Многоподовая печь

Многоподовая печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Данное изобретение в целом относится к многоподовой печи (МПП).

Уровень техники

Многоподовые печи применяются примерно уже в течение ста лет для нагрева или обжига многих типов материалов. Они содержат множество подовых камер, расположенных одна сверху другой. Каждая из этих подовых камер содержит круглый под, поочередно имеющий центральное отверстие для падения материала или множество периферийных отверстий для падения материала. Вертикально вращающийся вал простирается по центру через все эти расположенные друг над другом подовые камеры и имеет в каждой из них установочный узел гребка. Гребки соединены консольным способом с таким установочным узлом гребка (обычно имеется от двух до четырех гребков на каждую подовую камеру). Каждый гребок содержит множество гребковых зубьев, простирающихся вниз в материал на поде. Когда вертикально вращающийся вал вращается, гребки своими гребковыми зубьями продвигают материал на поде либо по направлению к центральному отверстию для падения, либо по направлению к периферийным отверстиям для падения в поде. Поэтому загружаемый в самую верхнюю подовую камеру материал вынужден медленно продвигаться вниз через все последовательные подовые камеры, толкаемый вращающимися гребками по следующим один за одним подам поочередно от периферии к центру (на поде с центральным отверстием для падения материала) и от центра к периферии (на подах с периферийным отверстием для падения материала). Достигнув самой нижней подовой камеры, обожженный или нагретый материал покидает МПП через выпускное отверстие печи.

Понятно, что вертикально вращающийся вал и гребки подвергаются не только воздействию тяжелых механических нагрузок, но они должны также противостоять высоким температурам и очень агрессивным атмосферам. Соответственно, является очень важным обеспечение того, что перегрев не будет воздействовать на структурную жесткость этих элементов, и что высокотемпературная коррозия (прежде всего ускоренная хлоридная коррозия, обусловленная перегревом), а также низкотемпературная коррозия (прежде всего коррозия, обусловленная кислотной конденсацией в качестве прямого последствия переохлаждения) будут надежно предотвращены. Помимо этого, неравномерные распределения температуры могут повлечь за собой механические напряжения или даже механическое разрушение вала или гребков.

В документах, описывающих очень ранние многоподовые печи, иногда упоминается, что гребки могут охлаждаться либо водой, либо газом. Несмотря на это, существующие многоподовые печи включают в себя исключительно (насколько это известно заявителю) гребки, охлаждаемые газом. Действительно, при наличии протечки в охлаждаемом водой гребке вся печь должна быть остановлена для поиска и устранения протечки, в то время как протечка в охлаждаемой газом печи не требует прямого вмешательства. Однако охлаждаемые газом МПП также имеют серьезные недостатки. Например, охлаждаемый газом контур не всегда имеет возможность обеспечения точной регулировки поверхностной температуры. Следовательно, некоторые поверхности вертикально вращающегося вала или гребков могут быть перегреты или переохлаждены, что ведет к вышеупомянутым недостаткам.

В большинстве МПП вертикально вращающийся вал, а также гребки являются трубчатыми структурами, которые охлаждаются газообразной охлаждающей текучей средой, в общем случае - находящимся под давлением окружающим воздухом (для простоты газообразная охлаждающая текучая среда будет называться здесь «охлаждающим газом», даже если она может быть смесью нескольких газов, такой как, например, воздух). Вертикально вращающийся вал включает в себя канал распределения охлаждающего газа для подачи охлаждающего газа в гребки. Из этого канала распределения охлаждающего газа охлаждающий газ направляется через соединение между гребком и установочным узлом гребка в трубчатую структуру гребка. Так как охлаждающая система обычно является замкнутой системой, возвращающийся из гребка охлаждающий газ должен быть направлен через соединение между гребком и установочным узлом гребка в отводящий газовый канал в вертикально вращающемся валу.

В предыдущем столетии были описаны многие варианты осуществления таких охлаждаемых газом, вертикально вращающихся валов и поперечных гребков для МПП. Например, такие.

