Способ и устройство для обработки слоя сыпучего материала
Формула / Реферат
1. Устройство управления потоком воздуха, предназначенное для управления потоком воздуха через слой сыпучего материала и содержащее пластину основания, предназначенную для установки в полу, стенке, потолке или другой перегородке и имеющую переднюю сторону, расположенную обращенной к материалу, к которому направляется воздушный поток, и заднюю сторону, противоположную передней стороне, при этом в указанной пластине основания выполнены по меньшей мере два отверстия, и по меньшей мере одно из них имеет форму цилиндра, ось которого не параллельна плоскости пластины основания и внутри которого смежно с обоими его концами расположены радиальные ограничительные средства, между которыми расположен поплавковый элемент, причем при нахождении поплавкового элемента в контакте с верхним радиальным ограничителем, расположенным смежно с передней стороной пластины основания, прерывается поток, проходящий через цилиндр, при этом указанное устройство имеет кожух, закрывающий существенную часть передней стороны пластины основания и соединенный с возможностью поворота с последней с обеспечением образования регулируемого зазора между ее передней стороной и краем кожуха.
2. Устройство управления потоком воздуха по п.1, которое имеет два или три цилиндра, причем все цилиндры имеют либо разные эффективные площади поперечного сечения проходного потока, либо отличаются весом поплавковых элементов, с обеспечением введения одного или нескольких поплавков во взаимодействие с верхними радиальными ограничителями потоком через указанное устройство.
3. Устройство управления потоком воздуха по п.1 или 2, в котором одно отверстие не имеет поплавкового элемента и площадь поперечного сечения этого отверстия может изменяться.
4. Устройство управления потоком воздуха по любому из предшествующих пунктов, в котором каждый цилиндр имеет поплавковый элемент, а площадь его поперечного сечения соответствует 15% или менее, предпочтительно 10% или менее от общей площади потока воздуха устройства.
5. Устройство управления потоком воздуха по п.1, в котором в закрывающую пластину встроена перегородка, закрывающая существенную часть передней стороны пластины основания, причем указанная перегородка приводится в действие для регулирования потока воздуха, проходящего через устройство.
6. Способ охлаждения слоя сыпучего материала, поддерживаемого воздухораспределительным основанием, в котором охлаждающий воздух подают в одну или несколько камер, находящихся под распределительным основанием, а в указанном распределительном основании размещают устройства управления потоком воздуха, выполненные по любому из пп.1-5, так что через слой сыпучего материала нагнетают регулируемый управляемый поток охлаждающего воздуха при помощи указанных устройств, расположенных в указанном основании.
7. Способ по п.6, в котором сыпучий материал представляет собой цементный клинкер, а слой охлаждаемого материала выгружают из поворотной печи, причем распределительное основание разделено на секции, каждая из которых имеет размер примерно 400_400 мм и снабжена одним устройством управления потоком воздуха, при этом каждое из указанных устройств предварительно регулируют путем регулировки площади поперечного сечения отверстия, не имеющего поплавкового элемента, и/или регулировки зазора между кожухом и пластиной основания.
