УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ КОЛОСНИКОВОЙ РЕШЕТКИ (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемая группа полезных моделей относится к теплоэнергетике и касается вариантов устройства очистки колосниковой решетки котла на твердом топливе, преимущественно при использовании биотоплива в виде пеллет с высокой зольностью.
Известно "Устройство привода аппарата сжигания угля", защищенное патентом на изобретение US 4007697. Устройство состоит из колосниковой решетки в виде диска, по наружному диаметру которого расположен обод с лопатками, зачищающими наружный периметр диска, через центр диска снизу с помощью горизонтального шнека подается топливо, на конце шнека подачи топлива расположен поводок, который входит в зацепление с выступами на наружной поверхности обода и поворачивает обод с зачистными лопатками. В процессе горения от топлива на колосниковой решетке остается зола и шлаки. Зола имеет высокую температуру плавления и остается сыпучей массой и в горячем, и в холодном состоянии. Шлаки, имеющие низкую температуру плавления, в горячем виде жидкие, при остывании становятся спекшейся, твердой массой, имеющей тенденцию прилипать к поверхности колосниковой решетки. При этом нарушается поток движения топлива и золы, решетка забивается, процесс сгорания топлива становится не оптимальным. При повороте обода лопатки ломают шлаки, приставшие к поверхности колосниковой решетки, и удаляют с поверхности решетки золу и шлаки. Устройство отличается простотой и небольшими размерами.
Недостатком устройства является механическая связь между шнеком подачи топлива и поводком очистки решетки. Количество оборотов поводка соответствует количеству оборотов шнека подачи топлива. Соответственно привод обода с зачистными лопатками синхронизирован с количеством подаваемого топлива, а не с его зольностью. В результате при малой зольности удаляется несгоревшее топливо, при большой зольности колосниковая решетка забивается сгоревшими продуктами. Механизм регулировки может быть только чисто механическим, путем замены одноперого поводка на двухперый и так далее.
Известна решетка для горелки, защищенная патентом AT 010068 U1 2008-08-15, кл. F23B 30/04, F23B 30/00, содержащая колосниковую решетку, в виде перфорированного диска, через центральное отверстие которого снизу подается твердое топливо - пеллеты, по периметру диска расположен поворотный обод с зачистными лопатками, имеется независимый привод обода с зачистными лопатками, выполненный на основе шнекового механизма, входящего в зацепление с выступами на наружной поверхности обода. При повороте обода зачистные лопатки срезают и удаляют с диска, приставшие к нему шлаки - продукты плавления легкоплавких включений пеллет. Количество оборотов обода с зачистными лопатками определяется программно и не связано с количеством подаваемого топлива. Устройство может легко адаптироваться к топливу с различным содержанием золы и шлаков.
Недостатком данного устройства является необходимость использования отдельного привода для поворота обода с зачистными лопатками.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является устройство очистки колосниковой решетки, сведения о котором раскрыты в проспекте фирмы KWB - Kraft und Walme aus Biomasse Gmbh на ее сайте (TechnikImDetail/TP_Easyfire2_2012_low.pdf, стр.4), принятое за ближайший аналог (прототип).
Устройство, по прототипу, содержит колосниковую решетку в виде диска, через центральное отверстие которого, снизу, с помощью шнека подается твердое топливо - пеллеты, по периметру кольца расположен обод с зачистными лопатками, в качестве привода обода с зачистными лопатками используется шнек для удаления золы, расположенный чуть ниже поверхности колосниковой решетки, входящий в зацепление с выступами на наружной поверхности обода.
Преимуществами и общими признаками с предлагаемой полезной моделью является наличие единого привода для обода и для шнека для удаления золы. В результате исключается дублирование приводов для зачистки колосниковой решетки и для золоудаления.