US 1,468,216 описывает вертикальный полый вал МПП, в котором центральная часть вала отделяет распределяющий охлаждающий газ канал от отводящего канала, каждый из которых имеет полукруглое поперечное сечение. В каждой подовой камере поток охлаждающего газа ответвляется от потока охлаждающего газа в распределяющем охлаждающий газ канале для его возврата через систему охлаждения гребка и затем откачки в отводящий канал. Следовательно, интенсивность и, следовательно, скорость газа в канале распределения охлаждающего газа значительно ослабляются снизу вверх, а в отводящем канале значительно усиливаются снизу вверх. Это приводит к очень неравномерному охлаждению вертикально вращающегося вала как по длине, так и по окружности.

US 3,419,254 описывает имеющий двойную оболочку, охлаждаемый газом вертикально вращающийся вал. Центральное пространство с внутренней оболочкой образует впускной канал, а кольцеобразное пространство между внешней оболочкой и внутренней оболочкой - отводящий канал. Несмотря на то, что система обеспечивает более равномерное охлаждение вертикально вращающегося вала в направлении окружности вала, охлаждение по длине вала остается очень неравномерным.

US 2,332,387 также описывает имеющий двойную оболочку, охлаждаемый газом вертикально вращающийся вал. В кольцеобразном пространстве между внешней оболочкой и внутренней оболочкой расположен впускной канал, а в центральном пространстве внутри внутренней оболочки - отводящий канал. Внешняя оболочка, за исключением опор гребков, имеет по существу одинаковый диаметр снизу вверх. Для получения более равномерного потока охлаждающего газа в обоих каналах US 2,332,387 предлагает увеличивать диаметр внутренней оболочки снизу вверх. Одним недостатком такой системы является то, что охлаждающий газ сильно нагревается снизу вверх в кольцевом впускном канале, что приводит к недостаточному охлаждению вала и гребков в верхних подовых камерах. Другим недостатком такой системы является то, что геометрия вала должна быть различной в каждой подовой камере, что делает его изготовление, безусловно, более затратным.

Техническая задача

Задачей настоящего изобретения является разработка МПП с более равномерным газовым охлаждением вала и гребков.

Общее описание изобретения

Для решения этой задачи настоящее изобретение предлагает многоподовую печь, содержащую известным самим по себе образом несколько установленных друг на друга подовых камер, полый, вертикально вращающийся вал, простирающийся центрально через подовые камеры, при этом вал включает в себя наружную оболочку, а в каждой из подовых камер к валу прикреплен по меньшей мере один гребок, газовую охлаждающую систему для вала и гребков, при этом газовая охлаждающая система включает в себя внутри наружной оболочки кольцеобразный основной канал распределения для подачи охлаждающего газа в гребки и центральный отводящий канал для откачивания покидающего гребки охлаждающего газа, и соединительные средства для соединения гребков с валом, при этом каждое из соединительных средств включает в себя средства подачи охлаждающего газа, находящиеся в непосредственной связи с кольцеобразным основным каналом распределения, и средства возврата охлаждающего газа, находящиеся в непосредственной связи с центральным отводящим каналом. Согласно настоящему изобретению газовая охлаждающая система также содержит кольцеобразный основной канал подачи, окружающий кольцеобразный основной канал распределения, и ограниченный снаружи наружной оболочкой. Впускное отверстие охлаждающего газа соединено с кольцеобразным основным каналом подачи. Проход охлаждающего газа между кольцеобразным основным каналом подачи и кольцеобразным основным каналом распределения, при этом проход охлаждающего газа находится на расстоянии от впускного отверстия охлаждающего газа, так что охлаждающий газ, подаваемый к впускному отверстию охлаждающего газа, должен протекать через кольцеобразный основной канал подачи через несколько подовых камер, прежде чем он будет протекать через проход охлаждающего газа в кольцеобразный основной канал распределения. Понятно, что в такой системе весь основной поток подачи охлаждающего газа полностью используется для обеспечения эффективного и равномерного охлаждения внешней оболочки вертикально вращающегося вала в нескольких подовых камерах. Постоянная, высокая интенсивность потока в кольцеобразном основном канале подачи гарантирует относительно небольшое увеличение температуру охлаждающего газа между входным отверстием охлаждающего газа и проходом охлаждающего газа в кольцеобразном основном канале подачи. В этом кольцеобразном канале распределения поток охлаждающего газа, который теперь ослабевает от подовой камеры к подовой камере, является относительно хорошо защищенным от дополнительного нагревания, так что гребки во всех размещенных друг над другом подовых камерах снабжаются охлаждающим газом с по существу одной и той же температурой. Все это выражается в очень эффективном и равномерном охлаждении вала и гребков.

