Многотрубный ротационный теплообменник Российский патент 2021 года по МПК F28D11/04 F27B7/36 

Область техники

[0001]

Настоящее изобретение относится к многотрубному ротационному теплообменнику, и более конкретно, к такому теплообменнику, который вращает обечайку, трубные доски и теплопередающие трубы как единое целое таким образом, что обработанное вещество в области нагрева или охлаждения указанной обечайки нагревается или охлаждается путем теплообмена с текучей средой теплоносителя в указанных трубах.

[Уровень техники]

[0002]

Из уровня техники известен многотрубный ротационный теплообменник, который выполнен с возможностью непрямым образом нагревать или охлаждать псевдоожиженный твердый материал или твердое вещество, такое как порошкообразный или гранулированный материал, с помощью текучей среды теплоносителя в теплопередающих трубах. Например, теплообменник данного типа описан как многотрубный теплообменник в японской патентной публикации № 54-62549, выложенной для всеобщего ознакомления (Патентная литература 1), многотрубное ротационное устройство непрямого охлаждения в японской патентной публикации на полезную модель № 2603844 (Патентная литература 2), горизонтальная ротационная сушилка или STD (трубчатая сушилка, нагреваемая паром) в японской патентной публикации № 2017-58053, выложенной для всеобщего ознакомления (Патентная литература 3), или многотрубный охладитель вращательного типа с внутренней трубой в публикации международной заявки № WO2017/135250A1 согласно PCT (Патентная литература 4).

[0003]

Обычно, многотрубный ротационный теплообменник содержит цилиндрическую обечайку (корпус обечайки), барабан или внешнюю трубу (именуемую далее "обечайка"), приводимую в движение с вращением с помощью приводного устройства; ряд теплопередающих труб, установленных в обечайке параллельно центральной оси обечайки; и трубные доски, имеющие в общем круглый профиль, которые закрывают оба конца пространства внутри указанной обечайки. Каждая из указанных трубных досок встроена в указанную обечайку, и каждый торцевой участок указанной теплопередающей трубы опирается на указанную трубную доску таким образом, что указанная труба вращается, как единое целое, с указанными обечайкой и трубными досками. Поддающийся псевдоожижению порошкообразный или гранулированный твердый материал или вещество и т. д. (именуемое далее "обработанное вещество") загружается во внутреннее пространство указанной обечайки с ее торцевого участка, расположенного на стороне подачи обработанного вещества. Центральная ось указанной обечайки наклонена вниз к торцевому участку указанного внутреннего пространства на стороне выгрузки обработанного вещества, и поэтому указанное обработанное вещество псевдоожижается с вращением внутри указанной обечайки при вращательном движении указанной обечайки, одновременно перемещаясь в направлении указанного торцевого участка на стороне выгрузки обработанного вещества, в соответствии с наклоном указанной обечайки, до тех пор пока указанное обработанное вещество не будет выгружено из указанной обечайки.

[0004]

Такой многотрубный ротационный теплообменник снабжен торцевой камерой или торцевыми камерами с одного или с обоих концов обечайки. По крайней мере, один конец каждой из теплопередающих труб выходит в указанную камеру. Текучая среда теплоносителя подается из источника подачи текучей среды теплоносителя в указанную камеру со стороны подачи теплоносителя, либо указанная текучая среда теплоносителя (наружный воздух) затягивается или всасывается из окружающей атмосферы. Указанная текучая среда поступает в каждую из теплопередающих труб для прохождения через них по внутритрубному каналу для текучей среды, и затем указанная текучая среда вводится в указанную торцевую камеру со стороны выгрузки текучей среды теплоносителя, чтобы быть выпущенной из системы через указанную камеру. Обработанное вещество обменивается теплом с указанной текучей средой теплоносителя в трубах через их стенки, при этом указанное обработанное вещество нагревается или охлаждается.

[0005]

Как раскрывается в Патентной литературе 4, многотрубный ротационный теплообменник данного типа может использоваться в качестве охладителя перемешивающего типа, который охлаждает обожженный гипс, выгружаемый из обжиговой печи при высокой температуре, и так далее.

[Список противопоставленных материалов]

[Патентная литература]

[0006]

[Патентная литература 1] Японская патентная публикация № 54-62549, выложенная для всеобщего ознакомления

[Патентная литература 2] Японская патентная публикация на полезную модель № 2603844

[Патентная литература 3] Японская патентная публикация № 2017-58053, выложенная для всеобщего ознакомления

[Патентная литература 4] Публикация международной заявки № WO2017/135250A1 согласно PCT

[Сущность изобретения]

[Техническая проблема]

[0007]

Обычно, указанное обработанное вещество, подаваемое во внутреннее пространство указанной обечайки указанного многотрубного ротационного теплообменника, занимает лишь около половины объема указанного внутреннего пространства. Указанное обработанное вещество псевдоожижается только в нижней зоне (зоне псевдоожижения обработанного вещества) указанного внутреннего пространства, которая, как видно в направлении вращения, несколько отклонена вперед. Таким образом, указанное внутреннее пространство обечайки включает в себя верхнюю зону с относительно большим объемом, в которой обработанное вещество, подлежащее контакту с теплопередающими трубами для участия в теплообмене, отсутствует, и, следовательно, там находятся только указанные трубы. Каждая из указанных труб перемещается в данной верхней зоне и зоне псевдоожижения обработанного вещества попеременно. Текучая среда теплоносителя протекает не только через внутритрубный канал для текучей среды трубы, которая перемещается в указанной зоне псевдоожижения обработанного вещества, но также через канал трубы, которая перемещается в указанной верхней зоне, в равной степени.

[0008]

Однако, большая часть текучей среды теплоносителя, которая подается по трубе, перемещающейся в верхней зоне, сбрасывается или отсасывается из системы, не совершая действий теплообмена с обработанным веществом. Это означает, что относительно большое количество указанной текучей среды теплоносителя отсасывается или сбрасывается через трубы из системы без обмена теплом с указанным обработанным веществом. То есть, в традиционном многотрубном ротационном теплообменнике относительно большое количество указанной текучей среды теплоносителя, которое не может быть эффективно использовано в качестве текучей среды теплоносителя, подается через трубы, и большая часть тепловой энергии такой текучей среды не используется эффективно, или большая часть электроэнергии и так далее для доставки или всасывания такой текучей среды расходуется бесполезно. Таким образом, желательно предотвращать такое снижение энергетической эффективности и тепловой эффективности в указанном многотрубном ротационном теплообменнике.

[0009]

Целью настоящего изобретения является создание многотрубного ротационного теплообменника, способного ограничивать или уменьшать скорость потока текучей среды теплоносителя, которая протекает через теплопередающую трубу, неэффективно охлаждая или нагревая обработанное вещество, тем самым повышая энергетическую эффективность или тепловую эффективность, экономя потребление электроэнергии и т. д.

[Решение проблемы]

[0010]

Согласно настоящему изобретению предложен многотрубный ротационный теплообменник, имеющий обечайку, выполненную с возможностью вращения, трубные доски, закрывающие оба торцевых участка указанной обечайки, и ряд теплопередающих труб, размещенных во внутреннем пространстве указанной обечайки, причем область нагрева или охлаждения для нагрева или охлаждения обработанного вещества, поступающего в указанное внутреннее пространство, сформирована в указанной обечайке, каждый торцевой участок каждой из указанных труб опирается на указанную трубную доску, и указанный торцевой участок указанной трубы выходит на внешнюю поверхность указанной трубной доски или вблизи нее, причем указанные обечайка, трубные доски и трубы вращаются, как единое целое, для того, чтобы нагревать или охлаждать указанное обработанное вещество путем теплообмена между текучей средой теплоносителя в указанных трубах и указанным обработанным веществом в указанной области нагрева или охлаждения,

причем теплообменник включает в себя:

стационарный защитный блок для кратковременного снижения скорости потока указанной текучей среды теплоносителя, проходящего через указанную теплопередающую трубу, при перемещении указанной трубы в верхней зоне указанной области нагрева или охлаждения,

причем указанный защитный блок расположен поблизости от указанной трубной доски за пределами указанной области нагрева или охлаждения и снабжен неподвижной поверхностью, которая сокращает или ограничивает поток указанной текучей среды теплоносителя, поступающий в торцевое отверстие указанной трубы или вытекающий из него, и

причем указанная неподвижная поверхность расположена в непосредственной близости от и противоположно указанному торцевому отверстию трубы, перемещающейся в указанной верхней зоне, и отделена от торцевого отверстия трубы, перемещающейся в нижней зоне указанной области нагрева или охлаждения.

