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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kühlen von heissen, körnigen Materialien, wie sie z. B. in der
Industrie der Steine und Erden erhalten werden. Solche Materialien sind beispielsweise körnige, gesinterte
Materialien, wie Sintermagnesit oder-dolomit und Zement, kaustische Magnesia, erhitzte Rohmaterialien usw.
Die Erfindung zielt darauf ab, mit einer konstruktiv einfach und raumsparend aufgebauten Einrichtung körnige Materialien unter einer vorbestimmten Korngrösse von einer Temperatur von etwa 350 bis 400oC, auf die sie erforderlichenfalls in einem Drehrohrkühler, z. B. einer Haastrommel, oder auf Plattenbändern vorgekühlt worden sind, auf eine Temperatur von etwa 80 bis 1000C abzukühlen, wobei dem heissen Material sein
Wärmeinhalt durch Wärmeaustausch mit Kühlwasser entzogen wird und zu weiterer Ausnutzung wiedergewonnen werden kann.
Es sind bereits Einrichtungen mit indirektem Wärmeaustausch mit Kühlwasser bekannt, welche eine
Mehrzahl von vertikalen Durchgangswegen für das heisse Material aufweisen, die in einem Gehäuse vorgesehen sind, das oben an eine Aufnahmeöffnung für das heisse Material und unten an eine Aufnahmeöffnung für das gekühlte Material angeschlossen ist.
Die Durchgangswege für das zu kühlende Material haben meistens Rohrform, doch werden bei andern
Ausführungsarten auch Schächte vorgesehen, durch die das Material zusätzlich, gegebenenfalls auch von unten nach oben mittels Druckluft, durchgeblasen wird.
Alle diese Ausführungsarten brauchen sehr viel Platz und sind ausserdem bei Reparaturarbeiten nur schwierig zu demontieren, da ja ein zusammenhängender Kühlmantel vorgesehen ist, in dem die
Durchgangsröhren oder die Schächte eingebaut sind.
Ferner sind zum Kühlen von Flüssigkeiten und Gasen und auch von Gas-Staubgemischen, wie Luft- und
Zementstaub Kühler bekannt, die nebeneinander angeordnete Hohlplatten oder-taschen aufweisen, die zwischen sich schmale Durchgänge für die zu kühlende Flüssigkeit oder das zu kühlende Gas freilassen. Diese Kühltaschen, durch die das Kühlmedium hindurchströmt und die dementsprechend unten und oben an Zu- bzw.
Abführeinrichtungen für das Kühlmedium angeschlossen sind, erlauben eine raumsparende Bauweise bei verhältnismässig leichter Demontage der Kühleinrichtung.
Die bisherigen Ausführungsformen der Kühltaschen sind keinesfalls für einen Einsatz auf Gebieten, wo die
Wandteile einem starken Verschleiss unterworfen sind, geeignet. Abgesehen von diesem Umstand wurden
Kühleinrichtungen mit Kühltaschen allem Anschein nach für das Kühlen von heissem, körnigem, hartem Material bisher auch deshalb nicht verwendet, weil das körnige Material beim Durchgang durch die Zwischenräume zwischen den Kühltaschen sehr leicht zusammenbackt und die Durchlässe verstopft, so dass sich mit derartigen
Einrichtungen eine befriedigende Arbeitsweise über längere Zeiträume nicht erzielen lässt.
Durch eine besondere Ausbildung und eine besondere Form von Kühltaschen wird es jedoch ermöglicht, erfindungsgemäss die Bauart mit Kühltaschen auch für das Kühlen von heissem, körnigem Material heranzuziehen.
Zum Erreichen dieses Zieles geht die Erfindung von den eingangs erwähnten Einrichtungen aus und besteht in ihrem Wesen darin, dass in einem das Gehäuse der Einrichtung bildenden vertikalen Blechkasten, wie bei Wärmeaustauschern an sich bekannt, eine Mehrzahl von parallel zueinander mit gleichen gegenseitigen Abständen ihrer vertikalen Mittelebenen angeordneten Kühltaschen vorgesehen ist, die innen einen Hohlraum für die Durchleitung von Kühlwasser haben, wobei die freien Zwiscenräume zwischen den jeweils benachbarten Kühltaschen die vertikalen Durchgangswege für das zu kühlende Material bilden und oben zur Aufnahmeöffnung und unten zur Austragöffnung des Blechkastens offen sind, dass an jeder Kühltasche die beiden Seitenwände, welche die Wärmeaustauschflächen der Kühltaschen bilden,
durch zwei an den beiden Stirnseiten mit Stirnwänden verbundene Seitenwandplatten gebildet sind, die von oben nach unten schwach konvergieren, und jede Kühltasche an ihrem unteren Ende an einer Stirnwand durch ein Wasserzuführungsrohr mit einer Kühlwasserzuleitung verbunden ist und an ihrem oberen Ende an wenigstens einer Stirnwand einen Kühlwasserauslass aufweist.
