Теплообменное устройство холодильных барабанов

Теплообменное устройство холодильных барабанов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к устройствам для охлаждения сыпучих материалов после их термической обработки в обжиговых печах в области металлургии и строительной индустрии.

Известны барабанные холодильники, содержащие пересыпные лопасти в виде полок, которые способствуют подъему и перемешиванию охлаждаемого материала (В.Дуда, Цемент. - М.: Стройиздат, 1981 г., стр.412-413).

Недостатком данной конструкции является низкая эффективность охлаждения ввиду малой поверхности теплообмена.

Известно также теплообменное устройство холодильных барабанов, выбранное в качестве прототипа, содержащее корпус и лопасти разного вида, размещенные на внутренней поверхности барабана, при этом в загрузочной части барабана рабочие поверхности выполнены по радиусу, а сами лопасти разнонаправлены по отношению к оси барабана. В разгрузочной части холодильника рабочие поверхности выполнены вогнутыми, а сами лопасти имеют U-образную форму и устанавливаются кольцевыми рядами, причем лопасти одного ряда смещены относительно лопастей другого ряда (Патент РФ №2061201 МПК F 27 B 7/38).

Недостатком данного технического решения является сложность конструкции теплообменного устройства и, как следствие, низкая ремонтная пригодность, а также значительный пылеунос мелких частиц охлаждаемого материала.

Задачей предлагаемого изобретения является интенсификация охлаждения материала, повышение производительности за счет снижения пылеуноса и повышение ремонтопригодности.

Теплообменное устройство холодильных барабанов, содержащее корпус, разделенный на секции с равномерно установленными по окружности барабана лопастями разного вида в разных секциях, при этом лопасти в последней секции имеют U-образную форму и на рабочих поверхностях выполнены разнонаправленные наклонные прорези, при этом проекции прорезей на плоскость симметрии лопастей частично перекрывают друг друга, а лопасти предыдущих секций выполнены прямолинейными с увеличением их высоты от первой к последующим секциям и, по крайней мере, в части секций лопасти выполнены наклонными в направлении вращения барабана, а в части секций имеют чередующиеся по высоте лопасти.

Лопасти первой секции выполнены швеллерообразной формы и прикреплены к внутренней поверхности барабана стенкой, их количество должно быть большим, чем в последующих секциях.

Лопасти второй секции установлены с наклоном 8-13° в направлении вращения барабана.

Лопасти третьей секции выполнены разной высоты, причем лопасти большей высоты выполнены с прорезями, наклонными к образующей барабана под углом 45°.

Небольшая высота и большее количество лопастей первой секции обеспечивает хорошее перемешивание при малой высоте подъема материала, что способствует незначительному пылеуносу с этой конечной по движению воздуха секции. В последующей секции для увеличения высоты подъема материала - увеличения поверхности теплообмена - лопасти выполнены большей высоты и установлены с наклоном 8-13° в направлении вращения барабана. Данный интервал наклона лопастей является оптимальным: при наклоне меньше 8° материал при вращении холодильного барабана поднимается на меньшую высоту, площадь теплообмена при этом незначительна, эффективность охлаждения материала недостаточная; при наклоне больше 13° высота подъема и соответственно площадь теплообмена увеличивается, но одновременно с этим захватывается меньшее количество материала и степень охлаждения материала также низкая. Для улучшения перемешивания в третьей секции лопасти большей высоты имеют наклонные к образующей барабана прорези, через которые часть материала просыпается на лопасти меньшей высоты, что способствует увеличению площади соприкосновения материала с охлаждаемым воздухом.

В последней секции происходит максимальное охлаждение материала за счет того, что, попадая в U-образные лопасти, материал при вращении барабана многочисленное количество раз ударяется в рабочие поверхности лопастей, передавая им свое тепло, которые в свою очередь интенсивно омываются холодным воздухом, поступающим противотоком через выходное отверстие холодильного барабана. Часть материала просыпается через разнонаправленные наклонные прорези, что способствует значительному повышению площади соприкосновения с холодным воздухом. Конструктивное расположение U-образных лопастей позволяет проникать внутрь барабана для проведения ремонтных и эксплуатационных работ.

Выполнение лопастей с наращиваем высоты последних от секции к секции - способствует улучшению перемешивания с одновременным увеличением степени охлаждения за счет увеличения скорости воздушного потока.

Вышеперечисленные отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому изобретение соответствует критерию "новизна".

В патентной и научно-технической литературе не обнаружено подобных устройств, следовательно, данное техническое решение не следует явным образом из изученного уровня техники и соответствует критерию "изобретательский уровень".

