Теплообменник вращающейся печи

О П И С А Н И Е 11754182ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоциалистическимиРеспубпик(54) ТЕПЛООБМЕННИК ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ Изобретение относится к технике тепло- обмена во вращающихся печах и может быть использовано в промышленности строительных материалов.Известны звеньевые, циклоидные и другие типа теплообменников, служащих для интенсификации теплообмена между горячими газами и сырьевой смесью 1,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является теплообменник вращающейся печи, содержащий за крепленные на корпусе печи вдоль его оси посредством кронштейнов параллельные продольные перегородки, в которых выполнены отверстия для пересыпания материала 12.Недостатком известных теплообменников является невысокая эффективность теп лообмена вследствие повышенного пылеобразования и неравномерного расположения перегородок по сечению печи.Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена.20Цель достигается тем, что в теплообменнике вращающейся печи, содержащей закрепленные на корпусе печи вдоль его оси посредством кронштейнов параллельные 2продольные перегородки, последние размещены равномерно по сечению печи и выполнены из отдельных секций, смещенных вдольпечи одна относительно другой по окружности.Перегородки могут быть закреплены сзазором между ними и корпусом печи.Теплообменник может быть снабжен шарнирно закрепленными на корпусе печи против каждой перегородки лопастями,Вторые по ходу вращения печи кромкипродольных перегородок могут быть загнуты в сторону вращения печи в виде ковша,Каждая секция может быть снабженаразмещенной перпендикулярно продольнымперегородкам дополнительной диаметральной перегородкой,Каждая диаметральная перегородка может быть выполнена выступающей относительно секции продольных перегородок в сторону разгрузочного конца печи.Каждая продольная перегородка со стороны разгрузочного конца может быть выполнена с вырезом в центре или с осевымипрорезями по центру вдоль оси печи.Теплообменник может быть снабжен шарнирно закрепленными на диаметральной пеМатериал вследствие вращения и наклона печи 1 поступает в полости, образованные перегородками 2 и печью 1 и перемещается в них с пересыпанием. Причем забор материала в каждую полость происходит два раза за каждый оборот,Поперечное сечение печи 1 равномерно юо заполнено перегородками 2. В случае вырегородке против осевых разрезов продольных перегородок лопастями, а продольные перегородки целесообразно снабдить упорами.Каждая перегородка со стороны разгрузочного конца может быть выполнена с вырезом на ее внешней стороне, при этом вырезы в перегородках целесообразно выполнить в виде косого среза к внешней ее сторонеКромки вырезов со стороны загрузочного конца печи могут быть выполнены со скосом к внешней стороне перегородки, а теплообменник снабжен шарнирно закрепленными на корпусе печи против вырезов перегородок лопастями, а каждая перегородка снабжена закрепленными на ней у выреза упором.Лопасти против каждой перегородки могут быть выполнены с уширением против каждого выреза либо выполнены винтовыми с направлением винта, противоположным направлению вращения печи. На фиг. 1 показан теплообменник вращающейся печи, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А - А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б фиг. 1; на фиг. 4 - вариант исполнения теплообменника с закреплением перегородок с зазором между ними и корпусом печи; на фиг. 5 - разрез В - В фиг. 4; на фиг. 6 - . разрез Г - Г фиг. 4; на фиг. 7 - разрез Д - Д фиг. 4; на фиг. 8 - вариант выполнения теплообменника с диаметральной перегородкой, перпендикулярной продольной перегородке; на фиг. 9 - разрез Е - Е фиг. 8; на фиг. 10 - разрез Ж - Ж фиг. 8; на фиг, 11 - разрез 3 - 3 фиг. 8; на фиг, 12 - теплообменник с различными вариантами выполнения вырезов в перегородках;на фиг. 13 - разрез И - И фиг. 12.