ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области строительных материалов, а именно к технологическому оборудованию для производства вспученного вермикулита, перлитового песка и других термоактивируемых материалов.
Известна электрическая печь для обжига вермикулита (RU №161281, МПК F27B 15/00, опубликовано 20.04.2016), включающая противни с крышками, противни выполнены из огнеупорного материала и установлены по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья 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. Электрические нагреватели выполнены с консолями и расположены над поверхностью противней с зазором, при этом консоли электрических нагревателей подвешены с нижней части противней на поворотных серьгах, закрепленных через керамические электроизолирующие втулки шарнирно на стержнях, установленных на крышках противней.
Общими признаками заявляемой полезной модели с рассмотренным аналогом являются крышки и противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, электрические нагреватели размещены под крышками продольно и закреплены на головках с параллельными гранями;
Указанная печь обладает следующим недостатком. Не смотря на то, что электрические нагреватели расположены над поверхностью противней с зазором, в процессе движения обжигаемого сыпучего материала, мелкодисперсные частицы вермикулита и особенно перлитового песка, налипают (пригорают) на поверхность раскаленных до 750…850°С электрических нагревателей и постепенно образуют нагарную корку. Это приводит к ухудшению условий отвода тепловой энергии от электрических нагревателей, к их еще большему нагреву до 1000°С и более градусов, постепенному перегреву, плавлению и перегоранию. И, как следствие, к отказу печи с дальнейшим ее охлаждением и ремонтом, связанным с заменой перегоревших электрических нагревателей и очисткой от нагарных корок уцелевших электрических нагревателей. Надежность такой печи, особенно при обжиге перлитового песка, очень низкая, ее работа сопровождается частыми отказами, простоями и трудоемким ремонтом.
Известна так же 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 сырья 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.
Общими признаками с заявляемой полезной моделью являются крышки с противнями; последние выполнены из огнеупорного материала и установлены по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, а электрические нагреватели, выполнены в виде лент, установлены на ребро и размещены на поверхности противней под крышками продольно.
Указанная печь обладает тем же недостатком. В процессе движения обжигаемого сыпучего материала, его мелкодисперсные частицы, налипают (пригорают) на поверхность раскаленных электрических нагревателей и постепенно образуют нагарную корку, что ухудшает отвод тепла от электрических нагревателей, приводит к еще большему нагреву, постепенному перегреву, плавлению и перегоранию. А это неизбежно приводит к отказу печи и необходимости ремонта, связанного с заменой перегоревших и очисткой уцелевших электрических нагревателей.
За прототип принята электрическая печь для обжига вермикулита (RU №128706, МПК F27B 15/14, опубликовано 27.05.2013), содержащая крышки с противнями. Последние выполнены из огнеупорного материала и установлены по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой. Электрические нагреватели, выполненные с переменным сечением, размещенные под крышками на поверхности противней продольно и выполненные в виде лент, установлены на ребро. При этом электрические нагреватели закреплены на головках, имеющих параллельные грани для обеспечения их параллельной установки.
Общими признаками заявляемой полезной модели с прототипом являются крышки, противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, и электрические нагреватели, размещенные под крышками на поверхности противней продольно и выполненные в виде лент; при этом электрические нагреватели установлены на ребро и закреплены на головках, имеющих параллельные грани для обеспечения их параллельной установки.
Недостаток прототипа тот же, что и у рассмотренных выше аналогов: при движении по противням мелкодисперсные частицы обжигаемого сыпучего материала (вермикулита, перлитового песка и др.) налипают (пригорают) на поверхность раскаленных электрических нагревателей и образуют нагар, ухудшающий отвод тепла от поверхностей электрических нагревателей. Это приводит к постепенному перегреву, плавлению и перегоранию нихромовых электрических нагревателей, отказу печи и необходимости ее ремонта, связанного с заменой перегоревших и очисткой уцелевших нагревателей.
Задача заявляемой полезной модели заключается в создании электрической печи для обжига сыпучих материалов, в которой исключаются отказы в работе из-за налипания или пригорания к раскаленным электрическим нагревателям мелкодисперсных частиц обжигаемого сыпучего материала, их перегрева, плавления и перегорания.
Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности электрической печи для обжига сыпучих материалов, путем исключения отказов печи из-за перегрева, плавления и перегорания электрических нагревателей.
Указанный технический результат достигается тем, что электрическая печь для обжига сыпучих материалов, содержащая противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, снабжена электрическими нагревателями, выполненными в виде лент, размещенными под крышками на поверхности противней продольно, установленными на ребро и закрепленными на головках, имеющих параллельные грани, согласно полезной модели, дополнительно содержит плиты покрытия электрических нагревателей, выполненные из неэлектропроводного огнеупорного материала, установленные на поверхностях противней, на нижней поверхности плит покрытия выполнены продольные пазы, в которых расположены электрические нагреватели, а на боковых поверхностях выполнены гребни и пазы, входящие одни в другие.
