Теплообменник вращающейся печи Советский патент 1990 года по МПК F27B7/16 

Изобретение относится к технике теплообмена во вращающихся печах и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

Целью изобретения является повышение эффективности теплообмена.

На фиг. 1 показан теплообменник, общий вид; на фиг. 2 - вариант выполнения теплообменника с креплением в виде скоб с пазами; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - вариант с подвещенным на цепях теплообменником; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - вариант шарнирного закрепления оси на элементах; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6.

Внутри вращающейся печи 1 равномерно по окружности расположены, кронштейны 2 с осями 3, на которых свободно подвешены две трубы, которые образуют полые замкнутые элементы 4 вместе с лапками 5 и болтами 6. Трубы с Обеих сторон имеют седла 7, а внутри них свободно расположены шары 8. Длину элементов 4 и их диаметр определяют заданным количеством поднимаемого в поток горячего газа материала. Размер лапок 5 определяют из условия свободного прохождения между трубами оси 3. Количество труб

определяют тепловым расчетом. На каждой оси 3 может быть подвешено по одной или несколько пар труб, что определяется их весом и условиями монтажа. Диаметр оси 3 определяют расчетом на изгиб от элементов 4 с материалом. Высоту кронштейнов 2 определяют из условия прохождения труб в нижнем положении под осью 3. Количество кронштейнов 2 по окружности определяют из условия исключения касания соседних элементов 4 в нижнем положении. Элементы 4 могут быть подвешены при помощи продолговатых скоб 9 с пазами, в которые входят консольные полуоси 10. Между каждой парой конических седел 7 свободно располагается шар 8, а для того, чтобы шары 8 не могли перемещаться к другим седлам 7, между парами седел 7 могут быть выполнены внутри элементов 4 направляющие ребра 1. Снаружи элементы 4 могут свободно охватывать замкнутые гибкие элементы, например, из цепей 12.

Размеры и количество элементов 4 определяют тепловым расчетом печи 1 с учетом температуры горячих газов (чем больше температура, тем меньше размеры для того, чтобы элементы 4 лучше погружались в боS

О)

05

СП СД

оо

лее «холодный материал и не сгорали). Размеры отверстий в седлах 7 определяют из условия высыпания старого материала и засыпания нового за каждый оборот. Диа- метр шаров 8 берут из условия исключения их выхода через седла 7. Высоту ребер 11 берут минимальной из условия исключения прохода через них шаров 8. Количество пар седел 7 определяют заданным количеством поднимаемого материала. Продолговатые скобы 9 делают по размерам элементов 4, причем их ширина у седел 7 минимальна и примерно равна диаметру полуосей 10, а в середине - максимальна, чтобы элемент 4 проскальзывал в нижнем положении под полуосями 10 при минимальной высоте кронштейнов 2, которые при этом лучше охлаждаются материалом. Глубину скоб 9 и длину полуосей 10 берут примерно одинаковой из условия исключения отсоединения элементов 4 при наличии допустимого условия долговечности износа. Длину цепей 12 берут из условия свободного охватывания элементов 4 между седлами 7 без соскакивания. На кронштейнах 2 с осями 3 при по- мош,и замкнутых цепей 12 могут быть свободно подвешены полые теплообменные элементы 4 с седлами 7, шарами 8 и ограничителями 13 для фиксации цепей 12. На осях 3 имеются ограничители 14 для фиксации целей 12. Размер / определяют с учетом температуры горячих газов (чем больше температура, тем меньше /, чтобы элементы 4 лучше погружались в материал и не сгорали). Теплообменные элементы 4 могут иметь одну или несколько пар седел 7 и столько же шаров 8, причем внутренняя полость их может состоять из нескольких (по числу шаров 8) полостей или быть обшей с несплошными перегородками между составляющими полостями, которые исключают переход шаров 8 из одной в другую. Размер шаров 8 определяют из условия их свободного перемещения внутри элементов 4, а размер седел 7 определяют из условия обеспечения заданного заполнения внутренней полости элементов 4 с учетом исключения выхода через них шаров 8.

Размер k между ограничителями 13 выбирается из условия свободного прохождения цепей 12, а их высота h меньше высоты звеньев цепи 12 с учетом того, чтобы ось 3, лежащая на звеньях цепи 12, не касалась ограничителя 13. Диаметр оси 3 определяют расчетом на прочность от веса элементов 4 с материалом. Высоту кронштейнов 2 берут минимальной из условия обеспечения возможности продевания оси 3 внутри звеньев цепи 12, причем это звено желательно выполнять круглым. Диаметр ограничителей 14 берут большим примерно на два размера кронштейнов 2, чем диаметр оси 3. Расстояние между ограничителями 14 меньше размера Л из условия свободного их прохождения между ограничителями 13.

Оси 3 кронштейнов 2 могут быть закреплены щарнирно на элементах 4.

