ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ Российский патент 1995 года по МПК F27B7/18 

Изобретение относится к теплообменным устройствам вращающихся печей, например для тепловой обработки цементной сырьевой смеси.

Известно теплообменное устройство вращающейся печи, cодержащее пересыпные лопасти, закрепленные своими основаниями по кольцам на внутренней поверхности корпуса печи с наклоном к его образующей [1]
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является теплообменное устройство вращающейся печи, соcтоящее из расположенных по длине печи теплообменных элементов, прикрепленных основаниями к ее внутренней поверхности и выполненных в виде сочлененных у основания лопастей корытообразного профиля с выпуклой поверхностью, обращенной к газовому потоку [2]
Недостаток известных теплообменных устройств заключается в том, что по своим конструктивным особенностям они обладают невысокими теплотехническими показателями, т.е. имеют низкие характеристики теплообмена, производительности и особенно в повышенном пылевыносе.

Недостаток прототипа объясняется тем, что по своим конструктивным особенностям воздействие на слой материала осуществляется только выпуклой части поверхности лопасти, обращенной к газовому потоку, чем обеспечивается работа теплообменника как разделителя слоя материала на малые потоки, но без его интенсивного перемешивания.

Кроме того, необходимо отметить, что устройство по прототипу не способствует активному перемешиванию материала и изменению гранулометрического состава по высоте слоя, а эти технологические факторы отрицательно сказываются не только на качестве готового продукта, но и снижают производительность печи, и особенно увеличивается пылевынос.

Целью изобретения является улучшение теплотехнических параметров и повышение производительности и пылеподавляющей способности.

Это достигается тем, что в теплообменном устройстве вращающейся печи, содержащем расположенные по длине печи теплообменные элементы, прикрепленные основаниями к ее внутренней поверхности и выполненные в виде сочлененных у основания лопастей корытообразного профиля с выпуклой поверхностью, обращенной к газовому потоку, на внутренней поверхности вдоль каждой лопасти расположены перегородки, при этом они установлены перпендикулярно оси лопасти и соединяют верхнюю и нижнюю части противоположных полок лопастей, а внутри печи теплообменные элементы размещены групповыми рядами поочередно по окружности печи и под углом относительно образующей корпуса печи. Кроме того, в устройстве и смежных лопастей перегородки могут быть расположены параллельно друг другу.

На фиг. 1 показана развертка печи с размещенными в ней элементами теплообменника групповыми рядами поочередно по кольцу печи и под углом относительно образующей корпуса печи; на фиг. 2 элемент теплообменного устройства; на фиг. 3 вариант с параллельными перегородками элемента.

Теплообменное устройство вращающейся печи 1 состоит из отдельных элементов 2, выполненных из сочлененных у основания лопастей корытообразного профиля с выпуклой поверхностью, обращенной к газовому потоку, а на внутренней поверхности (фиг. 2) вдоль каждой лопасти расположены перегородки перпендикулярно оси лопасти, соединяющие верхнюю и нижнюю части противоположных полок лопастей. Внутри печи теплообменные элементы размещены групповыми рядами поочередно по окружности печи и под углом относительно образующей корпуса печи. Кроме того, теплообменные элементы в смежных лопастях перегородки могут быть расположены параллельно друг другу.

При работе вращающейся печи 1 теплообменные элементы 2 погружаются в слой материала и перемещаются в нем по мере вращения корпуса печи. Одновременно происходит перемещение материала между групповыми рядами поочередно по кольцу печи и под углом относительно образующей корпуса печи.

При перемещении материала по перегородкам, размещенным на внутренней поверхности лопастей во взаимно противоположных направлениях, происходит разделение основного слоя материала на пульсирующие потоки перемешивание материала, при этом, учитывая комплексное расположение элементов групповыми рядами по кольцу и под углом, наблюдается сложное перемещение материала ускоренное разнопоточное перемещение с подпорными участками, а это способствует увеличению хорды сегмента площадь слоя материала, а переменная форма слоя способствует интенсификации процесса перемешивая, выравнивает температуру материала в слое, что обеспечивает не только улучшение теплообмена, но и повышение производительности печи.

В предлагаемом устройстве в отличие от прототипа теплообменные элементы являют собой новую функцию работы теплообменного устройства за счет ускоренных перемещений материала с подпорными участками, и обеспечивается принципиальная новизна сложного движения материала. При этом имеет место положительное влияние уклона перегородки относительно оси лопасти, которое зависит от длины лопасти. Установлено, что углы уклона перегородки относительно оси лопасти находятся в пределах 10-20^о. При угле уклона перегородки менее 10^о резко снижается пылеподавляющая способность элемента за счет уменьшения застойной зоны осаждения материала, и в то же время увеличение угла соответственно более 20^о приводит к уменьшению инерционной очистки газового потока, т. е. перегородки способствуют быстрому и широкозахватному осыпанию материала, в результате чего происходит интенсивное пылеобразование и снижается эффективность ее осаждения. В таблице приведены результаты замеров пылевыноса при различных углах уклона перегородки.

Как видно из данных таблицы, при угле уклона перегородки 10-20^о пылевынос находится на низком уровне, и в то же время за указанными пределами пылеподавляющая способность элементов резко ухудшается. Кроме того, установлено, что чередование рядами элементов (см. фиг. 2 и 3) достигается стабильно высокий эффект пылеподавления.

Расчеты использования теплообменного устройства показывают, что производительность вращающейся цементной печи 5 х 185 м увеличивается на 3-8% а пылевынос снижается на 35-45% по сравнению с аналогичными показателями при использовании известных аналогов и прототипа.

Использование: изобретение относится к встроенным внутрипечным теплообменным устройствам, используемым во вращающихся печах, при тепловой обработке материалов. Сущность изобретения: на внутренней поверхности вдоль каждой лопасти расположены перегородки, при этом они установлены перпендикулярно оси лопасти и соединяют верхнюю и нижнюю части противоположных полок лопастей, а внутри печи теплообменные элементы размещены групповыми рядами поочередно по кольцу печи и под углом относительно образующей корпуса печи. Кроме того, перегородки в смежных лопастях могут быть расположены параллельно друг другу. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ, содержащее расположенные по длине печи теплообменные элементы, прикрепленные основаниями к ее внутренней поверхности и выполненные в виде сочлененных у основания лопастей корытообразного профиля с выпуклой поверхностью, обращенной к газовому потоку, отличающееся тем, что, с целью улучщения теплотехнических параметров и повышения производительности и пылеподавляющей способности, оно снабжено расположенными на внутренней поверхности вдоль каждой лопасти перегородками, установленными перпендикулярно оси лопасти и соединяющими верхнюю и нижние части противоположных полок лопастей, а внутри печи теплообменные элементы размещены групповыми рядами поочередно по окружности печи и под углом к образующей корпуса печи. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в смежных лопастях перегородки расположены параллельно одна к другой.