ВРАЩАЮЩИЙСЯ ХОЛОДИЛЬНИК ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2014 года по МПК C10B39/10 F28D11/02 

Изобретение относится к вращающимся холодильникам, предназначенным для охлаждения сыпучих материалов с температурой от 1450°C до 50-120°C и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, коксохимической, электродной промышленности, в цветной, черной металлургии, при обработке руд, строительных и других материалах, включая высокоабразивные.

Известен вращающийся холодильник для охлаждения прокаленного кокса, включающий цилиндрический корпус с ребрами и оросительную систему для охлаждения водой наружной поверхности горячего конца корпуса. Загрузочная часть барабана снабжена водоохлаждаемыми полками длиной 800 мм, расположенными в шахматном порядке по длине барабана (Э.А. Янко и др. Производство анодной массы. М.: Металлургия. 1975, с.25-29). Существенными недостатками такого холодильника являются низкая эффективность теплосъема из-за маленькой поверхности контакта охлаждающей воды с поверхностью барабана и быстрое разрушение полок с растрескиванием швов из-за жестких условий эксплуатации.

Наиболее близким к заявленному объекту по технической сущности является вращающийся холодильник для охлаждения кокса, включающий установленный горизонтально цилиндрический полый теплообменный корпус, снабженный загрузочным и разгрузочным отверстиями, при этом полый теплообменный корпус установлен внутри наружного корпуса, жестко закрепленного с теплообменным корпусом, с межкорпусным пространством между ними для циркуляции охлаждающей воды, причем в теплообменном полом корпусе холодильника установлена центральная водоотводная труба для отвода охлаждающей воды, сообщенная узлом отвода воды с межкорпусным пространством в зоне загрузки холодильника коксом и с выводной трубой со стороны выгрузки кокса из холодильника, при этом в зоне выгрузки кокса установлена труба для ввода воды в межкорпусное пространство. Узел отвода воды выполнен в виде патрубка, связывающего межкорпусное пространство с водоотводной трубой (Пат. РФ №2209825, МПК C10B 39/10, оп.10.08.2002 г.)

Недостатком данного холодильника является быстрое разрушение узла отвода воды вследствие больших термомеханических нагрузок в зоне загрузки прокаленного кокса, имеющего высокую температуру, что приводит к сокращению срока службы холодильника.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в уменьшении термомеханических нагрузок на узел отвода воды из межкорпусного пространства к центральной водоотводной трубе в зоне загрузки прокаленного кокса.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый вращающийся холодильник для охлаждения сыпучих материалов, например, прокаленного кокса, включающий жестко связанные между собой наружный и внутренний корпуса с межкорпусным пространством между ними, загрузочное и разгрузочное отверстия для сыпучих материалов и центральную водоотводную трубу с выводной трубой в зоне разгрузки, связанную с межкорпусным пространством узлом отвода воды, а межкорпусное пространство сообщено с вводной трубой для охлаждающей воды, расположенной в зоне разгрузки, согласно изобретению, холодильник снабжен приемной камерой, коаксиально размещенной во внутреннем корпусе холодильника с кольцевым пространством между ними, причем загрузочное отверстие для сыпучих материалов расположено на входе в приемную камеру, а узел отвода воды установлен на выходе из приемной камеры.

Длина приемной камеры может составлять не более 1/5 длины холодильника.

Узел отвода воды может быть выполнен в виде крестообразного соединения.

Вращающийся холодильник может быть выполнен горизонтальным или наклонным.

На внутренней поверхности внутреннего корпуса и приемной камеры горизонтального холодильника по винтовой линии могут быть установлены шнековые элементы для обеспечения продвижения сыпучего материала к отверстию для выгрузки.

На внутренней поверхности внутреннего корпуса и приемной камеры холодильника могут быть установлены продольные пластины для уменьшения абразивного износа внутренней поверхности внутреннего корпуса.

Наличие дополнительной охлаждаемой приемной камеры во внутреннем корпусе с узлом отвода воды на выходе из нее, то есть на некотором отдалении от загрузочного отверстия для сыпучих материалов, например, прокаленного кокса с температурой 1450°С, позволяет уменьшить термомеханическую нагрузку и ослабить (амортизировать) ее воздействие на узел отвода воды, что позволит снизить вероятность его разрушения.

Размещение на внутренней поверхности внутреннего корпуса и приемной камеры горизонтального холодильника шнековых элементов по винтовой линии обеспечивает необходимое перемещение прокаленного сыпучего материала от загрузочного отверстия к разгрузочному.

Размещение на внутренней поверхности внутреннего корпуса холодильника и приемной камеры продольных пластин уменьшает абразивный износ поверхности, обусловленный пересыпанием частиц сыпучего материала.

На фиг.1 показан продольный разрез вращающегося горизонтального холодильника; на фиг.2 - поперечный разрез по A-A вращающегося горизонтального холодильника.

