ВРАЩАЮЩИЙСЯ ХОЛОДИЛЬНИК ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
ROTARY REFRIGERATOR FOR COOLING LOOSE MATERIALS

Изобретение относится к вращающимся холодильникам, предназначенным для охлаждения сыпучих материалов с температурой от 1450°C до 50-120°C и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, коксохимической, электродной промышленности, в цветной, черной металлургии, при обработке руд, строительных и других материалах, включая высокоабразивные.
Известен вращающийся холодильник для охлаждения прокаленного кокса, включающий цилиндрический корпус с ребрами и оросительную систему для охлаждения водой наружной поверхности горячего конца корпуса. Загрузочная часть барабана снабжена водоохлаждаемыми полками длиной 800 мм, расположенными в шахматном порядке по длине барабана (Э.А. Янко и др. Производство анодной массы. М.: Металлургия. 1975, с.25-29). Существенными недостатками такого холодильника являются низкая эффективность теплосъема из-за маленькой поверхности контакта охлаждающей воды с поверхностью барабана и быстрое разрушение полок с растрескиванием швов из-за жестких условий эксплуатации.
Наиболее близким к заявленному объекту по технической сущности является вращающийся холодильник для охлаждения кокса, включающий установленный горизонтально цилиндрический полый теплообменный корпус, снабженный загрузочным и разгрузочным отверстиями, при этом полый теплообменный корпус установлен внутри наружного корпуса, жестко закрепленного с теплообменным корпусом, с межкорпусным пространством между ними для циркуляции охлаждающей воды, причем в теплообменном полом корпусе холодильника установлена центральная водоотводная труба для отвода охлаждающей воды, сообщенная узлом отвода воды с межкорпусным пространством в зоне загрузки холодильника коксом и с выводной трубой со стороны выгрузки кокса из холодильника, при этом в зоне выгрузки кокса установлена труба для ввода воды в межкорпусное пространство. Узел отвода воды выполнен в виде патрубка, связывающего межкорпусное пространство с водоотводной трубой (Пат. РФ №2209825, МПК C10B 39/10, оп.10.08.2002 г.)
Недостатком данного холодильника является быстрое разрушение узла отвода воды вследствие больших термомеханических нагрузок в зоне загрузки прокаленного кокса, имеющего высокую температуру, что приводит к сокращению срока службы холодильника.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в уменьшении термомеханических нагрузок на узел отвода воды из межкорпусного пространства к центральной водоотводной трубе в зоне загрузки прокаленного кокса.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый вращающийся холодильник для охлаждения сыпучих материалов, например, прокаленного кокса, включающий жестко связанные между собой наружный и внутренний корпуса с межкорпусным пространством между ними, загрузочное и разгрузочное отверстия для сыпучих материалов и центральную водоотводную трубу с выводной трубой в зоне разгрузки, связанную с межкорпусным пространством узлом отвода воды, а межкорпусное пространство сообщено с вводной трубой для охлаждающей воды, расположенной в зоне разгрузки, согласно изобретению, холодильник снабжен приемной камерой, коаксиально размещенной во внутреннем корпусе холодильника с кольцевым пространством между ними, причем загрузочное отверстие для сыпучих материалов расположено на входе в приемную камеру, а узел отвода воды установлен на выходе из приемной камеры.
Длина приемной камеры может составлять не более 1/5 длины холодильника.
Узел отвода воды может быть выполнен в виде крестообразного соединения.
Вращающийся холодильник может быть выполнен горизонтальным или наклонным.
На внутренней поверхности внутреннего корпуса и приемной камеры горизонтального холодильника по винтовой линии могут быть установлены шнековые элементы для обеспечения продвижения сыпучего материала к отверстию для выгрузки.
На внутренней поверхности внутреннего корпуса и приемной камеры холодильника могут быть установлены продольные пластины для уменьшения абразивного износа внутренней поверхности внутреннего корпуса.
Наличие дополнительной охлаждаемой приемной камеры во внутреннем корпусе с узлом отвода воды на выходе из нее, то есть на некотором отдалении от загрузочного отверстия для сыпучих материалов, например, прокаленного кокса с температурой 1450°С, позволяет уменьшить термомеханическую нагрузку и ослабить (амортизировать) ее воздействие на узел отвода воды, что позволит снизить вероятность его разрушения.
Размещение на внутренней поверхности внутреннего корпуса и приемной камеры горизонтального холодильника шнековых элементов по винтовой линии обеспечивает необходимое перемещение прокаленного сыпучего материала от загрузочного отверстия к разгрузочному.
Размещение на внутренней поверхности внутреннего корпуса холодильника и приемной камеры продольных пластин уменьшает абразивный износ поверхности, обусловленный пересыпанием частиц сыпучего материала.
На фиг.1 показан продольный разрез вращающегося горизонтального холодильника; на фиг.2 - поперечный разрез по A-A вращающегося горизонтального холодильника.
Вращающийся горизонтальный холодильник для охлаждения сыпучего материала, например, прокаленного кокса, состоит из наружного 1 и внутреннего 2 корпусов, установленных с возможностью вращения и жестко связанных между собой. Холодильник оснащен загрузочным 3 и разгрузочным 4 отверстиями для загрузки горячего и выгрузки охлажденного кокса. Корпуса 1 и 2 образуют межкорпусное пространство 5. Со стороны разгрузки кокса установлены вводная труба 6 для подачи охлаждающей воды и выводная труба 7 для отвода отработанной воды в систему циркуляционного охлаждения (не показана). Во внутреннем корпусе 2 коаксиально размещена приемная камера 8, оснащенная со стороны выхода кокса из камеры 8 узлом отвода воды 9 к центральной водоотводной трубе 10. Узел отвода воды 9 образован крестообразным соединением с трубами 11. Трубы 11 сообщены с одной стороны с центральной водоотводной трубой 10, а с другой - с межкорпусным пространством 5 посредством кольцевого пространства 12 между приемной камерой 8 и внутренним корпусом 2. Холодильник снабжен шнековыми элементами 13 и продольными пластинами 14, установленными на внутренней поверхности корпуса 2 и приемной камеры 8.
Холодильник работает следующим образом (на примере охлаждения прокаленного кокса).
Прокаленный кокс с температурой 1450°C поступает через загрузочное отверстие 3 в полость приемной камеры 8 и далее во внутренний корпус 2. В приемной камере 8 длиной около 1/5 длины внутреннего корпуса 2 прокаленный кокс, в отличие от прототипа, вначале охлаждается, а затем, с температурой ниже загрузочной на 100-500°С перемещается к узлу отвода воды 9. Таким образом создаются более мягкие температурные условия работы узла отвода воды 9. Далее охлаждаемый кокс перемещается с помощью шнековых элементов 13 и пластин 14 к разгрузочному отверстию 4. Охлаждение кокса происходит за счет подачи охлаждающей воды через вводную трубу 6 в межкорпусное пространство 5 с выводом через кольцевое пространство 12 и узел отвода воды 9 в центральную водоотводную трубу 10 и далее через выводную трубу 7 в систему циркуляционного охлаждения.
Таким образом, новая конструкция загрузочной части холодильника позволяет уменьшить термомеханическую нагрузку на узел отвода воды, снизить вероятность его разрушения и увеличить срок эксплуатации холодильника в 3-5 раз.