Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5140
.pdf
взаимодействует, вал 10, несущий два рычага управления переключателями, частично поворачивается в
одном направлении, а когда другой рычаг коромысла аналогично поворачивается, движение вала происходит
в противоположном направлении. Это определяет, какой из рычагов управления переключателями должен
быть установлен. в положение, при котором оно будет управлять соответствующим переключателем, когда
подвижная часть будет установлена на рейку.
Прямые указания предоставляются.
в результате чего конец каждой планки поднимает 110-значный M ian Qrin каким-то подобным образом.
При применении изобретения к двухфазным или многофазным распределительным устройствам
предпочтительно предусматривать, чтобы вставка съемного штекера, скажем, в нижний разъем одной фазы,
не только блокировала кулачок и предотвращала вставку штекера в разъем той же фазы, но и блокировала
кулачки в верхних разъемах других фаз. Этого можно достичь путем соединения шпинделей для каждой
фазы, на которых установлены рычаги колокола.
Однако при таком применении изобретения 125 также предпочтительно предусмотреть возможность указания
на подвижной части шестерни, установлены ли съемные зажимы для всех фаз. Для этой цели используется
усовершенствование 130 3.
-270,002 отрезка времени учитывается в том, что стержень, впервые перемещенный при вставке его пробки,
толкает вверх рычаг с кулачковым механизмом своего собственного шарового кривошипного рычага, в то
время как соответствующие стержни других фаз поднимаются своими рычагами с кулачковым механизмом.
Кулачковые поверхности на рычагах имеют такую форму, что вертикальное перемещение нижней части или
носа при подъеме стержнем больше, чем -10 вертикальное перемещение верхней части носа.
Следовательно, если предположить, что вилка была вставлена в фазную розетку № 1 и что планка поднята на
определенную величину, то движение вверх розеток № 2 и № 1 будет иметь значение.
153 Фазовые планки, поднимаемые кулачками, будут подниматься ниже, чем планка № 1, и их можно поднять
еще выше при вставке заглушек. Для каждой фазы предусмотрены отдельные индикаторные заслонки или
аналогичные устройства, но они приводятся в действие планками только в их крайних конечных положениях.
Фазовая планка № 1 мгновенно достигает этого положения, будучи вдавленной в него съемной заглушкой 26,
воздействующей на ее кулачок; И, следовательно, его индикатор перемещается для отображения, например,
сигнала «Фаза 1, нижняя вилка вставлена». Но индикаторы для фаз 2 и 3 не перемещаются до тех пор, пока
не будут вставлены соответствующие съемные вилки, чтобы протолкнуть их стержни из положений, в которые
они были подняты верхними поверхностями их кулачков, в их конечные положения. Очевидно, что конечное
положение этих вилок зависит от правильной вставки всех их съемных вилок. Вилки могут давать
соответствующую индикацию многими другими способами. Например, контакты могут быть расположены
таким образом, чтобы все они были замкнуты, когда выполняется вышеупомянутое условие, и когда они
замкнуты, полностью замкнуты.
Схема индикации. Нет необходимости дублировать механизм -45 для перемещения рычагов или стрелочных
приводов, упомянутых ранее, поскольку такой механизм может быть организован и управляться, как описано,
только одной фазой распределительного устройства.
Следует понимать, что параллельные стержни или прутки могут быть изготовлены частично из металла и
частично из изоляционного материала, и что их детальная конструкция может варьироваться, например,
вместо кулачков, работающих в пазах или углублениях в прутках, они могут работать между выступами,
образованными в прутках или прикрепленными к ним.
На прилагаемых чертежах, рис. 1 представляет собой поперечный разрез одной из конструкций
электрического распределительного устройства, соответствующих данному изобретению.
Рисунок 2 — это поперечный разрез, соответствующий рисунку 1, но показывающий параллельные стержни и
их кулачки, выполненные в большем масштабе и в другом положении. Рисунок 3 — это поперечный разрез по
линии 3-3 рисунка 2, рисунок 4 — перспективный вид, показывающий расположение параллельных стержней и
их кулачков, но разделенный для большей ясности, рисунок 5 — это поперечный разрез, показывающий
стержни в положениях, которые они занимают на рисунке 2, а также индикаторный механизм, приводимый в
действие стержнями, рисунок 6 — вид, аналогичный рисунку 5, но показывающий положения, которые
стержни, принадлежащие следующей фазе распределительного устройства, будут занимать на одном из
этапов работы, рисунок 7 — это вид сбоку, частично в поперечном разрезе по линии 7-7 рисунка 5, а рисунок 8
— это вид сбоку, частично в поперечном разрезе по линии 8-8 рисунка 1, но выполненный в том же масштабе,
что и рисунок 7. Одинаковые буквы обозначают одинаковые части. по всем рисункам.
На рисунке 1 А изображена часть корпуса подвижной или выдвижной части распределительного устройства,
имеющей разъемы A' A 2 в H (в которые можно вставить съемную вилку, так что при перемещении подвижной
части в сложенном состоянии может быть установлено соединение между одним полюсом выключателя,
расположенного в баке A 8, и одним из двух неподвижных разъемов шины 95 B и B', являющихся частью
неподвижной части устройства.
