ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ, ВЫПОЛНЕННАЯ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВНУТРИ КАЖДОГО СЕГМЕНТА ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ Российский патент 2022 года по МПК F27B7/34 F27B7/36 F27D7/00 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к печи и, более конкретно, к вращающейся печи с возможностью регулирования температуры внутри каждого сегмента вращающейся печи.

Уровень техники

[0002] Во многих отраслях промышленности, таких как производство стройматериалов, металлургия, химическая промышленность, защита окружающей среды и тому подобных, широко используется оборудование с вращающимся цилиндром для механической, физической или химической обработки твердых материалов. Оборудование данного типа называется вращающейся печью, чьи технические характеристики и рабочее состояние до некоторой степени определяют качество и себестоимость продукции на данном предприятии. Конструкция существующей вращающейся печи является такой, как показано на ФИГ. 8.

[0003] Корпус печи поддерживается посредством опорных колес, и приводное устройство приводит корпус печи во вращение вокруг своей оси. На одном конце корпуса печи расположена горелка, которая обеспечивает тепло, необходимое для создания температурного поля в корпусе печи. Материалы загружаются в корпус печи через загрузочное отверстие. Во время вращения корпуса печи материалы закручиваются и перебрасываются в корпусе печи при их одновременном перемещении вдоль оси корпуса печи к разгрузочному концу. Одновременно с этим, материалы подвергаются физическим, химическим или физико-химическим изменениям под действием тепла. Горелка расположена на одном конце корпуса печи, поэтому когда корпус печи длинный, трудно регулировать температуру каждого сегмента в направлении длины корпуса печи, и трудно учитывать все факторы, такие как производительность оборудования, распределение температуры в корпусе печи и атмосфера горения. Производительность по площади поперечного сечения является низкой, а потребление энергии на единицу конечного продукта является высоким.

[0004] Для решения данной проблемы, в патентной заявке №2017218534981 раскрыта качающаяся печь, имеющая горелку, размещенную на боковой стенке корпуса печи. Хотя проблема неточного регулирования температуры решена, корпус печи имеет возможность лишь качания, но не вращения, что значительно ограничивает использование корпуса печи.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] В свете вышеуказанных проблем, в настоящем изобретении предложена вращающаяся печь с регулированием температуры внутри каждого сегмента вращающейся печи. Печь способна не только осуществлять регулирование температуры внутри каждого сегмента вращающейся печи, но также и осуществлять более точное регулирование температурного поля в печи, таким образом реализуя вращение. По сравнению с обычными вращающимися печами, она имеет более широкий диапазон областей применения.

[0006] Технические решения, примененные в настоящем изобретении для устранения вышеуказанных проблем, заключаются в следующем.

[0007] Вращающаяся печь с возможностью регулирования температуры внутри каждого сегмента вращающейся печи, содержит корпус печи, крышку печи, расположенную на головной части корпуса печи, крышку печи, расположенную на хвостовой части корпуса печи и нижнее основание. Между нижним основанием и корпусом печи расположено приводное устройство, и вращающаяся печь дополнительно содержит первую трубу подачи топлива, имеющую сегмент подачи, соединительный сегмент и вращающийся сегмент. Сегмент подачи неподвижно расположен на наружной боковой стенке корпуса печи, вращающийся сегмент расположен соосно с корпусом печи и соединен с источником подачи топлива через поворотное соединение, и сегмент подачи сообщается с вращающимся сегментом через соединительный сегмент.На наружной боковой стенке корпуса печи расположено множество групп компонентов горения, и входное отверстие для топлива каждого из компонентов горения соединено с сегментом подачи первой трубы подачи топлива через патрубок.

[0008] Кроме того, каждый из компонентов горения содержит горелку, причем входное отверстие для топлива горелки соединено с сегментом подачи первой трубы подачи топлива через патрубок, а входное отверстие для воздуха горелки соединено с вентилятором.

[0009] Кроме того, футеровка горелки, расположенная на боковой стенке корпуса печи, находится выше, чем внутренняя боковая стенка корпуса печи.

[0010] Кроме того, на патрубке размещен клапан.

[0011] Кроме того, на корпусе печи расположены колесный ремень и приводной зубчатый венец. Колесный ремень и приводной зубчатый венец оснащены сквозными отверстиями, и сегмент подачи проходит через сквозные отверстия обоих из колесного ремня и приводного зубчатого венца.

[0012] Кроме того, на загрузочном конце корпуса печи расположен вращающийся сегмент, и один конец соединительного сегмента соединен с указанным вращающимся сегментом, а другой конец соединительного сегмента проходит через боковую стенку корпуса печи и соединен с сегментом подачи.

[0013] Кроме того, вращающийся сегмент расположен на разгрузочном конце корпуса печи.

