Устройство для охлаждения сыпучих материалов

 

Использование: в литейном производстве для повышения эффективности охлаждения . Сущность изобретения: в устройстве гофры листов, образующих совместно с пластинами полости для сыпучего материала и каналы для охлаждающей жидкости, выполнены горизонтально направленными, поверхность каждого гофрированного листа размещена относительно пластин с зазором с образованием в вертикальном направлении последовательно чередующихся суженных и расширенных участков. Регулирование скорости движения охлаждаемого материала по полостям осуществляется за счет различной степени совмещения выпускных отверстий в нижней плите камеры охлаждения и в шибере при соответствующем перемещении шибера, чтобы обеспечить достижение необходимой температуры выходящего из камеры охлаждения сыпучего материала. 2 з.п.ф-лы, 3 ит

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 22 С 5/08

0 (,(3ь

,Q1,> а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

21 4885304/02

22 26.11.90

46 30.09.92. Бюл. ¹ 36

71 Нижегородский телевизионный завод им. В, И.Ленина

72) В.И.Калентьев и Ю,С,Королев

56) Авторское свидетельство СССР

¹ 996055, кл. В 22 С 5/08, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1588484, кл. B 22 С 5/08, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: в литейном производстве для повышения эффективности охлаждения. Сущность изобретения: в устройстве гофры листов, образующих совместно с плаИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано для охлаждения сыпучих материалов, применяемых для формования отливок.

Известен охладитель сыпучих материалов, преимущественно формовочных песков и отработанных смесей, содержащий загрузочный бункер, под которым установлена камера охлаждения с горизонтально установленными трубами, соединенными с системой подачи-отвода охлаждающей жидкости, и разгрузочный бункер с приводным затвором, На трубах смонтированы вертикальные ребра, между загрузочным бункером и охладителем установлена сетка с размером ячеек, равным 0,1 — 0,8 расстояния между соседними вертикальными ребрами.

Известный охладитель обладает низкой эффективностью, т.к. нижняя часть каждой трубы и наиболее охлажденные прилегаю!

Ы» 17647б5 А1 стинами полости для сыпучего материала и каналы для охлаждающей жидкости, выполнены горизонтально направленными, поверхность каждого гофрированного листа размещена относительно пластин с зазором с образованием в вертикальном направлении последовательно чередующихся суженных и расширенных участков. Регулирование скорости движения охлаждаемого материала по полостям осуществляется за счет различной степени совмещения выпускных отверстий в нижней плите камеры охлаждения и в шибере при соответствующем перемещении шибера, чтобы обеспечить достижение необходимой температуры выходящего из камеры охлаждения сыпучего материала. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. щие к ней снизу участки ребер являются теневыми и не участвуют в теплообмене.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для охлаждения формовочного песка, содержащее загрузочный бункер с наклонным ситом, камеру охлаждения, сообщенную коллекторами с магистралью хладоносителя, и разгрузочный бункер с затвором-питателем, Его камера охлаждения разделена вертикальными перегородками с образованием герметичных полостей для песка и каналов для охлаждающей жидкости, Верхняя и нижняя стенки камеры выполнены в виде перфорированных плит, под нижней плитой установлен приводной шибер с реле времени. Перегородки камеры выполнены в виде пластин и листов с гофрами, установленными вертикально с образованием полостей и каналов треугольного поперечного сечения.

