Обжиговая качающаяся печь для обжига керамзита
ROCKING KILN FOR CALCINING EXPANDED CLAY

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к обжиговым печам барабанного типа, применяемым для изготовления легкого вспученного заполнения.
Известна качающаяся обжиговая печь, например, для обжига керамзита (А.с. СССР №487281, МКИ F 27b 7/06, опубл. 17.01.72, Бюл №3), содержащая установленный на роликоопорах наклонный футерованный корпус с секторным вырезом с углом раскрытия 150-160° в высокотемпературной зоне с установленными стационарными горелками, а в зоне охлаждения образован дополнительно по крайней мере один секторный вырез, в котором размещены коллектор для подачи охлаждающего воздуха, горелочные устройства и привод.
Недостатком известного устройства является то, что такие печи, как правило, не обеспечивают необходимых условий термообработки, требуют большой длины барабана печи для обеспечения качества гранул, не обеспечивают полного перекатывания гранул и имеют ограниченные технологические возможности, установлены под углом к углу качения и требуют дополнительных устройств для удержании в этом наклонном состоянии всей массы качающейся печи, что усложняет эксплуатацию.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является обжиговая качающаяся печь (патент №2553756 МКИ F27B 7/14, опубл. 20.06.2015, Бюл. №17), содержащая установленный на роликоопорах футерованный корпус с секторным вырезом с углом раскрытия 150-160° в высокотемпературной зоне, а в зоне охлаждения образован дополнительно по крайней мере один секторный вырез, в котором размещены коллектор для подачи охлаждающего воздуха, горелочные устройства и привод.
Недостатком известного устройства, является то, что такие печи, установлены под углом к углу качения и требуют дополнительных устройств для удержания в этом наклонном состоянии всей массы качающейся печи, что усложняет изготовление и эксплуатацию, имеют ограниченные технологические возможности.
Техническим решением задачи является упрощение изготовления и обслуживания, расширение технологических возможностей.
Технический результат достигается тем, что в качающейся печи для обжига керамзита, содержащей установленный на роликоопорах футерованный корпус с секторным вырезом с углом раскрытия 150-160° в высокотемпературной зоне, а в зоне охлаждения образован дополнительно,по крайней мере один секторный вырез, в котором размещены коллектор для подачи охлаждающего воздуха, горелочные устройства и привод, футерованный корпус установлен горизонтально и смонтирован из поочередно соединенных секций, собранных по периметру корпуса из поочередно соединенных первой равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних элементов и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу и меньше равных между собой верхних оснований, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 90° или 180°, причем стороны квадрата нижнего основания каждой присоединенной секции равны сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции, с образованием многозаходного барабана зигзагообразной формы с ломаными линиями по его периметру, шаг которых увеличен в направлении от загрузки к выгрузке.
По данным патентно-технической литературы, не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой обжиговой качающейся печи для обжига керамзита.
Новизна изобретения заключается в том, что установка футерованного корпуса горизонтальна и монтаж из поочередно соединенных секций, собранных по периметру корпуса из поочередно соединенных первой равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних элементов и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу и меньше равных между собой верхних оснований, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 90° или 180°, причем стороны квадрата нижнего основания каждой присоединенной секции равны сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции, с образованием многозаходного барабана зигзагообразной формы с ломаными линиями по его периметру, шаг которых увеличен в направлении от загрузки к выгрузке, упрощает изготовление и эксплуатацию, расширяет технологические возможности.
Кроме того новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собраны секции корпуса, разные по площади, по размерам и конфигурации, поэтому интенсивность обжига керамзита возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции сырцовых гранул и, направляя их навстречу друг другу, нарушают таким образом стационарность потоков их движения в корпусе.
Новизна усматривается в том, что шаг зигзагообразных линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что не только обеспечивает осевое перемещение сырцовых гранул, но и интенсифицирует их пространственное зигзагообразное движение и увеличивает интенсивность обжига, расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного сечения корпуса по длине увеличивается от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания сырцовых гранул, изменяя амплитуду колебаний их при перемещении их от загрузки к выгрузке.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена обжиговая качающаяся печь для обжига керамзита, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - корпус обжиговой качающейся печи для обжига керамзита, аксонометрическая проекция; смонтированный по первому варианту; фиг. 5 - корпус обжиговой качающейся печи для обжига керамзита, аксонометрическая проекция, смонтированный по второму варианту; фиг. 6 - одна из секций корпуса, аксонометрическая проекция; фиг. 7 - первая (большая) равностороння трапеция; фиг. 8 - одна из двух одинаковых неравносторонних трапеций; фиг. 9 - вторая (малая) равносторонняя трапеция.
Обжиговая качающаяся печь для обжига керамзита включает корпус 1 с секторными вырезами 2, 3 и 4, смонтированный внутри неподвижной обоймы 5 и установленный на роликовых опорах 6 (фиг. 1). Корпус 1 футерован огнеупорной кладкой 7 и снабжен вытяжными устройствами 8 и 9, течкой 10 и приводом 11, который с помощью шестеренчатой передачи 12 сообщает корпусу 1 качательное вращение вокруг горизонтальной оси. На неподвижной обойме 5 установлены горелочные устройства 13. Трубопроводы 14 снабжены шиберными заслонками 15.
