Теплообменное устройство вращающейся печи Советский патент 1981 года по МПК F27B7/16 

(54) ТЕПЛООБМЕН-НОЕ УСТРОЙСТВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ

I

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, преимущественно к обжигу цементного клинкера во вращающихся печах.

Известно теплообменное устройство вра,щающейся печи, содержащее установленHbie на внутренней поверхности футеровки печи полые пересыпные элементы, выполненные в виде коробов, установленных боковой плоскостью под острым углом и оси печи, над верхней плоскостью которых по диагонали размещена закручивающая лопасть 1, При работе печи известное устройство боковой плоскостью пересыпного элемента и закручивающем лопастью создает разные скорости движения материала в слое, в связи с чем материал интенсивнее перемещивается; При выходе из материала пересыпной элемент боковой плоскостью завихряет газовый поток.

Недостатком устройства является содеря ание в нем больщого количества пересыпных элементов, сравнительно сложной конструкции, создающих множество пересекающих вихревь1х потоков, мало способствующих интенсивному теплообмену между материалом и потоком газов. К тому же конструкция и расположение элементов мало способствуют увеличению теплообмена между футеровкой и материалом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является теплообменное устройство, содержащее закрепленные на внутренней поверхности корпуса печи винтовые лопасти, установленные под углом 45-60°К образующей корпуса печи и направленные против вращения печи 2.

При вращении печи винтовые лопасти нагреваются и погружаются в слой материала. При проходе через сегмент материала лопасти передают тепло материалу и плоскостью лопасти создают равные скорости движения материала в слое, вследствие чего улучщаются перемешивание материала и теплообмен в печи. При выходе из материала винтовая лопасть завихряет проходящий газовый поток, в связи с чем улучшается нагрев футеровки отходящими газами.

20

Недостатком устройства является сравнительно малоэффективный теплообмен в печи. Это объясняется тем, что перемешиваемый винтовой лопастью материал имеет недостаточную поверхность соприкосновения с газами и с поверхностью футеровки печи. Кроме того, винтовая лопасть сравнительно короткую продолжительность времени соприкасается с материалом, в связи с чем она не успевает передать свое тепло материалу, из-за чего лопасть нагревается до темпераратуры газов, вследствие чего уменьшается ее срок службы.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена в печи.

Цель достигается тем, что в теплообменном устройстве вращающейся печи, содержащем закрепленные на внутренней поверхности корпуса печи винтовые лопасти, установленные под острым углом к образующей корпуса печи и направленные против вращения печи, каждая лопасть выполнена в виде прямоугольной трапеции, прикрепленной к корпусу печи большим основанием и направленной боковой наклонной стороной навстречу движению газов, при этом высота лопастей составляет 0,03-0,35 диаметра печи, расстояние между лопастями по окружности печи равна 1,0-1,3 величины меньщего основания трапеции.

На фиг. 1 показано предлагаемое теплообменное устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Во вращающейся печи 1, корпус которой изнутри покрыт футеровкой 2, установлены винтовые лопасти 3. Лопасти 3 выполнены в виде прямоугольной трапеции. Угол наклона боковой стороны 4 трапеции к большому основанию равен 45-70°. Винтовые лопасти 3 к корпусу печи 1 крепят большим основанием и стороной 4, направленной навстречу движению газов, при этом меньшее основание 5 трапеции направлено к центру печн 1. Вдоль печи 1 проходит обжигаемый материал 6, Трапециевидные лопасти 3 к образующей корпуса печи 1 крепят под противоположным направлению вращения печи 1 углом 45-80°. Высота лопастей 3, устанавливаемых в одном ряду, имеет одинаковую величину и составляет 0,03-0,35 величины диаметра печи 1. Цри установке в печи 1 более одного ряда лопастей 3 их высота в отдельных рядах может быть неодинакова. Высота лопастей 3 в ряду определяется условиями достижения интенсивности теплообмена в печи 1. При уменьшении высоты лопастей 3 менее 0,03 диаметра печи 1 не достигается увеличением теплообмена по сравнению с известным техническим решением. При увеличении высоты лопастей 3 более 0,35 диаметра печи 1 наблюдается снижение степени теплообмена по сравнению с наличием в печи 1 лопастей 3 высотой менее 0,35 диаметра печи 1.

