DE4106599A1

DE4106599A1 - METHOD FOR COOLING PIECE OR GRAINED GOODS

Info

Publication number: DE4106599A1
Application number: DE4106599A
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing Grad Rebhan
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1991-03-01
Filing date: 1991-03-01
Publication date: 1992-09-03
Also published as: DE59206076D1; EP0501495B1; ATE137327T1; EP0501495A1

Abstract

The method relates to the cooling of lumpy or granular products. The cooling causes embrittlement of the lumpy or granular products which can then be fed to a shredder and comminuted or ground therein. According to the invention, the lumpy or granular products are conveyed according to the invention in a pipe (1) by means of a chain conveyor (4) through a bath (15) with a low-boiling liquefied gas, in particular inert gas. Vaporised gas is used for additional cooling of the lumpy or granular products.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung von stückigem oder körnigem Gut.The invention relates to a method for cooling lumpy or granular goods.

Bekannte derartige Verfahren dienen beispielsweise dem Gefrieren von Lebensmitteln, dem Verspröden oder Verfestigen industrieller Produkte, die anschließend getrennt, zerkleinert oder gemahlen werden sollen. Insbesondere werden die Zerkleinerungs- und Mahlprozesse durch die beim Kühlen hervorgerufene Versprödung der Produkte erleichtert und die Zerkleinerungs- und Mahlmaschinen können mit geringerem Leistungsbedarf betrieben werden. Deshalb ist es erstrebenswert, solche Produkte bei der Förderung zu den Zerkleinerungs- und Mahlmaschinen abzukühlen.Known methods of this type serve, for example Freezing food, becoming brittle or solidifying industrial products that are subsequently separated, should be crushed or ground. In particular the crushing and grinding processes through those during cooling caused embrittlement of the products and the Shredding and grinding machines can do with less Power requirements are operated. That's why it is desirable to promote such products to the Cooling crushing and grinding machines.

Diese Kühlfördereinrichtungen sind je nach Bedarf unterschiedlich konzipiert. Bekannt sind Schneckenkühler, bei denen tiefkaltes Gas in eine Förderschnecke eingedüst wird, oder Gefrieranlagen, in denen ein mit dem Gefriergut beladenes Förderband durch einen Behälter läuft, der mit einem tiefkalten, verflüssigten Gas gefüllt ist. These cooling conveyors are as needed designed differently. Snail coolers are known where cryogenic gas is injected into a screw conveyor will, or freezers where one with the frozen goods loaded conveyor belt runs through a container that with a cryogenic, liquefied gas.

Bei der Kühlung von stückigem oder körnigem Gut ergeben sich jedoch je nach bekannter Kühlfördereinrichtung Nachteile technischer oder ökonomischer Art.When lumpy or granular goods are cooled however, depending on the known cooling conveyor, disadvantages of a technical or economic nature.

Der Schneckenkühler eignet sich nur für die Förderung von flüssigem, pastösem, weichem oder gemahlenem Gut, beim Transport von hartem stückigem Gut besteht die Gefahr von Verklemmungen, die zur Beschädigung der Förderschnecke und damit zum Betriebsstillstand mit hohen Ausfallkosten führen können.The screw cooler is only suitable for conveying liquid, pasty, soft or ground goods, when There is a risk of transporting hard, lumpy goods Jams causing damage to the screw conveyor and thus lead to a shutdown with high failure costs can.

