DE1000036B - Device for cooling swirled solids - Google Patents
Device for cooling swirled solidsInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Diese Erfindung bezieht sich auf einen Kühler für feinkörnige, heiß verwirbelbare feste Stoffe und insbesondere auf eine Vorrichtung, die das Kühlen solcher Stoffe vornimmt, während sie sich in verwirbeltem Zustand befinden.This invention relates to a cooler for fine grain hot fluid solids, and more particularly to a device that cools such substances while they are in a vortex State.
Es wurde bereits eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art vorgeschlagen, in der heißes, pulverförmiges Gut in einen länglichen Kanal gegeben wird, dem ein einstellbarer Luftstrom durch eine durchlässige Wand zugeführt wird, die am Boden des Kanals verläuft, um d'as Gut beim Durchgang zu verwirbeln, so daß d'as fließbar gemachte Gut darin ein Bett bildet, welches ununterbrochen vom Einlaß- zum Auslaßende fließt. Während das Gut sich in der genannten Vorrichtung waagerecht bewegt, umfließt es eine Anzahl von Kühlorganen, die sich im Bett befinden, so daß die Hitze des Gutes an ein durch die Kühlorgane strömendes Kühlmittel abgegeben wird und nutzbar gemacht werden, kann, z. B. in Form von Dampf.A device of the type described above has already been proposed in which hot, powdery material is given into an elongated channel, which an adjustable air flow through a a permeable wall that runs along the bottom of the canal is fed to swirl the material as it passes through, so that the material made flowable forms a bed in it, which is uninterrupted from the inlet to the Outlet end flows. While the material moves horizontally in the device mentioned, it flows around a number of cooling elements that are located in the bed, so that the heat of the goods is passed through the Cooling organs flowing coolant is released and made usable, z. B. in the form of Steam.
Während die genannte Vorrichtung im allgemeinen zufriedenstellend arbeitet, ist ihre Kühlwirkung je Längeneinheit bei weitem nicht befriedigend, und es ergeben sich beim Gebrauch durch die Neigung der Seitenwände des Durchgangskanals, sich unter dem Einfluß des Temperaturwecbsel's zwischen Ein- und Auslaßende des Durchganges zu beulen, eine große Anzahl von Schwierigkeiten.While said device generally works satisfactorily, its cooling effect is variable Unit of length is far from satisfactory, and it results in use by the inclination of the Side walls of the passage channel, under the influence of the temperature change between inlet and Buckling the outlet end of the passageway poses a great number of difficulties.
Die Erfindung ergibt nun eine verbesserte Ausbildung für solche Vorrichtung, bei welcher die Kühlleistung eines Kühlkanals gegebener Länge stark verbessert wird, während gleichzeitig die vorher mit dem Ausbeulen der Seitenwände verbundenen Schwierigkeiten vollkommen beseitigt sind.The invention now results in an improved design for such a device in which the cooling capacity a cooling channel of given length is greatly improved, while at the same time the previously with the difficulties associated with buckling the side walls are completely eliminated.
Eine weitere Eigenschaft der sich auf die Erfindung beziehenden Vorrichtung ist, daß eine gleichmäßige Kühlwirkung auf das behandelte Gut erzielt wird mit entsprechenden wärmewirtschaftlichen Vorteilen und in der Regelung des Arbeitsvorganges. Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich aus der weiteren Beschreibung ergeben.Another property of the device related to the invention is that a uniform Cooling effect on the treated material is achieved with corresponding advantages in terms of heat and economy in the regulation of the work process. Other features and advantages of the invention will appear from US Pat further description.