Корпус 1 снабжен ободами 6 (фиг. 1), смонтированными с возможностью вращения на роликовых опорах 16 и 17.
Для предотвращения утечки продуктов горения по бокам неподвижной обоймы 5 смонтированы жестко с корпусом 1 кольцевые накладки 18 и 19. Корпус 1 снабжен втулками 20 и 21, скрепленными неподвижно с коническим корпусом 1, с возможностью вращения втулок 20 и 21 с корпусом 1 в неподвижной обойме 5.
Корпус 1 зигзагообразной формы (фиг. 4 или фиг. 5) выполнен из секций 22 (фиг. 4 или фиг. 5).
Секции 22 смонтированы (фиг. 6) из одной большой равносторонней трапеции (фиг. 7), двух одинаковых неравносторонних элементов (фиг. 8) и одной малой равносторонней трапеции (фиг. 9), нижние основания М которых равны друг другу у каждой их трапеций и меньше верхних оснований N, так же равных между собой у всех четырех трапеций. Причем по длине корпуса 1 каждая присоединенная секция 22 имеет стороны нижних оснований М, равные сторонам N верхних оснований предыдущей секции.
Стороны N верхних оснований секций 22 больше сторон меньших оснований М. При этом на фиг. 4 показан корпус 1, секции 22 которого соединены в корпус 1 оставшимися равными друг другу свободными сторонами S и Т и образующими квадрат после поворота каждой секции относительно предыдущей секции на 180° (фиг. 4). Для наглядности поворота секций 22 относительно друг друга на 180° малая равностороння трапеция с боковой стороной равной S на фиг. 4 показана утолщенной линией и заштрихована. Таким образом, создается зигзагообразный корпус 1, у которого ось каждой секции, повернутой относительно предыдущей на 180°, расположена под углом к линии транспортировки, т.е. к оси вращения с увеличивающимся проходным сечением корпуса 1 от загрузки к выгрузке. При этом на фиг. 5 показан корпус 1, секции 22 которого соединены в корпус 1 оставшимися равными друг другу свободными сторонами S и Т и образующими квадрат после поворота каждой секции относительно предыдущей секции на 90° (фиг. 5). Для наглядности поворота секций 22 относительно друг друга на 90° на фиг. 5 малая равностороння трапеция с боковой стороной, равной S, показана утолщенной линией и заштрихована. Таким образом, создается зигзагообразный корпус 1, у которого ось каждой секции, повернутой относительно предыдущей на 90°, расположена под углом к линии транспортировки, т.е. к оси вращения с увеличивающимся проходным сечением корпуса 1 от загрузки к выгрузке.
Такое конструктивное оформление секции 22 обеспечивает изменение по длине не только размеров проходного сечения, но и формы проходного сечения. При этом центры симметрии внутренней поверхности секции 19 в каждом ее элементе поперечного сечения по ее длине смещены относительно оси вращения, что нарушает стационарность движения сырцовых гранул, повышает производительность и расширяет технологические возможности.
В корпусе 1 зигзагообразной формы выполнен по крайней мере один секторный вырез, например на фиг. 1 и фиг. 2 выполнен секторный вырез 2, в котором размещены горелочные устройства 13 для подачи продуктовсгорания внутри корпуса 1.
В корпусе 1 зигзагообразной формы фиг. 1, фиг. 3 выполнены еще два выреза 3 и 4, в которых размещены коллекторы для подачи восстановительно-окислительной газовой среды с трубопроводами 13, снабженными шиберными заслонками 14, через вырез 3 и подачи охлаждающего воздуха посредством выреза 4.
Предлагаемая обжиговая качающаяся печь для обжига керамзита работает следующим образом: гранулы по течке 10 поступают в зону подогрева корпуса 1, где они подогреваются до 1100°С за счет тепла отсасываемых из зоны вспучивания вытяжным устройством 8 продуктов сгорания. В корпусе 1 слой обжигаемых гранул перемещается вследствие конусности и качания корпуса 1 с ободами 6 на роликовых опорах 16 и 17 при помощи механизма качания 11. Из зоны подогрева гранулы поступают в зону вспучивания, где через секторный вырез 2 непосредственно на слой гранул направляются горячие продукты сгорания, получаемые при помощи горелочных устройств 13. При этом через секторный вырез 3 и шиберную заслонку 14 по трубопроводу 14 в зону обжига подается восстановительно-окислительная газовая среда, которая способствует улучшению качества гранул.
Через секторный вырез 4 производится подача охлаждающего воздуха в зону охлаждения или отсос газов из нее, вследствие чего происходит быстрое охлаждение гранул. С целью улучшения охлаждения гранул могут быть выполнены еще дополнительные вырезы по длине корпуса печи. Избыточные продукты сгорания удаляются из корпуса 1 вытяжным устройством 9, расположенным со стороны выгрузки готовых гранул.
Технико-экономические преимущества возникают за счет горизонтального расположения корпуса и его зигзагообразной конической формы.