Förderbänder haben den Nachteil, daß an den Ein- und Auslaufstellen der Produkte starke Verluste durch Austritt von verdampftem Kältemittel auftreten. Solche Förderbänder werden hauptsächlich in der Lebensmittelindustrie eingesetzt und eignen sich vom technischen Aufbau her wenig zur Kühlung des hier angesprochenen harten, industriellen Stückguts, wie Batterien, Dosen etc. oder körnigem Gut wie Gewürzsorten etc.Conveyor belts have the disadvantage that the input and Outlets of the products heavy losses due to leakage of evaporated refrigerant. Such conveyor belts are mainly used in the food industry and are not very suitable for cooling due to their technical structure of the hard, general cargo referred to here, such as Batteries, cans etc. or granular goods such as spices etc.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kühlung von stückigem oder körnigem Gut zu entwickeln, das zuverlässig und preiswert arbeitet und damit einen industriellen Einsatz rentabel macht.The invention is therefore based on the object Process for cooling lumpy or granular goods too develop that works reliably and inexpensively and therefore makes industrial use profitable.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das stückige oder körnige Gut in einem Rohr mittels eines Kettenförderers durch ein Bad mit einem tiefsiedenden verflüssigten Gas gefördert wird.The object is achieved in that the lumpy or granular goods in a tube by means of a Chain conveyor through a bath with a low-boiling liquefied gas is promoted.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere hartes, stückiges oder körniges Gut problemlos gekühlt und gleichzeitig gefördert werden. Der Kettenförderer nimmt Stück für Stück bzw. die entsprechenden Kornmengen des aufgegebenen Guts auf und fördert es in einem Rohr durch ein Bad mit einem tiefsiedenden verflüssigten Gas. Jedes einzelne geförderte Stück bzw. die entsprechende Kornmenge wird dadurch optimal vom Kühlmittel umgeben und abgekühlt. Das abgeschlossene Rohr des Kettenförderers eignet sich besonders gut für die Füllung mit dem verflüssigten Kühlmittel. Je länger sich das stückige oder körnige Gut bei seiner Förderung in dem Bad mit dem verflüssigten Gas aufhält, desto kälter wird es dieses Bad verlassen. Je nach Art des stückigen oder körnigen Guts ist dessen Temperatur somit von der Fördergeschwindigkeit und von der Förder strecke durch das Bad abhängig. Soll das stückige oder körnige Gut nach der Kühlung gemahlen oder zerkleinert werden, wird man zunächst die dafür geeignete Temperatur bestimmen. Daraus ergeben sich dann die Fördergeschwindig keit und die Länge der Strecke in dem Rohrkettenförderer, die mit dem verflüssigten, tiefsiedenden Gas gefüllt wird.The method according to the invention can in particular hard, chunky or granular goods can be chilled and be promoted at the same time. The chain conveyor takes Piece by piece or the corresponding grain quantities of the abandoned goods and conveys them in a tube through a Bath with a low-boiling liquefied gas. Each individual conveyed pieces or the corresponding amount of grain is thus optimally surrounded by the coolant and cooled. The closed tube of the chain conveyor is suitable especially good for filling with the liquefied Coolant. The longer the lumpy or granular good is added its promotion in the bath with the liquefied gas the colder it will leave this bathroom. Depending on The type of lumpy or granular good is its temperature thus of the conveyor speed and of the conveyor route depending on the bathroom. Should the lumpy or granular material ground or chopped after cooling you will first find the appropriate temperature determine. This then results in the funding rate speed and the length of the route in the tube chain conveyor, which is filled with the liquefied, low-boiling gas.

Um Verklemmungen des stückigen Gutes im Rohrkettenförderer auszuschließen, sind besonders Kettenförderer geeignet, deren einzelne in der Kette gelagerten koaxialen Trenn scheiben einen Durchmesser besitzen, der nur geringfügig unter dem des Rohres liegt. Das harte stückige oder körnige Gut fällt dann in die durch diese Trennscheiben gebildeten Zwischenräume und wird von der umlaufenden Kette durch das Bad mit dem tiefsiedenden verflüssigten Gas gefördert.To prevent the piece goods from jamming in the tube chain conveyor chain conveyors are particularly suitable, the individual coaxial separation stored in the chain discs have a diameter that is only marginal is below that of the pipe. The hard lumpy or granular Well then falls into those formed by these cutting discs Gaps and is from the circulating chain through the Bath promoted with the low-boiling liquefied gas.

Erfindungsgemäß ist der Einsatz eines Inertgases als tiefsiedendes verflüssigtes Gas vorgesehen, wobei sich besonders Kohlendioxid und Stickstoff als Inertgase eignen.According to the invention, the use of an inert gas is as low-boiling liquefied gas is provided, whereby carbon dioxide and nitrogen are particularly suitable as inert gases.