Der Erfindung entsprechend sind die als Kühlelemente ausgeformten Kühlorgane waagerecht angeordnet und erstrecken sich zwischen senkrechten Verteilerrohren von einer Seite des Kühlkanals zur anderen. Diese senkrechten Verteilerrohre sind eng nebeneinander über die Länge des Kanals angeordnet, um eine durchgehende Wand zu bilden, wobei die entsprechenden Verteilerrohre auf beiden Seiten zwischen sich eine Anzahl gleich weit voneinander entfernter, waagerecht verlaufender rohrförmiger Kühlelemente aufweisen, so daß jedes dieser Verteilerrohrpaare und die entsprechenden Kühlelemente die Form einer Leiter haben. Die Anordnung der Kühlelemente inAccording to the invention, the cooling elements formed as cooling elements are arranged horizontally and extend between vertical manifolds from one side of the cooling duct to others. These vertical distribution pipes are arranged close together along the length of the duct, to form a continuous wall, with the corresponding distribution pipes on both sides between a number of equally spaced, horizontally extending tubular cooling elements have, so that each of these pairs of manifolds and the corresponding cooling elements take the form of a Have ladder. The arrangement of the cooling elements in
Vorrichtung zum Kühlen verwirbelt er
FestkörperHe swirls the device for cooling
Solid
Anmelder:Applicant:
Aluminium Laboratories Limited,
Montreal, Quebec (Kanada)Aluminum Laboratories Limited,
Montreal, Quebec (Canada)
Vertreter: Dipl.-Ing. A. Maxton, Patentanwalt,
Köln, Bismarckstr. 31Representative: Dipl.-Ing. A. Maxton, patent attorney,
Cologne, Bismarckstr. 31
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. Mai 1952Claimed priority:
V. St. v. America May 26, 1952
Robert Ashton Bayard, Montreal, Quebec (Kanada)
ist als Erfinder genannt wordenRobert Ashton Bayard, Montreal, Quebec (Canada)
has been named as the inventor
aufeinanderfolgenden Leitern ist vorzugsweise so·, daß die Kühlelemente in jeder Leiter sich in verschiedener Höhe befinden gegenüber den Kühlelementen der nächsten Leiter auf jeder Seite. Durch diese Konstruktion können die Kühlelemente sehr dicht aneinandergesetzt werden, um dem Gut einen Höchstwert an Wärmemenge innerhalb eines geringsten Raumes zu entziehen, ohne daß die eigentliche Fließbarkeit des Gutes wesentlich beeinflußt würde.successive ladders is preferably so · that the cooling elements in each ladder are in different Height are opposite the cooling elements of the next ladder on each side. Through this construction the cooling elements can be placed very close to one another in order to maximize the value of the goods to withdraw the amount of heat within a minimal space without affecting the actual flowability of the Good would be significantly influenced.
Damit das Gut gleichmäßig gekühlt wird, ist eine Anzahl von Unter- und Überfließ stauwänden im Abstand voneinander und hintereinander über die Länge des Kanals angebracht. Diese Stauwände werden zwischen einem Paar gegenüberliegender Verteilerrohre einfach durch Erhöhung der Anzahl der Kühlelemente zwischen den beiden Verteilerrohren bis zu einem Ausmaß gebildet, daß sehr wenig oder kein Gut zwischen ihnen hindürchfließen kann.To ensure that the goods are evenly cooled, there are a number of underflow and overflow retaining walls at a distance attached to each other and one behind the other along the length of the duct. These bulkheads will be between a pair of opposing manifolds simply by increasing the number of cooling elements formed between the two manifolds to the extent that very little or no Can flow well between them.
Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung sind vorzugsweise die Leitern in Gruppen angeordnet, wobei die oberen Enden einer Gruppe von Verteilerrohren in einem waagerechten Sammelrohr in seiner Mitte den jeweiligen Verhältnissen entsprechend eine Verbindung entweder zur vorhergehenden oder zur folgenden Gruppe auf der gleichen Seite des Kanals haben, so daß der Fluß der Kühlflüssigkeit zunächst durch ein Sammelrohr am Auslaufende des Kanals geht, dann hinunter durch die an dieses angeschlossenen Verteilerrohre, weiter quer durch die waagerecht verlaufenden Kühlelemente, anschließend durch die Verteilerrohre auf der gegen-According to a further feature of the invention, the ladders are preferably arranged in groups, the upper ends of a group of manifolds in a horizontal manifold in its center a connection either to the previous one, depending on the respective circumstances or have to the following group on the same side of the channel, so that the flow of the cooling liquid first goes through a collecting pipe at the outlet end of the channel, then down through the this connected manifold, further across the horizontally running cooling elements, then through the distribution pipes on the opposite
überliegenden Seite hinauf und in das angeschlossene Sammelrohr sowie von. diesem in das Sammelrohr der in Durchtritts richtung1 des Gutes unmittelbar vorhergehenden Gruppe von Verteiler rohren übertritt, die mit diesem Sammelrohr verbunden sind., dann hinunter in die Verteilerrohre, quer durch die waagerechten Kühlelemente und so fort, bis das erwärmte Kühlmittel schließlich von einem Sammelrohr abgeführt wird, dessen Gruppe an die Einlaufseite des Apparates angrenzt. Jede Gruppe von Verteiler rohren kann dabei entweder eine Unterstrom- oder Überstromstauwand enthalten, die in der bereits beschriebenen Weise konstruiert sind.overlying side and into the connected manifold as well as from. this into the header of the immediately preceding group of manifold pipes in the passage direction 1 of the goods, which are connected to this manifold., then down into the manifold, across the horizontal cooling elements and so on, until the heated coolant finally from a manifold is discharged, the group of which is adjacent to the inlet side of the apparatus. Each group of distribution pipes can contain either an undercurrent or an overcurrent retaining wall, which are constructed in the manner already described.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung und ihre Konstruktion wird durch die folgende, ins einzelne gehende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert, worin eine vorzugsweise Darstellung der Vorrichtung beschrieben ist, die sich besonders zum Kühlen von heißer, kalzinierter Tonerde eignet.The device according to the invention and its construction is detailed by the following detailed description in conjunction with the drawings, wherein a preferred representation of the device is described, which is particularly useful for cooling hot, calcined alumina suitable.
2020th
In den Zeichnungen ist inIn the drawings, in
Fig. ι eine Draufsicht auf eine der Erfindung entsprechende Vorrichtung, teilweise aufgebrochen, wiedergegeben, um den inneren Aufbau zu zeigen, inFig. Ι a plan view of a corresponding to the invention Device, partially broken away to show internal structure, shown in FIG
Fig. 2 eine Seitenansicht der in Abb1. 1 gezeigten Vorrichtung, ebenfalls teilweise aufgebrochen, dargestellt, inFig. 2 is a side view of the in figure 1. 1, also partially broken away, shown in
Fig. 3 eine Vorderansicht, die zeigt, wie eine Stauwand von Kühlelementen gebildet werden kann; sie zeigt auch eine vorzugsweise Anordnung von »Kühlleitern« aus röhrenförmigen Teilen, wie in Pfeilrichtung auf Linie 3-3 (Abb. 1) sichtbar, und3 is a front view showing how a retaining wall can be formed from cooling elements; she also shows a preferred arrangement of "cooling conductors" made of tubular parts, as in the direction of the arrow visible on line 3-3 (Fig. 1), and
Fig. 4 einen vergrößerten Aufriß des Austrittsendes der in Abb. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung, wieder teilweise aufgebrochen.Figure 4 is an enlarged elevational view of the exit end of the device shown in Figures 1 and 2, again partially broken up.
