ЦЕПЬ ДЛЯ ЦЕПНОЙ ЗАВЕСЫ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ Российский патент 2011 года по МПК F16G13/00 F27B7/18 F16G15/12 

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.

Изобретение относится к теплообменным устройствам, в частности к цепным завесам для вращающихся печей промышленности строительных материалов. Цепь содержит соединенные между собой звенья. Звенья имеют криволинейную внутреннюю торцевую поверхность, выполненную по радиусу. Поперечное сечение каждого звена со стороны его внешней поверхности выполнено с оребрением, а со стороны внутренней поверхности звена - с радиусом, равным половине шага цепи или радиусу криволинейной внутренней торцевой поверхности звена. В результате обеспечивается увеличение поверхности теплообмена, снижение металлоемкости цепи и снижение износа внутренней поверхности звена. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Цепь для цепной завесы вращающейся печи, содержащая соединенные между собой звенья с криволинейной внутренней торцевой поверхностью каждого из них, выполненной по радиусу, отличающаяся тем, что 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 звена.

2. Цепь по п.1, отличающаяся тем, что оребрение выполнено в виде ограниченных двумя параболами ребер.