ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА ЦЕМЕНТА
BAKING OVEN FOR CEMENT

Изобретение относится к устройствам для получения цемента и может быть использовано в цементной промышленности, строительстве и производстве строительных материалов
Известна вращающаяся цилиндрическая печь для обжига сыпучего материала (а.с. №1322051, кл 27 В 7/16, 07.01.86), содержащая теплообменные устройства и винтовую вставку, размещенные в рабочем пространстве печи, и снабженная винтообразным кольцом и кронштейнами, плоскость которых направлена вдоль образующей печи, причем с одной стороны кронштейна закреплена винтовая вставка, а с другой - винтообразное кольцо, причем винтообразное кольцо закреплено под углом к радиальному направлению печи и винтовая вставка закреплена перед теплообменными устройствами, считая по ходу движения газов.
Недостатком известной вращающейся печи является необходимость создания уклона для транспортировки сыпучего материала от загрузки к выгрузке, сложность в связи с этим ее эксплуатации, недостаточная интенсивность теплообмена и ограниченные технологические возможности.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вращающаяся печь для обжига цемента - цементной сырьевой массы (а.с. №99166, кл. 27 В 7/16, опубл. в БИ №10, 1954 г.) содержащая вращающийся наклонный цилиндрический барабан печи, с закрепленными на ее внутренней поверхности, параллельными лопастями для переваливания цементной сырьевой массы.
Недостатком известной вращающейся печи является необходимость создания уклона для транспортировки цементной сырьевой массы от загрузки к выгрузке, сложность в связи с этим ее эксплуатации, недостаточная интенсивность теплообмена, отсутствие возможности влиять на характер движения материала в печи при изменении производительности из-за жесткого крепления лопастей и ограниченные технологические возможности.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, упрощение эксплуатации в связи с отсутствием уклона.
Технический результат достигается тем, что в печи для обжига цемента, содержащей привод вращения, вращающийся цилиндрический барабан печи, вращающийся барабан печи расположен горизонтально и смонтирован из секций одинаковой площади, собранных по периметру из разнонаклоненных друг к другу равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя сторонами, при этом каждая секция соединена с другой секцией свободными сторонами треугольников, причем внутри по всей длине барабана, для перемещения и интенсификации смешивания цемента, смонтирована неподвижно цилиндрическая пружина, снабженная устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины путем ее растяжения или сжатия.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемых конструкций печи для обжига цемента.
Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана печи позволяет не только обеспечить продольное перемещение цементной сырьевой массы от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении барабана, но и обеспечить интенсивное перемешивание цементной сырьевой массы, что улучшает теплообмен и расширяет технологические возможности печи для обжига цемента.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что барабан по всей длине имеет переменное продольное и поперечное сечение, что позволяет обеспечить сжатие, затем расширение и вновь сжатие цементной сырьевой массы, что в свою очередь способствует интенсификации смешивания и теплообмена, расширению технологических возможностей.
Новизна заключается в том, что внутри по всей длине барабана печи смонтирована неподвижно цилиндрическая пружина, которая обеспечивает не только перемещение цементной сырьевой массы от загрузки к выгрузке в радиальном направлении, но и способствует интенсификации осуществления перемешивания и теплообменных процессов.
Новизна заключается и в том, что смонтированная неподвижно внутри по всей длине барабана печи цилиндрическая пружина снабжена устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения цементной сырьевой массы, при изменении производительности печи, что обеспечивает регулирование интенсивности перемешивания цементной сырьевой массы и производительности, расширяет технологические возможности.