[0011]

В соответствии с настоящим изобретением, указанная неподвижная поверхность указанного защитного блока предотвращает псевдоожижение указанной текучей среды теплоносителя вблизи указанного торцевого отверстия трубы во время перемещения указанной трубы в указанной верхней зоне указанной области нагрева и охлаждения, тем самым, уменьшая или экономя скорость потока указанной текучей среды теплоносителя, проходящего через указанную трубу. С другой стороны, указанное торцевое отверстие указанной трубы отделено или находится на расстоянии от указанной неподвижной поверхности указанного защитного блока во время перемещения указанной трубы, соприкасающейся с обработанным веществом в указанной нижней зоне указанной области нагрева или охлаждения, и, таким образом, указанная скорость потока указанной текучей среды теплоносителя, проходящего через указанную трубу, восстанавливается до нормальной скорости потока, тем самым, обеспечивается действие по обмену теплом между указанной текучей средой теплоносителя и указанным обработанным веществом. Указанный теплообменник может использоваться в качестве сушилки. В целом, процесс "сушки" охватывает процесс "нагрева" или "охлаждения". Поэтому, в данном описании, указанный процесс "сушки" считается входящим в процесс "нагрева или охлаждения".

[0012]

Указанная текучая среда теплоносителя проходит по внутритрубному каналу теплопередающей трубы под давлением всасывания или подачи, которое создается устройством для нагнетания или транспортировки, например, вентилятором или воздуходувкой. Нагрузка на указанное устройство для нагнетания или транспортировки может быть сброшена или снижена за счет снижения скорости потока указанной текучей среды теплоносителя, проходящего через трубу во время ее перемещения в верхней зоне. Это дает в результате снижение производительности или мощности указанного устройства для нагнетания или транспортировки, или экономию потребления электроэнергии и т. д. Кроме того, в случае если в качестве текучей среды теплоносителя используется воздух, кондиционированный при определенной температуре, охлажденный воздух, нагретый воздух и т. п., то рабочий объем и теплоемкость устройства-источника тепла и т. д. могут быть снижены или сокращены.

[0013]

Также, согласно настоящему изобретению, скорость потока текучей среды теплоносителя в теплопередающих трубах, которые не могут эффективно охлаждать или нагревать обработанное вещество, снижается, и поэтому указанная текучая среда может быть концентрически введена в трубу, которая может эффективно охлаждать или нагревать указанное обработанное вещество. Если величина общей скорости потока указанного теплообменника установлена эквивалентной общей скорости потока традиционного многотрубного ротационного теплообменника, выполненного с возможностью равномерного введения указанной текучей среды во все трубы, то скорость потока указанной текучей среды через трубу, контактирующую по теплопередаче с обработанным веществом, возрастает в настоящем изобретении. Таким образом, эффективность теплообмена указанного теплообменника может быть улучшена, в соответствии с настоящим изобретением. В качестве дополнения, такое возрастание указанной скорости потока указанной текучей среды через указанную трубу дает возможность увеличить диаметр трубы (то есть увеличить площадь поверхности указанной трубы, способной к теплопередаче) для повышения эффективности теплопередачи указанного теплообменника. Это практическое преимущество является существенным.

[0014]

Согласно другому аспекту настоящее изобретение предлагает систему обработки обожженного гипса, содержащую вышеупомянутый теплообменник, в котором указанный теплообменник используется в качестве охладителя перемешивающего типа для охлаждения указанного обожженного гипса, указанный охладитель имеет область охлаждения для охлаждения указанного обожженного гипса, которая действует как вышеупомянутая область нагрева или охлаждения, и указанная теплопередающая труба выходит в атмосферу своим торцевым участком со стороны поступления текучей среды теплоносителя, тем самым, позволяя наружному атмосферному воздуху протекать через внутритрубный канал для текучей среды в качестве охлаждающего агента.

[0015]

В соответствии с системой обработки обожженного гипса такой конструкции, нагрузка на устройство для нагнетания или транспортировки для подачи наружного атмосферного воздуха в качестве текучей среды теплоносителя, например, вентилятор или воздуходувку, может быть уменьшена за счет снижения скорости потока указанной текучей среды теплоносителя через теплопередающую трубу, перемещающуюся в верхней зоне, в результате чего производительность или мощность указанного устройства для нагнетания или транспортировки может быть снижена, или может быть сэкономлено потребление электроэнергии указанным устройством. Кроме того, в случае, если величина скорости потока указанного теплообменника установлена эквивалентной скорости потока традиционного многотрубного ротационного теплообменника, выполненного с возможностью равномерного введения указанной текучей среды во все трубы, скорость потока указанной текучей среды через трубу, контактирующую с теплопередачей с обработанным веществом, может быть увеличена для повышения эффективности теплопередачи указанного теплообменника. Это практически выгодно.

[0016]

Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение предлагает способ нагрева или охлаждения для нагрева или охлаждения обработанного вещества с помощью многотрубного ротационного теплообменника, имеющего вращающуюся обечайку, закрытую на обоих ее торцевых участках трубными досками, и ряд теплопередающих труб, размещенных во внутреннем пространстве указанной обечайки, причем область нагрева или охлаждения для нагрева или охлаждения указанного обработанного вещества, подаваемого во внутреннее пространство, сформирована внутри указанной обечайки; при этом каждый торцевой участок каждой из указанных труб опирается на указанную трубную плиту, и указанный торцевой участок выходит на внешнюю поверхность указанной трубной доски или вблизи нее; причем указанные обечайка, трубные доски и трубы вращаются, как единое целое, для того чтобы нагревать или охлаждать указанное обработанное вещество путем теплообмена между текучей средой теплоносителя в указанных трубах и указанным обработанным веществом в указанной области нагрева или охлаждения,

причем способ включает в себя:

размещение неподвижной поверхности защитного блока поблизости от указанной трубной доски за пределами указанной области нагрева или охлаждения таким образом, чтобы она находилась в непосредственной близости от и противоположно торцевому отверстию указанной трубы, перемещающейся в верхней зоне указанной области нагрева или охлаждения, для сокращения или ограничения скорости потока указанной текучей среды теплоносителя, поступающего в указанное торцевое отверстие указанной трубы, которая перемещается в указанной верхней зоне, или вытекающего из него, а также

отделение указанной поверхности от указанного торцевого отверстия указанной трубы, которая перемещается в нижней зоне указанной области нагрева или охлаждения, для снятия указанного сокращения или ограничения указанной скорости потока указанной текучей среды теплоносителя.

[0017]

Кроме того, настоящее изобретение также предлагает способ обработки обожженного гипса, который включает в себя указанный способ нагрева или охлаждения, как указано выше, содержащий:

использование вышеупомянутого многотрубного ротационного теплообменника в качестве охладителя перемешивающего типа для охлаждения указанного обожженного гипса;

введение в область охлаждения указанного обожженного гипса, подлежащего охлаждению в ней; и

открытие в атмосферу указанного торцевого участка указанной теплопередающей трубы со стороны поступления текучей среды теплоносителя, тем самым, наружный атмосферный воздух поступает во внутритрубный канал для текучей среды в качестве охлаждающего агента.

