ТУННЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА ИЗДЕЛИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ

ТУННЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА ИЗДЕЛИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ.
Предлагаемая полезная модель относится к промышленности производства строительных материалов, а именно к устройствам для термообработки керамических изделий, и может быть использована в конструкциях туннельных печей для обжига изделий строительной керамики, преимущественно керамических кирпича и камня.
Известна малая туннельная печь для обжига изделий строительной керамики, включающая два автономных туннеля (печи) для обжига кирпича-сырца, имеющие отдельные ячейки-гнезда для установки кассет для сушки и обжига кирпича и снабженные индивидуальными топками, и соединительную систему для передачи теплоносителя из первого туннеля во второй /1/.
Такая конструкция печи кассетного типа позволяет обеспечить теплопередачу из зоны обжига одного туннеля (печи) в зону сушки другого и наоборот и,тем самым,повысить экономию тепла при парной работе туннелей (печей) за счет уменьшения времени действия топки второго туннеля. Кроме того, конструкция такой печи компактна и не требует больших площадей под ее установку.
Однако наличие отдельных ячеек-гнезд для установки кассет с изделиями в туннелях такой печи обуславливает ее малую пропускную способность и,следовательно, низкую производительность. Увеличение числа ячеек-гнезд для установки кассет с изделиями обуславливает усложнение их установки и выемку из печи, что увеличивает трудозатраты и приводит к снижению производительности.
технической сущности и достигаемому результату проходная печь, включающая основной (рабочий) туннельный трехзонный канал (туннель) с зонами предварительного нагрева, обжига и охлаждения, снабженный нагревательными узлами (устройствами), расположенными в зонах предварительного нагрева и обжига,сквозной рельсовый путь и транспортные тележки с изделиями для их перемещения в рабочем канале,размещенный параллельно основному рабочему трехзонному туннельному каналу (туннелю) дополнительный туннельный канал (туннель) подачи изделий со своими транспортными средствами, направление движения которых противоположно напрвлению движения транспортных средств основного (рабочего) канала (туннеля) и с вентилятором, у которого всасывающий участок соединен с зоной предварительного нагрева, а нагнетательный - с зоной охлаждения, при этом печь снабжена перфорированными перегородками, размещенными в зонах предварительного нагрева и охлаждения между основным (рабочим) трехзонным туннельным каналом (туннелем) и дополнительным туннельным каналом (туннелем) подачи изделий,а наружные стенки зон предварительного нагрева и охлаждения выполнены перфорированными /2/.
Данная проходная туннельная печь - прототип по сравнению с предыдущим аналогом обеспечивает повышение производительности за счет достаточно больших ее размеров и наличия транспортных средств для перемещения изделий. Кроме того,наличие в конструкции зон предварительного нагрева и охлаждения основного трехзонного туннельного канала перфорированных перегородок, расположенных между основным трехзонным туннельным каналом и дополнительным туннельным каналом подачи изделий, а также наличие всасывающего и нагнетатального вентиляторов в дополнительном туннельном канале подачи изделий позволяет образовать замкнутый контур циркуляции теплоносителя, в котором теплоноситель с высокой температурой из зоны охлаждения основного трехзонного туннельного канала поступает на нагрев изделий в дополнительном туннельном канале подачи изделий. Это обеспечивает повышение эффективности конвективной теплопередачи, способствующей сокращению длительности стадии нагрева изделий в основном трехзонном туннельном канале, повышению производительности и снижению энергозатрат.
Недостатком проходной туннельной печи - прототипа для обжига керамических изделий является сложность ее конструкции, обусловленная усложненной конструкцией зон предварительного нагрева и охлаждения основного трехзонного туннельного канала изза наличия в них перфорированных перегородок и необходимости выполнения наружных стенок указанных зон также перфорированными, а также наличием нагнетательного и всасывающего вентиляторов в дополнительном туннельном канале подачи изделий. Кроме того, необходимость создания принудительной конвекции теплоносителя в такой проходной печи приводит к повышению энергозатрат при ее эксплуатации, а отсутствие в конструкции данной печи возможности изменения ее габаритов, например уменьшения длины ее туннелей при малых производственных площадях под установку печи сужает область ее применения.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции туннельной печи,вследствие упрощения конструкции зон предварительного нагрева и .охлаждения ее основного трехзонного туннеля и исключения вентиляторов принудительной конвекции теплоносителя в дополнительном туннеле подачи изделий, а также снижение энергозатрат при эксплуатации печи за счет их уменьшения на создание принудительной конвекции теплоносителя в ней и расширение области применения туннельной печи, вследствие обеспечения возможности уменьшения длины основного
трехзонного туннеля при малых производственных площадях под установку печи.