1764765 узел! на фиг.1

15

50

В данном устройстве в полостях песок движется вертикально только во время заполнения и опорожнения полостей камеры охлаждения, а поперечном сечении перемешивание песка не происходит вообще. Основное охлаждение сыпучих материалов происходит при его неподвижном положении за счет теплопередачи от пограничных слоев материала в его среднюю часть. Т.к. коэффициент теплопередачи сыпучих материалов, например песка, низкий, поэтому скорость его охлаждения мала. В данном устройстве сыпучий материал охлаждается при закрытом выпускном шибере. Вода в каналах постоянного сечения движется в ламинарном режиме с пограничным слоем большой толщины, ухудшающим условия теплопередачи от стенок охлаждающих каналов. Эффективность охлаждения материалов данным устройством низкая, Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения сыпучих материалов, Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для охлаждения сыпучих материалов, содержащем загрузочный бункер с наклонной сеткой, камеру охлаждения, у которой верхняя и нижняя стенки выполнены в виде перфорированных плит, а полости для сыпучего материала и каналы для охлаждающей жидкости образованы вертикальными перегородками в виде пластин и гофрированных листов, а также шибер под нижней перфорированной плитой и разгрузочный бункер с питателем, причем каналы для охлаждающей жидкости сообщены через коллекторы с магистралью охлаждающей жидкости„согласно изобретению гофры листов выполнены горизонтально направленными, поверхность каждого гофрированного листа размещена относи тельно пластин с зазором, с образованием в вертикальном направлении последовательно чередующихся суженных и расширенных участков, отверстия в нижней перфорированной плите камеры охлаждения выполнены меньшего проходного сечения, чем наименьшее проходное сечение полостей для сыпучего материала.

Причем шибер выполнен с отверстиями, размер и размещение кбторых соответствует размерам и размещению отверстий в нижней перфорированной плите камеры охлаждения, а размеры перемычек между отверстиями в шибере больше размеров соответствующих отверстий. Как вариант, пластины камеры охлаждения также выполнены гофрированными и их гофры расположены зеркально по отношению к гофрам листов, На фиг.1 изображена схема устройства для охлаждения сыпучих материалов, общий вид; на фиг,2 — вариант выполнения камеры охлаждения устройства; на фиг.3—

Устройство для охлаждения сыпучих материалов содержит загрузочный бункер 1, в нижней части которого установлена наклонная сетка 2, снабженная вибратором, Под бункером 1 смонтирована камера охлаждения, верхняя и нижняя стенки которой выполнены в виде перфорированных плит 3 и

4 соответственно. Листы 5 камеры охлаждения выполнены с горизонтально направленными гофрами и смонтированы между плоскими вертикальными пластинами 6 (фиг.1) с зазором между выступами гофр листов 5 и пластинами 6 с образованием полостей 7 для песка и каналов 8 для охлаждающей жидкости. Полости 7 и каналы 8 по направлению движения охлаждаемого материала и охлаждающей жидкости выполнены с последовательно чередующимися суженными участками — сужениями 9 и расширенными участками — диффузорными расширениями 10. Целесообразно гофры выполнять таким образом, чтобы длина сужений была в несколько раз меньше длины расширений, их чередование в полостях 7 идет сверху вниз, а в каналах 8 — снизу вверх. На листах 5 и пластинах 6 перпендикулярно их плоскости закреплены вертикальные ребра (не показаны).

Как вариант, образование полостей 7 и каналов 8 с сужениями 9 и расширениями 1С достигнуто изготовлением пластин 6 с гофрами и монтажом их зеркально по отношению к гофрам листов 5 (фиг,2).

Проходное сечение полостей 7 в сужениях 9 выполнено не больше суммарногс проходного сечения отверстий в плите 3 приходящихся на данную полость и связы вающих полости 7 с загрузочным бункероь

1. Эти отверстия в плите 3 выполнены в вид мелкой перфорации. Герметичные полость

7 при помощи отверстий 11 с герметичн( смонтированными в них втулками в нижнеь плите 4 соединены с разгрузочным бунке ром 12 и питателем 13. Между плитой 4 бункером 12 смонтирован с возможностьк возвратно-поступательного движения ши бер 14 с отверстиями 15, размер и размеще ние которых соответствует размерам размещению отверстий 11 в плите 4 камерь охлаждения. Размеры перемычек между со седними отверстиями 15 в шибере 14 Hf меньше соответствующих размеров указан ных отверстий. Шибер 14 имеет привод (н; чертежах не показан). При смещении шибе ра 14 эффективно действующая площадь от

1764765

15 верстий 11 в плите 4 изменяется от максимальной (при совпадении отверстий в плите

4 и шибере 14) до нулевой (при совпадении отверстий в плите 4 с перемычками между отверстиями 15 в шибере 14). Проходное сечение отверстий 11 в плите 4 для каждой из полостей 7 меньше, чем проходное сечение сужения 9 соответствующей полости.

