Вращающаяся печь для приготовления цементного клинкера (варианты)
Владельцы патента RU 2424482:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный аграрный университет (RU)
Изобретение относится к устройствам для получения цементного клинкера и может быть использовано в цементной промышленности. Корпус вращающейся печи смонтирован горизонтально и выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми поверхностями внутри корпуса под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней поверхностей. Изобретение направлено на расширение технологических возможностей, повышение интенсивности теплообмена и упрощение эксплуатации. 2 н.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к устройствам для получения цементного клинкера и может быть использовано в цементной промышленности.
Известна вращающаяся печь для обжига сыпучего материала (а.с. №1322051, кл. F27В 7/16, 07.01.86), содержащая теплообменные устройства и винтовую вставку, размещенные в рабочем пространстве печи и снабженную винтообразным кольцом и кронштейнами, плоскость которых направлена вдоль образующей печи, причем с одной стороны кронштейна закреплена винтовая вставка, а с другой - винтообразное кольцо, причем винтообразное кольцо закреплено под углом к радиальному направлению печи, и винтовая вставка закреплена перед теплообменными устройствами, считая по ходу движения газов.
Недостатками известного устройства являются недостаточная интенсивность теплообмена и ограниченные технологические возможности.
Известна вращающаяся печь для приготовления цементного клинкера (Комар А.Г. / Строительные материалы и изделия // А.Г.Комар / учебник. Высшая школа, 1988, с.147-148), содержащая цилиндрический корпус, опирающийся через бандажи на опорные ролики, двойной привод, состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов, двух подвенцовых шестерен, одного венцового колеса, питательную трубу для подачи шлама для приготовления цементного клинкера, головки, через которую подается в печь топливо и воздух, цепной фильтр-подогреватель, теплообменники, колосниково-переталкивающий холодильник. Корпус имеет уклон 3.5-4% и снабжен установкой для водяного охлаждения и центральной системой смазки.
Недостатками известной вращающейся печи для приготовления цементного клинкера являются необходимость создания уклона для транспортировки шлама от загрузки к выгрузке, сложность в связи с этим ее эксплуатации, недостаточная интенсивность теплообмена и ограниченные технологические возможности.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, упрощение эксплуатации в связи с отсутствием уклона.
Техническое решение достигается тем, что в вращающейся печи для приготовления цементного клинкера, содержащей корпус, опирающийся через бандажи на опорные ролики, двойной привод, состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов, двух подвенцовых шестерен, одного венцового колеса, питательную трубу для подачи шлама для приготовления цементного клинкера, головку для подачи в печь топлива и воздуха, цепной фильтр-подогреватель, теплообменники, колосниково-переталкивающий холодильник и снабженной установкой для водяного охлаждения и центральной системой смазки, корпус смонтирован горизонтально и выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми поверхностями внутри корпуса под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней поверхности, корпус смонтирован горизонтально и выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми поверхностями внутри и снаружи корпуса под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемой конструкции вращающейся печи для приготовления цементного клинкера.
Новизна заключается в том, что такое конструктивное оформление корпуса позволяет обеспечить плавное осевое перемещение шлама для приготовления цементного клинкера от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения корпуса, что упрощает эксплуатацию в связи с отсутствием уклона корпуса.
Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям векторы скорости движения шлама для приготовления цементного клинкера при транспортировке его от загрузке к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации теплообмена и расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что внутри винтового корпуса со сложной внутренней поверхностью, в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения, что интенсифицирует теплообменные процессы и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что при одном и том же диаметрах корпуса в предлагаемой конструкции длина пути прохождения частиц шлама для приготовления цементного клинкера по сравнению с известными конструкциями корпуса вращающейся печи в виде цилиндра значительно больше, что представляет возможность сократить габариты корпуса вращающейся печи как по длине, так и по диаметру.
