Теплообменник печи

 

Теплообменник печи относится к технике теплообмена во вращающихся печах и может быть использован в промстойматериалах и других отраслях промышленности. Задача изобретения - экономия топлива и сырья. Теплообменник содержит свободно установленные на кронштейнах с осями полые замкнутые элементы, которые в сечении имеют равносторонний треугольник со стороной a и длиной , где α - угол естественного откоса материала, причем оси расположены от внутренней поверхности печи по ее радиусу на таком расстоянии, что при горизонтальном положении кронштейнов между нижней кромкой и внутренней поверхностью печи образуется зазор. 2 ил.

Изобретение относится к технике теплообмена во вращающихся печах и может быть использовано в промстойматериалах и других отраслях промышленности.

Наиболее близкими к изобретению являются теплообменник [1] и теплообменник печи [2], содержащий установленные на кронштейнах с осями полые замкнутые элементы. Элементы диаметром D и длиной , где α - угол естественного откоса материала, заполненные материалом.

В таком теплообменнике в верхнем положении тепоообменные элементы с материалом хорошо прогреваются газами, а в нижнем входят в слой материала, отдают ему тепло, проворачиваются, материал в них частично меняется и процесс повторяется.

Недостатком известного теплообменника является большое пыление при выходе теплообменника элемента из слоя материала из-за ссыпания материала с внешней стороны элемента в поток газов, что приводит к уносу тепла и сырья и приводит к увеличению расхода топлива или сырья.

Цель изобретения - снижение расхода топлива и сырья.

Цель достигается тем, что в известном теплообменнике печи, содержащем свободно установленные на кронштейнах с осями полые замкнутые элементы заполненные материалом, полые замкнутые элементы выполнены в поперечном сечении в виде равностороннего треугольника со стороной, а длиной , где α - угол естественного откоса материала, причем оси расположены от внутренней поверхности печи по ее радиусу на таком расстоянии, что при горизонтальном расположении кронштейнов между нижней кромкой полого элемента и внутренней поверхностью печи образуется зазор.

В таком теплообменнике ссыпание материала с внешней стороны элемента при выходе из слоя материала происходит без пыления через указанный зазор.

На фиг. 1 показан теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Внутри вращающейся печи 1 на кронштейнах 2 с осями 3 свободно установлены полые замкнутые элементы 4, которые в сечении представляют из себя равносторонний треугольник со стороной a, высотой .

Размеры кронштейнов 2 по радиусу определяются так, чтобы при их горизонтальном положении между нижней гранью элемента 4 и внутренней поверхностью печи 1 получался зазор, который определяется расчетом из условия обеспечения ссыпания всего материала с верхней стороны элемента 4 до момента достижения нижней гранью элемента 4 горизонтального элемента печи 1 или раньше, чтобы этот материал попадал на внутреннюю поверхность печи 1, или откос материала, а не в поток газов (фиг. 2). Размер "a" теплообменных элементов определяется расчетом из условия допустимого гидравлического сопротивления с учетом жаростойкости материала элементов (чем больше жаростойкость, тем больше "a").

Длина элементов 4 определяется из условия как минимум полного перекрытия их внутренней полости материалом для уменьшения пыления и увеличения количества поднимаемого в поток газов материала, который защищает его от сгорания. На фиг. 1 показан элемент с минимальным полым перекрытием сечения материалом.

Учитывая то, что материал имеет угол естественного откоса, из фиг. 1 следует . Представляя вместо ее значение, получим . Окончательная длина элемента определяется его весом из условия удобства монтажа.

Количество элементов в одном сечении определяются из условия исключения их касания при работе.

Количество сечений с теплообменными элементами определяется тепловым расчетом из условия нагрева материала до заданной температуры. Остальные размеры определяются конструктивно и проверяются на прочность и работоспособность.

Теплообменник работает следующим образом.

В нижнем положении элементы входят в слой материала, отдают ему тепло, затем переворачиваются, при этом материал в них частично меняется, а они начинают выходить из слоя, причем материал с их внешней стороны по зазору K ссыпается в слой материала или на корпус печи 1 без пылеообразования. На внешней стороне элементов материал не может остаться, так как при появлении зазора K грани расположены под углом 60^o к горизонту, а угол естественного откоса материала - не более 40^o.

Затем элементы 4 с материалом поднимаются в поток горячих газов, хорошо прогреваются, а процесс затеи повторяется.

Применение теплообменника уменьшает пыление и вместе с ним вынос тепла, что даст экономию топлива и сырья.

Формула изобретения

Теплообменник печи, содержащий свободно установленные на кронштейнах с осями полые замкнутые элементы, заполненные материалом, отличающийся тем, что полые замкнутые элементы выполнены в поперечном сечении в виде равностороннего треугольника со стороной a, длиной где a - угол естественного откоса материала, причем оси расположены от внутренней поверхности печи по ее радиусу на таком расстоянии, что при горизонтальном расположении кронштейнов между нижней кромкой полого элемента и внутренней поверхностью печи образуется зазор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2