Da in vielen Fällen das abgekühlte stückige oder körnige Gut zerkleinert oder gemahlen wird, ist es vorteilhaft, wenn das im geschlossenen Rohr während der Förderung des stückigen oder körnigen Guts durch das Bad mit dem tiefsiedenden verflüssigten Inertgas entstehende verdampfte Inertgas aus dem Rohr abgezogen und beim Zerkleinerungs- oder Mahlprozeß zum Inertisieren der dortigen Atmosphäre verwendet wird. Bei der Zerkleinerung, beispielsweise von Altbatterien oder Spraydosen, können nämlich chemisch reaktive und hochbrennbare Stoffe entweichen, die in Luft explodieren oder sich entzünden können. In einer Inertgasatmosphäre werden diese Gefahren beseitigt.Since in many cases the cooled lumpy or granular material is crushed or ground, it is advantageous if that in the closed tube during the conveyance of the lumpy or granular goods through the bath with the low-boiling liquefied inert gas from evaporated inert gas withdrawn from the pipe and during the crushing or grinding process is used to inert the atmosphere there. At crushing, for example of used batteries or Spray cans, namely, can be chemically reactive and highly flammable substances escape and explode in air or ignite. In an inert gas atmosphere these dangers are eliminated.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das im geschlossenen Rohr entstehende verdampfte tiefsiedende Gas aus dem Rohr abgezogen und zum zusätzlichen Kühlen des stückigen oder körnigen Gutes verwendet wird. Verdampftes Gas kann durch Abgasstutzen, die außerhalb des in dem Rohr befindlichen Bades mit verflüssigtem Gas angebracht sind, an verschiedenen Stellen abgezogen werden. Dieses kalte Gas kann dann das stückige oder körnige Gut vor- und/oder nachkühlen. Im Fall von verflüssigtem Stickstoff kann nämlich nach Aufnahme der Verdampfungswärme der gasförmige Stickstoff nochmals mehr als die gleiche Wärmemenge aufnehmen bis der Stickstoff Raumtemperatur erreicht. Diese Kühlkapazität kann erfindungsgemäß genutzt werden, indem das kalte Stickstoffgas das stückige oder körnige Gut auf dem Förderweg zum Rohrkettenförderer vorkühlt und auf dem Weg vom Rohrkettenförderer beispielsweise zu einem Shredder nachkühlt.It is also advantageous if this is in a closed tube evolved evaporated low-boiling gas from the pipe deducted and for additional cooling of the lumpy or granular good is used. Evaporated gas can pass through Exhaust pipe that is outside of that in the pipe Baths with liquefied gas are attached different places. That cold gas can then the lumpy or granular good before and / or cool down. In the case of liquefied nitrogen namely after absorption of the heat of vaporization of the gaseous Nitrogen again more than the same amount of heat record until the nitrogen reaches room temperature. These Cooling capacity can be used according to the invention by the cold nitrogen gas the lumpy or granular good on the Pre-cools the conveyor path to the tube chain conveyor and en route from the tube chain conveyor to a shredder, for example cools down.

Um das Verdampfen des tiefkalten verflüssigten Gases durch Wärmezufuhr aus der Umgebung möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, mindestens den Teil des geschlossenen Rohres, der das Bad mit dem tiefsiedenden verflüssigten Gas enthält, zu isolieren.To evaporate the cryogenic liquefied gas Keep heat input from the environment as low as possible it is advantageous to at least part of the closed Rohres the bath with the low-boiling liquefied gas contains isolate.