На рисунках 2 и 5 показана часть съемной вилки C с ее штырем C' в рабочем положении в верхнем гнезде 100
Al.
Непосредственно за двумя гнездами Al и A2 находится рама или корпус D, содержащий неподвижные стержни
E, несущие поворотные кулачки F и F', и имеющий блок E', образующий направляющую для двух
параллельных стержней G и G'.
Эти различные элементы хорошо видны на рисунках 2, 3 и 4. На рисунках 2 и 3 показаны неподвижные
стержни E и подвижные стержни G и G' в собранном положении в корпусе D, а на рисунке 4 показаны
подвижные стержни G и 0-1, развернутые или отделенные от неподвижных стержней и кулачков. Стержни G и
0-1 имеют пазы, как показано на рисунке 0-2, и шпильки E2 проходят через эти пазы в блок E'.
Каждый стержень O и O-' способен перемещаться в направлении своей длины относительно другого стержня
и неподвижного стержня E. Это движение осуществляется с помощью 120 кулачков F и F', при этом
соответствующий кулачок поворачивается вверх вокруг своей оси штифтом Cl, когда съемная заглушка C
вставлена в гнездо A' или A2, расположенное рядом с кулачком. Как видно из рисунка 4, кулачок F имеет
выступ F2, обычно расположенный в углублении G3 в стержне G, в то время как аналогичный выступ F8 на
кулачке F' находится в углублении G в стержне O-. Когда съемная заглушка 130 270,002 5 не вставлена ни в
одно из гнезд A' или A2, оба стержня G и G1 занимают свои нижние положения, и их нижние концы опираются
на неподвижные штифты S GS. В этом положении каждый из кулачков F и F' имеет свой выступ в
соответствующем углублении в стержне G или G'. Стержни G G' Конструкция может быть выполнена частично
из металла и частично из изоляционного материала способом, указанным на рисунке 4, однако нет
необходимости подробно описывать эту конструкцию, поскольку она сама по себе не является существенной
частью настоящего изобретения.
Как видно из рисунка 4, кулачок F имеет плоскую поверхность F4 с одной стороны носика F2, а кулачок F'
имеет соответствующую плоскую поверхность F5 с другой стороны своего носика F3. Если съемный штекер
вставить в верхнее гнездо A', как показано на рисунке 2, кулачок F повернется вверх, и его носик F2 поднимет
планку G. Нижняя часть этой планки скользит по плоской поверхности F' кулачка F', и поэтому невозможно
полностью вставить съемный штекер в гнездо A2, поскольку кулачок F' удерживается планкой G и не позволит
войти штифту C' штекера. И наоборот, если съемный штекер вставить в нижнее гнездо A2, движение планки
G' вверх заблокирует кулачок F и предотвратит вставку штекера в верхнее гнездо A'.
Над корпусом А (рис. 1) находится коробка или корпус II, содержащий индикаторный механизм, приводимый в
действие стержнями G G'. В этой коробке установлен вал J, на котором установлены два рычага с
коромыслом. Одно плечо одного рычага выполнено в виде кулачка K, а другое плечо того же рычага с
коромыслом образовано кривошипным рычагом K'. Другой рычаг с коромыслом имеет аналогичную форму и
включает в себя кулачок K 2 и кривошипный рычаг K 8.
Рычаг колокола K K' свободно болтается на валу J, но рычаг колокола K 2 K 3 закреплен на нем штифтом, как
показано на рисунке 7.
Через корпус 1 Hi проходит еще один поперечный вал 32 (рисунки 1, 5).
7 и 8) несут два кривошипа L и L' 560, которые шарнирно закреплены на валу 32, как показано на рисунке 8.
Кривошип L соединен звеном E 2 с кривошипным рычагом K', а кривошип L 1 аналогично соединен звеном P 3
с кривошипным рычагом K 3. Концы вала 32 выступают за пределы корпуса H и несут рычаги управления
переключателями M Mi, которые, когда ни один из рычагов не поднят, удерживаются в нерабочем положении,
как показано на рисунках 1, 7 и 8 с помощью пружины AM 2.
Кулачок K работает в углублении G 6 в верхней части стержня G, а кулачок K 2 — в соответствующем
углублении G 7 в верхней части стержня UJ 1. Эти углубления несколько длиннее кулачков, так что, когда
стержни G G' не подняты, между нижними выступами кулачков и нижними концами углублений имеется
некоторый зазор.
