.
Die Figur 1 c entspricht im Wesentlichen der Figur 1 b, wobei die die Stosszylinder 600, 601 betätigt sind, wodurch der sich im Eintrittsbereich der ersten Kühlbadbahn 1 10 befindliche Wagen 200 um eine Wagenlänge vorgestossen wird. Damit werden auch die vier Wagen 200 vor dem besagten Wagen 200 vorgestossen, womit einer der Wagen 200 in den Bereich des Austritts der ersten Kühlbadbahn 1 10 geführt wird. Der zweite Transferschlitten 420 wird nun über diesen Wagen 200 geführt, worauf dieser erfasst und angehoben wird. Der erste Transferschlitten 320 wird gleichzeitig über den im Austrittsbereich der zweiten Kühlbadbahn 120 geführt, so dass der in diesem Bereich angeordnete Wagen 200 auch erfasst, angehoben und über die erste Kühlbadbahn 1 10 geführt werden kann.
Im Zustand der Kühlvorrichtung gemäss Figur 1 d ist der Wagen 200 im Bereich des Eintritts der zweiten Kühlbadbahn 120 bereits mittels der Stosszylinder 602, 603 vorgestossen und auf der Ladeplatte 1 1 1 steht bereits die nächste Grünanode 2 bereit zum Beladen eines nächsten Wagens 200. In einem nächsten Schritt wird nun der im Austrittsbereich der ersten Kühlbadbahn 1 10 befindliche Wagen 200 mittels des Transferschlittens 420 in den Eintrittsbereich der zweiten Kühlbadbahn 120 überführt und die Grünanode 2 wird mittels der Stossplatte 500 auf den Wagen 200 im Eintrittsbereich der ersten Kühlbadbahn 1 10 gestossen. Dieser Zustand ist durch die Figur 1 e wiedergegeben. In einem nächsten Schritt würde nun der Wagen 200 mit der Grünanode 2 in der Kühlbadbahn 1 10 vorgestossen, womit sich die Schritte wiederholen.
Die Figur 1f zeigt nun die Kühlvorrichtung nach dem Beladen mit Grünanoden 1 bis 13. Nachdem nämlich durch das obig beschriebene Verfahren der Wagen 200 mit der Grünanode 1 den Austrittsbereich der zweiten Kühlbadbahn 120 erreicht hat, wird der Wagen mittels eines Lifts des Transferschlittens 320 angehoben und Zapfenlöcher der Grünanode 1 werden über Saugrohre leer gesaugt (siehe unten). Schliesslich wird die Grünanode 1 mittels der zweiten Stossplatte 501 aus dem Wagen 200 hinaus auf den Rollenförderer 800 geführt, welcher die Grünanode 1 weiter, zum Beispiel zum Brennraum befördert.
In den nachfolgenden Figuren 1 und 2 sind Details der Transfereinrichtung beschrieben.
Die Figur 2 zeigt eine Schrägansicht eines Schnittes durch die erste Kühlbadbahn 1 10 im Bereich des Eintritts nach dem Beladen und Absenken eines Wagens 200, wobei der Lift 310 teilweise wieder hochgefahren ist. Das Transfersystem umfasst zwei Transferschienen 330, welche quer zur Kühlbadbahn 1 10, parallel angeordnet sind. Auf den Schienen ist ein Transferschlitten 320 verfahrbar gelagert, welcher zwischen den beiden Kühlbadbahnen 1 10, 120 verfahren werden kann. Am Transferschlitten 320 ist ein Lift 310 montiert, welcher als Hubzylinder ausgebildet ist. Am unteren Ende des Lifts 310 ist ein Halterahmen 31 1 angebracht, welcher eine randständig mit jeweils einer Querleiste verbundene Leiste umfasst. Die Querleisten umfassen an deren Unterseite randständig jeweils ein Bufferelement, welches einerseits als Dämpfer und anderseits als Distanzhalter fungiert. Mittig und unterhalb der Querleisten ist zudem jeweils ein Twistlock-Verschlussteil 312 angebracht, welches ein um eine vertikale Achse drehbar gelagertes T-Stück umfasst, welches in einer Öffnung der Twistlock-Adapterplatte 240 des Wagens 200 verrasten kann (siehe unten).
