Циклонная шахтная печь Советский патент 1982 года по МПК F27B1/08 

Изобретенне относится к устройствам для термообработки сыпучих матерналов и может быть использовано на предприятиях хнмнческой и других отраслей промышленности, а также в производстве строительных материалов. Известна установка, состоящая из двуз ступен чато расположенных вращающихся печей с самостоятельной подачей топлива и подогретото воздуха, содержащая также теплообменники барабанного, колосникового и циклонного типов н щпслонный пылеуловитель 1. Недостатками установки являются высокий удельный расход топлива и пылеунос материала, что вызьшает необходимость установки гро моздких обеспыливающих систем с циклонами отделителями. Известна циклонная камера для термообработки полидисперсного материала, содержащая цилиндрический корпус с газогорелочными устройствами, центральной загрузкой обрабатываемого материала и нижним выводом из циклонной камеры дымовых газов и обрабатываемого материала. В зтой печи с целью интенсифнкщяи теплообмена, на внутренней поверхности камеры выполнены выступы, располо- женные в несколько рядов по высоте корпуса под углом к образующей последнего в направлении круткн газового потока 2. Недостатком такой печи является то, что она требует установки дополнительно сепарационного оборудования, вследствие того, что дымовые газы имеют непосредственный контакт с сыпучим материалом. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому зффекту к предлагаемой является шахтная печь, содержащая расширяющуюся книзу рабочую камеру с центральным расширяющимся кверху дымоходом, соединенным с топочной камерой, окружающей рабочую камеру. В этой печн с целью интенсификации теплообмена и снижения пылеуноса верхняя часть топочной камеры соединена с нижней частью дымохода каналом, оборудованным топливосжигающим устройством, а стенки камеры выполнены сплосиными 3. Недостатком известной печи является низкая теплоотдача вследствие того, что не используются возможности интенсификации jpa39бочего процесса за счет повышения уровня кон вективного теплообмена, который открывает применение закрученньтх выхревых потоков. Цель изобретения - интенсификация теплообмена. Указанная цель достигается тем, что и шахтной печи, содержащей расширяющуюся книзу рабочую камеру с центральным расишряющимся кверху дымоходом, соединенным с топочно камерой, окружающей рабочую камеру, рабочая камера выполнена в виде усеченной правильной четырехугольной пирамиды. На фиг, 1 представлена камера, общий вид на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фнг. 3 зависимость теплоотдачи для различных форм рабочей камеры от нагрузки устройства по taay (линия 1 в виде усеченного конуса, линия 2 - в виде усеченной правильной четырех угольной пирамидь|). Печь содержит расширяющуюся книзу рабочую камеру 1 с центральным расширяющимсА кверху дымоходом 2. Рабочая камера 1 расположена в центре топочной камеры 3 и выполнена в виде правильной усеченной пирамиды. Топочная камера оборудована двумя горел ками 4, расположенными тангенциально к внут ранней поверхности камеры, и соединена каналом 5 с дымоходом 2. Канал 5 снабжен отопливосжигающим устройством 6. Печь оборудова на разгрузочным приспособлением 7. Поверхности 8 и 9 образуют раЬочую камеру и изолируют обрабатываемый материал от греющего агента (дымовых газов). Печь работает следующим образом. Сыпушй материал поступает в рабочую камеру 1 через зазор между поверхностями 8 и 9. Под действием собственного веса материал опускается вниз со скоростью, определяемой разгрузочным приспособлением 7. При работе печи топливо и воздух подают в необходимых количествах в горелки 4. Образующиеся дымовые газы обогревают обрабатываемый материал снаружи через поверхность 8 и, перетекая по каналу 5, обогревают материал изнутри через поверхность 9. Выполнение рабочей камеры в виде правиль ной усечен1Юй четырехугольной пирамиды вмес 8 то усеченного круглого конуса позволяет значительно интенсифицировать процесс теплоотдачи на ее внешней поверхности. Связано это с тем, что у поверхности грани пирамиды движение потока носит отрывной - вихревой характер, а у поверхности конуса - безотрывный. Сопоставления проведены для рабочих камф с одинаковой площадью поперечного сечения и прочих равных условиях. N4 4 - число Нуссельта; Re - - число Рейнольда, где а - коэффициент теплоотдачи, d - средний диаметр рабочей камеры, скорость газов на выходе из горелок, и ) - соответственно коэффициенты теплопроводности и кинематической вязкости газов при их температуре на выходе из горелок. Как видно из сопоставления (фиг. 3) теплоотдача конвекцией от дымовых газов и рабочей камеры, выполненной в виде четырехугольной пираМИДЫ, в 2,is раза интенсивнее, чем рабочей камеры выполненной в виде усеченного конуса. Значительное повышение конвективногсо теплообмена позволяет интенсифицировать рабочий процесс и увеличить производительность печи. Формула изобретения Циклонная шахтная печь, содержащая расширяющуюся книзу рабочую камеру с центральным расширяющимся кверху дымоходом, соединенным с топочной камерой, окружающей рабочую камеру, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена при термообработке сыпучих материалов, рабочая камера выполнена в виде усечённой правильной четырехугольной пирамиды. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Цибин И. П. и др. Пуск, наладка, теплотехнические испытания печей и сушил огнеупорной промышленности. М., Металлургия, 1978, с. 256. 2.Авторское свидетельство СССР № 346563, кл. F 27 В 15/00, 1970. 3.Авторское свидетельство СССР №381854, кл. F 27 В 1/08, 1971 (прототип).

2,8

/