Аппарат для теплообмена и/или массообмена между газом и сыпучим материалом

 

Изобретение относится к устройствам для проведения физических процессов , в частности к аппаратам для теплообмена между газом и сыпучим материалом. Целью изобретения является интенсификация теплообмена. Аппарат выполнен в виде шахты I, в которой установлены решетки 2, имеющие подвижные и неподвижные стержни.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А3 (19) (11) 151) 4 Р 27 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3979505/29-33 (86) PCT/EP 85/ 00114 (16.03.85) (22) 22.11.85 (31) P 3410894.7 (32) 24.03.84 (33) DE (46) 07.01.89. Вюл. Ф 1 (71) Перфлуктив-консулы АГ (СН) (72) Эрих Зендерманн, Ганно Лаурии, Вольфганг Вальбраук и Ганс Рейе (DE) (53) 666.1.04(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 606068, кл. F 27 В )//0000, 1976. (54) АППАРАТ ДЛЯ ТЕПЛООБМЕНА И/ИЛИ

МАССООБМЕНА МЕЖДУ ГАЗОМ И СЫПУЧИМ

МАТЕРИАЛОМ (57) Изобретение относится к устройствам для проведения физических процессов, в частности к аппаратам для теплообмена между газом и сыпучим материалом. Целью изобретения является интенсификация теплообмена. Аппарат выполнен в виде шахты 1, в которой установлены решетки 2, имеющие подвижные и неподвижные стержни.

1450760

В боковой стенке шахты выполнены отверстия для подачи и отвода газа. Под верхней и над нижней решетками размещены перегородки из пластин 19. Под

Изобретение относится к устройству для проведения физических процессов, в частности к аппарату для теплообмена между газом и сыпучим мате"

5 риалом.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез, на фиг. 2 - )g часть аппарата на высоте одной решетки; на фиг. 3 — то же, вид сверху на фиг. 4 и 5 — положение стержней; решетки; на фиг, 6 — стержни решет" ки с насаженными рейтеробразными эле-15 ментами; на фиг, 7 — то же, вид сверху; на фиг. 8 — зона нижней части аппарата, продольный разрез, на фиг.9— распределенные по поперечному сечению аппарата заслонки, вид снизу, на фиг.1 ð заслонка, попереченое сечение, на фиг,11 †. аппарат со вставляемыми сбоку решетками, продольный разрез; на фиг. 12 — вариант выполнения решетки, разрез. 25

Предлагаемый аппарат выполнен в виде шахты 1, которая может быть выполнена с квадратным или прямоугольным поперечным сечением. В шахте 1 установлены в стенках на расстоя. нии друг над другом решетки 2 с об- разованием камер 3, причем на каждой решетке 2 расположен слой 4 из сыпучего материала. Расстояние между слоями 4 равно 0,8 — 8-кратной толщине отдельного слоя. !

Шахта состоит из кольцеобразно закрытых и расположенных друг над другом модульных элементов 5 с расположенной в каждом из них решеткой

2, так что шахту можно выполнять с различной высотой и различным числом этажей путем подбора соответствующего количества модульных элемен-. тов 5. На нижнем конце шахта снаб45,решеткой располож

20 в виде решетки с образованием каналов 21, в которых имеются заслонки 22. 4 з,п. ф-лы, 12 ил. жена закрываемым заслонкой 6 отверстием 7 для выпуска находящегося в шахте материала. Под шахтой расположен транспортер 8, посредством которого выходящий из шахты материал подают на дальнейшую обработку или переработку.

Сверху шахта закрыта выполненным в качестве впускного шлюза корпусом

9. В боковой части корпуса 9 схематически изображено дозировочно-распределительное приспособление 10 для приема необходимого для одного слоя 4 количества материала, из которого он передается в виде плоского слоя с равномерной по поперечному сечению толщиной в подвижный формовочный ящик 11, который закрыт снизу решеткой, выполненной тем же образом, что и решетка 2 в модульных элементах 5 шахты 1, и снабжен приводом (не показан). Из формовочного ящика

11 слой переводят в расположенную в шахте самую верхнюю камеру, т.е, на решетку, ограничивающую эту камеру в качестве днища.