Технический результат достигается тем, что в туннельной печи для обжига изделий строительной керамики, включающей размещенный в корпусе основной трехзонный туннель с зонами предварительного нагрева, обжига и охлаждения,снабженный нагревательными устройствами, расположенными в зонах предварительного нагрева и обжигали сквозным рельсовым путем,дополнительный туннель подачи изделий со своим сквозным рельсовым путем, расположенный параллельно основному трехзонному туннелю и транспортные тележки для перемещения изделий внутри и вне туннелей согласно полезной модели дополнительный туннель подачи изделий выполнен в виде размещенного в отдельном корпусе однозонного туннеля естественного охлаждения-нагрева изделий, у которого сквозной рельсовый путь соединен со сквозным рельсовым путем основного трехзонного туннеля дополнительными рельсовыми путями, снабженными транспортными регулировочными устройствами, расположенными в местах соединений дополнительных рельсовых путей со сквозным рельсовым путем на входе и выходе однозонного туннеля естественного охлаждения-нагрева изделий, при этом сквозной рельсовый путь на входе однозонного туннеля естественного охлаждения-нагрева изделий соединен со сквозным рельсовым путем на выходе основного трехзонного туннеля, а сквозной рельсовый путь на его выходе - со сквозным рельсовым путем на входе основного трехзонного туннеля.
Выполнение дополнительного туннеля подачи изделий в виде автономного однозонного туннеля естественного охлаждения-нагрева изделий позволяет обеспечить непрерывность процесса теплообмена в печи за счет создания естественного охлаждения и одновременного естественного нагрева изделий в однозонном туннеле,по всей
его длине, и поддержание требуемых параметров обжига в основном трехзонном туннеле без осуществления принудительной конвекции теплоносителя в зонах предварительного нагрева и охлаждения основного трехзонного туннеля,что исключает необходимость наличия нагнетательного и всасывающего вентиляторов в дополнительном туннеле подачи изделий и перфорированных перегородок в указанных зонах основного трехзонного туннеля и,следовательно,приводит к упрощению конструкции печи и снижению энергозатрат при ее эксплуатации по сравнению с прототипом.
При этом, указанное выполнение дополнительного туннеля подачи изделий, кроме сокращения продолжительности стадии предварительного нагрева, дает возможность уменьшить стадию охлаждения в основном трехзонном туннеле и продолжить ее до заданной длительности в дополнительном однозонном туннеле естественного охлаждения-нагрева изделий, что в случае малых производственных
площадей под установку туннельной печи дает возможность уменьщить длину основного трехзонного туннеля до требуемой величины. Это, в свою очередь, расширяет область применения туннельной печи для обжига изделий строительной керамики по сравнению с прототипом.
Указанные соединения сквозных рельсовых путей основного трехзонного туннеля и автономного однозонного туннеля естественного охлаждения-нагрева изделий посредством дополнительных рельсовых путей, снабженных транспортными регулировочными устройствами, расположенными в указанных местах соединений рельсовых путей позволяет, с одной стороны, обеспечить заданное поочередное поступление в автономный однозонный туннель естественного охлаждения-нагрева изделий транспортных тележек из основного трехзонного туннеля с обожженными изделиями и сушняка из сушила, и, с другой стороны, обеспечить поступление из однозонного туннеля естественного охлаждения-нагрева изделий транспортных тележек с готовыми (охлажденными до степени готовности) изделиями на склад готовой продукции и нагретого сушняка в основной трехзонный туннель для его обжига. Это обеспечивает поддержание непрерывного процесса теплообмена в однозонном туннеле естественного охлаждения-нагрева изделий и требуемых параметров обжига печи при сохранении высокой производительности и упрощении ее конструкции по сравнению с прототипом.
Сравнение заявляемой полезной модели с прототипом позволило установить, что она отличается от него выполнением дополнительного туннеля подачи изделий и его соединений с основным трехзонным туннелем, что соответствует критерию новизна.
Применение заявляемой полезной модели в области производства строительных материалов, а именно в туннельных печах для обжига изделий строительной керамики, преимущественно керамических кирпича и камня, обеспечивает ей критерий промышленная применимость.
Предлагаемая туннельная печь для обжига изделий строительной керамики изображена на чертеже, где на фиг. 1 представлен общий вид печи (продольный разрез) с основным (рабочим) трехзонным туннелем обжига, автономным однозонным туннелем естественного охлаждения-нагрева изделий и транспортными средствами для перемещения изделий,например керамического кирпича,внутри и вне туннелей: -длина основного трехзонного туннеля, -j -длина однозонного туннеля естественного охлаждения-нагрева изделий, I зона предварительного нагрева, II - зона обжига, III - зона охлаждения основного трехзонного туннеля; на фиг.2 - функциональная схема работы туннельной печи.
