ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА ВЕРМИКУЛИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

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.
Известна печь для обжига вермикулита (варианты), [RU №85993, МПК F27B 15/00, опубликовано 20.08.2009], содержащая собственно печь, размещенную в корпусе, питатель-дозатор, противни, установленные по отношению друг к другу под углом и снабженные электрическими нагревателями.
Общими признаками известного аналога с заявляемой полезной моделью является сама печь, размещенная в корпусе, питатель-дозатор, противни (модули обжига), установленные по отношению друг к другу под углом и снабженные электрическими нагревателями.
Недостатком аналога является то, что значительная часть выделяющейся в процессе обжига тепловой энергии бесполезно теряется, рассеиваясь в окружающую среду через стенки корпуса и дверцы печи.
Известен технологический комплекс для обжига и дообогащения вермикулита (RU №97818, МПК F27B 15/00, В07В 4/00, опубликовано 20.09.2010), содержащий печь обжига с корпусом и питателем-дозатором, приемный бункер, бункер-осадитель, вытяжной вентилятор, раструб с трубой и пневморазделительной насадкой и направляющий патрубок корпуса печи обжига.
Общими признаками аналога с заявляемым технологическим комплексом является печь обжига с корпусом и питателем-дозатором, приемный бункер, труба и вытяжной вентилятор.
Недостатком второго аналога является то, что значительная часть выделяющейся в процессе обжига тепловой энергии бесполезно теряется, рассеиваясь в окружающую среду через дверцы и стенки корпуса печи и приемного бункера.
В качестве прототипа принят технологический комплекс для обжига вермикулитовых концентратов (А.И.Нижегородов. Технологический комплекс для обжига вермикулитовых концентратов. // Журнал «Строительные и дорожные машины». 2009. №2. С.30-32), который содержит печь обжига, кожух (корпус) печи, питатель-дозатор, модули обжига, установленные по отношению друг к другу под углом и снабженные электрическим нагревателями, приемный бункер для вспученного вермикулита, вентилятор и трубопроводы.
Общими признаками прототипа с заявляемой полезной моделью являются: сама печь обжига с кожухом (корпусом) и питателем-дозатором, модули обжига, установленные под углом друг к другу и снабженные электрическими нагревателями, приемный бункер, вентилятор и трубопроводы.
Недостатком прототипа, как и двух выше рассмотренных аналогов является то, что значительная часть выделяющейся при обжиге вермикулитового концентрата тепловой энергии бесполезно теряется, рассеиваясь в окружающую среду через дверцы и стенки корпуса печи и приемного бункера.
Задача заявляемой полезной модели связана с расширением арсенала технических средств, направленных на достижение технического результата.
Технический результат полезной модели заключается в возможности целенаправленного использования выделяющейся при обжиге вермикулитового концентрата тепловой энергии (тепловых потерь).
Указанный технический результат достигается тем, что печь обжига вермикулитовых концентратов, размещенная в корпусе содержит питатель-дозатор, модули обжига, установленные под углом друг к другу и снабженные электрическими нагревателями, приемный бункер, вентилятор и трубопроводы; при этом между наружными и внутренними боковыми стенками и наружной и внутренней верхней стенкой корпуса печи образованы полости, сообщенные с полостями, образованными наружными и внутренними стенками передней части приемного бункера и заполненными гранулированным теплоемким материалом, при этом в задней части бункера в наружной стенке его выполнены отверстия, а в передней части вварены трубопроводы, сообщенные с полостями одной из боковых стенок в нижней части корпуса печи, причем в нижней части корпуса печи на наружной боковой стенке его установлен вентилятор, сообщенный своим всасывающим патрубком с полостью другой наружной боковой стенки, а дверцы корпуса печи также выполнены полыми и заполнены термоизоляционным материалом.
Таким образом, когда приемный бункер частично или полностью заполнен вспученным вермикулитом, выходящим из печи с температурой 600…700°С внутренние стенки приемного бункера и гранулированный теплоемкий материал, которым заполнены полости стенок приемного бункера нагреваются, получая тепловую энергию от вспученного вермикулита.
Вентилятор, создающий разряжение в полых стенках корпуса печи и приемного бункера, обеспечивает всасывание относительно холодного воздуха (~20°С) через отверстия в задней части приемного бункера. При движении воздушного потока в полых стенках премного бункера, заполненных разогретым гранулированным теплоемким материалом, воздух нагревается и поступает через трубы, вваренные в переднюю часть приемного бункера в полости одной из стенок корпуса печи. Двигаясь по полостям боковой, верхней и другой боковой стенок корпуса печи воздух дополнительно нагревается, с помощью вентилятора отсасывается и подается по трубопроводу в систему распределения теплоносителя.
В тот момент, когда приемный бункер полностью или частично пуст, воздушный поток, движущийся в полых стенках приемного бункера, проходит через пустоты между гранулами гранулированного теплоемкого материала и нагревается от него. Именно поэтому, гранулированный материал должен обладать высокой теплоемкостью.
На фиг.1 схематично показана печь обжига и приемный бункер вспученного вермикулита.
На фиг.2 показано сечение А-А печи обжига.
На фиг.3 показано сечение Б-Б приемного бункера.
