Устройство для подачи газовоздушнойСМЕСи BO ВРАщАющуюСя пЕчь Советский патент 1981 года по МПК F27B7/36 

1

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в металлургической и химической йромышленности, где при тепловой обработке материалов во вращаюшихся печах необходимо подавать газовоздушную смесь под слой материала в одной из технологических зон по длине печи.

Известно устройство для подачи газовоздушной смеси во ращаюшуюся печь, содержащее многосопловые горелки, снабженные соплами с постоянно открытым в полость печи выходным отверстием 1.

Недостатком устройства является то, что, расположенные под футеровкой печи, корпуса многосопловых горелок часто выходят из строя из-за тепловой деформации и забиваются гранулами обрабатываемого материала.

Устройство не содержит каких-либо приспособлений для очистки сопел горелок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для подачн. газовоздушной смеси во вращающуюся, печь, содержащее смонтированные на печи посредством сопел многосопловые горелки, корпуса которых расположены параллельно образующей корпуса печи, траверсы с роликами, подвижные штоки, установленные коаксиально внутри сопел и подсоединенные к общим траверсам, кулачковый механизм, контактирующий с роликами траверс, и привод возвратно-поступательного движения кулачкового механизма.

В известном устройстве траверсы расположены внутри корпусов горелок, на щтоках внутри сопел установлены лопатки для

очистки выходных отверстий сопел, траверсы снабжены штоком, выходящим через сальниковое уплотнение за пределы корпуса горелки и имеющего ролики, контактирующие с кулачками кулачкового механизма, выполненного в виде штока, установленного

