ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ Российский патент 2001 года по МПК F27B7/22 

Изобретение относится к конструкции вращающейся печи, сушильных барабанов, охладителей и другого подобного оборудования и может быть использовано в промышленности строительных материалов, металлургии.

Известно устройство - обычная роликоопора вращающихся печей, в которой оси вращения цилиндрических опорных роликов параллельны оси вращения корпуса печи (см. книгу: Силенок С.Г., Гризак Ю.С., и др. "Печные агрегаты цементной промышленности",- М.: Машиностроение, 1984, с. 34, рис. 20).

Это устройство принято авторами за прототип.

Недостатком известного технического решения является сползание печи в процессе эксплуатации (вращения) вниз в сторону уклона. Причиной этого явления является упругое скольжение, проявляющееся при вращении печи между ее бандажами и опорными роликами и направленное перпендикулярно к осям вращения роликов (см. книгу: Боганов А.И. "Механическое оборудование цементных заводов", - М.: Машгиз, 1961, с. 287). Для предотвращения этого явления на некоторых опорах печи дополнительно устанавливаются упорные ролики или система гидроупоров. Это приводит к увеличению веса и усложнению обслуживания печи в процессе ее эксплуатации.

За аналог может быть принята вращающаяся печь, в которой одно из опорных устройств выполнено в виде конического бандажа и опорных роликов (см. книгу "Вращающиеся печи цементной промышленности", - М.: Машиностроение, 1965, с. 234, фиг. 74). Проблема сползания печи в процессе ее вращения, по мнению авторов, в этом случае не решена. Вследствие нагрева печи в процессе ее эксплуатации возникает тепловое расширение корпуса печи. Так как это опорное устройство применено на всех опорах печи, то вследствие теплового удлинения корпуса печи на участке между опорами возникает продольное осевое усилие, которое и заставит печь сползать вниз, кроме того, возникают перекос и отрыв бандажа от роликов на остальных нижерасположенных опорах, что еще более усугубит это опасное явление.

Технический результат - исключение упорных роликов или системы гидроупоров как необходимых элементов конструкции вращающейся печи.

Технический результат достигается тем, что вращающаяся печь содержит опорные устройства, одно из которых выполнено в виде конического бандажа и опорных роликов, при этом для обеспечения фиксации корпуса печи в процессе вращения опорные ролики одного из опорных устройств выполнены или коническими с общей их и бандажа вершиной на оси печи со стороны уклона, угол при вершине конуса бандажа выбран таким, что линия контакта между коническими бандажом и опорными роликами имеет наклон в проекции на вертикальную плоскость, проходящую через ось вращения печи в сторону, противоположную уклону печи, если опорные ролики выполнены цилиндрическими, то оси вращения этих роликов параллельны линиям контакта, а другое опорное устройство печи выполнено в виде цилиндрических бандажа и опорных роликов.

Изобретение позволяет фиксировать печи в проектном положении и изменять его в процессе эксплуатации (вращения) без применения упорных роликов или системы гидроупоров.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется описанием и чертежами, где на фиг. 1 изображена вращающаяся печь с отличным от остальных опорным устройством на первой опоре (с коническими бандажом и роликами); на фиг. 2 - вид А на опорное устройство сверху (в плане) на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 4 - вращающаяся печь (вариант опорного устройства с коническим бандажом и цилиндрическими роликами); на фиг. 5 - вид В на опорное устройство сверху (в плане) на фиг. 4; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 4.

Одно из опорных устройств вращающейся печи включает в себя конический бандаж 1 для конических опорных роликов 2 (фиг. 1) или цилиндрических 3 (фиг. 4), жестко зафиксированных в корпусах 4, специальное устройство 5 для перемещения печи или самого опорного устройства (в случае необходимости перемены проектного положения или компенсации износа рабочих поверхностей бандажа и опорных роликов) вдоль ее продольной оси по направляющей 6. Специальное устройство 5 присоединено к корпусам опорных роликов 4 и является автономными. Остальные опорные устройства - обычные, каждое из которых состоит из цилиндрического бандажа 7 и пары цилиндрически роликов 3. Вершина конуса бандажа 1 находится на оси вращения печи со стороны уклона корпуса печи. Угол при вершине конуса бандажа 1 выбран таким образом, что линия контакта (образующая конуса) между бандажом 1 и опорным роликом 2 имела наклон (в проекции на вертикальную плоскость, проходящую через ось вращения печи) в сторону, противоположную уклону печи. Величина угла наклона линии контакта к горизонту β (если это опорное устройство используется на первой опоре печи) может быть определена по формуле

где α угол наклона корпуса печи к горизонту;
k - коэффициент, определяющий геометрию корпуса печи
K=A/L,
где А - расстояние от 1-й опоры до центра тяжести корпуса печи, измеренное по горизонтали, м,
1- расстояние между 1-й и последней опорами печи, измеренное вдоль оси корпуса печи вниз по уклону, м.

