NO155390B - Fremgangsmaate og apparat for forvarming av en glassats. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat for forvarming av partikkelformet glassats som deretter føres til en smelteovn, innbefattende oppvarming av et varig varmeover-føringsmedium med større partikkelstørrelse enn glassatsen ved direkte kontakt med utløpsgassene fra smelteovnen, innføring av det varme medium i en ende av en skråstilt trommel som er roterbar om sin akse, innføring av den partikkelformede glass-sats i den andre ende av trommelen, rotering av trommelen hvorved under rotasjonen satsen og mediet tomles og beveges over hverandre i varmeoverførende forhold, og føring av glassatsen i en retning gjennom den roterende trommel for uttømming til smelteovnen, og føring av det varme medium i motsatt retning for uttømming ved den andre ende.

Det er kjent fremgangsmåter på området glassfremstilling for forvarming av glassatsen, hvor glassdannede satsingredienser blir sammenpresset til agglomerater og så tørket og oppvarmet i et kammer ved en direkte kontakt med avtrekksgassene fra en gassmelteovn for således å danne frittstrømmende agglomerater som så blir transportert og tømt ut i glassmelteovnen. Disse agglomerater er sammensatte, enhetlige, selvbærende masser som består i det vesentlige av alle de vesentlige satsmaterialer og kan ha form av kuler, ekstruderinger, skiver, briketter og pellets. Agglomeratene tømmes ut i et vertikalt sjikt som fore-ligger i et kammer og ovnsavtrekksgasser passerer i direkte kontakt med og i motstrøm til nedover bevegede pellets på sjikt-et for å forvarme disse.

Partikkel-partikkelvarmeutveksling mellom kornformede matprodukter og sfæriske metallkuler med forskjellige temperaturer er også kjent på fagområdet for oppvarming av matprodukter. Mat-produktene og metallkulene tillates å utveksle varme i en roterende trommel. Denne metode tillater utveksling av store meng-der varme på en økonomisk og jevn måte og uten forurensninger fra rester av varmeoverføringsmediet.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte av den

innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at varm sats slippes ut ved den ene ende av trommelen gjennom åpninger som lar satsen passere fritt gjennom, men som forhindrer mediet i å passere, og at mediet fjernes fra trommelen ved å beveges langs en spiralbane gjennom en spiral, som er forbundet med og plassert i trommelen, fra et ytre område av trommelens indre til en sentralt anordnet mediumutgang som kommuniserer med det ytre av trommelen.

Fig. 1 er et strømningsdiagram for oppfinnelsen innbefattende

en roterende trommelvarmeveksler,

fig. 2 illustrerer den roterende trommelvarmeveksler mer

detalj ert,

fig. 3 viser en strekkmetall-spiral som benyttes for å fjerne

medium fra trommelen,

fig. 4 viser strekkmetall-spiralen på plass i den roterende

trommelvarmeveksler, og

fig. 5 viser tumlingsprofilen i trommelen.

Oppfinnelsen angår også et apparat som fremgår av krav 5.

Varmeoverføringsmediet er

dannet av glassatsagglomerater, glass, keramikk, stål, rust-fritt stål, aluminium, grus eller lignende, som er plassert i en forvarmetbinge og forvarmes av utstrømningsgassene fra en glassfremstillingsovn.

Det oppvarmede medium blir så innført i en ende av en beholder såsom en sylindrisk trommel som kan rotere om en skråstilt akse. I motstrøm blir den glassats som skal oppvarmes innført i den andre ende av trommelen. Det varme medium strømmer i en gene-rell total retning gjennom trommelen, og satsen strømmer i den i det vesentlige motsatte retning gjennom trommelen. Mediet tjener til oppvarming av satsen og satsen tjener til avkjøling av mediet. Det avkjølte medium blir resirkulert tilbake til forvarmingsbingen, og den forvarmede sats blir matet til ovns-satsmatemekanismen.

På fig. 1 kan varmeoverføringsmediet bli oppvarmet med avtrekksgassene ved en temperatur som vanligvis ligger i området fra 482-677°C fra en glassmelteovn (ikke vist) i en forvarmings-binge 10. Avtrekksgassene blir innført i den nedre del av forvarmingsbingen 10, og mediet blir innført i den øvre del av forvarmingsbingen 10. Strømmen av gasser og medium er i mot-strøm til hverandre. Mediet går ut gjennom bunnen av forvarmingsbingen 10, og avtrekksgassene strømmer ut gjennom toppen av forvarmingsbingen 10. En blåser eller vifte 12 er vist for å trekke avtrekksgassene fra forvarmingsbingen 10 eller for å holde et negativt trykk i bingen. Mediet kan bli oppvarmet til en temperatur ved eller nær temperaturen for avtrekksgassene.