На фиг.1 изображен продольный разрез части барабана печи; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, фиг.3 - часть барабана печи, вид спереди; фиг.4 - разрез по Б-Б на фиг.3
Печь для обжига цемента (фиг.1, фиг.2) содержит барабан 1, вмонтированный горизонтально с помощью известных устройств (на чертежах не показаны). Барабан 1 получает вращение от привода (на чертежах не показан). Внутри барабана 1 смонтирована неподвижно цилиндрическая пружина 2, снабженная устройством растяжения или сжатия для изменения шага S ее витков (на чертеже не показано). Цилиндрическая пружина 2 обеспечивает перемещение и интенсификацию смешивания цемента. В зависимости от обрабатываемого материала (цементной сырьевой массы), требуемого времени термообработки, устанавливают такой шаг S пружины 2, который отвечает оптимальным условиям термообработки. Например, если требуется малое время термообработки, то для увеличения пропускной способности барабана увеличивают шаг S пружины 2, способствующий ускорению движения материала от загрузки к выгрузке. При термообработке материала, требующего длительное время пребывания в барабане, шаг S витков пружины 2 уменьшают. В нужном положении пружину 2 фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны). Регулировка величины шага S пружины может быть осуществлена и при вращении барабана 1 в процессе обжига цемента.
Барабан 1 смонтирован из секций 3, собранных по периметру из разнонаклоненных друг к другу равносторонних треугольников (на фиг.3 один из равносторонних треугольников показан сплошной двойной линией), соединенных между собой двумя сторонами 5 и 6. Секции 3 соединены между собой в барабан 1 по свободным сторонам 7 треугольников 4 с образованием по внутреннему и наружному периметру барабана 1 многозаходных направленных навстречу друг к другу ломанных винтовых линий и поверхностей равного шага. На фиг 3 показаны утолщенной линией одна из винтовых линий одного направления 8-9-10-11-12 и одна из винтовых линий противоположного направления 13-14-10-15-16.
Печь работает следующим образом. Барабан 1 печи приводится во вращение известными устройствами и в него загружаются непрерывным потоком компоненты цементной сырьевой массы. При вращении барабана 1 плоские элементы - равносторонние треугольники, смонтированные по периметру барабана 1, разнонаклоненные к его оси вращения и друг к другу, работая как ковши (полки), захватывают различные объемы цементной сырьевой массы, поднимают их по направлению вращения барабана 1 несколько выше угла естественного откоса, затем направляют эти порции масс в направлениях, перпендикулярных этим полкам (ковшам), под некоторым углом не только к оси вращения барабана 1 и виткам установленной неподвижно пружины 2, но и к другим по массе потокам цементного сырья, движущегося внутри барабана 1 под другими углами и с другими скоростями. Частота движений и соударений масс цементного сырья определяется не только частотой вращения барабана 1 и количеством плоских элементов по его периметру, но и наличием витков и шагом цилиндрической пружины 2, смонтированной стационарно (неподвижно) внутри вращающегося барабана. Поэтому в предлагаемой конструкции вращающейся печи для обжига цемента обеспечивается повышение не только амплитуд движения масс цементного сырья и их частотных характеристик в десятки раз, но и обеспечивается активная циркуляция и перемешивание масс цементного сырья. Так как по длине барабана 1 от загрузки в к выгрузке меняется многократно форма и размеры проходного сечения, имеющего форму многоугольника, то обеспечивается периодическое поджатие масс цементного сырья, что увеличивает интенсивность смешивания, энергоемкость соударения частиц масс цементного сырья, расширяет технологические возможности. Процесс смешивания интенсифицируется еще и витками смонтированной неподвижно внутри вращающейся печи цилиндрической пружины, которые изменяют направление движения частиц масс цементного сырья, направляя их в радиальном направлении в сторону выгрузки, что ускоряет теплообменные процессы и увеличивает интенсивность циркуляции масс цементного сырья.
Технико-экономическое преимущества возникают за счет обеспечения продольного перемещения цементной сырьевой массы от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении барабана, за счет того, что барабан по всей длине имеет переменное продольное и поперечное сечение, что позволяет обеспечить сжатие, затем расширение и вновь сжатие цементной сырьевой массы, за счет того, что внутри по всей длине барабана печи смонтирована неподвижно цилиндрическая пружина, которая обеспечивает не только перемещение цементной сырьевой массы oт загрузки к выгрузке в радиальном направлении, но и способствует интенсификации осуществления перемешивания и теплообменных процессов, за счет того, что цилиндрическая пружина снабжена устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения цементной сырьевой массы при изменении производительности печи, что обеспечивает регулирование интенсивности перемешивания цементной сырьевой массы и производительности, расширяет технологические возможности.