Um einen Stau an stückigem oder körnigem Gut an der Eingangs- oder Ausgangsseite des Rohrkettenförderers zu vermeiden, kann der Durchsatz des stückigen oder körnigen Guts durch den Kettenförderer mit Schleusen geregelt werden. Der Einsatz von Zellradschleusen hat sich beim erfindungs gemäßen Verfahren für die geregelte Zufuhr von stückigem oder körnigem Gut in das Rohr des Kettenförderers sowie für die Entnahme desselbigen aus dem Rohr des Kettenförderers als besonders geeignet erwiesen. To avoid a jam of lumpy or granular goods at the Input or output side of the tube chain conveyor avoid the throughput of the lumpy or granular Guts are regulated by the chain conveyor with locks. The use of cellular wheel locks has f appropriate method for the regulated supply of lumpy or granular material in the tube of the chain conveyor as well as for the removal of the same from the tube of the chain conveyor proven to be particularly suitable.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders beim Recycling günstig einzusetzen, wenn die Produkte nach Abkühlen einem Shredder zugeführt werden. Die durch das Abkühlen hervorgerufene Versprödung des stückigen Gutes erleichtert die Zerkleinerung im Shredder. Die zerkleinerten Bestandteile der Produkte werden getrennt und können dann wiederverwendet, entsorgt oder neutralisiert werden. Das Verfahren eignet sich insbesondere für das Recycling kleinerer Spraydosen oder Altbatterien, die nach genügend starker Versprödung mit einem Shredder zerkleinert werden. Auch körniges Gut, wie verschiedene Gewürzsorten, läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vor dem Zerkleinern und Mahlen abkühlen. Dadurch kann der Mahlprozeß trocken erfolgen und Energie für die Mahlmaschinen eingespart werden.The method according to the invention is particularly useful in recycling to be used cheaply when the products have cooled down Shredder are fed. The one by cooling caused embrittlement of the lumpy good relieved shredding in the shredder. The crushed Components of the products are separated and can then can be reused, disposed of or neutralized. The The process is particularly suitable for recycling Smaller spray cans or used batteries, which are sufficient strong embrittlement can be shredded with a shredder. Grainy goods such as different types of spices can also be mixed with the inventive method before crushing and Cool down. This can dry the grinding process take place and energy is saved for the grinding machines.

Anhand der zwei schematischen Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert werden.Based on the two schematic drawings, a Embodiment of the method according to the invention closer are explained.

Zeichnung 1 zeigt schematisch den Kettenförderer 4, mit dem ihn umgebenden Rohr 1. Drawing 1 shows schematically the chain conveyor 4 with the tube 1 surrounding it.

Zeichnung 2 zeigt schematisch eine Ansicht eines Aufbaus zur erfindungsgemäßen Kühlung von stückigem Gut. Drawing 2 shows schematically a view of a structure for cooling lumpy goods according to the invention.

In Zeichnung 1 ist schematisch der Kettenförderer 4 dargestellt, der aus der Kette 3 besteht, in die koaxial die Trennscheiben 2 gelagert sind, die das stückige Gut bei der Förderung im Rohr 1 mitnehmen.In Figure 1, the chain conveyor 4 is shown schematically, which consists of the chain 3 , in which the cutting discs 2 are coaxially mounted, which take the lumpy material with the conveyance in the tube 1 .

Zeichnung 2 zeigt die schematische Ansicht eines Aufbaus zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Kettenförderer 4 läuft im Inneren des Rohres 1 eine Kette 3, angetrieben von der Antriebsvorrichtung 16. Das stückige Gut wird dabei von den Trennscheiben 2 mitgeführt. Der etwa 4 Meter hohe Kettenförderer 4 transportiert das Gut von unten nach oben. Das Gut wird über einen Fülltrichter 5 mittels der Zellradschleuse 6 portioniert in das Rohrinnere im unteren Teil des Kettenförderers 4 eingebracht. Stück für Stück wird das Gut nach oben gefördert und verläßt dort mittels der Zellradschleuse 8 den Kettenförderer 4. Drawing 2 shows the schematic view of a structure for performing the method according to the invention. In the chain conveyor 4 , a chain 3 runs inside the tube 1 , driven by the drive device 16 . The lumpy material is carried by the cutting discs 2 . The approximately 4 meter high chain conveyor 4 transports the goods from bottom to top. The material is introduced into the inside of the tube in the lower part of the chain conveyor 4 in portions via a hopper 5 by means of the cellular wheel sluice 6 . Piece by piece, the material is conveyed upwards and there leaves the chain conveyor 4 by means of the cellular wheel sluice 8 .

