CH657283A5 - Abdichtungsvorrichtung an einer oeffnung in einem fluidisierten bett. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdichtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Ein fluidisiertes Bett besteht im Prinzip aus einem Behälter, der zum Teil mit kleinen, festen Partikeln gefüllt ist, von denen die Mehrzahl durch Einblasen von Gas, gewöhnlich durch den Behälterboden, derart in schwebendem Zustand gehalten wird, dass die schwebenden Partikel zusammen mit dem Gas ein System bilden, das viele Eigenschaften einer Flüssigkeit aufweist. Es müssen natürlich gewisse Bedingungen erfüllt werden, um Huidisierung zu bewirken und aufrechtzuerhalten.

Es wurde gefunden, dass sich eine sehr gute und gleichmäs-sige Wärmeübertragung zwischen dem Bett, d. h. den schwebenden Partikeln und dem Gas, und im Bett vorkommenden Gegenständen mit einer von der Bettemperatur abweichenden Temperatur erhalten lässt. Fluidisierte Betten werden deshalb z.B. zur Wärmebehandlung grosser Werkstücke aus Stahl angewendet, die eine wirksam geregelte und gleichmässige Erwärmung und Kühlung verlangen, damit sie sich u. a. nicht verziehen.

Fluidisierte Betten können auch als «Kühlbetten» zum Kühlen von gegossenen oder warmbearbeiteten, z. B. warmgewalzten Erzeugnissen im Zusammenhang mit z.B. Stahlerzeugung angewendet werden. Hierbei wird eine Reihe von Vorteilen, wie verminderte Bettgrösse und verbesserte Umwelt im Anschluss an das Bett, gegenüber herkömmlichen Kühlbetten erzielt, die mit freier oder zwangsweiser Luftumwälzung arbeiten.

Zwecks Steuerung der Kühlung kann in vielen Fällen eine Einteilung des Bettes in mehrere Zonen oder Abschnitte zweckmässig sein, durch die die im Bett zu kühlenden Werkstücke hindurchgeleitet werden.

Im Zusammenhang damit besteht natürlich das Problem der Abdichtung zwischen diesen Zonen. Die Werkstücke müssen nämlich zwischen den Zonen befördert werden, d.h. von einer bestimmten Zone zu einer angrenzenden, nachdem die Werkstücke eine bestimmte Zeit in der ersteren Zone verblieben waren. Zu diesem Zweck müssen sich zwischen den Zonen Öffnungen befinden. Ein entsprechendes Problem ist im Zusammenhang mit der Einführung der Werkstücke in das Bett und bei ihrem Abgang aus dem Bett gegeben. Eine Überführung von Bettmaterial zwischen den Zonen kann nur in einem geringen Umfang zugelassen werden, weil sonst eine schlechte Einstell-und Regelmöglichkeit die Folge wäre. Bettmaterial darf auch nicht aus dem Bett austreten, wenn die Werkstücke zugeführt und abgegeben werden, weil eine solche Leckage u. a. eine unzufriedenstellende Umwelt um das Bett ergeben und die Betriebskosten erhöhen würde.

Es erwies sich als sehr schwierig, bei Eingabe und Abgabe eine wirksame Abdichtung zwischen den Zonen mittels herkömmlicher Technik zu erzielen. Die Schwierigkeit hat ihre Ursache in mehreren Faktoren, u. a. in hoher Temperatur wie auch in Verstopfung und durch das Bettmaterial bewirktem Verschleiss. An die Betriebszuverlässigkeit des Kühlbettes werden sehr hohe Anforderungen gestellt, weil es meistens in der Lage sein muss, Werkstücke in dem Takt und zu dem Zeitpunkt entgegenzunehmen, in dem die Werkstücke von der Ausrüstung, z. B. einem Walzwerk, in dem sie bearbeitet wurden, geliefert werden.

