Апарат для термообробки мінеральних матеріалів

Реферат: Апарат для термообробки мінеральних матеріалів містить вертикальну циліндричну піч, до нижньої частини якої співвісно приєднано пальник з патрубком для подачі повітря, трубками подачі матеріалу і паливного газу в піч і повітряною камерою, між якою і піччю встановлено повітророзподільну перегородку з керамічного матеріалу з отворами. Додатково забезпечений засипкою з жаростійкого зернистого матеріалу, розміщеною в нижній частині печі, крупні частинки якої розташовані на повітророзподільній перегородці, а дрібні - над ними, а також розміщеним над повітророзподільною перегородкою в шарі крупної засипки газорозподільним колектором, сполученим з трубкою подачі паливного газу. UA 87352 U (54) АПАРАТ ДЛЯ ТЕРМООБРОБКИ МІНЕРАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ UA 87352 U UA 87352 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до печей з киплячим шаром для термічної обробки різноманітних мінеральних матеріалів, для виготовлення наповнювачів з неорганічних мінеральних матеріалів вулканічного походження, спучування гранульованих матеріалів або виготовлення скляних кульок. Апарат може бути використаний у хімічній промисловості, промисловості будівельних матеріалів і інших. 7 Відомий пристрій для виготовлення скляних мікрокульок (Патент Росії №2223238, МПК кл. С 03 В 19/10, 2002 p.), що містить циліндричну камеру з пальником, встановленим в центрі її нижньої частини, вузли для подачі повітря на закручування вогневого потоку, експлуатаційні вікна, витяжний купол з повітропроводом, вузол подачі скляного порошку в камеру через пальниковий пристрій. У відомому пристрої стінка циліндричної камери виконана з цегли, на внутрішній поверхні якої внапуск встановлені поздовжні металеві пластини для закручування полум'я, в цегляну кладку стінки вмонтовані металеві стакани, в яких закріплені ємкості для підведення повітря на закручування полум'я, крім того, поздовжні металеві пластини встановлені між кільцями, які попарно закріплені у верхній і нижній частинах циліндричної камери. Закручування вогневого потоку пальника, в якому відбувається обробка скляного порошку, сприяє взаємодії часток між собою, і призводитиме до злипання розігрітих часток, утворенню агломератів, що вимагають зупинки процесу для їх видалення. Підведення додаткового повітря для закручування полум'я, призводитиме до надмірного захолоджування вогневого потоку пальника і зниження енергетичної ефективності апарата. Крім того, поздовжні металеві пластини, встановлені всередині робочої камери, знаходяться занадто близько до вогневого потоку, що призводитиме до їх швидкого спрацювання і вимагатиме частої заміни. Найбільш близьким по технічній суті до заявленої є апарат для спучування мінеральних матеріалів (Патент США № 4512736, кл. F27 В 15/00, 14/00 1985 р. - прототип), що включає вертикальну циліндричну піч, до нижньої частини якої співвісно приєднано пальник з патрубком подачі повітря, трубками подачі матеріалу та паливного газу в піч та повітряною камерою, між якою і піччю встановлена повітророзподільна перегородка з керамічного матеріалу з отворами. Відомий пристрій не дозволяє проводити обробку матеріалу рівномірно, оскільки вона проходить у факелі спалюваного в потоці повітря струменя паливного газу з нерівномірним температурним фронтом, а це призводить до недостатньої термообробки деякої частини часток матеріалу і злипання перегрітої частини часток, утворення агломератів, що призводить до зупинки процесу для їх видалення і в цілому до зниження якості продукції. Крім того, повітророзподільна перегородка з отворами безпосередньо контактує із зоною високих температур, в якій відбувається спалювання паливного газу, що призводить до її швидкого спрацювання. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення конструкції апарата для термообробки мінеральних матеріалів, в якому в результаті встановлення в нижній частині печі додаткового конструктивного елемента - засипки з жаростійкого зернистого матеріалу і введення газорозподільного колектора забезпечується захист конструктивних елементів апарата від термічної дії, рівномірність обробки матеріалу, запобігання його злипанню, і за рахунок цього, збільшується термін безупинної роботи агрегату, термін його служби і підвищення якості обробки матеріалу. Поставлена задача вирішується тим, що апарат для термообробки мінеральних матеріалів, що містить вертикальну циліндричну піч, до нижньої частини якої співвісно приєднано пальник з патрубком подачі повітря, трубками подачі матеріалу та паливного газу в піч і повітряною камерою, між якою і піччю встановлена повітророзподільна перегородка з отворами, згідно з корисною моделлю, додатково забезпечений засипкою з жаростійкого зернистого матеріалу, розміщеною в нижній частині печі, крупні частинки якої розташовані на повітророзподільній перегородці, а дрібні - над ними, а також розміщеним над повітророзподільною перегородкою в шарі крупної засипки газорозподільним колектором, сполученим з трубкою подачі паливного газу. Наявність засипки з жаростійкого матеріалу забезпечує захист повітророзподільної перегородки і пальника від дії високих температур, завдяки чому зменшується спрацювання і збільшується термін служби апарата. Використання для термообробки матеріалу дрібних частинок верхнього шару засипки, які знаходяться в псевдозрідженому стані, розігрітих за рахунок спалювання паливного газу, рівномірно розподіленого газорозподільним колектором, збільшує рівномірність температурних полів, перешкоджає злипанню оброблюваного матеріалу, тим самим збільшує рівномірність термообробки і перешкоджає утворенню агломератів, в результаті підвищує якість продукції та збільшує час безперервної роботи апарата за рахунок відсутності зупинок на вивантаження агломератів, що накопичилися. 