Для опирания на корпус печи на элементах 4 делают опоры 15. Размеры теплообменных элементов 4 определяют заданным количеством поднимаемого материала с учетом температуры горячих газов и жаростойкости материала, из которого сделаны элементы 4 (чем выше температура газов и меньше жаростойкость материала элементов 4, тем меньше размер элементов 4 между седлами 7). Высоту кронштейнов 2 делают минимальной из условия обеспечения возможности поворачивания элементов 4 из одного крайнего положения в другое. Высоту опор 15 определяют из тех соображений, чтобы материал из элементов 4 начинал высыпаться в слой материала в печи 1. Остальные размеры определяют конструктивно и проверяют на прочность и работоспособ- ность.

Теплообменник работает следующим образом.

В нижнем положении элементы 4 входят в слой материала и заполняются им, так как шары 8 в это время расположены в нижних

5 седлах 7. Затем элементы 4, провисая на осях 3, поднимаются в поток горячих газов и нагреваются. Затем в нижнем положении элементы 4 ложатся на печь 1, материал из них высыпается, шары 8 перекатываются вниз, и- процесс повторяется.

0 Провисая на полуосях 10 (фиг. 2 и 3), в верхнем положении элемент 4 вместе с заполняющим его материалом хорощо прогревается горячими газами. В нижнем положении элемент 4 сначала ложится на корпус печи 1, затем, когда он перейдет в нижнее

5 положение и материал начнет высыпаться из него, шары 8 под действием силы тяжести перекатываются между ребрами 11, пока не сядут в оказавшиеся снизу седла 7 и закроют полость элементов 4, которая напол.„ няется материалом через верхние седла 7. Затем элементы 4 настолько поднимаются, что начинают скользить по корпусу печи 1, при этом полуоси 10 переходят в скобах 9 из одного крайнего положения в другое, и процесс повторяется. При наличии цепей 12

5 элемент 4 скользит не по корпусу печи 1, а по цепям 12, как по гусеницам, что исключает износ печи 1. При подвешивании элементов 4 на цепях 12 (фиг. 4 и 5) в верхнем положении элементы 4 вместе с материалом внутри над шарами 8 провисают на цепях 12

0 и хорошо прогреваются горячими газами. В нижнем положении они ложатся на корпус печи 1, затем начинают подниматься, при этом материал через седла 7 высыпается из элементов 4, шары 8 перекатываются из одного крайнего положения в другое, пере5 крывают седла 7, и полость элементов 4 заполняется новым материалом. По мере подъема элементы 4 начинают скользить по цепям 12 через ось 3 до тех пор, пока она не

начнет их поднимать, и затем процесс повторяется.

При шарнирном креплении оси 3 на элементах 4 (фиг. 6 и 7) они ложатся на корпус печи опорами 15, входят в слой материала, отдают ему тепло, а при наклонном положении материал через седла 7 начинает высыпаться из них, затем элементы 4 за счет своего веса плавно переворачиваются, так как резко поворачиваться не дает материал. При этом шары 8 вновь возвращаются в прежнее положение, и полость элементов 4 заполняется новым материалом. Затем процесс повторяется.

Применение теплообменника повышает эффективность теплообмена за счет увеличения количества поднимаемого материала, что обеспечивает экономию топлива, повышает надежность работы за счет исключения проскальзывания элементов 4 по печи 1, что снижает затраты на ремонты и увеличивает выпуск продукции, снижает пыление, что приводит к экономии сырья, а также уменьшает вынос тепла с пылью, что приводит к экономии топлива.

Формула изобретения

1.Теплообменник враш,аюшейся печи, содержаший закрепленные на внутренней поверхности корпуса печи по окружности полые продолговатые элементы с завальцо- ванными внутрь краями н помешенные внутри них шары, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, элементы соединены друг с другом и свободно подвешены на кронштейнах с осями.

2.Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что оси расположены между элементами.

3.Теплообменник по п. I, отличающийся тем, что элементы снабжены размешенными с боков продолговатыми скобами с пазами, в которые входят консатьные полуоси кронштейнов.

4.Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что элементы снабжены охватываюши- ми их замкнутыми цепями.

5.Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что оси закреплены на элементах шар- нирно.

Изобретение относится к технике теплообмена во вращающихся печах и может быть использовано в промышленности стройматериалов. Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена. Теплообменник вращающейся печи 1 содержит свободно расположенные равномерно по окружности на кронштейнах 2 с осями 3 полые замкнутые элементы, с обеих сторон которых имеются седла, а внутри размещены шары. Элементы могут быть закреплены на полуосях посредством боковых продолговатых скоб с пазами, могут быть охвачены замкнутыми цепями 12, а также быть подвешены на них. Оси 3 могут быть шарнирно прикреплены к полым элементам. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

5

Фиг.Ъ

Фиг. 2.

Ч -1

15

7Л5

Фиг. 5

Фиг. 6

6:J.

15