трехзонный туннель 2 с длиной /- и с зонами I, II, 1П соответственно предварительного нагрева, обжига и охлаждения изделий,
размещенный в отдельном корпусе 3 параллельно основному трехзонному туннелю и имеющий длину .р дополнительный туннель подачи изделий, выполненный в виде однозонного туннеля 4 естественного охлаждения-нагрева изделий, сквозные рельсовые пути 5 и 6 соответственно туннелей 2 и 4, дополнительные рельсовые пути 7и8 и транспортные тележки 9 для перемещения изделий внутри и вне туннелей 2 и 4 (см. фиг, 1),
Основной трехзонный туннель 2 снабжен нагревательными устройствами 10, например электроспиралями или газовыми горелками, расположенными в зонах I и П предварительного нагрева и обжига изделий, и вентилятором 11, расположенным в зоне III охлаждения изделий (см. фиг. 1).
Сквозной рельсовый путь 6 однозонного туннеля естественного охлаждения-нагрева изделий соединен со сквозным рельсовым путем 5 основного трехзонного туннеля 2 дополнительными рельсовыми путями 7 и 8, снабженными транспортными регулировочными устройствами 12 и 13 для задания направления движения транспортных тележек 9 с изделиями, выполненными, например, в виде поворотных кругов. При этом сквозной рельсовый путь 6 на входе 14 однозонного туннеля 4 естественного охлаждения-нагрева изделий соединен со сквозным рельсовым путем 5 на выходе 15 основного трехзонного туннеля 2 дополнительным рельсовым путем 7, а сквозной рельсовый путь 6 на выходе 16 однозонного туннеля 4 естественного охлаждения-нагрева изделий соединен со сквозным рельсовым путем 5 на входе 17 основного трехзонного туннеля 2 дополнительным рельсовым путем 8. Регулировочное устройство 12 в виде поворотного круга расположено в месте соединения дополнительного рельсового пути 7 со сквозным рельсовым путем 6 на входе 14 однозонного туннеля 4 естественного охлаждения-нагрева изделий, а регулироночное устройство 13 - в месте соединения дополнительного пути 8 со сквозным рельсовым путем б на выходе 16 однозонного туннеля 4 естественного охлаждения-нагрева изделий (см. фиг. 1, 2). Корпус 1 основного трехзонного туннеля 2 выполнен из огнеупорного материала, например из шамотного огнеупорного кирпича,а корпус 3 однозонного туннеля 5 естественного охлаждения-нагрева изделий - из легкого теплоизоляционного материала, например из пенодиатомитового теплоизоляционного кирпича КПД 400-4. Туннельная печь соединена сквозным рельсовым путем б на входе 14 однозонного туннеля 4 естественного охлаждения-нагрева изделий с сушилом 18 через перегрузочный узел 19 и на его выходе 16 - со
складом готовой продукции 20, соединенным с перегрузочным узлом 19 рельсовым путем 21 для передвижения пустых транспортных тележек 9 в перегрузочный узел 19 (см. фиг.2). Перегрузочный узел 19 выполнен в виде манипулятора (на черт, не указан) для перестановки поддонов с сушняком из сушильных тележек ( на черт, не указаны) на транспортные (обжиговые) тележки 9.
Туннельная печь для обжига изделий строительной керамики работает следующим образом.
Пуск печи начинается с заполнения основного (рабочего) трехзонного туннеля 2 тележками 9 с сушняком,поступающими на его вход 17. В основном трехзонном туннеле 2 они последовательно перемещаются через зоны I, II, III соответственно предварительного нагрева, обжига, и (принудительного) охлаждения. В зоне I предварительного нагрева кирпич-сушняк равномерно нагревается нагревательными устройствами 10, например электроспиралями, в зоне II обжига происходит обжиг при заданной максимальной температуре обжига (Т..), равной 1020°С, а в зоне III охлаждения
-8заданной температуры охлаждения (Т... ), равной приблизительно
400 - 350°С, например 350°С. После прохождения основного трехзонного туннеля 2 тележки 9 с обожженными и частично охлажденными кирпичами до указанной температуры по рельсовому пути 5 на вы ходе 15 основного трехзонного туннеля 2, по дополнительному рельсовому пути 7 поступают с помощью поворотного транспортного регулировочного устройства 12 в виде поворотного круга по рельсовому пути 6 в дополнительный однозонный туннель 4 естественного охлаждения-нагрева,куда одновременно вслед за каждой транспортной тележкой 9 с кирпичами из основного трехзонного туннеля 2 поочередно поступают тележки 9 с сушняком из сушила 18 через перегрузочный узел 19, где сушняк перекладывается манипулятором (на черт, не указан) из сушильных вагонеток (на черт, не указаны) на транспортные (обжиговые) тележки 9. Дополнительный однозонный туннель 4 естественного охлаждения-нагрева изделий оказывается заполненным чередующимися транспортными тележками 9 с обожженным кирпичом и сушняком, регулирование поочередных поступлений которых осуществляется транспортным регулировочным устройством 12 - поворотным кругом.