Die Durchlassweiten der Zwischenräume zwischen den jeweils benachbarten Kühltaschen entsprechen am oberen Ende der Kühltaschen der maximalen Korngösse des zu kühlenden Materials. Da sich die Zwischenräume zwischen den Seitenwandplatten der jeweils benachbarten Kühltaschen von oben nach unten stetig erweitern, ist ein gegenseitiges Verklemmen von Materialstücken in den Durchgangswegen und ein örtliches Verschliessen dieser Durchlässe ausgeschlossen. Infolge der im Gegenstrom zur Wanderung des heissen Materials erfolgenden Durchleitung des Kühlwassers durch die Kühltaschen geht die Übertragung der Wärme von dem heissen Material auf die Seitenwandplatten der Kühltaschen und der Entzug der Wärme aus diesen Seitenwandplatten durch das Kühlwasser mit grosser Intensität vor sich.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Kühleinrichtung gegenüber den bisher bekannten Einrichtungen für körniges Material besteht darin, dass schon bei einer mässig grossen Anzahl von Kühltaschen die gesamte Wärmeaustauschfläche sehr gross ist, aber der Blechkasten, in dem diese Kühltaschen angeordnet sind, zu seiner Aufstellung nur wenige Quadratmeter Platz beansprucht.
Ein Kühler gemäss der Erfindung mit 20 Kühltaschen von 2 m Länge und 1 m Höhe weist beispielsweise doppelseitig schon eine Gesamtwärmeaustauschfläche von 20X2X2mXlm=80m auf, und diese 20 Kühltaschen können in einem Blechkasten mit 2 m Länge, 1, 6 m Breite und 1 m Höhe angeordnet sein, der zu seiner Aufstellung nur eine
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Fläche von 3, 2 m2 benötigt.
Wenn hingegen zum Abkühlen von heissem, körnigem Material von etwa 300 auf 800C ein bisher üblicher Drehrohrkühler verwendet wird, muss dieser für eine Kühlfläche von 80m2 einen äusseren Durchmesser von 2, 4 m und eine Länge von fast 15 m haben und erfordert eine Aufstellungsfläche von
2, 5 m X 15 m = 37, 5 mi, also etwa zehnmal soviel wie eine erfindungsgemässe Kühleinrichtung.
Ein weiterer, wirtschaftlich und betriebstechnisch wichtiger Vorteil der gegenständlichen Kühleinrichtung besteht darin, dass die Kühltaschen und der Blechkasten praktisch abnutzungsfrei sind, weil das Material bei seinem Durchgang durch die zum Austrag hin sich erweiternden Durchgangswege keine Scheuerwirkung auf die
Kühltaschen ausübt und daher Instandsetzungsarbeiten gar nicht oder nur sehr selten nötig werden. Bei einem
Drehrohrkühler steht dagegen die Innenseite der Auskleidung der Kühltrommel mit dem durch die Trommel wandernden Material dauernd in stark scheuernder Berührung, und dadurch sind häufig umfangreiche
Reparaturen der Trommelauskleidung und ferner auch der einem starken Verschleiss unterliegenden Laufrollen und Ringe erforderlich, für die jährlich grosse Kosten aufgewendet werden müssen.
Beim Kühlen von heissem, körnigem Material in einer erfindungsgemässen Kühleinrichtung ist ausser für die
Abfuhreinrichtungen, wie Elevatoren, Förderschnecken oder Förderbänder, keine Antriebskraft erforderlich, während bei einem Rohrkühler mit gleich grosser Kühlleistung auch für den Antrieb des Kühlers eine verhältnismässig grosse Antriebskraft benötigt wird. Schliesslich ist für die Anschaffung einer solchen
Kühleinrichtung mit einer bestimmten Kühlleistung etwa nur ein Zehntel der Anschaffungskosten eines
Drehrohrkühlers mit gleich grosser Kühlleistung erforderlich.
Es kann somit durch den Einsatz einer erfmdungsgemässen Kühleinrichtung mit einer bestimmten
Kühlleistung anstatt eines bisher verwendeten Drehrohrkühlers mit der gleichen Kühlleistung zum Kühlen von heissem, körnigem Material von 350 bis 4000C auf etwa 80 bis 1000C nicht nur wertvolle Grundfläche für sonstige Zwecke freigehalten werden, sondern ausserdem auch eine erhebliche Kostenersparnis erzielt werden.