В стенке шахты 1 предусмотрены в камерах 3 или в образованных камерами свободных промежуточных простран- . ствах впускные отверстия 12-14 и выпускные. отверстия 15-18, которые соединены с соответствующими трубопроводами (не показаны) для подачи и отвода газа, которые связаны с транспортными приспособлениями или приспособлениями для,подготовки газа или пара в зависимости от того, какими газами или парами обрабатывается находящийся в слоях 4 материал.

В шахте 1 между обеими самыми верхними решетками 2 предусмотрена образованная из поворотных пластинок

19 перегородка, которую можно переl 4507

15

55 водить в положения закрытия и от— крытия путем соответствующего перемещения пластинок. Подобная перегородка из пластинок 1 9 также расположена между обеими самыми нижними решетками 2. Кроме того, под расположенной в шахте самой нижней решеткой 2 установлена выполненная в виде решетки вставка 20, служащая для образования параллельных каналов 21, в которых установлены заслонки 22, выполненные с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей 23 и 24 °

Эти заслонки могут занимать как закрывающее, так и открывающее положения.

Установленные в шахте 1 решетки

2 состоят (фиг. 2 и 3) из неподвижных стержней 25 и подвижных стержней 20

26, причем относительно неподвижных стержней 25 стержни 26 выполнены с возможностью перемещения вверх из плоскости решетки с тем, чтобы временно увеличить свободные промежу- 25 точные пространства между смежными стержнями. В левой части фиг. 2 изоб. ражено положение стержней 25 и 26 в плоскости решетки, в то время как в правой части стержни 26 изображены 3р в различных положениях относительно плоскости решетки. Для подъема стержней 26 служат установленные в нишах 27 на внутренней стороне шахты

1 рычаги 28, выполненные с возможностью поворота вокруг оси 29. Подвижные стержни 26 выполнены удлиненными относительно неподвижных стержней 25 и объединены в узел, выполненный с возможностью подъема и опус- 4р кания, причем удлинение стержней 26 (фиг. 2) имеет форму выгибов 30 различной длины. Вследствие этого достигается то, что при повороте рычагов 28 вокруг оси 29 стержни 26 пе- 45 реводят на различную высоту, как это изображено в правой части фиг.2.

Вместо подъема подвижные стержни

26 можно также опускать, так что взависимости от направления перемещения стержни 26 могут занимать различное положение один относительно другого (фиг. 4 и 5). Стержни решетки могут иметь изображенную на фиг.6 и 7 форму. При этом стержни могут быть выполнены в качестве сплошных стержней или же полых стержней. Они имеют по поперечному сечению в верх60 ней части затылочный профиль 31 и снабжены насаженными на этот профиль заменяемыми рейтеробразными элементами 32. Рейтеробразные элементы 32 выполнены в виде подковы и имеют выступы 33, служащие в качестве упоров для смежных рейтеробразных элементов 32. При плотном размещении рейтеробразных элементов 32 стержням придают форму, которая изображена на фиг. 7.

Рейтеробразные элементы 32 обеспечивают то, что нижний слой частиц в каждом отдельном слое 4 не может закрывать промежуточные пространства между смежными стержнями, даже если сыпучий материал выполнен в виде цилиндрических частиц. При заданном расстоянии стержней рейтеробразные элементы 32 могут иметь различный диаметр, так что вследствие этого величину свободного поперечного сечения потока можно соответственно регулировать или изменять при помощи решеток 2.

Кроме того, использование рейтер;образных элементов 32 различного поперечного сечения позволяет влиять на величину свободных пространств для протекания газов между стержнями местами или же по всему поперечному сечению решетки. . Ha фиг. 8-11 изображены подробности выполнения вращающихся вокруг горизонтальных, осей заслонок 22, установленных в каналах 21 вставки 20.

