Теплообменное устройство вращающейся печи Советский патент 1989 года по МПК F27B7/16 

Изобретение относится к теплооб- менным устройствам вращающихся печей цементного производства и может быть использовано также в других отраслях промьшшенности.

Целью изобретения является снижение пылеобразования и теплопотерь.

На фиг.1 показан теплообменник, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - то же, вид сверху; на фиг.4 - крепежный элемент, расположенный на основании одного из концов теплообменника (крепежный элемент на другой пластине аналогичен указанному); на фиг.З - конструкция элемента крепейшого устройства, соединяемого с корпусом печи в виде уголка с вырезом на одной из полок.

Теплообменник выполнен подковообразной формы и ромбического сечения. Соотношение большой оси ромба АБ к малой СД находится в пределах 1,5: .2,5. Образованный острый угол между

корпусе печи, служит уголок 3, внутренняя ширина полок которого равна диаметру бобышек 2 d. На середине

- одной из полок выполнен вырез по фор ме острого угла / ромба. Величина выреза на несколько градусов может быть больше, чем угол а( . Это уменьшит тепловой контакт в узле крепле10 ния теплообменника.

Сборка теплообменников на корпусе печи производится по предварительной р азметке. Первоначально приваривается к корпусу печи ребром полки, не

15 имеющей выреза, уголок 3. Это ребро полки должно совпадать с образующей корпуса печи. Затем в образованный зев между корпусом печи и полкой уголка 3 с вырезом вставляют одну из

20 пластин 1 теплообменника своими крепежными элементами - бобышками 2. Положение теплообменника выверяется в диаметральной плоскости печи и про изводится присоединением второго угол

V t- ClOwX dft-f AJlXl. -f Ч J. LJtf A je,--u. .. v..r-I -. - r-l - -----i- --I I -.

плоскостями ромба не позволяет задер- 25 ка 3 к корпусу печи, предварительно живаться на них обжигаемому материа- совмещенного своим вырезом с острым

углом ромба второй пластины 1 тепло обменника и ее бобышками 2.

лу, так как угол естественного откоса материала (ок-оло 42) меньше угла между малой осью СД ромба и его боковыми поверхностями.

Элементы крепления у оснований пластин 1 теплообменника одновременно служат опорными базами теплообмен- ника и выполнены в форме цилиндричесуглом ромба второй пластины 1 теплообменника и ее бобышками 2.

Соотношение большой и малой оси ромба в пределах 1,5-2,5 и расположение теплообменника по диаметральной плоскости печи выбрано по следующим соображениям.

Полностью устранено пылеобразоваких бобьш1ек 2 диаметром d, размещен- 35 ™ оне теплообменного устройства

ных на общей оси SP. Общая образующая бобышек 2 QH проходит через вершину наружного острого угла ромба «(,, перпендикулярно его большой оси АБ. Продольная ось бобышек SP смещена от вершины угла at по большой осиАБ в тело теплообменника на величину радиуса -бобышек 2 d/2. Большие оси АВ поперечного сечения обоих концов теплообменника расположены в двух параллельных плоскостях по направлению вращения печи. Основания пластин теплообменника ограничены наклонной плоскостью, проходящей касательно к поверхности бобьшек 2, а высота образованного скоса не превышает толщины футеровки печи. Теплообменники на корпусе печи расположены по окружности в несколько рядов. Количество рядов и теплообменников в окружности определяются для конкретных условий (типоразмер печи, топливо, сырье и др.) теплотехническим расчетом. Элементом крепления, размещенным на

40

за счет исключения ссыпания с теплообменника обжигаемого клинкера в га- зовьш поток при повороте печи, так как в конструкции теплообменника отсутствуют поверхности, которыми част клинкера захватывалась бы и транспортировалась бы на определенную высоту из общего потока.

Снижена скорость газового потока 45 в зоне теплообменного устройства за счет создания аэродинамического сопротивления газовому потоку путем размещения на его. пути широких, плоскостей теплообменников.