Внутри вращающейся печи 1 расположены перегородки 2, которые параллельны оси печи 1 и между собой, Протяженность их вдоль оси определяется тепловым расчетом, а расстояние между ними - из условия свободного прохождения материала без заклинивания. Каждую перегородку 2 крепят к печи 1 кронштейнами 3, которые обеспечивают свободу теплового расширения перегородок 2 как вдоль оси, так и в перпендикулярном направлении. Со стороны горячего конца печи 1 на расстоянии (0,05 - 1) Р перегородки 2 вырезаны на (0,05 - 0,25) Р, где Р - внутренний диаметр печи 1. На участке выреза перегородок 2 против каждого на шарнирах 4 на корпусе печи 1 закреплена лопасть 5, которая перекрывает вырез в перегородке 2 при соприкосновении с упорами 6 на перегородках 2. Лопасти 5 могут быть выполнены с направлением винта, противоположным направлению вращения печи, а кромки вырезов в перегородках 2 со сторонь 1 загрузочного конца печи 1 выполнены со скосом к внешней сторо- к 25 30 35 40 4не перегородки 2, В случае установки перегородок 2 на корпусе печи 1 с зазором между ними и корпусом против каждой перегородки 2 на шарнирах 4 расположены лопасти 5, которые перекрывают пространство между печью 1 и перегородками 2. Для ликвидации ссыпания материала с горячего конца перегородок 2 они со стороны горячего конца на длине равной (0,05 - 0,5) Р, имеют косые срезы 7, которые перекрывают уширенными участками лопастей 5.Для обеспечения забора и подъема материала вторыми по ходу вращения печи 1 кромками перегородки 2 имеют загнутые в сторону вращения печи 1 в виде ковшей вторые по ходу вращения кромки 8, параллельные оси печи 1. В другом варианте выполнения каждая секция теплообменника снабжена размещенной перпендикулярно продольным перегородкам 2 дополнительной диаметральной перегородкой 9, которая может выступать в сторону разгрузочного конца печи 1 относительно перегородок 2 на (0,06 - 1) Р, где Р - диаметр печи 1.Диаметральная перегородка 9 со стороны разгрузочного конца может быть выполнена с вырезом, величина которого равна (0,03 - 0,5) Р. На этом участке против диаметральной перегородки 9 на корпусе печи 1 на шарнирах 4 закреплены лопасти 5, а на перегородке 9 закреплены упоры 6. Косые срезы на перегородках 2 выполнены по ,длине вдоль оси печи 1, равной (0,03 - 0,5) Р. Каждая перегородка 2 может быть выполнена со стороны разгрузочного конца на длине равной (0,06 - 1) Р, с вырезом равным (0,03 - 0,25) Р от диаметральной перегородки 9.Кроме того, перегородки 2 могут быть выполнены с осевым разрезом по центру вдоль оси печи 1, при этом на диаметральной перегородке 9 против осевых разрезов перегородок 2 на шарнирах 10 закреплены лопасти 11, а на перегородках 2 - упоры 12.Теплообменник работает следуюшим образом. полнения вырезов в перегородках 2 материал на длине (0,05 - 1)Р со стороны горячего конца печи 2 не поднимается перегородками 2, следовательно и ссыпания его со стороны горячего конца перегородок 2 не будет. Величину выреза (0,05 - 1) Р выбирают в зависимости от уклона печи 1 и свойств текучести материала. Чем больше уклон печи 1 и текучесть материала, тем5больше величина перемещения материалавдоль оси печи 1 за каждые полоборота, тембольше берут величину выреза.Вырез в момент поступления к нему материала перекрывают лопастью 5, котораяпри нахождении в нижнем положении материалом отбрасывается к корпусу печи 1,5а после перехода через верхнее положениеупирается в упоры 6 и препятствует ссыпанию материала в поток газов.В другом варианте размер выреза в перегородке 2 в направлении, перпендикулярном оси печи 1 больше, чем толщина Ь слояматериала. Материал, который забралсякромкой выреза со стороны холодного конца, выше оси печи 1 начинает подниматьсяи перемещаться с пересыпанием по траектории, обозначенной штрихпунктирной линией, без ссыпания в поток газов.При достижении выреза ниже оси печи1 он ссыпается на корпус печи 1, но потоком газов не подхватывается, так как винтовые лопасти 5 перекрывают сечение для прохода газов и затем способствуют выталкиванию материала из пределов секций перегородок 2.