Теплообменник вращающейся печи Советский патент 1988 года по МПК F27B7/16 

Изобретение относится к промышленнос- т1и строительных материалов, а именно к Е)нутрипечным регенеративным теплообменым устройствам, используемым для интен- с|ификации теплообмена во вращающихся

ечах, наприме, в цементной промышлености.

10

Дальнейшее уменьщение нижнего предела межцентрового расстояния LI теплообменных элементов 3 исключает возможность пропустить теплообменные элементы 3 одного ряда сквозь теплообменные элементы 3 смежного ряда, а их свободные концы 8 закрепить на наружной поверхности ограничителями 10.

Теплообменные элементы 3 предусмотрено выполнять из сортового проката: круглого, квадратного, шестигранного и овальЦелью изобретения является интенсифи- {ация теплообмена.

IНа фиг. 1 схематически изображена вра- 1|цающаяся печь на участке установки теп- ообменника, поперечное сечение; на фиг. 2 - теплообменные элементы в сборе, фксонометрия; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - теплообменный элемент

IIвиде дуги; на фиг. 5 - то же, в виде

иосьмерки; на фиг. 6 - то же, В-образной 15 ного проф иля. Приме н ение проката позвоформы.ляет снизить вес элементов и упростить техI На внутренней поверхности корпусанологию их изготовления. Кроме того, при ращающейся печи 1 установлены ряды 2,менение таких профилей, как круглый шести |:монтированные из теплообменных элеменIOB 3, которые крепежными концами 4

Закреплены на корпусе вращающейся печи 1

Посредством шарнирного соединения 5 и опорЬых стоек 6. Теплообменные элементы 3 ус|-ановлены с аксиальным сдвигом в плоскос|гях, перпендикулярных продольной оси пеНи 1 с образованием между собой щелей- 25 виде гребенки. Каждый7епло обменн ы й эле

Мзоров 7, равных по ширине одного теп-„ент 3 из сортового проката или литья молообменного элемента 3. Свободные концы 8

генлообменных элементов 3, собранных в

эдин ряд 2, установлены в щели-зазоры 7

между теплообменными элементами 3 смежгранныи и овальный улучшает условия про- хождения обрабатываемого материала сквозь щели-зазоры, образованные двумя смежными теплообменными элементами 3. Теплообменные элементы 3 могут быть выполнены из жаропрочного литья, как отдельно по элементам, так и целым рядом в

жет быть выполнен в виде дуги 11, в виде восьмерки 12 и В-образной формы.

Теплообменные элементы 3, выполненные кого ряда 2 и на выходе из них соединены зО ВД ДУ 1 имеют повышенную поверх|между собой ограничителем 9. Для гаран- Ырования ширины щелей-зазоров 7 по всей .viHHe теплообменных элементов 3 на их кре- Ьежных концах 4 и свободных концах 8 раз- |мешены фиксаторы 10 ширины. I Теплообменные элементы 3 выполнены 35 размером ,6-0,95L, где L - расстоя- ние между центрами смежных рядов 2 теплообменных элементов 3 по хорде.

Верхний предел межцентрового расстояния ,95L принят для обработки мате- .« риалов, более склонных к налипанию и замазыванию щелей-зазоров 7. Теплообменные элементы 3 с таким межцентровым расстоянием обеспечивают полное самоскладыность теплообмена, что увеличивает общую поверхность соприкосновения обрабатываемого материала с горячей средой без изменения длины зоны установки теплообменников.

Теплообменные элементы 3 в виде восьмерки 12 предназначены для использования во вращающихся печах с плотной цепной завесой, где выходящий из нее обрабатываемый материал почти полностью высушен и фракции мм составляют около 50%, т. е. плотная порошкообразная масса.

Образованные петлями свободных концов 8 теплообменных элементов 3 и соединяющими их ограничителями 9 выступы или продольные полки на поверхности теплообОбразованные петлями свободных концов 8 теплообменных элементов 3 и соединяющими их ограничителями 9 выступы или продольные полки на поверхности теплообвание теплообменников и полную постоянную самоочистку щелей-зазоров 7. Данная 45 менника улучшают перемешивание за счет конструкция менее чувствительна к наруше- принудительного сдвига одного слоя обра- ниям режима работы печи 1, так как имеет малую высоту и всегда находится в слое материала. Дальнейшее увеличение верхнего предела межцентрового расстояния LI тепло- обменных элементов 3 ограничивается высту- 50 пающими свободными концами последующих рядов тенлообменных элементов 3.