Газовая охлаждающая система может, например, содержать одиночное входное отверстие охлаждающего газа, соединенное либо с нижним, либо с верхним концом вертикально вращающегося вала, то есть охлаждающий газ, подаваемый к входному отверстию охлаждающего газа, должен протекать через кольцеобразный основной канал подачи через все подовые камеры, прежде чем он будет протекать через проход охлаждающего газа в кольцеобразный основной канал распределения. Однако в предпочтительном варианте осуществления газовая охлаждающая система содержит также разделительные средства, разделяющие кольцеобразный основной канал подачи и кольцеобразный основной канал распределения на нижнюю половину и верхнюю половину. Затем нижнее впускное отверстие охлаждающего газа соединено с нижней половиной кольцеобразного основного канала подачи на нижнем конце вала, а верхнее впускное отверстие охлаждающего газа соединено с верхней половиной охлаждающего газа кольцеобразного основного канала подачи на верхнем конце вала.

Нижний проход охлаждающего газа расположен между нижней половиной кольцеобразного основного канала подачи и нижней половиной кольцеобразного основного канала распределения и вблизи разделительных средств, так что охлаждающий газ, подаваемый к нижнему впускному отверстию охлаждающего газа, должен течь вверх через нижнюю половину кольцеобразного основного канала подачи до разделительных средств, прежде чем он сможет течь через нижний проход охлаждающего газа в нижнюю половину кольцеобразного основного канала распределения. Верхний проход охлаждающего газа расположен между верхней половиной кольцеобразного основного канала подачи и верхней половиной кольцеобразного основного канала распределения и расположен вблизи разделительных средств, так что охлаждающий газ, подаваемый к верхнему впускному отверстию охлаждающего газа, должен течь вниз через верхнюю половину кольцеобразного основного канала подачи до разделительных средств, прежде чем он сможет течь через второй проход охлаждающего газа в верхнюю половину кольцеобразного основного канала распределения. Понятно, что такая система обуславливает дальнейшее улучшение охлаждающей системы вала и гребков. С такой разделенной системой возможно, например, более легкое приведение в равновесие подачи газа для гребков в расположенных друг над другом подовых камерах.

Предпочтительная форма осуществления наружной оболочки содержит опорные трубы вала и соединяющие между собой опорные трубы вала литые установочные узлы гребка, при этом к каждому из установочных узлов гребка прикреплен по меньшей мере один гребок. В этом валу установочный узел гребка и опорные трубы, предпочтительно, сварены друг с другом. Предпочтительно, опорные трубы изготовлены из толстостенных труб из нержавеющей стали и имеют размеры в качестве элементов несущей конструкции между установочными узлами гребков. Понятно, что такой вал может быть более легко изготовлен с относительно низкими затратами при использовании стандартизированных элементов. Тем не менее, он обеспечивает прочную, имеющую большой ресурс несущую конструкцию, которая имеет в подовых камерах очень хорошую сопротивляемость по отношению к температуре и вызывающим коррозию веществам.

Предпочтительная форма осуществления установочного узла гребка содержит имеющий форму кольца литой корпус, изготовленный из жаропрочной стали. Понятно, что такой установочный узел гребка является по существу компактным, прочным и надежным соединительным средством для соединения гребка с вертикально вращающимся валом.

Предпочтительная форма осуществления гребка включает в себя трубчатую структуру для циркуляции через нее охлаждающего газа и корпус заглушки, соединенный с трубчатой структурой гребка, вставленной в гнездо на вертикально вращающемся валу. Понятно, что такой корпус заглушки, который может быть изготовлен без необходимости сложных литейных форм, является, прежде всего, компактным, прочным и надежным соединительным средством для соединения гребка с вертикально вращающимся валом.