Aus der DE-B1262 324 ist ein fluidisiertes Bett bekannt, das horizontale flache Flächen am Eingang und Ausgang zum Aufbau von Haufen von Partikeln aufweist, wobei zum Aufbau der Haufen die Bewegung der Partikeln und das Trägergas im Bett ausgenützt werden. Auf diese Weise ist das Bett begrenzt und die Länge des Bettes bestimmt. Die begrenzenden Haufen gemäss der DE-B 2 262 324 bilden jedoch keine Dichtungen für Öffnungen in vertikalen Wänden zwischen dem Bett und seiner Umgebung oder zwischen Zonen im Bett, welche den oben erwähnten Anforderungen genügen könnten. Ähnliche Betten sind auch aus der DE-A 1667 097 und der FR-A 2008186 bekannt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2 und 3.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen nachstehend näher beschrieben, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird, in der

Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform eines fluidisierten Bettes zum Kühlen von Werkstücken zeigt, wo Dichtung zwischen den Zonen des Bettes und bei Eingabe und Abgabe durch Ausführungsformen von Dichtungen gemäss vorliegender Erfindung bewirkt wird, und die Figur ein Vertikalschnitt durch das Bett parallel mit der vorgesehenen Vorschubrichtung der Werkstücke ist;

Fig. 2 ein dem in Fig. 1 gezeigten entsprechender Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Dichtung gemäss der Erfindung zwischen zwei Zonen im Bett ist;

Fig. 3 ein dem in Fig. 1 gezeigten entsprechender Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Dichtung gemäss der Erfindung zwischen zwei Zonen im Bett ist, und

Fig. 4 ein dem in Fig. 1 gezeigten entsprechender Schnitt durch eine Dichtung gemäss der Erfindung an einer Eingabeoder Abgabeöffnung des Bettes ist.

Das in Fig. 1 schematisch gezeigte fluidisierte Bett besteht aus einem Behälter 1, der den Hauptteil des Bettes umschliesst. Das Bett hat im wesentlichen rerchteckigen oder quadratischen Querschnitt.

Der Behälter 1 ist im wesentlichen parallelepiped und teilweise mit kleinen festen Partikeln 2 gefüllt, die mittels eines Trägergases schwebend gehalten werden, das gewöhnlich am Boden 3 des Bettes, des Behälters, wie durch Pfeile in Fig. 1 angedeutet, eingeführt wird. Auslässe 5 für das Trägergas. das durch das Bett, wie durch Pfeile in Fig. 1 angedeutet, geleitet wurde, sind vorzugsweise im Dach 4 des Behälters 1 angeordnet.

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POOR QUALITY

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Für den Transport der im Bett zu behandelnden Werkstücke 6 ist eine Fördereinrichtung 7 von geeigneter Art so angeordnet, dass an einer Öffnung 8, z. B. in Form eines horizontalen Spaltes 8 in einer der vertikalen Aussenwände 9 des Behälters 1 Werkstücke 6 in das Bett eingeführt, durch das Bett befördert und aus dem Bett durch eine der Öffnung 8 entsprechende Öffnung 10 in einer zweiten entsprechenden Aussenwand 9, vorzugsweise der mit der Öffnung 8 gegenüberliegenden, wie in Fig. 1 gezeigt, abgegeben werden.

11 bezeichnet vertikale Trennwände im Bett, im vorliegenden Fall zwei Trennwände von solcher Anordnung, dass sie das Bett in drei Zonen 12,13 bzw. 14 unterteilen. Jede Trennwand 11 enthält wenigstens eine Öffnung 15, von denen jede die Form z.B. eines horizontalen Spaltes einer bestimmten Höhe hat, durch den die Werkstücke 6 hindurchlaufen sollen.

In Fig. 2 ist die Öffnung 15 zwischen den Zonen 12 und 13 in der Trennwand 11 detaillierter dargestellt. Im Ar :rHuss an die untere Kante 16 der Öffnung 15 befindet sich horizontal eine Ebene 17, z. B. ein Blech 17, und ragt von der Trennwand 11 so weit vor, dass die Breite des vorragenden Teiles oder der vorragenden Teile mindestens gleich der Höhe der Öffnung 15, d.h. des Abstandes zwischen der unteren Kante 16 und ihrer oberen Kante 18, ist. Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die genannte Ebene oder das Blech 17 in jeder Zone 12,13 im wesentlichen ein gleiches Stück vorragt. In Fig. 3 ist eine Ausführungsform gezeigt, wo das Blech 17 in der Zone 13 wesentlich weiter vorragt als in der Zone 12.