Вровень с верхней частью стержня G расположен пружинный плунжер N70, функционально соединенный с
шарнирной заслонкой N', а другой плунжер NI, соединенный с заслонкой NI, аналогично расположен
относительно стержня G'. Когда любой из стержней полностью поднят путем вставки съемной заглушки 75 в
соответствующее гнездо и последующего перемещения кулачка F или F', верхняя часть стержня прижимает
плунжер и поднимает заслонку N' или N5 в вертикальное положение, что дает видимое указание на то, что
заглушка вставлена в верхнее или нижнее гнездо, в зависимости от случая. Это движение стержня G или G'
вверх также воздействует на соответствующий кулачок K или K2 и через рычажный механизм и кривошипы 85
вращает вал 32 в одном или другом направлении, чтобы привести рычаг M или M' в горизонтальное
положение, как показано пунктирными линиями на рисунке 5 относительно рычага 90 M', приводимого в
действие движением рычага вверх. В этом горизонтальном положении рычаг взаимодействует с любым
удобным переключающим механизмом в корпусе B2 на неподвижной части шестерни 95, когда подвижная
часть зафиксирована. Настоящее изобретение не касается деталей этого переключающего механизма, и
следует понимать, что переключатели могут управлять любой из обычных вспомогательных цепей 100.
При применении изобретения к многофазным распределительным устройствам следует понимать, что каждая
фаза устройства может быть снабжена механизмом типа 105, описанным выше, и что валы 3 для
индикаторного механизма каждой фазы могут быть соединены вместе, как, например, показано на правой
стороне рисунка 7. Однако при таком применении изобретения желательно предусмотреть средства для
индикации состояния распределительного устройства, если по ошибке не была вставлена соответствующая
съемная вилка только для одной фазы. Очевидно, что вставка съемной вилки, скажем, в розетку A1 одной
фазы, предотвратит вставку вилки не только в розетку A2 той же фазы, но и в розетку A2 любой другой фазы,
поскольку благодаря соединению валов J1 один и тот же набор планок будет поднят во всех трех фазах, а
другой набор заблокирован, но тем не менее, если, скажем, не в трех Если все три съемных штекера
многофазного распределительного устройства вставлены в верхнюю розетку A, задняя часть не будет
правильно установлена, поэтому желательно иметь какое-либо указание на такое состояние, когда оно
существует. 1 U O 270,002 6 -270,002 % Чтобы сделать эту часть изобретения понятной, можно предположить,
что работа аппарата, показанного на рисунке 6, относится, скажем, ко второй фазе многофазного
распределительного устройства, причем два вала J находятся в одной линии и соединены. Теперь
предположим, что съемный штекер вставлен в розетку A, как показано на рисунке 5. Части механизма займут
положения, показанные на этом рисунке, планка G будет полностью поднята, а ее индикатор NI поднят. На
этом индикаторе можно предположить надпись «Фаза I 1, верхняя штекер вставлена». В этом положении
следует помнить, что планка G была поднята своим кулачком F и, пройдя небольшое расстояние вверх,
повернула свой кулачок K. Вращение против часовой стрелки и через звенья L2L3 и закрепленные кривошипы
L и L' вызвало вращение вала J в противоположном направлении. Однако, если предположить, что съемная
заглушка не вставлена во вторую фазу, то стержень G этой фазы будет поднят не за счет удара вверх его
кулачка F, а за счет вращения кулачка K на соединенном с ним валу J. Следовательно, хотя этот стержень G
второй фазы и поднят, он не будет поднят до своего полного вылете, а фактически будет висеть на своем
кулачке K, как показано на рисунке 6, вместо того, чтобы быть протолкнутым, как стержень G на рисунке 5,
перед верхним узлом его кулачка. Как также видно из рисунка 6, когда стержень G любой фазы таким образом
поднят лишь частично, хотя этого движения достаточно, чтобы заблокировать кулачок гнезда A2, несложно
управлять индикатором заслонки.
c 6 at'or N' Таким образом, в положении, показанном на рисунке 6, индикатор N' остается в своем нижнем
положении до тех пор, пока съемный выступ не будет вставлен в гнездо A'. Затем кулачок P свободно
поднимается до тех пор, пока не соприкоснется с концом своего углубления в планке G, а затем поднимает
эту планку, чтобы завершить ее движение в обратном направлении и активировать индикатор N'. На рисунках
1 и 5 показано, что блок H содержит переключатель 0, замыкающийся, когда планка G поднимается действием
ролика O, установленного на винте 02, который проходит через углубление G 6 в нижней части планки и
образует ее нижнюю часть.
Этот переключатель, как показано на рисунке 5, замыкается, когда планка достигает своего конечного
поднятого положения. Такой переключатель или аналогичный ему может быть предусмотрен или не
предусмотрен в соответствии с данным изобретением, и, если он предусмотрен, может использоваться для
различных задач в связи со вспомогательными цепями. Для каждой из подвижных планок может быть
предусмотрен один из таких переключателей. Детали конструкции могут варьироваться без отступления от
сущности данного изобретения в рамках прилагаемых пунктов формулы изобретения.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_270003.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=270003&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB270003A
[]
1 -"
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Я, Гарольд Г.Т. Эо, Джордж К. Руи, Хэнк Ф. Эйнтвэзер, проживающий по адресу: Чансери Лейн, 65-66, Лондон,
W C 2, и Сент-Винсент Плейс, 29, Глазго, дипломированный патентный поверенный, гражданин
Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения (сообщение от Urbana Coke
Corporation, Урбана, Шампейн, Иллинойс, Соединенные Штаты Америки, корпорация, организованная в
соответствии с законами штата Делавэр, Соединенные Штаты Америки) и о способе его осуществления,
который будет подробно описан и установлен в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к способу обработки угля с целью извлечения из него углеводородов и
превращения топлива в кокс.