Печь для обжига вермикулитовых концентратов содержит питатель-дозатор с барабаном 1, установленным в подшипниках 2 и привод питателя-дозатора, содержащий мотор-редуктор 3 и ременную передачу 4.
Корпус печи обжига состоит из верхней 5 и боковых 6 и 7 внутренних стенок, а также из верхней 8 и боковых 9 и 10 наружных стенок, образующих полости 11, 12 и 13, сообщенные между собой.
На наружной стенке 10 закреплен вентилятор 14, всасывающим патрубком сообщенный с нижней частью полости 13. Вентилятор 14 содержит патрубок для подачи теплоносителя (горячего воздуха) в систему распределения теплоносителя (на фигурах не показана).
В нижнюю часть полости 11 вварены трубопроводы 15 и 16, сообщенные с полостью 17, образованной внутренней 18 и наружной 19 стенками передней части приемного бункера.
В задней части приемного бункера в наружной стенке 20 выполнены отверстия 21.
Полости 17 приемного бункера образованы наружными 19 и 20 и внутренними 18 и 22 стенками, фиг.2.
Полости 17 приемного бункера, фиг.1 и 2, заполнены гранулированным теплоемким материалом 23 (на фиг.2 условно не показан), образующим пустоты 24 между гранулами (фиг.1).
Дверцы корпуса печи обжига 25 и 26 выполнены полыми и заполнены термоизоляционным материалом 27, фиг.3.
В корпусе печи под углом друг к другу размещены модули обжига 28, снабженные электрическими нагревателями 29.
Под питателем-дозатором установлен двухсторонний лоток 30 со специальным распределительным устройством 31 и направляющими 32 и 33.
Печь для обжига вермикулита работает следующим образом.
Вермикулитовый концентрат подается барабаном 1 питателя-дозатора в двухсторонний лоток 30, фиг.3, где с помощью специального распределительного устройства 31 разделяется на два потока, поступающих по направляющим 32 и 33 на верхние модули обжига 28. Пересыпаясь с верхних модулей обжига 28 на нижние, вермикулитовый концентрат подвергается воздействию температурного излучения, создаваемого электрическими нагревателями 29. По мере движения по модулям обжига 28 вермикулитовый концентрат нагревается до температуры 600…700°С и вспучивается.
Энергия температурного излучения нагревает не только вермикулитовый концентрат, но также дверцы 25 и 26 и стенки корпуса печи обжига и представляет собой тепловые потери. Что бы существенно уменьшить неизбежные потери тепла, выделяющегося при обжиге вермикулитового концентрата, дверцы 25 и 26 печи обжига снабжены термоизоляционным материалом 27, значительно снижающим уровень тепловых потерь через них, а стенки корпуса печи обжига выполнены полыми.
Вспученный вермикулит, нагретый до температуры 600…700°С ссыпается в приемный бункер (показано стрелками на фиг.1). Заполняя приемный бункер вспученный вермикулит нагревает воздух и гранулированный теплоемкий материал 23, находящийся в полостях 17, образованных наружными 19 и 20 и внутренними 18 и 22 стенками, фиг.2.
При непрерывной работе печи обжига ее температурный режим устанавливается. Включается в работу вентилятор 14, сообщенный всасывающим патрубком с нижней частью полости 13 и создает разряжение в полостях 13, 12 и 11 корпуса печи и полостях 17 приемного бункера.
За счет этого разряжения относительно холодный воздух (~20°С) из производственного помещения всасывается через отверстия 21 в задней стенке приемного бункера, движется в его полостях 17 через пустоты 24 между гранулами к трубопроводам 15 и 16 (показано стрелками на фиг.2). Если приемный бункер заполнен вспученным вермикулитом, то по мере этого движения воздух нагревается от внутренних стенок 18 и 22 и гранулированного теплоемкого материала 23, в свою очередь нагретого от внутренних стенок 18 и 22.
Если приемный бункер опорожнен, то воздух при движении в его полостях 17 нагревается от гранулированного теплоемкого материала 23, нагретого ранее, в период, когда приемный бункер был полон или частично заполнен вермикулитом.
Благодаря гранулированному теплоемкому материалу 23, заполняющему полости 17 приемного бункера, в период, когда приемный бункер пуст или частично заполнен вспученным вермикулитом, воздух, движущийся за счет разряжения от отверстий 21 к трубопроводам 15 и 16 по полостям 17 продолжает нагреваться, получая тепловую энергию от гранулированного теплоемкого материала 23.
Далее, предварительно нагретый воздух под действием разряжения вентилятора 14 поступает последовательно в полости 11, 12 и 13 боковых и верхней стенок печи обжига. Двигаясь по полостям 11, 12 и 13 (показано стрелками на фиг.1), воздух продолжает нагреваться от внутренних стенок 6, 5 и 7 корпуса печи обжига.
Нагретый до ~150…200°С воздух всасывается вентилятором 14 из полости 13 и нагнетается в систему распределения теплоносителя - горячего воздуха (на фигурах не показана).
Таким образом, достигается технический результат полезной модели, а именно - возможность целенаправленного использования выделяющейся при обжиге вермикулитового концентрата тепловой энергии (тепловых потерь), например для обогрева производственного и/или бытовых помещений, осуществления сушильных процессов, для предварительного нагрева вермикулитового концентрата или для нужд других смежных технологических процессов.