Die Kühltaschen der gegenständlichen Kühleinrichtung können in verschiedener Weise ausgebildet sein.
Bei einer besonders zweckmässigen Ausführungsform sind die beiden Seitenwände der Kühltaschen von zwei ebenen Platten gebildet, die mit ihren oberen Rändern an gegenüberliegenden Seiten eines über die ganze Länge der Kühltasche durchgehenden Kühlwasserauslassrohres und mit ihren unteren Rändern an gegenüberliegenden
Seiten eins über die ganze Länge der Kühltasche durchgehenden Kühlwasserzuführungsrohres angeschweisst sind, wobei das Kühlwasserauslassrohr eine grössere Rohrweite als das Kühlwasserzuführungsrohr hat und in den
Rohrwänden der beiden Wasserrohre Wasserdurchtrittsöffnungen vorgesehen sind, die in den Innenraum der
Kühltasche münden.
Dabei sind die Wasserdurchtrittsöffnungen der oberen und der unteren Wasserrohre jeder Kühltasche entweder Querschlitze, die in gleichen gegenseitigen Längsabständen in einem Umfangsteil der Rohrwände ausgebildet sind, oder über einen grossen Teil der Rohrlänge durchgehende oder teilweise unterbrochene
Längsschlitze.
Bei einer andern Ausführungsform der Erfindung bestehen die Seitenwände der Kühltaschen aus zwei
Platten, die an ihren oberen Randabschnitten mit einem grösseren Krümmungsradius als an ihren unteren Endabschnitten gegeneinander gebogen und an ihren freien oberen Stossrändem und an ihren unteren
Stossrändern miteinander verschweisst sind. Dabei weist zweckmässig jede Kühltasche an ihrem oberen Ende an jeder Stirnseite einen Kühlwasserauslass auf.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Kühleinrichtung dargestellt sind.
In den Zeichnungen zeigt Fig. l eine Anzahl von bei der erfindungsgemässen Kühleinrichtung vorgesehenen Kühltaschen, die in einen Blechkasten eingesetzt sind, im Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2, und in Fig. 2 ist ein Endteil einer Kühltasche in Ansicht gegen eine Seitenwand dargestellt. Fig. 3 zeigt eine besondere Ausführungsform der Kühltasche im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 4 oder 4a, und in den Fig. 4 und 4a sind zwei verschiedene Ausbildungen der Wasserzuführungsrohre und Wasserauslässe der in Fig. 3 gezeigten Kühltasche im Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3 dargestellt. Fig. 5 zeigt die Anordnung der nach den Fig. 4 oder 4a aufgebauten Kühltaschen in einem Blechkasten im Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 6 und Fig. 6 zeigt die Anordnung einer Kühltasche nach Fig. 4a im Blechkasten im Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.
In Fig. 7 ist eine andere Ausführungsform der Kühltaschen im Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 8 dargestellt und Fig. 8 zeigt diese Kühltasche im Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7. Die Fig. 9 und 10 zeigen die Anordnung dieser Kühltasche in einem Blechkasten mit zwei verschiedenen Ausbildungen der Kühlwasserzuführung und Wasserableitung.
Gemäss Fig. 1 ist bei der erfmdungsgemässen Einrichtung zum Kühlen von heissen, körnigen Materialien eine Mehrzahl von Kühltaschen-l-in einem vertikalen rechteckigen Blechkasten --2-- parallel zueinander mit untereinander gleichen gegenseitigen Abständen-a-ihrer vertikalen Mittelebenen angeordnet und durch Aufhängung oder Abstützung in ihrer Lage gehalten. Jeder Kühltasche wird an ihrem unteren Ende an einer Stirnseite in Richtung des Pfeiles-3-Kühlwasser zugefuhrt, das durch ihren Innenraum nach oben strömt und aus der Kühltasche an ihrem oberen Ende an wenigstens einer ihrer beiden Stirnseiten in Richtung des Pfeiles--4--nach aussen abfliesst.
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Das heisse, körnige Material fällt mit einer Temperatur von z. B. 300 bis 400 C durch eine Aufnahmeöffnung --5-- des Blechkastens --2-- in diesen hinein und erfüllt die Zwischenräume --6--
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abgekühlt mit einer Temperatur von z. B. 80 bis 1000C auf eine Abfuhreinrichtung entleert wird, die aus einem Förderband, einer Förderschnecke, einem Elevator od. dgl. bestehen kann. Durch Regelung der Antriebsgeschwindigkeit der Abfuhreinrichtung kann die Entnahme des gekühlten Materials aus der Kühleinrichtung beeinflusst und dadurch die Geschwindigkeit, mit der das Material zwischen den Kühltaschen nach unten wandert, gesteuert und seine Verweilzeit in der Kühleinrichtung geregelt werden.
