Звено цепи литое

Полезная модель относится стальным цепям навесным для тепловых завес вращающихся обжиговых печей, в частности для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу.

Технической задачей полезной модели является создание конструкции звена цепи стальной литой, применение которой приводит либо к снижению затрат на оснащение печей навесными цепями, либо к экономии топлива, либо к повышению производительности печей, либо к сочетанию этих эффектов, а в конечном итоге - к снижению затрат на выпуск единицы продукции.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в дополнительном увеличении площади поверхности звеньев цепей круглой или овальной конфигурации при сохранении их массы, что обуславливает повышение значения коэффициента К и, как следствие, интенсивности теплопередачи в сырьевой шлам.

Сущность полезной модели состоит в том, что на поверхности звена цепи стальной литой навесной для тепловых завес вращающихся обжиговых печей овальной или круглой конфигурации, представляющее собой тороидное тело 1 круглого сечения имеющего развитую поверхность за счет выполненных на ней выпуклостей в виде гребешков полукруглого профиля 2 (а и в) и 3 (а и в), дополнительно выполнены выпуклости в виде гребешков полукруглого профиля 4 (а и в), часть которых - 4а, опоясывает тело 1 звена цепи по меньшей по части периметра его поперечного сечения, а остальные выполненные дополнительно выпуклости 4в закольцованы по всему периметру поперечного сечения тела 1 звена цепи, при этом на поверхности тела 1 звена цепи овальной конфигурации дополнительные выпуклости 4а могут быть выполнены только на полукруглых частях тела 1 звена цепи, тогда как на прямолинейных - идущие по встречным спиралям выпуклости 3(а и в) в этом случае выполнены с уменьшенным вдвое шагом. Во всех случаях пересечения дополнительных выпуклостей 4 (а и в) с другими поверхностями выполнены со скруглениями.

Цепи со звеньями заявляемой конструкции могут быть изготовлены по известным технологиям литья, в том числе - по технологии ЛГМ, из любых марок стали с любыми применяемыми в современном производстве типоразмерами с коэффициентом К, достигающим значений ~25-26 мм²/г и выше для звена 25×120 овальной конфигурации при неизменной массе.

Таким образом, создана конструкция звена цепи, применение которой приводит к дополнительному снижению затрат на выпуск единицы продукции (клинкера).

Полезная модель относится 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 круглой или овальной конфигурации, имеющие постоянное поперечное сечение в круга (см. сайты ведущих производителей этой продукции: в Российской федерации - ООО ЗЛЗ «Метапласт», г.Златоуст Челябинской обл., URL - http://metaplast.biz, http://fromzlatoustg.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 & Со. KG, URL - http://www.kettenfabrik-unna.de).

Известны также цепи, которые конструктивно при выполнении их из стали соответствующей марки литьем или гибкой стального прутка с последующей сваркой встык 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 круглой или овальной конфигурации, имеющие как постоянное, так и переменное по длине тела звена цепи поперечное сечение в виде кругов, эллипсов, прямоугольников со скругленными углами и множества других форм (US 3796246, US 4110971, US 6895739, US 7389634), с дополнительными перемычками различных сечений (US 3864906, US 4498284, US 4627232), а с двумя выступами, расположенными симметрично на серединах противоположных больших внутренних сторон тороидного тела звена цепи овальной конфигурации, ограниченных поверхностями усеченных квазиконусов с овальными основаниями, меньшие из которых обращены навстречу друг другу, вогнутыми образующими боковых поверхностей, эллипсоидными вершинами и высотами, лежащими в плоскости наибольшего продольного сечения тела звена цепи 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, при этом упомянутые выступы предназначены для ограничения перемещений внутри данного звена других сцепленных с звеньев цепи с целью облегчения ее натяжения в процессе работы (US 2006/0053766).

Кроме того, известны цепи стальные литые навесные для тепловых завес вращающихся обжиговых печей, в частности для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу, звенья которых имеют развитую поверхность и представляют собой выполненные литьём круглые дискообразные с центральным круглым отверстием, на плоских боковых поверхностях которых выполнены выпуклости в виде лежащих радиально фрагментов усеченных конусов, каждая из которых расположена напротив промежутка между двумя выпуклостями на другой стороне звена цепи, а также цепи, составленные из с развитой поверхностью, представляющих собой литые цилиндрические кольца, по периметру середины внешней поверхности которых выполнен гребешок полукруглого профиля, имеющий зигзагообразные изгибы (см. статью «Метапласту» - 10 лет» в журнале «Цемент и его применение» 5 за 2009 г, стр.96, 97, УДК 666 884).

