КОЛЬЦЕВАЯ ПЕЧЬ С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПОДОМ Российский патент 1994 года по МПК F27B9/16 

Изобретение относится к кольцевым печам с перемещением обжигаемого материала по окружности, преимущественно для обжига керамических изделий: кирпичей, черепицы и керамических камней строительного назначения.

Наиболее близкой по конструкции и получаемым результатам является кольцевая печь с вращающимся подом для обжига керамических изделий в противотоке. Печь содержит футерованную камеру со сводом и стенками, нагревающие устройства, механизм перемещения пода. Вращающийся под опирается на рельс, Во вращающемся поду газовой печи имеются горизонтальные каналы волнообразной формы причем для выравнивания гидравлического сопротивления потоку газа сечение каналов уменьшается по мере удаления от стенок. При этом газовые потоки более равномерно прогревают под и лежащие на нем изделия. Однако внутри канала самой печи управление траекторией газового потока носит пассивный характер. Траектория зависит от сочетания многих факторов: скорости газового потока, формы канала печи и каналов в стенках и поду, способа размещения изделий в канале печи. Размещение определяется расстоянием между изделиями, стенками и сводом печи и значительно зависит от формы изделий. В то же время конвективный теплообмен играет определенную роль до 1000-1100^оС, т. е. температур, при которых обычно обжигают керамические камни, кирпичи и черепицу.

Целью изобретения является интенсификация обжига в кольцевой печи с вращающимся подом за счет активного управления газовыми потоками в канале печи.

На фиг. 1 представлена печь, вид в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

На фиг. 1 показаны кольцевой канал печи 1, устройство 2 загрузки и выгрузки. В данном случае под печи вращается по часовой стрелке. В боковой футеровке печи равномерно по ее периметру размещены поршни 3 из огнеупорного материала для обеспечения поперечного газового потока, при этом штоки поршней 4 направлены под углом 60-120^о к центральной оси печи. Привод перемещения поршней размещен в колонне 5. При необходимости печь может быть снабжена размещенным перед зоной охлаждения встроенным в камеру печи прессом 6 для горячего прессования.

На разрезе печи (фиг. 2) показана футерованная камера с неподвижным сводом 7 и стенками 8. В них размещают нагревающие элементы - газовые горелки или электрические нагреватели. Кольцевой вращающийся под 9 опирается на подвижную опору 10. Под печи перемещается с помощью механизма 11 перемещения, например мальтийского или храпового. Поршни 3 размещены в наружной и внутренней стенках канала печи. Привод перемещения поршней состоит из помещенной внутри колонны 5 профилированной направляющей 12 кулачков 13, связанных через штоки 14 и 15 со штоками 16 поршней 3.

Устройство работает следующим образом.

Заготовки помещают в печь через устройство загрузки 2 (фиг. 1) во время пауз работы шагового механизма перемещения вращающегося пода. Вращающийся под перемещает заготовку через зоны нагрева, обжига и охлаждения печи. Поршни 3 (фиг. 2) обеспечивают при своей работе поперечные газовые потоки, интенсифицирующие конвективный теплообмен. Это особенно эффективно при использовании электрических нагревающих элементов, поскольку обычно в таких печах нет интенсивных газовых потоков, что снижает эффективность конвективного теплообмена, Штоки поршней направлены под углом 60-120^о к центральной оси печи. Изменяя этот угол в указанном интервале, можно менять траекторию газового потока.