На фиг.1 изображен общий вид вращающейся печи для приготовления цементного клинкера: на фиг.2 - корпус с винтовыми линиями по периметру и винтовыми поверхностями внутри корпуса, вид сбоку; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для корпуса фиг.2; фиг.5 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов криволинейной формы; фиг.6 - аксонометрическая проекция полосы (фиг.5), свернутой в цилиндрический виток; на фиг.7 - корпус с винтовыми поверхностями внутри и снаружи корпуса, вид сбоку; на фиг.8 - сечение Б-Б на фиг.7; на фиг.9 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для корпуса фиг.7; на фиг.10 - полоса, согнутая волнообразно для корпуса фиг.7; фиг.11 - аксонометрическая проекция полосы (фиг.10), свернутой в цилиндрический виток.
Вращающаяся печь для приготовления цементного клинкера состоит из корпуса 1, опирающегося через бандажи 2 на опорные ролики 3. Корпус 1 смонтирован горизонтально и вращается со скоростью 0,5-1,5 об/мин, обеспечивая лавинообразный процесс движения в нем шлама. Привод печи двойной и состоит из двух электродвигателей 4, двух редукторов 5, двух подвенцовых шестерен и одного венцового колеса 6. В середине печи, на одной из ее опор, устанавливается пара роликов (горизонтально) для контроля за смещением печи вдоль оси (вниз или вверх), на фиг.1 они не показаны. Вспомогательный привод включается в работу при ремонтах печи, в период розжига и остановки, когда печь должна вращаться медленно. Вращающаяся печь снабжена с одной стороны питательной трубой 7 для подачи шлама в корпус 1, а с противоположной стороны головкой 8 для подачи топлива и воздуха. Со стороны головки 8 в печь подается топливо и воздух: в результате сгорания топлива получаются горячие газы, поток которых направлен от горячего конца печи к холодному - навстречу движущемуся материалу. Для улучшения теплопередачи и обеспыливания газов внутри печи в холодном ее конце размещается цепной фильтр-подогреватель 9, создается цепная завеса 10 и устанавливаются теплообменники 11. Пыль, уловленная в результате газоочистки, возвращается обратно в печь. Она транспортируется пневмонасосом в бункер, а из него при помощи переферийного загружателя 12 направляется в полую часть печи, расположенную рядом с цепной завесой со стороны горячего конца. Для охлаждения клинкера 1 печь снабжена колосниково-переталкивающим холодильником 14. Корпус 1 оборудован установкой для водяного охлаждения 15 и центральной системой смазки 16.
Корпус 1 (фиг.2, фиг.3) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми поверхностями внутри корпуса в виде карманов криволинейной формы под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса 1 с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения корпуса. Корпус 1 (фиг.2, фиг.3) изготовлен, по крайней мере, из одной полосы 17, соединенной по продольным кромкам 18 (показаны на фиг.2 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий (на фиг.2 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 19-20-21-22-23-24-25-26-27-28) и винтовых поверхностей (фиг.3) криволинейной формы в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы 29, 30, 31, 32, 33, 34.
Полоса 17 (фиг.4, фиг.5) согнута по прямым линиям 35 под одинаковыми углами β к кромкам полосы 18, размещенным друг от друга на расстояниях, равных длине развертки периметра криволинейных карманов, например, для карманов 29-34 на расстояниях L1.
Полоса 17 после сгиба (фиг.5) свернута в цилиндрические витки (фиг.6), соединенные друг с другом по продольным кромкам 18 известными методами, например сваркой, в корпус 1.
