ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА (ВАРИАНТЫ)
ROTATING OVEN FOR PREPARING CEMENT CLINKER (VERSIONS)

Изобретение относится к устройствам для получения цементного клинкера и может быть использовано в цементной промышленности.
Известна вращающаяся печь для обжига сыпучего материала (а.с. №1322051, кл. F27В 7/16, 07.01.86), содержащая теплообменные устройства и винтовую вставку, размещенные в рабочем пространстве печи и снабженную винтообразным кольцом и кронштейнами, плоскость которых направлена вдоль образующей печи, причем с одной стороны кронштейна закреплена винтовая вставка, а с другой - винтообразное кольцо, причем винтообразное кольцо закреплено под углом к радиальному направлению печи, и винтовая вставка закреплена перед теплообменными устройствами, считая по ходу движения газов.
Недостатками известного устройства являются недостаточная интенсивность теплообмена и ограниченные технологические возможности.
Известна вращающаяся печь для приготовления цементного клинкера (Комар А.Г. / Строительные материалы и изделия // А.Г.Комар / учебник. Высшая школа, 1988, с.147-148), содержащая цилиндрический корпус, опирающийся через бандажи на опорные ролики, двойной привод, состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов, двух подвенцовых шестерен, одного венцового колеса, питательную трубу для подачи шлама для приготовления цементного клинкера, головки, через которую подается в печь топливо и воздух, цепной фильтр-подогреватель, теплообменники, колосниково-переталкивающий холодильник. Корпус имеет уклон 3.5-4% и снабжен установкой для водяного охлаждения и центральной системой смазки.
Недостатками известной вращающейся печи для приготовления цементного клинкера являются необходимость создания уклона для транспортировки шлама от загрузки к выгрузке, сложность в связи с этим ее эксплуатации, недостаточная интенсивность теплообмена и ограниченные технологические возможности.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, упрощение эксплуатации в связи с отсутствием уклона.
Техническое решение достигается тем, что в вращающейся печи для приготовления цементного клинкера, содержащей корпус, опирающийся через бандажи на опорные ролики, двойной привод, состоящий из двух электродвигателей и двух редукторов, двух подвенцовых шестерен, одного венцового колеса, питательную трубу для подачи шлама для приготовления цементного клинкера, головку для подачи в печь топлива и воздуха, цепной фильтр-подогреватель, теплообменники, колосниково-переталкивающий холодильник и снабженной установкой для водяного охлаждения и центральной системой смазки, корпус смонтирован горизонтально и выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми поверхностями внутри корпуса под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней поверхности, корпус смонтирован горизонтально и выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми поверхностями внутри и снаружи корпуса под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемой конструкции вращающейся печи для приготовления цементного клинкера.
Новизна заключается в том, что такое конструктивное оформление корпуса позволяет обеспечить плавное осевое перемещение шлама для приготовления цементного клинкера от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения корпуса, что упрощает эксплуатацию в связи с отсутствием уклона корпуса.
Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям векторы скорости движения шлама для приготовления цементного клинкера при транспортировке его от загрузке к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации теплообмена и расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что внутри винтового корпуса со сложной внутренней поверхностью, в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения, что интенсифицирует теплообменные процессы и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что при одном и том же диаметрах корпуса в предлагаемой конструкции длина пути прохождения частиц шлама для приготовления цементного клинкера по сравнению с известными конструкциями корпуса вращающейся печи в виде цилиндра значительно больше, что представляет возможность сократить габариты корпуса вращающейся печи как по длине, так и по диаметру.
На фиг.1 изображен общий вид вращающейся печи для приготовления цементного клинкера: на фиг.2 - корпус с винтовыми линиями по периметру и винтовыми поверхностями внутри корпуса, вид сбоку; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для корпуса фиг.2; фиг.5 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов криволинейной формы; фиг.6 - аксонометрическая проекция полосы (фиг.5), свернутой в цилиндрический виток; на фиг.7 - корпус с винтовыми поверхностями внутри и снаружи корпуса, вид сбоку; на фиг.8 - сечение Б-Б на фиг.7; на фиг.9 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для корпуса фиг.7; на фиг.10 - полоса, согнутая волнообразно для корпуса фиг.7; фиг.11 - аксонометрическая проекция полосы (фиг.10), свернутой в цилиндрический виток.