Другая предпочтительная форма осуществления установочного узла гребка содержит имеющий форму кольца литой корпус, включающий в себя по меньшей мере одно гнездо для приема в него корпуса заглушки гребка. Центральный проход образует центральный отводящий канал для охлаждающего газа внутри установочного узла гребка. Первые вторичные проходы расположены в первом кольцевом участке литого корпуса так, чтобы обеспечить газовые проходы для охлаждающего газа, протекающего через кольцеобразный основной канал распределения. Вторые вторичные проходы расположены во втором кольцевом участке литого корпуса так, чтобы обеспечить газовые проходы для охлаждающего газа, протекающего через кольцеобразный основной канал подачи. Средства подачи охлаждающего газа установлены в литом корпусе так, чтобы соединять кольцеобразный основной канал подачи по меньшей мере с одним выпускным отверстием в гнезде и, преимущественно, содержат по меньшей мере одно наклонное отверстие, простирающееся через имеющий форму кольца литой корпус от второго кольцевого участка в ограничивающую гнездо боковую поверхность. Средства возврата охлаждающего газа установлены в литом корпусе так, чтобы соединять центральный проход по меньшей мере с одним газовым впускным отверстием в гнезде и, преимущественно, содержат сквозное отверстие в осевом продолжении гнезда. Эта предпочтительная форма осуществления установочного узла гребка объединяет распределение в валу стекающего под низким давлением вниз охлаждающего газа и прочное соединение гребка с валом в очень компактной и малозатратной конструкции. С ее интегрированными газовыми проходами она по существу способствует тому факту, что вертикально вращающийся вал, который включает в себя три соосных охлаждающих канала, может быть изготовлен с использованием очень малого количества стандартизированных деталей. Это также по существу способствует обеспечению компактной, прочной и надежной опорной структуры с очень хорошей сопротивляемостью по отношению к температуре и вызывающим коррозию веществам.

В предпочтительном варианте осуществления секция вала, простирающаяся между двумя смежными подовыми камерами, содержит опорную трубу вала, установленную между двумя установочными узлами гребка для образования наружной оболочки секции вала, при этом опорная труба вала ограничивает наружу кольцеобразный основной канал подачи, промежуточную газовую направляющую рубашку, установленную внутри опорной трубы вала так, чтобы ограничивать вовнутрь кольцеобразный основной канал подачи и ограничивать наружу кольцеобразный основной канал распределения, и внутреннюю газовую направляющую рубашку, установленную внутри промежуточной газовой направляющей рубашки так, чтобы ограничивать вовнутрь кольцеобразный основной канал распределения и ограничивать наружу центральный отводящий канал. В этом предпочтительном варианте осуществления промежуточная газовая направляющая рубашка содержит первый участок трубы с первым концом, прикрепленным к первому установочному узлу, и свободным вторым концом, и второй участок трубы с первым концом, прикрепленным ко второму установочному узлу, и свободным вторым концом, и уплотнительные средства, обеспечивающие уплотнительное соединение между свободным вторым концом первого участка трубы и свободным вторым концом второго участка трубы, одновременно допуская относительное перемещение обоих свободных вторых концов в осевом направлении. Аналогично, внутренняя газовая направляющая рубашка содержит первый участок трубы с первым концом, прикрепленным к первому установочному узлу, и свободным вторым концом, и второй участок трубы с первым концом, прикрепленным ко второму установочному узлу, и свободным вторым концом, и уплотнительные средства, обеспечивающие уплотнительное соединение между свободным вторым концом первого участка трубы и свободным вторым концом второго участка трубы, одновременно допуская относительное перемещение обоих свободных вторых концов в осевом направлении. Преимущественно, уплотнительные средства содержат уплотняющую муфту, прикрепленную к свободному второму концу одного из первого или второго участка трубы и с уплотнением входящую в зацепление со свободным вторым концом другого участка трубы. Понятно, что такая секция вала может быть просто изготовлена с относительно малыми затратами с использованием стандартизированных элементов.

Вращающийся полый вал, преимущественно, содержит также наружную термоизоляцию на его наружной оболочке, при этом наружная термоизоляция включает в себя внутренний огнеупорный слой из микропористого материала, промежуточный огнеупорный слой из изолирующего огнеупорного материала и наружный огнеупорный слой из плотного огнеупорного материала.