в подшипниках вдоль корпуса горелки. Привод штока кулачкового механизма осуществляется от копирного устройства; неподвижного относительно фундамента печи 2. Недостатками известного устройства является недолгоэечность механизма очистки или закрытия клапанов из-за постоянного вoздeйcfвия (на каждом обороте печи) привода на кулачковый механизм, а последяего на траверсы и. штоки сопел горелок. Недолговечность обусловлена также сложностью конструкции известной горелки с расположением траверсы внутри корпуса, что приводит к большим трудозатратам при монтаже и эксплуатации. Недостатком также является отсутствие в известной конструкции системы автоматического единовременного срабатывания штоков в соплах горелок в аварийных ситуациях. Штоки в соплах могут быть снабжены не только очистительными лопатками, но и головками-клапанами для полного закрытия выходных отверстий сопел. В последнем случае кулачковый механизм и копирное устройство (приводпулачкового механизма) не обеспечивают единовременного полного закрытия клапанов, что, в конечном итоге, приводит к забиванию корпусов горелок провалившимся в них сьфьевым материалом и снижению производительности печи из-з ее остановок для очистки горелок. Цель изобретения - повышение долговечности устройства, производительности печи и упрошение изготовления и монтажа. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для подачи газовоздушной смеси во врашаюш,уюся печь, содержашем смонтированные на печи многосопловые горелки, корпуса которых расположены параллельно образуюш.ей корпуса печи, траверсы с роликами, подвижные штоки, установленные коаксиально внутри сопел и подсоединенные к траверсам, кулачковый механизм, контактируюший с роликами траверс, и привод возвратно-поступательного движения кулачкового механизма, корпуса горелок снабжены опорными роликами с двухсторонними ребордами, траверсы закреплены вне корпусов горелок, кулачковый механизм выполнен в виде кольца, охватывающего корпус печи и установленного на опорных роликах, причем кольцо снабжено рычагом, подсоединенным к рабочему штоку привода, а корпус привода соединен с корпусом печи, при этом кольцо выполнено сек ционным с компенсаторами теплового расширения корпуса печи, установленными в стыках секций, а корпус привода с корпусом печи и шток привода с рычагом кольца соединены шарнирно. На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - горелка и узел сочленения кулачкового механизма с роликом траверсы горелки, укрупненный продольный разрез, на сопле горелки дан вырыв для демонстрации положения головки штока; на фиг. За - горелка, рабочее положение; на фиг. 36- то же, горелка отключена; на фиг. 4 - узел компенсатора теплового расширения корпуса печи. На корпусе 1 вращающейся печи посредством сопел 2 закреплены многосопловые горелки, корпуса 3 которых расположены параллельно образующей корпуса 1 печи. Внутри сопел 2 коаксиально установлены с возможностью возвратно-поступательного движения штоки 4. Штоки 4 подпружинены в осевом направлении и снабжены головками 5 для плотного закрытия выходных отверстий 6 сопел 2. Противоположные концы штоков 4 выведены через сальниковые уплотнения за пределы корпусов 3 горелок. К концам штоков 4 прикреплены общие траверсы 7 в виде планок с отверстиями для крепления концов штоков 4. В центральной части траверсы 7 в подшипниках 8 закреплены ролики 9. На корпусах 3 горелок закреплены опорные ролики 10 с двухсторонними ребордами 11. Между корпусами 3 горелок и роликами 9 траверс 7 на опорных роликах 10 установлено кольцо 12 кулачкового механизма. Кольцо 12 может быть выполнено, например из щвеллера. На поверхности кольца, обращенной к роликам 9 траверс 7, закреплены кулачки 13 клиновидной формы с пологим подъемом наклонной плоскости. Количество кулачков 13 равно количеству траверс 7. Кулачки 13 установлены таким образом, что острие клина либо контактирует с роликами 9 траверс 7, либо находится от этих роликов на расстоянии 3-5 их диаметра. Кольцо 12 выполнено из отдельных секций, между которыми установлены компенсаторы 14 теплового расширения корпуса 1 печи. Компенсатор может быть выполнен в виде толстостенной резиновой пластины (фиг. 4) или в виде пружин. Для установки компенсатора 14 к секциям кольца 12, в месте их стыка приварены пластины 15 с отверстиями под крепежный болт 16. Компенсатор 14, например резиновая пластина с отверстиями, установлен с наружной стороны стыка на тот же крепежный болт 16, Для предотвращения разрыва компенсатора 14, болтом 16 между головкой болта 16 (или затяжной гайкой) установлена стальная накладка 17. Для регулирования диаметра кольца 12 при монтаже его на опорных роликах 10 между пластинами 15 установлены блоки прокладок 18. К кольцу 12 в месте свободном от кулачком прикреплен рычаг 19, а к корпусу 1 печи - подставка 20, на которой посредством шарнира 21 закреплен корпус 22 привода возвратно-поступательного движения кулачкового механизма. Привод может быть выполнен в виде электровинтового толкателя, пневмо- или гидроцилиндра. На чертеже показан электровинтовой толкатель. Его применение наиболее целесообразно, так как позволяет сравнительно легко автоматизировать систему. Рабочий шток 23 привода посредством шарнира 24 подсоединен к рычагу 19 кольца 12. Электровинтовой толкатель (привод) через кольцевые троллеи под1 лючен к. стационарной электросети и датчикам автоматического включения. Устройство работает следующим образом. До подачи газовоздушной смеси (воздуха) в слой обрабатываемого материала головки 5 штоков 4 должны под действием пружин штоков плотно закрывать выходные отверстия сопел 2. В этом случае частицы обрабатываемого материала не попадают в сопла и корпус горелки. Для создания вышеописанного положения штоков 4 и их головок 5 (фиг. 36) необходимо, чтобы наклонная поверхность клиновидных кулачков 13 не нажимала на ролики 9 траверс 7. В этом случае рабочий шток 23 привода (электровинтового толкателя) должен находиться в выдвинутом из г орпуса 22 положении. У электровинтового толкателя, как и у пневмо- и гидроцилиндров, имеюш,их цилиндрический корпус, рабочий шток расположен коаксиально корпусу. Врашаюш,аяся печь с выключенными горелками может работать в обычном режиме без дополнительного сжигания топлива в .