ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА ВЕРМИКУЛИТА

Полезная модель относится к области строительных и огнеупорных 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 вермикулита в процессе обжига с одного на другой и снабженные электрическими нагревателями, расположенными на поверхностях противней.
Общими признаками заявляемой полезной модели с рассмотренным аналогом являются противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание вермикулита в процессе обжига с одного на другой и снабженные электрическими нагревателями.
Указанная печь обладает следующим недостатком. Так как электрические нагреватели расположены на поверхностях противней, то частицы вспучивающегося вермикулита при движении по этим поверхностям постоянно контактируют с раскаленными до температуры ~ 700°С электрическими нагревателями. Даже если вермикулитовый концентрат отличается высоким качеством, он все же содержит частицы различных сопутствующих мелкодисперсных минералов (до 4-5% по весу), многие из которых имеют температуру плавления ниже указанной. Поэтому происходит постепенное пригорание этих частиц к поверхностям электрических нагревателей и со временем на отдельных участках начинают образовываться нагарные корки. В местах их образования ухудшается отвод тепла, нагарная корка термоизолирует электрические нагреватели, происходит их локальный перегрев и один из них перегорает. При этом печь отключают от электрической сети, охлаждают, производят замену электрического нагревателя и очистку от нагара других электрических нагревателей. Это приводит к простоям, снижению сменной производительности, к выполнению ремонтных работ, обладающих существенной трудоемкостью, а также к перерасходу нихрома, из которого выполнены электрические нагреватели.
Известна также электрическая 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 вермикулита 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 вермикулита в процессе обжига с одного на другой, снабженные электрическими нагревателями, размещенными под крышками продольно.
Указанная печь обладает всеми вышеперечисленными недостатками. Поэтому неизбежно, время от времени, происходят простои, приводящие к снижению сменной производительности, к необходимости выполнения ремонтных работ, обладающих существенной трудоемкостью, а также к перерасходу нихрома.
За прототип принята электрическая печь для обжига вермикулита (RU №161281, МПК F27B 15/00, опубликовано 20.04.2016), содержащая противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание вермикулита в процессе обжига с одного на другой и электрические нагреватели, размещенные под крышками противней продольно и закрепленные на головках с параллельными гранями для обеспечения их параллельной установки, при этом электрические нагреватели расположены над поверхностью противней с зазором, в нижней части консоли электрических нагревателей подвешены на поворотных серьгах, закрепленных через керамические электроизолирующие втулки шарнирно на стержнях, установленных на крышках противней.
Общими признаками заявляемой полезной модели с прототипом являются противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание вермикулита в процессе обжига с одного на другой и электрические нагреватели, размещенные под крышками противней продольно, закрепленные на головках с параллельными гранями для обеспечения их параллельной установки, при этом электрические нагреватели расположены над поверхностью противней с зазором, в нижней части консоли электрических нагревателей подвешены на поворотных серьгах, закрепленных через керамические электроизолирующие втулки шарнирно на стержнях, установленных на крышках противней.
Недостатком прототипа является то, что электрические нагреватели с верхней стороны закреплены на головках с параллельными гранями, а с нижней стороны их консоли подвешены на поворотных серьгах, закрепленных на керамических электроизолирующих втулках, которые в свою очередь надеты на стержни, установленные на крышках противней. При этом электрические нагреватели расположены над поверхностью противней с зазором, поэтому частицы вспучивающегося вермикулита при движении по противням постоянно не контактируют с раскаленными до ~700°С электрическими нагревателями. Однако, постепенно, электрические нагреватели, под действием собственного веса прогибаются в центральной части противней между головками с параллельными гранями и серьгами и зазор между электрическими нагревателями и поверхностью противней в центральной их части уменьшается. Поэтому в центральной части противней, где из-за прогибания электрических нагревателей частицы вспучивающегося вермикулита во время движении контактируют с их раскаленными поверхностями. Даже если вермикулитовый концентрат отличается высоким качеством, он все же содержит частицы различных сопутствующих мелкодисперсных минералов (до 4-5% по весу), многие из которых имеют температуру плавления ниже указанной. Поэтому происходит постепенное пригорание этих частиц к поверхностям электрических нагревателей в центральной части противней и со временем на них начинают образовываться нагар. В местах образования нагара ухудшается отвод тепла от электрических нагревателей, нагарные корки термоизолируют электрические нагреватели, происходит их локальный перегрев и один из них перегорает. При этом печь приходится отключать, охлаждать, производить замену электрического нагревателя и очистку от нагара других электрических нагревателей. Это приводит к простоям, снижению сменной производительности.
Заявляемая полезная модель направлена на создание электрической печи для обжига вермикулита, исключающей постоянный контакт частиц вермикулитового концентрата с раскаленными до ~700°С поверхностями электрических нагревателей в местах их прогибания, исключающей пригорание частиц и образование нагара на поверхностях электрических нагревателей, приводящего к их перегоранию, отказам печи и вынужденным простоям.
Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности электрической печи для обжига вермикулита путем устранения отказов в работе печи и вынужденных ее простоев из-за перегораний электрических нагревателей, вызываемых образованием нагара на поверхностях нагревателей в их центральной части.