Im unteren Teil des Kettenförderers 4 befindet sich ein Anschluß für eine Versorgungsleitung für ein tiefsiedendes verflüssigtes Gas. Letzteres wird aus dem Behälter 13 für Flüssiggas entnommen und durch eine Leitung über ein Absperrventil 12, ein Sicherheitsventil 11 sowie ein Stellventil 10 in das Innere des Rohres 1 eingeleitet. Der Füllstand 14 des im Rohr befindlichen verflüssigten Gases wird mittels eines Temperaturreglers 9 überwacht. Der Temperaturregler 9 besitzt als Sollwert die Temperatur des verflüssigten tiefsiedenden Gases. Sinkt der Füllstand 14 unterhalb des Fühlers des Temperaturreglers 9 ab, so ergibt sich aufgrund der dortigen sich erhöhenden Temperatur eine Abweichung vom Sollwert. Durch Öffnen des Stellventils 10 kann diese Regelabweichung beseitigt und der Füllstand 14 somit konstant gehalten werden.In the lower part of the chain conveyor 4 there is a connection for a supply line for a low-boiling liquefied gas. The latter is removed from the container 13 for liquid gas and introduced into the interior of the pipe 1 through a line via a shut-off valve 12 , a safety valve 11 and a control valve 10 . The fill level 14 of the liquefied gas in the pipe is monitored by means of a temperature controller 9 . The temperature controller 9 has the temperature of the liquefied low-boiling gas as a setpoint. If the fill level 14 drops below the sensor of the temperature controller 9 , there is a deviation from the setpoint due to the temperature rising there. This control deviation can be eliminated by opening the control valve 10 and the fill level 14 can thus be kept constant.

Im Ausführungsbeispiel sollen Altbatterien verschiedener Größen aus dem Haushaltsbedarf in einem Shredder zerkleinert werden. Dazu werden sie vorher auf unter -50°C abgekühlt, um eine genügend starke Versprödung des Hüllmaterials zu erzielen. Das Verfahren soll ermöglichen, eine Rate von einer Tonne Altbatterien pro Stunde dem Shredder zuzuführen.In the exemplary embodiment, old batteries are said to be different Shredded sizes from household needs in a shredder will. To do this, they are cooled to below -50 ° C beforehand sufficient embrittlement of the covering material achieve. The procedure is intended to enable a rate of to feed one tonne of used batteries to the shredder per hour.

Die Altbatterien werden in einen Trichter 5 gegeben und dem Rohrinneren des Kettenförderers 4 durch eine Zellradschleuse 6 zugeführt. Beim Verlassen der Zellradschleuse fallen sie in ein Bad 15 mit einem tiefsiedenden verflüssigten Gas, wobei im Ausführungsbeispiel Stickstoff verwendet wird. Der flüssige Stickstoff wird vorher bis zu einem bestimmten Füllstand 14 in das Rohrinnere des Kettenförderers 4 geleitet. Dieser Füllstand 14 wird vor Durchführung des Verfahrens in einer Versuchsreihe festgelegt und dann während des gesamten Verfahrens mittels des Temperatur reglers 9 und des Stellventils 10 konstant gehalten.The old batteries are placed in a funnel 5 and fed to the inside of the chain conveyor 4 through a rotary valve 6 . When they leave the rotary valve they fall into a bath 15 with a low-boiling liquefied gas, nitrogen being used in the exemplary embodiment. The liquid nitrogen is previously fed up to a certain fill level 14 into the tube interior of the chain conveyor 4 . This level 14 is determined in a series of tests before carrying out the method and then kept constant during the entire method by means of the temperature controller 9 and the control valve 10 .