слое материала. Перед включением в работу горелок в них подают воздух. При расчетном давлении воздуха в горелках в систему включения электровинтового толкателя подается разрешающий сигнал датчика давления. При включении привода происходит втягивание рабочего штока 23 в корпус 22. При втягивании штока 23 последний через шарнир 24 воздействует на рычаг 19 кольца 12 кулачкового механизма.. Благодаря тому, что корпус 22 привода закреплен к корпусу 1 печи, рабочий шток 23 посредством рычага 19 разворачивает кольцо 12 относительно корпуса 1 печи. При этом кольцо 12 вращается на опорных роликах 10 с ребордами 11, которые не дают возможности кольцу соскочить с опорных роликов и направляют кулачки 13 точно под ролики 9 траверс 7 горелок. При повороте кольца 12 кулачки 13 заходят под ролики 9 траверс 7, а так как последние могут перемешаться только в радиальном направлении относительно корпуса горелки, то кулачки 13 отжимают траверсы 7 от корпусов 3 горелок. При отжиме траверс 7 их ролики 9 прокатываются по пологой наклонной поверхности кулачков 13. Величина уклона клиновидного кулачка обычно выбирается при соотношении высоты h наклонной плоскости к ее длине I как 1: (20-30). Такое соотношение позволяет применять приводы небольшой мощности. Отжимаясь в радиальном направлении, траверсы 7 оттягивают штоки 4 в соплах 2 горелок, сжимая пружины штоков 4. Головки 5 штоков 4 открывают выходное отверстие сопел 2, давая возможность подавать в слой обрабатываемого материала газовоздушную смесь или воздух. При падении давления воздуха или газа датчики давления подают электрический сигнал в систему управления приводом кулачкового механизма. Привод автоматически включается. При этом рабочий шток 23, выдвигаясь из корпуса 22, воздействует через рычаг 19 на кольцо 12, разворачивая его на опорных роликах 10 в направлении противоположном вышеописанному ходу кольца 12. Ролики 9 траверс 7 скатываютсяпри таком движении по наклонным плоскостям перемещающихся относительно траверс 7 кулачков 13. Траверсы, штоки сопел и головки штоков под действием пружин штоков 4 перемещаются в радиальном направлении. В конце движения, когда кулачки 13 полностью выходят из-под роликов, головки штоков полностью перекрывают выходные отверстия сопел. Происходит единовременное полное закрытие всех сопел всех головок. Срабатывание (полный ход рабочего штока привода) обычно не превышает 2-5 секунд. За такое короткое время (при постепенном снижении давления сжатого воздуха в горелках) обрабатываемый материал не успевает провалиться в корпуса горелок. При разогреве печи происходит тепловое расширение ее корпуса 1. При минимальных зазорах между опорными роликами 10 и внутренней поверхностью кольца 12 может произойти деформация кольца или полный его разрыв, так как кольцо нагревается в значительно меньшей степени чем корпус печи. Деформация и разрыа кольца устраняются благодаря компенсатору 14. При расширении корпуса 1 печи ролики 10 воздействуют на кольцо 12, пытаясь разорвать его. Однако благодаря эластичности компенсатора 14 происходит его сжатие, стыки между секциями кольца 12 расходятся, а диаметр кольца увеличивается до необходимой величины. При охлаждении печи ролики 10 освобождают кольцо и под действием сил упругости компенсаторов 14, кольцо 12 принимает первоначальную форму. Благодаря установке шарниров 24 и 21 соответственно между рычагом 19 и рабочим штоком 23 привода и между корпусом 22 привода и подставкой 20 достигается устранение деформации кольца и штока привода, так как кольцо совершает вращательное движение, а привод - прямолинейное. Таким образом, срабатывание механизма происходит в короткий промежуток времени, что предохраняет горелки и устройство в целом. Простои печи из-за выхода из строя горелок и устройства для воздействия на механизм сопел уменьшается, что способствует увеличению производительности печи, и снижению расхода топлива на обжиг. Упрощение изготовления и монтажа достигается вынесением траверс из корпуса горелки и замены множества кулачковых валов и их сложного крепления на одно кольцо, что позволяет сэкономить металл и снизить трудозатраты на изготовление и монтаж. Упрощение конструкции механизма воздействия на штоки сопел в данном случае увеличивает надежность устройства. Устройство может применяться в барабанных холодильниках для принудительной подачи воздуха под слой охлаждаемого клинкера. Формула изобретения . Устройство для подачи газовоздушной смеси во вращающуюся печь, содержащее смонтированные на печи многосопловые горелки, корпуса которых расположены параллельно образующей печи, траверсы с роликами, подви жныб штоки, установленные коаксиально внутри сопел и подсоединенные к траверсам, кулачковый механизм, контактирующий с роликами траверс, и привод возвратно-поступательного движения кулачкового механизма, оглычакщееся тем, что, с целью повышения долговечности устройства, производительности печи и упрощения изготовления и монтажа, корпуса горелок снабжены опорными роликами с двухсторонними ребордами, траверсы закреплены вне корпусов горелок, кулачковый механизм выполнен в виде кольца, охватывающего корпус печи и установленного на опорных роликах, причем кольцо снабжено рычагом, подсоединенным к рабочему штоку привода, а корпус привода соединен с корпусом печи. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кольцо выполнено секционным с компенсаторами теплового расширения корпуса печи, установленными в стыках секций, а корпус привода с корпусом печи и шток привода с рычагом кольца соединены шарнирно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 379822, кл. F 27 В 7/36, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 531007, кл. F В 7/36, 1972 (прототип). Л

W

f3

k

JO

6-5

Фиг.Э

Фиг.За13

/2

)ff

17