Недостатком устройства по прототипу является выполнение шнека для удаления золы в качестве непосредственного привода обода колосниковой решетки. Классическое расположение шнека для удаления золы - внизу камеры сгорания. Уровень золы в котле определяется расположением шнека удаления залы, при перемещении его вверх для непосредственного привода колосниковой решетки - уровень золы в котле поднимается до поверхности колосниковой решетки, из-за этого уменьшается объем камеры сгорания, кардинально меняется и становится не оптимальным процесс движения газов, рециркуляция газов сводится к нулю. В итоге для сохранения необходимого объема камеры сгорания требуется увеличение габаритов котла.
В задачу предлагаемой полезной модели положено усовершенствование устройства очистки колосниковой решетки.
Технический результат от использования полезной модели заключается в уменьшении габаритов котла на твердом топливе, при сохранении необходимого объема камеры сгорания.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве очистки колосниковой решетки, содержащем колосниковую решетку в виде диска с центральным отверстием, обод, выполненный по периметру колосниковой решетки, с лопатками и с выступами на наружной поверхности, шнек для подачи топлива, шнек и поворотный рычаг для удаления золы, привод обода, привод обода выполнен в виде механической передачи, содержащей поворотный рычаг с выступами, вал, ведущую звездочку и ведомую звездочку, закрепленные на валу, при этом ведущая звездочка выполнена входящей в зацепление с выступами поворотного рычага, а ведомая звездочка выполнена входящей в зацепление с выступами на наружной поверхности обода.
Поставленная задача достигается также тем, что в устройстве очистки колосниковой решетки, содержащем колосниковую решетку в виде диска с центральным отверстием, обод, выполненный по периметру колосниковой решетки, с лопатками и с выступами на наружной поверхности, шнек для подачи топлива, шнек и поворотный рычаг для удаления золы, привод обода, привод обода выполнен в виде механической передачи, содержащей поворотный рычаг с выступами, диск с ведущими и ведомыми цевками, при этом ведущие цевки выполнены входящими в зацепление с выступами поворотного рычага, а ведомые цевки выполнены входящими в зацепление с выступами на наружной поверхности обода.
На фиг.1 приведен чертеж продольного разреза устройства очистки колосниковой решетки по 1 варианту.
На фиг.2 приведен чертеж горизонтального разреза A-A устройства очистки колосниковой решетки по 1 варианту.
На фиг.3 приведен чертеж горизонтального разреза B-B устройства очистки колосниковой решетки по 1 варианту.
На фиг.4 приведен чертеж продольного разреза устройства очистки колосниковой решетки по 2 варианту.
Конструктивно предлагаемое устройство очистки колосниковой решетки по 1 варианту на фиг.1-3 содержит:
1 - колосниковую решетку;
2 - обод;
3 - зачистные лопатки;
4 - выступы на наружной поверхности обода;
5 - шнек для подачи топлива;
6 - шнек для удаления золы;
7 - поворотный рычаг;
8 - выступы поворотного рычага;
9 - вал;
10 - ведущую звездочку (звездочку привода поворотного рычага);
11 - ведомую звездочка (звездочку привода обода).
Конструктивно предлагаемое устройство очистки колосниковой решетки по 2 варианту на фиг.4 содержит:
1 - колосниковую решетку;
2 - обод;
3 - зачистные лопатки;
4 - выступы на наружной поверхности обода;
5 - шнек для подачи топлива;
6 - шнек для удаления золы;
7 - поворотный рычаг;
8 - выступы поворотного рычага;
12 - диск;
13 - ведущую цевку (цевку привода поворотного рычага);
14 - ведомую цевку (цевку привода обода).
Колосниковая решетка 1 выполнена в виде диска с центральным отверстием.
Обод 2 выполнен по периметру колосниковой решетки 1 с зачистными лопатками 3 и с выступами 4 на наружной поверхности.
Шнек 5 подает топливо - пеллеты снизу в центр колосниковой решетки 1.
Шнек удаления золы 6 выполнен входящим в зацепление с рычагом удаления золы 7. На поверхности рычага 7 имеются выступы 8. Имеется механическая передача, передающая движение с рычага 7 на обод 2. Механическая передача состоит из вала 9, и закрепленных на валу 9, ведущей звездочки 10 и ведомой звездочки 11.