Das heisse Material gibt während seines Absinkens nach unten seine Wärme an die Seitenwände der Kühltaschen ab, die den Seitenwänden durch das in den Kühltaschen nach oben strömende Kühlwasser wirksam entzogen wird.
Die Weite --8-- der Materialdurchgänge --6-- zwischen den Kühltaschen --1-- an ihren oberen Enden ist entsprechend der maximalen Korngrösse der zu kühlenden Materialien bemessen. Die Kühltaschen - l-werden zweckmässig mit Längen --L-- (Fig.2) von 1 bis 4 m und mit einer Höhe --H-- von 1 bis 2 m hergestellt. Jede Kühltasche weist daher eine Kühlfläche von 2#Lm#Hm=2 LH m auf, und eine Kühleinrichtung mit--n--Kühltaschen hat eine Gesamtkühlfläche oder Wärmeaustauschfläche von
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Die Kühltaschen--l--können in verschiedener Weise aufgebaut sein.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht jede Kühltasche-l-aus zwei Seitenwandplatten--9-, die an ihren oberen
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--11-- hat dabei eine lichte Weite von 13 mm und das untere Rohr --13-- eine lichte Weite von 6, 5 mm.
Die Seitenwandplatten--9--sind ferner an ihren Seitenrändern durch Schweissnähte--14--mit Stirnwänden --15-- verbunden, die, wie die Fig. und 4a zeigen, die Kühltasche an ihren Enden schliessen.
Die Fugen zwischen den Ausschnitten--16 und 17-- für das obere und das untere Rohr --11 bzw. 13-und der Wand dieser Rohre sind ebenfalls durch Schweissung verschlossen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Kühltaschen sind die Rohre-11 und 13-mit Wasserdurchtrittsöffnungen versehen, die in den Innenraum der Kühltasche münden. Diese Wasserdurchtritts- öffnungen können, wie Fig. 4 zeigt, als Querschlitze --18 bzw. 19--ausgebildet sein, die in untereinander gleichen Längsabständen--b--von z. B. 50 mm in den Wänden der Rohre --11 bzw. 13--vorgesehen sind und eine zwangsgesteuerte Strömung des Kühlwassers in der Kühltasche bewirken. Ferner können diese Öffnungen, wie Fig. 4a zeigt, als durchgehende oder unterbrochene Lählwaschlitze --25-- in den Wänden der Rohre --11 bzw. 13--ausgebildet sein, wodurch die Strömung des Kühlwassers in der Kühltasche wenigstens teilweise gesteuert wird.
Bei der Ausbildung der Rohre --11 und 13--nach Fig. 4 sind beide Rohre an einem Ende, vorzugsweise mit einem Gewindestopfen --23 bzw. 24--, verschlossen. Bei der Ausbildung der Rohre nach Fig. 4a ist nur das untere Rohr--13--am einen Ende durch einen Gewindestopfen--24-verschlossen, während das Wasserauslassrohr--11--an beiden Enden --11a und 11b-- offen sein kann.
Fig. 5 zeigt in einem Querschnitt nach der Linie V-V in Fig. 6 die Anordnung von 15 Kühltaschen-l- mit Mittelabständen--a--in einem Blechkasten--2--. In Fig. 6 ist in einem Längsschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5 die Kühlwasserzuleitung und Wasserabfuhr bei Ausbildung der Kühltaschen-l-nach den Fig. 3 und 4 dargestellt. Das Kühlwasser wird dem Zuführungsrohr --13-- jeder Kühltasche aus einer Kühlwasserzuleiting --20-- durch ein mit einem Regelventil-21-versehenes Anschlussrohr-33-
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Bei einer andern, in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform der Kühltaschen --1-- sind die beiden mit den beiden Stirnwänden-15--durch Verschweissen verbundenen Seitenwandplatten --26-- an ihren oberen und unteren Enden zu kreisbogenförmig gegeneinander gebogenen Randteilen --27 bzw. 28-verformt, die an ihren Stossrändern --29 bzw. 30-- miteinander verschweisst sind. Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der innere Krümmungsradius der oberen Endteile --27-- der Seitenwandplatten-26-10 mm und ist dem Aussendurchmesser eines 1/2-Zollrohres angepasst und der innere Krümmungsradius der unteren Endteile-28-etwa 6, 5 mm und ist dem Aussendurchmesser eines 1/4-Zollrohres angepasst.
