Звено цепи овальное литое
Полезная модель относится к цепям стальным навесным для тепловых завес вращающихся обжиговых печей, в частности, для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу. У звена цепи овальной конфигурации предлагаемой конструкции, представляющего собой тороидное тело, включающее в себя по две коротких и длинных частей, первые из которых выполнены закругленными, а вторые - вогнутыми к большой оси его симметрии с образованием двух выпуклостей, обращенных своими закругленными вершинами друг к другу с зазором, величина которого составляет 40-60% от диаметра тороидного тела на коротких его частях. Выполненные таким образом выпуклости ограничивают пространство для возможного перемещения каждого из двух введенных в зацепление соседних звеньев цепи, что облегчает ее натяжение и значительно снижает вероятность спутывания цепей с образованием их клубков в процессе работы, а, значит, уменьшает количество аварийных остановов печи по этим причинам. Применение звеньев цепи такой конструкции для составления цепей тепловых завес вращающихся обжиговых печей приводит к снижению затрат на выпуск единицы продукции (клинкера).
Полезная модель относится к цепям стальным навесным для тепловых завес вращающихся обжиговых печей, в частности, для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу.
Известны цепи стальные навесные для тепловых завес вращающихся обжиговых печей, в частности, для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу, звенья которых представляют собой выполненные литьем или гибкой стального прутка с последующей сваркой встык тороидные тела овальной конфигурации, имеющие постоянное поперечное сечение в виде круга (см. сайты ведущих производителей этой продукции: в Российской федерации - ООО ЗЛЗ «Метапласт», г. Златоуст Челябинской обл., URL - http://metaplast.biz, http://fromzlatoust.ru/catalog/chain.htm, на Украине - ЗАО «Артемовский машиностроительный завод «Вистек», г. Артемовск Донецкой обл., URL - http://www.vistek.com.ua, в Германии - ф. Kettenfabrik Unna GmbH & Co. KG, URL - http://www.kettenfabrik-unna.de).
Недостатком такой конструкции звена цепи является то, что в ней не предусмотрены ограничители перемещения в полости отверстия каждого звена цепи двух соседних звеньев цепи, введенных с этим звеном в зацепление, что приводит к возможности появления их перекосов и заклиниваний в сочетании с выпячиванием отдельных звеньев цепи. Все это ведет при провороте печи к тому, что вместо их прямого вывешивания цепи запутываются с образованием клубков, следствием чего является появление дефектов в тепловых завесах и выход печи из требуемого по технологии обжига сырья режима работы. Для ликвидации такой аварийной ситуации требуется останов печи, ее охлаждение и проведение работ по распутыванию клубков цепей с заменой оборванных. Потери от невыпуска продукции во время таких внеплановых ремонтных работ в сочетании с затратами на их проведение и на дополнительный расход топлива при повторном розжиге печи, ложась на себестоимость продукции, обуславливают ее удорожание.
Известны также цепи, которые конструктивно при выполнении их из стали соответствующей марки литьем могут применяться в тепловых завесах вращающихся обжиговых печей, в частности, для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу, звенья которых представляют собой тороидные тела овальной конфигурации, имеющие как постоянное, так и переменное по длине тела звена цепи поперечное сечение с дополнительными перемычками различных сечений (US 
3864906, US 4498284, US 4627232), ограничивающие пространства для возможного перемещения каждого из двух введенных в зацепление соседних звеньев цепи, а также цепь, звенья которой представляют собой тороидные тела, включающие в себя по две коротких и длинных частей, первые из которых выполнены закругленными в виде в виде расположенных зеркально относительно его малой оси симметрии половин кольцевых торов круглого поперечного сечения, а вторые - протяженными, расположенными зеркально относительно его большой оси симметрии, конфигурация которых определена и ограничена поверхностью, образованной касательным безотрывным скольжением окружности диаметром, равным диаметру круговых поперечных сечений коротких частей, по внешней стороне контура отверстия тороидного тела параллельно самим себе в плоскостях, перпендикулярных большой оси симметрии. В данном случае длинные части тороидного тела выполнены в виде цилиндров с прямолинейными участками контура отверстия в этих местах. При этом у по меньшей мере части звеньев цепи, чередующихся через одно, в центральной части полости отверстия тороидного тела дополнительно имеются обращенные друг к другу закругленными вершинами выпуклости с зазором между ними, ограничивающие пространства для возможного перемещения каждого из двух введенных в зацепление соседних звеньев цепи с целью облегчения натяжения цепи в процессе работы, выполненные в виде усеченных квазиконусов с овальными основаниями, меньшие из которых обращены навстречу друг другу, вогнутыми образующими боковых поверхностей, эллипсоидными вершинами и высотами, лежащими в плоскости малой и большой осей симметрии тороидного тела перпендикулярно к линии центров постоянных по длине тела звена цепи его круговых поперечных сечений, причем большие оси овальных оснований выступов лежат в той же плоскости (US 2006/0053766 - прототип).