Der Wagen 200 umfasst eine Grundplatte 210 zur Aufnahme einer Grünanode 1 sowie einen quaderförmigen Rahmen 220, welcher mit der Grundplatte 210 verbunden ist und obere Leisten umfasst, welche in Fahrtrichtung ausgerichtet sind. Die eine Leiste umfasst zwei in Längsrichtung beabstandete rotierbare Rollen 230 mit quer zur Längsrichtung orientierten Rotationsachsen, welche eine Nut zur axialen Führung auf der Schiene 130 aufweisen. Die Rollen 231 der zweiten Leiste umfassen keine Nut, so dass bei Abstandsänderungen der Schienen kein Verklemmen des Wagens 200 riskiert werden muss. Mittig an denselben Leisten umfasst der Wagen 200 nach innen ragende Twistlock- Adapterplatten 240, welche eine Öffnung für die Twistlock-Verschlussteile 312 des Halterahmens 31 1 umfassen. Mittels der gestrichelten Linien ist angedeutet, dass die Twistlock-Verschlussteile 312 beim Absenken des Halterahmens 31 1 durch den Lift 310 passgenau in die Öffnungen der Twistlock-Adapterplatten 240 geführt werden. Anschliessend werden die Twistlock-Verschlussteile 312 um einen Winkel von 90° um die vertikale Achse verdreht, so dass das T-Stück verrastet und der Wagen 200 am Halterahmen 31 1 fixiert ist. Bevorzugt handelt es sich dabei um ein dem Fachmann bekanntes automatisches Twistioc k-System.
Das Transfersystem beim Austritt der ersten Kühlbadbahn 1 10 respektive beim Eintritt der zweiten Kühlbadbahn 120 ist identisch aufgebaut und wird daher nicht nochmals beschrieben.
Die Figur 3 zeigt eine Schrägansicht eines Schnittes durch die zweite Kühlbadbahn 120 im Bereich des Austritts nach dem Anheben des Wagens 200 und während des Absaugens der Zapfenlöcher, insbesondere nach Abschluss des Kühlvorgangs.
Das Transfersystem ist dabei dasselbe wie das oben, unter Figur 2 beschriebene. Der Wagen 200 ist mittels des Twistlock-Systems, insbesondere mittels der Twistlock- Verschlussteile 312 und der Twistlock-Adapterplatten 240 am Halterahmen 31 1 gehalten. Dabei ist insbesondere ersichtlich, dass in diesem Zustand prinzipiell ein weiterer Wagen 200 unter den angehobenen Wagen 200 gefahren werden könnte, so dass das Verfahren effizienter gestaltet werden kann. Nach erfolgter Kühlung der Grünanode 1 sind die Zapfenlöcher der Grünanode 1 typischerweise noch mit Wasser gefüllt. Bevor die Grünanode 1 dem Rollenförderer 800 übergeben wird, werden diese Zapfenlöcher noch mittels einer Saugvorrichtung 700 leer gesaugt. Diese umfasst ein quer zur Längsrichtung der Kühlbadbahn 120 orientiertes Hauptrohr mit gewinkelten Röhrchen, welche bei einer Verdrehung des Hauptrohrs um dessen Rotationsachse in die Zapfenlöcher eingeschwenkt werden können. Das Hauptrohr wird im Betrieb mit Vakuum beaufschlagt.
Nachdem die Zapfenlöcher leer gesaugt sind wird die Saugvorrichtung entfernt, respektive weggeschwenkt, und die gekühlte Grünanode 1 wird mittels der Stossplatte 501 auf den hier nicht dargestellten Rollenförderer 800 gestossen.
Die Eingangstemperatur des Wassers im Eintrittsbereich der zweiten Kühlbadbahn 120 beträgt ungefähr 30°C und die Austrittstemperatur im Eintrittsbereich der ersten Kühlbadbahn 1 10 beträgt ungefähr 70°C. Das austretende Kühlwasser kann zur Temperierung vom einfliessenden Kühlwasser verwendet werden (Wärmetauscher oder dergleichen). Die Verweilzeit der Grünanoden im Kühlsystem beträgt ungefähr 2 Stunden (bei einer Masse zwischen 800 und 1500 kg pro Anode und bei einem Kühlsystem mit einer Kapazität von 64 Wagen 200).
