Устройство для тепловой подготовки порошкообразного материала

 

Использование: изобретение относится к области цементного машиностроения, применяется в конструкциях запечных теплообменников и может быть использовано в цементной промышленности. Сущность изобретения: устройство для тепловой подготовки порошкообразного материала содержит соединенные цилиндрическим каналом цилиндрическую смесительную камеру с верхним и нижним конусами и декарбонизатор. Переходный участок между смесительной камерой и каналом выполнен из лотка в виде части цилиндрической поверхности, образующая которой совпадает с образующей нижнего конуса смесительной камеры и врезанных в цилиндрическую часть смесительной камеры трех плоских стенок, при этом две стенки выполнены касательными к наружной поверхности канала, третья стенка выполнена горизонтальной и расположена не ниже уровня пересечения образующих цилиндрических поверхностей смесительной камеры и канала, при этом плоскость стыки канала с переходным участком перпендикулярна оси канала. Устройство обладает следующими преимуществами: количество закладных, удерживающих футеровки деталей, сведено к минимуму- это соответствует значительному уменьшению расхода дорогостоящей жаростойкой стали, уменьшению металлоемкости и многодетальности конструкций; обеспечена жесткость конструкции цилиндрической смесительной камеры в месте установки опорных устройств; увеличена стойкость футеровки, так как в цилиндрической смесительной камеpе под действием разрежения создаются касательные усилия, возникающие в кольцевой кирпичной кладке, приводящие к ее дальнейшему заклиниванию. 3 ил.

Изобретение относится к области цементного машиностроения, применяется в конструкциях запечных теплообменников и может быть использовано в цементной промышленности.

Известна установка для обжига сырья, где для создания первой зоны струйного истечения в нижней части печи выполнено окно для вдувания отходящих из печи газов, а участок корпуса печи выше первой зоны образует сужение, благодаря которому в верхней части печи образуется вторая зона струйного течения [1] Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату изобретением к данному изобретению является устройство для тепловой подготовки порошкообразного материала, содержащее соединенные каналом смесительную камеру и декарбонизатор [2] В известном решении смесительная камера и канал могут быть выполнены цилиндрического или прямоугольного сечения.

В случае выполнения смесительной камеры и канала прямоугольного сечения имеются следующие недостатки: а именно, наличие в смесительной камере широких плоских стенок, жесткость которых не всегда достаточная для крепления футеровки и самой установки на этажерке циклонного теплообменника. Кроме того, велика поверхность футерования штучным огнеупором с применением удерживающих его от выпадения закладных деталей типа кронштейнов, прутков и т.п. что ведет к росту металлоемкости, сложности проведения футеровочных работ и многодеятельности конструкции.

Выполнение смесительной камеры и канала цилиндрической формы тормозится отсутствием надежного конструктивного решения сочленения этих элементов.

Технический результат данного изобретения состоит в увеличении стойкости футеровки, жесткости конструкции и снижении ее металлоемкости.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для тепловой подготовки порошкообразного материала, содержащем соединенные цилиндрическим каналом цилиндрическую смесительную камеру с верхним и нижним конусами и декарбонизатор, переходный участок между смесительной камерой и каналом выполнен из лотка в виде части цилиндрической поверхности, образующая которой совпадает с образующей нижнего конуса смесительной камеры, и врезанных цилиндрическую часть смесительной камеры трех плоских стенок, при этом две стенки выполнены касательными к наружной поверхности канала, третья стенка выполнена горизонтальной и расположена ниже уровня пересечения образующих цилиндрических поверхностей смесительной камеры и канала, при этом плоскость стыка канала с переходным участком перпендикулярна оси канала.

На фиг. 1 показан вид устройства для тепловой подготовки порошкообразного материала, с циклонными теплообменниками и вращающейся печью; на фиг. 2 показано соединение смесительной камеры с каналам; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2.

