ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА ВЕРМИКУЛИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ И КОНГЛОМЕРАТОВ

Полезная модель относится к области строительных и огнеупорных материалов, а именно к технологическому оборудованию для производства вспученного вермикулита.
7
Известна печь для обжига вермикулита [RU №47082, МПК F27B 15/00, опубликовано 10.08.2005], которая выполнена в виде противней из огнеупорного материала, установленных друг по отношению к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, при этом противни снабжены электрическими нагревателями, расположенными на поверхностях противней.
Общими признаками заявляемой полезной модели с рассмотренным аналогом являются противни из огнеупорного материала, установленные друг по отношению к другу под углом, при этом противни снабжены электрическими нагревателями.
Указанная печь обладает следующим недостатком. В процессе работы в каждом из противней возникает перепад температур между верхним и нижним торцами противней, что приводит к возникновению воздушной тяги в них. Более холодный воздух перед нижним торцом противня устремляется в его пространство, где установлены электрические нагреватели. При этом движении воздух нагревается, устремляется к верхнему торцу противня и выходит из него. Очевидно, что поступающий воздух охлаждает электрические нагреватели, поэтому часть излучаемой ими тепловой энергии безвозвратно теряется.
Известна так же электрическая печь для обжига вермикулитовых концентратов (RU №2351862, МПК F27B 9/00, опубликовано 10.04.2009), содержащая противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные друг по отношению к другу под углом, снабженные электрическим нагревателями, противни снабжены крышками со съемными элементами, закрепленными снизу, а электрические нагреватели выполнены в виде лент, установленных на ребро и размещены под крышками на поверхностях противней продольно, так что пространства между соседними нагревателями образуют продольные камеры.
Общими признаками с заявляемой полезной моделью являются противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные друг по отношению к другу под углом, снабженные электрическим нагревателями и крышками, под которыми размещены электрические нагреватели.
Указанная печь обладает тем же недостатком. В процессе работы на каждом из противней возникает перепад температур между верхним и нижним торцами противней, что приводит к возникновению воздушной тяги пространстве под крышками. Холодный воздух перед нижним торцом противня устремляется в его пространство, где установлены электрические нагреватели. При этом движении воздух нагревается, устремляется к верхнему торцу противня и выходит из него. Все новые порции воздуха охлаждают электрические нагреватели, поэтому часть излучаемой ими тепловой энергии теряется безвозвратно.
За прототип принята электрическая печь для обжига вермикулитовых концентратов (RU №154263, МПК F27B 9/06, опубликовано 20.08.2015), содержащая установленные под углом друг к другу электрифицированные противни из огнеупорного материала с электрическими нагревателями и термокрышками, снабженные рекуператорами тепловой энергии с перфорированными всасывателями, дополнительный не электрифицированный противень, выполненный из стальных листов и переборок, образующих верхние и нижние тепловые камеры коробчатого сечения, перфорированные всасыватели, соединенные трубопроводами с верхними и нижними тепловыми камерами, которые в его нижней части соединены трубопроводами с вытяжным вентилятором и бункером-осадителем, при этом дополнительный не электрифицированный противень имеет Г-образную форму, а в полостях между его тепловыми камерами и пространством обжига размещен термоизоляционный материал.
Общими признаками заявляемой полезной модели с прототипом являются установленные под углом друг к другу электрифицированные противни из огнеупорного материала с электрическими нагревателями и термокрышками, рекуператоры тепловой энергии с перфорированными всасывателями, дополнительный не электрифицированный противень Г-образной формы, имеющий верхние и нижние тепловые камеры, с которыми, соединены перфорированные всасыватели, тепловые камеры в нижней части соединены с вытяжным вентилятором, а в полостях между тепловыми камерами дополнительного модуля и его пространством обжига размещен термоизоляционный материал.
Недостатком прототипа является то, что в процессе работы в каждом из противней возникает перепад температур между их верхним и нижним торцами, что приводит к возникновению воздушной тяги в пространстве под крышками. Более холодный воздух, находящийся перед нижним торцом противня устремляется в него, при этом воздух нагревается, охлаждает противень и выходит через верхний торец противня, при этом часть тепловой энергии теряется безвозвратно. Охлаждение особенно вредно сказывается на работе дополнительного неэлектрифицированного Г-образного противня. Горячий воздух, поступающий из перфорированных всасывателей в тепловые камеры дополнительного противня, нагревает его пространство обжига, сообщая вермикулиту дополнительную тепловую энергию. За счет увеличения времени обжига вермикулита в пространстве обжига дополнительного противня температура нагревателей электрифицированных противней обжига несколько снижена, чтобы уменьшить потребление электроэнергии.
Но холодный воздух, поступающий через нижний торец дополнительного противня устремляется в его пространство обжига и охлаждает вермикулит, что снижает эффект его дополнительного нагрева и вспучивания за счет увеличения времени обжига в дополнительном неэлектрифицированном модуле.
Кроме того, в прототипе не предусмотрена возможность обжига вермикулитовых конгломератов, содержащих частицы инертного (не вспучиваемого) материала в виде песка или мелкого каменистого гранулята, так как в нем отсутствует система разделения легких вспученных частиц вермикулита и тяжелых частиц инертного материала.
Заявляемая полезная модель направлена на обеспечение дополнительного энергосбережения при обжиге вермикулитовых концентратов и конгломератов, охлаждение вермикулита с возможностью выделения вспученного вермикулита из общего массива частиц конгломерата потоком воздуха из тепловой завесы при обжиге вермикулитовых конгломератов.