Согласно современной практике, уголь коксуют либо в печах типа «улей», либо в более современных печах
для переработки побочных продуктов. В первом случае уголь рассыпают на под и воспламеняют при
недостаточном подаче воздуха, а все летучие компоненты топлива либо сгорают, либо теряются. В обычном
процессе переработки побочных продуктов уголь загружают в нагреваемые снаружи коксовые камеры, а газы
и пары отводят для извлечения ценных компонентов. В обоих этих процессах уголь подвергается
воздействию температур и условий, которые не способствуют экономичному производству желаемых
продуктов, а в случае процессов переработки побочных продуктов пары подвергаются воздействию
температур и условий, которые серьезно снижают содержание некоторых наиболее ценных компонентов и
вызывают вторичные реакции, приводящие к образованию нежелательных продуктов.
Настоящее изобретение относится, в частности, к практике использования побочных продуктов; То есть
коксование осуществляется в коксовом чане, а газы и пары отводятся для извлечения их ценных
компонентов. Цель изобретения — предоставить процесс и устройство, с помощью которых топливо может
быть коксовано таким образом, чтобы даже из плохо коксуемых углей получался высококачественный
продукт, а летучие компоненты удалялись без возникновения нежелательных вторичных реакций. Еще одной
целью изобретения является снижение расхода топлива, используемого в процессе, и обеспечение
возможности использования в качестве побочного продукта углей, обычно обозначаемых как «некоксующийся
уголь». Изобретение позволяет производить из коксуемых углей или так называемых «некоксующихся углей»
кокс, специально предназначенный для бытового использования, или, при желании, кокс, пригодный для
металлургических целей, одновременно получая в качестве побочных продуктов масла, смолы и тому
подобное, богатые ценными компонентами и менее загрязненные. Вредных веществ гораздо меньше, чем при
использовании обычных методов получения побочных продуктов.
В целом, усовершенствованный процесс 70 состоит в равномерном нагреве топлива, такого как уголь, до
температуры, близкой к критической, но чуть ниже нее (т. е. температуры, при которой рассматриваемый сорт
топлива начинает размягчаться и образуются углеводородные пары), а затем в помещении топлива в
закрытый контейнер и подаче ему достаточного количества тепла для завершения операции коксования.
Предварительный нагрев 80 до критической температуры лучше всего проводить путем перемешивания
топлива во время подачи к нему тепла. Предпочтительно проводить процесс таким образом, чтобы избежать
образования в теле 85 зон разной температуры, в которых топливо находится на разных стадиях разложения,
при этом часть его преждевременно превращается в кокс. Если топливо помещается в обычную реторту для
побочных продуктов 90 и медленно нагревается до обычной температуры коксования от 900 до 10000 °C,
тепло медленно проникает в топливо благодаря применению. Дата: 2 февраля 1926 г. № 3039/26.
Завершено. Принято: 2 мая 1927 года.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Процесс и оборудование для коксующегося угля.
9 270,003 Низкая теплопроводность некоторых слоев топлива приводит к тому, что внешний слой нагревается
до очень высокой температуры до того, как центральная часть топлива достаточно нагреется, чтобы выделить
летучие вещества. Согласно настоящему изобретению, топливо сначала равномерно нагревается, то есть к
топливу подается внешнее тепло в закрытом контейнере, то есть вне контакта с воздухом, чтобы быстро
довести температуру топлива до температуры, близкой к критической, при которой образуются пары
углеводородов. Таким образом, все топливо нагревается до температуры, близкой к критической, наиболее
эффективным способом. Обработанное таким образом топливо приводится в улучшенное состояние для
последующего процесса карбонизации, поскольку происходят определенные экзотермические реакции,
которые приводят к образованию вредных кислородсодержащих соединений, таких как K и COO. Если этим
реакциям позволить происходить одновременно с реакциями стадии карбонизации, это приведет к
ослаблению... связующий материал и, следовательно, -производство - кокса более низкого качества. Следует
понимать, что -реакции, -участвующие в процессе карбонизации, происходят при температурах,
непосредственно следующих за пастообразной стадией, и по своему характеру совершенно отличаются от
реакций на стадии предварительной обработки: -Поэтому преимущество заключается в том, что
предварительный нагрев может быть не только контролируемым таким образом, чтобы довести массу до
нескольких градусов от пастообразной стадии, где начинается карбонизация, но и обеспечивается также;
Контроль химических реакций, участвующих в процессе, позволяет отделить вредные вещества от реакций
карбонизации, что приводит к образованию более прочного кокса, а также к удалению нежелательного
вещества CO и 1 T 4 J, образующегося в результате предварительного нагрева. Когда топливо достигает
критической температуры, происходят химические реакции, которые генерируют определенное количество
тепла. Эти экзотермические реакции приводят к существенному изменению химического состава топлива и
значительному повышению температуры массы. Характерной особенностью изобретения является
использование этого экзотермического тепла для повышения температуры топлива после предварительной
обработки. В связи с тем, что топливо сначала равномерно нагревается по всему объему до критической
температуры, Экзотермические реакции, усиливаемые теплом реторты, приводят к более выраженным
экзотермическим реакциям разложения, и они происходят по всей массе угля. Это повышение температуры
вызывает больше экзотермических реакций и протекает автогенно и с кумулятивным эффектом, так что не
только пастообразная фаза распространяется по всей массе, но и повышенная теплопроводность
пастообразного состояния способствует передаче тепла от стенок реторты, и это вместе с теплом,
образующимся в результате реакций, быстро доводит процесс карбонизации до завершения. Автогенное
протекание экзотермических реакций часто приводит к тому, что топливо в центре массы подвергается более
высоким температурам, чем те, которые достигаются у внешнего края массы.