Вращающийся горизонтальный холодильник для охлаждения сыпучего материала, например, прокаленного кокса, состоит из наружного 1 и внутреннего 2 корпусов, установленных с возможностью вращения и жестко связанных между собой. Холодильник оснащен загрузочным 3 и разгрузочным 4 отверстиями для загрузки горячего и выгрузки охлажденного кокса. Корпуса 1 и 2 образуют межкорпусное пространство 5. Со стороны разгрузки кокса установлены вводная труба 6 для подачи охлаждающей воды и выводная труба 7 для отвода отработанной воды в систему циркуляционного охлаждения (не показана). Во внутреннем корпусе 2 коаксиально размещена приемная камера 8, оснащенная со стороны выхода кокса из камеры 8 узлом отвода воды 9 к центральной водоотводной трубе 10. Узел отвода воды 9 образован крестообразным соединением с трубами 11. Трубы 11 сообщены с одной стороны с центральной водоотводной трубой 10, а с другой - с межкорпусным пространством 5 посредством кольцевого пространства 12 между приемной камерой 8 и внутренним корпусом 2. Холодильник снабжен шнековыми элементами 13 и продольными пластинами 14, установленными на внутренней поверхности корпуса 2 и приемной камеры 8.

Холодильник работает следующим образом (на примере охлаждения прокаленного кокса).

Прокаленный кокс с температурой 1450°C поступает через загрузочное отверстие 3 в полость приемной камеры 8 и далее во внутренний корпус 2. В приемной камере 8 длиной около 1/5 длины внутреннего корпуса 2 прокаленный кокс, в отличие от прототипа, вначале охлаждается, а затем, с температурой ниже загрузочной на 100-500°С перемещается к узлу отвода воды 9. Таким образом создаются более мягкие температурные условия работы узла отвода воды 9. Далее охлаждаемый кокс перемещается с помощью шнековых элементов 13 и пластин 14 к разгрузочному отверстию 4. Охлаждение кокса происходит за счет подачи охлаждающей воды через вводную трубу 6 в межкорпусное пространство 5 с выводом через кольцевое пространство 12 и узел отвода воды 9 в центральную водоотводную трубу 10 и далее через выводную трубу 7 в систему циркуляционного охлаждения.

Таким образом, новая конструкция загрузочной части холодильника позволяет уменьшить термомеханическую нагрузку на узел отвода воды, снизить вероятность его разрушения и увеличить срок эксплуатации холодильника в 3-5 раз.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, коксохимической и электродной промышленности, в цветной и черной металлургии. Холодильник включает наружный (1) и внутренний (2) корпуса с межкорпусным пространством между ними (5), загрузочное (3) и разгрузочное (4) отверстия для сыпучих материалов и центральную водоотводную трубу (10), связанную с межкорпусным пространством (5) узлом отвода воды (9). Межкорпусное пространство (5) сообщено с вводной трубой (6) для охлаждающей воды, размещенной в зоне выгрузки кокса. Холодильник со стороны загрузочного отверстия (3) снабжен приемной камерой (8), коаксиально размещенной во внутреннем корпусе (2) холодильника с кольцевым пространством (12) между ними. Узел отвода воды (9) установлен на выходе из приемной камеры (8). Изобретение позволяет уменьшить термомеханическую нагрузку на узел отвода воды, снизить вероятность его разрушения и увеличить срок эксплуатации холодильника в 3-5 раз. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вращающийся холодильник для охлаждения сыпучих материалов, например, прокаленного кокса, включающий жестко связанные между собой наружный и внутренний корпуса с межкорпусным пространством между ними, загрузочное и разгрузочное отверстия для сыпучих материалов и центральную водоотводную трубу с выводной трубой в зоне разгрузки, связанную с межкорпусным пространством узлом отвода воды, а межкорпусное пространство сообщено с вводной трубой для охлаждающей воды, расположенной в зоне разгрузки, отличающийся тем, что холодильник снабжен приемной камерой, коаксиально размещенной во внутреннем корпусе холодильника с кольцевым пространством между ними, причем загрузочное отверстие для сыпучих материалов расположено на входе в приемную камеру, а узел отвода воды установлен на выходе из приемной камеры.

2. Вращающийся холодильник по п.1, отличающийся тем, что длина приемной камеры составляет не более 1/5 длины холодильника.

3. Вращающийся холодильник по п.1, отличающийся тем, что узел отвода воды выполнен крестообразным.

4. Вращающийся холодильник по п.1, отличающийся тем, что он выполнен горизонтальным или наклонным.

5. Вращающийся холодильник по п.4, отличающийся тем, что на внутренней поверхности внутреннего корпуса и приемной камеры горизонтального холодильника по винтовой линии установлены шнековые элементы.

6. Вращающийся холодильник по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности внутреннего корпуса и приемной камеры холодильника установлены продольные пластины.