Технический результат полезной модели заключается в дополнительном энергосбережении за счет уменьшения потерь тепловой энергии в дополнительном неэлектрифицированном Г-образном противне за счет установки на его нижнем торце тепловой завесы, исключающей поступление холодного воздуха в его пространство обжига при обжиге вермикулитовых конгломератов.
Указанный технический результат достигается тем, что электрическая печь для обжига вермикулитовых концентратов и конгломератов, содержащая установленные под углом друг к другу электрифицированные противни из огнеупорного материала с электрическими нагревателями и термокрышками, рекуператоры тепловой энергии с перфорированными всасывателями, дополнительный Г-образный не электрифицированный противень, имеющий верхние и нижние тепловые камеры, с которыми соединены перфорированные всасыватели, тепловые камеры в нижней части соединены с вытяжным вентилятором, а в полостях между тепловыми камерами упомянутого дополнительного противня и его пространством обжига размещен термоизоляционный материал. При этом на нижнем торце дополнительного противня закреплена тепловая завеса со щелевидным отверстием, соединенная с нагнетательным патрубком вытяжного вентилятора, отсекающая поступление холодного воздуха в пространство обжига дополнительного противня потоком горячего воздуха, идущего из щелевидного отверстия и исключающая охлаждение вермикулита, находящегося в нем и обеспечивающая отделение этим потоком вспученного вермикулита от частиц инертного материала, выходящих из пространства обжига дополнительного модуля при обжиге вермикулитовых конгломератов.
Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются тепловая завеса со щелевидным отверстием, закрепленная на нижнем торце дополнительного Г-образного неэлектрифицированного противня, соединенная с нагнетательным патрубком вытяжного вентилятора.
Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели условию патентоспособности «новизна».
На фиг. 1 показана схема электрической печи для обжига вермикулитовых концентратов и конгломератов.
Электрическая печь для обжига вермикулитовых концентратов и конгломератов (в дальнейшем - печь), показанная на фиг. 1, содержит барабанный дозатор 1 со спусковым лотком 2. В корпусе 3 печи под углом друг к другу расположены электрифицированные противни 4 с рекуператорами тепловой энергии 5, которые соединены с трубопроводами 6, изолированными термостойким материалом (на фиг. 1 термостойкий материал показан тонкими линиями). Дополнительный неэлектрифицированный противень с коллекторами 7, тепловыми камерами 8 и пространством обжига 9, расположен под нижним электрифицированным противнем 4 и снабжен в нижней части трубопроводом 10, соединенными с вытяжным вентилятором. На нижнем торце дополнительного неэлектрифицированного противня установлена тепловая завеса 11 со щелевидным отверстием, соединенная с напорным патрубком 12 вытяжного вентилятора. Печь также содержит бункер 13 для вспученного вермикулита, бункер 14 для инертного материала и вентилятор 15.
Электрическая печь для обжига вермикулитовых концентратов и конгломератов работает следующим образом, фиг. 1. Барабанный дозатор 1 по лотку 2 подает вермикулитовый концентрат или конгломерат на верхний электрифицированный противень 4. Пересыпаясь с одного противня 4 на другой, вермикулитовый концентрат (конгломерат) подвергается воздействию теплового излучения, идущего с поверхностей электрических нагревателей, и частицы вермикулита вспучиваются. Но не вся излучаемая тепловая энергия поглощается вспучивающимся вермикулитом. Некоторая часть этой энергии нагревает воздух, из-за чего на каждом из противней возникает перепад температур и образуются конвективные потоки горячего воздуха, выходящие из верхних торцевых частей противней 4. Другая часть, отражаясь от основания и термокрышек противней 4 и от самого вспучивающегося вермикулита выходит в виде теплового излучения через верхние торцевые части противней 4. Рекуператоры тепловой энергии 5 установлены вдоль верхних торцевых частей противней 4 «собирают» эту энергию и прокачивают горячий воздух с температурой 560…590°C по трубопроводам 6 и коллекторам 7 дополнительного противня за счет разряжения в трубопроводе 10, создаваемого вытяжным вентилятором через тепловые камеры 8. Здесь в пространстве обжига 9 дополнительного противня вермикулит окончательно вспучивается. На нижнем торце дополнительного неэлектрифицированного противня установлена тепловая завеса 11, соединенная с напорным патрубком 12 вытяжного вентилятора. Из щелевидного отверстия тепловой завесы 11 выходит поток горячего воздуха, направленный перпендикулярно потоку обожженного и вспученного вермикулитового концентрата или конгломерата (в зависимости от того, какое сырье подвергается обжигу), выходящего из пространства обжига 9. Этим потоком горячего воздуха создается локальная область избыточного давления перед выходной частью пространства обжига 9, чем исключается поступление холодного воздуха в дополнительный неэлектрифицированный противень и охлаждение вермикулита, находящегося в нем.
Кроме того, при обжиге вермикулитовых конгломератов, содержащих инертный материал в виде песка или мелкого каменистого гранулята, этим потоком горячего воздуха легкие частицы вспученного вермикулита отделяются от тяжелых частиц инертного материала, выходящих из пространства обжига 9 дополнительного модуля. При этом вспученный вермикулит поступает в бункер 13, а тяжелые частицы инертного материала поступают в бункер 14. С помощью вентилятора 15 обеспечивается сбор пыли и отвод ее в бункер-осадитель и фильтр (на фиг. 1 не показаны).
Таким образом, достигается технический результат полезной модели, заключающийся в дополнительном энергосбережении за счет уменьшения потерь тепловой энергии в дополнительном неэлектрифицированном Г-образном противне за счет установки на его нижнем торце тепловой завесы, исключающей поступление холодного воздуха в его пространство обжига при обжиге вермикулитовых конгломератов.