Текст
011701 Область техники Настоящее изобретение относится к способу охлаждения слоя сыпучего материала, поддерживаемого воздухом, который подводят при помощи воздуховодов секционным способом из одной или нескольких нижележащих камер к воздухораспределительному основанию и слою материала и направляют вверх через них, при этом сыпучий материал перемещается горизонтально от входного края распределительного основания к его выходному краю. Кроме того, изобретение относится к устройству управления потоком воздуха, предназначенному для осуществления предложенного способа. Предпосылки изобретения Примером устройства, содержащего воздухораспределительное основание, является холодильник,предназначенный для охлаждения, например, цементного клинкера. Основная задача такого холодильника заключается в достижении заданной степени теплообмена между клинкером и охлаждающим воздухом таким образом, чтобы существенная часть тепловой энергии горячего клинкера могла быть возвращена в систему печи с охлаждающим воздухом, при этом клинкер выгружается из холодильника при температуре, очень близкой к наружной. Необходимым условием для достижения заданной степени теплообмена является четко определенный охлаждающий воздушный поток, проходящий через клинкер. Однако обнаружено, что при охлаждении цементного клинкера, который выгружается из печи, установленной перед холодильником, клинкер не всегда равномерно распределен по ширине холодильника. Вместо этого существует тенденция распределения клинкера таким образом, что более крупные комки расположены преимущественно на одной стороне холодильника, а мелкие комки - на другой. Кроме того, толщина слоя клинкера может меняться как в продольном, так и в поперечном направлении холодильника. Поскольку охлаждающий воздух легче проникает через слой из более крупных комков клинкера и/или сквозь более тонкий слой, чем через слой, состоящий из более мелких комков, и/или более толстый, и поскольку охлаждающий воздух, естественно, всегда будет следовать по пути наименьшего сопротивления, любое подобное неравномерное распределение клинкера часто влечет за собой недостаточное охлаждение материала последнего в виде более мелких комков, приводя, таким образом, к образованию в холодильнике горячих зон, так называемых раскаленных потоков. Кроме того, такое неравномерное распределение клинкера будет приводить к тому, что в тех зонах, где охлаждающий воздух испытывает наименьшее сопротивление, он будет попросту охлаждать клинкер в большей степени вследствие более интенсивного воздушного потока через слой клинкера в указанных зонах. Когда воздух нагревается при постоянном давлении, его объем увеличивается по законам термодинамики. Если в зоне находится слой клинкера меньшей толщины, то, как описано выше, воздух стремится пройти именно через такую зону. После того как клинкер достигнет более высокой степени охлаждения по сравнению с более толстыми окружающими слоями, проходящий вслед за этим воздух не будет нагреваться до той же степени из-за более холодного клинкера, и поэтому его объем не будет увеличиваться. Это приведет к меньшему падению давления при прохождении воздуха через слой клинкера, что, в свою очередь, приведет к прохождению еще более холодного воздуха, особенно через эту зону. Очевидно, что возникающая нестабильность процесса охлаждения, вызванная проходящим через слой клинкера воздухом, который является компрессионной средой, неизбежна. Кроме того, в результате данной нестабильности возникает эффект пониженного теплообмена. Эффективность теплообмена холодильника является существенным фактором для максимально возможного возврата температуры воздуха в технологическом процессе после теплообмена с клинкером. Поскольку за последние три десятилетия система печи в целом становилась все более и более эффективной в плане расхода топлива, необходимое для его сгорания количество воздуха, соответственно,уменьшилось. При уменьшенном количестве воздуха для того же количества клинкера возросли требования высокой эффективности теплообмена. В 1980-х годах были увеличены размеры зон прохода в области воздухораспределительного основания. Это привело к более интенсивному распределению воздуха по всему воздухораспределительному основанию, из-за чего любое изменение давления в слое клинкера стало в меньшей степени отражаться на перепадах интенсивности потока воздуха в пределах всего воздухораспределительного основания. Но это привело к увеличению давления в камере, обусловленному более высоким перепадом давлений при прохождении потока через проходы. Таким образом, вентиляторы, подающие воздух в камеры, стали