При закреплении перегородок 2 с зазором между ними и корпусом печи 1 перегородки 2 захватывают часть материала, так 15как слой материала имеет большую величину, чем расстояние от кромок перегородок2, параллельных оси печи 1, до внутреннейповерхности печи 1. При дальнейшем вращении захваченный материал поднимаетсявверх и соприкасается с горящими газами,затем он начинает пересыпаться вниз по перегородкам 2. Через 180 эта же перегородка 2, но уже другим своим концом, захватывает новую порцию материала, и все повторяется, При этом ссыпание материала с Зюперегородок 2 происходит в поток газов какчерез кромки, параллельные оси печи 1, таки через кромку, перпендикулярную оси печи 1 со стороны горячего конца, так как материал вследствие наклона оси печи 1 перемешается и вдоль оси печи 1.При наличии лопасти 5 ссыпания материала в поток газов по кромкам, параллельным оси печи 1, не будет, так как лопасти 5уперлись в кронштейны 3 и образуют в положении ниже и слева от оси печи 1 мостики, 4по которым он пересыпается до корпуса печи 1. При дальнейшем вращении лопасти 5ложатся на корпусе печи 1, обеспечивая свободный проход через материал по корпусупечи 1 (проходит та часть материала, которая не захвачена перегородками 2),Наличие косых срезов в перегородках 2, которые перекрывают уширенными участками лопастей 5, ликвидирует ссыпание материала в поток газов с перегородок 2 и с горячего конца, так как перегородка 2 с вырезом отстоит на этом участке дальше, чем высота слоя материала. Следовательно, материал забирается и поднимается лопастью 5 только на участке до выреза, а далее не забирается, Материал, забранный лопастью 5 рядом с вырезом, начинает при вращении печи 1 пересыпаться вниз и вдоль оси, но так как дальше выреза нет, то ссыпания в поток газов не происходит.Вторые по ходу вращения печи 1 кромки 8 перегородок 2 для обеспечения захватывания материала всеми кромками перегородок 2 (в том числе и самыми близко расположенными к корпусу печи 1, а следовательно и самыми узкими) загнуты в сторону вращения печи 1 в виде ковшей.При наличии диаметральной перегородки 9 часть материала лежит на ней, что обеспечивает большую поверхность контакта материала с горячими газами и одновременно защищает детали теплообменника от перегрева.При дальнейшем перемешении материал начинает ссыпаться с перегородок 2 и 9 в поток газов с пылеобразованием.Для уменьшения пылеобразования перегородку 9 выполняют выступающей относительно перегородок 2 на (0,06 - 1) Р, что уменьшает путь падения материала с перегородок 2 (материал задерживается на перегородке 9, а не падает в нижнюю часть печи 1).Однако при этом с самой перегородки 9 материал тоже частично ссыпается в поток газов. Для исключения этого на всем участке выступания перегородки 9 относительно перегородок 2 равном (0,06 - 1) Р она не доходит до корпуса печи 1 на величину, равную (0,03 - 0,5) Р. Величину (0,03 - 0,5) Р выбирают из тех соображений, чтобы она была больше толщин слоя материала на данном участке Ь печи 1, т. е. при этом обеспечивается отсутствие подъема материала и перегородки 9 на длине (0,06 - 1) Р, где перегородка 9 не доходит до корпуса печи 1,Тогда материал, поднятый перегородкой 9 около выреза в ней, с учетом уклона печи 1 перемешается по штрихпунктирной линии. Размер (0,06 - 1) Р выбирают в зависимости от уклона печи 1 и текучести материала (чем больше уклон печи и текучесть материала, тем больше величина этого размера).Однако и в этой конструкции материал с перегородки засыпается в поток газов по кромке выреза на длине (0,06 - 1) Р.На корпусе печи 1 установлены на шарнирах 4 лопасти 5, которые, упираясь в упоры 6 в нижнем положении, сначала образуют мостик, по которому материал ссыпается на корпус печи 1, а при дальнейшем вращении ложатся на корпус печи 1, пропуская материал и исключая его подъем перегородкой 9 на длине (0,06 - 1) Р,Перегородки 2 имеют скошенную на длине (0,03 - 0,5) Р кромку и на длине (0,06 -- 1) Р - вырез в центре до перегородки 9754182 Формула изобретения 7на величину (0,03 - 0,25)Р, В этом случае забранный перегородкой 2 материал перемешается по траектории, обозначенной выше оси печи 1 штрихпунктирной линией, без ссыпания со стороны горячего конца,При достижении кромки косого среза перегороДки 2 материал ссыпается в поток газов, При дальнейшем вращении печи 1 материал, находящийся на перегородке 9, забирается только примыкающей к ней частью перегородки 2, а где перегородка 2 не доходит до перегородки 9 забора не происходит, так как величина (0,03 - 0,25) Р больше толщины слоя материала на перегородке 9.