Предпочтительный вариант осуществления гребка, преимущественно, содержит корпус заглушки для прикрепления гребка к вращающемуся полому валу, опорную трубу, прикрепленную к корпусу заглушки, и газовую направляющую трубу, установленную внутри опорной трубы гребка и взаимодействующую с последней для установления между ними малого кольцеобразного охлаждающего зазора для направления охлаждающего газа от вала к свободному концу гребка, при этом внутренний участок направляющей газ трубы образует обратный канал для охлаждающего газа от свободного конца гребка к валу. Предпочтительно, в этом варианте осуществления корпус заглушки является цельным литым телом, включающим в себя по меньший мере один канал подачи охлаждающего газа и по меньшей мере один обратный канал охлаждающего газа. Тогда, предпочтительно, по меньший мере один канал подачи охлаждающего газа и по меньшей мере один обратный канал охлаждающего газа выполнены в виде отверстий в цельном литом теле.

Такой гребок также содержит опорную трубу гребка, расположенный на опорной трубе гребка микропористый слой теплоизоляции и металлическую защитную рубашку, покрывающую микропористый слой теплоизоляции. В предпочтительном варианте выполнения металлические зубья гребка закреплены на металлической защитной рубашке посредством сварки, при этом предотвращающее вращение средство расположено между опорной трубой гребка и металлической защитной рубашкой.

Краткое описание чертежей

Дальнейшие подробности и преимущества данного изобретения станут понятными из следующего подробного описания предпочтительного, но не ограничивающего варианта осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

Фиг.1 - трехмерный вид многоподовой печи согласно изобретению с частичным разрезом;

Фиг.2 - схематическая диаграмма, показывающая поток охлаждающего газа через вращающийся полый вал и гребки;

Фиг.3 - разрез через вращающийся полый вал, показанный в трехмерном виде;

Фиг.4 - трехмерный вид установочного узла гребка с четырьмя закрепленными на нем гребками;

Фиг.5 - первый разрез через гнездо в установочном узле гребка со вставленным в него корпусом заглушки гребка (разрез представлен в трехмерном виде);

Фиг.6 - второй разрез через гнездо в установочном узле гребка со вставленным в него корпусом заглушки гребка (разрез представлен в трехмерном виде);

Фиг.7 - разрез через свободный конец гребка (разрез представлен в трехмерном виде).

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Фиг.1 показывает многоподовую или обжиговую печь 10. Как конструкция, так и режим работы такой многоподовой печи (МПП) известны в области техники и поэтому описаны в этом документе, если они важны для иллюстрации заявленных в этом документе изобретений.

Как показано на фиг.1, МПП является по существу печью, включающей в себя несколько подовых камер 12, расположенных одна на вершине другой. Показанная на фиг.1 МПП включает в себя, например, восемь подовых камер, обозначенных 12₁, 12₂, 12₃ … 12₈. Каждая подовая камера 12 включает в себя по существу круглый под 14 (смотри, например, 14₁, 14₂). Эти поды 14 поочередно имеют либо несколько предназначенных для падения материала периферийных отверстий 16 вдоль своей наружной периферии, такой как, например, под 14₂, либо предназначенное для падения материала центральное отверстие 18, такой как, например, под 14₁.

Ссылочная позиция 20 обозначает вертикально вращающийся полый вал, расположенный соосно с центральной осью 21 печи 10. Этот вал 20 проходит через все подовые камеры 12, при этом под без центрального отверстия 18 для падения материала, такой как, например, под 14₂ на фиг.1, имеет центральное проходное отверстие 22 для вала, которое позволяет валу 20 свободно простираться через него. В поде с центральным отверстием 18 для падения материала, таком как, например, 14₁ на фиг.1, вал 20 простирается через центральное отверстие 18 для падения материала. В этом контексте следует отметить, что центральное отверстие 18 для падения материала имеет намного больший диаметр, чем вал 20, так что центральное отверстие 18 для падения материала в действительности является кольцеобразным отверстием вокруг вала 20.

Оба конца вала 20 содержат конец вала с шейкой, вращательно удерживаемой в опоре (не показано на фиг.1). Вращение вала 20 вокруг его центральной оси 21 осуществляется с помощью узла привода (не показан на фиг.1). Поскольку узел привода для вала 20, а также опоры вала известны из уровня техники и не являются более существенными для понимания заявленных в этом документе изобретений, более подробно они описываться далее не будут.