Auf genannter Ebene oder genanntem Blech 17 ist der Aufbau von einem oder mehreren Haufen 19 von Partikeln 2 durch Ausnutzung der Bewegungen der Partikel 2 und des Trägergases im Bett vorgesehen. Der oder die Haufen 19 bauen sich auf der oberen Oberfläche 20 des genannten Bleches auf. Die Breite der von der Trennwand 11 vorragenden Blechteile soll mindestens ein Abstand sein, der ungefähr der Höhe der genannten Öffnung 15 entspricht, oder den genannten Abstand so viel übertreffen, dass deroder die sich aufbauenden Haufen 19 eine solche Höhe erreichen, dass die Öffnung 15 durch den oder die Haufen abgedeckt ist. Die Höhe, die der oder die Haufen einnehmen, hängt ausser von genannter Breite auch von den Betriebscharakteristiken des Bettes ab, z. B. Fluidisierungsgrad, Gasgeschwindigkeit usw. Die Breite muss deshalb diesen Charakteristiken angepasst werden.

Der oder die Haufen 19 werden dadurch aufgebaut, dass die obere Oberfläche des Bleches 17 teilweise vom Gas- und Parti-kelfluss abgeschirmt ist, der vom B oden 3, wie durch Pfeile in Fig. 2 und 3 angedeutet, aufwärtsgerichtet ist. Wenn das Blech 17 in jeder Zone im wesentlichen eine gleiche Strecke vorragt, wie in Fig. 2 gezeigt, bildet sich ein im wesentlichen symmetrischer Haufen, dessen «Spitze» sich an der Trennwand 11 befindet und von dort schräg nach unten zum Blech 17 verläuft. Wenn das Blech, wie in Fig. 3, im wesentlichen nur in einer der Zonen vorragt, wird der grössere Teil des Haufens in dieser Zone liegen.

Wenn in jeder Zone ein Blech 17 vorragt, das in Beziehung zur Spalthöhe lang ist, ist der Aufau eines Haufens 19 in jeder Zone denkbar.

Das Blech 17 ist natürlich so angeordnet, dass die genannten Werkstücke durch die Öffnung 15 hindurchlaufen können. Die Anordnung des Bleches ist z. B. horizontal, wie in Fig. 1-3 gezeigt.

Die Dichtung hat folgende Arbeitsweise: Werkstücke 6, die in Fig. 2, aber nicht in Fig. 3 gezeigt sind, werden von einer (in Fig. 2 und 3 nicht gezeigten) Fördereinrichtung durch das Bett befördert und veranlasst, durch die Öffnungen 15 zu laufen. Hierdurch werden der oder die abdichtenden Haufen 19 an jeder Öffnung durch den Durchlauf jedes Werkstückes 6 zerstört. Während und nach dem Durchlauf jedes Werkstückes 6 werden 5 der oder die Haufen 19 durch die Partikel- und Gasbewegungen im Bett wieder aufgebaut.

Fig. 4 zeigt die Zone 14 des Bettes und die Öffnung 10. 22 bezeichnet die Umgebung des Bettes. Im Anschluss an die untere Kante 23 der genannten Öffnung 10 befindet sich ein io Blech 24 od. dgl., da sein im wesentlichen horizontales Teil 25 entsprechend den Blechen 17 enthält sowie ein längliches, nach oben abgewinkeltes Teil 26, das im wesentlichen in der Umgebung 22 des Bettes, d. h. auf der Aussenseite des Bettes, liegt.

Die Arbeitsweise der Dichtung zwischen dem Bett und seiner 15 Umgebung 22 ist im wesentlichen dieselbe wie bei der Dichtung zwischen Zonen im Bett, d. h. ein oder mehrere Haufen 27 von Partikeln werden zu solcher Höhe aufgebaut, dass die Öffnung 10 abgedeckt ist. Das abgewinkelte Blechteil 26 bildet eine Tasche, in der Partikel gesammelt werden, die sich auf den Werkstücken 20 6 angesammelt haben und bei Abgang der Werkstücke vom Bett durch die Öffnung 10 niederfallen. Die Partikel werden hierdurch wieder zu dem oder den Haufen 27 zurückgeführt.

