ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА ВЕРМИКУЛИТА

Полезная модель относится к области строительных материалов, а именно, к технологическому оборудованию для производства вспученного вермикулита, применяемого в качестве теплоизоляционного материала в строительстве и пористого заполнителя для легких бетонов и растворов.
Известен технологический комплекс и печь для обжига вермикулита (RU №47082, МПК F27B 15/00, опубликовано 10.08.2005), содержащий печь для обжига вермикулита, выполненную в виде плоских противней из огнеупорного материала, установленных друг по отношению к другу под углом, при этом противни снабжены электрическими нагревателями, расположенными на поверхности противней.
Известна печь для обжига вермикулита (RU №85993, МПК F27B 15/00, опубликовано 20.08.2009), содержащая противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные по отношению друг к другу под углом и снабженные электрическими нагревателями, расположенными на поверхностях противней с шагом, уменьшающимся от центра к периферийным участкам противней.
Общими признаками обоих известных аналогов с заявляемой полезной моделью являются противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные по отношению друг к другу под углом и снабженные электрическими нагревателями, расположенными на поверхности противней.
Недостатком обоих аналогов является то, что обожженный и вспученный вермикулит выходит из печи нагретым до температуры 600-700°С не подвергаясь охлаждению. Известно, что длительная выдержка обожженного вермикулита при высокой температуре приводит к увеличению хрупкости и потере прочности его зерен [Кальянов Н.Н., Мерзляк А.Н. Вермикулит и перлит - пористые заполнители для теплоизоляционных изделий и бетонов / М.: гос. изд-во по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1961. - 154 с.(стр.44)].
Кроме того, горячий вспученный вермикулит невозможно тарировать, так как типовые полипропиленовые мешки плавятся и прогорают, а бумажные - обугливаются.
В качестве прототипа, принята электрическая печь для обжига вермикулитовых концентратов [RU №101789, МПК F27B 9/06, опубликовано 27.01.2011], содержащая корпус, плоские противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные по отношению друг к другу под углом и снабженные электрическими нагревателями, расположенными под крышками, перфорированные всасыватели, закрепленные в корпусе продольно к верхним торцевым частям противней и бункер-осадитель с вытяжным вентилятором.
Общими признаками с заявляемой полезной моделью являются корпус, плоские противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные по отношению друг к другу под углом и снабженные электрическими нагревателями, расположенными под крышками, перфорированные всасыватели, закрепленные в корпусе продольно к верхним торцевым частям противней и бункер-осадитель с вытяжным вентилятором.
Недостатком прототипа является то, что вспученный вермикулит, образующийся в процессе обжига вермикулитовых концентратов, выходит из печи разогретым до температуры 600-700°С и не подвергается охлаждению. Длительная выдержка обожженного вермикулита при высокой температуре приводит к увеличению хрупкости и потере прочности его зерен. Кроме того, горячий вспученный вермикулит невозможно тарировать, так как типовые полипропиленовые мешки плавятся и прогорают, а бумажные - обугливаются.
Задача заявляемой полезной модели заключается в расширении арсенала технических средств, направленных на достижение технического результата.
Технический результат полезной модели заключается в быстром охлаждении вспученного вермикулита и, как следствие, в повышении его качества, а именно - в уменьшении хрупкости и увеличении прочности, а также в обеспечении возможности его тарирования в типовые полипропиленовые или бумажные мешки.
Указанный технический результат достигается тем, что электрическая печь для обжига вермикулита, содержащая корпус, плоские противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные по отношению друг к другу под углом и снабженные электрическими нагревателями, расположенными под крышками, перфорированные всасыватели, закрепленные в корпусе продольно к верхним торцевым частям противней и бункер-осадитель с вытяжным вентилятором, дополнительно содержит нагнетательный вентилятор и пневмоохладитель, выполненный в виде плоского короба с каналами ввода и вывода вспученного вермикулита и каналами подвода холодного и вытяжки горячего воздуха, причем канал ввода вспученного вермикулита соединен с нижней торцевой частью нижнего противня, канал подвода холодного воздуха соединен с нагнетательным вентилятором, а канал вытяжки горячего воздуха соединен с полостью бункера-осадителя с вытяжным вентилятором.
Отличительными признаками заявляемой полезной модели от прототипа являются нагнетательный вентилятор и пневмоохладитель, выполненный в виде плоского короба с каналами ввода и вывода вспученного вермикулита и каналами подвода холодного и вытяжки горячего воздуха; канал ввода вспученного вермикулита соединен с нижней торцевой частью нижнего противня, канал подвода холодного воздуха соединен с нагнетательным вентилятором, а канал вытяжки горячего воздуха соединен с полостью бункера-осадителя с вытяжным вентилятором.
На фиг.1 показана схема электрической печи для обжига вермикулитовых концентратов.
На фиг.2 показано сечение пневмоохладителя (А-А - канал подвода холодного воздуха).
На фиг.3 показано сечение пневмоохладителя (Б-Б - канал вытяжки горячего воздуха).
На фиг.4 показано сечение пневмоохладителя (В-В сечение - плоского короба пневмоохладителя).