Bei dieser Kühltasche ist an ihrem unteren Ende an einer Stirnseite ein Rohrstutzen --31-- an die Kühlwasserzuleitung --20-- an die Stirnwand --15-- angeschweisst oder in die Kühltasche eingeschweisst, und die andere Stirnwand ist am unteren Ende der Kühltasche geschlossen. Am oberen Ende der Kühltaschen sind an beiden Stirnwänden 15 Rohrstutzen --32a und 32b-- für den Wasserablauf an- oder eingeschweisst.
Die Rohrstutzen --31-- aller Kühltaschen sind, wie die Fig. 9 und 10 zeigen, durch Anschlussleitungen --33--, die mit Regelventilen --21-- versehen sind, an die Kühlwasserzuleitung --20-- angeschlossen, die an der einen Seite des Blechkastens--2--angeordnet ist. Das Kühlwasser strömt aus den Kühltaschen entweder an beiden Stirnenden jeder Kühltasche--l--durch die Wasserauslassrohrstutzen--32a und 32b--
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in an den beiden gegenüberliegenden Seiten des Blechkastens-2-angeordnete Sammelrinnen-22a bzw.
22b-aus (Fig. 9), oder es strömt, wie Fig. 10 zeigt, aus den Kühltaschen an den einen Stirnseiten durch die Wasserauslassstutzen--32a--in eine an der einen Seite des Blechkastens angeordnete Sammelrinne-22- aus und an den andern Stirnseiten aus den Wasserauslassstutzen-32b-durch Verbindungsleitungen-35- in ein Sammelrohr-36-, aus de es durch ein Auslaufrohr --37-- abgeleitet und in die Sammelrinne - 22-an der gegenüberliegenden Seite des Blechkastens-2-entleert wird. Jede der Sammelrinnen ist mit einem Abflussrohr --34-- versehen.
Die einzelnen Kühltaschen sind vorzugsweise durch mehrere zwischen ihren beiden Seitenwandplatten-9 oder 26-angeordnete Stege oder Nietbolzen --38-- versteift.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Kühlen von heissen, körnigen Materialien durch indirekten Wärmeaustausch mit Kühlwasser, mit einer Mehrzahl von vertikalen Durchgangswegen für das heisse Material, die in einem Gehäuse vorgesehen sind, das oben an eine Aufnahmeöffnung für das heisse Material und unten an eine Austragöffnung für das gekühlte Material angeschlossen ist, wobei das körnige Material in Form einer Schüttmasse infolge seiner eigenen Schwere zur Austragsöffnung hin absinkt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem das Gehäuse der Einrichtung bildenden vertikalen Blechkasten (2), wie bei Wärmeaustauschern an sich bekannt, eine Mehrzahl von parallel zueinander mit gleichen gegenseitigen Abständen (a) ihrer vertikalen Mittelebenen angeordneten Kühltaschen (1) vorgesehen ist,
die innen einen Hohlraum für die Durchleitung von Kühlwasser haben, wobei die freien Zwischenräume (6) zwischen den jeweils benachbarten Kühltaschen (1) die vertikalen Durchgangswege für das zu kühlende Material bilden und oben zur Aufnahmeöffnung (5) und unten zur Austragöffnung (7) des Blechkastens (2) offen sind, dass an jeder Kühltasche (1) die beiden Seitenwände, welche die Wärmeaustauschflächen der Kühltaschen bilden, durch zwei an den beiden Stirnseiten mit Stirnwänden verbundene Seitenwandplatten (9 ; 26) gebildet sind, die von oben nach unten schwach konvergieren, und jede Kühltasche (1) an ihrem unteren Ende an einer Stirnwand durch ein Wasserzuführungsrohr (13 ;
31) mit einer Kühlwasserzuleitung (20) verbunden ist und an ihrem oberen Ende an wenigstens einer Stirnwand einen Kühlwasserauslass (11 ; lla oder llb ; 32a oder 32b) aufweist.
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The invention relates to a device for cooling hot, granular materials, such as those used for. B. in the
Industry of stone and earth are preserved. Such materials are, for example, granular, sintered ones
Materials such as sintered magnesite or dolomite and cement, caustic magnesia, heated raw materials, etc.
The aim of the invention is to use a structurally simple and space-saving device to produce granular materials below a predetermined grain size at a temperature of about 350 to 400oC, to which they can if necessary in a rotary tube cooler, e.g. B. a Haastrommel, or have been pre-cooled on plate conveyors to cool to a temperature of about 80 to 1000C, the hot material being
Heat content is extracted by heat exchange with cooling water and can be recovered for further use.
There are already devices with indirect heat exchange with cooling water known which one
Have a plurality of vertical passageways for the hot material, which are provided in a housing which is connected at the top to a receiving opening for the hot material and at the bottom to a receiving opening for the cooled material.