[Полезные эффекты данного изобретения]

[0018]

В соответствии с настоящим изобретением, указанный многотрубный ротационный теплообменник и указанный способ нагрева или охлаждения с использованием такого теплообменника выполнены с возможностью снижать скорость потока указанной текучей среды теплоносителя через указанную теплопередающую трубу, неэффективно охлаждающую или нагревающую указанное обработанное вещество, в результате чего энергетическая или тепловая эффективность может быть улучшена и потребляемая электроэнергия может быть сэкономлена.

[0019]

Кроме того, настоящее изобретение предлагает устройство и способ обработки обожженного гипса, которые способны снижать скорость потока охлаждающего воздуха через указанную теплообменную трубу, неэффективно охлаждающую указанный обожженный гипс, тем самым, повышая энергетическую или тепловую эффективность и экономя потребление электроэнергии.

[Краткое описание чертежей]

[0020]

[Фиг. 1] На Фиг. 1(A) изображен вид сбоку в разрезе, иллюстрирующий общую конфигурацию системы обработки обожженного гипса с многотрубным ротационным теплообменником, Фиг. 1(B) иллюстрирует вид в поперечном сечении указанной системы, взятом по линии I-I на Фиг. 1 (A), и на Фиг. 1(C) изображен вид в разрезе, иллюстрирующий дистальную торцевую поверхность указанной системы.

[Фиг. 2] На Фиг. 2 изображен вид в изометрии, иллюстрирующий позиционную или структурную взаимосвязь между охлаждающими трубами, обечайкой, трубными досками и устройством подачи обожженного гипса, в котором указанный теплообменник изображен в состоянии, когда защитные блоки с него удалены.

[Фиг. 3] На Фиг. 3 изображен вид в поперечном сечении охладителя, взятом по линии II-II на Фиг. 1, в котором иллюстрируется рабочее состояние указанного охладителя.

[Фиг. 4] На Фиг. 4(A) и Фиг. 4(B) изображены виды в разрезе, иллюстрирующие указанные защитные блоки, которые устанавливаются к трубной доске со стороны торцевой камеры и трубной доске со стороны наружной атмосферы, соответственно.

[Фиг. 5] На Фиг. 5(A) изображен вид в изометрии, иллюстрирующий внутреннюю конструкцию указанного охладителя в состоянии, когда указанные защитные блоки установлены к трубным доскам как со стороны торцевой камеры, так и со стороны наружной атмосферы, и на Фиг. 5(B) изображен вид в изометрии, иллюстрирующий структуру указанного защитного блока, расположенного в непосредственной близости от указанной трубной доски со стороны указанной торцевой камеры.

[Фиг. 6] На Фиг. 6(A) и Фиг. 6(B) изображены вертикальный вид в поперечном сечении и вид в изометрии, иллюстрирующие структуру указанного защитного блока, расположенного в непосредственной близости от указанной трубной доски со стороны дистального конца.

[Фиг. 7] На Фиг. 7 изображен горизонтальный вид в поперечном сечении, иллюстрирующий принцип рабочего режима указанного охладителя.

[Фиг. 8] На Фиг. 8 изображен вертикальный вид в поперечном сечении, иллюстрирующий принцип рабочего режима указанного охладителя.

[Фиг. 9] На Фиг. 9(A) изображен вид в разрезе, иллюстрирующий дистальную торцевую поверхность указанного охладителя, имеющего указанный защитный блок с другой структурой, и на Фиг. 9(B) изображен вертикальный вид в поперечном сечении, иллюстрирующий структуру дистального торцевого участка указанного охладителя, как изображено на Фиг. 9(A).

[Описание вариантов осуществления]

[0021]

В одном предпочтительном варианте настоящего изобретения указанный защитный блок расположен в пространстве с той стороны трубной доски, с которой поступает текучая среда теплоносителя, в непосредственной близости от торцевого отверстия указанной теплопередающей трубы с указанной стороны поступления, или в пространстве с той стороны трубной доски, с которой выходит текучая среда теплоносителя, в непосредственной близости от торцевого отверстия указанной теплопередающей трубы с указанной стороны выхода. При необходимости, указанные защитные блоки располагаются в соответствующих пространствах со стороны поступления или выхода соответствующих трубных досок, причем, каждый из указанных защитных блоков находится в непосредственной близости от соответствующего торцевого отверстия со стороны поступления или выхода.

[0022]

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения указанный защитный блок сконфигурирован с помощью защитной плиты, имеющей форму сектора или полукруга, или указанный блок представляет собой узел в сборе, состоящий из защитных плит в форме секторов, соединенных между собой. Указанная верхняя зона представляет собой пространство, находящееся напротив скопления обработанного вещества, отклоненное с одной стороны от указанной зоны нагрева или охлаждения под действием вращения обечайки, и отклоненное со стороны, противоположной указанному скоплению, с учетом вертикальной центральной плоскости указанной обечайки.

[0023]

При необходимости, указанный теплообменник оснащен монтажным механизмом для регулируемого монтажа указанного защитного блока рядом с трубной доской, в результате чего положение указанного защитного блока (расположение указанного блока по окружности, расстояние между указанной неподвижной поверхностью и указанной трубной доской и т. д.) может быть легко изменено с учетом типа указанного обработанного вещества, физических свойств указанного обработанного вещества, качества материала указанного обработанного вещества, условий использования указанного теплообменника и т. п.

[0024]

Предпочтительно, указанный защитный блок представляет собой узел в сборе в форме сектора или полукруга, состоящий из указанных защитных плит, соединенных друг с другом, как единое целое, и указанный узел в сборе оснащен механизмом регулировки угла защиты для изменения центрального угла указанного блока таким образом, чтобы регулировался угол перекрытия соседних защитных плит. Группа труб, в которых должен быть ограничен или уменьшен поток текучей среды теплоносителя, может быть изменена путем регулировки центрального угла указанного блока.

[0025]

Желательно, указанный защитный блок имеет площадь или размер для защиты ряда торцевых отверстий теплообменных труб, количество которых задается в диапазоне от 20% до 50% от общего количества труб, и скорость потока указанной текучей среды теплоносителя в трубе, сниженная с помощью указанного защитного блока, задается равной или меньшей одной пятой от скорости потока указанной текучей среды теплоносителя в трубе, контактирующей с теплопередачей с обработанным веществом. Согласно моделированию, проведенному настоящим изобретателем и др., указанные теплообменные трубы, количество которых находится приблизительно в диапазоне от 20% до 50% от общего количества труб, не контактируют с теплопередачей с указанным обработанным веществом, и, следовательно, указанная текучая среда теплоносителя, протекающая через такие трубы, не может эффективно оказывать охлаждающее или нагревающее действие на указанное обработанное вещество. Таким образом, указанный защитный блок закрывает торцевые отверстия таких труб, так что скорость потока указанной текучей среды, проходящей через них, снижается или ограничивается до скорости потока, достаточной для простого охлаждения атмосферы указанной верхней зоны в указанной обечайке.

[0026]

Предпочтительно, расстояние между указанным защитным блоком и указанным торцевым отверстием задается в диапазоне от одной двадцатой диаметра указанного отверстия до величины его двойного размера, более предпочтительно, в диапазоне от одной десятой диаметра указанного отверстия до его одинарного размера. Например, в случае когда внутренний диаметр и теплообменной трубы, и ее торцевого отверстия составляет приблизительно 50 мм, расстояние между указанным защитным блоком и указанным торцевым отверстием задается в диапазоне от 2,5 мм до 100 мм, предпочтительно, в диапазоне от 5 мм до 50 мм. Указанное расстояние между указанными защитным блоком и торцевым отверстием может быть задано по-разному для каждого из указанных торцевых отверстий.

