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

(54) ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ

ПЕЧИ

1

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

По основному авт. св. № 830100 известно теплообменное устройство вращающейся печи, содержащее свободно расположенные друг в друге полые замкнутые элементы, выполненные из прутков, навитых по винтовой линии, причем соприкасающиеся элементы выполнены с противоположным направлением витков. Полые замкнутые элементы могут быть подвешены на осях, закрепленных на внутренней поверхности печи при помощи гибких элементов, или свободно расположены внутри печи с ограничением перемещения вдоль ее оси 1.

Недостатком указанного теплообменника является его невысокая эффективность, так как поверхность теплообмена мала и, кроме того, возможно замазывание материалом промежутков между пружинами.

Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что в теплообменном устройстве вращающейся печи теплообменные элементы снабжены

ограничителями относительного перемещения элементов, а прутки полых элементов навиты по многозаходной винтовой линии.

При этом, пруток одного из заходов теплообменного элемента неподвижно прикреплен к печи.

Кроме того, теплообменный элемент снабжен размещенным внутри него по оси сплошным заглущенным цилиндром.

Внутри каждой пары элементов расположены несколько аналогичных пар эле)Q ментов меньших размеров, причем эти пары закреплены друг к другу или соприкасаются между собой.

Щаги витков соприкасающихся пар различные и имеют противоположное направление витков.

Внешняя пара элементов может иметь

1S диаметр, равный 0,99-0,8 внутреннего диаметра печи.

На фиг. 1 показана печь на участке установки теплообменных элементов с неподвижным креплением к печи прутков од20ного из заходов теплообменного элемента, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, с подвеской на осях теплообменных элементов; на фиг. 3 - то же с расположением внутри внешних элементов внутренних уменьшенных размеров с соединением их посредством стоек; на фиг. 4 - то же, с расположением внутри внешних элементов внутренних уменьшенных размеров с противоположным направлением витков; на фиг. 5 - вариант выполнения теплообменного элемента с заглушенным цилиндром.

Внутри печи 1 размешены теплообменные элементы 2, которые неподвижно прикреплены (например, приварены) к печи 1 и выполнены в виде прутков, навитых по многозаходной винтовой линии.

Внутри витков элементов 2 расположены точно такие же элементы 3, относительное перемешение которых ограничено при помош,и ограничителей 4, прикрепленных (например, приваренных) к элементам 2.

Размер поперечного сечения прутка, из которого навиты элементы 2 и 3, определяют из условия прочности. Внешний диаметр, длину и количество элементов 2 и 3 определяют тепловым расчетом, и шаг витков - из условия свободного расположения прутков элемента 2 между витками элемента 3 и наборот, а также свободного прохождения материала и газов.

Каждая пара теплообменных элементов 2 и 3 может быть закреплена к печи 1 при помоши оси 5 на кронштейнах 6, причем вместо кронштейнов 6 могут быть применены гибкие элементы 7 (например, цепи), причем высоту кронштейнов 6 определяют из условия погружения элементов 2 и 3 в нижнем положении в материал. Внутри теплообменных элементов 2 и 3 могут располагаться один в другом несколько таких же внутренних элементов 2 и 3, наружный диаметр которых соответственно составляет 0,95-0,5 наружного диаметра внешних и определяется тепловым расчетом при допустимом гидравлическом сопротивлении прохождению газов.

Элементы 2 и 3 могут быть жестко соединены между собой при помоши стоек 8 или же располагаться свободно, при этом они соприкасаются друг с другом.

В последнем случае направление витков внешних пар элементов 2 и 3 и внутренних делается либо противоположным, либо шаг их делается различным. Это обеспечивает исключение заклинивания витков элементов 2 и 3 в охватывающих их элементах 2 и 3.

В другом варианте исполнения внешняя пара элементов 2 и 3 имеет диаметр, равный 0,99-0,8 внутреннего диаметра печи 1, а внутри расположены пары элементов 2 и 3 уменьшаюшихся размеров, причем они могут быть закреплены внутри печи 1 неподвижно или свободно.

Ограничение от осевого перемешения осуществляют при помощи ограничителя 9. Внутренние пары элементов 2 и 3 могут располагаться друг в друге свободно или

прикрепляться к внешним при помощи стоек 8.

Теплообменный элемент 2 или 3 может быть снабжен сплошным заглушенным цилиндром 10.

Диаметр цилиндра 10 определяют из условия допустимого гидравлического сопротивления прохождению газов при условии соприкосновения его с материалом внизу.

Теплообменное устройство работает следующим образом.

При нахождении элементов 2 и 3 в верхнем положении поток горячих газов проходит между их витками, а в нижнем положении они входят в слой материала и отдают ему тепло. При этом замазывания промежутков между витками пар элементов 2 и 3 не происходит, так как каждый элемент 2 и 3 пары при вращении печи 1 перемещается один относительно другого в пределах свободы, допускаемой ограничителями 4. Когда элемент 2 неподвижно закреплен к печи 1, в этом случае конструкция наиболее простая. Когда элементы 2 и 3 закреплены при помощи кронштейнов 6 или гибких элементов 7, это обеспечивает

5 в верхнем положении лучшее обтекание газами при хорошем погружении внизу в материал.

В вариантах на фиг. 5 обеспечивается более полное заполнение сечения печи 1 0 теплообменными элементами 2 и 3. Заглушенный внутренний цилиндр 10 служит ДЛЯ исключения свободного прохождения горячих газов без соприкосновения с теплообменными элемента.ми 2 и 3, если сделать вместо него теплообменные элементы 2 и 3 меньших размеров, то они не будут входить в слой материала, а следовательно, и отдавать ему тепло, поэтому, кроме гидравлического сопротивления, ничего создавать не будут.

Применение предлагаемого теплообменника повышает эффективность вследствие увеличения поверхности теплообмена и исключения замазывания промежутков между витками прутков.

Формула изобретения

тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, теплообменные элементы снабжены ограничителями относительного перемещения элементов, а прутки полых элементов навиты по многозаходной винтовой 5 линии.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пруток одного из заходов тепло