The passageways for the material to be cooled are mostly tubular, but others are
Design types also provide shafts through which the material is additionally blown through, if necessary also from bottom to top by means of compressed air.
All these types of execution require a lot of space and are also difficult to dismantle for repair work, since a coherent cooling jacket is provided in which the
Through tubes or the manholes are built in.
Furthermore, for cooling liquids and gases and also gas-dust mixtures, such as air and
Cement dust coolers are known which have hollow plates or pockets arranged next to one another, which leave narrow passages between them for the liquid to be cooled or the gas to be cooled. These cooling pockets through which the cooling medium flows and which are accordingly connected to the inlet and outlet at the top and bottom.
Discharge devices for the cooling medium are connected, allow a space-saving design with relatively easy dismantling of the cooling device.
The previous embodiments of the cooling bags are by no means suitable for use in areas where the
Wall parts are subject to heavy wear, suitable. Apart from this fact,
Cooling devices with cooling bags apparently for the cooling of hot, granular, hard material also not used because the granular material cakes very easily when passing through the spaces between the cooling bags and clogs the passages, so that such
Institutions can not achieve a satisfactory operation over long periods of time.
However, a special design and a special shape of cooling bags make it possible, according to the invention, to also use the design with cooling bags for cooling hot, granular material.
To achieve this goal, the invention is based on the devices mentioned at the outset and essentially consists in the fact that in a vertical sheet metal box forming the housing of the device, as is known per se in heat exchangers, a plurality of parallel to each other with the same mutual spacing of their vertical center planes arranged cooling bags is provided, which have a cavity inside for the passage of cooling water, the free spaces between the respective adjacent cooling bags form the vertical passages for the material to be cooled and are open at the top to the receiving opening and at the bottom to the discharge opening of the sheet metal box that at each Cool bag the two side walls that form the heat exchange surfaces of the cool bags,
are formed by two side wall plates connected to the end walls with end walls, which converge weakly from top to bottom, and each cooling pocket is connected at its lower end to a front wall by a water supply pipe with a cooling water supply line and at its upper end to at least one end wall a cooling water outlet having.
The passage widths of the spaces between the respectively adjacent cooling pockets correspond to the maximum grain size of the material to be cooled at the upper end of the cooling pockets. Since the gaps between the side wall panels of the respectively adjacent cooling bags expand steadily from top to bottom, mutual jamming of pieces of material in the passageways and local closure of these passages is excluded. As the cooling water is passed through the cooling bags in countercurrent to the migration of the hot material, the heat is transferred from the hot material to the side wall panels of the cooling bags and the heat is extracted from these side wall panels by the cooling water with great intensity.
A particular advantage of the inventive cooling device over the previously known devices for granular material is that even with a moderately large number of cooling bags, the entire heat exchange surface is very large, but the sheet metal box in which these cooling bags are arranged only takes a few square meters to set up Takes up space.
A cooler according to the invention with 20 cooling pockets 2 m long and 1 m high, for example, already has a total heat exchange surface of 20X2X2mXlm = 80m on both sides, and these 20 cooling pockets can be placed in a sheet metal box 2 m long, 1.6 m wide and 1 m high be arranged for his installation only one
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Area of 3, 2 m2 required.
If, on the other hand, a conventional rotary tube cooler is used to cool hot, granular material from around 300 to 800C, it must have an outer diameter of 2.4 m and a length of almost 15 m for a cooling surface of 80m2 and requires an installation area of
2.5 m × 15 m = 37.5 mi, i.e. about ten times as much as a cooling device according to the invention.
A further, economically and operationally important advantage of the present cooling device is that the cooling bags and the sheet metal box are practically free of wear, because the material does not have any abrasive effect on the passage through the passageways widening towards the discharge
Exercises cool bags and therefore repair work is not necessary at all or only very rarely. At a
Rotary tube cooler, on the other hand, the inside of the lining of the cooling drum is in constant abrasive contact with the material migrating through the drum, and this is often extensive
Repairs to the drum lining and also to the rollers and rings, which are subject to heavy wear, are required, for which high costs have to be incurred every year.
When cooling hot, granular material in a cooling device according to the invention, except for the
Discharge devices, such as elevators, screw conveyors or conveyor belts, do not require any drive force, while a pipe cooler with the same cooling capacity also requires a relatively large drive force to drive the cooler. After all, it is important to buy one
Cooling device with a certain cooling capacity is only about a tenth of the cost of a
Rotary tube cooler with the same cooling capacity required.
It can thus by using a cooling device according to the invention with a specific
Cooling capacity instead of a rotary tube cooler previously used with the same cooling capacity for cooling hot, granular material from 350 to 4000C to around 80 to 1000C, not only valuable floor space can be kept free for other purposes, but also considerable cost savings are achieved.