Der Kühler gemäß der Erfindung besteht aus einem länglichen trogförmigen Kanal 10 aus Blech und ist, wie bei 11 gezeigt, wärmeisoliert. Der obere· Teil des Kanals ist seitlich ausladend und bildet dadurch den etwas vergrößerten Raum 12 an der Oberseite des Kanals. Das zu kühlende Gut wird durch den Be-schickungsstutzen 13 in den Beschickungsbehälter 14 gegeben, der einen abgeschrägten Boden 15 hat, während das Gut aus der Vorrichtung durch die Auslaßöffnung 16 überläuft und dabei durch den Auslaßstutzen 17 hinunterfließt. Eine kleine, zusätzliche Menge des Gutes verläßt die Vorrichtung durch den Hilfsauslaßstutzen 18, der dicht über dem Boden am Auslaßende des Kanals angeordnet ist. Der Boden des Kanals 10 besteht aus einer durchlässigen Fläche 19, die einen Aufwärtsfluß eines Verwirbelungsmittels durchtreten lassen kann. Die Fläche 19 kann durch ein Sieb odler eine gelochte Platte gebildet werden, besteht aber vorzugsweise aus zwei Sieben oder gelochten Platten mit einer Zwischenlage von Asbesttuch. Es wurde gefunden, daß gleichmäßigere Verwirbelungsbedingungen im Kanal erhalten werden, wenn die Fläche 19 dem Luftdurchgang einen bestimmten Widerstand entgegensetzt.The cooler according to the invention consists of an elongated trough-shaped channel 10 made of sheet metal and is, as shown at 11, thermally insulated. The upper part of the Channel is laterally projecting and thereby forms the somewhat enlarged space 12 at the top of the Canal. The goods to be cooled are fed through the charging spout 13 placed in the feed container 14, which has a sloping bottom 15, while the material overflows from the device through the outlet opening 16 and thereby through the outlet connection 17 flows down. A small, additional amount of the material leaves the device through the Auxiliary outlet port 18 located just above the floor at the outlet end of the channel. The bottom of the Channel 10 consists of a permeable surface 19, which can pass an upward flow of a swirling agent. The surface 19 can by a Sieve or a perforated plate can be formed but preferably from two sieves or perforated plates with an intermediate layer of asbestos cloth. It has been found that more uniform turbulence conditions in the channel are obtained when the surface 19 opposes a certain resistance to the passage of air.
Unter der durchlässigen Fläche 19 ist eine Luftkammer 20 angeordnet, die durch drei Stutzen 21, 22, 23 über einen Verteiler 24 mit Luft oder einem anderen die Verwirbelung bewirkenden Mittel versorgt wird. Das Mittel wird an der Oberseite des Kanals an den Seitenwänden durch Stutzen 25 abgeführt, die es an Sa,mmelrohreweitergeben(26un.d27), die an beiden Oberkanten des Kanals in Längsrichtung verlaufen, und wird schließlich durch das Rohr abgeleitet, wobei es sich mit dem Strom verbrauchten Mittels aus dem Sammelrohr 27 über die Verbindungsrohre 29 verbindet. Die Sammelrohre 26 und 27 sind auf jeder Seite des Kanals von Konsolen 30 und 31 getragen. Zweckmäßigerweise ist der ganze Kanal durch eine Anzahl Stützen 32 und 33 über dem Fußboden getragen, um dem Verteiler 24 Raum zu schaffen. Auf jeder Seite der Verwirbelungskammer sind an den beiden Längsseiten des Kanals 10 zwei Reihen von senkrechten Verteilerrohren 34 dergestalt angeordnet, daß sie eine Wand bilden. Sie werden mit den gegenüberliegenden Verteilerrohren durch eine Anzahl waagerecht verlaufender Kühlelemente 35 verbunden, die gleichen Abstand voneinander haben und so eine leiterähnliche Anordnung bilden. In benachbarten Leitern liegen die Kühlelemente in verschiediener Höhe, SO' daß die Kühlelemente über die Länge des Kanals, der von den Verteilerrohren 34 gebildet wird, in der Höhe versetzt angeordnet sind. Diese Leitern sind zu Gruppen, zusammengefaßt, die an ihren oberen Enden durch Sammelrohre 36 und 37 für jede Gruppe verbunden werden. Innerhalb jeder auf diese Weise verbundenen Gruppe ist entweder eine Überstrom- 38 oder eine Unterströmstauwand 39 angeordnet, und zwar durch Erhöhen der