[0027]

При необходимости, указанная система для обработки обожженного гипса, оснащенная многотрубным ротационным теплообменником, используемым в качестве охладителя перемешивающего типа для охлаждения указанного обожженного гипса, дополнительно включает в себя влагоподводящее устройство для внедрения влаги в указанный обожженный гипс. Указанное влагоподводящее устройство вводит в область охлаждения струю или поток подачи влажного газа, содержащего некоторое количество воды или пара. Указанный влажный газ представляет собой, например, газ высокой температуры и высокой влажности, образующийся в обжиговой печи для обжига указанного обожженного гипса и отделенный от указанного обожженного гипса, или пар, образующийся в результате другого процесса. Указанный газ вводится в указанную область охлаждения для модификации или реформинга указанного обожженного гипса (преобразование обожженного гипса в безводный гипс III типа, улучшение водорастворимости частиц указанного обожженного гипса на этапе суспендирования и т. д.).

[Вариант осуществления]

[0028]

Со ссылкой на прилагаемые чертежи ниже описывается предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения.

[0029]

На Фиг. 1(A) изображен вид сбоку в разрезе, иллюстрирующий общую конфигурацию системы для обработки обожженного гипса, оснащенной многотрубным ротационным теплообменником, Фиг. 1(B) иллюстрирует вид в поперечном сечении указанной системы, взятом по линии I-I на Фиг. 1 (A), и на Фиг. 1(C) изображен вид в разрезе, иллюстрирующий дистальную торцевую поверхность указанной системы.

[0030]

Как изображено на Фиг. 1(A), указанная система для обработки обожженного гипса снабжена охладителем 1 перемешивающего типа с внутритрубной ротацией (далее именуемым "охладитель 1"). Указанный многотрубный ротационный теплообменник, в соответствии с настоящим изобретением, выполнен в виде указанного охладителя 1. Обожженный гипс G является твердым материалом или твердым веществом при высокой температуре в порошкообразном или гранулированном состоянии, которое вырабатывается с помощью обжиговой печи (не показана) исключительно для обжига сырого гипса, такого как природный или химический гипс, или для смешивания и нагрева (обжига) различных видов сырого гипса. Указанный обожженный гипс G содержит в качестве основного компонента полугидрат сульфата кальция (CaSO₄⋅1/2H₂O) и используется в качестве гипсового сырья для производства гипсовых плит и т.д.

[0031]

Указанный охладитель 1 содержит цилиндрическую обечайку 3 и ряд труб 2 охлаждения (теплообменных труб), расположенных внутри указанной обечайки 3. Указанные трубы 2 представляют собой теплообменник воздушного охлаждения. Указанный охладитель 1 снабжен вращательным приводным устройством 5, схематически проиллюстрированным с помощью воображаемых линий. Указанное устройство 5 вращает указанную обечайку 3 вокруг центральной оси Х-Х. Указанный охладитель 1 также снабжен устройством 10 типа винтового питателя для подачи обожженного гипса, который снабжает область D охлаждения указанного охладителя 1 обожженным гипсом G.

[0032]

Указанное устройство 10 содержит цилиндрический корпус 11, приводное устройство 12 (такое как электродвигатель), винтовую часть 14, входную секцию 15 и отверстие 16 для загрузки обожженного гипса. Указанный цилиндрический корпус 11 заходит в область D охлаждения. Указанная винтовая часть 14 последовательно соединена с поворотным приводным валом 13 устройства 12. Указанная входная секция 15 сконфигурирована в виде загрузочной воронки, в которую вводится обожженный гипс G при относительно высокой температуре. Указанное отверстие 16 для загрузки выходит в указанную область D охлаждения для загрузки указанного обожженного гипса G в область D. Центральная ось как цилиндрического корпуса 11, так и винтовой части 14 совпадает с центральной осью X-X обечайки 3. Указанное отверстие 16 открывается на нижней поверхности дистального торцевого участка указанного цилиндрического корпуса 11. К указанной входной секции 15 подсоединяется желоб 17 для подачи обожженного гипса. Указанный желоб 17 подключен к обжиговой печи для обжига сырого гипса (не показана). Указанный обожженный гипс, выгруженный из указанной обжиговой печи, подается в указанную винтовую часть 14 через указанные желоб 17 и входную секцию 15. Вращающаяся винтовая часть 14 выдавливает указанный обожженный гипс G в область D охлаждения через указанное отверстие 16 таким образом, что указанный обожженный гипс G вводится в область D охлаждения, как изображено стрелкой на Фиг. 1 (А). Рядом с указанным отверстием 16 предусмотрено отверстие для подачи влажного газа (не показано), через которое в область D охлаждения вводится струя или поток подачи влажного газа, содержащего некоторое количество воды или пара. Указанное отверстие для подачи влажного газа работает как влагоподводящее устройство для внедрения влаги в обожженный гипс G. Указанный обожженный гипс G поглощает воду или влагу, содержащуюся в указанном влажном газе S, в результате чего гипс G модифицируется таким образом, что его состав, компоненты, физические свойства или характер могут привести к уменьшению количества воды для перемешивания для суспендирования указанного обожженного гипса (или предотвращению увеличения количества указанной воды для перемешивания). Указанная модификация обожженного гипса G путем внедрения влаги в указанный обожженный гипс G подробно описана в публикации международной заявки № WO2017/135250(A1) согласно PCT, которая является Патентной Литературой 4, как указано выше, и поэтому подробное пояснение к ней опущено посредством ссылки на данную публикацию.

[0033]

Центральная ось X-X указанного охладителя 1 наклонена под заранее заданным углом по отношению к горизонтальной поверхности J пола или земли (горизонтальная поверхность). Указанное приводное полнооборотное устройство 5 вращает указанную обечайку 3 в направлении, указанном стрелками R, с заданной частотой вращения. Область D охлаждения внутри указанной обечайки 3 заставляет указанный обожженный гипс G двигаться внутри указанной обечайки 3, при этом перемещаясь по направлению к дистальному торцевому участку 3b. Указанный обожженный гипс G при относительно высокой температуре, который вводится внутрь обечайки 3 с проксимального торцевого участка 3а обечайки 3, движется в направлении указанного дистального торцевого участка 3b за счет наклона указанной обечайки 3. Указанный обожженный гипс G выгружается через разгрузочное отверстие 4а секции 4 разгрузки и выпуска в виде обожженного гипса Ga, который был модифицирован и охлажден. Указанная секция 4 разгрузки и выпуска поддерживается в неподвижном состоянии и фиксируется на месте с помощью основания (не показано) на поверхности J пола или земли. Указанная обечайка 3 вращается относительно указанной секции 4 разгрузки и выпуска.

[0034]

Торцевые участки указанной области D охлаждения закрывают трубная доска 8 с проксимальной торцевой стороны и трубная доска 9 с дистальной торцевой стороны, соответственно. Каждая из труб 2 охлаждения опирается торцевыми участками на указанные доски 8 и 9, соответственно. Каждая из указанных труб 2 охлаждения проходит параллельно указанной центральной оси Х-Х в области D охлаждения. Периферийная часть каждой из указанных досок 8, 9 соединена, как единое целое, с обечайкой 3, с тем чтобы вращаться вместе с указанной обечайкой 3. Следовательно, указанные трубы 2, опирающиеся на указанные доски 8, 9, также вращаются вместе с указанной обечайкой 3. Как будет описано ниже, указанный охладитель 1 оснащен защитными блоками 20, расположенными в непосредственной близости от внешних поверхностей указанных трубных досок 8, 9, соответственно.

[0035]

Выпускное отверстие 4b для отвода атмосферного газа в обечайке 3 предусмотрено в верхней части указанной секции 4 разгрузки и выпуска. Указанное выпускное отверстие 4b соединено с вытяжным вентилятором (или всасывающим вентилятором) Fb посредством канала Fa для отработанных газов. Давление всасывания указанного вентилятора Fb действует на область D охлаждения через указанные канал Fa и отверстие 4b. Таким образом, атмосферный газ в области D охлаждения выпускается из системы с помощью указанного вентилятора Fb. При необходимости, указанный канал Fa оснащается пылеудаляющим устройством Fc (изображено с помощью воображаемых линий), таким как мешочный фильтр.