Ведущая звездочка 10 выполнена входящей в зацепление с выступами 8 поворотного рычага 7.
Ведомая звездочка 11 выполнена входящей в зацепление с выступами 4 на наружной поверхности обода 2.
Шнек 6 для удаления золы выполнен ниже уровня поворотного рычага 7.
Привод обода 2 в устройстве для очистки колосниковой решетки по 2 варианту выполнен в виде механической передачи, содержащей поворотный рычаг 7 с выступами 8, диск 12 с ведущими цевками 13 и ведомыми цевками 14.
Ведущие цевки 13 выполнены входящими в зацепление с выступами 8 поворотного рычага 7.
Ведомые цевки 14 выполнены входящими в зацепление с выступами 4 на наружной поверхности обода 2.
Шнек 6 для удаления золы выполнен ниже уровня поворотного рычага 7.
Предлагаемая группа полезных моделей работает следующим образом.
В центр колосниковой решетки 1 посредством шнека для подачи топлива 5 подают топливо (пеллеты). Пеллеты сгорают на поверхности колосниковой решетки 1, продукты сгорания (зола и шлаки) вытесняются новой порцией пеллет в направлении от центра к периферии колосниковой решетки 1. В процессе движения от центра к наружному диаметру колосниковой решетки 1 остатки топлива догорают, шлаки и зола остывают. При повороте обода 2 с зачистными лопатками 3, зачистные лопатки 3 ломают остывшие шлаки, отделяют их от поверхности колосниковой решетки 1, перемешивают шлаки с золой и сбрасывают их вниз. Остывшая зола, пылеобразная и сыпучая, самопроизвольно ссыпается с колосниковой решетки 1 ив дальнейшем удаляется поворотным рычагом 7 и шнеком для удаления золы 6. Привод обода 2 с зачистными лопатками по 1 варианту осуществляют с помощью механической передачи, содержащей поворотный рычаг 7 с выступами 8, вал 9, ведущую звездочку 10 и ведомую звездочку 11, закрепленные на валу 9. При вращении шнека для удаления золы 6 поворачивается поворотный рычаг 7, который приводит в действие ведущую звездочку 10 механической передачи. Ведущая звездочка 10, выполненная входящей в зацепление с выступами 8 поворотного рычага 7 через вал 9 приводит во вращение ведомую звездочку 11, выполненную входящей в зацепление с выступами 4 на наружной поверхности обода 2, которая в свою очередь поворачивает обод 2 с зачистными лопатками 3.
Привод обода 2 с зачистными лопатками по 2 варианту осуществляют с помощью механической передачи, содержащей поворотный рычаг 7 с выступами 8, диск 12 с ведущими цевками (выступами) 13 и ведомыми цевками (выступами) 14. Диск 12 установлен на валу, который посредством кронштейна закреплен на трубе колосниковой решетки. Ведущие цевки (выступы) 13 выполнены под диском 12, а ведомые цевки (выступы) 14 выполнены на диске 12. Ведущие цевки 13 выполнены входящими в зацепление с выступами 8 поворотного рычага 7, а ведомые цевки 14 выполнены входящими в зацепление с выступами 4 на наружной поверхности обода 2. При вращении шнека для удаления золы 6, поворотный рычаг 7 поворачивается и через выступы 8 и ведущие цевки 13, приводит во вращение диск 12, который в свою очередь с помощью ведомых цевок 14, поворачивает обод с зачистными лопатками 2.
Поскольку вращение шнека подачи топлива 5 и шнека золоудаления 6 осуществляется от независимых приводов, устройство для очистки колосниковой решетки может оперативно подстраиваться под пеллеты с различным содержанием золы и шлаков.
Наличие механической передачи между шнеком удаления золы и колосниковой решеткой 1 обеспечивает снижение уровня золы в котле до уровня поворотного рычага 7 (ниже поверхности колосниковой решетки). В результате объем камеры сгорания не уменьшается, процесс газообмена в камере сгорания не нарушается и остается оптимальным, поэтому не требуется увеличение габаритов котла.