Вращающаяся печь для приготовления цементного клинкера состоит из корпуса 1, опирающегося через бандажи 2 на опорные ролики 3. Корпус 1 смонтирован горизонтально и вращается со скоростью 0,5-1,5 об/мин, обеспечивая лавинообразный процесс движения в нем шлама. Привод печи двойной и состоит из двух электродвигателей 4, двух редукторов 5, двух подвенцовых шестерен и одного венцового колеса 6. В середине печи, на одной из ее опор, устанавливается пара роликов (горизонтально) для контроля за смещением печи вдоль оси (вниз или вверх), на фиг.1 они не показаны. Вспомогательный привод включается в работу при ремонтах печи, в период розжига и остановки, когда печь должна вращаться медленно. Вращающаяся печь снабжена с одной стороны питательной трубой 7 для подачи шлама в корпус 1, а с противоположной стороны головкой 8 для подачи топлива и воздуха. Со стороны головки 8 в печь подается топливо и воздух: в результате сгорания топлива получаются горячие газы, поток которых направлен от горячего конца печи к холодному - навстречу движущемуся материалу. Для улучшения теплопередачи и обеспыливания газов внутри печи в холодном ее конце размещается цепной фильтр-подогреватель 9, создается цепная завеса 10 и устанавливаются теплообменники 11. Пыль, уловленная в результате газоочистки, возвращается обратно в печь. Она транспортируется пневмонасосом в бункер, а из него при помощи переферийного загружателя 12 направляется в полую часть печи, расположенную рядом с цепной завесой со стороны горячего конца. Для охлаждения клинкера 1 печь снабжена колосниково-переталкивающим холодильником 14. Корпус 1 оборудован установкой для водяного охлаждения 15 и центральной системой смазки 16.
Корпус 1 (фиг.2, фиг.3) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми поверхностями внутри корпуса в виде карманов криволинейной формы под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса 1 с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения корпуса. Корпус 1 (фиг.2, фиг.3) изготовлен, по крайней мере, из одной полосы 17, соединенной по продольным кромкам 18 (показаны на фиг.2 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий (на фиг.2 одна из винтовых линий показана утолщенной линией 19-20-21-22-23-24-25-26-27-28) и винтовых поверхностей (фиг.3) криволинейной формы в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы 29, 30, 31, 32, 33, 34.
1
Полоса 17 (фиг.4, фиг.5) согнута по прямым линиям 35 под одинаковыми углами β к кромкам полосы 18, размещенным друг от друга на расстояниях, равных длине развертки периметра криволинейных карманов, например, для карманов 29-34 на расстояниях L.
Полоса 17 после сгиба (фиг.5) свернута в цилиндрические витки (фиг.6), соединенные друг с другом по продольным кромкам 18 известными методами, например сваркой, в корпус 1.
2
2
На (фиг.7, фиг.8) показан корпус 1, выполненный по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми поверхностями внутри и снаружи корпуса в виде карманов криволинейной формы под углом 3,5-4% к оси вращения корпуса 1 с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения корпуса. Корпус 1 (фиг.7, фиг.8) изготовлен по крайней мере из одной полосы 36, соединенной по продольным кромкам 37 (показаны на фиг.7 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностей, направленных в одну сторону под углом 3.5-4% винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по внутренней поверхности 39, 40, 41, 42, 43, 44 и карманов криволинейной формы по наружной поверхности 45, 46, 47, 48, 49, 50, которые по периметру корпуса 1 могут быть различными не только по форме, но и размерам. Полоса 36 (фиг.9, фиг.10) согнута волнообразно по прямым линиям 51, расположенным под одинаковыми углами α к кромкам полосы 36 и размещенными на расстоянии L между линиями сгиба 51. Расстояние L равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей. Полоса 36 после волнообразного сгиба (фиг.10) свернута в цилиндрические витки (фиг.11), соединенные друг с другом по продольным кромкам 37 известными методами в корпус 1.
Предлагаемая вращающаяся печь для приготовления цементного клинкера работает следующим образом. Корпус 1, смонтированный горизонтально, вращается со скоростью 0,5-1,5 об/мин. Шлам для приготовления цементного клинкера подается в питательную трубу 7 при помощи ковшовых или объемных дозаторов, находящихся у холодного конца печи (корпуса 1). Со стороны головки 8 в печь (корпус 1) подается топливо и воздух. В результате сгорания топлива получаются горячие газы, поток которых направлен от горячего конца печи (корпуса 1) к холодному, навстречу движущемуся материалу - шламу для приготовления цементного клинкера. Шлам для приготовления цементного клинкера, находясь внутри вращающегося корпуса 1, увлекаясь его криволинейными винтовыми поверхностями, поднимается вверх и, поднявшись по направлению вращения корпуса 1 несколько выше угла своего естественного откоса, скатывается лавинообразно вниз. Так как многозаходная винтовая поверхность корпуса 1 расположена под углом наклона 3,5-4% к оси вращения корпуса 1, то обеспечивается движение шлама для приготовления цементного клинкера внутри корпуса 1 и перемещение его от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении корпуса 1. Фильтр-подогреватель 9 улучшает теплопередачу и обеспыливает газы. Пыль, уловленная в результате газоочистки, возвращается обратно в печь. Она транспортируется пневмонасосом в бункер, а из него при помощи переферийного загружателя 12 направляется в полую часть печи, расположенную рядом с цепной завесой со стороны горячего конца. Клинкер охлаждается в колосниково-переталкивающем холодильнике 14.
Технико-экономические преимущества возникают за счет создания на внутренней поверхности корпуса плавных винтовых поверхностей и внутренних поверхностей двоякой кривизны, что не только расширяет технологические возможности и обеспечивает перемещение шлама для приготовления цементного клинкера от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения корпуса печи, но и повышает интенсивность теплообмена и упрощает эксплуатацию вращающейся печи для приготовления цементного клинкера при ее горизонтальном расположении.