В процессе обжига поток сыпучего материала движется по наклонным верхним поверхностям плит покрытия, прогретым до требуемой температуры (в зависимости от вида и размерности обжигаемого сыпучего материала, например, 550…650°С) раскаленными до 750…850°С (а при необходимости и более) электрическими нагревателями и пересыпается с одного противня на другой. При этом обжигаемый сыпучий материал и его мелкодисперсные компоненты не вступают в контакт с электрическими нагревателями, так как даже зазоры между соседними плитами покрытия перекрыты гребнями, входящими в пазы соседних плит покрытия.
Благодаря достаточной температуре верхних поверхностей плит покрытия осуществляется вспучивание вермикулита или перлитового песка (или других материалов), а из-за устранения контакта сыпучего материала с раскаленными электрическими нагревателями, исключаются перегрев, плавление и перегорание электрических нагревателей, и как следствие, -отказы печи.
Отличительными признаками заявляемой полезной модели от прототипа является то, что печь содержит плиты покрытия электрических нагревателей, выполненные из неэлектропроводного огнеупорного материала, установленные на огнеупорной поверхности противней, причем на нижней поверхности плит покрытия выполнены продольные пазы, в которых расположены электрические нагреватели, а на боковых поверхностях выполнены гребни и пазы, входящие одни в другие.
Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели условию патентоспособности «новизна».
На фиг. 1 показана схема электрической печи для обжига сыпучих материалов.
На фиг. 2 показан противень электрической печи (в горизонтальном положении).
На фиг. 3. показано поперечное сечение плиты покрытия с электрическими нагревателями (r - интервал между электрическими нагревателями).
Электрическая печь для обжига сыпучих материалов, показанная на фиг. 1, содержит бункер сырья 1, дозирующий барабан 2 и направляющий лоток 3. В раме 4 электрической печи, размещены противни, установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание обжигаемого сыпучего материала с одного на другой. Противни снабжены крышками 5 и электрическими нагревателями 6, размещенными на поверхностях противней под крышками 5. Электрические нагреватели закреплены на головках 7 с параллельными гранями.
Под крышками 5 электрические нагреватели 6, закрепленные на головках 7 (фиг. 2), установлены на ребро и размещены на поверхности противней под плитами покрытия 8 (фиг. 2 и 3), выполненными из неэлектропроводного огнеупорного материала. Головки 7 закреплены на уголке 9 с помощью шпилек 10 через электроизоляционные прокладки 11. Уголок 9 закреплен на уголке 12 рамы 13 противня регулировочным винтом 14. На уголке 15 рамы 13 противня закреплен упор 16, удерживающий огнеупорные кирпичи 17 и 18 при наклонном положении противня. Этот же упор 16 удерживает от смещения плиты покрытия 8. В плитах покрытия 8 в нижней части выполнены продольные пазы 19 (фиг. 2 и 3).
Электрическая печь для обжига сыпучих материалов работает следующим образом. Сырьевой материал из бункера 1 подается дозирующим барабаном 2 по направляющему лотку 3 на поверхность плит покрытия 8 в верхней части верхнего противня (фиг. 1). Двигаясь под действием сил тяжести по поверхности плит покрытия 8, прогретым до требуемой температуры (например, 550…650°С) раскаленными до 700…800°С и расположенными в пазах 19 плит покрытия 8 электрическими нагревателями 6, фиг. 3, вспучивающиеся частицы вермикулита или перлитового песка пересыпаются с одного противня на другой, подвергаются воздействию температурного излучения, идущего от поверхностей плит покрытия 8. В нижней части корпуса 4 (фиг. 1) из печи выходит вспученный вермикулит или перлитовый песок.
Для компенсации температурного расширения плит покрытия 8 предусмотрен зазор а, а для обеспечения возможности удлинения электрических нагревателей 6 при их нагреве предусмотрен зазор в (фиг. 2).
При необходимости изменения температуры поверхности плит покрытия 8, с помощью тиристорного регулятора (на фигурах не показан) изменяют температуру электрических нагревателей 6. Так электрическая печь настраивается на требуемый температурный режим.
Для снижения тепловых потерь на крышке 5 имеется термоизолирующий слой, например, из муллитокремнеземистого войлока.
При необходимости регулирования положения электрических нагревателей 6 используется регулировочный винт 14, имеющий проточку. При повороте винта 14 уголок 9 и головки 7 с электрическими нагревателями приподнимаются или приопускаются.
Благодаря тому, что обжигаемый сыпучий материал движется по поверхности плит покрытия 8 и не вступает в контакт с поверхностями электрических нагревателей 6, исключаются перегрев, плавление и перегорание электрических нагревателей 6, и как следствие, устраняются отказы печи.
Так достигается технический результат полезной модели: повышение надежности электрической печи для обжига сыпучих материалов, путем исключения отказов печи из-за перегрева, плавления и перегорания электрических нагревателей.