потреблять больше электроэнергии. В международной заявке PCT/US96/02971 предложен механический регулятор потока, причем непрерывный процесс управления каждым регулятором потока может автоматически изменяться в прямом соответствии с состоянием воздушного потока. При идеальном охлаждении слоя клинкера постоянного объема ослабление давления по слою клинкера пропорционально высоте слоя клинкера и площади воздушного потока вследствие того, что внутри слоя клинкера возникает турбулентный поток. При меньшей высоте слоя клинкера поток должен локально уменьшаться. В международной заявке PCT/US96/02971 упоминается, что кроме постоянного потока может иметь место уменьшающийся поток при повышенном сопротивлении давления при прохождении через устрой-1 011701 ство, что должно соответствовать уменьшению сопротивления давления при прохождении через слой клинкера. Тем не менее, это приводит к нестабильности в работе всей системы холодильник/печь, и поэтому такой вариант невозможен для реализации. Обычно вентиляторы подают в каждую камеру холодильника постоянный общий поток воздуха,где после теплообмена воздуха с клинкером постоянный поток поступает в горелки для получения стабильной работы печи. Если бы устройства управления потоком имели пониженные параметры потока для обеспечения более высокой эффективности теплообмена, произошло бы следующее: допустим, что в одной зоне имеется более тонкий слой клинкера; тогда устройство уменьшит поток в этой зоне, но при постоянном потоке от вентилятора это привело бы к более высокому давлению во всей камере и, таким образом, через слой клинкера в указанной зоне проходило бы больше воздуха, устройство закрылось бы в еще большей степени, что привело бы к повышению давление в камере. После этого начнут закрываться другие устройства, и, в конце концов, все устройства закрылись бы, а вентилятор, если он не остановился к этому моменту, просто нагнетал бы воздух через небольшие отверстия постоянного размера. Таким образом сам принцип использования устройства управления потоком не работает, а холодильник функционирует на основе прежних принципов - только наличия небольших отверстий постоянного размера в каждой части воздухораспределительного основания. В немецком патенте 1221984 от 1965 г. запатентовано двухпозиционное (работающее по принципу включено/выключено) устройство для текучих и кипящих слоев. Устройство представляет собой двухпозиционный переключатель, предназначенный для остановки процесса продувки воздухом в указанных слоях. В патенте 1221984 также упоминается о том, что двухпозиционное устройство не должно полностью закрывать подающий воздуховод. Это обусловлено тем, что после продувки текучих или кипящих слоев устройство закроется, но даже при небольшом количестве воздуха в оставшемся отверстии продувка слоев все еще будет остановлена. Затем устройство выйдет из закрытого положения, и через указанные слои снова будет проходить полный воздушный поток. Свойства текучих и кипящих слоев сильно отличаются от свойств слоя клинкера вследствие того,что их можно рассматривать как текучую среду. Двухпозиционные устройства, описанные в патенте 1221984, не будут удовлетворительно работать со слоем клинкера вследствие такой же цепной реакции, которая описана выше для пониженного потока при пониженном сопротивлении слоя потоку - международная заявка PCT/US96/02971. Другими словами, все двухпозиционные устройства в итоге закроются, и никакого выигрыша в теплообмене в плане компенсации потока получено не будет. С помощью настоящего изобретения достигнута более высокая эффективность теплообмена, которой невозможно было добиться ранее при помощи заявки PCT/US96/02971 без возникновения отрицательной цепной реакции, описанной выше. Изобретение относится к слою, не обладающему характеристиками текучей среды. Цель изобретения Изобретение позволяет достичь указанных целей путем создания устройства управления потоком воздуха, отличающегося, в частности, тем, что оно содержит пластину основания, которая может быть установлена в полу, стене, потолке или другой разделительной перегородке. Указанная пластина основания имеет переднюю сторону, расположенную обращенной к материалу, к которому направлен воздушный поток, и заднюю сторону, находящуюся напротив передней. Также указанная пластина основания имеет поменьшей мере два отверстия, при этом по меньшей мере одно из них имеет форму цилиндра,ось которого не параллельна плоскости пластины. Внутри указанного цилиндра смежно с обоими его открытыми концами расположены радиальные ограничительные средства, между которыми расположен поплавковый элемент, причем при нахождении последнего в контакте с верхним радиальным ограничителем, расположенным смежно с передней стороной пластины основания, поток, проходящий через цилиндр, перекрывается. Благодаря наличию по меньшей мере двух отверстий в пластине основания, встроенной в охлаждающий пол, в процессе работы устройство обеспечивает определенный минимум подачи воздуха через неограниченное отверстие и управляемый поток воздуха, при этом поплавковый элемент регулирует воздушный поток через второе отверстие, так что интенсивность потока воздуха через устройство может изменяться в заданных пределах. Эти пределы определяются количеством сыпучего материала, т.