Общим недостатком перечисленных конструкций звеньев, составляющих цепи, при их использовании в навесках тепловых завес вращающихся обжиговых печей для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу является их увеличенный вес за счет дополнительных перемычек или выпуклых выступов, что удорожает и утяжеляет цепи (у прототипа - в меньшей степени). Последнее обстоятельство приводит к увеличению нагрузки на элементы крепежа цепей к обечайке печи, что повышает риск отрыва цепей по этим местам с аварийными последствиями.
Технической задачей полезной модели является создание конструкции звена овального литого стального для составления цепей навесных тепловых завес вращающихся обжиговых печей, в частности, для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу, у которой при сохранении прочности на разрыв и срока службы на уровне, не отличающемся от такового для звеньев цепи традиционной конструкции без каких-либо перемычек или выпуклостей в полости отверстия, наличие ограничителей пространства для возможного перемещения каждого из двух введенных в зацепление соседних звеньев цепи с целью облегчения натяжения цепи в процессе работы и значительного снижения вероятности спутывания цепей с образованием их клубков не приводит к увеличению веса каждого звена цепи и, следовательно, к удорожанию и утяжелению цепей, а в конечном итоге - к повышению затрат на выпуск единицы продукции.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в выполнении в полости отверстия тороидного тела звена цепи выпуклостей, ограничивающих пространства для возможного перемещения каждого из двух введенных в зацепление соседних звеньев цепи за счет измененной конфигураций длинных частей тороидного тела при сохранении неизменными круговой формы и площади его сечений: по коротким частям - поперечных, по длинным - в плоскостях, перпендикулярных большой оси его симметрии.
Сущность полезной модели состоит в том, что у звена овальной конфигурации цепи стальной литой навесной, в частности, для тепловых завес вращающихся обжиговых печей, представляющего собой тороидное тело, включающее в себя по две коротких и длинных частей, первые из которых выполнены закругленными в виде расположенных зеркально относительно его малой оси симметрии половин кольцевых торов круглого поперечного сечения, а вторые - протяженными, расположенными зеркально относительно его большой оси симметрии, обе его длинные части выполнены вогнутыми к большой оси его симметрии с образованием таким образом двух выпуклостей, обращенных своими закругленными вершинами друг к другу с зазором, при этом контуру отверстия тороидного тела в этих местах придана форма в виде двух обращенных одна к другой своими закругленными максимумами сунусоидоподобных волн, минимумы каждой из которых сопряжены с разными полуокружностями контура отверстия тороидного тела по коротким его частям, причем величина зазора между выпуклостями составляет 40-60% от диаметра тороидного тела на коротких его частях.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлены звенья цепи овальной конфигурации заявляемой конструкции: на Фиг. 1 - фронтальный вид звена цепи с тремя наложенными сечениями, на Фиг. 2 - его вид в аксонометрической проекции.