В однозонном туннеле 4 естественного охлаждения-нагрева изделий обожженные кирпичи, проходя по всей его длине  рпродолжают охлаждаться до степени готовности,отдавая свое тепло более холодному сушняку,за счет непосредственного теплообмена с ним, а затем по рельсовому пути б с выхода 16 однозонного туннеля 4 естественного охлаждения-нагрева изделий и с помощью другого регулирующего устройства 13 - поворотного круга транспортные тележки 9 с готовыми кирпичами поступают на склад 20 готовой продукции. При этом, сушняк, находясь в однозонном туннеле естественного охлаждения-нагрева изделий и получая тепло от обожженных кирпичей с более высокой температурой, нагревается до тем-9пературы, равной приблизительно 100°С, и после чего на транспортных тележках 9 с выхода 16 однозонного туннеля 4 естественного охлаждения-нагрева изделий по дополнительному рельсовому пути 8 направляется в основной трехзонный туннель 2 на обжиг. Далее технологический цикл повторяется.
Освободившиеся на складе 20 готовой продукции транспортные тележки 9 направляются по рельсовому пути 21 в перегрузочный узел 19, где они вновь загружаются сушняком из сушильных вагонеток 18.
На фиг.2 изображен момент поступления транспортных тележек 9 с обожженными и частично охлажденными кирпичами в дополнительный однозонный туннель 4 естественного охлаждения-нагрева изделий из основного трехзонного туннеля 2 через транспортное регулировочное устройство 12 - поворотный круг, и подачи транспортных тележек 9 с готовыми изделиями на склад 20 готовой продукции с
помощью другого регулировочного устройства 13 также в виде поворотного круга.
Использование в печи остаточной тепловой энергии обожженных кирпичей для дополнительного нагрева сушняка в однозонном туннеле 4 естественного охлаждения-нагрева изделий перед поступлением его в основной трехзонный туннель 2 позволяет осуществить подачу кирпичей в туннель 2 для обжига при температуре, не ниже 100°С, что обеспечивает максимальное использование энергии теплоносителя и проведение обжига при максимальных температурных режимах, за счет сокращения стадии предварительного нагрева, в основном трехзонном туннеле 2, а также сохраняет высокую производительность процесса обжига. Кроме сокращения продолжительности стадии I предварительного нагрева в основном (рабочем) трехзонном туннеле 2,обеспечение естественного охлаждения обожженных кирпичей в однозонном туннеле 4 дает возможность уменьшить стадию III охлаждения в основном трехзонном туннеле 2 и продолжить ее до заданной длительности в автономном однозонном туннеле 4, что в случае малых производственных площадей под установку туннельной печи позволяет уменьшить длину основного трехзонного туннеля до требуемой величины.
Длина С- и 6 j туннелей 2 и 4, а также длительность стадий 1,И. III - предварительного нагрева, обжига и охлаждения определяются параметрами процесса теплоотдачи между кирпичами, средней скоростью их движения по туннелям 2 и 4 и требуемой температурой кирпичей на выходе из печи. При этом скорость движения кирпичей в туннелях 2 и 4 определяется требуемым временем выдержки изделий при заданной максимальной температуре обжига (Т,.„.- 1020°С).
Таким образом, предлагаемая туннельная печь для обжига изделий строительной керамики по сравнению с прототипом позволяет упростить ее конструкцию за счет упрощения конструкции зон предварительного нагрева и охлаждения ее основного (рабочего) трехзонного туннеля,а также дополнительного туннеля подачи изделий, за счет исключения вентиляторов принудительной конвекции теплоносителя в нем, а также снижение энергозатрат при эксплуатации печи за счет их уменьшения на создание принудительной конвекции теплоносителя в зоне охлаждения и расширение области применения туннельной печи, вследствие обеспечения возможности уменьшения длины трехзонного туннеля при малых производственных площадях под установку печи.
Кроме того, предложенная туннельная печь по сравнению с прототипом при ее повышенной производительности позволяет снизить удельные затраты на выпуск единицы продукции.
Источники информации: .
1.Заявка на изобретение № 98105638/03 от 25.03.1998г.
F27B 17/00 БИ №1(1Ч.), 2000г.
2.Авт. свид. СССР № 1788411, F27B 9/02, 1993г. - Прототип