На фиг.1 также показан гребок 26, который прикреплен в подовой камере 12₂ к установочному узлу 28 гребка на валу 20. Такой установочный узел 28 гребка установлен преимущественно в каждой подовой камере 12, при этом он обычно служит опорой более чем одному гребку 26. В большинстве МПП такой установочный узел 28 гребка обычно служит опорой четырем гребкам 26, при этом угол между двумя последовательными гребками составляет 90°. Каждый гребок 26 включает в себя множество зубьев 30 гребка. Эти зубья 30 гребка выполнены и расположены так, чтобы при вращении вала 20 перемещать материал на поде либо по направлению к центру, либо по направлению к периферии. В подовой камере с периферийным отверстием 16 для падения материала в его поде 14, такой как, например, подовая камера 12₂, эти зубья 30 гребка выполнены и расположены так, чтобы при вращении вала 20 перемещать материал на поде 14 по направлению к периферийным отверстиям 16 для падения материала. Однако в подовой камере с центральным отверстием 18 для падения материала в своем поде 14, такой как, например, подовая камера 12₁, эти зубья 30 гребка спроектированы и расположены так, чтобы при вращении вала 20 перемещать материал на поде 14 в том же направлении по направлению к центральному отверстию 18 для падения материала.

Далее приводится краткое описание потока материала через МПП 10. Для того чтобы нагреть или обжечь материал внутри МПП 10, этот материал выгружается из конвейерной системы (не показана) через загрузочные отверстия 32 печи в самую верхнюю подовую камеру 12₁ МПП. В этой камере 12₁ материал падает на под 14₁, который имеет центральное отверстие 18 для падения материала. Поскольку вал 20 непрерывно вращается, четыре гребка 26 в подовой камере 12₁ подталкивают материал своими зубьями 30 гребка по поду 14₁ по направлению и в его центральное отверстие 18 для падения материала. Через это отверстие материал падает на под 14₂ следующей подовой камеры 12₂. Здесь гребки 26 подталкивают материал своими зубьями 30 гребка по поду 14₂ по направлению и в его периферийное отверстие 16 для падения материала. Через это отверстие материал падает на следующий под (не показан на фиг.1), который снова имеет центральное отверстие 18 для падения материала. Таким образом, материал, поступающий в МПП через загрузочное отверстие 32 печи, посредством вращения гребка 26 проходит через все восемь подов 14₁…14₈. Достигнув самой нижней подовой камеры 128, обожженный или нагретый материал окончательно покидает МПП 10 через разгрузочное отверстие 34 печи.

Как известно из уровня техники, как вал 20, так и гребки 26 имеют внутренние каналы, через которые циркулирует газообразная охлаждающая текучая среда, обычно сжатый воздух, который далее с целью простоты будет именоваться «охлаждающий газ». Целью этого охлаждающего газа является защита вала 20 и гребков от повреждений вследствие повышенных температур в подовых камерах 12. Действительно, в подовых камерах 12 температура окружающей среды может быть выше 1000°С.

Блок-схема на фиг.2 дает схематический обзор новой и особо предпочтительной системы 40 охлаждающего газа для вала 20 и гребка 26. Большой пунктирный прямоугольник 10 схематично представляет МПП 10 с ее восемью подовыми камерами 12₁…12₈. Схематичное изображение вращающегося полого вала 20 показывает протоки охлаждающего газа внутри вала 20. Ссылочные позиции 26'₁…26'₈ обозначают в каждой подовой камере 12₁…12₈ схематичное изображение охлаждающей системы, расположенной в соответствующей подовой камере гребка. Маленькие пунктирные прямоугольники 28₁…28₈ являются схематичными изображениями установочных узлов гребка на валу 20.