Звено цепи овальное литое стальное для навесных цепей тепловых завес вращающихся обжиговых печей преимущественно для получения клинкера в производстве цемента по мокрому способу представляет собой тороидное тело длиной «A» и шириной «B» (здесь и далее см. Фиг. 1), включающее в себя по две коротких 1а и 1в и длинных 2а и 2в частей, первые из которых 1а и 1в выполнены закругленными в виде расположенных зеркально относительно его малой оси симметрии половин кольцевых торов с диаметром отверстия «D» круглого поперечного сечения диаметром «d», а вторые 2а и 2в - протяженными, расположенными зеркально относительно его большой оси симметрии. Обе длинные части 2а и 2в тороидного тела выполнены вогнутыми к большой оси его симметрии с образованием таким образом двух обращенных друг к другу своими закругленными по радиусу «r» вершинами выпуклостей с зазором между ними «c», ограничивающих пространства для возможного перемещения каждого из двух введенных в зацепление соседних звеньев цепи (не показано). Конфигурация вогнутых длинных частей 2а и 2в определена и ограничена поверхностью, образованной касательным безотрывным скольжением окружности диаметром «d», равным диаметру «d» круговых поперечных сечений коротких частей 1а и 1в, по внешней стороне контура отверстия тороидного тела параллельно самим себе в плоскостях, перпендикулярных большой оси симметрии, причем контуру отверстия тороидного тела в этих местах придана форма двух обращенных одна к другой своими закругленными максимумами «f1» и «f2» по радиусу «r» сунусоидоподобных волн, минимумы каждой из которых «e1» и «g1», а также «e2» и «g2» сопряжены с разными полуокружностями диаметром «D» контура отверстия тороидного тела по коротким его частям 1а и 1в. При этом величина зазора «c» между выпуклостями составляет 40-60% от диаметра «d». Такая конструкция звеньев цепи значительно снижает вероятность появление клубков спутанных цепей и вызванных этим обрывов цепей во время работы вращающейся печи, приводящих к ее аварийным остановам. Кроме того, звено цепи предлагаемой конструкции в сравнении со звеном цепи традиционной конструкции равного веса, выполненном в виде тороидного тела с идентичным поперечным сечением на всех его участках - кругом диаметром «d» и без каких-либо перегородок или выпуклостей, имеет большую площадь своей поверхности, что обуславливает большее, чем у звена цепи традиционной конструкции, значение коэффициента К, равного отношению площади поверхности звена цепи к его массе, определяющего интенсивность процессов теплопередачи от продуваемых сквозь печь газообразных продуктов сгорания топлива (газа) сырьевому шламу. Выполнение зазора «c» величиной, меньше указанного предела, может приводить к забиванию этого промежутка высыхающим шламом, снижая тем самым эффективную для теплопередачи площадь поверхности звена цепи, больше - может не обеспечить ограничение пространства перемещения для введенных с ним в зацепление соседних звеньев цепи во время всего срока ее службы вследствие химико-термического износа всех звеньев цепи в процессе эксплуатации и вызванного этим утонения их тел по всем сечениям и увеличением зазора «c» в следствие этого до значений, превышающих с определенного момента конечного этапа срока службы цепи соответственно уменьшившиеся поперечные размеры соседних звеньев цепи.