Устройство для тепловой подготовки порошкообразного материала содержит соединенные цилиндрическим каналом 1 цилиндрическую смесительную камеру 2 с верхним 3 и нижним 4 конусами и декарбонизатор 5. Переходный участок между смесительной камерой 2 и каналом выполнен из лотка 6 в виде части цилиндрической поверхности, образующая которой совпадает с образующей нижнего конуса смесительной камерой, и врезанных в цилиндрическую часть смесительной камеры трех плоских стенок: две одинаковые плоские стенки 7, 8 выполнены касательными к наружной поверхности канала 1, третья стенка 9 выполнена горизонтальной и расположена не ниже уровня пересечения образующих цилиндрических поверхностей смесительной камеры 2 и канала 1, при этом плоскость стыка 10 канала с переходным участком перпендикулярна оси канала.

Футеровка устройства производится клиновым штучным огнеупором во всех цилиндрических и конических элементах в распор, плоским огнеупорным кирпичом не плоских стенках 7 и 8.

Устройство для тепловой подготовки порошкообразного материала работает следующим образом. Сырьевая смесь из циклонов запечного теплообменника поступает во входные патрубки декарбонизатора 5, где подхватывается потоком воздуха и вдувается в его объем. В декарбонизатор также подается топливо. Под действием теплоты сжигаемого топлива в декарбонизаторе продолжается термообработка сырья.

Пылегазовая смесь из декарбонизатора через канал 1 поступает в цилиндрическую часть смесительной камеры 2. Там происходит интенсивное смешение с печными газами, проходящими в камеру через нижний конус 4. Смешанная пылегазовая смесь поступает далее через верхний конус в следующую за установкой декарбонизатора ступень циклонов.

Предложенная конструкция устройства по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами: площадь плоских стенок сведена к минимуму, что избавляет от необходимости футеровки плоским штучным огнеупором по всей площади смесительной камеры с обязательным применением закладных удерживающих деталей. В результате, количество этих деталей сведено к минимуму, а значит, значительно уменьшен расход дорогостоящей жаростойкой стали, уменьшена металлоемкость и многодетальность конструкции.

Вследствие использования цилиндрической смесительной камеры, в месте установки опорных устройств увеличена жесткость конструкции, так как этому способствует кривизна цилиндрической стенки. В процессе эксплуатации существующих установок, выполненных аналогично прототипу, в местах установки опорных устройств наблюдаются деформации плоских стенок, что приводит к необходимости усиления их балочными элементами, а значит увеличения металлоемкости.

Кроме того, увеличена стойкость футеровки, так как разрежение в цилиндрической смесительной камере создает касательные усилия, возникающие в кирпичной кладке, приводящие к их дальнейшему заклиниванию, в то время как в камере с прямоугольным поперечным сечением разрежение воспринимается растяжением закладных удерживающих деталей. Таким образом, вероятность разрушения плоской кирпичной стенки выше, чем кирпичной цилиндрической.

Реализация на практике смесительной камеры с круговым поперечным сечением и таким же круглым каналом от декарбонизатора без использования переходного участка, предлагаемого данным изобретением, невозможна, так как пересечение цилиндрических поверхностей осуществляется по кривой четвертого порядка. Футеровка штучным огнеупором в этом месте весьма затруднительна. Этим и объясняется тот факт, что в практике цементного машиностроения широкое распространение получила смесительная камера с прямоугольным поперечным сечением.

Формула изобретения

Устройство для тепловой подготовки порошкообразного материала, содержащее соединенные цилиндрическим каналом цилиндрическую смесительную камеру с верхним и нижним конусами и декарбонизатор, отличающееся тем, что переходный участок между смесительной камерой и каналом выполнен из лотка, в виде части цилиндрической поверхности, образующая которой совпадает с образующей нижнего конуса смесительной камеры, и врезанных в цилиндрическую часть смесительной камеры трех плоских стенок, при этом две стенки выполнены касательными к наружной поверхности канала, третья стенка выполнена горизонтальной и расположена не ниже уровня пересечения образующих цилиндрических поверхностей смесительной камеры и канала, при этом плоскость стыка канала с переходным участком перпендикулярна к оси канала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3