Устройство для охлаждения клинкера



Устройство для охлаждения клинкера
Устройство для охлаждения клинкера
Устройство для охлаждения клинкера
Устройство для охлаждения клинкера
Устройство для охлаждения клинкера
Устройство для охлаждения клинкера
Устройство для охлаждения клинкера

 


Владельцы патента RU 2447130:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение может быть использовано в цементной, коксохимической и металлургической промышленности. Устройство для охлаждения клинкера содержит вращающийся барабан (2), установленный в водяной ванне (1), средства для загрузки (3) и выгрузки (4) клинкера. Вращающийся барабан (2) по периметру изготовлен из трех и более полос переменной ширины выпуклой криволинейной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении, изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении и согнутых по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенным попарно под углом один к другому с обеих сторон полос с образованием по периметру барабана направленных навстречу друг другу ломаных винтовых линий и ломаных винтовых поверхностей с переменным шагом. Изобретение позволяет повысить эффективность охлаждения и упростить сборку конструкции. 7 ил.

 

Изобретение относится к цементной, коксохимической, металлургической промышленности, а именно к устройствам для охлаждения сыпучих материалов, например клинкера при производстве цемента, кокса, цинка, свинца, олова и переработке руд.

Известно устройство для охлаждения сыпучих материалов (А.с. СССР №1765154, кл. C10B 39/00, F27B 7/38), включающее водяную ванну, установленный в ней вращающийся барабана с карманами охлаждения, выполненный из секций, каждая из которых смонтирована из шести пластин, выполненных в виде равнобочных трапеций, средства для загрузки и выгрузки. Каждая из трапеций соединяется боковой стороной попеременно с последующей трапецией по ее плоскости и проходит через вершину у верхнего основания и боковой стороны, образуя внутреннюю полость секции в виде правильного октаэдра. Секции соединены между собой в барабан нижними основаниями. Нижние основания трапеций больше боковой стороны на величину верхнего основания. Карманы охлаждения образованы соединением последовательно по периметру секции под внутренним тупым углом друг к другу попеременно к торцам секции верхним и нижним основаниями с односторонним напуском в сторону, противоположную внутреннему тупому углу. Односторонний напуск по наружному углу между двумя пластинами направлен в сторону вращения барабана.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности из-за недостаточной эффективности охлаждения, обусловленной недостаточной интенсивностью теплообмена между сыпучими материалами и охлаждающей водой, малой их перемешиваемостью и определенной упорядоченностью движения сыпучих материалов внутри барабана, сложность сборки конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для охлаждения сыпучих материалов (заявка на изобретение №2009137941/05 (053636), кл. C10B 39/00, F27B 7/38, 2009 г.), включающее средства для загрузки и выгрузки сыпучих материалов, водяную ванну, установленный в ней вращающийся барабан, выполненный из прямоугольных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по внутреннему периметру трех ломанных винтовых канавок основного направления и двух ломаных винтовых канавок противоположного направления, а по наружному периметру трех ломаных винтовых линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления, в точках излома которых расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности из-за недостаточной эффективности охлаждения, обусловленной недостаточной интенсивностью теплообмена между сыпучими материалами и охлаждающей водой, малой их перемешиваемостью и определенной упорядоченностью движения сыпучих материалов внутри барабана, сложность сборки конструкции.

Техническим результатом задачи является расширение технологических возможностей, упрощение сборки конструкции.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для охлаждения клинкера, включающем водяную ванну, установленный в ней вращающийся барабана, изготовленный из полос, средства для загрузки и выгрузки клинкера, барабан изготовлен из трех и более полос переменной ширины выпуклой криволинейной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении, изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении и согнутых по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенным попарно под углом один к другому с обеих сторон полос с образованием по периметру барабана направленных навстречу друг другу ломаных винтовых линий и ломаных винтовых поверхностей с переменным шагом.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции устройства для охлаждения клинкера.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что барабан по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует процесс смешивания и охлаждения клинкера.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана позволяет обеспечить последовательное постепенное уплотнение и разрежение потоков клинкера, а также потоков воды по мере продвижение клинкера от загрузки к выгрузке, а также повысить эффективность смешивания частиц клинкера и их охлаждение.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений барабана изменяются по всей длине барабана многократно от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения частиц клинкера, расширяет технологические возможности устройства для охлаждения клинкера, повышает интенсивность охлаждения.