Данное техническое решение воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию "промышленная применимость".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема устройства; на фиг.2 - разрез по А-А; на фиг.3 - разрез по Б-Б; на фиг.4 - разрез по В-В; на фиг.5 - вид лопасти в сечении В-В; на фиг.6 - разрез по Д-Д; на фиг.7 - вид лопасти в сечении Д-Д.

Теплообменное устройство содержит корпус 1 барабана, входное 2 и выходное 3 отверстия. Корпус 1 барабана разделен на 4 секции, снабженные лопастями, установленными равномерно по окружности барабана. В первых трех секциях лопасти выполнены прямолинейными. Крепление лопастей осуществляется посредством сварки. В первой секции лопасти имеют небольшой размер по высоте, например, выполнены в виде закрепленных стенкой к внутренней поверхности барабана швеллеров 4. Швеллера 4 берутся с небольшими полками. Вместо швеллеров можно использовать небольшой высоты прямолинейные лопасти. Для лучшего перемешивания количество лопастей в этой секции должно быть большим, чем в последующих секциях. Во второй секции лопасти выполнены в виде прямолинейных полок 5, наклоненных по направлению вращения барабана под углом 8-13°. В третьей секции количество лопастей в полтора раза больше, чем во второй секции, и лопасти выполнены чередующимися по высоте. В этой секции к лопастям 5 добавляются лопасти 6 большей высоты и с прорезями. Прорези расположены под углом 45° к образующей барабана. В четвертой секции барабана лопасти 7 имеют U-образную форму и прикреплены открытой стороной к внутренней поверхности барабана, т.е. получается замкнутый профиль. Рабочие поверхности лопастей 7 выполнены с разнонаправленными наклонными прорезями, при этом проекции прорезей на плоскость симметрии лопастей частично перекрывают друг друга.

Теплообменное устройство работает следующим образом.

Охлаждаемый материал из печи (на черт. не показана) через входное отверстие 2 поступает в корпус 1 барабана, подхватывается лопастями 4 и поступает далее на лопасти 5, 6, 7. Воздушный поток поступает противотоком от выходного отверстия 3 к входному отверстию 2. Швеллерообразное исполнение лопастей 4 первой секции способствует хорошему захвату охлаждаемого материала, а снижение скорости пылевоздушного потока в данной секции способствует незначительному пылеуносу частиц материала. Конструкция лопастей 5 второй секции и их расположение по окружности корпуса 1 способствуют поднятию материала на большую высоту, т.е. обеспечивается активное перемешивание. Увеличенное количество лопастей третьей секции за счет введения лопастей 6 между лопастями 5 увеличивает перемешивание материала, а значит, приводит к лучшему теплообмену. Выполнение лопастей 6 большего размера по высоте, чем лопасти 5, и с прорезями, через которые охлаждаемый материал просыпается на лопасти меньшего размера данной секции, при этом также улучшается теплообмен. Замкнутая конструкция лопастей 7 с прорезями в сочетании с воздухом, поступающим противотоком через выходное отверстие 3, позволяет интенсивно охлаждать материал, который выгружается из барабана на ленточный конвейер (на черт. не показан).

Кроме того, конструктивное расположение лопастей последней секции позволяет проникать внутрь барабана для осуществления ремонтных работ.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет повысить эффективность охлаждения материала, снизить пылеунос материала, т.е. повысить производительность. Установка достаточно проста в эксплуатации и ремонте.

1. Теплообменное устройство холодильного барабана, содержащее корпус, разделенный на секции с равномерно установленными по окружности барабана лопастями разного вида в разных секциях, при этом лопасти последней секции имеют U-образную форму, отличающееся тем, что на рабочих поверхностях лопастей выполнены разнонаправленные наклонные прорези, при этом проекции прорезей на плоскость симметрии лопастей частично перекрывают друг друга, а лопасти предыдущих секций выполнены прямолинейными с увеличением их высоты от первой к последующим секциям и, по крайней мере, в части секций лопасти выполнены наклонными по направлению вращения барабана, а в части секций имеют чередующиеся по высоте лопасти.

2. Теплообменное устройство холодильного барабана по п.1, отличающееся тем, что количество лопастей первой секции должно быть большим, чем в последующих секциях.

3. Теплообменное устройство холодильного барабана по п.1, отличающееся тем, что лопасти первой секции выполнены швеллерообразной формы и прикреплены к внутренней поверхности холодильника стенкой.

4. Теплообменное устройство холодильного барабана по п.1, отличающееся тем, что наклон лопастей второй секции по направлению вращения барабана составляет 8-13°.

5. Теплообменное устройство холодильного барабана по п.1, отличающееся тем, что лопасти третьей секции выполнены разной высоты, причем лопасти большей высоты выполнены с прорезями, наклоненными к образующей под углом 45°.