В случае выполнения перегородок 2 с осевым разрезом по центру вдоль оси печи 1 для исключения ссыпания материала с пере городок 2 в поток газов через промежуток (0,03 - 0,25) Р, на который они не доходят до перегородки 9, на последней посредством шарниров 10 закреплены лопасти 11, которые в момент ссыпания материала ложатся на упоры 12 и образуют мостик, по которому материал ссыпается на корпус печи 1.Применение данного теплообменника обеспечит повышение эффективности тепло- обмена вследствие более равномерного распределения теплообменных элементов по 25 сечению печи и уменьшения пылеобразования. 1, Теплообменник вращающейся печи,содержащий закрепленные на корпусе печи вдоль его оси посредством кронштейновпараллельные продольные перегородки, отличающийся тем, что, с целью повышения 55эффективности теплооб мена, продольныеперегородки размещены равномерно по сечению печи и выполнены из отдельных секций, смещенных вдоль печи одна относительно другой по окружности,2. Теплообменник по п. 1, отличающийсятем, что перегородки закреплены с зазороммежду ними и корпусом печи.3. Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен шарнирно закрепленными на корпусе печи против каждой перегородки лопастями.4. Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что вторые по ходу вращенияпечи кромки продольных перегородок загнуты в сторону вращения печи в виде ковшей.505, Теплообменник по п. 1, отличающийсятем, что каждая секция снабжена размещен 8ной перпендикулярно продольным перегородкам дополнительной диаметральной перегородкой.6. Теплообменник по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что каждая диаметральная перегородка выполнена выступающей относительно секции продольных перегородок в сторону разгрузочного конца печи.7. Теплообменник по пп. 1, 5 и 6, отличающийся тем, что каждая продольнаяперегородка со стороны разгрузочного конца выполнена с вырезом в центре.8. Теплообменник по пп. 1, 5 и 6, отличающийся тем, что продольные перегородки выполнены с осевыми прорезями по центру вдоль оси печи,9. Теплообменник по пп. 1, 5, 6 и 8,отличающийся тем, что он снабжен шарнир.но закрепленными на диаметральной перегородке против осевых разрезов продольныхперегородок лопастями, а продольные перегородки снабжены упорами.10. Теплообменник по пп, 1, 2, 3, 5 и 6,отличающийся тем, что каждая перегородка со стороны разгрузочного конца выполнена с вырезом на ее внешней стороне.11, Теплообменник по пп. 1, 2, 3, 5, 6 и10, отличающийся тем, что вырезы в перегородках выполнены в виде косого срезак внешней ее стороне.12. Теплообменник по пп. 1, 2, 3, 5, 6и 10, отличающийся тем, что кромки вырезов со стороны загрузочного конца печи выполнены со скосом к внешней стороне перегородки.13. Теплообменник по пп. 1, 2, 5, 6, 10и 12, отличающийся тем, что он снабженшарнирно закрепленными на корпусе печипротив вырезов перегородок лопастями, акаждая перегородка снабжена закрепленным на ней у выреза упором.14. Теплообменник по пп. 1, 2, 3, 5, 6,10, 11 и 15, отличающийся тем, что лопастипротив каждой перегородки выполнены суширением против каждого выреза.15. Теплообменник по пп. 1, 2, 5, 6, 1 О,12 и 13, отличающийся тем, что лопасти выполнены винтовыми с направлением винта,противоположным направлению вращенияпечи.Приоритет по пп. 5, 6, 7, 8, 9, 12, 1524. 07.78.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Краткий справочник технолога цементного завода, Под ред, И. В. Кравченко, М.,Стройиздат, 1974, с. 165.2. Патент СССР19996,кл. Г 27 В 7/16, 1930 (прототип).754182 ериа фиаСоставитель Л. ПетроваТехред К. Шуфрич Корректор М. Кос Тираж 671 Подписное Редактор С. Титова Заказ 4889/32 4/5тная, 4 хаюаиыкаиец певг Хаджа иЦНИИПИ Госпо делам113035, Москва, илиал ППП Пат арственного к изобретений и Ж - 35, Раушст, г. Ужгоро омитета Соткрытий кая наб., д, ул. Про