Расстояние в между установленными в ряду лопастями 3 составляет 1,0-1,3 крат-ную величину величины а, меньшего основания 5 трапеции. Расстояние между установленными в ряду лопастями 3 определяется степенью перемещивания и прохода материала между лопастями 3 и условиями прохода и завихрения газов. При увеличении расстояния между лопастями 3 увеличивается степень прохода материала через лопасти 3, уменьшается высота слоя подходящего с холодного конца печи 1 к лопастям 3 материала, уменьщается площадь соприкосновения материала с газами и футеровкой 2, вследствие чего уменьщается теплообмен в печи 1. При уменьшении расстояния между лопастями 3 () увеличивается сопротивление прохода газов между лопастями 3, газы проходят по безлопастной центральной части сечения печи 1 и в меньщей мере смывают внизу расположенный и проходящий через лопасти 3 материал, вследствие чего уменьщается теплообмен.

Ряды лопастей 3 теплообменного устройства устанавливают по длине печи 1. Расстояние между рядами лопастей 3 составляет 0,5-10,0 величины диаметра печи 1.

Теплообменное устройство устанавливают на участке, занимаемом ячейковыми, цепными завесами и другими видами внутривстроенных печных теплообменников. При 5 этом один ряд лопастей 3 устанавливают в горячем конце теплообменников на расстоянии 0,05-0,1 величины диаметра печи 1 от границы теплообменников.

Работает устройство следующим образом.

Благодаря установки лопастей 3 под противоположным направлению вращения печи углом и межлопастному расстоянию, лопасти 3 отталкивают материал против его движения и этим создают сопротивление проходу материала через лопасти 3. Создаваемое сопротивление увеличивает слой подходящего со стороны холодного конца к лопастям 3 материала, вследствие чего увеличивается площадь соприкосновения материала с газами и футеровкой 2, в связи с. чем увеличивается теплообмен. При наличии сопротивления проходу материала через лопасти 3, высота слоя материала увеличивается до высоты лопастей 3 и обеспечивается проход материала через верх лопастного ряда. При этом, при вращении печи, обеспечивается пересыпание материала с одной лопасти 3 на последующую. Пересыпание материала происходит по перпендикулярной стороне и меньшему основанию 5 трапеции. Навстречу стороне 4 трапеции продвигаются печные газы. Благодаря наличию встречного угла (острого угла стороны 4) в трапециевидной лопасти 3 концентрические слои проходящего по сечению печи 1 газа в неодинаковое время попадает в межлопастное пространство, вследствие чего достигается перемешивание концентрических слоев и турбулизации газа. Перемешанный и турбулизированный газовый поток проходит по межлопастному каналу и, встречая на своем пути пересыпной с лопастей 3 материал, его интенсивно омывает и нагревает, и таким образом достигается высокая степень теплообмена в проходящем через лопасти 3 слое материала. Преимущество теплообменного устройства - улучщение нагрева материала в печи. Формула изобретения Теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее закрепленные на внутренней поверхности корпуса печи винтовые лопасти, установленные под острым углом к образующей корпуса печи и направленные против вращения печи, отличающееся тем. что, с целью интенсификации теплообмена,

/

J

Фиг./ каждая лопасть выполнена в виде прямоугольной трапеции, прикрепленной к корпусу печи больщим основанием и направленной боковой наклонной стороной навстречу движению газов, при этом высота лопастей составляет 0,03-0,35 диаметра печи, а расстояние между лопастями по окружности печи равно 1,0-1,3 величины меньщего основания трапеции. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 567059, кл. F 27 В 7/16, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 606076, кл. F 27 В 7/16, 1976 (протпотип).

4Si e//t/e

HCf777epyff/7ff

%-./