Предпочтительно подавать внешнее тепло к топливу во время протекания экзотермических реакций с целью
предотвращения теплопотерь путем излучения, таким образом, используя экзотермическое тепло и подавая
любое необходимое тепло для обеспечения полного протекания экзотермических реакций и, в конечном
итоге, превращения пластичной массы в кокс. Пока предварительная обработка предварительно проводится,
а топливо перемешивается, желательно поддерживать топливо в теплом состоянии во время протекания
экзотермических реакций и превращения пластичной массы в кокс.
Было предпринято множество попыток предварительной обработки угля для целей коксования. Например, в
предыдущей спецификации № 236151 описан процесс, заключающийся в том, чтобы сначала нагреть уголь до
температуры немного ниже той, при которой уголь коксуется, и поддерживать эту температуру в течение
достаточного периода времени, чтобы лишить уголь всех летучих компонентов, выделяемых при этой
температуре. Когда уголь нагревается до температуры 3250 °C и поддерживается при ней, выделяются
определенные углеводороды, тогда как в данном случае образование углеводородов явно предотвращается
путем нагрева топлива только до тех пор, пока не будет достигнута температура ниже критической. Кроме
того, в предварительной обработке угля было предложено нагреть его до температуры, достаточной для его
размягчения, что соответствовало бы температуре, равной или превышающей критическую. Температура, а
не ниже этой критической температуры 120°C. В Спецификации I № 244337 описан двухстадийный процесс
карбонизации, который состоит в повторном нагреве топлива на первой стадии во внутренне нагреваемом
аппарате с помощью горячей газообразной среды и использовании такой среды в камере сгорания внешне
нагреваемого ретритного аппарата, в котором осуществляется вторая стадия операции. 130 включает
цилиндр, в один конец которого подается уголь и в котором предусмотрено устройство для одновременного
перемешивания и продвижения топлива. Цилиндр предпочтительно расположен под небольшим углом 70° к
горизонтали, причем наклон облегчает продвижение топлива через цилиндр. Тепло подается к топливу
предпочтительно путем нагрева внешней поверхности цилиндра, перемешивающее устройство 75° может
быть выполнено в виде шнекового конвейера, который при вращении будет одновременно перемешивать
топливо в цилиндре и Продвинуть его к одному из концов. Цилиндр 80 может нагреваться дымовыми или
другими отходящими газами, либо рядом с цилиндром может быть установлена газовая или масляная
горелка. Предпочтительно использовать последнюю, поскольку она позволяет регулировать нагрев таким
образом, чтобы довести массу до температуры, точно соответствующей температуре используемого угля.
Другая основная часть устройства состоит из реторты, или, предпочтительно, группы реторт, в которую
равномерно предварительно нагретое топливо помещается с целью его превращения в кокс и удаления
углеводородных паров, которые выделяются по мере повышения температуры топлива. Эта реторта удобно
расположена в непосредственной близости от устройства предварительного нагрева. Предпочтительно
предусмотреть камеру между устройством предварительного нагрева и собственно ретортой для хранения
запаса предварительно нагретого топлива. Эта резервная камера должна вмещать достаточно топлива для
полного заполнения одной реторты и должна быть надлежащим образом изолирована для предотвращения
потерь на излучение. Само топливо по своей природе является плохим проводником тепла, и опыт
показывает, что очень мало тепла теряется за счет излучения. Даже если топливу дать постоять несколько
часов перед загрузкой в реторту, полученный кокс будет такого же высокого качества, как и тот, который
получается при немедленной загрузке предварительно нагретого топлива в реторту. Реторта может быть
обычной формы. Вертикальный тип, в котором уголь подается сверху, а кокс удаляется снизу.
Предусмотрены средства для подачи тепла на внешнюю сторону реторты с целью повышения температуры
топлива до точки начала экзотермических реакций, а также для подачи дополнительного тепла, необходимого
для сохранения экзотермического тепла и завершения операции коксования.
Процесс лучше всего понять, рассмотрев природу обрабатываемого материала и его поведение при
различных температурах. 130 Предшествующая спецификация № 232358 описывает процесс, который
включает предварительный нагрев угля или подобного материала до температуры приблизительно 2500 °C
перед подачей его в реторт. Такая температура не является температурой, находящейся чуть ниже
критической температуры.
