Теплообменное устройство вращающейся печи Советский патент 1980 года по МПК F27B7/16 

(54) ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ jnE4iC f Т.

1

Изобретение относится к тепдообменным устройствам вращающихся печей для тепловой обработки цементной сырьевой смеси.

Известно теплообменное устройство, состоящее из отдельно расположенных по кольцам печи элементов и прикрепленных своим основанием к ее внутренней поверхности, предназначенное для улучшения теплотехнических параметров работы печи 1.

Недостатком известного теплообменного устройства является сложность конструкции его элементов и наличие в них неравномерных переходов от массивных сечений к тонким, а также не учтены такие важные критерии работоспособности, как прочность, жесткость и долговечность. Поэтому, эксплуатируясь в условиях высоких циклически изменяющихся температур, тепообменники подвергаются значительным термическим напряжением и деформациям в наиболее тонких сечениях, что приводит к преждевременному разрущению известной конструкции теплообменного устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее пересыпные лопасти, закрепленные своими основаниями по кольцам на внутренней поверхности корпуса печи с наклоном к его образующей 2.

Недостаток известного теплообменного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает эффективного теплообмена в печах вследствие неравномерного гранулометрического состава слоя материала и кратковременного соприкосновения газового потока с сырьевой смесью. Вместе с тем низкие технологические параметры такого теплообменника приводят к снижению производительности печи и невысокому качеству обрабатываемого материала.

Цель изобретения - интенсификация процесса теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что в теплообменном устройстве вращающейся печи, содержащем пересыпные лопасти, закрепленные своими основаниями по кольцам на внутренней поверхности корпуса печи с наклоном к его образующей, лопасти выполнены зигзагообразными, причем по кольцу печи смежные лопасти поочередно наклонены к образующей корпуса печи в противоположные стороны. Кроме того, смежные лопасти в каждом кольце установлены зигзагообразной поверхностью попеременно навстречу газовому потоку и по ходу двинавстречу газовому потоку и по ходу вращения печи. На фиг. 1 показан теплообменник, общий вид; на фиг. 2 - лопасти с наклоном поочередно в противоположные стороны (веерообразно). Теплообменное устройство вращающейся печи 1 состоит из отдельных лопастей, выполненных зигзагообразными и размещенных с наклоном к образующей корпуса печи 1 поочередно в противоположные стороны, лопасти 2 также могут быть установлены попеременно навстречу газовому потоку и по ходу вращения печи 1. При вращении печи 1 лопасти 2 движутся навстречу пересыпающемуся слою материала, при этом материал захватывается лопастями 2 и равномерно перемещается по их зигзагообразной поверхности, что обеспечивает ему длительный контакт с лопастями 2 и способствует интенсивному перемещиванию по всей высоте слоя с учетом различного гранулометрического состава. Лопасти 2 предлагаемого устройства, обладая двухсторонней криволинейной зоной подъема материала с рациональным углом захвата и более развитой поверхности теплообмена, позволяет существенным образом интенсифицировать процесс тепловой обработки сырьевой смеси. Кроме того, при повороте печи 1 истечение материала по лопастями 2 с такой конфигурацией рифления происходит обособленными размеренными струями, что предотвращает в значительной мере пылевынос. Лопасти 2, установленные зигзагообразной поверхностью навстречу газовому потоку, выполняют в этом случае особенную функцию работы теплообменного устройства. Такое расположение лопастей 2 обеспечивает новое качество, которое характеризуется для теплообменного устройства как аэродинамическая обтекаемость газовым потоком в перпендикулярном направлении набегающего слоя материала, способствующая рациональному использованию тепла отходящих газов и осаждению пыли за счет равномерной скорости потока и погашения инерционных сил, образующихся при завихрениях потока по криволинейной поверхности лопастей 2. Размещение смежных лопастей 2 теплообменного устройства по кольцу печи 1 с наклоном к образующей корпуса печи 1 в противоположные стороны создает условие для увеличения зоны захвата материала и делает возможным веерообразное его перемешивание с плавной силой подъема и истечения сырьевой смеси по зигзагообразным желобам, придавая процессу высокую эффективность теплообмена и стабильность качества термообработанной смеси. Интенсификация процесса путем комплекс ного перемещивания материала с использованием тепла газового потока при установке смежных лопастей 2 в каждом кольце попеременно навстречу газовому потоку и по ходу вращения печи позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление и динамическую нагрузку на материал. Наряду с этим, подобное взаимодействие лопастей 2 с материалом создает устойчивый режим работы и способствует увеличению производительности вращающейся печи 1 и повышению качества выпускаемого клинкера благодаря оптимальному теплообмену зигзагообразной поверхности лопастей 2 с материалом и увеличению скорости перемещения теплообработанной смеси Б зону спекания. Предлагаемое теплооб.менное устройство в то же время обладает повышенной долговечностью в сравнении с аналогичными показателями известных устройств. Это объясняется тем, что лопасти 2 выполнены зигзагообразными с образованием прочных ребер жесткости, которые обеспечивают пониженную деформируемость лопастей 2 и высокую циклическую прочность в условиях изменяющихся температур. Более высокая долгОт вечность лопастей 2 обеспечивается при попеременной их установке. Кроме того, отсутствие резких переходов в сечениях лопастей 2, характерных концентраторов термических напряжений, также способствует высокой надежности в эксплуатации такого типа теплообменников. Конструкция предлагаемого теплообменного устройства удобна при монтаже и демонтаже, несложна в изготовлении и может изготавливаться как методом отливки, так и методом горячей щтамповки. Использование предлагаемого теплообменного устройства обеспечивает высокие технологические параметры работы печей и повыщенную долговечность в межремонтный период эксплуатации. Формула изобретения 1.Теплообменное устройство вращающей ся печи, содержащее пересыпные лопасти, закрепленные своими основаниями по кольцам на внутренней поверхности корпуса печи с наклоном к его образующей, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса теплообмена, лопасти выполнены зигзагообразными, причем по кольцу печи смежные лопасти поочередно наклонены к образующей корпуса печи в противоположные стороны. 2.Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что смежные лопасти в. каждом кольце установлены зигзагообразной поверхностью попеременно навстречу газовому потоку и по ходу вращения печи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 551484, кл. F 27 В 7/16, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 606076, кл. F 27 В 7/16, 1976.