При соотношении осей ромба менее 1,5 фи:гура ромба будет приближаться к квадрату, что снизит поверхности теплообмена и аэродинамическое сопро тивление газовому потоку. Появится возможность захвата клинкера теплообменниками из общего потока, что приведет к пылеобразованию. При соотношении осей ромба более 2,5 аэродинамическое сопрбтивление газовому

50

55

корпусе печи, служит уголок 3, внутренняя ширина полок которого равна диаметру бобышек 2 d. На середине

одной из полок выполнен вырез по форме острого угла / ромба. Величина выреза на несколько градусов может быть больше, чем угол а( . Это уменьшит тепловой контакт в узле крепле0 ния теплообменника.

Сборка теплообменников на корпусе печи производится по предварительной р азметке. Первоначально приваривается к корпусу печи ребром полки, не

5 имеющей выреза, уголок 3. Это ребро полки должно совпадать с образующей корпуса печи. Затем в образованный зев между корпусом печи и полкой уголка 3 с вырезом вставляют одну из

0 пластин 1 теплообменника своими крепежными элементами - бобышками 2. Положение теплообменника выверяется в диаметральной плоскости печи и производится присоединением второго угол -- -. - r-l - -----i- --I I -.

25 ка 3 к корпусу печи, предварительно совмещенного своим вырезом с острым

ка 3 к корпусу печи, предварительно совмещенного своим вырезом с острым

углом ромба второй пластины 1 теплообменника и ее бобышками 2.

Соотношение большой и малой оси ромба в пределах 1,5-2,5 и расположение теплообменника по диаметральной плоскости печи выбрано по следующим соображениям.

Полностью устранено пылеобразова™ оне теплообменного устройства

за счет исключения ссыпания с теплообменника обжигаемого клинкера в га- зовьш поток при повороте печи, так как в конструкции теплообменника отсутствуют поверхности, которыми часть клинкера захватывалась бы и транспортировалась бы на определенную высоту из общего потока.

Снижена скорость газового потока в зоне теплообменного устройства за счет создания аэродинамического сопротивления газовому потоку путем размещения на его. пути широких, плоскостей теплообменников.

При соотношении осей ромба менее 1,5 фи:гура ромба будет приближаться к квадрату, что снизит поверхности теплообмена и аэродинамическое сопротивление газовому потоку. Появится возможность захвата клинкера теплообменниками из общего потока, что приведет к пылеобразованию. При соотношении осей ромба более 2,5 аэро.- динамическое сопрбтивление газовому

потоку возрастет и снизится теплооб- мен между горячими газами и теплообменниками. Кроме того, в этом случае тело теплообменника будет тонким и снизится его долговечность.

Размещение двух пластин 1 теплообменника в различных параллельных плоскостях I и II обеспечивает устойчивость теплообменника и что наиболее важно, интенсифицирует теплообмен между клинкером и теплообменш- ком за счет того, что плоскости одного теплообменника в слое клинкера будут перемещаться по различным траекториям и воздействовать на материал, не бывший в контакте со смежной пластиной I.

Плавное сопряжение пластин I теп10

15

счет применения в конструкции крепежного устройства линейных контактов между теплообменниками и корпусом печи, а не по плоскостям. Это резко сократило потери тепла в окружающую С1)еДу, т.е. повысило КПД течи.

Формула изобретения

1. Теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее футеровку и расположенные по окружности ряды теплообменников, соединенных с вщ трен- ней поверхностью корпуса печи посредством размещенных на основаниях теплообменников элементов крепления, выполненных в виде цилиндрических бобышек и закрепленных на корпусе

лообменника дугой и одинаковое их се- 20 печи элементов крепления, о т л и - чение обеспечивают снижение термичес- чающееся тем, что, с целью ких напряжений в теплообменнике и снижения пылеобразования и теплопотерь, теплообменники выполнены подковообразной формы ромбического сече- 21)

создают перемещивание клинкера, что из-за низкой теплопроводности его значительно интенсифицирует теплообмен.

Установка предложенных теплообменников в печь, которые снабжены искривленными поверхностями, образованными плавным сопряжением пластин I дугой Б плоскости корпуса печи, и отгребают ими обжигаемьш материал навстречу его движению, создает сопротивление его прохождению и повышает уровень материала в печи в зоне теплообменного устройства. Этим создаются благоприятные условия для теплообмена между клинкером, газовым потоком и футеровкой печи за счет увеличения площади их контакта и увеличивается время тепловой обработки материала в зоне теплообменного устройства.