Die Altbatterien gelangen nun in den Kettenförderer 4, in dessen Rohr 1 die Kette 3 ständig im Uhrzeigersinn angetrieben wird. Vom Kettenförderer 4 werden die Altbatterien durch das flüssige Stickstoffbad 15 im Inneren des Rohres 1 transportiert. Hier findet jetzt eine starke Abkühlung der Batterien statt. Der Grad der Abkühlung kann durch Fördergeschwindigkeit des Kettenförderers 4 und Füllstand 14 des Stickstoffbades 15 eingestellt werden. Erwünscht sind Temperaturen von wenigstens -50°C, die mit dem Kühlmittel flüssiger Stickstoff, der eine Temperatur von etwa -196°C besitzt, leicht zu erreichen sind. Die Altbatterien werden durch das Stickstoffbad 15 hindurch in den oberen Teil des Kettenförderers 4 transportiert und gelangen schließlich über die Zellradschleuse 8 auf eine Fördereinrichtung, die sie zum Shredder transportiert.The old batteries now get into the chain conveyor 4 , in the tube 1, the chain 3 is driven continuously clockwise. The old batteries are transported from the chain conveyor 4 through the liquid nitrogen bath 15 inside the tube 1 . The batteries are now cooling down sharply. The degree of cooling can be adjusted by the conveying speed of the chain conveyor 4 and the fill level 14 of the nitrogen bath 15 . Temperatures of at least -50.degree. C. which are easy to reach with the coolant liquid nitrogen, which has a temperature of about -196.degree. C., are desirable. The old batteries are transported through the nitrogen bath 15 into the upper part of the chain conveyor 4 and finally reach a conveyor device via the rotary valve 8 , which transports them to the shredder.

Der beim Betrieb entstehende verdampfte, kalte Stickstoff wird durch die Abgasstutzen 7 abgezogen und weiterverwendet. Er dient dazu, die Altbatterien auf dem Weg zum Fülltrichter 5 und anschließend auf dem Weg zum Shredder vor- bzw. nachzukühlen. Erfindungsgemäß kann somit die Kältekapazität des verflüssigten Stickstoffs optimal genutzt werden. Im Shredder selbst, der in einer abgeschlossenen Anlage installiert ist, kann durch Eindüsen von Stickstoffgas eine inerte Atmosphäre geschaffen werden, die Explosionen oder Entzündungen freigesetzter, chemisch reaktiver Substanzen verhindert.The evaporated, cold nitrogen produced during operation is drawn off through the exhaust pipe 7 and reused. It serves to pre-cool or post-cool the old batteries on the way to the filling funnel 5 and then on the way to the shredder. According to the invention, the refrigerating capacity of the liquefied nitrogen can thus be optimally used. In the shredder itself, which is installed in a closed system, an inert atmosphere can be created by injecting nitrogen gas, which prevents explosions or ignition of released, chemically reactive substances.

Um den Stickstoffverbrauch beim erfindungsgemäßen Verfahren einzugrenzen, wird der untere Teil des Rohres 1 des Kettenförderers 4 mit einer Isolierung aus geschäumten Polyurethan teilweise umgeben. In order to limit the nitrogen consumption in the process according to the invention, the lower part of the tube 1 of the chain conveyor 4 is partially surrounded by an insulation made of foamed polyurethane.

Der Kettenförderer 4 ist aus kaltzähem, hochlegiertem Stahl hergestellt, der sich für die Temperaturen des flüssigen Stickstoffs eignet.The chain conveyor 4 is made of cold-tough, high-alloy steel, which is suitable for the temperatures of the liquid nitrogen.

Beim Recycling von Altbatterien erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren als besonders geeignet.This proves itself when recycling old batteries inventive method as particularly suitable.

Claims

1. A method for cooling lumpy or granular material, characterized in that the lumpy or granular material is conveyed in a tube ( 1 ) by means of a chain conveyor ( 4 ) through a bath ( 15 ) with a low-boiling liquefied gas.

2. The method according to claim 1, characterized in that an inert gas as the low-boiling liquefied gas is used.

3. The method according to claims 1 or 2, characterized in that the resulting in the pipe (1) vaporized low-boiling gas is withdrawn from the pipe (1) and used for additional cooling of the lumpy or granular material.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the throughput of the lumpy or granular material is regulated by the chain conveyor ( 4 ) with locks ( 6 , 8 ).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the fill level ( 14 ) of the bath ( 15 ) with the low-boiling liquefied gas in the tube ( 1 ) is dimensioned according to the desired temperature of the lumpy or granular material.

6. The method according to claim 5, characterized in that the fill level ( 14 ) is kept constant.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the temperature of the lumpy or granular material is regulated by the conveying speed of the chain conveyor ( 4 ).