Способ подготовки шихты для варки стекла и устройство для его осуществления

 

1. Способ подготовки шихты для варки стекла в печи путем предварительного оплавления гранулированной шихты во вращающемся барабане с по- . мощью теплоно сителя, подаваемого в противотоке, отличающийся, тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, в качестве теплоносителя используют нагретые отходящими из печи газами сферы с размерами , большими, чем гранулы шихты, перемещаемые в барабане по спирали. О) hO 4i :А9 3 см &f

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 А3 (19) (11) (50 4 С 03 В 1/00

ВСГС ./ъ"- 7"" а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTYВМЫ 11.." " 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3426512/29-33 (86) РСТ/US 81/00907(06.07.81) (22) 26.04.82 (31) 181589 (32) 27.08.80 (33) US (46) 07.07.86. Бюл. У 25 (71) Оуэнс-Корнинг Файберглас Корпорейшн (VS) (72) Чарльз Морайс Хоумэн, Марк Альберт Пропстер и Стефен Сенг (US) (53) 666.1 ° 031 (088.8) (56) Патент СЩА Ф- 4207943, кл.165-1, 17.06.80.

Патент США N- 4099953, кл.65-335, 1978.

Авторское свидетельство СССР

9 66444, кл. С 03 В 5/12, 1940. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ ДЛЯ

ВАРКИ СТЕКЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ подготовки шихты для варки стекла в печи путем предварительного оплавления гранулированной шихты во вращающемся барабане с помощью теплоносителя, подаваемого в противотоке, отличающийся . тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, в качестве теп. лоносителя используют нагретые отходящими из печи газами сферы с размерами, большими, чем гранулы шихты, перемещаемые в барабане по спирали.

И„

43618

12

2.устройство для подготовки шихты для варки стекла, содержащее установленный под углом к печи вращающийся барабан с загрузчиком шихты, смонтированным над верхней его частью, и трубопровод подачи теплоносителя, соединенный с нижней его частью, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, оно снабжено теплообменником для нагрева теплоносителя в виде сфер, нижняя часть которого соединена с печью гаэоходом, барабан выполнен в нижней части перфорированным с отверстиями размером большим, чем ра.змеры гранул, но меньшим, чем размеры сфер, и снабжен прикрепленными к его внутренней поверхности продольными перегородками и перфорированной спиралью в верхней части, размеры отверстий которой меньше, чем размеры сфер, но больше,чем размеры гранул, а площадь отверстий составляет неменее 707.площади спирали.

Изобретение относится к стекольной промьппленности, а именно к технологии и устройствам для подготовки шихты для варки стекла.

Цель изобретения — повышение эфЮ фективности теплообмена.

Теплоноситель, образованный на основе агломератов стекла, керамики, стали, нержавеющей стали, алюминия, гравия или подобных им материалов, подают в теплообменник, где предварительно подогревают газами, отходя. щими из печи.

Подогретый теплообменник в виде сфер с размерами большими, чем гранулы шихты, вводят в один конец цилиндрического барабана, вращаемого на наклонной оси. Шихту, которая должна быть подогрета, подают противоходом путем введения ее с другого конца барабана. Теплоноситель используют для того, чтобы обеспечить подогрев шихты. Охлажденный теплоноситель рециркулируется обратно в 2 бункер, а предварительно подогретая шихта поступает в печь.

На фиг. представлена технологическая схема устройства; на фиг.2теплообменник с вращающимся барабаном; на фиг.3 — растянутая металлическая спираль, которая используется для удаления среды иэ барабана; на фиг,4 — то же, которая размещается в теплообменнике с вращающимся барабаном; на фиг ° 5 — профиль пере35 мешивания внутри барабана.

Теплоноситель может быть нагрет посредством отходящих газов при температуре 482-667 С, получаемых из стеклоплавильной печи (не показана), в предварительно подогретом бункере.

Отходящие газы вводят в нижнюю часть предварительно подогретого бункера 1, а теплоноситель поступает в верхнюю часть этого подогретого бункера. Поток газов и теплоноситель идут навстречу друг другу. Теплоноситель выходит через дно предварительно подогретого бункера 1 а отходящие газы удаляются из него через верхнюю часть бункера 1. Воздухо дувка или вентилятор 2 предназначен,для того,, чтобы удалять отходящие газы из предварительно подогреваемого бункера 1,или для того, чтобы поддерживатьв бункереотрицательное давление. Теплоноситель может быть нагрет до температуры, значение которой равно или близко к значению температуры отходящих газов.

Затем теплоноситель поступает на один конец являющегося теплообменником барабана 3 по конвейеру 4. В противоположном направлении с помощью конвейеров 5 и 6 и шнекового загрузчика (не показан ) партию шихты для получения стекла, поступающую в форме микрочастиц, транспортируемых иэ хранилища 7. Барабан 3 вращается вокруг оси с помощью двигателя и системы привода (не *оказаны).