Общим недостатком всех перечисленных конструкций звеньев, составляющих цепи, при их использовании в навесках для устройства тепловых завес вращающихся обжиговых печей для изготовления клинкера в цементном по мокрому способу является небольшие значения коэффициента К-отношение площади поверхности звена к его массе, определяющего интенсивность процессов передачи тепла продуваемых сквозь печь газообразных продуктов сгорания топлива (газа, мазута) цепям в их вывешенном состоянии и последующей теплоотдачи ими в сырьевой шлам в погруженном после проворота печи в него состоянии для его прогрева, сушки, первичного комкования и последующего распада гранул, сопровождающих первые стадии физико-химических превращений исходных сырьевых материалов в клинкер: выгорание органических примесей, разложение глинистой составляющей и дегидратацию, на то что требуется значительное, определяемое производительностью печи, количество тепла и, следовательно, ввиду малости коэффициента К, большой объем цепей по массе - до 175-200 тонн на одну печь при высоком расходе топлива. Кроме того, звенья цепей круглой конфигурации с развитой поверхностью, представленные ООО «ЗЛЗ-Метапласт», обладают более низким сроком службы в условиях химико-термического износа равной интенсивности по нормали к любой поверхности по сравнению с традиционно применяемыми, изготовленными из той же стали, с одинаковыми массой и диаметром внутреннего отверстия в силу конструктивно обусловленной разницы в характерных размерах их поперечных сечений: толщина звена цепи в первом случае заведомо меньше диаметра звена цепи во втором.

Известны цепи стальные литые навесные для тепловых завес вращающихся обжиговых печей, в частности для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу, звенья которых овальной или круглой конфигурации, представляющие собой тороидные тела круглого поперечного сечения, имеют значительно более развитую, чем в описанных выше случаях, поверхность за счет выполненных на ней выпуклостей в виде гребешков полукруглого продольно закольцовано по периметрам середин внешней, внутренней и обеих боковых сторон, а также по меньшей мере двум, опоясывающим тело звена цепи, спиралям левого и правого вращения, при этом взаимные пересечения поверхностей выполнены со округлениями (патент РФ на полезную модель 96922 - прототип).

К недостаткам таких звеньев цепи следует отнести неравномерную плотность развитости их поверхности за счет отсутствия выпуклостей (гребешков) на значительных по площади участках внешней и боковых поверхностей у звеньев круглой конфигурации и у звеньев овальной конфигурации на их закругленных частях тела, а на прямолинейных частях тела - еще и на участках внутренних поверхностей, что конструктивно обусловлено при неизменности величин шагов спиралей опоясывающих гребешков вдоль осевой тела звена цепи (геометрическое место центров тяжести поперечных сечений тела звена цепи) большим расстоянием между их соседними витками на внешней поверхности звена цепи, чем на внутренней, и, как следствие, недостаточно высокие значения коэффициента К.

Технической задачей полезной модели является создание конструкции звена цепи стальной литой навесной для тепловых завес вращающихся обжиговых печей, в частности для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу, применение которой приводит либо к снижению затрат на оснащение цепями, либо к экономии топлива, либо к повышению производительности печей, либо к сочетанию этих эффектов, а в конечном итоге - к снижению затрат на выпуск единицы продукции.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в дополнительном увеличении площади поверхности звеньев цепей круглой или овальной конфигурации при сохранении их массы, что обуславливает повышение значения коэффициента К и, как следствие, интенсивности теплопередачи в сырьевой шлам.