Det varme medium blir så matet til en ende av varmeveksler-trommelen 14 av en transportør 50. I motstrøm blir partikkelformet glassatsråmateriale matet av transportørene 52 og 54 og en skruemater (ikke vist) fra det blandede satslager 16 til den andre ende av trommelen 14. Trommelen 14 roterer rundt aksen x-x av en motor og en drivinnretning (ikke vist).

Sentralt anordnede stasjonære endedeler ved 20 og 22 danner innløps- og utløpsledninger som står i forbindelse med innsiden av trommelen. Etter at det kjølte medium er ført ut fra trommelen, føres det tilbake til forvarmingsbingen 10 via transpor-tøren 24. Varm blandet sats mates til en glassmelteovn via strømmen 26.

Fig. 2 viser trommelen 14 mer detaljert. Varmt medium mates til trommelen gjennon ledningen 32 og varm sats tømmes ut gjennom sikten 34. Kald sats mates gjennom ledningen 36 og kaldt medium tømmes ut gjennom ledningen 38. Rotasjon av trommelen og ledeplatene 40 bevirker at mediet og satsen roteres i direkte øyeblikkelig fysisk kontakt med hverandre.

Den sylindriske beholder er skråstilt ved en vinkel. Ved den foretrukkede utførelse er satspåfyllingsenden på beholderen hevet over mediumpåfyllingsenden. Mens vinkelen kan variere sterkt, vil generelt trommelen danne en spiss vinkel med en hor-isontallinje som ikke er større enn 45° og generelt mindre enn 15°. Fortrinnsvis er vinkelen mindre enn 5°.

For å bringe satsen i direkte kontakt med det varme medium,

er et arrangement av ledeplater festet til det indre av beholderen. Ledeplatene 40 er hver generelt en serie av ledeplater (3 eller 4 i antall) rundt omkretsen til trommelen. Disse ledeplater er 5,1-7,6 cm brede. Disse ledeplater er vanligvis boltet til veggene i trommelen og forløper hele lengden av trommelen. Alle ledeplatene vil sammen med rotasjonen av trommelen hjelpe til å tumle medium og sats til direkte kontakt med hverandre. Typisk mates en kald sats gjennom ledningen 36 inn i trommelen 14 med en skruemater (ikke vist), som forløper inn i det indre av trommelen. Denne forlengelse inn i trommelen hjelper til å redusere mengden av sats som eventuelt kan for-late trommelen sammen med mediet gjennom ledningen 38. Ved en utførelse blir varmt medium matet gjennom ledningen 32 med en skruemater (ikke vist) som utstrekker seg inn i det indre av trommelen.

Mens tumlingen av medium og sats opptrer ved agitasjon fra ledeplatene og rotasjon, av trommelen, vil en bevegelse av satsen og mediet antas å opptre på følgende måte. Medium og sats danner gradienter i trommelen og strømmer generelt nedoverbakke i en retning langs gradientene og i motsatte retninger. Satsen og mediet tumler og beveger, seg over hverandre etterhvert som de strømmer fra den høye ende til den lave ende av material-haugen i beholderen. Fig. 2 illustrerer strømmen av medium og sats i trommelen. Medium strømmer generelt i retning av aksen Y-Y' fra venstre mot høyre, og satsen strømmer generelt i retning av aksen Z-Z<1> fra høyre mot venstre.

Fig. 3 illustrerer en spiral for fjerning av medium fra trommelen. Strekkmetall-spiralen 60 inneholder 70% åpninger eller tomrom. Hullstørrelsen i spiralen 60 er viktig, da hullene må være tilstrekkelig store til å tillate at satsen faller gjennom.

Vanligvis er hullene tilsvarende en rombe i form og er 2,54-1,91 cm i størrelse. Når spiralen 60 roterer, vil mediet beveges langs en spiralbane fra den sylindriske veggdel av trommelen til medieutløpet, som er generelt midtområdet eller sentrum av trommelen. Spiralen er festet til trommelen og roterer med trommelen og bevirker at medium beveges langs en spiralbane gjennom spiralen til sentrum av spiralen. Satsen, hvis noe av den, faller gjennom tomrommene i spiralen tilbake til det indre av trommelen uten å bli tømt ut med mediet. Skruemateren (ikke vist) utstrekker seg vanligvis forbi spiralutløpet, slik at satsen ikke vil bli tømt ut på spiralen.