Новизна заключается также в том, что по периметру барабана образованы направленные навстречу друг другу ломаные винтовые поверхности с переменной шириной выпуклой криволинейной формы по длине барабана, что обеспечивает не только нарушение стационарности потоков движения частиц клинкера внутри барабана, но и потоков воды снаружи барабана.

Новизна заключатся также в том, что по периметру барабана образованы направленные навстречу не только друг другу под углом, но и к оси вращения барабана плоские грани, что обеспечивает нарушение стационарности движения потоков частиц клинкера внутри барабана, а также потоков воды снаружи барабана, при этом скорость частиц клинкера внутри барабана, а также воды снаружи барабана в каждой точке их потоков хаотически пульсирует, поэтому частицы клинкера внутри барабана, а также воды снаружи барабана совершают неустановившиеся беспорядочные движения по сложным траекториям, а именно турбулентное течение.

Новизна заключается в том, что по периметру барабана образованы ломаные винтовые линии, направленные навстречу друг другу.

Новизна обусловлена также тем, что шаг винтовых линий по периметру изменяется по длине барабана от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания клинкера и его охлаждения.

Новизна заключается в том, что скручивание каждой полосы по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенным попарно под углом один к другому с обеих сторон полос, обеспечивает дополнительное искривление поверхности по периметру барабана, благодаря чему увеличивается разность между углами наклона векторов перемещения частиц клинкера в соседних участках барабана, поэтому частицы клинкера движутся по сложным траекториям, увеличивая число столкновений друг с другом и со стенками барабана, что интенсифицирует процесс не только смешивания, но и охлаждения частиц клинкера.

Новизна обусловлена также тем, что полосы имеют криволинейную выпуклую форму переменной ширины и выполнены ребристыми в поперечном направлении с образованием по периметру барабана чередующихся граней, что обеспечивает постепенное разрежение и уплотнение потоков частиц клинкера, интенсифицирует процесс смешивания частиц клинкера и его охлаждения.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для охлаждения клинкера, общий вид; на фиг.2 - барабан выпуклой формы, общий вид; на фиг.3 - вид А на фиг.2; на фиг.4 - одна из полос переменной ширины, из которых изготовлен барабан выпуклой формы устройства для охлаждения клинкера; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - полоса переменной ширины (фиг.4) после скручивания в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии полосы; на фиг.7 - полоса переменной ширины (фиг.6) после сгиба по винтовым линиям на бочкообразной оправке.

Устройство для охлаждения клинкера (фиг.1) включает водяную ванну 1, установленный в ней вращающийся барабана 2 с загрузочным 3 и разгрузочным 4 приспособлениями. Над барабанов 2 установлен разбрызгиватель 5. Над водяной ванной 1 установлен дефлегматор 6.

Барабан 2 выпуклой формы (фиг.2, фиг.3) выполнен из полос 7, 8, 9, 10, 11, 12 переменной ширины (фиг.4) с надрезами (фиг.5), скрученных не только в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии полосы (фиг.6), но и в поперечном направлении на бочкообразной оправке по винтовым линиям (фиг.7). Так как полосы 7, 8, 9, 10, 11, 12 имеют переменную ширину (фиг.4), то барабан 2 (фиг.2, фиг.3) имеет переменное продольное сечение и переменное проходное поперечное сечение по длине барабана 2. Кроме того, полосы 7, 8, 9, 10, 11, 12 выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении, образуя по периметру винтового барабана 2 (фиг.2, фиг.3) чередующиеся треугольные грани, например грани 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 и т.д., для полосы, например, 9. При этом каждые две смежные грани, например 13 и 14, 14 и 15 и т.д., расположены под тупым углом одна к другой с наружной и внутренней сторон полос 7, 8, 9, 10, 11, 12, пересекаются между собой с образованием винтовых линий основного направления шагом S1, например, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 на наружной поверхности и винтовых канавок по внутренней поверхности винтового барабана 2, а также по наружной поверхности барабана 2 впадин и выступов между смежных граней, например, 13 и 14, 14 и 15 и т.д., расположеных под тупым углом одна к другой. На фиг.2 и фиг.3 одна из винтовых линий с шагом S1 основного направления 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 показана утолщенной линией. На наружной поверхности барабана 2 образуются также винтовые канавки и винтовые линии противоположного направления с шагом S2, например, 28-29-30-24-31-32-33 (на фиг.2, фиг.3) тоже показана утолщенной линией. Винтовые линии по наружной поверхности барабана 2 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности, причем винтовые канавки и винтовые линии барабанов 2 могут иметь различное число заходов и различные шаги винтовых линий.