Das Verfahren zum Kühlen der Grünanoden kann auch mit weniger Wagen durchgeführt werden. Vorzugsweise umfassen die beiden Bahnen jeweils mindestens entsprechend der Kapazität, z. B. bei einer Kapazität von 32 Wagen, mindestens Kapazität minus 1 Wagen 200, in diesem Fall also 31 Wagen. Damit wird in jedem Fall gewährleistet, dass durch das Vorstossen eines Wagens 200 im Eintrittsbereich einer Kühlbadbahn 1 10 oder 120 mittels der Stosszylinder 600, 601 oder 602, 603 ein Wagen 200 in den Bereich des Austritts der Kühlbadbahn 1 10 oder 120 vorgestossen werden kann. Falls weniger Wagen vorgesehen sind, müssten die Stosszylinder entsprechend länger ausgeführt sein.
Die Stosszylinder, der Lift und die Stossplatten umfassen vorzugsweise einen oder mehrere Hydraulikzylinder, wobei aber auch andere Antriebsmittel wie zum Beispiel ein Pneumatikzylinder, ein Zahnstangengetriebe oder dergleichen vorgesehen sein kann. Die Transferschlitten 320, 420 umfassen jeweils einen Antrieb. Dieser kann als Seilzug, Elektromotor, Hydraulik- oder Pneumatikzylinder oder in sonstiger dem Fachmann bekannter Weise ausgebildet sein.
Statt des Twistlock-Systems können auch beliebig andere Verschlusssysteme vorgesehen sein. Zum Beispiel könnten auch zwei L-förmige gegenüberliegende Halteelemente jeweils eine Leiste des Rahmens 220 hintergreifen. Dem Fachmann ist klar, dass die vorliegend beschriebene Kühlvorrichtung nicht nur für die Kühlung von Grünanoden eingesetzt werden kann. Vielmehr kann diese Vorrichtung für nahezu beliebige zu kühlende Körper eingesetzt werden, wobei die Vorrichtung der Grösse der zu kühlenden Körper entsprechend angepasst wird. Insbesondere kann die Grösse der Vorrichtung mühelos, ohne die der Erfindung zu Grunde liegende Idee zu verlassen, verdoppelt, verdreifacht etc., aber auch halbiert, gedrittelt etc. werden. Lediglich als Beispiel sei hier angemerkt, dass die Vorrichtung auch zum Kühlen, Einfärben, Reinigen, chemischen Behandeln von Teilen wie zum Beispiel einer Carrosserie eines Autos und dergleichen eingesetzt werden kann.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass erfindungsgemäss eine Vorrichtung und ein Verfahren geschaffen werden, mittels welchen in besonders effizienter und ökonomischer Weise heisse Formkörper gekühlt werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Kühlen von Körpern ( 1 - 13), insbesondere von weichen Formkörpern wie Grünanoden, umfassend: a) mindestens einen ersten und einen zweiten Wagen (200) zur Aufnahme eines der Körper (1 - 13); b) ein Kühlbad, umfassend eine erste Kühlbadbahn ( 1 10) mit einem Kühlmittel, in welchem die beiden Wagen (200) aufnehmbar und verfahrbar sind; wobei c) die erste Kühlbadbahn ( 1 10) an einem ersten Ende einen Eintritt und an einem dem ersten Ende gegenüberliegendem zweiten Ende einen Austritt für die Wagen (200) aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass d) der im Bereich des Eintritts in der ersten Kühlbadbahn ( 1 10) angeordnete zweite Wagen (200) mittels eines Antriebs (600, 601 ) so verfahrbar ist, dass der erste Wagen (200) antriebsfrei durch den zweiten Wagen (200) in Richtung des Austritts der ersten Kühlbadbahn (1 10) vorgestossen werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kühlbadbahn (1 10) im Bereich des Eintritts einen Lift (310) zum Absenken und im Bereich des Austritts einen Lift zum Anheben eines der Wagen (200) umfasst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlbad eine zweite Kühlbadbahn (120) umfasst, welche insbesondere parallel neben der ersten Kühlbadbahn ( 1 10) angeordnet ist und einen Eintritt für einen Wagen (200) umfasst, welcher zum Austritt der ersten Kühlbadbahn (1 10) benachbart ist, und einen Austritt für einen Wagen (200) umfasst, welcher dem Eintritt der ersten Kühlbadbahn ( 1 10) benachbart ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Transferstationen umfasst, wobei die erste Transferstation beim Austritt der zweiten Kühlbadbahn ( 120) und dem Eintritt der ersten Kühlbadbahn ( 1 10) und die zweite Transferstation beim Austritt der ersten Kühlbadbahn (1 10) und dem Eintritt der zweiten Kühlbadbahn (120) angeordnet ist und wobei mittels der Transferstation einer der Wagen (200) von einem Austritt einer Kühlbadbahn (1 10, 120) zum Eintritt der benachbarten Kühlbadbahn (120, 1 10) überführbar ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferstation den Lift (310) umfasst.