Результат интеллектуальной деятельности: ЦЕПЬ ДЛЯ ЦЕПНОЙ ЗАВЕСЫ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ

Изобретение относится к теплообменным устройствам, в частности к цепным завесам для вращающихся печей промышленности строительных материалов.

Наиболее распространенными конструктивными элементами, применяемыми при изготовлении цепных теплообменных устройств, являются или круглозвенные, или овальные цепи, изготовленные из прутка цилиндрической формы. В печах промышленности строительных материалов на настоящий момент используют преимущественно круглозвенные цепи как сварные, так и литые. (Вальберг Г.С., Гринер И.К., Мефодовский В.Я. Интенсификация производства цемента. - М.: Стройиздат, 1971 г., стр.145).

Наиболее близкой к заявленному техническому решению является известная по патенту ЕА 010712 цепь для цепной завесы вращающейся печи, содержащая круглые или овальные звенья с плоскими боковыми поверхностями и с внутренней и наружной торцевыми поверхностями, из которых последняя имеет форму поверхности кругового цилиндра, отличающаяся тем, что каждое звено по периметру в местах сопряжения его боковых поверхностей с наружной торцевой поверхностью выполнено с противолежащими и встречно направленными гранями с наклоном под углом 40-50° в проекции поперечного сечения звена на плоскость, а внутренняя торцевая поверхность выполнена криволинейной. (ЕА 010712 В1, 30.10.2008).

Недостатками известной цепи являются:

- недостаточно развитая поверхность теплообмена, соответственно низкая теплопередача;

- большая металлоемкость цепи, соответственно высокая цена на нее, повышенное пылеобразование;

- повышенный износ внутренней поверхности звена.

Техническим результатом заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно:

- увеличение поверхности теплообмена и интенсификация теплопередачи;

- снижение металлоемкости цепи, соответственно уменьшение ее стоимости, снижение пылеобразования, снижение веса вращающейся части печи;

- снижение металлоемкости цепи, соответственно уменьшение ее стоимости, снижение пылеобразования, снижение веса вращающейся части печи, снижение нагрузки на ролики, бандажи и шестерни редукторов, а значит снижение металлоемкости конструкции печи в целом;

- увеличение контактной поверхности между звеньями цепи, соответственно снижение износа внутренней поверхности тела звена.

Технический результат изобретения достигается тем, что в цепи для цепной завесы вращающейся печи, содержащей соединенные между собой звенья с криволинейной внутренней торцевой поверхностью каждого из них, выполненной по радиусу, согласно изобретению поперечное сечение каждого звена со стороны его внешней поверхности выполнено с оребрением, а со стороны внутренней поверхности с радиусом, равным половине шага цепи, или радиусу криволинейной внутренней торцевой поверхности цепи.

Оребрение выполнено в виде ограниченных двумя параболами ребер.

Выполнение внешней поверхности каждого звена цепи с оребрением позволяет увеличить поверхность теплообмена и интенсифицировать теплопередачу от газового потока к материалу, поскольку термическое сопротивление теплопередачи за счет оребрения внешней поверхности уменьшается пропорционально коэффициенту оребрения (отношению площади оребренной поверхности к площади гладкой поверхности до ее оребрения). (А.П.Баскаков, Б.В.Берг, O.К.Витт и др. Теплотехника. Т34, Изд. 2-е, перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1991 г. стр.101), Количество ребер может быть любым. Так как самой выгодной формой ребра (расчеты Э.Шмидта; Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М69 Изд. 2-е, стереотип. - М.: Энергия, 1977 г., стр.307) является ребро, ограниченное двумя параболами, то в звене заявляемой цепи выполняется ребро, приближенное к такой форме.

Выполнение внешней поверхности каждого звена цепи с оребрением в зависимости от количества ребер позволяет снижать металлоемкость цепи, что уменьшает стоимость цепи, особенно цепи из дорогих жаростойких сталей.

Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология: Справочное издание: В 2-х книгах. Книга 1/ Под ред. В.Г.Лисиенко. - М.: Теплотехник, 2004 г., стр.454). Из-за уменьшения массы цепи значительно снижается вес вращающейся части печи, а значит нагрузка на ролики, бандажи и шестерни редукторов будет меньше. Снижение нагрузки позволит выполнять конструкции печи менее усиленными, что приведет к снижению металлоемкости печи в целом, а значит и ее цены.

При оребренной поверхности звена заявляемой цепи налипающая на нее пленка шлама легче отделяется от поверхности звеньев, поскольку в рельефе пленки, повторяющем рельеф звеньев, возникают разнонаправленные усилия ее разлома и отделения от звеньев, что способствует быстрой самоочистке цепей перед зоной декарбонизации и сохранению гранулометрического состава материала, поступившего из цепной зоны, и не повышает запыленности газового потока.

Выполнение внутренней поверхности поперечного сечения звена с радиусом, равным половине шага цепи, либо радиусу криволинейной части шага цепи, увеличивает контактную поверхность между звеньями цепи и вследствие уменьшения нагрузки на внутреннюю поверхность звена снижает ее износ.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 показан (фрагмент разреза цепи в варианте с круглыми звеньями.

На фиг.2 показан фрагмент разреза цепи в варианте с овальными звеньями.

На фиг.3 показано поперечное сечение звена цепи.

Цепь для цепной завесы вращающейся печи, состоящая из соединенных между собой звеньев 1 любой геометрической формы, где внешняя поверхность сечения каждого звена выполнена с оребрением 2, а внутренняя поверхность сечения каждого звена выполнена с радиусом r, равным половине шага цепи t/2, либо радиусу R криволинейной части шага цепи t.

Оребрение 2 выполнено в виде ребер, ограниченных двумя параболами, количество ребер может быть любым.

Поперечное сечение звена 1 выполнено любой геометрической формы.

Цепь для цепной завесы вращающейся печи используется следующим образом.

Цепи используются в качестве внутреннего теплообменного устройства. Во время вращения печи часть цепей находится в потоке газов, а остальная часть погружена в материал. В начале цепной зоны шлам налипает на цепи, находящиеся в газовом потоке. Цепи в этой части зоны увеличивают поверхность соприкосновения шлама с горячими газами, а в результате улучшается теплообмен. Когда шлам подсыхает, он теряет пластичность и уже не налипает на цепи. С этого момента тепло материалу передается цепями по регенеративному принципу: цепи нагреваются в газовом потоке и при погружении в материал передают ему тепло. Наряду с этим материал воспринимает тепло от газов и футеровки.

Оптимальная конструкция цепей должна обеспечивать эффективную теплопередачу, быть устойчивой к действию высокой температуры, выдерживать высокую разрывную нагрузку, сохранять гранулометрический состав материала и не повышать запыленности газового потока.