Указанный технический результат достигается тем, что электрическая печь для обжига вермикулита, содержащая противни с крышками, выполненные из огнеупорного материала и установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание вермикулита в процессе обжига с одного на другой, и электрические нагреватели, размещенные под крышками противней продольно над поверхностью противней с зазором, закрепленные на головках с параллельными гранями для обеспечения их параллельной установки, и выполненные с консолями, подвешенными в нижней части противней на поворотных серьгах, закрепленных через керамические электроизолирующие втулки шарнирно на стержнях, установленных на крышках противней, согласно полезной модели, серьги выполнены в виде Г-образных рычагов, одни плечи которых удерживают консоли электрических нагревателей, а другие снабжены грузиками, обеспечивающими натяжение электрических нагревателей и постоянство зазора.
Отличительными признаками заявляемой полезной модели от прототипа является то, что серьги выполнены Г-образными в виде рычагов, одни плечи которых удерживают консоли электрических нагревателей, а другие снабжены грузиками, обеспечивающими за счет своего веса, натяжение электрических нагревателей.
Наличие отличительных признаков доказывает соответствие заявляемой полезной модели условию патентоспособности «новизна».
За счет выполнения серег Г-образными в биде рычагов, одни плечи которых удерживают консоли электрических нагревателей, а другие снабжены грузиками, обеспечивающими за счет своего веса, натяжение электрических нагревателей, зазор между нагревателями и поверхностями противней поддерживается практически неизменным что, исключает постоянный контакт частиц вермикулитового концентрата с раскаленными поверхностями электрических нагревателей и перегорание последних, вызываемого образованием нагара, устраняются отказы печи и вынужденные простои.
На фиг. 1 показана схема электрической печи для обжига вермикулита.
На фиг. 2 показан противень электрической печи для обжига вермикулита в продольном разрезе.
На фиг. 3 показан вид А на нижний торец противня.
Электрическая печь для обжига вермикулитовых концентратов, показанная на фиг. 1, содержит барабанный дозатор вермикулитового концентрата 1, направляющий лоток 2, установленные по отношению друг к другу под углом противни 3 с крышками 4. Электрические нагреватели размещены над поверхностями противней 3 под крышками 4 и закреплены на крепежных головках 5 с параллельными гранями.
Противни имеют раму, фиг. 2, состоящую из швеллеров 6 и уголков 7. На прокладках 8 уложены огнеупорные кирпичи 9; нижний ряд кирпичей удерживается при наклонном положении противня упором 10, а верхний ряд через прокладку 11 удерживается кирпичами нижнего ряда. На крайнем уголке закреплена панель 12 с крепежными головками 5 (фиг. 1), которые соединены с панелью 12 шпильками 13 через электроизолирующие прокладки 14. Грани 15 крепежных головок 5 (фиг. 1) параллельны друг другу и имеют прорези 16, в которые вставлены электрические нагреватели 17 с размером, например круглого сечения с, фиг. 3. Благодаря параллельности граней, вставленные в прорези 16, фиг. 2, и притянутые шпильками 18, гайками 19 и шайбами 20 электрические нагреватели 17 в собранном виде устанавливаются параллельно друг другу.
Прорези 16 на гранях 15 выполнены на таком уровне, что электрические нагреватели 17 в собранном виде располагаются над поверхностью огнеупорных кирпичей 9 с зазором б, фиг. 3. Консоли электрических нагревателей 17 закреплены с помощью крючков 21 в поворотных серьгах 22, выполненных из жаростойкой стали в виде Г-образных рычагов, которые через керамические втулки 23 из огнеупорного технического фарфора, образуют со стержнем 24 шарнирное соединение. Стержень 24 размещен в отверстиях проушин 25. На другом плече Г-образных рычагов размещены грузики 26.
Электрическая печь для обжига вермикулита работает следующим образом. Вермикулитовый концентрат подается барабанным дозатором 1, фиг. 1, по направляющему лотку 2 в верхний противень 3. Двигаясь под действием сил тяжести по поверхностям противней 3, частицы вермикулита проходят под раскаленными до ~ 700°С электрическими нагревателями, не находясь с ними в постоянном контакте, и подвергаются воздействию теплового излучения. По мере движения вермикулит вспучивается и пересыпается из одного противня на другой. В нижней части нижнего противня 3 из печи выходит готовый вспученный вермикулит.
При нагревании электрических нагревателей 17, фиг. 2 и 3, их длина увеличивается, но соединение электрических нагревателей через поворотные серьги 22 и керамические втулки 23 со стержнем 24 не ограничивает возможность этого удлинения. Вес электрических нагревателей 17 будет постепенно приводить к их прогибу в центральной части и тогда зазор б мог бы уменьшаться в центральной части электрических нагревателей 17, а зазор а - увеличиваться, фиг. 3. Но благодаря грузикам 26, размещенным на верхнем плече Г-образных рычагов, обеспечивающих натяжение электрических нагревателей 17, зазоры а и б остаются практически неизменными.
Наличие постоянного по длине зазора б между основанием противней и электрическими нагревателями обеспечивает технический результат полезной модели - устранение отказов и вынужденных простоев печи из-за перегораний электрических нагревателей, вызываемых образованием нагара на их поверхностях за счет исключения постоянного контакта частиц вермикулитового концентрата с поверхностями электрических нагревателей и их пригорания из-за образования нагара в их центральной части.