Størrelsen for spiralen 60 kan variere i stor grad. Den spiral som benyttes med trommelen 14 som hadde en størrelse på 50,8 x 254 cm, hadde en dybde på 30,5 cm. Den indre krumning hadde en radius på 10,2 cm med etter hverandre følgende ytre krum-ninger med en radius på 17,8 og 25,4 cm respektivt.

Y-Y'-aksen og Z-Z'-aksen reflekterer massen av medium eller sats respektivt tilstede ved dette punkt av trommelen. Når mediet beveges fra venstre mot høyre i trommelen, vil mindre medium være tilstede i trommelen. Mer satsmasse er tilstede ved den høyre ende av trommelen enn ved den venstre ende. Da hver akse trekkes i statisk form, vil satsen og mediet bli sammen-blandet, og det bevirkes en tumling i trommelen. Ved den venstre ende av trommelen blir satsen generelt blandet med medium. Ved den høyre ende av trommelen vil sats ofte dekke mediet. Y-Y'-aksen på fig. 2 utstrekker seg generelt over ledningen 32 til nær bunnen av ledningen 38. Z-Z'-aksen på fig. 2 utstrekker seg vanligvis fra bunnen av ledningen 36 til bunnen av sikten 34. Fig. 4 viser spiralen 60 på plass i trommelen 14. Med spiralen på plass vil Y-Y'-aksen vanligvis utstrekke seg til bunnen av spiralen 60. Fig. 5 er et enderiss av trommelen 14, som viser forskjellige tumleprofiler for medium i trommelen. Profilen vil variere i avhengighet av mengden av materiale i trommelen, hastigheten for rotasjonen og punktet i trommelen. Profilen kan dekke ledningen 32, og medium vil fremdeles mates inn i trommelen pga. de tilstedeværende tomrom i massen av tumlende materiale i trommelen. Tumleprofilen er generelt lavere når spiralen ikke er tilstede.

Den roterende trommelforvarmer benyttes som en roterende trommel med varmt medium og sats i motstrømsmating fra hver ende. På medieinnløpssiden av trommelen er det anordnet en sikt som sikter ut varm sats. Medium strømmer over satsinn-løpsenden av trommelen. En kald modell ble benyttet for å ut-prøve motstrømmen av sats og medium. En trommel på 50,8 x 254 cm ble konstruert. Sats ble trukket inn med 272 kg/time gjennom denne trommel med en minimum oppholdstid på 2h minutt og en maksimal oppholdstid på 7 min. Til ethvert gitt tidspunkt var trommelinnholdet ca. 27 kg av sats.

Andre gjennomkjøringer er blitt gjennomført hvor satsen er blitt trukket gjennom trommelen med 453 kg/time med 45 kg holdt tilbake i trommelen istedetfor 27 kg.

Det aktuelle medium som ble funnet var glasskuler og sats-pellets. Vanligvis er 226 kg glasskuler i trommelen til ethvert tidspunkt.

De kalde moddelldata for sats og medium ble bestemt til følgende verdier:

Forsøk ble gjennomført med såvel sfæriske som ikke sfæriske agglomerater med forskjellige størrelser. Det ble fastslått gjennom denne utprøving at mediet b.ør være sfærisk i form og nær avstemt i diameter for å forhindre sats- og mediumstrøm-ningsproblemer. Fortrinnsvis bør mediet ha en formfaktor som ligger i området mellom 0,9 og 1,0. Mediet, hvis det er nær avstemt, kan ha et bredt- diameterområde, men den optimale størrelse bør være ca. 2,54 cm i diameter.

Varme forsøk er blitt gjennomført med medium oppvarmet til 427°C. Mediet, på sin side, oppvarmet satsen til en temperatur på 388°C med en varmeoverføringsvirkningsgrad på over 90%. Med foreliggende oppfinnelse venter man å være i stand til å opp-varme glassatsen til en temperatur på 649°C. Over et større område imidlertid vil de faktorer som påvirker foreliggende oppfinnelse være smeltetemperaturen for mediet og satsen som ble oppvarmet.

En hvilken som helst glassats kan bli forvarmet ved denne oppfinnelse med flaske eller beholderglass, flatt glass og fiber-glassatser som de mest vanlige.

Satsdannelsen som benyttes var en- standard glassullsatssammen-setning. Tekstilsatser kan imidlertid også bli forvarmet ved hjelp av oppfinnelsen.

