ЦЕПЬ ДЛЯ ЦЕПНОЙ ЗАВЕСЫ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ
CHAIN FOR CHAIN SCREEN OF ROTATING FURNACE

Изобретение относится к области теплообменных устройств, в частности к цепным завесам для вращающихся печей промышленности строительных материалов.
По патенту ЕА 010710 В1 30.10.2008 известна цепь для цепной завесы обжиговой вращающейся печи, содержащая круглые или овальные звенья с наружными боковыми плоскими поверхностями, отличающаяся тем, что боковые поверхности по периметру звеньев выполнены волнообразными с радиально направленными гребнями волн, а вершины гребней волн на одной боковой поверхности звена соответствуют впадинам волн на противолежащей его боковой поверхности, при этом отношение толщины звена в измерении по вершинам гребней волн в поперечном его сечении к ширине звена в продольном его сечении равно 0,5-2.
Недостатками известной цепи являются:
- сложная форма поперечного сечения звена, следовательно, сложное и дорогое изготовление оснастки для внедрения такой цепи в серийное производство;
- возникновение дополнительных нагрузок на звенья цепи в процессе эксплуатации из-за сопряжения звеньев цепи по принципу «впадина-выступ».
- высокая масса цепи и цепной завесы в целом при сохранении сопротивления цепи разрыву, следовательно, высокая металлоемкость и стоимость цепи;
- повышенный износ внутренней поверхности звена из-за небольшой площади поверхности контакта между сопряженными звеньями цепи.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению является известная по патенту RU 93955 цепь для цепной завесы вращающейся печи, состоящая из соединенных между собой звеньев любой геометрической формы, где внешняя поверхность поперечного сечения каждого звена выполнена с оребрением, а внутренняя поверхность поперечного сечения каждого звена выполнена с радиусом, равным половине шага цепи либо радиусу криволинейной части шага цепи.
Недостатками известной цепи являются:
- сложная форма поперечного сечения звена, следовательно, сложное и дорогое изготовление оснастки для внедрения такой цепи в серийное производство;
- малая площадь боковой поверхности звена цепи, следовательно, низкое пылеулавливание цепной завесы.
Техническим результатом заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков при сохранении всех достоинств прототипа, а именно:
- упрощение конструкции, поскольку простая форма поперечного сечения звена цепи ускоряет внедрение ее в серийное производство и снижает расходы на изготовление оснастки;
- повышение пылеулавливания цепной завесы вследствие более развитой внешней поверхности звена цепи.
Технический результат изобретения достигается тем, что в цепи для цепной завесы вращающейся печи, состоящей из соединенных между собой звеньев, где внешняя поверхность каждого звена выполнена с оребрением, а внутренняя поверхность каждого звена выполнена криволинейной с радиусом, равным половине шага цепи (диаметра внутреннего кольца звена) либо радиусу криволинейной части шага цепи (радиусу криволинейной части внутреннего кольца звена), при этом оребрение выполнено в виде ломаной линии в поперечном сечении звена, отрезки которой представляют собой хорды эллипса, большая ось которого является продольной осью поперечного сечения звена.
Внешняя поверхность каждого звена заявляемой цепи выполнена многогранной и в поперечном сечении звена имеет вид ломаной линии, отрезки которой представляют собой хорды эллипса, большая ось которого является продольной осью поперечного сечения звена. Количество ребер многогранника пропорционально количеству отрезков ломаной линии в поперечном сечении звена. Количество отрезков ломаной линии, а значит и ребер, может быть любым. При минимальном количестве отрезков ломаной, вписанной в эллипс, получается поперечное сечение звена в виде треугольника.
Согласно заявляемому изобретению, выполнение внешней поверхности каждого звена многогранной, имеющей в поперечном сечении звена вид ломаной линии, отрезки которой представляют собой хорды эллипса, большая ось которого является продольной осью поперечного сечения звена, позволяет увеличить площадь внешней поверхности звена, а следовательно, тем самым повышает пылеулавливание цепной завесы. Величина площади боковой поверхности звена заявляемой цепи будет зависеть от коэффициента сжатия (эллиптичности) эллипса, т.е. от отношения длин малой и большой полуосей. Для окружности коэффициент сжатия равен единице, сжатие - нулю. Снижение уноса пыли из зоны завесы, а вместе с ней и тепла, приводит также и к интенсификации теплообмена в печи. Увеличение площади внешней поверхности звена, т.е. поверхности теплообмена, приводит к интенсификации теплопередачи от газового потока к материалу (шламу).