Предложенная конструкция крепежния с соотношением ромбических осей, равным (1,5:2,5):, при этом образующие бобышек элементов крепления проходят через вершину наружного острого угла ромба перпендикулярно

30 его большой оси и продольная ось бобышек смещена по этой оси от вершины наружного острого угла ромба в тело теплообменника на величину их радиуса, а элементы крепления на корпусе

25 печи выполнены из соразмерных с диаметром бобышек уголков с вырезом на середине одной из полок в форме острого угла, соединенных с корпусом печи ребром смежной полки.

40 2. Устройство.по П.1, о т л и - чающееся тем, что большие оси поперечных сечений концов каждого теплообменника смещены относительно одна от другой по параллельным

ного устройства теплообменников очень .js плоскостям по направлению вращения

проста, не требует значительных трудозатрат при изготовлении и монтаже теплообменников.

В предлагаемом теплообменном устройстве и, в частности, крепежных устройствах значительно уменьшена площадь теплового контакта между теплообменниками и корпусом печи за

печи.

3. Устройство по п., о т л и г чающееся тем, что основания пластин теплообменников скошены по 50 наклонной плоскости, проходящей касательно к поверхности бобьш1ек, а высота образованного скоса не превышает толщину футеровки печи.

счет применения в конструкции крепежного устройства линейных контактов между теплообменниками и корпусом печи, а не по плоскостям. Это резко сократило потери тепла в окружающую С1)еДу, т.е. повысило КПД течи.

Формула изобретения

1. Теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее футеровку и расположенные по окружности ряды теплообменников, соединенных с вщ трен- ней поверхностью корпуса печи посредством размещенных на основаниях теплообменников элементов крепления, выполненных в виде цилиндрических бобышек и закрепленных на корпусе

печи элементов крепления, о т л и - чающееся тем, что, с целью снижения пылеобразования и теплопотерь, теплообменники выполнены подковообразной формы ромбического сече- 21)

ния с соотношением ромбических осей, равным (1,5:2,5):, при этом образующие бобышек элементов крепления проходят через вершину наружного острого угла ромба перпендикулярно

30 его большой оси и продольная ось бобышек смещена по этой оси от вершины наружного острого угла ромба в тело теплообменника на величину их радиуса, а элементы крепления на корпусе

25 печи выполнены из соразмерных с диаметром бобышек уголков с вырезом на середине одной из полок в форме острого угла, соединенных с корпусом печи ребром смежной полки.

40 2. Устройство.по П.1, о т л и - чающееся тем, что большие оси поперечных сечений концов каждого теплообменника смещены относительно одна от другой по параллельным

.js плоскостям по направлению вращения

печи.

3. Устройство по п., о т л и г чающееся тем, что основания пластин теплообменников скошены по 50 наклонной плоскости, проходящей касательно к поверхности бобьш1ек, а высота образованного скоса не превышает толщину футеровки печи.

Изобретение относится к тепло- обменным устройствам вращающейся печи и позволяет снизить тепловые потери и пылеобразование. Теплообмен- ное устройство содержит теплообменники подковообразной формы с ромбиf a fMi нтеровт ческим поперечным сечением. Соотношение большой и малой осей ромба находятся в пределах 1,5-2,5. Элементы крепления у оснований пластин теплообменника выполнены в форме соосных цилиндрических бобышек 2. Большие оси поперечного сечения обеих пластин теплообменника расположены в двух параллельных плоскостях по направлению вращения печи. Элементом крепления корпуса печи служит уголок 3с вырезом на одной из полок. Снижение теплопотерь достигается тем, что каждый теплообменник контактирует с корпусом печи не по плоскостям, а по линиям, а также формой теплообменников и их расположением в печи. Снижение пьтеобразования достигается тем, что поперечное сечение теплообменника и его расположение-в печи не возмущают слой материала, а движущемуся газовому потоку создают определенное сопротивление, гася его скорость. 2 3.п. ф-лы, 5 ил. fyto тепяоойнен- нип С (Л С || сь о СП Од Од Корпус печи

Ллжякя R

Л.Гратилло

Фиг.5

Состаш1тель М.Петрова Техред Л..Сердюкова

Заказ 531/48

Тираж 533

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

fffjdKoembl

Фиб,3

Корректор Э.Лончакова

Подписное