Загрузочно-распределительное устройство прямоточно-противоточной регенеративной печи с круглыми шахтами

Полезная модель относится к загрузочно-распределительным устройствам шахтных прямоточно-противоточных регенеративных печей для обжига карбонатных материалов, преимущественно известняка, и может найти применение в металлургической, строительной, пищевой и других отраслях промышленности, в которых используется негашеная известь.
При производстве высококачественной негашеной извести в шахтных прямоточно-противоточных регенеративных печах большое значение имеет равномерность распределения крупных и мелких кусков по поперечному сечению шахты, а также непрерывность загрузки их в печь. Выполнение этих условий обеспечивается, в основном, конструктивным исполнением загрузочно-распределительных устройств, которых для каждого типа и вида шахтных печей разработано и изготовлено немалое количество. Однако проблема создания загрузочно-распределительных устройств для прямоточно-противоточных регенеративных печей, содержащих, по крайней мере, две круглые шахты с обеспечением равномерного распределения материала по всему их сечению и непрерывной загрузки известняка в процессе его обжига до настоящего времени полностью не решена.
Так известно загрузочно-распределительное устройство прямоточно-противоточной регенеративной печи, по крайней мере, с двумя круглыми шахтами, содержащее ленточный транспортер, подающий предварительно материал для обжига на распределительный второй транспортер с изменяющимся направлением движения своей ленты, промежуточные бункеры, вращающиеся во время их загрузки распределительным транспортером, выполненные с возможностью их опускания в соответствующие загрузочные отверстия шахт печи, перекрываемые верхними запорными элементами. Загрузка материала в печь осуществляется периодически во время переключения отопления шахт. Для равномерного распределения кусков в шахтах предусмотрен поворотный распределитель в виде пластины. Пластины поворачивают периодически после каждого опорожнения загрузочных бункеров (фиг. 4) (см. патент РФ на изобретение №2 353595, С04В 2/12, А27В 1/02, опубликован 27.04.2009 г.).
Основным недостатком данного загрузочно-распределительного устройства является сложность конструкции, большое количество механизмов и отсутствие возможности непрерывной загрузки противоточной шахты печи во время режима отопления с целью регулировки и поддержания температуры отходящих газов в заданных пределах. Кроме того, при пересыпке и транспортировке карбонатного материала с одного элемента устройства на другое происходит значительное пылевыделение, для подавления которого приходится применять сложные укрытия и аспирационный отсос запыленного воздуха (фиг. 4).
Известно также загрузочно-распределительное устройство прямоточно-противоточной регенеративной печи, содержащее закрепленный на несущем корпусе печи приемный бункер, соединенный через заслонки с двумя промежуточными бункерами, выходные отверстия которых соединены через герметичные клапаны с входными отверстиями шахт. Клапаны представляют собой герметичные заслонки с приводом. Каждый промежуточный бункер загрузочно-распределительного устройства печи связан системой трубопроводов и клапанов с приемным бункером и шахтой, что позволяет выравнивать давление промежуточного бункера и шахты до уровня окружающей среды и производить порционную загрузку обжигаемого материала в ту или иную шахту во время обжига. Вся загрузочно-распределительная система герметична и не требует применения сложных укрытий и аспирационного отсоса запыленного воздуха (см. заявку Италии РСТ WO 2006/070424, F27B 1/00, F27B1/20, С04В 2/12, опубликована 06.07.2006 г., прототип).
Основным недостатком этого загрузочного устройства является отсутствие узлов для равномерного распределения по крупности фракций кускового материала по поперечному сечению шахты, что обусловливает невозможность получения высокого и стабильного качества обожженной извести на круглых печах большой производительности. Кроме того, загрузка материала производится большими порциями, что не позволяет регулировать и должным образом поддерживать в заданных пределах температуру отходящих газов.
Задача предлагаемой полезной модели состоит в том, чтобы добиться повышения качества получаемой извести и иметь возможность регулировать и поддерживать в заданных пределах температуру отходящих газов с сохранением имеющихся преимуществ, свойственных рассмотренным аналогам, а именно, герметичность загрузочно-распределительной системы и обеспечение равномерного распределения загружаемого сырья по сечению шахт.
Технический результат - повышение качества обжигаемой извести за счет равномерного распределения различных по величине кусков обжигаемого карбоната по всему сечению шахт, а также возможность регулировки и поддержания в заданных пределах температуры отходящих газов обеспечивается тем, что между промежуточными бункерами и герметичными клапанами установлены герметичные транспортеры, а под загрузочными отверстиями шахт смонтированы вращающиеся относительно оси симметрии шахт воронки, выгрузочные течки которых имеют наклоны в радиальном направлении под углом 45-60°, а их боковые стенки имеют разную длину, причем приводы воронок выполнены с возможностью их вращения в разные стороны. При этом герметичные транспортеры выполнены в виде виброжелобов с приводами, соединенными с промежуточными бункерами и герметичными клапанами гибкими вставками.
Предлагаемая полезная модель обладает новизной, поскольку полная совокупность существенных и остальных признаков ее формулы заявителем в источниках патентной и общетехнической информации не обнаружено. В целом же новизна предлагаемого загрузочно-распределительного устройства заключается не только в новом компоновочном решении его конструктивных элементов, но и введением в конструкцию, соединенных определенным образом, герметичного транспортера и вращающейся воронки. Промышленная применимость полезной модели практически осуществима, так как корпусы всех загрузочных бункеров и вращающейся воронки с приводом могут быть выполнены с помощью широко известных технологических процессов металлообработки, гнутья и сварочного производства, а герметичные транспортеры с соединительными вставками тоже широко известны.
