ПЛАНЕТАРНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК Российский патент 1994 года по МПК F27B7/40 

Изобретение относится к термической обработке зернистых материалов при слоевой подаче теплоносителя в планетарный теплообменник и может быть использовано в промышленности строительных материалов для производства цементного клинкера, извести, керамзита, в металлургической и химической отраслях промышленности для термообработки окатышей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является планетарный теплообменник, установленный в виде венца по окружности вращающейся печи и содержащий планетарные трубы с воздушными камерами на торцах, воздухоподводящий коллектор и переходные патрубки для подачи материала и отвода теплоносителя.

Недостатками данного теплообменника являются громоздкость конструкции, требующей установки бандажа и дополнительной опоры, статическая и механическая перегрузки корпуса печи, которая приводит к трещинам между отверстиями для выпуска клинкера в планетарные трубы, значительный шум при работе, что требует устройства дорогостоящей теплоизоляции, большие внешние потери тепла.

Целью изобретения является снижение материалоемкости и повышение эксплуатационной надежности.

На фиг.1 представлен общий вид планетарного теплообменника; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

Планетарный теплообменник содержит вращающийся барабан 1, планетарные трубы 2, примкнутые к барабану 1 по окружности, переходные патрубки 3 для подачи материала и отвода теплоносителя. Вращающийся барабан 1 оснащен воздухоподводящим коллектором - распределительной головкой 4 с кольцевой полостью 5 и цапфой 6, радиальные патрубки 7 которой присоединены при помощи шарнирного устройства 8 к воздушным камерам 9 планетарных труб 2 и выполнены с полостью 10 в нижней части. Воздушные камеры 9 установлены в торце каждой планетарной трубы 2 и примкнуты к подрешеточным секциям 11. Воздушная камера 9 проворачивается по торцу планетарной трубы за счет шарнирного устройства 8 и роликов 12. Кольцевая полость распределительной головки соединена газоходом 13 с вентилятором 14 подачи теплоносителя. Через отверстие 15 в распределительной головке в полость вращающегося барабана введена горелка 16.

Планетарный теплообменник работает следующим образом.

Материал из вращающегося барабана 1 поступает в планетарные трубы 2 и при их вращении распределяется слоем в виде сегмента, перемещающегося к разгрузке при вращении барабана 1 и планетарный труб 2. Теплоноситель вентилятором 14 по газоходу 13 нагнетается в кольцевую полость 5 распределительной головки 4 и далее через отверстия цапфы 6 по радиальным патрубкам 7 поступает в полости 10 нижних частей воздушных камер 9, затем перепускается в полости перфорированных подрешеточных секций 11, расположенных под слоем материала. Последнее обеспечивается воздушными камерами 9, выполненными с полостью только в нижней части, накладываемой на полости подрешеточных секций, расположенных под сегментальным сечением слоя материала. Далее теплоноситель распространяется под подрешеточными секциями 11 на всю длину слоя материала и через их отверстия истекает в слой материала и фильтруется в нем в перекрестном токе. Отработанный теплоноситель по переходным патрубкам 3 перепускается во вращающийся барабан 1 и расходуется на обжиг, если планетарный теплообменник предназначен для охлаждения продукта, или поступает на пылеочистку, если планетарный теплообменник предназначен для нагрева материала, например, при слоевом сжигании в планетарных трубах горючего.

Благодаря эффективному теплообмену при подаче и фильтрации теплоносителя в слое материала в планетарных трубах в 5-10 раз снижается длина планетарных труб и их масса, что обеспечивает снижение материалоемкости и повышение эксплуатационной надежности теплообменника.

В предложенной конструкции планетарного теплообменника установка распределительной головки с кольцевой полостью в торце вращающейся печи позволяет подать теплоноситель одновременно ко всем планетарным трубам теплообменника. Присоединение радиальных патрубков цапфы распределительной головки шарнирно к каждой головке планетарных труб необходимо для работоспособности данного соединения, деталей, скользящих при вращении печи. Выполнение воздушных камер планетарных труб с полость в нижней части необходимо для подачи теплоносителя исключительно в слой материала в каждой планетарной трубе. Установка подрешеточных секций в планетарных трубах обеспечивает распределение теплоносителя по длине слоя материала в каждой планетарной трубе.

Использование: в термической обработке зернистых материалов при слоевой подаче теплоносителя в планетарный теплообменник, в промышленности строительных материалов для производства цементного клинкера, извести, керамзита, в металлургической и химической отраслях промышленности для термообработки окатышей. Сущность изобретения: в планетарном теплообменнике вращающийся барабан 1 имеет распределительную головку 4 с кольцевой полостью 5 и цапфой 6. Теплоноситель вентилятором 14 по газоходу 13 нагнетается в кольцевую полость 5 и далее через отверстия в цапфе 6 по радиальным патрубкам 7 поступает в полости нижних частей воздушных камер 9, установленных в торце каждой планетарной трубы 2. Под подрешеточными секциями 11 теплоноситель распределяется на всю длину слоя материала, фильтруется в нем в перекрестном токе, затем по переходным патрубкам 3 перепускается во вращающийся барабан 1 и расходуется в процессе обжига или поступает на пылеочистку, если планетарный теплообменник предназначен для нагрева материала. 4 ил.

ПЛАНЕТАРНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий расположенные вокруг корпуса вращающегося барабана планетарные трубы с колосниковыми решетками в них, переходными патрубками для подачи материала и отвода теплоносителя и воздушными камерами на торцах и воздухоподводящий коллектор, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости и повышения эксплуатационной надежности, воздухоподводящий коллектор выполнен в виде распределительной головки с кольцевой полостью и цапфой с радиальными патрубками, при этом воздушные камеры планетарных труб выполнены с полостью в нижней части и шарнирно соединены с радиальными патрубками воздухоподводящего коллектора.