е. толщиной слоя над устройством управления потоком воздуха, так что изменение толщины слоя материала будет приводить к изменению давления воздуха и, в частности, к падению давления при проходе потока через слой материала, так что поплавковый элемент будет задействован либо для ограничения, либо для увеличения количества охлаждающего воздуха. Радиальное ограничительное средство на дне цилиндра служит для предотвращения выпадения поплавкового элемента из цилиндра, что может иметь место, когда необходимо охладить очень плотный слой сыпучего материала, так как из-за низкого сопротивления воздуха при прохождении через тонкий слой потребуется очень ограниченное количество охлаждающего воздуха. Радиальное ограничительное средство наверху цилиндра служит для ограничения перемещения поплавкового элемента кверху и при-2 011701 этом создает уплотнительное гнездо, поэтому, когда поплавковый элемент входит во взаимодействие с верхним радиальным ограничительным средством, воздушная струя, проходящая через цилиндр, прерывается. В усовершенствованном варианте выполнения настоящего изобретения имеется дополнительное усовершенствование, заключающееся в том, что имеются два или три цилиндра, причем все они имеют либо разные площади поперечного сечения, либо различный вес поплавковых элементов, поэтому поток,проходящий через устройство управления потоком воздуха, будет приводить к взаимодействию одного или нескольких поплавковых элементов с верхними радиальными ограничителями. Как правило, цилиндры представляют собой геометрические тела, имеющие параллельные стороны,т.е. параллельные общей оси. Однако испытания показали, что целям настоящего изобретения также удовлетворяют слегка конические цилиндры, т.е. цилиндры, стороны которых не параллельны, а отклонены на несколько градусов от общей оси. Путем регулировки веса поплавковых элементов или площадей поперечных сечений цилиндров отверстия, в которых расположены поплавковые элементы, будут закрываться при разных уровнях давления воздуха. Это предусмотрено для улучшенной регулировки, т.е. для того, чтобы устройство управления потоком воздуха могло более точно и в более тесной зависимости от толщины и плотности сыпучего материала слоя регулировать воздушный поток через указанный слой с целью улучшения холодо/теплообмена в зависимости от количества вентиляционного воздуха. В еще одном усовершенствованном варианте выполнения одно отверстие не имеет поплавковых элементов, и площадь поперечного сечения данного отверстия можно изменять. Это открытое отверстие будет, как уже упомянуто выше, гарантировать минимальный вентиляционный поток через слой сыпучего материала, а за счет возможности регулировки площади поперечного сечения данного отверстия возможно определить конкретные полные интервалы, в которых возможна работа устройства управления потоком воздуха, когда свободное отверстие работает во взаимодействии с цилиндрами, содержащими поплавковые элементы. В еще более усовершенствованном варианте выполнения настоящего изобретения площадь поперечного сечения каждого цилиндра, имеющего поплавковый элемент, соответствует 15% или менее,предпочтительно 10% или менее, от общей площади воздушного потока данного устройства. В рамках объема притязаний данного изобретения площади поперечных сечений проходов или отверстий должны пониматься как эффективные площади потока. Цилиндры или отверстия могут иметь определенные площади поперечного сечения, но там, где присутствуют поплавковые элементы, эффективная площадь сечения представляет собой площадь сечения цилиндра за вычетом площади сечения поплавкового элемента, находящегося в данном конкретном поперечном сечении. Таким образом, через каждое устройство управления потоком воздуха проходит, по существу, постоянный воздушный поток, но поплавковые элементы способствуют постоянному и оптимальному воздушному потоку и регулируют его, когда площади их поперечных сечений представляют собой лишь