Сущность полезной модели состоит в том, что на поверхности звена цепи стальной литой навесной для тепловых завес вращающихся обжиговых печей овальной или круглой конфигурации, представляющего собой тороидное тело круглого сечения, имеющего развитую поверхность за счет выполненных на ней выпуклостей в виде гребешков полукруглого профиля, в том числе по большей мере четырёх, закольцованных продольно по периметрам середин внешней, внутренней и боковых сторон, а также по меньшей мере двух, опоясывающих звена цепи по спиралям левого и правого вращения, дополнительно выполнены выпуклости в виде гребешков полукруглого профиля, опоясывающие тело звена цепи по меньшей мере по части периметра его поперечного сечения: от каждого места взаимного пересечения идущих по встречным спиралям выпуклостей на одной боковой поверхности до такого же места на другой через внешнюю поверхность тела звена цепи, кроме того на поверхности прямолинейных частей звена цепи овальной конфигурации выполненные дополнительно выпуклости закольцованы по всему периметру поперечного сечения тела звена цепи или на поверхности цепи овальной конфигурации могут только на полукруглых частях тела звена цепи, тогда как на прямолинейных - идущие по встречным спиралям выпуклости в этом случае выполнены с уменьшенным вдвое шагом, при этом во всех случаях пересечения дополнительных выпуклостей с выполнены со округлениями.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлены звенья цепи овальной и круглой конфигурации круглого поперечного сечения заявляемой конструкции: на Фиг.1 - звено цепи круглой конфигурации круглого поперечного сечения, имеющее на своей поверхности выпуклости в виде гребешков полукруглого профиля, две из которых продольно закольцованы по периметрам наружной и внутренней поверхностей, два других опоясывают тело звена по спиралям левого и правого вращения, а шестнадцать дополнительных - опоясывают тело звена цепи по части периметра его поперечного сечения от каждого места взаимного пересечения идущих по встречным спиралям выпуклостей на одной боковой поверхности до такого же места на другой через внешнюю поверхность тела цепи; на Фиг.2 - А-А звена цепи, изображенного на Фиг.1; на Фиг.3 - сечение В-В звена цепи, изображенного на Фиг.1; на Фиг.4 - звено цепи овальной конфигурации круглого поперечного сечения, имеющее на своей поверхности выпуклости в виде гребешков полукруглого профиля две из которых продольно закольцованы по периметрам и внутренней поверхностей, две других опоясывают тело звена цепи по спиралям левого и правого вращения, а двенадцать дополнительных - опоясывают тело звена цепи: на закругленных его участках по части периметра его поперечного сечения от каждого места взаимного пересечения идущих по встречным спиралям выпуклостей на одной боковой поверхности до такого же места на другой через внешнюю поверхность тела звена цепи, на прямолинейных участках тела звена цепи - по всему периметру его поперечного сечения; на Фиг.5 - сечение А-А звена цепи, изображенного на Фиг.4; на Фиг.6 - сечение В-В звена цепи, изображенного на Фиг.4; на Фиг.7 - звено цепи овальной конфигурации круглого поперечного сечения, имеющее на своей поверхности выпуклости в виде гребешков полукруглого профиля, две из которых продольно закольцованы по периметрам наружной и внутренней поверхностей, две других опоясывают тело звена цепи по спиралям левого и правого вращения, а восемь дополнительных - опоясывают тело звена цепи на закругленных его участках по части периметра его поперечного сечения от каждого места взаимного пересечения идущих по встречным спиралям выпуклостей на одной боковой поверхности до такого же места на другой через внешнюю поверхность тела звена цепи, при этом на прямолинейных тела звена идущие по встречным спиралям выпуклости выполнены с уменьшением вдвое шагом на Фиг.8 - сечение А-А звена цепи, изображенного на Фиг.7; на Фиг.9 - сечение В-В звена цепи, изображенного на Фиг.7.

Звено цепи стальной литой навесной для тепловых завес вращающихся обжиговых печей круглой или овальной конфигурации представляет собой тороидное тело 1 круглого поперечного сечения, на поверхности которого выполнены выпуклости 2 (а и в), 3 (а и в) и 4 (а и в) в виде гребешков полукруглого профиля, две из которых 2а и 2в продольно закольцованы по периметрам наружной и внутренней поверхностей соответственно, две других 3а и 3в опоясывают тело звена цепи по спиралям левого и правого вращения соответственно, а дополнительные 4а: шестнадцать - на поверхности звена цепи круглой конфигурации (см. Фиг.1) и восемь - на закругленных частя звена цепи овальной конфигурации (см. Фиг.4 и Фиг.7) опоясывают тело 1 звена цепи по части его периметра его поперечного сечения от каждого места взаимного пересечения идущих по встречным спиралям выпуклостей 3а и 3в на одной боковой поверхности до такого же места на другой через внешнюю поверхность тела 1 звена цепи, и, кроме того, четыре дополнительные выпуклости 4в на прямолинейных участках звена цепи овальной конфигурации, которые опоясывают его 1 по всему периметру поперечного сечения (см. Фиг.4); в другом же варианте исполнения звена цепи овальной конфигурации на прямолинейных участках его тела 1 идущие по встречным спиралям выпуклости 3а и 3в выполнены с уменьшенным вдвое шагом (см. Фиг.7). Во всех случаях пересечения всех выпуклостей с остальными поверхностями выполнены со округлениями. В сечениях тела звена цепи 1 по А-А и В-В (см. Фиг.2, 3, 5, 6, 8, и 9) диаметр тела звена цепи 1 обозначен как D1, диаметр окружности, описанной вокруг всех, имеющих одинаковые высоту и радиус R профиля выпуклостей 2 (а и в), 3 (а и в) и 4 (а и в), обозначен как D2. На чертежах звенья цепи заявляемой конструкции представлены без выпуклостей, закольцованных продольно по периметрам середин боковых сторон, так как их выполнение при выбранных пропорциях характерных размеров тела звена цепи и выпуклостей (D1, R и D2) привело бы к излишней «размазанности» выпуклостей по телу звена цепи, что отрицательно сказалось бы на способности цепи определенного объема сырьевого шлама, ускоренно высыхающего и осыпающегося при вывешивании цепи, становясь дополнительными центрами первичного комкования дегидратирующегося сырьевого шлама, что, в свою очередь, интенсифицирует процесс превращения сырьевого шлама в клинкер.