Um das Bett und die Umgebung 22 wie vorstehend an der Eingabeöffnung 8 oder Abgabeöffnung 10 abzudichten, kann die 25 Öffnung entweder unter der oberen Oberfläche 28 des Bettes, wieinFig. 1, oder über der oberen Oberfläche 28 des Bettes wie in Fig. 4 angeordnet werden. Wenn die Öffnung oberhalb der oberen Oberfläche 28 des Bettes liegt, werden der oder die Haufen von Partikeln aufgebaut, die vom Bett losgerissen wur-30 den, und von Partikeln, die von den Werkstücken 6 mitgenommen wenden. Hierbei kann die Partikelmenge z.B. durch die Rückführung losgerissener Partikel wieder aufgefüllt werden.

Vorstehend wurden das Verfahren gemäss der Erfindung und einige Ausführungsformeii einer Vorrichtung zur Durchführung 35 des Verfahrens beschrieben.

Daraus sollte klargeworden sein, dass die Abdichtung gemäss der Erfindung einfach, billig und ohne solche Probleme erfolgen kann, wie sie bei der Abdichtung in der hier betroffenen Umwelt normalerweise entstehen. Die Dichtung ist somit im wesentli-40 chen unterhaltsfrei und im Betrieb völlig zuverlässig.

Es lässt sich natürlich eine Vielzahl von Ausführungsformen einer Dichtung gemäss der Erfindung denken, ohne dabei vom Erfindungsgedanken abzugehen. Das Blech 17 z. B. kann aus mehreren, z.B. zwei Teilen bestehen, und das in jeder Zone 45 vorragendeTeilstückkannz. B. etwas unter der unteren Kante 16 der Öffnung 15 angeordnet werden und aufwärts abgewinkelt sein, um erforderlichenfalls das Rückhaltevermögen der Partikelhaufen zu verbessern. Alternativ kann ein äusseres Teilstück jedes vorragenden Teiles aufwärts abgewinkelt sein.

so Die genannten Öffnungen 8,10,15 brauchen nicht die Form horizontaler Spalte zu haben, sondern eine Dichtung gemäss der Erfindung kann an jeder Öffnungsform, z. B. einer kreisrunden, angebracht werden.

Bei Abdichtung einer Eingabe- oder Abgabeöffnung kann die 55 Dichtung noch wirksamer gemacht werden, indem man den Druckunterschied zwischen dem Bett und der Umgebung regelt. Oberhalb der Öffnung soll der Druckunterschied gering sein. In dem an die Öffnung angrenzenden Teil des Bettes soll vorzugsweise ein Vakuum in Beziehung zur Umgebung herrschen. 60 Die Erfindung ist somit nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt anzusehen, sondern kann im Rahmen der Patentansprüche geändert werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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1. Abdichtungsvorrichtung an einer Öffnung zwischen zwei Zonen in einem fluidisierten Bett oder zwischen dem Bett und seiner Umgebung, in welchem Bett Partikeln mittels eines Trä-gergases schwebend gehalten werden, das in den Bettboden unterhalb des Niveaus genannter Öffnung eingeführt wird, durch welche Öffnung im Bett zu behandelnde Werkstücke hindurchgeführt werden, und die Öffnung in einer Trennwand zwischen den Zonen oder zwischen dem Bett und der Umgebung ist, und unter Ausnutzung der Bewegungen der Partikeln und des Trägergases im Bett ein Haufen so aufgebaut wird, dass er die genannte Öffnung abdeckt oder im wesentlichen abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass ein ebenes horizontales Blech (17, 25) in Verbindung mit der unteren Kante (16,23) der Öffnung angeordnet ist, die Öffnung (15,8,10) im wesentlichen ein horizontaler Spalt längs der Trennwand (11,9) unter der oberen Oberfläche (28) der schwebenden Partikeln des Bettes ist, das Blech (17,25) zum Tragen des Haufens (19,27) von Partikeln (2) angeordnet ist, wobei es auf beiden Seiten der Trennwand vorspringt, und die Gesamtbreite der vorspringenden Blechabschnitte mindestens gleich dem Abstand zwischen der unteren (16, 23) und der oberen (18) Kante der Öffnung (15, 8,10) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Dichten einer Öffnung zwischen zwei Zonen im Bett, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechabschnitte in jeder der Zonen (12,13,14) im wesentlichen über eine gleiche Strecke vorspringen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Dichten einer Öffnung zwischen dem Bett und seiner Umgebung, dadurch gekennzeichnet, dass am äusseren Rand des ausserhalb des Bettes liegenden Blechabschnittes ein längliches, aufwärts gerichtetes Blechstück (26) angeordnet ist.