Нижний предел межцентрового расстояния ,6L теплообменных элементов 3 принят для теплообменников, используемых

батываемого материала относительно другого слоя, что устраняет неравномерность температурного поля внутри слоя и способствует интенсификации теплообмена.

Теплообменные элементы 3 В-образной формы предназначены для использования во вращающихся печах, где плотность цепной завесы предусматривает выход из нее обрабатываемого материала в виде гранул с влажностью 5-10%. Внутрення поверхность

в печах, при обработке менее склонных теплообменника, образованная теплообмен- к налипанию материалов, т. е. для более под-ными элементами 3 этой конструкции, представляет собой относительно ровную поверхность, которая обеспечивает гранулам обравижных смесей обрабатыв емого материала. Такая конструкция снижает расход жаро0

прочного материала на изготовление тепло- обменных элементов 3 и уменьшает общий вес теплообменника. Очистка обеспечивается простым встряхиванием при изменении положения теплообменных элементов 3.

Дальнейшее уменьщение нижнего предела межцентрового расстояния LI теплообменных элементов 3 исключает возможность пропустить теплообменные элементы 3 одного ряда сквозь теплообменные элементы 3 смежного ряда, а их свободные концы 8 закрепить на наружной поверхности ограничителями 10.

Теплообменные элементы 3 предусмотрено выполнять из сортового проката: круглого, квадратного, шестигранного и оваль

5 ного проф иля. Приме н ение проката позвовиде гребенки. Каждый7епло обменн ы й эле

гранныи и овальный улучшает условия про- хождения обрабатываемого материала сквозь щели-зазоры, образованные двумя смежными теплообменными элементами 3. Теплообменные элементы 3 могут быть выполнены из жаропрочного литья, как отдельно по элементам, так и целым рядом в

„ент 3 из сортового проката или литья может быть выполнен в виде дуги 11, в виде восьмерки 12 и В-образной формы.

Теплообменные элементы 3, выполненные ВД ДУ 1 имеют повышенную поверхность теплообмена, что увеличивает общую поверхность соприкосновения обрабатываемого материала с горячей средой без изменения длины зоны установки теплообменников.

Теплообменные элементы 3 в виде восьмерки 12 предназначены для использования во вращающихся печах с плотной цепной завесой, где выходящий из нее обрабатываемый материал почти полностью высушен и фракции мм составляют около 50%, т. е. плотная порошкообразная масса.

Образованные петлями свободных концов 8 теплообменных элементов 3 и соединяющими их ограничителями 9 выступы или продольные полки на поверхности теплообменника улучшают перемешивание за счет принудительного сдвига одного слоя обра-

менника улучшают перемешивание за счет принудительного сдвига одного слоя обра-

батываемого материала относительно другого слоя, что устраняет неравномерность температурного поля внутри слоя и способствует интенсификации теплообмена.

Теплообменные элементы 3 В-образной формы предназначены для использования во вращающихся печах, где плотность цепной завесы предусматривает выход из нее обрабатываемого материала в виде гранул с влажностью 5-10%. Внутрення поверхность

теплообменника, образованная теплообмен- ными элементами 3 этой конструкции, предбатываемого материала тепловую обработку с активным перемешиванием и предохраняет их от разрушения.

Теплообменные элементы 3 двух смежных рядов 2, у которых свбодные концы 8 скреплены ограничителями 10 на поверхности элементов 3, обращенных к центру печи 1, образуют подвижную систему, способную под собственным весом при различных положениях корпуса враш.аюш.ейся печи 1 занимать положения постепенного складывания и рас- крытия.

Теплообменник работает следующим образом.

При вращении корпуса вращающейся печи 1 в верхнего положении теплообменные элементы 3 двух смежных рядов 2 находятся в положении раскрытия, т. е. свободные концы 8, соединенные ограничителями 9, находятся вблизи центральной части 1, перекрывая в достаточной степени поперечное сечение ее верхней части, где активно нагре- ваются высокотемпературным газовым потоком (положение I). Затем по мере вращения печи 1 под собственным весом теплообменные элементы 3 на шарнирных соединениях 5 начинают поворачиваться, прибли- жаясь к корпусу печи 1 (положение И) и постепенно складываться, изменяя высоту теплообменника, минимально приближаясь к футеровке корпуса (положения III-V). Одновременно теплообменные элементы 3 плавно, без ударов и пыления, погружа- ются в слой обрабатываемого материала, отдавая ему свое тепло. Материал, попадая в щели-зазоры 7 между теплообменными элементами 3, рассекается на отдельные слои, что в значительной степени способствует эффективности теплообмена. При этом происходят активное перемешивание нижних слоев материала и активный теплообмен в слое благодаря взаимному скольжению теплообменных эле.ментов 3 и пересыпаемого ими материала. Попадая в пространство между теплообменными элемен- тами 3 и футеровкой печи 1 обрабатываемый материал воспринимает тепло огнеупорной кладки. Причем пылевая и мелкие фракции, просеиваясь сквозь щели-зазоры 7, активно перемешиваются и прогреваются в слое материала без выноса их в газовый поток, что способствует значительному снижению пылевыноса из печи I.

