Теплообменное устройство вращающейся печи Советский патент 1984 года по МПК F27B7/16 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к обжигу цементного клинкера во вращающихся печах. Известно теплообменное устройств вращающейся печи, содержащее закрепленные на внутренней поверхности корпуса печи винтовые лопасти, уста новленные под углом 45-60 к образующей корпуса печи и направленные против вращения печи C1 Недостатками устройства являются низкие теплообмен и долговечность и высокое пылеобразование. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является теплообменно устройство вращающейся печи, содержащее попарно прикрепленные основаниями к корпусу печи равновеликие прямоугольные лопасти, расположенHt ie по спирали с направлением витка |Противоположнь1м направлению вращени печи, причем лопасти в одной спирали расположены параллельно друг дру гу и не смыкаются с лопастями соседней спирали С 2. Недостатками известного устройст являются малоэффективный теплообмен и высокое пьшеобразование. Мало эффективный теплообмен происходит из-за того, что при вращении печи н участке подъема с обжигаемым клинкером контактирует только верхняя поверхность лопасти. От,нижней поверхности лопасти клинкер отсыпается. Это резко снижает поверхность контакта теплообменника, а значит и эффективность теплообмена. Высокое пьтеобразование объясняется тем, что клинкер транспортируется лопастями вверх и начинает ссыпаться с лопастей с большой высоты. Существенным недостатком является и то, что устройство создает высокое аэродинамическое сопротивление прохождению печных газов, приво дящее к перераспределению газового потока в центральную область печи, что резко снижает конвективньй теплообмен между печными газами и тепл обменнцками и обрабатываемым материалом. Для снижения аэродинамического сопротивления приходится умень шить число теплообменников, что, в свою очередь, уменьшает поверхность теплообмена, а значит и его интенсивность. Целью изобретения является снижение пьшевыйоса и интенсификация перемещивания и теплообмена. Указанная цель достигается тем, что в теплообменном устройстве вращающейся печи, содержащем попарно прикрепленные основаниями к корпусу печи равновеликие прямоугольные лопасти, расположенные по спирали с направлением витка, противоположным направлению вращения печи, лопасти в каждой паре сочленены одна с другой под углом 110-170 и сочлененные лопасти размещены в каждой спирали в шахматном порядке внутренними поверхностями одна к другой с углом подъема спирали, равным углу наклона печи к горизонту, при этом одна лопасть сочлененной пары расположена по направлению вращения печи параллельно витку спирали и выполнена со сквозными отверстиями. На фиг. 1 показаны сочлененные лопасти теплообменного устройства; на фиг. 2 - часть развертки теплообменного устройства печи. Сочлененные прямоугольные лопасти 1 и 2 расположены под углом 110170 одна к другой. Отверстия 3 предназначены для крепления теплообменника к корпусу печи. Наличие отрерстий 3 и расположение их у обоих оснований лопастей 1 и 2 позволяет использовать одну и ту же отливку в любом ряду теплообменного устройства за счет поворота теплообменника на 180° при его монтаже. На одной из лопастей 2 теплообменника выполнены сквозные отверстия 4. А - виток спирали, в котором 5 первый ряд тёпло6б мё нн1Гков, 6 - второй ряд теплообменников, 2 - лопасти теплообменников, выполненные с отверстиями и расположенные по направлению вращения печи параллельно, витку спирали, 1 - пересыпающие лопасти теплообменников, угол наклона печи к горизонту и угол подъема спирали. Теплообменное устройство работает следуюш;им образом. При вращении печи лопасти 2 теплообменников на входе и выходе из обжигаемого материала контактируют с ним всеми своими поверхностями. Это достигается тем, что угол подъема спирали, по которой расположены теплообменники, равен углу наклона печи к горизонту, то есть в этом сл чае исключено явление отсыпания обжигаемого клинкера от какой-либо поверхности лопасти 2, Полный контакт лопастей 2 с обжигаемым материалом значительно интенсифицирует процесс теплообмена. При дальнейшем повороте печи обжигаемый материал попадает- на лопасти 1 теплообменников, которые им ют значительный наклон к образующей корпуса печи. В результате этого обжигаемый материал захватывается этими лопастями 1 и транспортируется ими на определенную высоту. Одновременно происходит теплообмен между верхними поверхностями лопастей 1 и обжигаемым материалом. Затем клинкер начинает пересыпаться с лопасти 1 на лопасть 1 другого ряда 6 спирали. Это обеспечивает ег интенсивное перемешивание, удлиняет путь прохождения материала по печи и создает условия конвективного теп лообмена между топочными газами и обжигаемым материалом. Интенсивное перемешивание при обжиге клинкера, обладающего низкой теплопроводностью, резко увеличивает теплообмен. При угле между лопастями 1 и 2 менее IIO интенсивность перемешивани материалов снижается, а обжигаемый материал будет ими подниматься на очень большую высоту и при ссыпании с лопастей 1 с такой высоты будет происходить интенсивное пьшеобразбвание. При угле между лопастями 1 и 2 более 170 пылеобразование будет ми нимальным, но эффект перемешивания, а значит и теплообмена упадет. Отверстия 4, выполненные в лопасти 2 теплообменников, уменьшают аэродинамические сопротивления теплообменного устройства. Это позволяет большей части печных газов про ходить в зоне теплообменников, а не по центральной части печи. Такое пе рераспределение газового потока благоприятно сказывается на увеличении конвективного теплообмена между газами и теплообменниками и обжигаемым материалом. Кроме того, наличие отверстий 4 на лопастях 2 теплообменников позволяет теплообменному устройству резко снизить пылевынос, так как в этом случае теплообменное устройство выполняет роль фильтра. Пылеосаждение происходит в момент прохода печных газов, насыщенных пылью, че,рез Ьтверстия А из-за резкого перепада сечений и многочисленных завихрений газового потока. Теплообменное устройство может устанавливаться в зонах, занимаемых другими видами встроенных теплообменных устройств, в том числе и цепными. Благодаря простоте конструкции и надежности, а также рациональному расположению теплообменников между собой, создающему интенсивное перемешивание обжигаемого материала, предлагаемое теплообменное устройство целесообразно использовать в зоне декарбонизации при обжиге цементного клинкера. Теплообменное устройство монтируется в печи по спирали с углом подъема ее о(, равным углу наклона печи к горизонту. Виток спирали А составляется из двух рядов сочлененных лопастей 1 и 2. В этих рядах теплообменники размещены в шахматном порядке, внутренн.гми поверхностями друг к другу. Лопасть 2, имеющая сквозные отверстия А, расположена по направлению вращения печи, параллельно Битку спирали. Изменяя угол между лопастями 1 и 2 в указанных пределах, можно добиться наиболее интенсивного перемещивания, а значит и теплообмена при минимальном пьшеобразовании для определенного типа печей и видов обрабатываемых материалов.

ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ, содержащее попарно прикрепленные основаниями к корпусу печи равновеликие прямоугольные лопасти, расположенные по спирали с направлением витка, противоположным направлению вращения печи, о т л ич ающе е ся тем, что, с целью снижения пылевыноса и интенсификации перемешивания и теплообмена, лопасти в каждой паре сочленены одна с другой под углом 110-170° и сочлененные лопасти размещены в каждой спирали в шахматном порядке внутренними поверхностями одна к другой с углом подъема спирали, равным углу наклона печи к горизонту, при зтом одна лопасть сочлененной пары расв положена по направлению вращения печи параллельно витку спирали и выполнена со сквозными отверстиями. Э :о ;о & о э