[0014] Кроме того, соединительный сегмент расположен в крышке печи, расположенной на головной части корпуса печи, и концевой участок сегмента подачи проходит внутрь крышки печи, расположенной на головной части корпуса печи, и соединен с соединительным сегментом.

[0015] Кроме того, соединительный сегмент расположен в радиальном направлении.

[0016] Кроме того, в корпусе печи через промежутки размещены первые и вторые огнеупорные футеровочные кирпичи, которые вместе образуют зубчатую конструкцию.

[0017] Технический результат от применения настоящего изобретения заключается в следующем:

[0018] 1. На боковой стенке корпуса печи расположено и распределено в осевом направлении множество групп компонентов горения, что облегчает регулирование температурного поля и атмосферы в корпусе печи и повышает точность регулирования.

[0019] 2. Количество компонентов горения, промежутки между ними и расход топлива могут регулироваться в соответствии с требуемым температурным полем в корпусе печи, и, соответственно, обеспечивается возможность достижения требуемого температурного поля при минимальном потреблении энергии, причем учитываются требования к производительности оборудования, температурному распределению в печи и атмосфере горения, что повышает производительность печи на единицу сегмента и снижает потребление энергии на единицу конечного продукта.

[0020] 3. Печь имеет возможность как качания, так и вращательного движения, что обеспечивает возможность соответствия технологическим требованиям в отношении кальцинирования различных материалов. По сравнению с обычной вращающейся печью, печь согласно настоящему изобретению имеет более широкий диапазон областей применения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0021] На ФИГ. 1 показан вид спереди печи.

[0022] На ФИГ. 2 показан схематический вид увеличенной конструкции части А по ФИГ. 1.

[0023] На ФИГ. 3 показан схематический вид увеличенной конструкции части В по ФИГ. 1.

[0024] На ФИГ. 4 показан вид в разрезе по линии А-А на ФИГ. 1.

[0025] На ФИГ. 5 показан схематический вид увеличенной конструкции части С по ФИГ. 4.

[0026] На ФИГ. 6 показан схематический вид конфигурации первой трубы подачи топлива.

[0027] На ФИГ. 7 показан схематический вид конфигурации первой трубы подачи топлива согласно второму варианту осуществления.

[0028] На ФИГ. 8 показан схематический вид конструкции обычной вращающейся печи.

[0029] Обозначения на чертежах:

1 - корпус печи,

11 - первая огнеупорная футеровка,

12 - вторая огнеупорная футеровка,

13 - футеровка горелки,

14 - колесный ремень,

2 - крышка печи, расположенная на хвостовой части корпуса печи,

21 - загрузочное отверстие,

22 - направляющая труба,

3 -крышка печи, расположенная на головной части корпуса печи,

31 - разгрузочное отверстие,

4 - нижнее основание,

41 - опорный ролик,

51 - приводное зубчатое колесо,

52 - приводной зубчатый венец,

53 - двигатель,

54 - редуктор,

6 - компонент горения,

61 - горелка,

62 - патрубок,

63 - вентилятор,

64 - клапан,

7 - первая труба подачи топлива,

71 - сегмент подачи,

72 - соединительный сегмент,

73 - вращающийся сегмент,

8 - источник подачи топлива,

9 - поворотное соединение.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0030] Первый вариант осуществления

[0031] Как показано на ФИГ. 1, вращающаяся печь с возможностью регулирования температуры внутри каждого сегмента вращающейся печи, содержит корпус 1 печи, крышку 2 печи, расположенную на хвостовой части или левом конце корпуса 1 печи, и крышку 3 печи, расположенную на головной части или правом конце корпуса 1 печи. Под корпусом 1 печи расположено нижнее основание 4, которое соединено с корпусом 1 печи с возможностью поворота.

[0032] В конкретном варианте осуществления, в корпусе 1 печи расположены по меньшей мере два колесных ремня 14. На нижнем основании 4 симметрично расположены два опорных ролика 41 для поддержки корпуса 1 печи, и эти опорные ролики 41 соответственно расположены под колесными ремнями 14. Колесные ремни 14 соответственно прижаты к опорным роликам 41.

[0033] В крышке 2 печи, расположенной на хвостовой части корпуса печи, расположено загрузочное отверстие 21, сообщающееся с корпусом 1 через направляющую трубу 22, проходящую до внутренней области корпуса 1 печи через крышку 2 печи, расположенную на хвостовой части корпуса печи. На нижнем конце крышки 3 печи, расположенной на головной части корпуса печи, расположено разгрузочное отверстие 31.

[0034] Как показано на ФИГ. 4, в корпусе 1 печи через промежутки расположены первые огнеупорные футеровочные кирпичи 11 и вторые огнеупорные футеровочные кирпичи 12, вместе образующие зубчатую конструкцию.

