Результат интеллектуальной деятельности: ОБЖИГОВАЯ КАЧАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к наклонным обжиговым печам барабанного типа, применяемым для изготовления легкого вспученного заполнения.

Известна качающаяся обжиговая печь, например, для обжига керамзита, содержащая установленный на роликоопорах футерованный цилиндрический корпус с секторным вырезом в высокотемпературной зоне, горелочные устройства и привод.

Недостатком известного устройства является то, что такие печи, как правило, не обеспечивают необходимых условий термообработки, требуют большой длины барабана печи для обеспечения качества гранул, не обеспечивают полного перекатывания гранул и имеют ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является качающаяся обжиговая печь, например, для обжига керамзита (А.с. СССР №487281, MKИ F27b 7/06. Опубл. 17.01.72, Бюл. №3), содержащая установленный на роликоопорах футерованный корпус с секторным вырезом с углом раскрытия 150-160° в высокотемпературной зоне с установленными стационарными горелками, а в зоне охлаждения образован дополнительно, по крайней мере, один секторный вырез, в котором размещен коллектор для подачи охлаждающего воздуха, горелочные устройства и привод.

Недостатком известного устройства является то, что такие печи, как правило, не обеспечивают необходимых условий термообработки, требуют большой длины барабана печи для обеспечения качества гранул, не обеспечивают полного перекатывания гранул и имеют ограниченные технологические возможности.

Техническим решением задачи является обеспечение полного перекатывания гранул и расширение технологических возможностей.

Технический результат достигается тем, что в качающейся обжиговой печи, например, для обжига керамзита, содержащей установленный на роликоопорах футерованный корпус с секторным вырезом с углом раскрытия 150-160° в высокотемпературной зоне, а в зоне охлаждения образован дополнительно, по крайней мере, один секторный вырез, в котором размещен коллектор для подачи охлаждающего воздуха, горелочные устройства и привод, футерованный корпус смонтирован из секций собранных из двух одинаковых подсекций, изготовленных из четного числа не менее 4-х одинаковых равнобедренных треугольников, поочередно соединенных по периметру подсекции с не менее чем 4-мя одинаковыми равносторонними треугольниками с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников, при этом в секцию две подсекции соединяют друг с другом сторонами торцевых больших отверстий, а секции присоединены друг к другу по длине футерованного корпуса своими сторонами малых торцевых отверстий с образованием многозаходного винтового барабана с взаимонаправленными ломаными винтовыми линиями.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции обжиговой качающейся печи.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений футерованного корпуса изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения потоков материалов, например, сырцевых гранул с максимальной энергоемкость соударений их друг к другу и со стенками корпуса под разными углами, увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками корпуса, увеличивает производительность, обеспечивает полное перекатывание гранул и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление футерованного корпуса позволяет обеспечить последовательное постепенное уплотнение и разряжение потоков материалов, например сырцевых гранул, с максимальной энергоемкостью соударений их друг к другу и со стенками корпуса под разными углами, увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками корпуса, увеличивает производительность, обеспечивает полное перекатывание гранул и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что благодаря взаимонаправленным ломаным винтовым линиям векторы скорости движения потоков материалов, например сырцевых гранул, направлены друг к другу и к стенками корпуса под разными углами, что увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками корпуса, увеличивает производительность, обеспечивает полное перекатывание гранул и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру футерованного корпуса образованы ломаные винтовые поверхности по его длине, что обеспечивает нарушение стационарности потоков материалов, например сырцевых гранул, что увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками корпуса, увеличивает производительность, обеспечивает полное перекатывание гранул и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что площадь и форма поперечного сечения футерованного корпуса изменяется от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения потоков материалов, например сырцевых гранул, увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками корпуса, увеличивает производительность, обеспечивает полное перекатывание гранул и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, футерованный корпус снабжен тремя, четырьмя, пятью и т.д. ломаными винтовыми линиями основного и противоположного направлений и соответственно тремя, четырьмя, пятью и т.д. ломаными винтовыми канавками основного и противоположного направления внутри футерованного корпуса, что изменяет не только скорость перемещений потоков материалов, например сырцевых гранул, от загрузки к выгрузке, но и частоту их взаимодействия друг с другом, с мелющими телами и со стенками футерованного корпуса, увеличивает энергоемкость соударений, производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что так как частота движения частиц материала (гранул) в предлагаемых конструкциях качающихся печей определяется не только частотой вращения корпуса, но и количеством плоских элементов по периметру корпуса, то такое конструктивное оформление поверхности корпуса за счет увеличения количества плоских элементов в каждой секции по периметру увеличивает частоту соударений частиц материала (гранул) между собой и со стенками корпуса, повышает производительность, увеличивает технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что не только равнобедренные треугольники и равносторонние треугольники, из которых собраны подсекции секций корпуса, но и сами секции смонтированы под некоторыми углами друг к другу с образованием ломаных винтовых линий, что увеличивает смешиваемость, энергоемкость и изменяет частоту взаимодействия частиц материала друг с другом и со стенками корпуса печи, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение корпуса имеет форму многоугольника, площадь которого по длине многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие масс материала, что увеличивает интенсивность смешивания и энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена предложенная обжиговая качающаяся печь, общий вид; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - корпус качающейся обжиговой печи, вид спереди; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - вид А на фиг. 5; на фиг. 7 - вид Б на фиг. 6; на фиг. 8 - одна из подсекций, наглядное изображение; на фиг. 9 - схема сборки секции из двух подсекций, наглядное изображение.