[0036]

На Фиг. 2 изображен вид в изометрии, иллюстрирующий позиционную или структурную взаимосвязь между охлаждающими трубами 2, обечайкой 3, трубными досками 8, 9 и устройством 10 подачи обожженного гипса, в котором указанный охладитель 1 изображен в состоянии, когда указанные защитные блоки 20 (Фиг. 1(С)) с него удалены.

[0037]

Выпускной коллектор 6 соединен с проксимальным торцевым участком 3а обечайки 3, и торцевая камера 6а сформирована на проксимальной стороне трубной доски 8. Указанный выпускной коллектор 6 опирается на основание (не показано) на поверхности J пола или земли (Фиг. 1). Таким образом, указанный выпускной коллектор 6 поддерживается в неподвижном состоянии и фиксируется на месте, а указанная обечайка 3 вращается относительно указанного выпускного коллектора 6.

[0038]

Устройство 10 подачи обожженного гипса простирается в область D охлаждения через центральную часть указанной торцевой камеры 6а и трубную доску 8. Проксимальный торцевой участок 2а каждой из труб 2 охлаждения проходит через указанную доску 8. Внутритрубный канал для текучей среды указанной трубы 2 выходит в камеру 6а на внешней поверхности указанной доски 8. Указанный коллектор 6 соединен с вытяжным вентилятором (или всасывающим вентилятором) Eb посредством выхлопной трубы Ea. Давление всасывания указанного вентилятора Eb действует на указанный внутритрубный канал для текучей среды каждой из труб 2 через указанные трубу Ea и камеру 6а.

[0039]

Дистальный торцевой участок каждой из труб 2 охлаждения проходит через указанную трубную доску 9. Внутритрубные каналы для текучей среды указанных труб 2 выходят во внешнюю атмосферу на наружной поверхности указанной доски 9. Каждая из указанных труб 2 всасывает наружный воздух (наружный атмосферный воздух, обозначенный словом "Воздух") при наружной температуре окружающей среды через дистальный торцевой участок 2b под давлением всасывания указанного вытяжного вентилятора Eb (Фиг. 1). Как изображено с помощью стрелок на Фиг. 2, указанный наружный воздух, входящий в трубы 2, поступает в указанную торцевую камеру 6а вытяжного коллектора 6 через указанные трубы 2, а затем, под давлением подачи вентилятора Eb, указанный воздух выпускается из системы в виде отработанного газа EX (Фиг. 1). Указанный наружный воздух, проходящий по трубам 2, приводится в контакт с теплопередачей с указанным обожженным гипсом G в области D охлаждения, через стенки указанных труб 2. Указанный обожженный гипс G охлаждается в основном за счет теплопроводности между твердыми телами. То есть указанные трубы 2 образуют теплообменник с воздушным охлаждением с использованием наружного воздуха в качестве охлаждающей среды, а воздух, нагретый за счет теплообмена, выпускается через указанный коллектор 6 из системы в качестве отработанного газа EX.

[0040]

На Фиг. 3 изображен вид охладителя 1 в поперечном сечении, взятом вдоль линии II-II на Фиг. 1. На Фиг. 3 проиллюстрирован рабочий режим указанного охладителя 1. На фиг. 4 изображены виды в разрезе трубных досок 8, 9, в котором защитные узлы 20 предусмотрены как со стороны торцевой камеры доски 8, так и снаружи доски 9. На Фиг. 4(A) изображен защитный блок 20, установленный со стороны торцевой камеры доски 8, тогда как на Фиг. 4(B) изображен защитный блок 20, установленный снаружи доски 9.

[0041]

Как изображено на Фиг. 3, указанный обожженный гипс G смещается вперед, как видно в направлении вращения, под действием усилия вращения указанной обечайки 3. Указанный обожженный гипс G накапливается в положении, когда он неравномерно распределяется и отклоняется с одной стороны (левая сторона на Фиг. 3) относительно вертикальной центральной плоскости Y-Y указанной обечайки 3. В целом, указанный обожженный гипс G псевдоожижается, как изображено с помощью пунктирных стрелок. Указанный обожженный гипс G находится в контакте по теплопередаче со стенками труб 2 охлаждения. Указанный обожженный гипс G охлаждается путем теплообмена между указанной охлаждающей средой (наружным воздухом), протекающей в указанных трубах 2, и обожженным гипсом G, посредством указанных стенок труб 2. С точки зрения действенного и эффективного охлаждения обожженного гипса G с помощью указанных труб 2, указанный обожженный гипс G должен быть надлежащим образом псевдоожижен. Поскольку указанный обожженный гипс G вводится в область D охлаждения из радиально-центральной зоны указанной области D охлаждения, объемный коэффициент заполнения обожженного гипса G должен быть меньше или равен значению в диапазоне от 50% до 70%, в котором указанный объемный коэффициент заполнения представляет собой отношение объема, занятого заявленным гипсом G, к общему объему указанной области D охлаждения. Обычно, указанный охладитель 1 может работать только при условии, что указанный объемный коэффициент заполнения меньше или равен 50%. По данной причине, имеется верхняя зона α, в которой отсутствует указанный обожженный гипс G, и нижняя зона β, в которой указанный обожженный гипс G накапливается. Указанная зона α расположена напротив указанной зоны β. Указанная зона α отклоняется с противоположной стороны от указанной зоны β относительно указанной вертикальной центральной плоскости Y-Y (с правой стороны на Фиг. 3). Труба 2 охлаждения не производит теплообмена с указанным обожженным гипсом G, когда указанная труба 2 перемещается в зоне α области D в направлении, указанном стрелками R. Следовательно, температура охлаждающей среды (наружного воздуха), которая проходит через трубу 2 во время перемещения указанной трубы 2 в зоне α, увеличивается лишь немного путем теплообмена с атмосферным газом в указанной зоне α. Большая часть действительно пригодной к применению холодной энергии (холодопроизводительности) охлаждающей среды (наружного воздуха) выпускается фактически неиспользованной.

[0042]

В соответствии с настоящим изобретением, защитный блок 20, представляющий собой присоединяемое или съемное устройство, устанавливается на охладителе 1 в положении, соответствующем верхней зоне α, и в непосредственной близости от наружной поверхности трубной доски 8 и/или наружной поверхности трубной доски 9. Указанный блок 20 может быть установлен, по крайней мере, на одну из указанных досок 8, 9, и нет острой необходимости устанавливать блок 20 на каждую из досок 8, 9. Однако, в данном варианте осуществления, указанный блок 20 устанавливается на каждую из досок 8, 9. Указанные доски 8, 9 вращаются вместе с обечайкой 3 в направлении стрелки R, но указанные блоки 20 жестко зафиксированы к указанной секции 4 разгрузки и выпуска и указанному выпускному коллектору 6. Следовательно, указанный блок 20 является, как правило, неподвижным, а указанные доски 8, 9 вращаются относительно блоков 20. Указанный блок 20 находится на небольшом расстоянии от указанных досок 8, 9, чтобы не входить с указанными досками 8, 9 во фрикционный контакт. Таким образом, между указанными блоком 20 и досками 8, 9 образуется зазор S, как изображено на Фиг. 6(А). Как будет описано ниже, малая или незначительная часть воздушного потока попадает через указанный зазор S в отверстие дистального торцевого участка 2b и вводится в торцевую камеру 6а через отверстие проксимального торцевого участка 2а.