Ссылочная позиция 42 на фиг.2 обозначает источник подачи охлаждающего газа, например нагнетающий окружающий воздух вентилятор. Как известно из уровня техники, вентилятор 42 соединен с помощью нижнего питающего трубопровода 46' охлаждающего газа с нижним впускным отверстием 44' охлаждающего газа вала 20. Это нижнее впускное отверстие 44' расположено снаружи печи 10 под самой нижней подовой камерой 12₈. Однако в МПП на фиг.2 вентилятор 42 с помощью верхнего питающего трубопровода 46'' охлаждающего газа также соединен с верхним впускным отверстием 44'' охлаждающего газа вала 20. Это верхнее впускное отверстие 44'' охлаждающего газа расположено снаружи печи 10 над самой верхней подовой камерой 12₁. Следовательно, интенсивность подачи газа от вентилятора 42 разделяется между нижним впускным отверстием 44' охлаждающего газа, через которое газ должен быть подан к нижней половине вала 20, и верхним впускным отверстием 44'', через которое газ должен быть подан к верхней половине вала 20. Осталось отметить, что поскольку вал 20 является вращающимся валом, оба впускные отверстия 44' и 44'' охлаждающего газа должны быть вращающимися соединениями. Поскольку такие вращающиеся соединения известны в уровне техники, и поскольку их конструкция далее не является важным для понимания заявленных в данном документе изобретений, конструкция верхнего и нижнего отверстий 44' и 44'' охлаждающего газа более подробно далее описываться не будет.

Вал 20 включает в себя три концентрических канала охлаждающего газа внутри наружной оболочки 50. Самым крайним каналом является кольцеобразный основной канал 52 подачи охлаждающего газа в непосредственном контакте с наружной оболочкой 50 вала 20. Этот кольцеобразный основной канал 52 подачи окружает кольцеобразный основной канал 54 распределения, который, в конечном счете, окружает центральный отводящий канал 56.

Следует отметить, что между подовыми камерами 12₄ и 12₅, то есть приблизительно в середине вала 20, перегородка, такая как, например, разделительный фланец 58, разделяет кольцеобразный основной канал 52 подачи и кольцеобразный основной канал 54 распределения на нижнюю половину и верхнюю половину. Однако это разделение не затрагивает центральный отводящий канал 56, который простирается от самой нижней подовой камеры 12₈ через все подовые камеры от 12₈ до 12₁ до вершины вала 20. Если необходимо в дальнейшем показать различие между нижней и верхней половиной кольцеобразного основного канала 52 подачи, соответственно между нижней и верхней половиной кольцеобразного основного канала 54 распределения, нижняя часть будет обозначена надстрочным индексом (′) и верхняя половина обозначена верхним индексом (′′).

Нижнее впускное отверстие 44' охлаждающего газа непосредственно соединено с нижней половиной 52' кольцеобразного основного канала 52 подачи. Охлаждающий газ, подаваемый к впускному отверстию 44' охлаждающего газа, последовательно поступает под самой нижней подовой камерой 12₈ в нижний кольцеобразный основной канал 52' подачи и затем направляется через последний к разделительному фланцу 58 между подовыми камерами 12₅ и 12₄, при этом интенсивность подачи охлаждающего газа остается неизменной по всей длине нижнего кольцеобразного основного канала 52' подачи. Эта постоянная интенсивность подачи охлаждающего газа по всей длине нижнего кольцеобразного основного канала 52' подачи гарантирует, что наружная оболочка 50 вала 20 эффективно охлаждается в четырех нижних подовых камерах 12₈…12₅.

Сразу под разделительным фланцем 58 имеется нижний проход 60' охлаждающего газа между нижним кольцеобразным основным каналом 52' подачи и нижним кольцеобразным основным каналом 54' распределения. Через этот нижний проход 60' охлаждающего газа охлаждающий газ поступает в нижний кольцеобразный канал 54' распределения. По меньшей мере через один канал 62₅…62₈ в ее установочном узле 28₅…28₈ гребка каждая охлаждающая система 26'₅…26'₈ гребка в нижней части МПП 10 находится в прямой связи с нижним кольцеобразным основным каналом 54' распределения. По меньшей мере через один отводящий канал 64₅…64₈ охлаждающего газа в ее установочном узле 28₅…28₈ гребка каждая охлаждающая система 26'₅…26'₈ в нижней части МПП 10 находится также в непосредственной связи с центральным отводящим каналом 56. Следовательно, в установочном узле 28₅ гребка вторичный поток охлаждающего газа ответвляется от главного потока охлаждающего газа в нижний основной канал 54' распределения и изменяет направление через охлаждающую систему 26'₅ для последующей откачки непосредственно в центральный отводящий канал 56. В установочном узле 28₆ гребка другая часть газового потока в кольцеобразном основном канале 54' распределения проходит через охлаждающую систему 26'₈ гребка и после этого также откачивается в центральный отводящий канал 56.