The cooling pockets of the cooling device in question can be designed in various ways.
In a particularly expedient embodiment, the two side walls of the cooling bags are formed by two flat plates, which have their upper edges on opposite sides of a cooling water outlet pipe extending over the entire length of the cooling bag and with their lower edges on opposite sides
Sides one over the entire length of the cooling bag continuous cooling water supply pipe are welded, wherein the cooling water outlet pipe has a larger pipe width than the cooling water supply pipe and in the
Pipe walls of the two water pipes water passage openings are provided, which in the interior of the
Open to cooler bag.
The water passage openings of the upper and lower water pipes of each cooling pocket are either transverse slots that are formed at equal mutual longitudinal distances in a peripheral part of the pipe walls, or are continuous or partially interrupted over a large part of the pipe length
Longitudinal slots.
In another embodiment of the invention, the side walls of the cooling bags consist of two
Plates that are bent towards one another at their upper edge sections with a greater radius of curvature than at their lower end sections and at their free upper abutting edges and at their lower
Butt edges are welded together. In this case, each cooling pocket expediently has a cooling water outlet at its upper end on each end face.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings, in which some exemplary embodiments of the cooling device according to the invention are shown.
In the drawings, FIG. 1 shows a number of cooling bags provided in the cooling device according to the invention, which are inserted into a sheet metal box, in section along line II in FIG. 2, and in FIG. 2 an end part of a cooling bag is seen against a side wall shown. Fig. 3 shows a particular embodiment of the cooling bag in section along the line III-III in Fig. 4 or 4a, and in Figs. 4 and 4a, two different designs of the water supply pipes and water outlets of the cooling bag shown in Fig. 3 are in section the line IV-IV in FIG. Fig. 5 shows the arrangement of the cooling bags constructed according to FIG. 4 or 4a in a sheet metal case in section along line VV in FIG. 6 and FIG. 6 shows the arrangement of a cooling bag according to FIG. 4a in the sheet metal case in section along line VI -VI in FIG. 5.
In Fig. 7 another embodiment of the cooling bags is shown in section along line VII-VII in Fig. 8 and Fig. 8 shows this cooling bag in section along line VIII-VIII in Fig. 7. Figs. 9 and 10 show the arrangement of this cooler bag in a sheet metal box with two different designs of the cooling water supply and water drainage.
According to Fig. 1, in the device according to the invention for cooling hot, granular materials, a plurality of cooling bags-1-in a vertical rectangular sheet metal box-2 - are arranged parallel to one another with the same mutual spacings-a-their vertical center planes and by suspension or support held in place. Each cooling bag is supplied at its lower end on one end in the direction of arrow 3 cooling water, which flows up through its interior and out of the cooling bag at its upper end on at least one of its two end faces in the direction of arrow 4 flows outwards.
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The hot, granular material falls at a temperature of e.g. B. 300 to 400 C through a receiving opening --5-- of the sheet metal box --2-- into this and fills the gaps --6--
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cooled to a temperature of e.g. B. 80 to 1000C is emptied on a discharge device, which od from a conveyor belt, a screw conveyor, an elevator. The like. Can consist. By regulating the drive speed of the discharge device, the removal of the cooled material from the cooling device can be influenced and the speed at which the material moves down between the cooling pockets can be controlled and its dwell time in the cooling device can be regulated.
As it sinks down, the hot material gives off its heat to the side walls of the cooling bags, which is effectively removed from the side walls by the cooling water flowing upwards in the cooling bags.
The width --8-- of the material passages --6-- between the cooling pockets --1-- at their upper ends is dimensioned according to the maximum grain size of the materials to be cooled. The cooling bags - l - are expediently manufactured with lengths --L-- (Fig. 2) of 1 to 4 m and with a height --H-- of 1 to 2 m. Each cooling pocket therefore has a cooling area of 2 # Lm # Hm = 2 LH m, and a cooling device with - n - cooling pockets has a total cooling area or heat exchange area of
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The cooling bags - l - can be constructed in various ways.
In the embodiment shown in Fig. 3, each cooling bag-l-consists of two side wall panels -9-, which at their upper
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--11-- has a clear width of 13 mm and the lower tube --13-- has a clear width of 6.5 mm.
The side wall panels - 9 - are also connected at their side edges by welded seams - 14 - with end walls --15 - which, as FIGS. 1 and 4a show, close the cooling bag at their ends.
The joints between the cutouts - 16 and 17 - for the upper and lower pipes - 11 and 13, respectively - and the wall of these pipes are also sealed by welding.