На полосах 7, 8, 9, 10, 11, 12 перед свертыванием выполняют надрезы 34, 35 со скошенными стенками, расположенные попарно под углом один к другому, как, например, на фиг.4, фиг.5 посредством фрезерования, обработки давлением и т.п. Геометрия и величина углов Δ, ξ, σ, τ, ν, χ скосов надрезов и их взаимное расположение соответствуют числу заходов и величинам шагов винтовых линий противоположного направления. Надрезы 34, 35 создают (фиг.4, фиг.5) попеременно с противоположных сторон каждой полосы 7, 8, 9, 10, 11, 12. Затем относительно продольной оси каждую из полос 7, 8, 9, 10, 11, 12 скручивают в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосы. На фиг.6 показана одна из полос, скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси, с расположенными по винтовым линиям вдоль продольной оси боковыми кромками 36 и 37. Предварительно скрученную в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосу, например, 9 помещают на бочкообразную оправку 38 (фиг.9) и изгибают так, чтобы боковые кромки 36 и 37 разместились по винтовым линиям и в поперечном направлении. После изгиба в поперечном сечении на бочкообразной оправке каждая полоса повернута относительно продольной оси барабана 2 так, что ее кромки образуют и в поперечном направлении полосы винтовые линии с одинаковым шагом для всех полос. После этого полосу 9 деформируют и снимают с оправки 38. Аналогичным образом обрабатывают остальные полосы, например, 8, 9, 10, 11, 12. Далее все деформированные полосы 7, 8, 9, 10, 11, 12 совмещают и соединяют известными методами, например сваркой. Так как полосы, из которых смонтирован барабан 2, свернуты не только в продольном, но и в поперечном направлении, то по периметру барабана 2 образованы различные по шагу, направленные навстречу друг другу винтовые внутренние поверхности и в местах их соединения винтовые канавки. Образование сложной внутренней поверхности в виде сочетания двух криволинейных поверхностей, в каждой точке которых возникают разнонаправленные составляющие движения, повышает интенсивность движения частиц клинкера и расширяет технологические возможности комбайна.

Устройство для охлаждения клинкера работает следующим образом.

Раскаленный клинкер, кокс и т.п. поступает во вращающийся барабана 2 с помощью загрузочного приспособления 3. Барабан 2 орашается водой, поступающей из разбрызгивателя 5. При вращении барабана 2 наружные смежные грани, например, 13 и 14, 14 и 15 и т.д. расположены под тупым углом одна к другой, работая как полки, смонтированные по ломаным винтовым линиям под некоторыми углами друг к другу, захватывают воду и путем полива охлаждают наружную поверхность барабана 2. Внутри барабана 2 за счет движения потоков частиц клинкера по сложным траекториям и под разными углами, их интенсивного перемешивания и каскадного перемещения, относительно разнонаправленных друг к другу и к оси вращения барабана стенок в виде равносторонних треугольников, увеличения частоты взаимодействиия потоков частиц клинкера друг с другом и со стенками барабана 2 обеспечивается интенсивная теплопередача охлаждаемых частиц клинкера и стенок барабана 2, охлаждаемых с наружной стороны водой, в том числе процесс интенсифицируется за счет полива стенок барабана водой расположенными под тупыми углами одна к другой смежными гранями, например, 13 и 14, 14 и 15 и т.д. По мере прохождения частиц клинкера по барабану 2 они охлаждаются и удаляются из устройства с помощью разгрузочного приспособления 4. Движение частиц клинкера внутри барабана 2 от загрузки к выгрузке осуществляется за счет наличия внутри барабана ломаных винтовых канавок. Выделяющийся при тушении частиц клинкера пар конденсируется в дефлегматоре 6, что позволяет сократить расход воды на тушение. Вода в виде пленки, стекая по разнонаклоненным друг к другу треугольникам-стенкам барабана 2, охлаждает наиболее нагруженную в тепловом отношении сторону барабана 2.