незначительную часть общей площади открытого поперечного сечения. Для получения дополнительных возможностей регулирования в более усовершенствованном варианте выполнения настоящее изобретение может иметь кожух, закрывающий существенную часть передней стороны пластины основания, причем указанный кожух соединен с возможностью поворота с пластиной основания таким образом, что между передней стороной пластины и краем кожуха имеется регулируемый зазор. Кожух и его подвижное крепление создают вентиляционный зазор между кожухом и пластиной основания, поэтому кожух и, в особенности, регулировка зазора будут служить как основной компонент сопротивления воздушному потоку. При работе устройства управления потоком воздуха могут быть настроены таким образом, что благодаря наличию кожухов будет возможна грубая регулировка равномерного распределения всего вентиляционного воздуха, подаваемого в камеру под слоем материала, через всю зону охлаждения. Путем дальнейшей регулировки размера отверстий, не имеющих поплавковых элементов, каждое отдельное устройство управления потоком воздуха может настраиваться относительно соседнего поплавкового устройства, поэтому распределение вентиляционного воздуха еще более улучшается и, в конечном счете, путем регулировки прохождения воздушного потока через поплавковые элементы и веса последних можно добиться очень точной регулировки всего воздушного потока, проходящего через охлаждаемый слой сыпучего материала, и, тем самым, оптимального охлаждения. Кроме того, изобретение относится к способу охлаждения слоя сыпучего материала, как приведено в описаниях усовершенствованных вариантов выполнения. Описание чертежей Далее изобретение описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 изображает холодильник; фиг. 2 - поперечный разрез вентиляционного устройства, встроенного в дно холодильника; фиг. 3 - аксонометрический вид фрагмента фиг. 2; фиг. 4 - разрез устройства управления потоком воздуха; фиг. 5 - нижнюю поверхность устройства управления потоком воздуха;-3 011701 фиг. 6 - потоки с различными параметрами в виде графиков; фиг. 7, 8 и 9 - устройство управления потоком воздуха при различных рабочих параметрах. Описание изобретения На фиг. 1 показан холодильник 1, который имеет входной конец 2 и выходной конец 3. Холодильник присоединен к поворотной печи 4, из которой в холодильник поступает горячий материал, подлежащий охлаждению. Материал из поворотной печи опускается на распределительное основание 5, выполненное в холодильнике 1, и при помощи средства транспортировки (не показано) перемещается от входного конца 2 к выходному концу 3 холодильника 1 в виде слоя 6 материала, расположенного на распределительном основании 5. Средство транспортировки может представлять собой движущиеся возвратнопоступательно решетки, колосники или работать по принципу подвижного пола, но не ограничено указанным перечнем. Под распределительным основанием 5 холодильник 1 имеет одну или несколько камер 7, в каждую из которых от вентиляторной установки 8 подается охлаждающий воздух. Камера 7 может быть разделена как в продольном, так и в поперечном направлении холодильника на ряд более мелких камер, которые не показаны, и, в этом случае, охлаждающий воздух подается отдельно в каждую из таких камер. Распределительное основание 5 составлено из ряда более мелких распределительных участков 9, каждый из которых соединен с камерой 7 посредством воздуховодов 10, 11 и 12 (см. фиг. 2). Воздуховод 10 имеет постоянное проходное сечение. Воздуховоды 11 и 12 имеют поплавки 13 А/13 В, концевые ограничители 14 А/14 В и нижние упоры 15 А/15 В. Поплавок 13 А показан в нерабочем положении,опирающимся на упор 15 А, не ограничивая зону прохода воздушного потока воздуховода 11, а поплавок 13 В изображен в положении, приближенном к ограничителю 14 В, ограничивая зону прохода воздушного потока воздуховода 12. Фиг. 3 изображает то же, что и фиг. 2, только в аксонометрии, причем для иллюстрации поплавков 13, концевого ограничителя 14 и нижнего упора 15 воздуховоды показаны в разрезе. Различное количество поплавков может быть использовано в отдельных воздуховодах, как показано на чертеже; также может быть возможным перемещение поплавков в общем воздуховоде (воздуховодах). Таким образом, при запирании каждый поплавок уменьшает часть проходного сечения воздушного потока. Благодаря тому, что на каждом секционном участке 9 распределительного основания 5 параллельно с фиксированным проходом 10 расположено одно устройство (13, 14 и 15) включения/отключения, при относительно небольшой разности давлений в результате работы поплавка 13 