Цепи стальные навесные для тепловых завес вращающихся обжиговых печей овальной и круглой конфигураций со звеньями заявляемой конструкции могут быть изготовлены по известным технологиям - литьем в землю, литьем в формы с хододнотвердеющих 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, при цемента, типоразмерами звеньев - от 19×100 до 28×120 овальной конфигурации и от 19×90 до 28×120 круглой конфигурации, где первое число в обозначении указывает диаметр тела звена цепи в мм, второе - наибольший размер внутреннего отверстия в мм, в тепловых завес обжиговых печей длины (количества звеньев в плети) - до 6 м (50 звеньев) и выше. Наибольшее применение имеют звенья цепей следующих типоразмеров - 25×120 и 25×100 для овальной и круглой конфигураций соответственно, для которых значение коэффициента К - отношение площади поверхности звена к его массе, определяющий интенсивность процессов передачи тепла продуваемых сквозь печь газообразных продуктов сгорания топлива (газа, мазута) цепям в их вывешенном состоянии и последующей теплоотдачи ими в сырьевой шлам в погруженном после проворота печи в него состоянии, у звеньев цепи традиционной конструкции - без каких бы то ни было выпуклостей на их поверхности - как овальной, так и круглой конфигурации составляет ~ 20,5 мм²/г, у звеньев цепи с развитой поверхностью конструкции прототипа с высотой выпуклостей 2,5 мм - 23-24 мм² /г цепи заявляемой конструкции со значениями тела D1=21 мм, радиусом профиля всех выпуклостей k=3 мм и диаметром описанной вокруг выпуклостей окружности 02=26 мм ~ 25-26 мм²/г и выше при одной и той же массе звена (~1420 г у звена цепи круглой конфигурации и ~ 1505 г - овальной конфигурации). Подобное коэффициента К сохраняется и для остальных типоразмеров звеньев цепи. Применение в навесках тепловых завес цепей со звеньями с развитой поверхностью заявляемой конструкции, имеющими увеличенное значение коэффициента К, обеспечивает более быструю необходимого количества тепла сырьевому шламу, что позволяет либо повысить производительность печей, либо уменьшить количество цепей в тепловой завесе, либо снизить расход топлива, либо сочетать эти эффекты. Округления в местах пересечения всех поверхностей звена цепи предлагаемой конструкции снижает литейные напряжения и повышает технологичность отливки. Радиуса скруглений при использовании технологии ЛГМ нецелесообразно выполнять большими, чем 2,5-3,0 мм.

Таким образом, создана конструкция звена цепи стальной литой навесной для тепловых завес вращающихся обжиговых печей, в частности для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу, как круглой, так и овальной конфигурации, применение которой приводит либо к снижению затрат на навесными цепями, либо к экономии топлива, либо к повышению производительности печей, либо к сочетанию этих эффектов, а в конечном итоге - к дополнительному снижению затрат на выпуск единицы продукции (клинкера).

1. Звено цепи стальной литой навесной овальной или круглой конфигурации для тепловых завес вращающихся обжиговых печей, представляющее собой тороидное тело круглого поперечного сечения, имеющее развитую поверхность за счет выполненных на нем выпуклостей в виде гребешков полукруглого профиля постоянной высоты, в том числе по большей мере четырех, закольцованных продольно по периметрам середин внешней, внутренней и боковых сторон, а также по меньшей мере двух, опоясывающих тело цепи по спиралям левого и правого вращения, при этом взаимные пересечения поверхностей выполнены со скруглениями, отличающееся тем, что на упомянутой поверхности выполнены дополнительные выпуклости в виде гребешков полукруглого профиля, опоясывающих тело звена цепи по меньшей мере по части периметра его поперечного сечения.

2. Звено по п.1, отличающееся тем, что дополнительные выпуклости выполнены соединяющими каждое место взаимного пересечения идущих по встречным спиралям выпуклостей на одной боковой поверхности с таким же местом на другой через внешнюю поверхность тела звена цепи.

3. Звено по п.1 или 2, отличающееся тем, что на поверхности прямолинейных частей звена цепи овальной конфигурации выполненные дополнительно выпуклости закольцованы по всему периметру поперечного сечения тела звена цепи.

4. Звено по пп.1 и 2, отличающееся тем, что на поверхности звена цепи овальной конфигурации дополнительные выпуклости выполнены только на закругленных частях тела звена цепи, а на прямолинейных идущие по встречным спиралям выпуклости выполнены с уменьшенным вдвое шагом.

5. Звено цепи по п.1, отличающееся тем, что все пересечения дополнительных выпуклостей с другими поверхностями выполнены со скруглениями.