Согласно заявляемому изобретению, выполнение внешней поверхности каждого звена многогранной, имеющей в поперечном сечении звена вид ломаной линии, вписанной в эллипс, большая ось которого является продольной осью поперечного сечения звена, в зависимости от количества отрезков этой ломаной позволяет еще и регулировать массу звена, сохраняя при этом площадь поперечного сечения звена и сопротивление цепи разрыву, а значит, позволяет снижать металлоемкость цепи, что уменьшает стоимость цепи, особенно цепи из дорогих жаростойких сталей.
Цепь, имея пониженную массу, находясь в материале, меньше его разрушает, истирает, и соответственно снижается количество пыли, выносимой газовым потоком из печи. Снижение пылевыноса из печи приводит к уменьшению потерь тепла с отходящими газами и экономии топлива.
Вес подвешенных цепей равен приблизительно 75-110% веса той части корпуса печи, по длине которой они подвешены (Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология: Справочное издание: В 2-х книгах. Книга I / Под ред. В.Г.Лисиенко. - М.: Теплотехник, 2004 г., стр.454). Из-за уменьшения массы цепи значительно снижается вес вращающейся части печи, а значит нагрузка на ролики, бандажи и шестерни редукторов будет меньше. Снижение нагрузки позволит выполнять конструкции печи менее усиленными, что приведет к снижению металлоемкости печи в целом, а значит и ее цены.
Согласно заявляемому изобретению, ломаная линия в поперечном сечении звена создает на внешней поверхности звена ребра (переломы). При оребренной поверхности звена заявляемой цепи налипающая на нее пленка шлама легче отделяется от поверхности звеньев, поскольку в рельефе пленки, повторяющем рельеф звеньев, возникают разнонаправленные усилия ее разлома и отделения от звеньев, что способствует быстрой самоочистке цепей перед зоной декарбонизации и сохранению гранулометрического состава материала, поступившего из цепной зоны, и не повышает запыленности газового потока. Для того чтобы ребра быстро не истирались и не обгорали при эксплуатации в горячей зоне, в заявленной цепи они могут быть сглажены скруглением.
Согласно заявляемому изобретению, выполнение внутренней поверхности каждого звена криволинейной с радиусом, равным половине шага цепи (диаметра внутреннего кольца звена) либо радиусу криволинейной части шага цепи (радиусу криволинейной части внутреннего кольца звена), увеличивает контактную поверхность между звеньями цепи, и вследствие уменьшения нагрузки на внутреннюю поверхность звена снижает ее износ.
Сущность заявленного изобретения поясняется рисунками:
На фиг.1 показан фрагмент разреза цепи в варианте с овальными звеньями;
На фиг.2 показано поперечное сечение звена цепи с большим количеством отрезков-хорд ломаной линии, вписанной в эллипс;
На фиг.3 показан фрагмент разреза цепи в варианте с круглыми звеньями;
На фиг.4 показано поперечное сечение звена цепи с минимальным количеством отрезков-хорд ломаной линии, вписанной в эллипс.
Цепь для цепной завесы вращающейся печи, состоящая из соединенных между собой звеньев 1 любой геометрической формы, например овала или круга, где внешняя поверхность сечения каждого звена выполнена многогранной, имеющей в поперечном сечении звена вид ломаной линии, вписанной в эллипс, т.е. с оребрением, а внутренняя поверхность каждого звена выполнена с радиусом r, равным половине шага цепи t/2 либо радиусу R криволинейной части шага цепи t.
Оребрение выполнено в виде ребер 2, образованных ломаной линией в поперечном сечении звена, отрезки которой представляют собой хорды эллипса, в который вписана эта ломаная. Количество отрезков ломаной, а значит и ребер, может быть любым. При минимальном количестве отрезков ломаной, вписанной в эллипс, получается сечение в виде треугольника (см. фиг.2 и фиг.3).
Цепь для цепной завесы вращающейся печи используется следующим образом.
Цепи используются в качестве внутреннего теплообменного устройства. Во время вращения печи часть цепей находится в потоке газов, а остальная часть погружена в материал. В начале цепной зоны шлам налипает на цепи, находящиеся в газовом потоке. Цепи в этой части зоны увеличивают поверхность соприкосновения шлама с горячими газами, а в результате улучшается теплообмен. Когда шлам подсыхает, он теряет пластичность и уже не налипает на цепи. С этого момента тепло материалу передается цепями по регенеративному принципу: цепи нагреваются в газовом потоке и при погружении в материал передают ему тепло. Наряду с этим материал воспринимает тепло от газов и футеровки.
Оптимальная конструкция цепей должна обеспечивать эффективную теплопередачу, быть устойчивой к действию высокой температуры, выдерживать высокую разрывную нагрузку, сохранять гранулометрический состав материала и не повышать запыленности газового потока.