Наконец, в спецификации № 217554 описывается процесс, заключающийся в том, что сначала топливо
равномерно нагревается во вращающемся контейнере до заданной температуры ниже температуры
испарения углеводородов, а затем топливо помещается в закрытый контейнер и к нему подается внешнее
тепло для завершения процесса.
В таком процессе воздух вступает в контакт с топливом во время предварительного нагрева, и топливо не
находится в состоянии покоя на заключительном этапе.
Следует отметить, что небольшие изменения в способе нагрева топлива в процессе коксования приводят к
очень существенным различиям в качестве получаемой продукции, и хотя разница между данным процессом
и предыдущими процессами может показаться относительно незначительной, на самом деле она очень
важна, поскольку значительно улучшает качество продукции и сокращает время, затрачиваемое на процесс,
что делает его более приспособленным к коммерческим условиям, чем ранее известные процессы.
Были предприняты попытки превратить уголь в кокс путем его перемешивания во вращающемся барабане на
протяжении всего процесса. Это обеспечивает равномерный нагрев топлива до критической температуры, но
этот метод обработки топлива не позволяет получить цельные или твердые куски кокса.
Перемешивание топлива после того, как оно стало пластичным, очевидно, не способствует получению
однородного продукта в форме, пригодной для использования без какой-либо предварительной обработки,
такой как брикетирование. Согласно моему изобретению, я предлагаю перемешивать топливо во время его
предварительного нагрева и поддерживать его в практически неподвижном состоянии, пока оно превращается
из пластичной массы в кокс. Таким образом, процесс состоит из двух основных частей.
Аппарат, пригодный для выполнения процесса, включает в себя устройство, позволяющее равномерно
нагревать топливо, такое как уголь, до температуры, близкой к критической. Это средство служит для нагрева
топлива тонкими слоями или во время его обработки, так что тепло быстро и равномерно достигает каждой
части обрабатываемого топлива, обеспечивая тем самым равномерное повышение температуры по всему
объему топлива. Один из вариантов осуществления этой части усовершенствованного аппарата com270,003:
{S - Хорошо известно, что битуминозный уголь (а также полубитуминозный уголь) состоит в основном из
лигнина или так называемого дегидрированного целлюлозного материала, и смолистых или битуминозных
веществ, образующихся в результате теоретической трансформации растительного материала при
образовании каолина. Два основных компонента всех углей битуминозного или полубитуминозного типов
могут быть разделены с использованием подходящего растворителя, такого как фенол, и характеристики
каждого компонента могут быть изучены с учетом его роли. Реакции коксования. Лигнин, или нерастворимая
часть, состоящая в основном из лигнина, является одним из исходных компонентов, а также образующимся в
результате процессов деградации, затрагивающих исходную растительную целлюлозу (0611100). В
произошедших преобразованиях наибольшее изменение, вероятно, произошло в отношении кислорода,
содержание которого снизилось с почти 47% в исходной целлюлозе до 12 или 15% в целлюлозном остатке.
Этот остаток обладает определенными специфическими свойствами, имеющими важное значение в связи с
образованием кокса. Он не плавится и не сплавляется ни при какой температуре, и, следовательно, не
обладает коксовыми или связующими свойствами. Он достаточно стабилен и не разлагается под действием
тепла до температуры 2006 °C. Выше этой температуры, и особенно при приближении к 3000 °C, начинаются
определенные начальные процессы разложения, характеризующиеся главным образом перегруппировкой
элементов, из которых состоит материал. Кислород соединяется с водородом, образуя воду, и с углеродом,
образуя диоксид углерода и некоторое количество монооксида углерода. При более высоких температурах
происходит разложение совершенно иного типа, в результате которого образуются соединения углерода и
водорода, а также углерода, водорода и кислорода. Остаток состоит только из углерода, который не является
ни сплошным, ни слипшимся и не может быть назван коксом.
5) Целлюлозный остаток обладает выраженным сродством к кислороду, который он легко поглощает и
удерживает даже при нагревании до довольно высокой температуры. Фактически, по мере повышения
температуры кислород вступает в химическую связь, прежде чем высвободиться.
Битуминозный, или растворимый, компонент битуминозного или полубитуминозного угля имеет сложную
природу и включает вещества, непосредственно связанные со смолами. Эти смолистые вещества
подверглись очень незначительному разложению. Этот компонент также включает смолоподобные
соединения в количествах, в которых они преобладают над смолистыми веществами; отсюда и обозначение
«битуминозное вещество». Растворимое, или битуминозное, вещество содержит гораздо меньший процент
кислорода и больший процент водорода, чем целлюлозный компонент топлива.
Битумное вещество подобно целлюлозному материалу тем, что оно устойчиво к разложению при
температурах до 2000 °C, но, в отличие от этого материала, оно легко размягчается и плавится при
температурах выше, скажем, 2500 °C.
(точная температура зависит от конкретного сорта угля), и это происходит без заметного разложения до тех
пор, пока не будет пройдена температура приблизительно 3500 °C.
