Устройство для обезжиривания и подогрева стружки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЖИРИВАНИЯ ИПОДОГРЕВА СТРУЖКИ, содержащее крышку с горелками, загрузочную бадью с раскрываюпщмся перфорирован ным днищем и дымоприемник, о т л ч ающееся -тем, что, с целью обеспечения сбора и утилизации содержащегося в стружке масла, днище загрузочной бадьи выполнено конусным в сторону центра, paBHrn-i 1:10-1:5, и отверстиями, расположенными по окружности между стенками бадьи и центром днища в два или более рядов на расстоянии 1/6-1/3 диаметра днища от стенок бадьи, отверстия с внутренней стороны бадьи выполнены с буртиком, при этом в центре днища бадьи выполнено отверстие без буртика, соединенное с маслосливным патрубком, установленным с наружной стороны днища бадьи.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБ ЛИК

„„SU,»>108320 A

y(gII 27 0 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВаИух

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3620946/22-02 (22) 13.07.83 (46) 15.08.84. Бюл. Р 30 (72) В.Я.Конюх, B.Ï.Àñàíèí, B.Т.Серый, В.И.Голуб, Г.И.Итарин и В.И.Месяц (71) Институт газа AH УССР (53) 669.18.002.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 432323, кл. F 27 D 13/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 454255, кл.- F 27 D 13/00, 1973. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЖИРИВАНИЯ И ПОДОГРЕВА СТРУЖКИ, содержащее крышку с горелками, загрузочную бадью с раскрывающимся перфорированным днищем и дымоприемник, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения сбора и утилизации содержащегося в стружке масла, днище загрузочной бадьи выполнено конусным в сторону центра, равным 1:10-1:5, и отверстиями, расположенными по окружности между стенками бадьи и центром днища в два или более рядов на расстоянии 1/6-1/3 диаметра днища от стенок бадьи, отверстия с внутренней стороны бадьи выполнены с буртиком, при этом в центре днища бадьи выполнено отверстие без буртика, соединенное с маслосливным патрубком, установленным с наружной стороны днища бадьи.

1108320

Изобретение относится к устройствам для предварительной подготовки металлошихты к плавке в печах путем предварительного подогрева ее перед переплавом в злектропечах,и др.

Известно устройство для подогрева $ скрапа, содержащее камеру дожигания, топочную камеру с горелками и металлическую решетку, на которую установлен футерованный контейнер с раскрывающимся перфорированным дном и крышкой, соединенной через патрубок с рекуператором, в котором топочная камера 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 и совмещенный с камерой дожигания (1 3.

Однако в этом устройстве наличие рекуператора усложняет конструкцию устройства, снижает надежность его работы и увеличивает расход тепла на процесс пропорционально КПД рекуператора„ использовать масло в виде топлива нерационально, поскольку оно очень дорого и дефицитно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для обжига и подогрева стружки, со- 30 держащее крышку с горелками, эагрувочную бадью с раскрывающимся перфорированным днищем и дымоприемиик $2), В данном устройстве хотя и созданы лучшие условия для горения испа- 35 ряющихся масел, но оно также сложно в изготовлении и обладает низким

КПД.

Целью изобретения является обеспечение сбора и утилизации содержаще-40 гася в стружке масла.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обезжиривания и подогрева стружки, содержащем крышку с горелками, загрузочную бадью с раскрывающимся перфорированным днищем и дымоприемник, днище загрузочной бадьи выполнено конусным с уклоном в сторону центра, равным 1:101:5, и отверстиями, расположенными по окружности между стенками бадьи и центром днища в два или более рядов на расстоянии 1/б-1/3 диаметра днища от стенок бадьи, отверстия с внутренней стороны бадьи выполнены с буртиком, при этом в центре днища бадьи выполнено отверстие без буртика, соединенное с маслосливным патрубком, установленным с наружной стороны днища бадьи.

На фиг. 1 представлено устройство,60 поперечный разрез; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 - график зависимости температуры и сопротивления слоя стружки от конструктивного расположения 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 1/6D, а внутренний на 1/ЗХ) 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 1/101/20Р. 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 à счет подачи воздуха регулируется с таким расчетом, чтобы температура продуктов сгорания, попадакщих 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 перемещения

11083

Таблица1

Потери масла, %

Конус- Время стеканость ния масла, с

35 ство собранного масла,%

100

3,1

0,5:10 1. :10

2:10

900

96,6

94,9 45

450

5,1

225

8,5 91,5

3:10

110

86

4:10

5:10 23

34 бб

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 потерь 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

3 вниз фронта испарения, стружка в нижней части бадьи непрерывно обогащается маслом и одновременно прогревается. Прогрев слоя и обогащение его маслом способствует вытеканию масла и попаданию его на днище б бадьи.

Днище б 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- р денсированного масла, По условиям надежности эапирания и простоты конструкции днище должно быть беэ конусности. 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 25-50ОС.

Определяется время стекания масла на расстояние 10 см и унос его с возду- 25 хом (расход масла 2 кг/ч, воздуха

/ч,).

Зависимость потерь и времени стенания масла от конусности перфорированного днища представлена в табл.1. 30

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 б, 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/бР от стенок бадьи резко возрастает сопротивление слоя (с 48 до 160 мм вод.ст, при расстоянии 1/2 D ). Причем угол наклона кривой (фиг. 3, участок СШ на расстоянии 1/б до 1/3 D от стенок бадьи значительно меньший,чем на расстоянии 1/3 до 1/2D. Отсюда видно, что отверстия 10, расположенные на расстоянии от 1/б до 1/ЗР от стенок бадьи, обладают меньшим сопротивлением, чем иа расстоянии от 1/3 до

1/2Ý. 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 1/12Т ) . На участке температурной кривой (RB) при расположении отверстий 10 от 1/6 до 1/3)) от стенок бадьи получается наиболее интенсивный нагрев стружки при незначительном росте сопротивления. Таким образом внешний ряд отверстий 10 должен быть удален на 1/бЭ. 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 черезмерное 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 испы1108320 тания устройства-прототипа с такой же массой стружки. Для испытаний применяют стружку нержавекщей стали с содержанием масла 2%. В обоих случаях для нагрева слоя применяют продукты сгорания газа с температурой

600 С. Для чего в горелку подают

4 м /ч газа. В обоих случаях процесс заканчивают через О, 5 ч, и конечная замасленность стружки близка к нулю при среднемассовой температуре слоя

350ОC. B предлагаемом устройстве подача газа продолжается на протяжении всего времени нагрева, а в известном — примерно через:5 мин, когда начинается интенсивное испарение 15 масла и его сгорание s 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- 2р ва получено 0,94 кг жидкого масла.

Это означает, что из 1 кг имеющегося в стружке масла сконденсировано и собрано 943, а бЪ потеряно в виде паров с отходящими газами в конце наг-25 рева, когда нижний слой стружки нагрелся выше точки конденсации паров масла.

Сравнительные результаты "эксперимента приведены в табл. 2

ЗО

Т а б л и ц а 2

Собрано масла

Расход природного газа

Устройство мэ/, 13, 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 устро: ства равен 1,12 руб на 1 т стружки.

) 108320 б а т19

В

rIÔ

Риз >

Составитель A.Прусс

Редактор М.Дылын Техред С.Мигунова - Корректор A.Tÿcêo аказ "849/28 Тираж 578 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4