Ротационная качающаяся установка для термообработки и плавки дисперсных и кусковых материалов, страница 2

Причина заключается в том, что наиболее тяжелые частицы имеют скорость витания большую, чем скорость теплового потока, и ,кроме того,  камера неподвижна в продольном направлении.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении термического к.п.д., обеспечении равномерного нагрева полидисперсных и кусковых материалов, интенсификации термообработки.

Поставленная задача решается тем, что в известной ротационной  установке для термообработки и плавки полидисперсных кусковых материалов, содержащей выполненную с возможностью вращения камеру в виде двух усеченных конических секций, сопряженных большими основаниями и оснащенную устройством направляющим теплоноситель под углом к оси камеры и дробящим его на струи  и устройством для снижения уноса пыли и наиболее легких частиц материала, согласно полезной модели, камера снабжена устройством для качания  в продольном направлении, причем угол наклона продольной оси камеры должен быть не меньше угла динамического откоса термически обрабатываемого дисперсного материала.

Отличительные конструктивные признаки заявляемой полезной модели и связи между ними позволяют ей проявлять ряд дополнительных свойств.

Качание камеры в продольном направлении  разрушает слой в нижней части камеры и создает дополнительное движение комков материала, образующих этот слой, причем направление движения меняется в зависимости от направления наклона камеры. Угол наклона продольной оси камеры при ее качании  должен быть не меньше угла динамического откоса нагреваемого сыпучего материала - для разрушения слоя и преодоления сил трения комков материала о поверхность камеры.  Вращение камеры с одновременным качанием  создает условия для непрерывного перемещения материала с одновременным утонением слоя и увеличением поверхности теплообмена.

На фигуре  изображена ротационная качающаяся установка.               Ротационная установка состоит из  камеры 1, оснащенной устройством 2 направляющим и дробящим на струи теплоноситель, устройством  для уменьшения уноса пыли и частиц материала 3. Установка снабжена устройством для качания 4. Отверстие 5 для загрузки и выгрузки материала может быть совмещено с входным отверстием камеры 6. В качестве теплоносителя  используются подогретый воздух, продукты сжигания топлива, дымовые технологические газы и др.

Ротационная установка работает  следующим образом: порцию материала загружают в камеру установки через загрузочное отверстие в ней, закрывающееся, например, откидной крышкой.  Через входное отверстие подводят теплоноситель,  который, проходя через устройство, направляющее теплоноситель под углом к продольной оси камеры и дробящее его на струи, получает вращательное движение по спирали.  Слой полидисперсного материала при вращении камеры разрушается на комки, которые получают сложное движение  вдоль образующих  конусов и вертикально вниз, при отрыве от поверхности корпуса установки. Слой материала, оседающий внизу, при качании и одновременном вращении камеры разрушается и в виде комков  движется  к входному или выходному отверстию камеры, в зависимости от ее наклона, при этом толщина слоя  уменьшается .

Тепловая обработка происходит в основном за счет конвективного теплообмена между материалом и теплоносителем.

           Отсюда следует, что для обеспечения высокой интенсивности процесса, необходимо создать такие условия, которые были бы близки к теплообмену в псевдоожиженном слое, как наиболее эффективному. Для этого весь материал должен участвовать в интенсивном теплообмене с теплоносителем. Это невозможно выполнить в известных ротационных установках, т.к. в рабочей камере только часть материала может приводиться в состояние близкое к псевдоожиженному, а часть (наиболее крупные частицы) оседает внизу в виде рыхлого слоя. Теплообмен внутри слоя происходит преимущественно теплопроводностью. Известно, что коэффициент теплопроводности пористых слоев очень низкий, следовательно, теплообмен неэффективный.  Для интенсификации теплообмена, необходимо  слой разрушать на отдельные подвижные комки. Это возможно, если преодолеть силы сцепления частиц материала с поверхностью камеры. Слой должен находиться на качающейся в продольном направлении поверхности, причем угол наклона поверхности должен быть не меньше угла динамического откоса нагреваемого сыпучего материала. Для каждого материала угол  определяется экспериментально. Для большинства сыпучих материалов он составляет 25-35⁰ /3/. Направление наклона должно меняться, т.к. в противном случае весь слой материала переместиться в нижний конус камеры.

   В предлагаемой полезной модели это возможно выполнить, т.к. установка снабжена устройством для качания в продольном направлении. Достаточно отрегулировать угол наклона продольной оси камеры при ее качании.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1.  TILTING ROTARY MELTING TECHNOLOGY. 1st Floor Offices, Fludes Building, Denton Island, Newhaven, East Sussex, BN9 9BB, England. 2003. Email: sales@ttcfurnaces.com (Рекламный проспект).

2.  Патент на полезную модель №1424 от 1.03.04. кл. F27 B 7/00, 2004 (прототип).

3.  Г.К. Клейн. Строительная механика сыпучих тел. Изд. 2, перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1977.- 256с.