Когда целлюлозное и битуминозное вещества нагреваются выше точки плавления растворимого материала,
последний обладает свойством растворять целлюлозное вещество, так что, если процесс нагревания
продолжается, вся угольная масса приобретает пастообразную или вязкую консистенцию, а при охлаждении
от этой точки приобретает стекловидный вид и блестящий излом, что указывает на то, что масса стала
однородной по всей своей структуре и полностью утратила слоистую структуру исходного угля. В течение
некоторого времени общепринятой теорией является то, что содержание кислорода в угле в значительной
степени или полностью определяет, является ли этот конкретный уголь коксующимся или некоксующимся, и
существует мнение, что соотношение кислорода и водорода, доступных для соединения с ним, является
определяющим фактором. Исследования показали, что коксующееся качество, как я буду далее обозначать
способность к его производству, Высокая устойчивость к деформации при сжатии кокса зависит от
возможности удаления кислорода в виде 1120 110 ahd 002 или CO способом, описанным в разделе о
предварительном нагреве примерно до 3000 °C.
Различные цели и преимущества изобретения лучше всего понять, рассмотрев прилагаемые чертежи, на
которых показан один из вариантов осуществления аппарата, с помощью которого может быть выполнен
усовершенствованный процесс. На прилагаемом чертеже 2, на рисунке 1 представлен вертикальный разрез
аппарата для коксования, выполненного в соответствии с изобретением.
Рисунок 2 представляет собой другой вид аппарата, показанного на рисунке 112. Рисунок 3 представляет
собой вертикальный разрез усовершенствованной конструкции.
Рисунок 4 представляет собой поперечный разрез (см. линию 4-4 на рисунке 3), показывающий конструкцию
теплообменника при температуре 130 °C; то есть, до температуры, близкой к той, при которой используемый
сорт топлива начинает размягчаться.
Эта критическая температура достаточно постоянна для любого заданного сорта топлива, и, соответственно,
вполне возможно регулировать подачу постороннего тепла, чтобы довести топливо до желаемой
температуры, близкой к критической. Горелка 16, которая может быть газовой или масляной горелкой,
особенно полезна даже в тех случаях, когда отработанные дымовые газы из ретортов используются для
нагрева цилиндра предварительного нагрева 15. Горелка 16, управляемая клапаном 22, является удобным
средством для доведения температуры в цилиндре точно до желаемой точки. Эту горелку, конечно, можно
использовать и отдельно, но экономичнее использовать тепло отработанных дымовых газов для нагрева
сырого топлива.
Топливо во время предварительного нагрева может пропускаться через цилиндр с любой желаемой
скоростью в зависимости от скорости подачи внешнего тепла в камеру предварительного нагрева. Если тепло
подается с высокой скоростью, то, например, 100 фунтов мелкодисперсного угля можно равномерно
предварительно нагреть до желаемой температуры всего за 3 минуты. Очевидно, что используемый метод
предварительного нагрева, а именно перемешивание топлива при одновременном нагревании, способствует
очень быстрому повышению температуры топлива по сравнению со скоростью нагрева топлива путем
помещения его в реторту и простого нагрева внешней стороны реторты без перемешивания. Топливо,
вытекающее из нижнего конца цилиндра предварительного нагрева, поступает в резервуар 5, где
накапливается, готовое к загрузке в реторты 1, 2 и 3. Резервуар предпочтительно изготавливается из
Теплоизоляционный материал используется для сохранения тепла в топливе, которое хранится в резервуаре.
Само топливо является относительно плохим проводником тепла и не потеряет значительной его части, даже
если не будут приняты меры для предотвращения потерь тепла из топлива. Предварительно нагретое таким
образом топливо может храниться некоторое время перед загрузкой в вертикальные реторты, и качество
получаемого кокса будет таким же хорошим, как и при загрузке предварительно нагретого топлива в реторты
сразу после его выхода из цилиндра предварительного подогрева. Предварительно нагретое топливо,
конечно, может подаваться непосредственно в реторты, не допуская его накопления в резервуарах, если
необходимо эксплуатировать установку таким образом. Рисунок 5 представляет собой вертикальный разрез,
выполненный по линии 5-5 рисунка 3, показывающий конструкцию дымохода, рисунок 6 представляет собой
вертикальный разрез, выполненный по линии 6-6 рисунка 3, показывающий конструкцию дымохода.
Представленное устройство является предметом параллельно рассматриваемой заявки на патент № 256192.
Устройство, показанное на прилагаемых чертежах, включает в себя батарею из трех вертикальных ретортов
1, 2 и 3 и устройство предварительного нагрева 4, сообщающееся с ретортами через резервуар 5. Реторты
установлены на фундаменте 6, а устройство предварительного нагрева поддерживается колоннами 7.
Реторты 1, 2 и 3 установлены на одном этаже 8 коксового завода, а устройство предварительного нагрева
установлено на одном уровне с этажом 9 выше.