Цепи стальные навесные для тепловых завес вращающихся обжиговых печей овальной конфигураций со звеньями заявляемой конструкции могут быть изготовлены по известным технологиям - литьем в землю, литьем в формы с применением холоднотвердеющих смесей и другими методами литья по извлекаемым моделям, а также литьем по газифицируемым моделям (ЛГМ) из углеродистых (40ХЛ, 35ХГСЛ и др.) и жаропрочных (20Х27Н4СЛ, 35Х23Н7СЛ и др.) марок сталей для различных температурных зон печей. Такие цепи могут быть изготовлены с любыми, используемыми при производстве цемента, типоразмерами звеньев - от 19×100 до 28×120 овальной конфигурации, где первое число в обозначении указывает диаметр «d» тела звена цепи в мм, второе - наибольший размер внутреннего отверстия «t» (шаг) в мм, любой, используемой в навесках тепловых завес обжиговых печей, длины (количества звеньев в плети) - до 6 м (50 звеньев) и выше. Наибольшее применение имеют звенья цепей овальной конфигурации следующих типоразмеров: 25×120 и 22×120, для которых значения коэффициента К для звеньев цепи предлагаемой конструкции с зазорами между ограничительными выпуклостями в 12,5 мм и 11 мм превышают значение коэффициента К для звеньев цепи традиционной конструкции на 3,3% и 3,7% при неизменном весе ~1450 г и ~1140 г соответственно в случае их выполнения из жаропрочной стали марки 35Х23Н7СЛ, что дает возможность оператору печи при сохранении заданной технологией обжига интенсивности теплопередачи от продуваемых сквозь печь газообразных продуктов сгорания топлива сырьевому шламу несколько снизить расход топлива или при допустимости по технологии обжига повышения интенсивности теплопередачи с сохранением неизменным расхода топлива в определенных пределах изменить настройки параметров работы печи с целью повышения ее производительности. Цепи заявляемой конструкции звеньев и цепи традиционной конструкции имеют равные значения площадей сечений: поперечных на своих коротких сторонах и на длинных сторонах - в плоскостях, перпендикулярных их большим осям симметрии, совпадающим с линиями натяжения цепей при их вывешивании (для типоразмера 25×120 - 490 мм2 , для 22×120 - 380 мм2), что определяет их равнопрочность на растяжение и разрыв, равную стоимость их производства, а также равные сроки службы (2-3 года в зависимости от особенностей каждого конкретного производства). Отсутствие статистических данных по отдельным предприятиям и цементной промышленности в целом по частоте аварийных остановов вращающихся обжиговых печей по причинам, вызванных образованием клубков спутанных цепей с их обрывом или без такового, а также стоимости ремонтно-восстановительных работ и потерь на невыпуск продукции во время их проведения не позволяет точно оценить экономический эффект от значительного снижения вероятности таких событий при использовании навесных цепей предлагаемой конструкции в тепловых завесах, однако наличие этого эффекта несомненно.
Таким образом, создана конструкция звеньев овальной конфигурации цепи стальной литой навесной для тепловых завес вращающихся обжиговых печей, в частности, для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу, применение которых приводит за счет значительного снижения вероятности образования в печи клубков спутанных цепей к уменьшению количества вызванных этим аварийных остановов печей, а также ввиду большей развитости их поверхности по сравнению с цепями, составленными из звеньев традиционной конструкции при равных весе, стоимости и сроке службы, к возможности экономии топлива или повышению производительности работы печи, что в конечном итоге определяет снижение затрат на выпуск единицы продукции (клинкера).
1. Звено цепи овальное литое стальное для навесных цепей тепловых завес вращающихся обжиговых печей, преимущественно для получения клинкера в производстве цемента по мокрому способу, представляющее собой тороидное тело, включающее в себя по две короткие и длинные части, первые из которых выполнены закруглёнными в виде расположенных зеркально относительно его малой оси симметрии половин кольцевых торов круглого поперечного сечения, а вторые - протяжёнными, расположенными зеркально относительно его большой оси симметрии, конфигурация которых определена и ограничена поверхностью, образованной касательным безотрывным скольжением окружности диаметром, равным диаметру круговых поперечных сечений коротких частей, по внешней стороне контура отверстия тороидного тела параллельно самим себе в плоскостях, перпендикулярных большой оси симметрии, при этом у тороидного тела в центральной части полости его отверстия имеются обращённые друг к другу закруглёнными вершинами выпуклости с зазором между ними, ограничивающие пространства для возможного перемещения каждого из двух введённых в зацепление соседних звеньев цепи, отличающееся тем, что обе длинные части тороидного тела выполнены вогнутыми к большой оси его симметрии с образованием двух упомянутых выпуклостей, причём контур отверстия тороидного тела в этих местах имеет форму, образованную двумя сунусоидоподобными волнами, обращёнными одна к другой своими закруглёнными максимумами, минимумы каждой из которых сопряжены с разными полуокружностями контура отверстия тороидного тела по коротким его частям.
2. Звено цепи по п. 1, отличающееся тем, что величина зазора между упомянутыми выпуклостями составляет 40 - 60% от диаметра тороидного тела на коротких его частях.