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Antriebs (600 - 603) einer der Wagen (200) um eine Wagenlänge verfahrbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (600 - 603) mindestens einen Hydraulikzylinder oder Pneumatikzylinder umfasst.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel entgegen einer Bewegungsrichtung der Wagen (200) förderbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Saugvorrichtung (700) zum Absaugen von Kühlmittel, insbesondere zum Absaugen von Kühlmittel aus Zapfenlöchern des Körpers (1 - 13), umfasst.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schieneführung umfasst, wobei einer der Wagen (200) Rollen (230, 231 ) und die erste Kühlbadbahn Schienen ( 130) umfasst.
1 1. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienenführung über einem Kühlmittelniveau angeordnet ist.
12. Verfahren zum Kühlen von Körpern (1 - 13), insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten: a) beladen eines zweiten Wagens (200) mit einem Körper ( 1 - 13); b) absenken des zweiten Wagens (200) an einem ersten Ende eines mit einem Kühlmittel befüllten Kühlbades; c) vorstossen des zweiten Wagens (200) mittels eines Antriebs (600 - 603), wobei ein vor dem zweiten Wagen (200) stehender erster Wagen (200) antriebsfrei durch den zweiten Wagen (200) vorgestossen wird; d) anheben des ersten Wagens (200) bei einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Kühlbades; e) entladen des Körpers (1 - 13) vom ersten Wagen (200); f) rückführen des ersten Wagens (200) zum ersten Ende des Kühlbades; g) wiederholen der Schritte a) bis f).
13. Verfahren nach Anspruch 12, umfassend die folgenden Schritte: a) beladen eines dritten Wagens (200) mit einem Körper ( 1 - 13); b) absenken des dritten Wagens (200) am ersten Ende einer ersten Kühlbadbahn ( 1 10) des Kühlbades; c) vorstossen des dritten Wagens (200) mittels des Antriebs (600, 601 ), wobei ein vor dem dritten Wagen (200) stehender zweiter Wagen (200) antriebsfrei durch den dritten Wagen (200) vorgestossen wird; d) anheben des zweiten Wagens (200) bei einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende der ersten Kühlbadbahn (1 10); e) transferieren des zweiten Wagens (200) zu einem ersten Ende einer parallel zur ersten Kühlbadbahn (1 10) angeordneten zweiten Kühlbadbahn (120); f) absenken des zweiten Wagens (200) am ersten Ende der zweiten Kühlbadbahn (120); g) vorstossen des zweiten Wagens (200) mittels eines Antriebs (602, 603) der zweiten Kühlbadbahn ( 120), wobei ein vor dem zweiten Wagen (200) stehender erster Wagen (200) antriebsfrei durch den zweiten Wagen (200) vorgestossen wird; h) anheben des ersten Wagens (200) bei einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende der zweiten Kühlbadbahn (120); i) entladen des Körpers ( 1 - 13) vom ersten Wagen (200); j) transferieren des ersten Wagens (200) zum ersten Ende der ersten Kühlbadbahn ( 1 10); k) wiederholen der Schritte a) bis j).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte c) und g) synchron ausgeführt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verweilzeit eines Körpers ( 1 - 13) im Kühlbad zwischen 1 und 6 Stunden, vorzugsweise zwischen 2 und 3 Stunden beträgt.
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