Проточная система в верхней половине вала 20 очень схожа с вышеописанной проточной системой. Верхнее впускное отверстие 44'' непосредственно соединено с верхней половиной 52'' кольцеобразного основного канала 52 подачи. Охлаждающий газа, подаваемый в верхнее впускное отверстие 44'' охлаждающего газа, соответственно поступает в верхний кольцеобразный основной канал 52'' подачи над самой верхней подовой камерой 12₁ и затем направляется через самую нижнюю к разделительному фланцу 58 между подовыми камерами 12₄ и 12₅, при этом интенсивность подачи охлаждающего газа остается неизменной по всей длине верхнего кольцеобразного основного канала 52' подачи. Эта постоянная интенсивность подачи охлаждающего газа по всей длине верхнего кольцеобразного основного канала 52' подачи гарантирует, что наружная оболочка 50 вала 20 эффективно охлаждается в четырех верхних подовых камерах 12₁…12₄.

Сразу над разделительным фланцем 58 имеется верхний проход 60'' охлаждающего газа между верхним основным каналом 52'' подачи и верхним кольцеобразным основным каналом 54'' распределения. Через этот верхний проход 60'' охлаждающий газ поступает в верхний основной канал 54'' распределения. Соединение каждой системы охлаждения 26'₄…26'₁ гребка в верхней части печи 10 с верхним основным каналом 54'' распределения и центральным отводящим каналом 56 происходит, как описано выше для охлаждающих систем 26'₄…26'₁ гребка в нижней половине. Следовательно, в установочном узле 28₄ гребка вторичный поток охлаждающего газа ответвляется от основного потока охлаждающего газа в верхнем основном канале 54'' распределения и изменяет направление через охлаждающую систему 26'₄ для того, чтобы после этого быть откаченным непосредственно в центральный отводящий канал 56. В установочном узле 28₃ гребка другая часть газового потока в верхнем основном канале 54'' распределения проходит через охлаждающую систему 26'₃ гребка и после этого также откачивается в центральный отводящий канал 56. Наконец, в самом верхнем установочном узле 28₁ гребка весь остающийся газовый поток в верхнем основном канале 54'' распределения проходит через охлаждающую систему 26'₁ гребка и после этого откачивается в центральный отводящий канал 56. Из центрального отводящего канала 56 поток отработанного газа откачивается либо непосредственно в атмосферу, либо откачивается посредством вращающегося соединения в трубу для управляемой откачки газа (не показана).

На фиг.3 показан особо предпочтительный вариант осуществления вращающегося полого вала 20 печи. На фиг.3 показан более подробно продольный разрез через центральную часть вала 20. Эта центральная часть включает в себя вышеупомянутый разделительный фланец 58, который разделяет кольцеобразный основной канал 52 подачи и кольцеобразный основной канал 54 распределения на нижнюю половину 52', 54' и верхнюю половину 52'', 54''.

Наружная оболочка 50 вала в основном состоит из промежуточных опорных труб 68, соединенных посредством установочного узла 28 гребка. Такой установочный узел 28 гребка содержит имеющий форму кольца литой корпус 70, изготовленный из огнеупорной стали. Промежуточные опорные трубы 68 представляют собой толстостенные трубы из нержавеющей стали, устанавливаемые между соседними узлами 28 крепления гребков. Выбор размеров ведется с учетом того, что эти детали являются элементами несущей конструкции. Промежуточные опорные трубы 68, соединенные посредством массивных установочных узлов 28 гребка, образуют несущую конструкцию вала 20, который является опорой для гребков 26 и позволяет поглощать значительные крутящие моменты, когда гребки 26 толкают материал по подам 14. Далее следует отметить, что в отличие от валов из известного уровня техники, описанная в данном документе наружная оболочка 50 является, предпочтительно, сварной структурой, то есть концы промежуточных опорных труб 68 приварены к фиксирующим узлам 28 гребка, а не прифланцованы к ним.

Как пояснено выше, простирающийся между смежными подовыми камерами 12₄ и 12₅ участок вала (то есть центральный участок вала) является несколько особенным, так как он содержит разделительный фланец 58, а также охлаждающие проходы 60', 60'' между кольцеобразным основным каналом 52 подачи и кольцеобразным основным каналом 54 распределения. Перед описанием этого особенного ц