Часть материала движется по поверхности теплообменных элементов 3, обращенной внутрь печи 1, как бы приподнимается над слоем и скатывается по поверхности элементов 3 на поверхность слоя материала и футеровку корпуса печи 1, где интенсивно перемещивается и нагревается, активно воспринимая тепло от теплообменных элементов 3 с развитой поверхностью теплооб- мена, от футеровки и газового потока.

По мере дальнейшего поворота корпуса печи 1 теплообменные элементы 3 начинают вновь раскрываться (положение VI). выпускают сквозь щели-зазоры 7 оставпшй- ся обрабатываемый материал и одновременно под собственным весом устремляются постепенно вниз, скользя относительно друг друга по шелям-зазорам 7, одновременно очищая и.х от налипающего и застрявшего материала, т. е. происходит самоочистка рядов 2 теплообменных элементов 3 и их раскрытие с занятием верхнего исходного положения (положение I). После этого рабочий цикл повторяется. Причем крупные фракции материала, не прошедшие через щели- зазоры 7 теплообменных элементов 3, поднимаются последними в центральную часть вращающейся печи 1, где подвергаются дополнительной термообработке в газовом потоке. Раскрытые теплообменные элементы 3 в верхней части печи 1 перекрывают ее поперечное сечение, способствуя снижению пылеуноса.

Использование предлагаемого теплообменника позволяет интенсифицировать теплообменные процессы при обжиге клинкера за счет улучшения теплообмена и предотвращения замазывания, а также уменьшения пылеуноса, что, в свою очередь, способствует снижению расхода топлива на обжиг клинкера или повышению производительности вращающейся печи.

Формула изобретения

1.Теплообменник вращающейся печи, содержащий расположенные по окружности ряды теплообменных элементов, закрепленных одним концом посредством шарнирного соединения на корпусе печи, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, выступающие во внутрь печи свободные концы теплообменных элементов одного ряда размещены между свободными концами смежного ряда и соединены ограничителями.

2.Теплообменник по п. 1, отличающийся те.м, что расстояние между центром шарнирного соединения и ограничителем каждого теплообменного элемента равно 0,60-0,95 расстояния между центрами смежных рядов теплообменных элементов.

3.Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каждый теплообменный элемент выполнен из стержней сортового проката круглого, квадратного, шестигранного или овального сечения.

4.Т-еплообменник по пп. 1-3, отличающийся тем, что каждый теплообменный элемент выполнен в виде дуги.

5.Теплообменник по пп. -3. отличающийся тем, что каждый теплообменный элемент выполнен в виде восьмерки.

6.Теплообменник по пп. 1-3, отличающийся тем, что каждый теплообменный элемент выполнен В-образной формы.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к внутренним регенеративным теплообменным устройствам, используемым для интенсификации теплообмена во вращаюшихся печах, например, в цементной промышленности. Целью изобретения является интенсификация теплообмена. Теплообменник вращающейся печи 1 содержит расположенные по окружности ряды 2 теплообменных элементов 3, закрепленных одним концом посредством шарнирного соединения 5 на корпусе печи 1 и отделенных в продольном направлении друг от друга установленными между ними взаимопересекающимися теп- лообменными элементами 3 смежного ряда 2. Выступающие свободные концы 8 теплообменных элементов 3 каждого ряда соединены ограничителями 9. Расстояние между центром шарнирного соединения и ограничителем каждого теплообменного элемента 3 равно 0,6-0,95 расстояния между центрами смежных рядов 2 теплообменных элементов 3. Теплообменные элементы 3 двух смежных рядов, у которых свободные концы 8 скреплены ограничителями на поверхности элементов 3, обращенных к центру печи I, образуют подвижную систему, способную под действием собственной массы при различных положениях корпуса печи 1 занимать положения постепенного складывания и раскрытия. 5 3. п. ф-лы, 6 ил. с (О ел С Фиг. 2.

dl

..L

9иг.

VU2.5

Vuz.