А и сравнительно небольших площадях переключаемых в открытое/закрытое положение проходов 14 А по сравнению с площадью фиксированного прохода 16 можно увеличить эффективность теплообмена при условии, что на каждый участок был подан постоянный поток, при этом отсутствует риск негативной цепной реакции, когда закрывается каждое устройство, находящееся в камере, подача воздуха в которую обеспечивается одним вентилятором 8. При включении одного устройства вследствие низкого сопротивления потоку в находящемся сверху слое клинкера давление в камере немного повысится, но в целом включенное устройство будет подавать меньший воздушный поток на клинкер сверху по сравнению с другими секционными участками, на которых находятся выключенные устройства. Существенно, что при одинаковом сопротивлении клинкера и наличии заданного полного воздушного потока от вентилятора обычный перепад давления в устройствах немного меньше значения, необходимого для включения устройств. Эффективность теплообмена можно дополнительно повысить путем параллельной установки на каждом секционном участке нескольких устройств 13 А/13 В включения/отключения. При этом существенно, чтобы перепад давлений в режиме переключения был различным для каждого такого устройства в пределах данной группы устройств. Существенно наличие перепада давлений, из-за чего отсекаемый поток и изменение площади прохода значительно отличаются от представленных в патенте Германии 1221984 для текучих и кипящих слоев. В патенте Германии 1221984 при включенном устройстве поток может составлять около 20% от общего потока через выключенное устройство. Для того изобретения характерно и другое - когда задействовано одно устройство, общая площадь прохода уменьшается от 100 до примерно 80%. На практике обычно одна или несколько параллельных групп устройств включения/отключения во включенном состоянии будет каждая уменьшать общую площадь прохода менее чем на 10%. Обратимся к фиг. 4, которая изображает разрез устройства управления потоком воздуха. В пластине 20 основания имеются отверстия 21, 22, 23. Первое отверстие 21 является обычным сквозным отверстием в пластине основания, а с отверстиями 22, 23 соединены цилиндры 24, 25. Цилиндры или, по меньшей мере, отверстия 22, 23 имеют разные размеры, так что поплавковые элементы, один из которых под номером 26 изображен на разрезе, могут перемещаться вверх и вниз в цилиндрах 24, 25 под действием воздушного потока, обозначенного стрелкой А. Более того, в цилиндре имеются радиальные ограничительные средства 27, 28. Нижнее радиальное ограничительное средство 27 служит для поддержания поплавкового элемента 26 в цилиндре при отсутствии воздушного потока А через устройство. В случае, когда воздушный поток А настолько слабый, что вес поплавкового элемента 26 преодолевает его, поплавковый элемент 26 будет перемещаться к нижнему радиальному ограничительному средству 27. В случаях, когда воздушный поток усиливается, он будет приводить к перемещению поплавкового элемента вверх к верх-4 011701 нему радиальному ограничительному средству 28, которое вдобавок сконструировано как уплотнительное гнездо для поплавкового элемента, поэтому воздушный поток через отверстие 22 перекрывается. В частном варианте выполнения поплавковые элементы 26 направляются осями 29, 30 для того,чтобы предотвратить застревание элементов 26 внутри цилиндра, приводящее к тому, что устройство управления потоком воздуха не срабатывает должным образом от необходимого воздушного потока. В устройстве имеется кожух 31, который, по существу, накрывает всю верхнюю поверхность пластины 20 основания таким образом, что все отверстия 21, 22, 23 находятся внутри кожуха. Кожух закреплен на одном конце с возможностью поворота, а на другом конце имеет средство 32 регулировки, что позволяет регулировать воздушный зазор 33 между пластиной 20 основания и кожухом 31. Таким образом, кожух 31 служит для обеспечения возможности предварительной регулировки общего воздушного потока через устройство управления потоком воздуха. На практике, когда в холодильнике установлен ряд устройств управления потоком воздуха, вентиляционный эффект каждого из них будет предварительно установлен в определенном процентном отношении, например 80% в центральной части холодильника и, предположим, 60% по бокам холодильника. Предварительная установка будет производиться путем регулировки эффективной площади потока, протекающего через свободное отверстие 21. Для этого в пластине основания могут быть предусмотрены отметки, облегчающие выполнение предварительной установки. Далее кожух регулируется таким образом, чтобы