Anzahl der Kühlelemente in einer der Leitern über einen Teil der Höhe derselben und bis zu einem Grade, daß kein Gut zwischen, diesen aneinander anliegenden Kühlelementen durchfließen kann. Jede dieser Leitergruppen, die an die Sammelrohre 36 und 37 angeschlossen sind, kann von der Vorrichtung unabhängig entfernt werden, wobei für diesen Zweck eine Anzahl Deckel 40 an der Oberseite des Kühlkanals vorgesehen ist. Die Sammelrohre 36 sind durch die Verbindungsrohre 41 paarweise verbunden, während die Sammelrohre 37 von ihrer Mitte aus durch die Verbindungsrohre 42 verbunden sind, wobei die Verbindungen zwischen den Sammelrohren derart ausgebildet sind, daß das Kühlmittel, das die Oberseite einer Leitergruppe verläßt, durch ein Verbindungsrohr 41 in die nächsten Sammelrohre 36 und hinunter durch die Verteilerrohre 34 dieser Leitergruppe zufließen wird, quer durch die Kühleleniente 35 zu den angeschlossenen Verteilerrohren 34, aufwärts in das angeschlossene Sammelrohr 37, durch das angeschlossene VerbindungstOhr 42, hinab in das nächste Sammelrohr 37 und so fort über die Länge des Kanals hin, und zwar vom Auslaßende der Vorrichtung, wo das Kühlmittel in der Vorrichtung durch das Rohr 43 eintritt, bis zum Einlaßende der Vorrichtung, wo das Kühlmittel durch das Austrittsrohr 44 abgeführt wird.Under the permeable surface 19 is an air chamber 20 arranged by three nozzles 21, 22, 23 via a manifold 24 with air or a other swirling agent is supplied. The agent is at the top of the Channel on the side walls through nozzles 25, which pass it on to Sa, mmelrohre (26un.d27), which run lengthways on both upper edges of the channel, and will eventually go through the pipe derived, it being with the current consumed agent from the collecting pipe 27 via the connecting pipes 29 connects. The headers 26 and 27 are on either side of the channel from consoles 30 and 31 worn. Conveniently the whole channel is above the floor by a number of supports 32 and 33 worn to create space for the distributor 24. On each side of the swirl chamber are on the two long sides of the channel 10 two rows of vertical distribution pipes 34 of this type arranged that they form a wall. They are connected to the opposite distribution pipes through a Number of horizontally extending cooling elements 35 connected, have the same distance from each other and thus form a ladder-like arrangement. In neighboring Ladders are the cooling elements at different heights, SO 'that the cooling elements over the length of the channel formed by the distribution pipes 34 are arranged offset in height. These Ladders are grouped together, which at their upper ends by manifolds 36 and 37 for each group to be connected. Within each group connected in this way there is either one Overflow 38 or an underflow dam wall 39 arranged by increasing the number of Cooling elements in one of the ladders over part of the height of the same and to a degree that no good between, these adjacent cooling elements can flow through. Each of these leader groups that are connected to the manifolds 36 and 37 can be removed independently from the device, for this purpose a number of covers 40 are provided on the top of the cooling channel. the Header pipes 36 are connected in pairs by the connecting pipes 41, while the header pipes 37 are connected from their center by the connecting pipes 42, the connections between the Manifolds are designed in such a way that the coolant leaving the top of a group of conductors through a connecting pipe 41 into the next headers 36 and down through the manifolds 34 this group of conductors will flow across the cooling element 35 to the connected Manifolds 34, up into the attached manifold 37, through the attached connecting tube 42, down into the next manifold 37 and so on over the length of the channel, namely from the outlet end of the device where the coolant enters the device through tube 43 to to the inlet end of the device where the coolant is discharged through outlet tube 44.