En typisk glassullsats er:

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for forvarming av partikkelformet glass-sats som deretter føres til en smelteovn, innbefattende oppvarming av et varig varmeoverføringsmedium med større partikkel-størrelse enn glassatsen ved direkte kontakt med utløpsgassene fra smelteovnen, innføring av det varme medium i én ende (20) av en skråstilt trommel (14), som er roterbar om sin akse (X-X), innføring av den partikkelformede glassats i den andre ende (22) av trommelen (14), rotering av trommelen (14) hvorved under rotasjonen satsen og mediet tumles og beveges over hverandre i varmeoverførende forhold, og føring av glassatsen i én retning gjennom den roterende trommel (14) for uttømming til smelteovnen, og føring av det varme medium i motsatt retning for uttømming ved den andre ende (22), karakterisert ved at varm sats slippes ut ved den ene ende av trommelen (14) gjennom åpninger som lar satsen passere fritt gjennom, men som forhindrer mediet i å passere, og at mediet fjernes fra trommelen (14)~ ved å beveges langs en spiralbane gjennom en spiral (60), som er forbundet med og plassert i trommelen (14), fra et ytre område av trommelens indre til en sentralt anordnet mediumutgang (38) som kommuniserer med det ytre av trommelen (14).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at glassatsen innføres til trommelen (14) med satspåfyllingsenden (22) av trommelen (14) hevet over mediets på-fyllingsende (20).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at mediet og satsen hver strømmer langs gradienter (Y-Y' og Z-Z') generelt nedfor bakke i en retning langs sine gradienter.

4. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det varme mediet har en sfærisk form.

5. Apparat for forvarming av partikkelformet glassats som deretter føres til en smelteovn, innbefattende innretninger (10) for oppvarming av et varig varmeoverføringsmedium med større partikkelstørrelse enn glassatsen ved direkte kontakt med utløpsgassen fra smelteovnen, en trommel (14) som er roterbar omkring sin akse (X-X) hvor aksen er skråstilt .i forhold til horisontalplanet, innretninger (32) for innføring av det varme msdium i en ende (20) av trommelen (14) for føring mot den andre ende for uttømming, innretninger (36) for å innføre partikkelformet glassats i den andre ende (22) av trommelen (14) for føring mot den motsatte ende (20) for uttømming, innretninger for å rotere trommelen (14) om den skråstilte akse (X-X), og innretninger (40) forbundet med det indre av trommelen (14) for tomling og føring av den partikkelformede glass-sats i direkte kontakt med det varme medium under rotasjon av trommelen (14) for oppvarming av glassatsen før innføring i smelteovnen, karakterisert ved at innretningene (34) for å fjerne varm glassats fra trommelen (14) er et gitter-lignende element som danner sideveggen av trommelen (14) inn-til en endevegg av trommelen (14), hvor åpningene til element-et har en størrelse som tillater glassatsen å passere fritt gjennom åpningene, men som forhindrer mediet fra å passere gjennom åpningene, og at innretningene (38) for fjerning av avkjølt medium fra trommelen (14) innbefatter en spiral (60) som er festet til trommelen (14) og utstrekker seg inn i trommelen (14), idet spiralmaterialet har åpninger med en størrelse som tillater satsen å passere fritt gjennom åpningene, men som forhindrer mediet i å passere gjennom åpningene.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at innretningene (34) for å fjerne varm glassats fra trommelen (14) er en sikt eller perforert plate.

7. Apparat ifølge ett eller flere av kravene 5-6, karakterisert ved at trommelen (14) er sylindrisk.

8. Apparat ifølge ett eller flere av kravene 5-6, karakterisert ved at trommelen (14) er skråstilt ved en vinkel med satsinnføringsenden (22) til trommelen (14) hevet over mediumsinnføringsenden (20).

9. Apparat ifølge ett eller flere av kravene 5-8, karakterisert ved:~. at ledeplater er anordnet i det indre av trommelen (14).

10. Apparat ifølge ett ellere flere av kravene 5-9, karakterisert ved at innretningene (36) for på-fylling av satsen strekker seg innover i det indre av trommelen (14) .

11. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at spiralen (60) er utformet av siktmateriale, perforert plate eller strekkmetall.

12. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved at spiralen (60) har minst 70% åpninger.

13. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at innretningene for oppvarming av varig varmeoverfør-ingsmedium -er en vertikal sjiktforvarmingsbinge innbefattende innretninger for tilføring av mediet til bingen, innretninger for tilførrng av utløpsgasser fra en glassmelteovn til bingen, innretninger for å bringe mediet i direkte kontakt med utløps-gassene, innretninger (50) for fjerning av varmt medium fra bingen og innføring av det varme medium til åpningene (32) i den ene endevegg (20) av trommelen (14).