поплавковый элемент, находящийся в среднем цилиндре, плавал в потоке воздуха. В этом положении характеристики будут таковыми, что устройство управления потоком воздуха будет, по существу, соответствовать центральной части средней кривой, см. фиг. 6 и последующее объяснение. Более того, предусмотрена регулировочная пластина 34, предназначенная для регулировки площади поперечного сечения отверстия 21. Лучше всего она показана на фиг. 5. На фиг. 5 представлена нижняя сторона устройства управления потоком воздуха, в котором отверстие 21 можно регулировать за счет простого поворота пластины 34 вокруг болта 36 и фиксации ее при помощи болтов 37. В этом случае устанавливается постоянная площадь поперечного сечения воздушного потока, причем цилиндры 24, 25 и 38 обеспечивают регулировку воздушного потока, которая будет объяснена со ссылкой на фиг. 7-9. На фиг. 6 показаны типовые характеристики воздушного потока для предложенных устройств. Перепад давлений через узел показывает увеличение давления в зависимости от расхода потока. Если расход воздуха, по существу, не меняется, т.е. находится, например, в интервале от 8 до 10, то можно получить гомогенное охлаждение сыпучего слоя. При использовании устройства управления потоком воздуха, как показано на фиг. 4 и 5, размер отверстия 21 будет определять уровень по оси ординат, на котором расположена кривая, т.е. будет ли достигнут расход 1, 2 или 3, а три цилиндра 24, 25 и 38, включающие поплавковые элементы, будут определять момент возникновения излома 40, 41 и 42. Первый излом 40 соответствует самому большому цилиндру, тогда как излом 42 соответствует самому маленькому цилиндру (полезной площади потока). Таким образом, например, путем изменения размера отверстия 21, воздушный поток, проходящий через указанное устройство, можно регулировать таким образом,что в обычной ситуации, т.е. когда слой сыпучего материала охлаждается оптимально, а именно, когда теплообмен является оптимальным, поплавок, соответствующий излому 41, находится в плавающем состоянии, т.е. подвешен в цилиндре под действием воздушного потока. Таким образом, если толщина сыпучего слоя будет увеличиваться, откроется другой поплавковый элемент, а в противоположной ситуации последний закроется. Это дополнительно показано на фиг. 7-9. Комбинация размеров отверстий, т.е. воздушный поток, пропускаемый элементами 51, 52, 53 и отверстиями, закрытыми в той или иной степени кожухом 31 и пластиной 34, соответствует графику 3,представленному на фиг. 6. Фиг. 8 соответствует графику 2, а фиг. 9 соответствует графику 1. В данном случае очевидно, что путем регулирования размера, т.е. площади отверстия 21, используя пластину 34,показанную здесь в виде перегородки, можно задать основной уровень потока воздуха через устройство управления потоком воздуха. Путем дальнейшей регулировки перегородки 34 можно получить расположение поплавков 51, 51, 53, когда поплавок 51 находится в положении закрытия, поплавок 52 занимает промежуточное положение, плавая в воздушном потоке, а поплавок 53 находится в нижнем положении. По мере увеличения расхода воздушного потока, как показано на фиг. 6, поплавок 52 будет выталкиваться кверху и в итоге перекроет воздух, проходящий через цилиндр, чему соответствует излом 41, который изображен на графике фиг. 6. В конце концов воздушный поток через устройство управления потоком воздуха можно дополнительно увеличить благодаря наличию тонкого сыпучего слоя или вследствие мгновенного выдувания, т.е. когда весь сыпучий материал выдувается за счет вентиляции, при этом поплавок 53 будет выталкиваться кверху и тем самым запирать воздушную струю, проходящую через устройство управления потоком воздуха. Обычно поток воздуха для охлаждения слоя цементного клинкера, выгружаемого из печи, является,по существу, постоянным, соответственно, и толщина слоя клинкера, обозначенная Р 1 на фиг. 7-9, также постоянна. Однако вдоль стенок холодильника и по мере охлаждения материала клинкера перепад давлений воздуха в разных местах холодильника будет различным, как было объяснено выше. Для этих целей можно отрегулировать устройства управления потоком воздуха, и испытания показали, что за счет-5 011701 расположения на каждой площади размером 400400 мм одного устройства управления потоком воздуха можно оптимизировать условия вентилирования таким образом, чтобы теплообмен сыпучего материала цементного клинкера являлся оптимальным, а вентиляционный воздух можно использовать в качестве подогретого топочного воздуха для нагрева печи. Как правило, экономия электроэнергии составляет примерно 10%, что соответствует 0,5 кВтч на 