ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА ВЕРМИКУЛИТА

Полезная модель относится к области строительных материалов, а именно к технологическому оборудованию для производства вспученного вермикулита.
Известна печь для обжига вермикулита (варианты) [RU №85993, МПК F27B 15/00, опубликовано 20.08.2009], включающая противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой и снабженные электрическими нагревателями, расположенными на поверхностях противней.
Общими признаками заявляемой полезной модели с аналогом являются противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой и снабженные электрическими нагревателями, расположенными на поверхностях противней.
Указанная печь обладает следующим недостатком. Сечение электрических нагревателей, расположенных на поверхностях противней постоянно по длине и не зависит от места расположения участков нагревателей относительно зоны пересыпания вермикулита с одного противня на другой. Поэтому участки электрических нагревателей, расположенные выше зоны пересыпания вермикулита, нагреваются также, как и остальные их участки, что приводит к излишним затратам электроэнергии, так как в этих зонах вермикулитового потока при пересыпании вермикулита с одного противня на другой нет и тепловое излучение бесполезно рассеивается в окружающее пространство.
Известна так же печь для обжига вермикулитовых концентратов (RU №2351862, МПК F27B 9/00, опубликовано 10.04.2009), включающая противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, снабженные электрическими нагревателями, расположенными на поверхности противней под крышками и выполненными в виде лент, установленных на ребро продольно и закрепленных с помощью изоляторов.
Общими признаками с заявляемой полезной моделью являются противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, снабженные электрическими нагревателями, выполненными в виде лент, установленными на ребро, размещенными на поверхности противней под крышками продольно.
Указанная печь обладает тем же недостатком. Сечение электрических нагревателей, расположенных на поверхностях противней, не зависит от места расположения участков нагревателей относительно зоны пересыпания вермикулита. Поэтому участки электрических нагревателей, расположенные выше зоны пересыпания, нагреваются также, как и остальные их участки, что приводит к излишним затратам электроэнергии, так как в этих зонах вермикулитового потока при пересыпании вермикулита с одного противня на другой нет и тепловое излучение бесполезно рассеивается в окружающее пространство.
За прототип принята электрическая печь для обжига вермикулита (RU №108128, МПК F27B 15/14, опубликовано 10.09.2011), содержащая противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, снабженные электрическими нагревателями, выполненными в виде лент, установленными на ребро и размещенными под крышками на поверхности противней продольно, электрические нагреватели закреплены на головках, имеющих параллельные грани для обеспечения их параллельной установки.
Общими признаками заявляемой полезной модели с прототипом являются противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, снабженные электрическими нагревателями, выполненными в виде лент, установленными на ребро и размещенными под крышками на поверхности противней продольно.
Недостатком прототипа является то, что сечение электрических нагревателей, расположенных на поверхностях противней, постоянно по длине и не зависит от места расположения участков нагревателей относительно зоны пересыпания вермикулита, то есть толщина и высота нагревателей одинаковы по всей длине. Участки электрических нагревателей, расположенные выше зоны пересыпания вермикулита, нагреваются до той же температуры, что и остальные их участки, но в этих зонах вермикулитового потока при пересыпании вермикулита с одного противня на другой нет и тепловое излучение бесполезно рассеивается в окружающее пространство, что приводит к излишним затратам электроэнергии и повышению удельной энергоемкости обжига.
Заявляемая полезная модель направлена на создание электрической печи для обжига вермикулита, обладающей минимальными тепловыми потерями и удельной энергоемкостью процесса обжига.
3
Технический результат полезной модели заключается в снижении тепловых потерь и удельной энергоемкости (Дж/кг) процесса обжига вермикулита.
Указанный технический результат достигается тем, что электрическая печь для обжига вермикулита, содержащая противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, снабжена электрическими нагревателями, размещенными под крышками на поверхности противней продольно и выполненными в виде лент, установленных на ребро, согласно полезной модели, электрические нагреватели имеют переменное сечение, при этом их участки, расположенные ниже зоны пересыпания вермикулита с одного противня на другой имеют меньшую площадь сечения, участки расположенные выше зоны пересыпания вермикулита с одного противня на другой имеют большую площадь сечения, а участки, расположенные в зоне пересыпания, имеют переменную площадь сечения за счет перехода от большей высоты и толщины к меньшим значениям.