Заслонки 22 установлены в каналах в шахматном порядке так, что расположенные друг рядом с другом заслонки занимают различное положение. Для совместного регулирования расположенных в одинаковом положении заслонок 22 каждого ряда предусмотрены две расположенные друг над другом горизонтальные оси 23 и 24 (фиг. 10), на которых заслонки 22 каждого ряда установлены попеременно. Согласно фиг. 8 в выемках установленных на оси 23 заслонок 22 расположена ось

24 соответствующих заслонок, причем ось 24 не мешает повороту расположенных на оси 23 заслонок. Таким образом возможно переводить все заслонки в положение закрытия или в положение открытия или переводить смежные заслонки в различные положения.

Вместо модульной конструкции шахта

1 может быть также выполнена со пластин 41 и устанавливать в модульной конструкции соотвеТствующей шахты.

Аппарат работает следующим образом.

Аппарат может быть использован, например, для нагрева или же охлаждения обрабатываемого материала, Для

10 этой цели отверстия 12 и 13 могут быть подключены к совместному вентилятору, в то время как отверстия 15. 17 подключены к совместному трубопроводу для отвода газа, который может быть частью циркуляциойного трубопровода и соединен с вентилятором, например, через теплообменник.

Расположенный в шахте самый нижний слой 4 можно обрабатывать путем подачи и отвода через отверстия 14 и

18 другого или имеющего иную температуру газа. При этом пропускание через упомянутый самый нижний слой среды можно регулировать при помощи вставки 20 и заслонок 22. Кроме того путем установления соответствующей скорости протекания газа можно достигать желаемой степени регулирования находящегося в слое материала, так что в зоне открытых каналов 21 осуществляется частичное движение частиц материала, которые вследствие разрыхления и создания. течения попадают в зоны, через которые не пропускают текучую среду: Путем изменения положения заслонок 22 можно достичь рециркуляции и обратного движения частиц материала. Это является особенно выгодным, если при обработке самого нижнего слоя частицы должны были бы проявлять склонность к комкованию. Благодаря наличию находящихся над самым нижниМ слоем пластинок 19 создается отдельная зона обработки для нижнего слоя. При ,этом находящийся над нижними пластин ками 19 слой образует дополнительный запирающий элемент, через который не протекает гas. В противоположность этому при подключении отверстий 12 и 13 к трубопроводу для подачи газа через последующие в направлении вверх четыре слоя в направлении показанных стрел пропускают газ частично сверху вниз и частично снизу вверх. При этом газ отводят через выпускные отверстия 15-17. Упомянутые выпускные отверстия могут быть подключены к совместному трубопрово5 1450760 6 сплошной стенкой или (фиг. 11) иметь отверстия 34, в которые сбоку можно вводить решетки 2 в виде отдельных узлов. При этом решетки, состоящие из неподвижных и подвижных стержней, установлены в канавообразных выемках

35, выполненных в боковой стенке, при помощи несущего приспособления

36. Для закрытия отверстия 34 в стенке используют соответственно выполненную вставку 37, а также перекрывающую плиту 38, которую свинчивают со стенкой шахты 1 после размещения вставки 37. Описанная форма выполнения позволяет простую и быструю замену узла решеток.

Вместо изображенной на фиг. 2-11 формы выполнения решетки 2 последнюю можно также. выполнять в соответствии с изображением на фиг. 12. При этом используют параллельные несущие стержни 39, установленные в неподвижl ном несущем приспособлении, выпол.— ненном аналогично изображенному на 2В фиг. 11 несущему .приспособлению 36, При этом несущие стержни 39 могут быть выполнены полыми. Над каждым несущим стержнем 39 предусмотрены расположенные крышкообразно друг ЗО другу пластины 40 и 41, имеющие выполненные поперек продольному направлению проходные шлицы 42. При этом, пластина 40 жестко прикреплена, например приварена, к соответствующему

35 несущему стержню 39, в то время как каждая пластина 41 жестко соединена с установленной над несущим стержнем осью 43 поворота. При этом оси поворота установлены в рамном несущем приспособлении и соединены с размещенными вне плоскости решетки поворотными рычагами 44, которые шарнирно соединены с шатуном 45, соединенным с приводом, так что он может совершать возвратно-поступательное перемещение в направлении двойной стрелы 46, и тем самым рычаги 44 можно поворачивать в направлении двойной стрелы 47. Вследствие этого поворотные пластины 41 (фиг. 12) можно перемещать из положения, изображенного сплошной линией, в положение, изображенное штрихованной линией.

