Теплообменное устройство вращаю-щЕйСя пЕчи Советский патент 1981 года по МПК F27B7/16 

1

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

Известны ячейковые, цепные, звеньевые и другие типы теплообменников, которые служат для улучшения теплообмена между горячими газами и сырьевой смесью 1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее свободно расположенные друг в друге полые замкнутые элементы.

При нахождении в верхнем положении полые элементы нагреваются горячими газами, а в нижнем положении они входят в слой материала, отдавая ему тепло 2.

Недостатком известных теплообменных устройств является его невысокая эффективность, так как поверхность элементов небольшая, газы недостаточно хорошо смывают поверхности полых элементов, особенно в местах их контакта и рядом с ними. Сильно разрушаются гранулы в местах контакта полых элементов, что приводит к повышенному пылеобразованию и уносу тепла вместе с пылью.

Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что в известном теплообменном устройстве вращающейся печи, содержащем свободно. расположенные друг в друге полые замкнутые элементы, последние выполнены из прутков, навитых по винтовой линии, причем соприкасающиеся элементы выполнены с противоположным направлением витков.

0

При этом полые замкнутые элементы подвешены на осях, закрепленных на внутенней поверхности печи при помощи гибких элементов, или свободно расположены внутри печи с ограничением перемещения 5 вдоль ее оси.

В таком теплообменном устройстве при одинаковых размерах полых элементов поверхность теплообмена больше, кроме того, при нахождении в верхнем положении газы свободно пронизывают элементы, так как витки соприкасающихся элементов имеют противоположное направление и поэтому между ними имеется только точечный контакт. . По этой же причине в нижнем положении практически не происходит разрушения гранул, поэтому вверху элементы хорошо нагреваются, а внизу хорошо отдают тепло материалу, не разрушая гранул. На фиг. 1 показана печь, продольный разрез, на участке установки теплообменных элементов, подвешенных на осях, закрепленных на внутренней поверхности печи; на фиг. 2 - то же, со свободно расположенными внутри нее теплообменными элементами, продольный разрез; на фиг. 3- разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - отдельный элемент, общий вид. Внутри печи 1 на осях 2, закрепленных при помощи гибких элементов 3 на печи 1, свободно установлены один в другом полые цилиндрические эле.менты 4-6. Каждый цилиндрический полый элемент 4-6 изготовлен из прутка 7, например, круглого сечения, но сечение прутка 7 может иметь и другую форму. Согфикасающиеся элементы 4-6 имеют противоположное направление витков, что обеспечивает их свободное перемещение без заклинивания. Полые эле.менты 4-6 размещены в свободном расположенном в печи 1 между ограничите.,)ями осевого перемещения 8 полом элегу1енте 9, Между витками 7 элементов 4, 5и 9 для жесткости установлены равномерно по окружности элементы 10 из такого же прутка 7. Витки на каждом элементе 4, 5, 6и 9 могут быть одно- и многозаходными. Длину элементов 4, 5, 6 и 9 определяют тепловым расчетом. Диаметр каждого внутреннего элемента 4-6 составляет 0,95-0,5 диаметра внешнего и тоже определяется тепловым расчетом. Поперечные размеры прутка 7 определяют требуе.мой поверхностью с учетом получения требуемой теплоемкости (чем больше размеры поперечного сечения прутка 7, тем больше теплоемкость), а также из условия обеспечения жесткости элементов 4, 5, 6 и 9. Шаг 1 между витками винтовой линии определяется из условия исключения замазывания материалом (чем более крупные гранулы и более липкий материал, тем больше шаг t). Количество элементов (один в другом)4, 5, 6 и 9 определяют в зависимости от поперечных размеров прутков 7 и толщины слоя материала h с обеспечением погружения витков внутреннего элемента 4-6 в материал. Теплообменник работает следующим образом. При прохождении витков элементов 4, 5, 6 и 9 в верхнем положении они пронизываются горячими газами и хорошо нагреваются. В нижнем положении они входят в слой материала, который хорошо проходит через все элементы 4, 5, 6 и 9, при этом разрушения гранул не происходит, так как контакт между элементами 4, 5, 6 и 9 точечный. И замазывания элементов 4-6 тоже не происходит, так как, перекатываясь друг в друге, элементы 4, 5, 6 и 9 самоочищаются. Так как направление витков соседних элементов 4, 5, 6 и 9 противоположное, то они не заклиниваются друг в друге и хорошо входят в материал, не разрушая его гранул. Применение предлагаемого теплообменного устройства повышает эффективность теплообмена, поверхность элементов 4, 5, 6 и 9 больше, чем у известных теплообменников при тех же размерах. Газы хорощо омывают все витки элементов 4, 5, 6 и 9 из-за гарантированных щелей между ними, разрушения гранул не происходит из-за точечного контакта между элементами 4, 5, 6 и 9. Формула изобретения 1.Теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее свободно расположенные друг в друге полые за.мкнутые элементы, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, полые замкнутые элементы выполнены из прутков, навитых по винтовой линии, причем соприкасающиеся элементы выполнены с противоположным направлением витков. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полые замкнутые элементы подвешены на осях, закрепленных на внутренней поверхности печи при помощи гибких элементов. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полые замкнутые элементы свободно расположены внутри печи с ограничением перемещения вдоль ее оси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ходоров Е. И. Печи цементной промышленности. Л., Стройиздат, 1968, с. 59-9а -2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2684772/29-33,кл.F 27 В 7/16, 1978.

Z.

rz-zia-f

I. J-- 6

)(oS zajoS

Ход fiamepua/jg.

Холодный KOHet4 печи

ZD

1

i

/I

i

5

.Горячий конец

fr- ff,печи

3 fui. 2

8