На (фиг.7, фиг.8) показан корпус 1, выполненный по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми поверхностями внутри и снаружи корпуса в виде карманов криволинейной формы под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса 1 с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения корпуса. Корпус 1 (фиг.7, фиг.8) изготовлен по крайней мере из одной полосы 36, соединенной по продольным кромкам 37 (показаны на фиг.7 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностей, направленных в одну сторону под углом 3.5-4% винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по внутренней поверхности 39, 40, 41, 42, 43, 44 и карманов криволинейной формы по наружной поверхности 45, 46, 47, 48, 49, 50, которые по периметру корпуса 1 могут быть различными не только по форме, но и размерам. Полоса 36 (фиг.9, фиг.10) согнута волнообразно по прямым линиям 51, расположенным под одинаковыми углами α к кромкам полосы 36 и размещенными на расстоянии L2 между линиями сгиба 51. Расстояние L2 равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей. Полоса 36 после волнообразного сгиба (фиг.10) свернута в цилиндрические витки (фиг.11), соединенные друг с другом по продольным кромкам 37 известными методами в корпус 1.
Предлагаемая вращающаяся печь для приготовления цементного клинкера работает следующим образом. Корпус 1, смонтированный горизонтально, вращается со скоростью 0,5-1,5 об/мин. Шлам для приготовления цементного клинкера подается в питательную трубу 7 при помощи ковшовых или объемных дозаторов, находящихся у холодного конца печи (корпуса 1). Со стороны головки 8 в печь (корпус 1) подается топливо и воздух. В результате сгорания топлива получаются горячие газы, поток которых направлен от горячего конца печи (корпуса 1) к холодному, навстречу движущемуся материалу - шламу для приготовления цементного клинкера. Шлам для приготовления цементного клинкера, находясь внутри вращающегося корпуса 1, увлекаясь его криволинейными винтовыми поверхностями, поднимается вверх и, поднявшись по направлению вращения корпуса 1 несколько выше угла своего естественного откоса, скатывается лавинообразно вниз. Так как многозаходная винтовая поверхность корпуса 1 расположена под углом наклона 3,5-4% к оси вращения корпуса 1, то обеспечивается движение шлама для приготовления цементного клинкера внутри корпуса 1 и перемещение его от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении корпуса 1. Фильтр-подогреватель 9 улучшает теплопередачу и обеспыливает газы. Пыль, уловленная в результате газоочистки, возвращается обратно в печь. Она транспортируется пневмонасосом в бункер, а из него при помощи переферийного загружателя 12 направляется в полую часть печи, расположенную рядом с цепной завесой со стороны горячего конца. Клинкер охлаждается в колосниково-переталкивающем холодильнике 14.
Технико-экономические преимущества возникают за счет создания на внутренней поверхности корпуса плавных винтовых поверхностей и внутренних поверхностей двоякой кривизны, что не только расширяет технологические возможности и обеспечивает перемещение шлама для приготовления цементного клинкера от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения корпуса печи, но и повышает интенсивность теплообмена и упрощает эксплуатацию вращающейся печи для приготовления цементного клинкера при ее горизонтальном расположении.
1. Вращающаяся печь для приготовления цементного клинкера, содержащая корпус, опирающийся через бандажи на опорные ролики, двойной привод, состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов, двух подвенцовых шестерен, одного венцового колеса, питательную трубу для подачи шлама для приготовления цементного клинкера, головку для подачи в печь топлива и воздуха, цепной фильтр-подогреватель, теплообменники, колосниково-переталкивающий холодильник, установку для водяного охлаждения и центральную систему смазки, отличающаяся тем, что корпус смонтирован горизонтально и выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми поверхностями внутри корпуса под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней поверхности.
2. Вращающаяся печь для приготовления цементного клинкера, содержащая корпус, опирающийся через бандажи на опорные ролики, двойной привод, состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов, двух подвенцовых шестерен, одного венцового колеса, питательную трубу для подачи шлама для приготовления цементного клинкера, головку для подачи в печь топлива и воздуха, цепной фильтр-подогреватель, теплообменники, колосниково-переталкивающий холодильник, установку для водяного охлаждения и центральную систему смазки, отличающаяся тем, что корпус смонтирован горизонтально и выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми поверхностями внутри и снаружи корпуса под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей.