Решетку согласно фиг, 12 можно также изготовлять в качестве предварительно изготовленного узла, соединять с соответствующими кривошипношатунными механизмами для поворота

760

35

7 450 ду для отвода газа. Посредством пригодных регулировочных приспособлений можно изменять указанное изображенными стрелами направление течения

5 газа, так что без всяких трудностей возможна перемена направления течения во время пребывания слоев на отдельных этапах.

Находящийся в шахтном аппарате (фиг.1) второй слой сверху также представляет собой запирающий элемент, так- как над этим слоем предусмотрена образованная поворотными пласстинками 19 перегородка, находящаяся в положении закрытия во время пропускания среды через слои. Этот слой образуется в то время, когда среда пропускается описанным образом через другие слои. 20

Когда находящийся в шахте самый нижний слой достигает своего конечного состояния в результате обработки средой, то путем переведения подвижных стержней этой решетки в положение открытия и перемещения заслонки 6 в положение открытия слои передают на транспортер 8. После перемещения подвюкных стержней обратно в плоскость неподвижных стержней 30 поворотные пластинки 19 над этой решеткой поворачивают в положение открытия и путем временного перемещения стержней расположенной над этими пластинами решетки находящийся на них слой свободным падением передается на самую нижнюю решетку так, что достигается равномерная по поперечному сечению шахты толщина слоя.

Этот процесс повторяется с решетки 40 на решетку до тех пор, пока самая верхняя в шахте решетка не будет свободной от сыпучего материала. В положении закрытия предусмотренных в верхней части шахты пластинок 19 ма- 4> териал для образования самого верхнего слоя подают в шахту посредством подвижных формовочных ящиков 11 .

Для управления подвижными стержнями можно использовать приводы Р 5О личного типа, например гидравлические, электрические или электромеханические приводы с соответствующими возможностями управления, чтобы регулировать как степень перемещения, так и время перемещения стержней.

Таким образом, в предлагаемом шахтном аппарате можно проводить сушку, нагрев, охлаждение и/или химическую обработку материала в зависимости от вида материала и используемых для его обработки газов или паров.

Формула изобретения

1. Аппарат для теплообмена и/или массообмена между газом и сыпучим ма" териалом, содержащий шахту с размещенной в ней решеткой, выполненной в виде подвижных в вертикальном направлении от привода и неподвижных стержней, загрузочное и выгрузочное устройства, отверстия для подачи и вывода теплоносителя, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, on снабжен равномерно расположенными по высоте шахты дополнительными решетками с подвижными и неподвижными стержнями, а отверстия для подачи и вывода теплоносителя размещены в боковых стенах шахты.

2. Аппарат по и. i о т л и ч а ю шийся тем, что он снабжен пластинчатыми перегородками, размещенными под верхней и над нижней решетками.

3. Аппарат по пп. и 2, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен вставкой в виде решетки с установленными в ней поворотными заслонками, размещенной под нижней решеткой.

4. Аппарат по пп. 1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что стержни решетки в поперечном сечении имеют затылочный профиль и снабжены с возможностью замены подковообразными рейтерными элементами с выступами в продольном направлении.

5. Аппарат по пп. 1 -4, о т л и— ч а ю шийся тем, что решетка выполнена в виде неподвижных параллельных несущих стержней с расположенными над ними наклонными пластинами с проходными шлицами поперек продольному направлению, причем одна из пластин установлена неподвижно, а другая — с возможностью поворота над несущим стержнем.

)450760

З ZE

is zs поп(п йпппп йпппп

zs г У Риг 5 у

1450760

1450760

Составитель Л. Мацук

Техред М.Ходаннч

Корректор Н. Король

Редактор С. Пекарь

Подписное

Заказ 6984/59 Тираж 561

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4