[0043]

Как изображено на Фиг. 4 и Фиг. 1(С), указанный защитный блок 20 представляет собой узел в сборе, состоящий из защитных плит 21, 22, 23, имеющих форму секторов, изготовленных из металла и соединенных между собой, или конструкцию, состоящую из указанных плит 21, 22, 23, объединенных друг с другом, как единое целое. Центральный угол θ1 каждой из указанных плит 21, 22, 23 задается, например, равным 120 градусам. Периферийная кромка каждой из указанных плит 21, 22, 23 изогнута с кривизной, эквивалентной кривизне периферийной кромки трубной доски 8, 9, и находится в положении, соответствующем указанной периферийной кромке указанной доски 8, 9. Указанные плиты 21, 22, 23 частично накладываются друг на друга, и угол θ2 защиты указанного блока 20 в целом задается равным приблизительно 180 градусам.

[0044]

На Фиг. 5(A) изображен вид в изометрии, иллюстрирующий внутреннюю конструкцию указанного охладителя 1 в состоянии, когда указанные защитные блоки 20 установлены как со стороны торцевой камеры трубной доски 8, так и с наружной стороны трубной доски 9. На Фиг. 5(B) изображен вид в изометрии, иллюстрирующий структуру указанного защитного блока 20, расположенного рядом с указанной трубной доской 8. На Фиг. 6(A) и Фиг. 6(B) изображены вертикальный вид в поперечном сечении и вид в изометрии, иллюстрирующие структуру указанного защитного блока 20, расположенного рядом с указанной трубной доской 9.

[0045]

Указанный защитный блок 20, расположенный рядом с указанной трубной доской 8, как изображено на Фиг. 5(B), жестко зафиксирован к конструкции стенки или к периферийному участку выпускного коллектора 6 с помощью крепежных, защелкивающих или анкерных устройств, таких как сварные швы, защелки или крепежные элементы (не показаны). Указанный защитный блок 20, расположенный рядом с трубной доской 9, как изображено на Фиг. 6, жестко зафиксирован к кольцеобразному выступу 4с секции 4 разгрузки и выпуска с помощью крепежных, защелкивающих или анкерных устройств, таких как сварные швы, защелки или крепежные элементы (не показаны). Указанные защитные плиты 21, 22, 23 блока 20 соединены между собой, как единое целое, посредством крепежных, защелкивающих или анкерных устройств, таких как сварные швы, защелки или крепежные элементы (не показаны).

[0046]

Например, в настоящем варианте осуществления, внутренний диаметр трубы 2 охлаждения задается равным приблизительно 50 мм, торцевые поверхности дистальных и проксимальных торцевых участков 2b, 2a указанной трубы 2 расположены по существу вровень с внешними поверхностями указанных досок 8, 9, а размеры L1, L2 указанного зазора S (Фиг. 6(A)), сформированного между каждой из указанных досок 8, 9, и каждым из указанных защитных блоков 20, задаются в диапазоне приблизительно от 10 мм до 100 мм, предпочтительно, в диапазоне от 10 мм до 50 мм.

[0047]

При необходимости, указанные защитные плиты 21, 22, 23 могут быть прикреплены к указанным выпускному коллектору 6 и кольцеобразному выступу 4c с возможностью регулировки положения. Угловые положения (расположения по окружности) и расстояния между ними (размеры L1, L2 указанного зазора S) указанного защитного блока 20 или диапазон защищенного участка (угловой диапазон и т. д.) указанного блока 20 могут быть выполнены с возможностью регулирования. Кроме того, указанные плиты 21, 22, 23 можно комбинировать друг с другом с помощью механизмов закрытия таким образом, чтобы перекрывающиеся размеры (перекрывающиеся углы) указанных плит 21, 22, 23 можно было легко регулировать для изменения угла θ2 защиты указанного блока 20. В качестве устройства для регулировки указанных положений и перекрывающихся размеров указанных плит 21, 22, 23 может быть использован любой традиционный регулировочный механизм.

[0048]

Как изображено на Фиг. 5 и 6, незащищенные торцевые участки 2а, 2b трубы 2 охлаждения открываются в торцевую камеру 6а и наружную атмосферу, соответственно, как обычно, так что атмосферный воздух снаружи поступает в отверстие дистального торцевого участка 2b и проходит в указанную торцевую камеру 6а через отверстие проксимального торцевого участка 2а, как изображено с помощью сплошных стрелок. Малая или незначительная часть атмосферного воздуха попадает в указанную трубу 2 в верхней зоне α через указанный небольшой зазор S, сформированный между указанными защитным блоком 20 и трубной доской 9, как изображено с помощью пунктирных стрелок на Фиг. 6(А), и выходит из отверстия проксимального торцевого участка 2а в указанную торцевую камеру 6а через зазор, сформированный между указанными защитным блоком 20 и трубной доской 8, как изображено с помощью пунктирных стрелок на Фиг. 5(В).

[0049]

На Фиг. 7 и 8 изображены горизонтальный и вертикальный виды в поперечном сечении, иллюстрирующие принцип рабочего режима указанного охладителя 1.

[0050]

На Фиг. 7 и 8 потоки воздуха (охлаждающей среды), проходящие через трубы 2 охлаждения, обозначены тонкими сплошными стрелками ("Воздух"), и направления движения обожженного гипса G, загружаемого во входную секцию 15, обозначены толстыми белыми стрелками ("G").

[0051]

Воздух при атмосферной температуре T1, например, 20 градусов Цельсия (наружный воздух при температуре окружающей среды), который нагнетается в трубы 2 охлаждения в нижней зоне β под давлением всасывания вытяжного вентилятора Eb, обменивается теплом с обожженным гипсом G в области D охлаждения, в результате чего указанный воздух нагревается до температуры T2 (например, до 60 градусов Цельсия). Нагретый таким образом воздух вводится в выпускной коллектор 6 и выпускается из системы в качестве отработанного газа EX с помощью вытяжного вентилятора Eb. Температура T3 указанного обожженного гипса G, загруженного в устройство 10 подачи обожженного гипса, составляет, например, приблизительно 150 градусов Цельсия. Указанный обожженный гипс G охлаждается путем теплообмена с воздухом, проходящим через указанные трубы 2. Температура T4 указанного обожженного гипса G, выгружаемого через разгрузочное отверстие 4а, составляет, например, приблизительно 80 градусов Цельсия.

[0052]

При необходимости, влажный газ (не показан) при температуре от 100 до 200 градусов по Цельсию впускается струей или подается через отверстие для подачи влажного газа (не показано) в область D охлаждения. Указанный обожженный гипс G поглощает воду или влагу, содержащиеся в указанном влажном газе S, в результате чего указанный обожженный гипс G модифицируется таким образом, что его состав, компоненты, физические свойства или характер могут привести к уменьшению количества воды для перемешивания для суспендирования указанного обожженного гипса (или предотвращению увеличения указанной воды для перемешивания). Модифицированный таким образом обожженный гипс выгружается из системы через разгрузочное отверстие 4а.

[0053]

Как изображено пунктирными стрелками на Фиг. 7 и 8, указанные трубы 2 охлаждения в верхней зоне α, которые защищены с помощью указанного защитного блока 20, затягивают наружный воздух через указанный зазор S, сформированный между указанными блоком 20 и трубной доской 9 под давлением всасывания указанного вытяжного вентилятора Eb. Указанный наружный воздух проходит через внутритрубные каналы для текучей среды указанных труб 2 и затем попадает в указанную камеру 6а через указанный зазор S между указанными трубной доской 8 и блоком 20, и после этого указанный воздух выпускается из системы в виде отработанного газа EX, как указано выше. Воздух, проходящий через указанные внутритрубные каналы для текучей среды указанных труб 2 в зоне α, обменивается теплом с атмосферным газом в указанной верхней зоне α для предотвращения перегрева указанного атмосферного газа в указанной верхней зоне α. Отношение скорости потока воздуха, проходящего через трубу 2 в верхней зоне α, к скорости потока воздуха, проходящего через трубу 2 в нижней зоне β, задается в диапазоне от 1/50 до 1/5, предпочтительно, в диапазоне от 1/100 до 1/10.