1 UA 87352 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Поздовжній розріз апарата представлено на кресленні. Апарат включає вертикальну циліндричну піч 1, футеровану зсередини жаростійким матеріалом, до нижньої частини якої співвісно приєднано пальник 2 з патрубком подачі повітря 3, трубками подачі в піч матеріалу 4 та паливного газу 5 і повітряною камерою 6. Між піччю і повітряною камерою встановлена повітророзподільна перегородка 7 з керамічного матеріалу з отворами. Над повітророзподільною перегородкою в печі розміщена засипка 8 з жаростійкого зернистого матеріалу, причому крупні частинки розташовані знизу, а дрібні згори. У шарі крупної засипки встановлений газорозподільний колектор 9, сполучений з трубкою подачі паливного газу 5. Апарат для термообробки мінеральних матеріалів працює таким чином. У пальник 2 по патрубку 3 подають повітря, а по трубці 5 паливний газ, який рівномірно розподіляють колектором 9 і змішують з повітрям в шарі засипки 8 з жаростійкого зернистого матеріалу та утворюють газоповітряну суміш. Газоповітряну суміш підпалюють, при цьому дрібні частинки засипки 8, що знаходяться у верхній її частині, переходять в псевдозріджений стан і розігріваються. При досягненні заданої температури через трубку подачі матеріалу 4 подають матеріал, який разом з повітрям у вигляді пилоповітряної суміші проходить через отвори повітророзподільної перегородки 7 і між крупними частинками засипки 8 в піч 1, де він проходить термообробку в середовищі розігрітих псевдозріджених дрібних частинок засипки 8. Оброблений матеріал подають з камери на охолодження та уловлюють. Для визначення працездатності апарата для термообробки мінеральних матеріалів на експериментальній установці Інституту газу НАН України було проведено експерименти. Як матеріал засипки використовували подрібнений плавлений корунд фракцією 0-5 мм, великі частинки якого засипали на повітророзподільну перегородку. Як оброблюваний мінеральний матеріал використовували подрібнений природний перліт родовища Фогош (Закарпатська обл., Україна) (схильний до злипання при температурі понад 900 °C), а як паливо - пропан-бутанову суміш, яку подавали через трубку подачі паливного газу в газорозподільний колектор. Повітря, що проходить через повітророзподільну перегородку, змішували з паливним газом, що рівномірно розподілявся по перерізу засипки газорозподільним колектором, з утворенням горючої суміші в шарі дрібної засипки, яка знаходилась в псевдозрідженому стані. Суміш підпалювали і після досягнення шаром дрібної засипки температури 900-1200 °C через трубку подачі матеріалу подавали подрібнений перліт, який проходив через шар крупної засипки і термооброблювали у псевдозрідженому шарі розігрітої дрібної засипки і далі видаляли з печі й осаджували. Шар крупної засипки захищав повітророзподільну перегородку від дії високих температур в печі, яка інакше могла б розтріскатися. Паливний газ, що рівномірно розподіляли по перерізу засипки, утворював газоповітряну суміш, яка згораючи в дрібній засипці, створювала рівномірно розігрітий псевдозріджений шар дрібних жаростійких частинок, що забезпечувало рівномірне поле температур в камері обробки, завдяки чому матеріал оброблювали при однаковій температурі, що запобігало злипанню оброблюваних часток між собою, а інакше призвело б до аварійної зупинки. У порівнянні з прототипом, шар засипки з жаростійкого матеріалу захищає повітророзподільну перегородку від перегрівання, перешкоджає злипанню часток оброблюваного матеріалу і в сукупності з газорозподільним колектором утворює рівномірне поле температур в печі. Зменшене спрацювання конструктивних елементів, попередження утворенню агломератів та рівномірна обробка часток матеріалу збільшує термін служби апарата, час безперервної його роботи і підвищує якість продукції, що в сукупності дає економічний ефект. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Апарат для термообробки мінеральних матеріалів, що містить вертикальну циліндричну піч, до нижньої частини якої співвісно приєднано пальник з патрубком для подачі повітря, трубками подачі матеріалу і паливного газу в піч і повітряною камерою, між якою і піччю встановлено повітророзподільну перегородку з керамічного матеріалу з отворами, який відрізняється тим, що додатково забезпечений засипкою з жаростійкого зернистого матеріалу, розміщеною в нижній частині печі, крупні частинки якої розташовані на повітророзподільній перегородці, а дрібні - над ними, а також розміщеним над повітророзподільною перегородкою в шарі крупної засипки газорозподільним колектором, сполученим з трубкою подачі паливного газу. 2 UA 87352 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3