Устройство предварительного нагрева включает в себя камеру 10 из огнеупорного кирпича, предназначенную
для использования отработанного тепла от дымоходов, окружающих реторты 1, 2 и 3. Труба 11 подает
дымовые газы в три распределительные трубы 12, 13 и 14, которые открываются в основание камеры
предварительного нагрева и служат для равномерной подачи горячих газов вдоль цилиндра 15, проходящего
вдоль всей камеры 10. Газоотвод 23 расположен в верхней части камеры предварительного нагрева 10.
Внутри камеры предварительного нагрева 10, вблизи ее дна, расположена газовая горелка 16 с инжектором
воздуха 22'.
Как камера 10, так и цилиндр наклонены под небольшим углом к горизонтали, при этом нижний конец
примыкает к ретортам. Бункер 17, имеющий в себе скользящий клапан 171, расположен вблизи приподнятого
конца камеры 10 и сообщается с цилиндром 15 посредством трубы 18, благодаря чему уголь,
предпочтительно в мелком помоле, может подаваться в цилиндр. Шнек или червяк 19 проходит вдоль
цилиндра 15, и вал этого шнека соединен с приводным шкивом 20.
Шнек 19 вращается с постоянной скоростью и служит для одновременного перемешивания и продвижения
угля в цилиндре 15 во время его нагрева. Цилиндр 15 достаточно велик, чтобы в нем оставалось
относительно большое количество свободного пространства по мере продвижения угля. Шнек 19 в цилиндре
предварительного нагрева выталкивает топливо из торца цилиндра в резервуар или бункер 5, а водяные пары
и газы, выделяющиеся при предварительном нагреве, собираются через отводную трубу 21, расположенную
около верхней части резервуара 5. Топливо, проходя через цилиндр 15, быстро равномерно нагревается до
температуры, близкой к критической. Резервуар 5 снабжен тремя бункерами 24, 25 и 26, сообщающимися с
ретортами 1, 2 и 3 соответственно. Клапаны 24. Клапаны 251 и 261 регулируют подачу топлива в реторты. Эти
клапаны могут регулироваться для контроля скорости потока топлива, и поток может быть полностью
перекрыт, когда реторты заполнены. 10. Описанное выше устройство оказалось ценным, поскольку позволяет
подавать топливо в реторты с заданной скоростью. Перед подачей топлива в реторты они нагреваются до
температуры около 7500 °C, и топливо, попадая в реторты, нагревается по мере прохождения через нагретое
пространство. Регулируя клапаны 24', 251 и 26' таким образом, чтобы топливо подавалось с относительно
низкой скоростью, температура топлива при его поступлении в реторты значительно повышается.
Клапаны могут быть отрегулированы таким образом, чтобы температура топлива повышалась до
критического значения или даже выше.
Таким образом, регулируя скорость подачи топлива в реторты, можно контролировать температуру, при
которой начинается собственно процесс коксования.
Каждая из вертикальных ретортов представляет собой металлический цилиндр длиной приблизительно 12
футов и диаметром 14 дюймов, причем диаметр постепенно увеличивается к нижнему концу реторта. Такая
конусообразная конструкция имеет преимущество в том, что значительно облегчает удаление кокса из
реторта. Однако я обнаружил, что можно использовать вертикальный реторт с прямыми стенками, поскольку
даже при такой конструкции удаление кокса не представляет сложности.
Реторты 1, 2 и 3 предпочтительно изготавливаются из одного из хорошо известных жаростойких сплавов,
таких как калориметрическое железо или сплав, состоящий примерно из % железа, 30 % никеля и 20 % хрома.
Трубы 27 и 28 для отвода газа и пара сообщаются с верхним концом каждой из реторт 1, 2 и 3 и служат для
охлаждения газа и паров, образующихся в результате термической обработки топлива в ретортах.
Нагревательная камера, окружающая три реторты 1, 2 и 3, имеет особую конструкцию, разработанную для
обеспечения равномерного распределения тепла по всей длине каждой реторты.
Нагревательная камера включает в себя наружный корпус 29 из огнеупорного материала, содержащий
перегородки 30. В основании нагревательной камеры установлена газовая или масляная горелка 31, и в
варианте исполнения, показанном на прилагаемых чертежах, эта горелка снабжена 6 наконечниками 32.
Горячие газы, конечно, могли бы подаваться в нагревательную камеру вместо пламени от наконечников
горелок, но горелка, показанная на чертеже, особенно 70 удовлетворительна, поскольку ее нельзя тщательно
отрегулировать для обеспечения желаемой температуры. Перегородки 30 образуют каналы в стенке 29
нагревательной камеры, и конструкция такова, что часть 75 стенки между перегородками и ретортами
подвергается воздействию горячих газов до того, как газы вступят в контакт с самими ретортами. Как показано
на рисунках 3, 5 и 6, горячие 80 газы от одного из наконечников горелки 32 проходят вверх по каналу 33 и вниз
по соседнему каналу 34, а затем через отверстие 35 в основании этого канала в пространство 36, окружающее
Реторта 85 3. Обращаясь к чертежам, в частности к рисунку 4, можно заметить, что каждая из реторт 1, 2 и 3
заключена в стенку 37, которая нагревается горячими газами, контактирующими с наружной стороной этой
Соседние файлы в папке патенты