[0054]

На Фиг. 9 изображены вид в разрезе и частичный вид в поперечном сечении дистальной торцевой поверхности охладителя 1, иллюстрирующие защитный блок 20, в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.

[0055]

В варианте осуществления, описанном выше, защитный блок 20 представляет собой узел в сборе, состоящий из множества металлических плит, имеющих форму сектора (защитные плиты 21, 22, 23) и соединенных друг с другом, как единое целое. Однако, защитный блок 20', как изображено на Фиг. 9, представляет собой изделие, подвергшееся технологической обработке с изгибанием, которое сформировано путем сгибания участков наружной кромки приблизительно полукруглой металлической плиты. Указанный блок 20' определяет зазор S в виде тонкой камеры, который ограничивается корпусом плиты 24, участком 25 наружной кромки и трубной доской 9. Воздушные потоки, обозначенные пунктирными стрелками, вводятся в указанный зазор S через просвет Sa между участком 25 кромки и плитой 9, а затем вводятся внутрь труб 2 охлаждения в верхней зоне α. Кроме того, защитный блок 20', имеющий по существу такую же конструкцию, устанавливается на трубную доску 8 со стороны торцевой камеры 6а, как и в вышеуказанном варианте осуществления. Воздух, проходящий через указанные трубы 2, вводится в указанную торцевую камеру 6а через зазор S и просвет Sa указанного блока 20' со стороны указанной торцевой камеры 6а, и затем выпускается из системы в виде отработанного газа EX. Предпочтительно, размер L3 указанного зазора S задается равным величине в диапазоне от 10 мм до 100 мм, а размер L4 указанного просвета Sa задается равным величине в диапазоне от 5 мм до 40 мм.

[0056]

Хотя настоящее изобретение описывалось в отношении предпочтительных вариантов осуществления или примеров, настоящее изобретение ими не ограничивается, но может быть осуществлено в любом из различных вариантов или изменений без отступления от объема настоящего изобретения, как определено в пунктах прилагаемой Формулы изобретения.

[0057]

Например, в вышеупомянутом варианте осуществления указанный защитный блок является узлом в сборе из трех защитных плит в форме секторов, но указанный защитный блок может представлять собой одну плиту, узел в сборе из двух плит или узел в сборе из четырех и более плит.

[0058]

Кроме того, много указанных торцевых отверстий защищаются одним защитным блоком в варианте осуществления, описанном выше, но указанный защитный блок может быть разделен на множество защитных блоков, каждый из которых защищает группу указанных торцевых отверстий.

[0059]

Также, указанный защитный блок сконфигурирован в виде плиты или камеры в варианте осуществления, описанном выше, но указанный защитный блок может быть скомпонован из полых элементов, перфорированных элементов или плит, и т. п. Кроме того, поскольку вращение указанной трубной доски относительно указанного защитного блока обеспечивается, то указанные просвет или зазор между указанными трубной доской и защитным блоком могут быть по существу устранены, либо указанные просвет или зазор могут быть закрыты упруго деформируемым материалом.

[0060]

Более того, указанный теплообменник, в соответствии с вышеуказанным вариантом осуществления, реализуется как охладитель для охлаждения указанного обработанного вещества с использованием наружного атмосферного воздуха (охлаждающей среды), но указанный теплообменник может быть реализован как охладитель, нагреватель и т. д., который работает на охлаждение или нагрев указанного обработанного вещества с использованием воздуха или газа, регулируемого при определенной температуре в качестве текучей среды теплоносителя.

[0061]

Кроме того, указанный теплообменник, в соответствии с вышеуказанным вариантом осуществления, оснащен указанной торцевой камерой, сформированной с проксимальной стороны, и указанным дистальным торцевым участком, выходящим в атмосферу, в силу чего указанная текучая среда теплоносителя вводится с дистальной стороны в направлении проксимальной стороны. Однако, указанная торцевая камера может быть сформирована как со стороны проксимального торцевого участка, так и со стороны дистального торцевого участка, и указанная текучая среда теплоносителя может вводиться с проксимальной стороны в направлении дистальной стороны.

[Промышленная применимость]

[0062]

Настоящее изобретение может быть применено к многотрубному ротационному теплообменнику и способу нагрева или охлаждения с использованием такого теплообменника. В частности, настоящее изобретение применимо к такому теплообменнику и способу нагрева или охлаждения переработанного вещества путем вращения обечайки, трубных досок и теплообменных труб, как единого целого, и осуществления теплообмена между указанным переработанным веществом и текучей средой теплоносителя в трубах. Например, указанный многотрубный ротационный теплообменник, в соответствии с настоящим изобретением, используется как охлаждающее устройство перемешивающего типа, представляющее собой систему для обработки обожженного гипса.

[0063]

В соответствии с настоящим изобретением, является возможным сократить или ограничить скорость потока указанной текучей среды теплоносителя, проходящего через указанную теплообменную трубу, которая не может эффективно охлаждать или нагревать указанное обработанное вещество, тем самым повышая энергетическую или тепловую эффективность, экономя потребление электроэнергии и т. д. Таким образом, практическое преимущество настоящего изобретения является существенным.

[Список ссылочных позиций]

[0101]

1 - охладитель перемешивающего типа (многотрубный ротационный теплообменник)

2 - труба охлаждения (теплообменная труба)

2а - проксимальный торцевой участок

2b - дистальный торцевой участок

3 - цилиндрическая обечайка

3а - проксимальный торцевой участок

3b - дистальный торцевой участок

4 - секция разгрузки и выпуска

4а - разгрузочное отверстие

4b - выпускное отверстие

4c - кольцеобразный выступ

5 - приводное полнооборотное устройство

6 - выпускной коллектор

6а - торцевая камера

8, 9 - трубная доска

10 - устройство подачи обожженного гипса

11 - цилиндрический корпус

14 - винтовая часть

16 - отверстие для загрузки обожженного гипса

20, 20' - защитный блок

21, 22, 23 - защитная плита

30 - неподвижная поверхность

D - область охлаждения

G - обожженный гипс (до охлаждения)

Ga - обожженный гипс (после охлаждения)

S - зазор

L1-L4 - размер

X-X - центральная ось

Y-Y - вертикальная центральная плоскость

α - верхняя зона

β - нижняя зона

θ1 - центральный угол

θ2 - угол защиты

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в ротационных теплообменниках. Многотрубный ротационный теплообменник (1) имеет стационарный защитный блок (20). Указанный защитный блок расположен в непосредственной близости от трубной доски (8, 9) за пределами области (D) нагрева или охлаждения. Неподвижная плоскость (30) указанного защитного блока находится противоположно и в непосредственной близости к торцевому отверстию (2a, 2b) теплообменной трубы (2), которая перемещается в верхней зоне (α) указанной области нагрева или охлаждения, тем самым, кратковременно сокращая или ограничивая указанную скорость потока указанной текучей среды теплоносителя, проходящего через указанную теплообменную трубу, которая перемещается в указанной верхней зоне. Технический результат - повышение энергетической или тепловой эффективности теплообменника за счет сокращения или ограничения скорости потока текучей среды теплоносителя, проходящего через теплообменную трубу. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Многотрубный ротационный теплообменник, имеющий выполненную с возможностью вращения обечайку, трубные доски, закрывающие оба торцевых участка обечайки, и ряд теплопередающих труб, размещенных во внутреннем пространстве обечайки, причем область нагрева или охлаждения для нагрева или охлаждения обработанного вещества, поступающего во внутреннее пространство, сформирована в обечайке, каждый торцевой участок каждой из труб опирается на трубную доску, и торцевой участок трубы выходит на внешнюю поверхность трубной доски или вблизи нее, причем обечайка, трубные доски и трубы выполнены с возможностью вращения как единое целое для нагревания или охлаждения обработанного вещества путем теплообмена между текучей средой теплоносителя в трубах и обработанным веществом в области нагрева или охлаждения,

причем теплообменник включает в себя:

стационарный защитный блок для кратковременного снижения скорости потока текучей среды теплоносителя, проходящего через теплопередающую трубу при перемещении трубы в верхней зоне области нагрева или охлаждения,

причем защитный блок расположен поблизости от трубной доски за пределами области нагрева или охлаждения и снабжен неподвижной поверхностью, сокращающей или ограничивающей поток текучей среды теплоносителя, поступающий в торцевое отверстие трубы или вытекающий из него,

причем неподвижная поверхность расположена в непосредственной близости от и противоположно торцевому отверстию трубы, перемещающейся в верхней зоне, и отделена от торцевого отверстия трубы, перемещающейся в нижней зоне области нагрева или охлаждения.