Каналы 8 соединены с системой подачи и отвода охлаждающей жидкости (воды) через коллекторы 16 и 17, полости 18 и отверстия 19 в плитах 4 и 3. Загрузка бункера 1 осуществляется через загрузочный люк 20.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы шибер 14 выдвигают. его перемычки перекрывают отверстия 11 плиты 4 камеры охлаждения (фиг.3).

Охлаждаемый сыпучий материал через люк 20 поступает в загрузочный бункер 1 и через наклонную сетку 2 с вибратором и верхнюю мелко перфорированную плиту 3— в полости 7 камеры охлаждения, заполняя их по всей высоте. Одновременно подают охлаждающую жидкость (воду) в коллектор

16, которая заполняет полость 18 в плите 4 и через отверстия 19 гоступает в каналы 8.

При движении через сужения 9 ее скорость увеличивается. При движении по диффузорным расширениям 10 течение воды приобретает турбулентный характер, что резко интенсифицирует перемешивание воды в каналах 8 и поступление к стенкам каналов более холодной воды. При этом разрушается пограничный пристеночный слой воды, что облегчает доступ более холодной воды к стенкам канала. Пройдя через все сужения

9 и расширения 10 каналов 8, нагревшаяся вода собирается в полости 18 плиты 3 и отводится из устройства через коллектор 17.

3а счет движения воды в каналах 8 в турбулентном режиме резко интенсифицируется охлаждение листов 5 и пластин 6, а также прикрепленных к ним ребер.

Шибер 14 вдвигают в корпус охлаждающей камеры, совмещая его отверстия 15 с отверстиями 11 в плите 4, таким образом регулируют скорость движения сыпучего материала по полостям 7, чтобы обеспечить его охлаждение до оптимальной температуры, примерно до 40 С за время движения материала через камеру охлаждения.

При движении сыпучего материала по полостям 7 полости все время остаются заполненными, т.к. проходные сечения отверстий 11 в плите 4, приходящиеся на одно сужение 9 в полости 7, меньше проходного сечения данного сужения, которое меньше суммарного проходного сечения соответст20

55 вующих отверстий в плите 3. Материал, прошедший через сужение 9, замещается материалом из диффузорных расширений в каждой полости 7, как из средней части расширений 10, так и от стенок полости. Материал из слоев, расположенных выше, заполняет образующиеся пустоты, в том числе и около стенок. К стенкам поступает другой более горячий материал. За счет перемешивания более горячего материала с уже охлажденным обеспечивается контакт стенок с более горячим материалом, его более эффективное охлаждение.

Улучшение условий теплопередачи от сыпучего материала к стенке полостей 7 и условий отбора тепла от стенок охлаждающей водой повышает эффективность охлаждения сыпучего материала.

Формула изобретения

1. Устройство для охлаждения сыпучих материалов, содержащее загрузочный бункер с наклонной сеткой, камеру охлаждения, у которой верхняя и нижняя стенки выполнены в виде перфорированных плит, а полости для сыпучего материала и каналы для охлаждающей жидкости образованы вертикальными перегородками в виде пластин и гофрированных листов, а также шибер под нижней перфорированной плитой и разгрузочный бункер с питателем, причем каналы для охлаждающей жидкости сообщены через коллекторы с магистралью охлаждающей жидкости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, гофры листов выполнены горизонтально направленными, поверхность каждого гофрированного листа размещена относительно пластин с зазором, с образованием в вертикальном направлении последовательно чередующихся суженных и расширенных участков, отверстия в нижней перфорированной плите камеры охлаждения выполнены меньшего проходного сечения, чем наименьшее проходное сечение полостей для сыпучего материала, 2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что шибер выполнен с отверстиями, размер и размещение которых соответствуют размерам и размещению отверстий в нижней перфорированной плите камеры охлаждения, а размеры перемычек между отверстиями в шибере больше размеров соответствующих отверстий.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что пластины камеры охлаждения также выполнены гофрированными и их гофры расположены зеркально по отношению к гофрам листов, 1764765

f3 ф /

Редактор M.Åãîðoâà

Заказ 3332 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

f0

6

Составитель В.Калентьев

Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши