Устройство для обезжиривания и подогрева стружки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1270 1 ЕТЕ К АВТ р Ваю 1 аааВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(72) В.Я.Конюх, В.П,Асанин, В,Т.Серы В.И.Голуб, Г.И.Итарин и В.И.Месяц (71) Институт газа АН УССР(56) 1. Авторское свидетельство ССС Р 432323, кл. У 27 0 13/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССР М 454255, кл, Г 27 Р 13/00, 1973. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЖИРИВАНИЯ И ПОДОГРЕВА СТРУЖКИ, содержащее крышку с горелками, загрузочную бадью с раскрывающимся перфорирован ным днищем и дымоприемник, о т л иБО 1108320 ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюобеспечения сбора и утилизации содежащегося в стружке масла, днище загрузочной бадьи выполнено конуснымв сторону центра, равным 1:10-1:5, иотверстиями, расположенными по окружности между стенками бадьи и центром днища в два или более рядов нарасстоянии 1/6-1/3 диаметра днища отстенок бадьи, отверстия с внутреннейстороны бадьи выполнены с буртиком,при этом в центре днища бадьи выполнено отверстие без буртика, соединенное с маслосливным патрубком, установленным с наружной стороны днища бадьи.Изобретение относится к устройствам для предварительной подготовкиметаллошихты к плавке в печах путемпредварительного подогрева ее передпереплавом в злектропечах,и др.Известно устройство для подогрева 5скрапа, содержащее камеру дожигания,топочную камеру с горелками и металлическую решетку, на которую установлен Футерованный контейнер с раскрывающимся перфорированным дном икрыакой, соединенной через патрубокс рекуператором, в котором топочнаякамера в верхней части снабжена металлической решеткой, а контейнер:имеет вертикальные ребра на внутренней поверхности и козырек в виде полукольца, охватывающий вырез в крышке, выполненной в виде колпака исовмещенный с камерой дожигания 1 3.Однако в этом устройстве наличиерекуператора усложняет конструкциюустройства, снижает надежность егоработы и увеличивает расход теплана процесс пропорционально КПД рекуператора использовать масло в видетоплива нерационально, поскольку оноочень дорого и дефицитно.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является устройстводля обжига и подогрева стружки, содержащее крышку с горелками, эагрувочную бадью с раскрывающимся перфорированным днищем и дымоприемиик 2,В данном устройстве хотя и созданы лучшие условия для горения испаряющихся масел, но оно также сложно в изготовлении и обладает низкимКПД.Целью изобретения является обеспечение сбора и утилизации содержаще гася в стружке масла.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для обезжириванияи подогрева стружки, содержащем крышку с горелками, загрузочную бадью сраскрывающимся перфорированным днищем и дымоприемник, днище загрузочной бадьи выполнено конусным с уклоном в сторону центра, равным 1:101:5, и отверстиями, расположеннымипо окружности между стенками бадьии центром днища в два или более рядов на расстоянии 1/б/3 диаметраднища от стенок бадьи, отверстия свнутренней стороны бадьи выполнены сбуртиком, при этом в центре днища 55бадьи выполнено отверстие без буртика, соединенное с маслосливным патрубком, установленным с наружной стороны днища бадьи,На Фиг. 1 представлено устройство,60поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1; на фиг. 3 - графикзависимости температуры и сопротивления слоя стружки от конструктивногорасположения отверстий. 65 Устройство содержит бадью 1 для размещения обжигаемой стружки, крышку 2 и дымоприемник 3. В нижней части корпуса 4 бадьи размещен Фланец 5 для установки ее на дымоприемник 3, Бадья снизу снабжена раскрывающимся днищем б, Механизм закрытия днища состоит из тяг 7 и скользящего кольца 8 с цапфами 9 для захвата крюком крана, Днище б состоит из двух или более частей и в закрытом виде имеет конусность с уклоном в сторону центра бадьи, равным 1:10-1:5, причем вершина конуса направлена книзу, В днище выполнено два или более рядов отверстий 10. Отверстия 10 расположены в средней части площади днища, причем внешний вид ыа расстоянии 1/бЭ, а внутренний на 1/32 от стенок бадьи. Кроме того, отверстия 10 имеют буртик 11 с внутренней стороны днища.В центре днища б выполнено отверстие 12 без буртика с диаметром 1/10- 1/20 Р. Отверстие 12 соединено с маслосливным патрубком 13, который проходит через отверстие в,дымоприемнике и соединен с маслосборником.Патрубок 13 для приема и слива масла расположен по оси дымоприемника. В Футерованной крышке 2 установлены горелки 14, предназначенные для прогрева стружки в бадье эа счет сжигания газа или другого топлива. Днище загрузочной бадьи выполнено конусным с уклоном в сторону центра, равным 1:10-1:5, и отверстиями, расположенными между периферией и центром днища в два или более рядов на расстоянии 1/-1/33 от периферии.Устройство работает следующим образом.Заполняемую замасленной стружкой бадью 1 устанавливают фланцем 5 на дьмоприемник 1. При этом днище б бадьи закрыто, тяги 7 и подвижное кольцо 8 находятся в верхнем положении. Бадья накрывается крышкой 2, включается отсос дымовых газов и зажигаются горелки 14. Режим горения топлива эа счет подачи воздуха регулируется с таким расчетом, чтобы температура продуктов сгорания, попадающих из горелок на слой стружки в бадье, не приводила к возгоранию паров масел, которые образуются при соприкосновении стружки с горячими продуктами сгорания. Температура газов из горелки не должна превышать 700-750 С, для чего при работе горелок, например на природном газе, коэффициент расхода воздуха нужно иметь не менее 4, Обрараэовавшиеся в слое стружки пары масел вместе с продуктами сгорания просасываются тяговым средством сверху вниз. При этом пары масла, соприкасаясь с нижележащими более холодными слоями стружки, конденсируются. По этой причине, по мере перемещения11083 3вниз фронта испарения, стружка в нижней части бадьи непрерывно обогащается маслом и одновременно прогрева- ется. Прогрев слоя и обогащение его маслом способствует вытеканию масла и попаданию его на днище 6 бадьи, . 5 Днище 6 в закрытом состоянии имеет конусность с уклоном к центру бадьи, равным 1:10-1:5, с вершиной, направленной вниз. Конусность в днище предназначена для обеспечения стока скон; 10 денсированного масла, По условиям надежности эапирания и простоты конструкции днище должно быть беэ конус- ности. Поэтому для стока масла нужно иметь мийимальную конусность, обеспечивающую быстрое удаление масла с минимальным уносом отходящими газами. Для определения необходимой конусности проводят исследования на модели, при которых определяется влияние конусности на скорость стекания масла 20 и потери. Опыты проводятся на перфорированной конусной решетке, продуваемой воздухом с температурой 25-50 ОС, Определяется время стекания масла на расстояние 10 см и унос его с возду хом расход масла 2 кг/ч, воздуха 80 м/ч,).Зависимость потерь и времени стенания масла от конусности перфорированного днища представлена в табл.1. 30 Таблица 1 Потеримасла,Ъ Конус- Время стека- ность ния масла, с 35 ствособранногомасла,Ъ 40100 96,694,9 45 900 0,5:10 1:102:10 3,1 450 5,1 225 8,5 91,5 14 865083 110 3:10 4:10 5:10 23 66 34 55 Иэ данных табл, 1 следует, что время стекания масла к решетке с уве- личением наклона уменьшается, но одновременно возрастают потери его с воздухом. уровень приемлемых по терь не должен превышать 19, а наклон днища не должен превышать 2:10 1:5). Но при уменьшении наклона резко возрастает время стекания масла и при наклоне 0,5:10(1:20) оно уже 65 20 соизмеримо с длительностью процесса обезжиривания, т.е. нельзя наклон иметь менее 1:20. В вершине конуса имеется отверстие 12, соединенное с маслосливным патрубком 13, Благодаря наличию конусности и отверстия 12 масло, поступившее на днище 6, стекает в отверстие 12 и по маслосливному патрубку 13 - в маслосборник. Продукты сгорания, свободные от масла, поступают в отверстия 10 и удаляются. Отверстия 10 располагаются в средней части днища в два и более рядов. Оптимальное расположение отверстий 10 определяется на экспериментальной установке с массой стружки 50 кг. Используется стружка нержавеющей стали замасленностью 2. При этом определяется сопротивление системы и прогрев слоя. Для прогрева используются продукты сгорания природного газа при 600"С, расход газа 4 мз/ч. Из графика зависимости температуры и сопротивления слоя стужки от конструктивного расположения отверстий фиг. 3) видно, что при расположении отверстий 10 далее 1/6 Р от стенок бадьи резко возрастает сопротивление слоя (с 48 до 160 мм вод.ст, при расстоянии 1/2 Э ). Причем угол наклона кривой фиг. 3, участок СШ на расстоянии 1/6 до 1/3 Э от стенок бадьи значительно меньший,чем на расстоянии 1/3 до 1/22, Отсюда видно, что отверстия 10, расположенные на расстоянии от 1/6 до 1/ЗР от стенок бадьи, обладают меньшим сопротивлением, чем иа расстоянии от 1/3 до 1/23. При приближении отверстий 10 к стенкам бадьи на расстоянии менее 1/62 резко уменьшается нагрев стружки в центре слоя 151 С при 1/6 и 120 С при 1/123 ) . На участке температурной кривой ЛВ) при расположении отверстий 10 от 1/6 до 1/ЗР от стенок бадьи получается наиболее интенсивный нагрев стружки при незначительном росте сопротивления. Таким образом внешний ряд отверстий 10 должен быть удален на 1/6 Э. Такое расположение отверСтий в первую половину процесса обеэжиривания стружки предотвращает развитие периферийного потока газов и способствует более быстрому прогреву внутренних слоев стружки. Внутренний ряд отверстий 10 должен располагаться не более 1/33. от стенок бадьи, Это предотвращает чрезмерное увеличение сопротивления слоя стружки при прохождении дымовых газов.Для исключения уноса масла газами и вытекания его через отверстия 10 они с внутренней стороны имеют буртик.Предлагаемое устройство испытано на пилотной установке с массой стружки 50 кг, параллельно проведены испы 1108320тания устройства-прототипа с такойже массой стружки. Для испытаний применяют стружку нержавекщей стали ссодержанием масла 2. В обоих случаях для нагрева слоя применяют продук"ты сгорания газа с температурой600 С. Для чего в горелку подают4 м /ч газа. В обоих случаях процессзаканчивают через 0,5 ч, и конечнаязамасленность стружки близка к нулюпри среднемассовой температуре слоя350 ОС. В предлагаемом устройствеподача газа продолжается на протяжении всего времени нагрева, а в известном - примерно через:5 мин, когда начинается интенсивное испарение 15масла и его сгорание в топке, расход газа снижается до 1,5 м /ч, а температура греющих газов 600 С поддерживается за счет горения масла.При нагреве в маслосборнике устройст Ова получено 0,94 кг жидкого масла,Это означает, что из 1 кг имеющегосяв стружке масла сконденсировано исобрано 94, а 6 потеряно в видепаров с отходящими газами в конце наг рева, когда нижний слой стружки нагрелся выше точки конденсации паровмасла,Сравнительные результаты эксперимента приведены в табл. 2ЗОТаблица 2 Расход природного газа Устройство СобраноМасла м /ч Мэ/т кг кг/т Предлагаемое 4 40 0,94 18,8 Известное 4/1,5 19,1 Иэ данных табл. 2 следует, что для обезжиривания стружки при равной производительности в предлагаемом устройстве затрачено природного газа на 20, 9 мз/т больше, чем в известном, за счет сжигания масла в известном устройстве и использования выделившегося тепла на процесс обеэжиривания и нагрева стружки;В предлагаемом устройстве дополнительно получено 18,8 кг масла, таким образом экономический эффект от использования предлагаемого устройства равен 1,12 руб на 1 т стружки./рРиз 8 Тираж 578 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушми тк ка Подписноета СССРтийнаб., д. 4