2. Теплообменник по п. 1, в котором защитный блок расположен в пространстве со стороны поступления к трубной доске текучей среды теплоносителя в непосредственной близости от торцевого отверстия теплопередающей трубы со стороны поступления и/или в пространстве со стороны выхода от трубной доски текучей среды теплоносителя в непосредственной близости от торцевого отверстия теплопередающей трубы со стороны выхода.

3. Теплообменник по п. 1, в котором защитный блок сформирован посредством имеющей форму сектора или полукруга защитной плиты или блок представляет собой сборку из защитных плит в форме соединенных между собой секторов, при этом верхняя зона представляет собой пространство, которое расположено напротив скопления смещенного с одной стороны зоны нагрева или охлаждения под действием вращения обечайки обработанного вещества, и которое смещено со стороны, противоположной скоплению обработанного вещества относительно вертикальной центральной плоскости обечайки.

4. Теплообменник по п. 1, дополнительно содержащий монтажный механизм для монтажа защитного блока рядом с трубной доской с возможностью регулировки положения.

5. Теплообменник по любому из пп. 1-4, в котором защитный блок представляет собой сборку в форме сектора или полукруга из соединенных друг с другом защитных плит в форме сектора, причем сборка оснащена механизмом регулировки угла защиты для изменения центрального угла блока посредством регулировки угла перекрытия соседних защитных плит.

6. Теплообменник по любому из пп. 1-4, в котором защитный блок имеет площадь или размер для защиты торцевых отверстий теплообменных труб, количество которых задано в диапазоне от 20% до 50% от общего количества труб.

7. Теплообменник по любому из пп. 1-4, в котором скорость потока текучей среды теплоносителя в трубе, сниженная с помощью защитного блока, задана равной или меньшей одной пятой от скорости потока текучей среды теплоносителя в трубе, контактирующей по теплопередаче с обработанным веществом.

8. Теплообменник по любому из пп. 1-4, в котором расстояние между защитным блоком и торцевым отверстием задано в диапазоне от одной десятой диаметра отверстия до равенства диаметру отверстия.

9. Система обработки обожженного гипса, содержащая теплообменник по любому из пп. 1-4, причем теплообменник используется в качестве охладителя перемешивающего типа для охлаждения обожженного гипса, охладитель имеет область охлаждения для охлаждения обожженного гипса, которая действует как область нагрева или охлаждения, и теплопередающая труба выходит в атмосферу своим торцевым участком со стороны поступления текучей среды теплоносителя, тем самым, позволяя наружному атмосферному воздуху протекать через внутритрубный канал для текучей среды в качестве охлаждающего агента.

10. Система по п. 9, дополнительно содержащая влагоподводящее устройство для внедрения влаги в обожженный гипс, причем влагоподводящее устройство оснащено впускным отверстием для подачи влажного газа, через которое струя или поток влажного газа, содержащего воду или пар, вводится в область охлаждения.

11. Способ нагрева или охлаждения обработанного вещества с помощью многотрубного ротационного теплообменника, имеющего вращающуюся обечайку, закрытую на обоих ее торцевых участках трубными досками, и ряд теплопередающих труб, размещенных во внутреннем пространстве обечайки, причем область нагрева или охлаждения для нагрева или охлаждения обработанного вещества, подаваемого во внутреннее пространство, сформирована внутри обечайки; причем каждый торцевой участок каждой из труб опирается на трубную плиту, и торцевой участок выходит на внешнюю поверхность трубной доски или вблизи нее; причем обечайка, трубные доски и трубы вращаются как единое целое для нагрева или охлаждения обработанного вещества путем теплообмена между текучей средой теплоносителя в трубах и обработанным веществом в области нагрева или охлаждения, причем способ включает в себя:

размещение неподвижной поверхности защитного блока поблизости от трубной доски за пределами области нагрева или охлаждения таким образом, чтобы она находилась в непосредственной близости от и противоположно торцевому отверстию трубы, перемещающейся в верхней зоне области нагрева или охлаждения для сокращения или ограничения скорости потока текучей среды теплоносителя, поступающего в торцевое отверстие трубы, которая перемещается в верхней зоне, или потока, вытекающего из него, а также

отделение поверхности от торцевого отверстия трубы, которая перемещается в нижней зоне области нагрева или охлаждения для снятия сокращения или ограничения скорости потока текучей среды теплоносителя.

12. Способ по п. 11, в котором защитный блок расположен в пространстве со стороны поступления к трубной доске текучей среды теплоносителя в непосредственной близости от торцевого отверстия теплопередающей трубы со стороны поступления и/или в пространстве со стороны выхода от трубной доски текучей среды теплоносителя в непосредственной близости от торцевого отверстия теплопередающей трубы со стороны выхода.

13. Способ по п. 11, в котором верхняя зона представляет собой пространство, которое расположено напротив скопления смещенного с одной стороны зоны нагрева или охлаждения под действием вращения обечайки обработанного вещества, и которое смещено со стороны, противоположной скоплению обработанного вещества, причем защитный блок сформирован посредством защитной плиты, имеющей форму сектора или полукруга, или блок представляет собой сборку соединенных между собой защитных плит в форме секторов.

14. Способ по п. 11, в котором защитный блок установлен рядом с трубной доской с возможностью регулировки положения.

15. Способ по любому из пп. 11-14, в котором защитный блок представляет собой сборку из соединенных друг с другом защитных плит в форме сектора, причем сборка оснащена механизмом регулировки угла защиты для изменения центрального угла блока посредством регулировки угла перекрытия соседних защитных плит.

16. Способ по любому из пп. 11-14, в котором защитный блок защищает торцевые отверстия теплообменных труб, количество которых задано в диапазоне от 20% до 50% от общего количества труб.

17. Способ по любому из пп. 11-14, в котором скорость потока текучей среды теплоносителя в трубе, перемещающейся в верхней зоне, снижается с помощью защитного блока до величины, равной или меньшей одной пятой от скорости потока текучей среды в трубе, контактирующей по теплопередаче с обработанным веществом.

18. Способ по любому из пп. 11-14, в котором расстояние между защитным блоком и торцевым отверстием задается в диапазоне от одной десятой диаметра отверстия до диаметра отверстия.

19. Способ обработки обожженного гипса с использованием способа нагрева или охлаждения по любому из пп. 11-14, содержащий:

использование многотрубного ротационного теплообменника в качестве охладителя перемешивающего типа для охлаждения обожженного гипса;

введение в область охлаждения обожженного гипса, подлежащего охлаждению в ней; и

открытие в атмосферу торцевого участка теплопередающей трубы со стороны поступления текучей среды теплоносителя для поступления наружного атмосферного воздуха во внутритрубный канал в качестве охлаждающего агента.

20. Способ по п. 19, в котором струя или поток подачи влажного газа, содержащего воду или пар, вводят в область охлаждения с помощью влагоподводящего устройства для внедрения влаги в обожженный гипс.