Технико-экономические преимущества возникают за счет расширения технологические возможности, за счет повышения эффективности охлаждения, обусловленной повышением интенсивности теплообмена между частицами клинкера и охлаждающей водой, увеличения их перемешиваемости и интенсификации движения частиц клинкера внутри барабана, упрощения сборки конструкции.

Устройство для охлаждения клинкера, включающее водяную ванну, установленный в ней вращающийся барабан, изготовленный из полос, средства для загрузки и выгрузки клинкера, отличающееся тем, что барабан по периметру изготовлен из трех и более полос переменной ширины выпуклой криволинейной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении, изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении и согнутых по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенным попарно под углом одна к другой с обеих сторон полос с образованием по периметру барабана направленных навстречу друг другу ломаных винтовых линий и ломаных винтовых поверхностей с переменным шагом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области управления процессами при обжиге материалов во вращающихся печах с колосниковыми холодильниками и может найти применение в промышленности строительных материалов.

Изобретение относится к коксохимической, цементной, металлургической промышленности, а именно к устройствам для охлаждения сыпучих материалов, например кокса, клинкера при производстве кокса, цемента, цинка, свинца, олова и переработки руд.

Изобретение относится к холодильникам для сыпучего материала, в частности охлаждаемого цементного клинкера, работающего по принципу транспортировки "подвижный пол".

Изобретение относится к барабанным проходным печам для производства насыпных, легковесных строительных материалов, а именно к печам для производства гранулированного пеносиликата.

Изобретение относится к устройствам для охлаждения сыпучих материалов после их термической обработки в обжиговых печах в области металлургии и строительной индустрии, в частности к теплообменным устройствам холодильных барабанов.

Изобретение относится к конструкциям вращающихся печей для обжига. .

Изобретение относится к конструкции охладителей для охлаждения зернистого материала, который был подвергнут тепловой обработке в промышленной обжиговой печи, например во вращающейся печи для производства цементного клинкера.

Изобретение относится к оборудованию вращающихся печей барабанного типа, в частности к охладителям, и может быть использовано в производстве сыпучих материалов типа цемента, извести и т.п.

Изобретение относится к области автоматического регулирования работы барабанного холодильника и может быть использовано в цветной и черной металлургии при обогащении полезных ископаемых, в частности при переработке ванадийсодержащих шлаков.

Изобретение относится к оборудованию для производства цемента, в частности к колосниковым холодильникам, и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

Изобретение относится к коксохимической промышленности, а именно к получению восстановительного газа, содержащего водород и оксид углерода, и может быть использовано в процессах газификации раскаленного кокса.

Изобретение относится к коксохимической, цементной, металлургической промышленности, а именно к устройствам для охлаждения сыпучих материалов, например кокса, клинкера при производстве кокса, цемента, цинка, свинца, олова и переработки руд.

Изобретение относится к термической обработке каменных углей и может найти применение в коксохимической промышленности при получении специальных (не доменных) видов кокса.

Изобретение относится к коксохимическому производству, а именно к сухому тушению кокса. .

Изобретение относится к способу совмещения в одном технологическом цикле охлаждения кокса и сортировки его по классам (фракциям) крупности перед отправкой потребителям, а также устройству для его осуществления
Наверх