[0035] Между нижним основанием 4 и корпусом 1 печи расположено приводное устройство для приведения во вращение корпуса 1 печи. Как показано на ФИГ. 1, приводное устройство содержит двигатель 53, редуктор 54, приводное зубчатое колесо 51 и приводной зубчатый венец 52. Выходной вал двигателя 53 соединен со входным валом редуктора 54, выходной вал редуктора 54 соединен с приводным зубчатым колесом 51, и на корпусе 1 печи расположен приводной зубчатый венец 52, сцепленный с приводным зубчатым колесом 51. Предпочтительно, приводной зубчатый венец 52 расположен посередине корпуса 1 печи.

[0036] Как показано на ФИГ. 1, ФИГ. 3 и ФИГ. 6, первая труба 7 подачи топлива расположена на корпусе 1 печи и содержит сегмент 71 подачи топлива, соединительный сегмент 72 и вращающийся сегмент 73. Сегмент 71 подачи неподвижно расположен на наружной боковой стенке корпуса 1 печи. Колесный ремень 14 и приводной зубчатый венец 52 оснащены сквозными отверстиями, обеспечивающими возможность прохождения через них сегмента 71 подачи. Вращающийся сегмент 73 расположен в крышке 2 печи, расположенной на хвостовой части корпуса печи, соосно с корпусом 1 печи и проходит через крышку 2 печи, расположенную на хвостовой части корпуса печи, влево до области снаружи от крышки 2 печи, расположенной на хвостовой части корпуса печи. Соединительный сегмент 72 расположен внутри корпуса 1 печи на одной боковой стороне направляющей трубы 22. Один конец соединительного сегмента 72 соединен с концевым участком вращающегося сегмента 73, а другой конец соединительного сегмента 72 проходит через боковую стенку корпуса 1 печи и соединен с концевым участком сегмента 71 подачи. Предпочтительно, соединительный сегмент 72 расположен в радиальном направлении.

[0037] Вращающийся сегмент 73 первой трубы подачи топлива соединен с источником 8 подачи топлива через поворотное соединение 9. Конструкция поворотного соединения 9 известна из уровня техники и не будет повторно описана в данном документе.

[0038] Как показано на ФИГ. 1, множество групп компонентов 6 горения расположены на наружной боковой стенке корпуса 1 печи в осевом направлении. В конкретном варианте осуществления четыре группы компонентов 6 горения расположены на наружной боковой стенке корпуса 1 печи. Впускное отверстие для топлива каждого из компонентов 6 горения соединено с сегментом 71 подачи первой трубы 7 подачи топлива через патрубок 62. Сопло каждого из компонентов 6 горения проходит через боковую стенку корпуса 1 печи внутрь корпуса 1 печи.

[0039] При этом патрубок 62 может представлять собой шланг или жесткую трубу.

[0040] Как показано на ФИГ. 2 и ФИГ. 5, каждый из компонентов 6 горения содержит горелку 61, неподвижно расположенную на корпусе 1 печи, причем входное отверстие для топлива горелки 61 каждого из элементов 6 горения соединено с сегментом 71 подачи первой трубы 7 подачи топлива через патрубок 62, и на патрубке 62 расположен клапан 64 для регулирования расхода топлива. Входное отверстие для воздуха горелки 61 соединено с вентилятором 63.

[0041] В данном случае компоненте горения может также представляет собой монолитный элемент горения. Тем не менее, в предпочтительном варианте осуществления компонент 6 горения использует комбинированную конструкцию, главным образом, по причине того, что компонент 6 горения вращается вместе с корпусом 1 печи во время работы. Поэтому лучше, чтобы компонент 6 горения имел малый объем. Если используется встроенная камера сгорания, то радиус вращения является большим, и размер других компонентов должен регулироваться пропорционально в соответствии с размером камеры сгорания, например, должна быть увеличена высота нижнего основания 4 и тому подобного, и это может привести к увеличению конструктивного размера всего оборудования.

[0042] Кроме того, для предотвращения блокировки материала в корпусе 1 печи горелки 61 во время работы и для обеспечения нормальной работы горелки, как показано на ФИГ. 5, футеровка 13 горелки, расположенная на боковой стенке корпуса 1 печи, является выше, внутренней стенки корпуса 12 печи. При этом в обычных печах также используются футеровка 13 горелки и конфигурация, относящиеся к предшествующему уровню техники, и они не будут описаны повторно в данном документе.

[0043] Второй вариант осуществления

[0044] Как показано на ФИГ. 7, вращающийся сегмент 73 расположен в крышке 3 печи, расположенной на головной части корпуса печи, соосно с корпусом 1 печи, и правый конец вращающегося сегмента 73 проходит через крышку 3 печи, расположенную на головной части корпуса печи, до области снаружи от крышки 3 печи, расположенной на головной части корпуса печи.