В процессе обжига вермикулитовый поток проходит по огнеупорным поверхностям противней под крышками вдоль участков электрических нагревателей с меньшей площадью сечения и пересыпается с одного противня на другой в зонах пересыпания, подвергаясь тепловому излучению электрических нагревателей, разогретых до температуры 700-750°С. При этом вермикулит вспучивается и выходит из печи. Участки электрических нагревателей, обладающие большей площадью сечения и расположенные выше зон пересыпания вермикулита с одного противня на другой, где вермикулитового потока нет, за счет большей площади сечения нагреваются значительно меньше и являются относительно «холодными» по сравнению с остальными участками, поэтому уровень теплового излучения и, следовательно, уровень тепловых потерь на этих участках, так же значительно меньше. За счет уменьшения тепловых потерь на этих участках снижается расход электроэнергии и удельная энергоемкость обжига, что доказывает соответствие заявляемой полезной модели условию патентоспособности «новизна».
Отличительными признаками заявляемой полезной модели от прототипа является то, что электрические нагреватели имеют переменное сечение, при этом их участки, расположенные ниже зоны пересыпания вермикулита с одного противня на другой имеют меньшую площадь сечения, участки расположенные выше зоны пересыпания вермикулита с одного противня на другой имеют большую площадь сечения, а участки, расположенные в зоне пересыпания, имеют переменную площадь сечения за счет перехода от большей высоты и толщины к меньшим значениям.
На фиг.1 показана схема электрической печи для обжига вермикулита.
На фиг.2 показан электрический нагреватель: вид сбоку и вид сверху.
Электрическая печь для обжига вермикулитовых концентратов, показанная на фиг.1, содержит противни 1, установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание вспучиваемого вермикулита с одного на другой, электрические нагреватели 2, размещенные на поверхности противней 1, крышки 3, образующие вместе с противнями нагревательные модули с замкнутым пространством обжига 4, барабанный дозатор вермикулита-сырца (на фиг.1 не показан) и корпус печи 5. Поверхность 6 противней 1 образована огнеупорным материалом 7 (например, огнеупорным кирпичом), выложенным на раме 8.
Электрические нагреватели 2 выполнены с переменным сечением (фиг.2). Участок 9 электрического нагревателя 2 имеет большую площадь сечения по сравнению с участком 10, где площадь сечения меньше, по сравнению с участком 9 за счет меньшей высоты и толщины. Участок 11 электрического нагревателя 2 имеет переменную площадь сечения, так как здесь происходит переход от большего сечения на участке 9 к меньшему сечению на участке 10.
Электрическая печь для обжига вермикулита работает следующим образом.
Вермикулит-сырец подается барабанным дозатором (на фиг.1 не показан) в замкнутое пространство обжига 4 верхнего нагревательного модуля печи обжига. Двигаясь под действием сил тяжести по поверхности 6 противней 1, частицы вермикулита-сырца проходят в пространствах обжига 4 и подвергаются воздействию температурного излучения электрических нагревателей 2. По мере движения в пространствах обжига 4 вермикулит вспучивается и пересыпается из одного нагревательного модуля на другой в зонах пересыпания (на фиг.1 положение зон пересыпания обозначено стрелкой). В нижней части корпуса 5 из печи выходит вспученный вермикулит.
Электрические нагреватели 2 на участках с меньшей площадью сечения 10 разогреваются до температуры 700-750°С. Именно в этой зоне, расположенной ниже зоны пересыпания вермикулита, и происходит обжиг.
В зоне, расположенной выше зоны пересыпания вермикулита, где находятся участки 9 с большей площадью сечения электрических нагревателей 2, вермикулитовый поток отсутствует, поэтому их температурное излучение в этих зонах должно быть значительно меньше.
Поэтому площадь сечения нагревателей 2 на участках 9 значительно больше за счет большей высоты и толщины (фиг.2). За счет большей площади сечения нагреватели 2 на участках 9 нагреваются значительно меньше и являются относительно «холодными» по сравнению с остальными участками, поэтому уровень теплового излучения и, следовательно, уровень тепловых потерь на этих участках, так же значительно меньше. За счет уменьшения тепловых потерь на этих участках снижается потребление электроэнергии на каждом из нагревательных модулей и снижается удельная энергоемкость обжига в печи в целом.
3
Использование заявляемой полезной модели позволяет уменьшить тепловые потери и удельную энергоемкость (Дж/кг) процесса обжига вермикулита.