1000 кг, а экономия топлива составляет от 100 до 250 кДж/кг в зависимости от технологической оснащенности всего производства. В установке двадцатилетней давности, производящей 5000 т/сутки: 250 ккал/кг 5000 т/день 1000 кг/т=1,25109 ккал/день для нефти, обладающей энергоемкостью 10000 ккал/кг, экономия будет соответствовать 125 тонн нефти в день, а экономия электроэнергии - 2500 кВтч в день. Таким образом, дополнительным преимуществом является тот факт, что будут уменьшены выбросы СО 2, поскольку предварительно нагретый воздух не нуждается в подогреве за счет ископаемых видов топлива, так как теплообмен через слой материала в холодильнике повышает температуру подогретого воздуха для печи. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство управления потоком воздуха, предназначенное для управления потоком воздуха через слой сыпучего материала и содержащее пластину основания, предназначенную для установки в полу,стенке, потолке или другой перегородке и имеющую переднюю сторону, расположенную обращенной к материалу, к которому направляется воздушный поток, и заднюю сторону, противоположную передней стороне, при этом в указанной пластине основания выполнены по меньшей мере два отверстия, и по меньшей мере одно из них имеет форму цилиндра, ось которого не параллельна плоскости пластины основания и внутри которого смежно с обоими его концами расположены радиальные ограничительные средства, между которыми расположен поплавковый элемент, причем при нахождении поплавкового элемента в контакте с верхним радиальным ограничителем, расположенным смежно с передней стороной пластины основания, прерывается поток, проходящий через цилиндр, при этом указанное устройство имеет кожух, закрывающий существенную часть передней стороны пластины основания и соединенный с возможностью поворота с последней с обеспечением образования регулируемого зазора между ее передней стороной и краем кожуха. 2. Устройство управления потоком воздуха по п.1, которое имеет два или три цилиндра, причем все цилиндры имеют либо разные эффективные площади поперечного сечения проходного потока, либо отличаются весом поплавковых элементов, с обеспечением введения одного или нескольких поплавков во взаимодействие с верхними радиальными ограничителями потоком через указанное устройство. 3. Устройство управления потоком воздуха по п.1 или 2, в котором одно отверстие не имеет поплавкового элемента и площадь поперечного сечения этого отверстия может изменяться. 4. Устройство управления потоком воздуха по любому из предшествующих пунктов, в котором каждый цилиндр имеет поплавковый элемент, а площадь его поперечного сечения соответствует 15% или менее, предпочтительно 10% или менее от общей площади потока воздуха устройства. 5. Устройство управления потоком воздуха по п.1, в котором в закрывающую пластину встроена перегородка, закрывающая существенную часть передней стороны пластины основания, причем указанная перегородка приводится в действие для регулирования потока воздуха, проходящего через устройство. 6. Способ охлаждения слоя сыпучего материала, поддерживаемого воздухораспределительным основанием, в котором охлаждающий воздух подают в одну или несколько камер, находящихся под распределительным основанием, а в указанном распределительном основании размещают устройства управления потоком воздуха, выполненные по любому из пп.1-5, так что через слой сыпучего материала нагнетают регулируемый управляемый поток охлаждающего воздуха при помощи указанных устройств,расположенных в указанном основании. 7. Способ по п.6, в котором сыпучий материал представляет собой цементный клинкер, а слой охлаждаемого материала выгружают из поворотной печи, причем распределительное основание разделено на секции, каждая из которых имеет размер примерно 400400 мм и снабжена одним устройством управления потоком воздуха, при этом каждое из указанных устройств предварительно регулируют путем регулировки площади поперечного сечения отверстия, не имеющего поплавкового элемента, и/или регулировки зазора между кожухом и пластиной основания.
МПК / Метки
МПК: F27D 15/02, C04B 7/47, F28F 27/02, F28C 3/16
Метки: устройство, обработки, слоя, способ, материала, сыпучего
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/10-11701-sposob-i-ustrojjstvo-dlya-obrabotki-sloya-sypuchego-materiala.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и устройство для обработки слоя сыпучего материала</a>
Предыдущий патент: Анкерное устройство
Следующий патент: Вспомогательная опорная рамка для по меньшей мере одной единицы электрооборудования
Случайный патент: Общий канал передачи пакетов