[0045] Кроме того, во время работы, в корпусе 1 печи температура на загрузочном конце ниже, чем температура на разгрузочном конце, и при размещении вращающегося сегмента 73 в крышке 3 печи, расположенной на головной части корпуса печи, если соединительный сегмент 72 по-прежнему размещен в корпусе 1 печи, то существует угроза безопасности в высокотемпературной среде. Для предотвращения этого, как показано на ФИГ. 7, в крышке 3 печи, расположенной на головной части корпуса печи, расположен соединительный сегмент 72, один конец которого соединен с концевым участком сегмента 71 подачи, и этот концевой участок сегмента 71 подачи проходит внутрь крышки 3 печи, расположенной на головной части корпуса печи. Предпочтительно, соединительный сегмент 72 расположен в радиальном направлении. Остальная часть конструкции является такой же, что и в первом варианте осуществления.

Изобретение относится к вращающейся печи, выполненной с возможностью регулирования температуры внутри каждого сегмента вращающейся печи. Печь содержит корпус печи, крышку печи, расположенную на головной части корпуса печи, крышку печи, расположенную на хвостовой части корпуса печи, и нижнее основание, причем между нижним основанием и корпусом расположено приводное устройство. Вращающаяся печь дополнительно содержит трубу подачи топлива, имеющую сегмент подачи, соединительный сегмент и вращающийся сегмент, причем сегмент подачи неподвижно расположен на наружной боковой стенке корпуса печи, вращающийся сегмент расположен соосно с корпусом печи и соединен с источником подачи топлива через поворотное соединение, и сегмент подачи сообщается с вращающимся сегментом через соединительный сегмент, при этом множество групп компонентов горения расположены на наружной боковой стенке корпуса печи в осевом направлении корпуса печи и выполнены с возможностью вращения вместе с корпусом печи, причем топливный вход каждого из компонентов горения соединен с сегментом подачи трубы подачи топлива через патрубок, а на патрубке расположен клапан для регулирования расхода топлива, при этом вращающийся сегмент расположен на загрузочном конце корпуса печи, один конец соединительного сегмента соединен с указанным вращающимся сегментом, а другой конец соединительного сегмента проходит через боковую стенку корпуса печи и соединен с сегментом подачи. Технический результат заключается в возможности сегментированного регулирования температуры, так что обеспечивается возможность более точного регулирования температурного поля по сравнению с обычной вращающейся печью, и, таким образом, повышается тепловая эффективность и производительность. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Вращающаяся печь, выполненная с возможностью регулирования температуры внутри каждого сегмента вращающейся печи, содержащая корпус печи, крышку печи, расположенную на головной части корпуса печи, крышку печи, расположенную на хвостовой части корпуса печи, и нижнее основание, причем между нижним основанием и корпусом расположено приводное устройство,

отличающаяся тем, что

вращающаяся печь дополнительно содержит трубу подачи топлива, имеющую сегмент подачи, соединительный сегмент и вращающийся сегмент, причем сегмент подачи неподвижно расположен на наружной боковой стенке корпуса печи, вращающийся сегмент расположен соосно с корпусом печи и соединен с источником подачи топлива через поворотное соединение и сегмент подачи сообщается с вращающимся сегментом через соединительный сегмент; и

множество групп компонентов горения расположены на наружной боковой стенке корпуса печи в осевом направлении корпуса печи и выполнены с возможностью вращения вместе с корпусом печи, причем топливный вход каждого из компонентов горения соединен с сегментом подачи трубы подачи топлива через патрубок, а на патрубке расположен клапан для регулирования расхода топлива, при этом вращающийся сегмент расположен на загрузочном конце корпуса печи, один конец соединительного сегмента соединен с указанным вращающимся сегментом, а другой конец соединительного сегмента проходит через боковую стенку корпуса печи и соединен с сегментом подачи.

2. Вращающаяся печь, выполненная с возможностью регулирования температуры внутри каждого сегмента вращающейся печи, по п.1, отличающаяся тем, что каждый из компонентов горения содержит горелку, причем входное отверстие для топлива горелки соединено с сегментом подачи первой трубы подачи топлива через патрубок, а воздушный вход горелки соединен с вентилятором.

3. Вращающаяся печь, выполненная с возможностью регулирования температуры внутри каждого сегмента вращающейся печи, по п.1, отличающаяся тем, что приводное устройство содержит приводной зубчатый венец, на корпусе печи размещены колесный ремень и приводной зубчатый венец, оба из которых оснащены сквозными отверстиями, и указанный сегмент подачи проходит через сквозные отверстия колесного ремня и приводного зубчатого венца.

4. Вращающаяся печь, выполненная с возможностью регулирования температуры внутри каждого сегмента вращающейся печи, по п.1, отличающаяся тем, что первые огнеупорные футеровочные кирпичи и вторые огнеупорные футеровочные кирпичи расположены с промежутками в корпусе печи и вместе образуют зубчатую конструкцию.