In the embodiment of the cooling bags shown in FIG. 3, the tubes 11 and 13 are provided with water passage openings which open into the interior of the cooling bag. These water passage openings can, as FIG. 4 shows, be designed as transverse slots - 18 or 19 - which are at equal longitudinal distances from one another - b - from z. B. 50 mm in the walls of the pipes - 11 or 13 - are provided and cause a forced flow of the cooling water in the cooling pocket. Furthermore, as Fig. 4a shows, these openings can be designed as continuous or interrupted Lählwaschlitze --25-- in the walls of the tubes --11 or 13 -, whereby the flow of the cooling water in the cooling pocket is at least partially controlled.
In the construction of the tubes --11 and 13 - according to Fig. 4, both tubes are closed at one end, preferably with a threaded plug --23 or 24--. In the construction of the pipes according to Fig. 4a only the lower pipe - 13 - is closed at one end by a threaded plug - 24, while the water outlet pipe - 11 - is open at both ends - 11 a and 11 b can be.
Fig. 5 shows in a cross section along the line V-V in Fig. 6, the arrangement of 15 cooling bags-1- with center distances - a - in a sheet metal box - 2--. In Fig. 6, the cooling water supply and water discharge is shown in a longitudinal section along the line VI-VI in Fig. 5 in the formation of the cooling bags-1-according to FIGS. The cooling water is fed to the supply pipe --13-- of each cooling pocket from a cooling water supply line --20-- through a connection pipe-33- provided with a control valve -21.
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In another embodiment of the cooling bags - 1 - shown in FIGS. 7 and 8, the two side wall plates - 26 - connected by welding to the two end walls - 15 - are bent towards each other at their upper and lower ends to form a circular arc Edge parts --27 or 28-deformed, which are welded to one another at their abutting edges --29 or 30--. In the embodiment shown in Fig. 7, the inner radius of curvature of the upper end parts -27- of the side wall panels -26-10 mm and is adapted to the outer diameter of a 1/2 inch pipe and the inner radius of curvature of the lower end parts -28-about 6 .5 mm and is adapted to the outer diameter of a 1/4-inch pipe.
In this cooling bag, a pipe socket --31-- is welded to the cooling water supply line --20-- to the front wall --15-- or welded into the cooling bag at its lower end, and the other front wall is at the lower end of the Cool bag closed. At the upper end of the cooling bags, 15 pipe sockets --32a and 32b - for the water drainage are welded on or welded into the two end walls.
The pipe sockets --31-- of all cooling bags are, as FIGS. 9 and 10 show, connected to the cooling water supply line --20-- by connecting lines --33-- which are provided with control valves --21-- on one side of the sheet metal box - 2 - is arranged. The cooling water flows out of the cooling bags either at both ends of each cooling bag - l - through the water outlet pipe stubs - 32a and 32b--
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in collecting channels 22a or 22a arranged on the two opposite sides of the sheet metal box
22b-out (FIG. 9), or, as FIG. 10 shows, it flows out of the cooling pockets on one end face through the water outlet nozzle -32a-into a collecting channel -22- arranged on one side of the sheet metal box the other end faces from the water outlet nozzle -32b-through connecting lines -35- into a collecting pipe -36-, from which it is diverted through an outlet pipe -37- and emptied into the collecting channel -22-on the opposite side of the sheet metal box -2 becomes. Each of the collecting channels is provided with a drainage pipe --34--.
The individual cooling pockets are preferably stiffened by several webs or rivet bolts --38-- arranged between their two side wall plates -9 or 26-.
PATENT CLAIMS:
1. Device for cooling hot, granular materials by indirect heat exchange with cooling water, with a plurality of vertical passageways for the hot material, which are provided in a housing, the top of a receiving opening for the hot material and the bottom of a discharge opening for the cooled material is connected, wherein the granular material in the form of a bulk mass sinks due to its own weight towards the discharge opening, characterized in that in a vertical sheet metal box (2) forming the housing of the device, as known per se in heat exchangers, a plurality of parallel cooling pockets (1) arranged at the same mutual distances (a) from their vertical central planes are provided,
which have a cavity inside for the passage of cooling water, the free spaces (6) between the respective adjacent cooling pockets (1) form the vertical passageways for the material to be cooled and above to the receiving opening (5) and below to the discharge opening (7) of the Sheet metal box (2) are open that on each cooler pocket (1) the two side walls, which form the heat exchange surfaces of the cooler pockets, are formed by two side wall plates (9; 26) connected to end walls at the two end faces, which converge slightly from top to bottom , and each cooling bag (1) at its lower end on an end wall through a water supply pipe (13;
31) is connected to a cooling water supply line (20) and has a cooling water outlet (11; 11a or 11b; 32a or 32b) at its upper end on at least one end wall.
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