Электрическая печь для обжига вермикулитовых концентратов, показанная на фиг.1, содержит дозатор вермикулитового концентрата 1 с лотком 2, корпус печи 3, плоские противни 4, 5 и 6 с крышками 7, 8 и 9, перфорированные всасыватели 10, трубопроводы 11, лоток для мелкодисперсного вермикулита 12, бункер-осадитель 13 с вытяжным вентилятором 14, нагнетательный вентилятор 15, трубопроводы 16 и 17 и пневмоохладитель, состоящий из плоского короба 18 с задней 19 и передними 20 и 21 стенками с каналами ввода 22 и вывода 23 вспученного вермикулита и каналами подвода холодного 24 и вытяжки горячего 25 воздуха (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4).
Электрическая печь для обжига вермикулита работает следующим образом.
Вермикулитовый концентрат подается в печь дозатором 1 по лотку 2. Пересыпаясь с верхнего противня 4 на средний 5 и нижний 6 противни, вермикулитовый концентрат подвергается обжигу в пространствах обжига, образованных поверхностями противней 4, 5 и 6 и крышками 7, 8 и 9, где расположены электрические нагреватели. В процессе обжига вермикулитового концентрата выделяется значительное количество мелкодисперсного вермикулита, который за счет температурной тяги, возникающей в пространствах обжига, выбрасывается через верхние торцевые части противней. Перфорированные всасыватели 10, закрепленные в корпусе 3 продольно к верхним торцевым частям противней 4, 5 и 6, всасывают мелкодисперсный вермикулит за счет разряжения, создаваемого вытяжным вентилятором 14 в бункере-осадителе 13 и трубопроводах 11. В бункере-осадителе 13 мелкодисперсный вермикулит осаждается и накапливается.
Вспученный вермикулитовый концентрат выходит из нижнего противня 6, нижняя торцевая часть которого соединена с каналом ввода вспученного вермикулита 22 пневмоохладителя. Поток вспученного вермикулита, двигаясь по наклонной поверхности канала 22, контактирует с верхней передней стенкой 20 плоского короба 18, которая изменяет направление потока вспученного вермикулита и он ссыпается отвесно вниз внутри плоского короба 18.
избч
атм
атм
Нагнетательный вентилятор 15 через трубопровод 16 подает холодный воздух (воздух из производственного помещения с температурой 16-25°С) в канал подвода холодного воздуха 24 пневмоохладителя. В канале 24 создается избыточное давление воздуха Р превышающее атмосферное давление Р. В канале вытяжки горячего воздуха 25 за счет разряжения, создаваемого вытяжным вентилятором 14 в бункере-осадителе 13 и трубопроводе 17, создается давление (Р ~ 0,6 атм.) меньшее, чем атмосферное Р (разряжение). Большая часть потока холодного воздуха устремляется из канала 24 в канал 25, так как перепад давления в них наибольший.
Часть потока холодного воздуха выходит через каналы ввода 22 и вывода 23 вспученного вермикулита.
изб
Что бы доля потока холодного воздуха, выходящего через каналы ввода 22 и вывода 23 вспученного вермикулита, была минимальной, нагнетательный вентилятор 15 должен создавать небольшое избыточное давление Р. Тогда перепад давлений между каналом ввода холодного воздуха 24 и каналами ввода 22 и вывода 23 вспученного вермикулита будет минимальным.
Что бы доля потока холодного воздуха, поступающего из канала подвода холодного воздуха 24 в канал 25 была максимальна, вытяжной вентилятор 14 должен создавать максимально большое разряжение в канале вытяжки горячего воздуха 25. Тогда перепад давлений между каналом 25 и каналом 24 будет максимальным.
Таким образом, сформированный в плоском коробе 18 поток холодного воздуха двигается навстречу потоку ссыпающегося вспученного вермикулита и охлаждает его. Эффективность охлаждения тем больше, чем больше скорость потока холодного воздуха в плоском коробе 18: во-первых, из-за более эффективного обдува и, во-вторых, из-за снижения скорости ссыпания вспученного вермикулита за счет сопротивления встречного потока холодного воздуха в плоском коробе 18.
Вспученный вермикулит при охлаждении отдает тепло потоку холодного воздуха, движущегося в плоском коробе 18, вследствие чего последний нагревается и уже, будучи горячим, всасывается в канал 25 вытяжки горячего воздуха.
Чтобы вспученный вермикулит, ссыпающийся в плоском коробе 18 не всасывылся в канал вытяжки горячего воздуха 25, верхняя передняя стенка 20 плоского короба 18 смещена относительно его нижней стенки 21 влево.
Охлажденный вспученный вермикулит ссыпается через канал вывода 23 в бункер.
Степень охлаждения вспученного вермикулита тем больше, чем больше перепад высот между каналом подвода холодного воздуха 24 и калом вытяжки горячего воздуха 25, так как при увеличении перепада высот время ссыпания и охлаждения вспученного вермикулита в плоском коробе 18 возрастает.
Таким образом, за счет быстрого охлаждения вспученного вермикулита повышается его качество, а именно - уменьшается хрупкость и увеличивается его прочность, а также обеспечивается возможность тарирования охлажденного вермикулита в типовые полипропиленовые или бумажные мешки.