Качающаяся обжиговая печь включает наклонный корпус 1 с секторными вырезами 2, 3 и 4, смонтированный внутри неподвижной обоймы 5 и установленный на роликовых опорах 6 (фиг. 1). Корпус 1 футерован огнеупорной кладкой 7 и снабжен вытяжными устройствами 8 и 9, течкой 10 и приводом 11. На неподвижной обойме 5 установлены горелочные устройства 12. Трубопроводы 13 снабжены шиберными заслонками 14.

Корпус 1 снабжен ободами 15 и 16 (фиг. 6), смонтированными с возможностью вращения на роликовых опорах 6, и снабжен втулками 17 и 18, скрепленными неподвижно с корпусом 1 с возможностью вращения втулкок 17 и 18 с корпусом 1 в неподвижной обойме 5.

Корпус 1 (фиг. 4) смонтирован (фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7) из секций 19, собранных из двух одинаковых подсекций 20 и 21 (фиг. 8, фиг. 9).

Подсекции изготовлены (например, подсекция 20) из четного числа не менее 4-х одинаковых равнобедренных треугольников, например, на фиг. 8, четырех равнобедренных треугольников 22, поочередно соединенных по периметру подсекции с не менее чем четырьмя одинаковыми равносторонними треугольниками, например (фиг. 8) четырьмя одинаковыми равносторонними треугольниками 23 с образованием малого торцевого отверстия в виде многогранника 24 и большого торцевого отверстия в виде многоугольника 25. В секцию 19 одинаковые подсекции 20 и 21 соединяют друг с другом (фиг. 9) сторонами больших торцевых отверстий 25.

Одинаковые секции 19 затем соединяют друг с другом по длине корпуса 1 своими сторонами малых торцевых отверстий 24 с образованием многозаходного винтового корпуса 1 с взаимонаправленными ломаными винтовыми линиями.

Например, на фиг. 4 одна из правых ломаных винтовых линий показана на фиг. 2 утолщенной линией 26-27-28-29-30-31-32-33 и одна из левых ломаных винтовых линий показана утолщенной линией 34-35-36-37-38-39-40-41. На чертеже позиции невидимых точек ломаных линий взяты в скобки, например 31, 32, 33, 38, 30, 40.

Ломаные винтовые линии образуют по периметру корпуса 1 ломаные винтовые поверхности, состоящие из граней в виде равносторонних 22 и равнобедренных треугольников 23.

Винтовые линии по наружной поверхности корпуса 1 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности.

Так как подсекции 20 и 21 имеют малые торцевые отверстия 24 и большие торцевые отверстия 25, то секции 19 имеют переменное продольное и переменное проходное сечения по длине корпуса 1.

Предлагаемая обжиговая качающаяся печь работает следующим образом.

Сырцевые гранулы по течке 10 поступают в зону подогрева корпуса 1, где они подогреваются до 1100°C за счет тепла отсасываемых из зоны вспучивания вытяжным устройством 8 продуктов сгорания. В корпусе 1 слой обжигаемых гранул перемещается вследствие качания корпуса 1 с ободами 15 и 16 на роликовых опорах 6 при помощи механизма качания 11. Из зоны подогрева гранулы поступают в зону вспучивания, где через секторный вырез 2 непосредственно на слой гранул направляются горячие продукты сгорания, получаемые при помощи горелочных устройств 12. При этом через секторный вырез 3 и шиберную заслонку 14 по трубопроводу 13 в зону обжига подается восстановительно-окислительная газовая среда, которая способствует улучшению качества гранул.

Через секторный вырез 4 производится подача охлаждающего воздуха в зону охлаждения или отсос газов из нее, вследствие чего происходит быстрое охлаждение гранул. С целью улучшения охлаждения гранул могут быть выполнены еще дополнительные вырезы по длине печи. Избыточные продукты сгорания удаляются из корпуса 1 вытяжным устройством 9, расположенным со стороны выгрузки готовых гранул.