Перемещение поршней задается профилированной направляющей 12 (фиг. 2). С помощью профилированной направляющей и скорости ее вращения в канале печи может быть организована стоячая или бегущая волна с желаемым периодом и амплитудой. Применяя несколько профилированных направляющих, можно обеспечить необходимый режим работы для каждой зоны печи. Перемещать можно или одновременно оба поршня 3 (фиг. 2), или один из них, если отсоединить шток 15 или 16 (фиг. 2). Чтобы избежать подсосов или утечек газа при работе поршней и связанных с этим теплопотерь, используют уплотнения, а для вращающегося пода - подвижный песочный затвор, В качестве уплотнений применяют проточки, заполненные керамическим волокном, например коалиновым или муллитокремнеземистым. Противоток создают с помощью дымовой трубы, дымососа или вентилятора. Выгрузку изделий, так же как и загрузку, производят во время пауз работы шагового механизма перемещения вращающегося пода печи.

Для снижения температуры обжига и повышения плотности изделий предусмотрено использование пресса 6 горячего прессования (фиг. 1), расположенного перед зоной охлаждения печи. Во время пауз работы шагового механизма перемещения пода печи заготовку помещают в пpесс-форму пресса, проводят само горячее прессование и возвращают обратно на под печи. Для увеличения производительности можно установить вдоль канала печи несколько прессов горячего прессования и во время пауз прессовать несколько изделий одновременно, Далее отпрессованные изделия перемещаются на вращающемся поду в зону охлаждения.

Интенсификация конвективного теплообмена позволяет повысить производительность печи и коэффициент ее полезного действия. Предлагаемое изобретение применимо не только к газовым печам, где всегда имеются газовые потоки, но и к электрическим печам, где такие потоки обычно отсутствуют. Особенно эффективно применение таких печей при обжиге теплоизоляционных высокогазопроницаемых изделий строительного назначения, которые можно обжигать, проталкивая поршнями горячие газы сквозь заготовку.

Печи предполагается использовать в мобильных микрозаводах по производству строительной керамики. Для перевозки и быстрого монтажа печь можно разделить на несколько быстро соединяемых секторов, включающих вращающийся под и находящийся над ним канал с теплоизоляцией. Места соединений секторов вращающегося пода и неподвижно теплоизолированного канала служат термическими компенсаторами. Они не только герметизируют канал печи, но и компенсируют тепловые деформации, возникающие в элементах конструкции печи при ее нагревании в процессе работы. (56) Авторское свидетельство СССР N 802756, кл. F 27 B 9/16, 1974.

Сущность изобретения: кольцевая печь с вращающимся подом, преимущественно для обжига керамических изделий строительного назначения в противотоке, содержит футерованную камеру со сводом и стенками, нагревающие устройства, механизм перемещения пода, опирающийся на подвижную опору под с каналами. Печь снабжена размещенными в стенках печи равномерно по ее периметру поршнями из огнеупорного материала для обеспечения поперечного газового потока, соединенными с поршнями штоками и приводом перемещения поршней. Штоки поршней направлены под углом 60 - 120к центральной оси печи. Привод перемещения поршней выполнен в виде размещшенной в центре печи колонны, соединенной с ней профилированной направляющей и кулачков, контактирующих со штоками поршней. Перед зоной охлаждения в камеру печи может быть встроен пресс горячего прессования. Для мобильности печь может выполняться из состыкованных между собой секторов. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. КОЛЬЦЕВАЯ ПЕЧЬ С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПОДОМ преимущественно для обжига керамических изделий в противотоке, содержащая футерованную камеру со сводом и стенками, нагревающие устройства, механизм перемещения пода, опирающийся на подвижную опору, отличающаяся тем, что она снабжена размещенными в стенках печи равномерно по ее периметру поршнями из огнеупорного материала для обеспечения поперечного газового потока со штоками и приводом перемещения поршней, при этом штоки поршней направлены под углом 60 - 120^oС к центральной оси печи. 2. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что механизм перемещения пода выполнен в виде шагового механизма. 3. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что привод перемещения поршней выполнен в виде размещенной в центре колонны, соединенной с ней профилированной направляющей и кулачков, контактирующих со штоками поршней. 4. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена размещенным перед зоной охлаждения, встроенным в камеру печи прессом горячего прессования. 5. Печь по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена из состыкованных между собой секторов.