Расположенные по центру и установленные стационарно входной 8 и выходной 9 патрубки сообщаются с внутренним пространством барабана. Пос1243618

l5

20 вотоком. На входном конце, куда загружают теплоноситель, предусмотрен экран, который отражает обратно нагретую шихту. Теплоноситель натекает

25 поверх входа для шихты на Входном конце барабана, через который в него вводят шихту. Для проверки характеристик противотока загрузки теплоносителя и шихты используют холодную модель. Для этого изготовлен барабан, имеющий размеры 50,8 и 254. Шихту пропускают через этот барабан со скоростью 272, 16 кг/ч при минимальном времени пребывания, составляющем

2,5 мин,и максимальном времени пре35 бывания до 7 мин. В любой данный момент времени в барабане содержится не менее 27,2 кг загрузки.

Были проведены и другие варианты

40 испытания, в ходе которых загрузку пропускают через барабан со скоростью

4<53,59 кг/ч, причем масса загрузки,. находящаяся в барабане, в этом случае достигает 45,4 вместо 27,2 кг.

В качестве реальной среды исполь45 зуют стеклянные шарики, шихта вводится в форме гранул. Обычно в любой данный момент времени в барабане находится 227 кг шариков.

В таблице даны данные, полученные при использовании холодной модели для теплоносителя и шихты.

Ъ

Испытания проводятся(как со сфе.рическими, так и с несферическими

55 агломератами различных размеров. В ходе этих испытаний устновлено, что среда имеет сферическую форму и незначительно отличается по диаметру ле того, как теплоноситель выгружают из барабана, он возвращается в бункер 1 предварительного подогрева по конвейеру 10. Горячая шихта по— ступает в стеклоплавильную печь в виде потока 11.

Подогретый теплоноситель поступает в барабан 3 по трубопроводу 12, нагретая шихта выводится через экран

13. Холодная шихта поступает через трубопровод 14, а холодный теплоноситель выгружают через трубопровод

15. Вращение барабана и перегородок

16 заставляет теплоноситель и шихту перемещаться. Барабан состовляет с горизонтальной линией острый угол, не превышающий 45 и не менее 15 о о

Для того, чтобы привести шихту в непосредственный контакт с теплоносителем, в качестве конструктивного элемента используются перегородки, прикрепленные к внутренней поверхности барабана. Перегородки

16 конструктивно выполнены каждая в виде последовательности перегородок (число которых составляет от 3 до 4), расположенных п8 окружности барабана. Ширина этих перегородок составляет 5, 1 — 7,6 см. Обычно эти перегородки прикрепляются болтами к стенкам барабана и выступают по всей длине его. Все установленные перегородки в комбинации с вращением барабана способствуют перемешиванию шихты и теплоносителя.

Растянутая металлическая спираль

17 содержит около 707 отверстий или пустот. Размер отверстия s спирали

17 имеет очень большое значение, поскольку эти отверстия должны быть достаточно большими для того, чтобы обеспечить возможность для шихты провалиться через них. Обычно отверстия имеют форму, подобную алмазу, "а размер их составляет 2,54-1,91 см.

По мере того, как происходит вращение спирали 1, среда перемещается по спиральной траектории от участка, образованного цилиндрической стенкой барабана, к выходу для теплоносителя, который обычно находится в средней части или в центре барабана. Спираль, прикреплена к барабану и вращается вместе с ним, вынуждая теплоноситель перемещаться по спиральной траектории вдоль спирали к ее центру. Шихта в том случае, если она имеется, проваливается через пустоты обратно во внутреннее пространство барабана, при этом исключается возможность вынесения ее при выгрузке теплоносителя. Шнековый загрузчик (не показан) обычно выходит за пределы места выгрузки со спирали, так что шихта не попадает на спираль.

Размеры спирали 17 могут варьироваться в весьма широких пределах.

Используемая в данном случае спираль имеет размеры 50,81254 см, при этом глубина барабана составляет 30 5 см.

Внутренний виток спирали имеет радиус 10,2 см, а следующие витки имеют радиусы 17,8 и 25,4см соответственно.

Предложенное устройство для предварительного подогрева содержит вращающийся барабан, с каждого конца которого подают внутрь его нагретый теплоноситель и шихту, идущие проти618 6 ты, на основе которой изготавливает ся бутылочное стекло или контейнерное стекло, оконное стекло и т.д..Угол наклона

Теплоноситель в

X oT объема. барабана

Шахта в % Частота от объема вращения, барабана об/мин

8,7

30

9,3

16,7

5 1243 для того, чтобы исключить проблемы, связанные с протеканием шихты и теплоносителя ° Предпочтительно,, чтобы шихта имела фактор формы значение которого находится в пределах 0 9—

10. Т еплоноситель при хорошей подгонке имеет значения диаметра, находящиеся в широких пределах, но при этом оптимальный размер соответствует приблизительно 2,54 см в диа- 10 метре.

П в ро одятся такие испытания при нагреве с использованием теплоносителя, подогретого до 427 С. Теплоноситель в свою очередь, нагревает 1 шихт О у до 388 С при коэффициенте теп5 лопередачи, достигающем свыше 907.

При ос уществлении предлагаемого способа можно подвергать предварительно п му одогреву любую партию ших- 20

1243618

Составитель Т ° Буклей

Техред Л.Олейник Корректор С.Черни Редактор Г. Волкова

Заказ 3721/59 Тираж 457 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1,13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4