Beim Arbeitsvorgang fließt das Gut, das in den Füllbehälter 14 durch den Füllstutzen 13 hineingegeben wird, durch die Schwerkraft unter der Unterströmstauwand 39^ am Eintrittsende des Kanals in den Teil des Innenraumes über der durchlässigen Fläche 19. Das Gut wird dann durch die durch die durchlässige Fläche aufsteigenden Gase verwirbelt und füllt das Innere das Kanals an, bis es in die Auslaßöffnung 16 überfließt, wobei der Stand des Gutes im Kanal im wesentlichen gleichbleibt, und dieses weiterhin in einem Maße in den Auslaßstutzen überfließt, indem es in den Füllbehälter 14 durch den Füllstutzen 13 gegeben wird. Beim Fließen entlang dem Kanal wird das Gut durch die Unterströmstauwände 39 und die Überströmstauwände 38 gezwungen, einen gewundenen Weg zu nehmen, der durch den Pfeil in Fig. 2 angedeutet ist, so daß jedes Einzelteilchen bei seinem Durchgang durch den Kanal einer sehr hohen Küblwirkung ausgesetzt und weiterhin die Gleichförmigkeit der Kühlung jedes durch die Vorrichtung strömenden Teilchens gewährleistet ist.During the work process, the material that has been put into the filling container 14 through the filling nozzle 13 flows is, by gravity under the underflow dam wall 39 ^ at the inlet end of the channel in the part of the interior above the permeable surface 19. The good is then through the permeable surface swirls the rising gases and fills the interior of the channel until it reaches the outlet opening 16 overflows, the level of the goods in the channel essentially remaining the same, and this continues to overflow to an extent in the outlet port by being in the filling container 14 through the Filler neck 13 is given. When flowing along the canal, the material is passed through the undercurrent retaining walls 39 and the overflow baffles 38 are forced to take a winding path that goes through the Arrow in Fig. 2 is indicated, so that each individual particle in its passage through the channel one exposed to very high levels of cooling and continue the uniformity of cooling of each by the device flowing particle is guaranteed.
Die nebeneinander angeordneten Kühlelemente sorgen für einen höchstmöglichen Wärmeübergang vom Gut auf kleinstmöglichen Raum, während die Tatsache, daß die Wände des Kanals durch die Verteilerrohre 34 gebildet sind, jede sich aus Temperaturunterschieden innerhalb das Kanals ergebende zerstörende Wirkung auf diie Seitenwände verhindert: und gleichzeitig für eine zusätzliche Kühlwirkung sorgt. Die Anordnung der Kühlelemente in Gruppen, die mit Sammelrohren verbunden sind, ermöglicht es, einzelne Abschnitte des Kühsystems für Instandhaltung und Reparatur herauszuziehen und aufzuarbeiten. Von der Wärme des Gutes wird nur wenig an das Verwirbelungsmittel abgegeben, weil nur eine verhältnismäßig kleine Menge dieses Mitteis benötigt wird, um den notwendigen Verwirbelungsgrad zu erhalten, und praktisch wird fast alle dem Gut auf seinem Wege durch die Vorrichtung entzogene Wärme im Kühlmittel wieder erhalten und nutzbar gemacht werden, entweder in Form von Nutz dampf, in Form von heißem Speisewasser od. dgl.The cooling elements arranged next to each other ensure the highest possible heat transfer from the Good in the smallest possible space, while the fact that the walls of the channel through the manifold pipes 34 are formed, each resulting from temperature differences within the channel destructive Effect on the side walls prevented: and at the same time provides an additional cooling effect. the Arrangement of the cooling elements in groups, which are connected with manifolds, allows individual Pull out and refurbish sections of the cooling system for maintenance and repair. Of the The heat of the goods is given off only a little to the swirling means, because only one is proportionate small amount of this medium is needed to obtain the necessary degree of turbulence, and practically all of the heat extracted from the goods on its way through the device is in the coolant preserved again and made usable, either in the form of useful steam, in the form of hot feed water or the like.
Claims (5)
USA.-Patentschriften Nr. 2 464 812, 2 536 099.Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,464,812, 2,536,099.
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