Полезная модель находится в стадии эскизного проектирования.
Полезная модель проиллюстрирована чертежами, на которых показан общий схематический вид загрузочно-распределительного устройства - фиг. 1 и на фиг. 2 сечение по А-А на фиг. 1.
Загрузочно-распределительное устройство прямоточно-противоточной регенеративной печи с круглыми шахтами для обжига карбонатных материалов состоит из опирающегося на несущий каркас 1 общего загрузочного бункера 2, соединенного течками 3 и 4 через заслонки 5 и 6, снабженными приводами 7 и 8, с двумя промежуточными бункерами 9 и 10, выходные отверстия которых, соответственно 11 и 12, соединены с помощью упругих вставок 13 и 14 с герметичными транспортерами 15 и 16, выполненными в виде виброжелобов 17 и 18.
Указанные виброжелобы 17 и 18 своими выходными отверстиями 19 и 20 состыкованы через герметичные клапаны 21 и 22 с загрузочными отверстиями 23 и 24 шахт 25 и 26. В зоне загрузочных отверстий шахт 25 и 26 смонтированы вращающиеся в разные стороны воронки 27 и 28, оснащенные приводами 29 и 30 и течками 31 и 32, распределяющие равномерно куски разных фракций, выходящих из желобов 17 и 18 по сечению обеих шахт. Каждый виброжелоб 17 и 18 снабжен индивидуальным приводом 33 и 34, а каждый герметичный клапан 21 и 22 имеет индивидуальные гидравлические или пневматические приводы 35 и 36. Для ускоренного транспортирования кускового карбонатного материала из промежуточных бункеров 9 и 10 в шахты 25 и 26 виброжелобы 17 и 18 наклонены к горизонтали под углом α=10-15°. Боковые стенки 37 и 38 течек 31 и 32 имеют разную длину, а угол скоса β составляет 30-50°. При изменении направления вращении воронок материал, попадающий в течки, перемещается то к одной, то к другой стенке течки. Благодаря тому, что боковые стенки течек имеют разную длину, материал в шахту печи при изменении направления вращения воронок будет загружаться не по одной, а по двум окружностям, что повысит равномерность распределения. Угол наклона течек 31 и 32 вращающихся воронок 27 и 28, равный 45-60°, выбран исходя из обеспечения надежного скольжения карбонатного материала по наклонной плоскости, а угол скоса β, равный 30-50°, обеспечивает оптимальное распределение материала в шахтах печи.
Загрузочно-распределительное устройство прямоточно-противоточной регенеративной печи с круглыми шахтами работает следующим образом.
Из нормировано-заполненного любым известным способом общего загрузочного бункера 2 карбонатный кусковой материал имеет возможность по течкам 3 или 4 поступать под действием собственного веса в любой промежуточный бункер 9 или 10 при открытых заслонках 5 или 6. Так при открытой с помощью привода 7 заслонки 5 и закрытой заслонки 6 карбонатный материал будет направляться в промежуточный накопительный бункер 9, откуда попадает в герметичный транспортер 15, где под действием вибрации, перемещается в сторону выходного отверстия 17, и при открытом клапане 21 через входное отверстие 23 падает во вращающуюся с помощью привода 29 воронку 27, и далее по течке 31 равномерно распределяется по кольцу в шахте 25. При попеременном вращении воронок в разные стороны равномерность распределения материала увеличивается. Аналогично осуществляют загрузку материалом для обжига и в другую шахту 26 при уже закрытой задвижке 5 и открытой задвижке 6 по технологической цепочке: из загрузочного бункера 2 и течки 4 в промежуточной бункер 10, затем через герметичный транспортер 16 в выходное отверстие 20, при открытом клапане 22 в загрузочное отверстие 24 и через вращающуюся воронку 28 по течке 32 в шахту 26.
Как следует из описания и чертежа, в материалах заявки предлагаемая конструкция устройства обладает за счет наличия у каждой из шахт 25 и 26 промежуточных накопительных бункеров соответственно 9 и 10 с заслонками 5 и 6, транспортеров 15 и 16, герметичных клапанов 21 и 22, а также вращающихся в разные стороны воронок 27 и 28, широкой возможностью загрузки в любое время как в прямоточную, так и в противоточную шахты, что позволяет обеспечить при необходимости дополнительную загрузку карбонатного материала во время обжига и в любую из шахт печи с получением высокого и стабильного качества обожженной извести.
Информация
1. Патент Австрии №377078, F27B 001/20, опубл. 15.06.1984 г.
2. Патент РФ №2101636, F27B 001/02, опубл. 10.01.1998 г.
3. Авторское свидетельство СССР №775578, F27B 1/20, опубл. 30.10.1980 г.
4. Авторское свидетельство СССР №357434, F27B1/20, опубл. 01.01.1972 г.
5. Авторское свидетельство СССР №406092, F27B 1/20, опубл. 19.04.1974 г.
6. Патент РФ №2079804, F27B 1/20, опубл. 20.05.1997 г.
7. Патент РФ №242186, F27B 1/20, опубл. 27.05.1998 г.
8. Патент РФ №2413914, F27B 1/20, С21В 7/20, опубл. 10.03.2011 г.
9. Патент США №4708643, С04В 2/12, F27B 1/20, опубл. 24.11.1987 г.
10. Патент ЕР №155525, С04В 2/12, F27B1/02, опубл. 20.06.2005 г.
11. Патент РФ №2525957, F27B 1/20, опубл. 20.08.2014 г.