В опорном устройстве, выполненном по варианту (фиг. 2), применены конические ролики 2. Вершины конусов этих роликов совпадают с вершиной конуса бандажа 1. Для обеспечения линейного контакта с бандажом 1 эти ролики в плане (при виде сверху) должны быть развернуты относительно оси печи (фиг. З). В опорном устройстве (фиг. 4) применены цилиндрические ролики 3. Оси вращения этих роликов 3 параллельны линии контакта, а в плане также развернуты относительно оси печи (фиг. 5).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Опорное устройство, выполненное по схеме конических бандажа 1 и опорных роликов 2, применяется только в одной из опор многоопорной вращающейся печи, а именно: на опоре, где смещение корпуса печи под воздействием температурных деформаций принято равным нулю, - как правило, это опора, у которой расположен привод печи. Кроме того, эта опора является первой по уклону печи. В этом случае, вследствие непараллельности линии контакта между бандажом 1 и опорными роликами 2 оси печи, направленная вдоль оси корпуса печи составляющая веса печи (осевая сила) воспринимается опорными роликами 2 только этого опорного устройства, так как линии контакта между бандажом 7 и роликами 3 остальных опор параллельны оси печи. Для обеспечения равновесия (равенство и противоположная направленность составляющих в направлении линии контакта осевой силы и давления на опору от веса корпуса печи) последняя должна иметь наклон в сторону, противоположную уклону печи. Авторами предложена приведенная выше формула для определения величины этого угла. Иногда, в процессе эксплуатации, требуется сместить корпус вращающейся печи вдоль ее оси в новое положение или само опорное устройство для обеспечения равномерного износа поверхностей качения роликов и бандажей. Для этой цели предложено ввести в работу специальное устройство 5, толкающее корпуса опорных роликов 4 по направляющей 6 параллельно оси печи. Это устройство может быть расположено на любой другой опоре.

Таким образом, фиксация вращающейся печи в проектном положении достигнута за счет совмещения опорных и упорных функций на одном из опорных устройств печи.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает следующим преимуществом:
- отсутствие необходимости в использовании упорных роликов или системы гидроупоров в качестве единственного конструктивного элемента, воспринимающего осевую составляющую веса наклонной вращающейся печи.

Применение изобретения позволит снизить общую массу конструкции вращающейся печи, упростить обслуживание печи в процессе ее эксплуатации, сократить номенклатуру обязательных узлов и деталей вращающейся печи на заводе-изготовителе.

Изобретение создано в порядке выполнения служебного задания.

Изобретение относится к конструкции вращающейся печи, сушильных барабанов, охладителей и другого подобного оборудования и может быть использовано в промышленности строительных материалов, металлургии. Технический результат - обеспечение фиксации корпуса печи в проектном положении в процессе эксплуатации. Вращающаяся печь содержит опорные устройства, одно из которых выполнено в виде конического бандажа и опорных роликов, и для обеспечения фиксации корпуса печи в процессе вращения опорные ролики одного из опорных устройств выполнены коническими с общей их и бандажа вершиной к оси печи со стороны уклона. При этом угол при вершине конуса бандажа выбран таким, что линия контакта между коническими бандажом и опорными роликами имеет наклон в проекции на вертикальную плоскость, проходящую через ось вращения печи в сторону, противоположную уклону печи. Опорные ролики выполнены цилиндрическими. При этом оси вращения этих роликов параллельны линиям контакта, а другое опорное устройство печи выполнено в виде цилиндрических бандажа и опорных роликов. 6 ил.

Вращающаяся печь, содержащая опорные устройства, одно из которых выполнено в виде конического бандажа и опорных роликов, отличающаяся тем, что для обеспечения фиксации корпуса печи в процессе вращения опорные ролики одного из опорных устройств выполнены или коническими с общей их и бандажа вершиной на оси печи со стороны уклона, при этом угол при вершине конуса бандажа выбран таким, что линия контакта между коническими бандажом и опорными роликами имеет наклон в проекции на вертикальную плоскость, проходящую через ось вращения печи в сторону, противоположную уклону печи, или опорные ролики выполнены цилиндрическими, при этом оси вращения этих роликов параллельны линиям контакта, а другое опорное устройство печи выполнено в виде цилиндрических бандажа и опорных роликов.