Муфельная вращающаяся печь
Полезная модель относится к устройствам для термической обработки материалов, не допускающим контакта с теплоносителем, например для обжига порошкообразных материалов, и может быть использована в химическом машиностроении для получения катализаторов. Муфельная печь, включающая вращающийся от привода в опорах рамы барабан, по меньшей мере, одно горелочное устройство, соединенное с каналами подвода горючего вещества и воздуха, и канал прохода теплоносителя, снабжена неподвижным кожухом, жестко скрепленным с рамой, при этом горелочное устройство установлено внутри канала прохода теплоносителя, выполненного в виде полости, образованной внешней поверхностью барабана и внутренней поверхностью неподвижного кожуха, ось вращающегося в опорах рамы барабана наклонена к горизонтали под углом, а внешняя поверхность барабана и внутренняя поверхность неподвижного кожуха выполнены конгруэнтными. Задачей и техническим результатом данной полезной модели является упрощение конструкции. 1 н.п. ф-лы, 3 з.п. ф-лы, 2 илл.
Полезная модель относится к устройствам для термической обработки материалов, не допускающим контакта с теплоносителем, например для обжига порошкообразных материалов, и может быть использована в химическом машиностроении для получения катализаторов.
Известна высокотемпературная муфельная вращающаяся печь с комбинированной футеровкой, где за счет применения муфеля, являющегося одновременно футеровкой печи, совмещенного с топкой печи, а в нем над каналами для прохода газа теплоносителя выполнены с примыканием к вращающемуся корпусу барабана каналы для подачи вторичного воздуха к топке печи, причем каналы вторичного воздуха выполнены с внутренним рельефом, состоящим из продольных волнообразных углублений по длине каналов - уменьшены теплопотери и удельный расход топлива (см. описание изобретения к патенту РФ №2112189, МПК 7 F 27 B 7/28, F 27 B 5/10, опубл. 27.05.1998).
Недостатком известной конструкции является сложность, которая заключается в стенках со встроенными каналами и в топке, встроенной в торец муфеля.
Задачей и техническим результатом данной полезной модели является упрощение конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что муфельная печь, включающая вращающийся от привода в опорах рамы барабан, по меньшей мере, одно горелочное устройство, соединенное с каналами
подвода горючего вещества и воздуха, и канал прохода теплоносителя, снабжена неподвижным кожухом, жестко скрепленным с рамой, при этом горелочное устройство установлено внутри канала прохода теплоносителя, выполненного в виде полости, образованной внешней поверхностью барабана и внутренней поверхностью неподвижного кожуха, ось вращающегося в опорах рамы барабана наклонена к горизонтали под углом 
, а внешняя поверхность барабана и внутренняя поверхность неподвижного кожуха выполнены конгруэнтными.
Кроме того, каналы подвода горючего вещества и воздуха могут быть скреплены с неподвижным кожухом, канал подвода воздуха может быть соединен с каналом прохода теплоносителя.
Кроме того, привод барабана может быть выполнен с изменяемой угловой скоростью вращения, а, по меньшей мере, одна опора барабана может быть снабжена средством изменения угла .
Кроме того, горелочное устройство может быть выполнено в виде спиралевидной трубы, закрепленной на внутренней поверхности неподвижного кожуха, соединенной с каналом подвода горючего вещества, и снабженной, по меньшей мере, одним отверстием в боковой поверхности для выхода и сгорания горючего вещества.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых изображено: на фиг.1 - общий вид вращающейся муфельной печи сбоку, на фиг.2 - поперечный разрез муфельной вращающейся печи по А-А с фиг.1.
Муфельная вращающаяся печь состоит из рамы 1, опор 2, вращающегося барабана 3, горелочного устройства 4, канала 5 прохода теплоносителя, неподвижного кожуха 6, жестко скрепленного с рамой 1, канала 7 подвода горючего, канала 8 подвода воздуха, канала 9 подвода горючего вещества, узла загрузки 10, узла выгрузки 11, электродвигателя 12, редуктора 13, муфты 14, канала 15 выхода отработавшего теплоносителя. Муфельная вращающаяся печь установлена под углом наклона оси вращающегося барабана к горизонтали. При этом угол
обеспечивает постепенное перемещение обрабатываемого материала 16 от узла загрузки 10 к узлу выгрузки 11 за технологически необходимое время. Угол может изменяться с помощью средства 17, изменения этого угла, например, в виде винтового домкрата.
На фиг.1 стрелками показано поступление воздуха и выход отработавшего теплоносителя.
На фиг.2 изображены: рама 1, вращающийся барабан 3, горелочное устройство 4, неподвижный кожух 6, канал 5 прохода теплоносителя, обрабатываемый материал 16. Направление вращения барабана указано стрелкой.
Муфельная печь работает следующим образом. Через узел загрузки 10 обрабатываемый материал 16 засыпается внутрь барабана 3, который вращается в опорах 2 рамы 1 благодаря приводу, включающему электродвигатель 12, редуктор 13 и муфту 14. Внутри канала 5 прохода теплоносителя горелочное устройство 4 нагревает внешнюю поверхность вращающегося барабана 3, при этом контакта продуктов сгорания и обрабатываемого материала 16 не происходит. К горелочному устройству 4 поступает горючее вещество по каналу 9 подвода горючего вещества и воздух по каналу 8 его подвода. Отработавший теплоноситель выходит через канал 15. Угол наклона оси барабана к горизонтали выбирается в зависимости от скорости вращения барабана, температурного режима и длительности температурной обработки материала 16. Обрабатываемый материал 16, прошедший обработку, извлекают из муфельной печи через узел выгрузки 11. Максимальная температура нагрева муфельной печи определяется жаростойкостью материалов барабана, кожуха. В процессе вращения барабана обрабатываемый материал поднимается внутренней стенкой барабана на некоторую высоту за счет сил трения. На определенной высоте происходит ссыпание обрабатываемого материала вниз. Так как ось барабана наклонена под углом - ссыпание вниз происходит со смещением обрабатываемого материала в сторону уклона барабана. В процессе
обработки обрабатываемый материал постепенно сдвигается в сторону узла выгрузки. Это перемещение зависит от угла наклона оси барабана к горизонтали, выбранной угловой скорости вращения барабана и конкретных свойств обрабатываемого материала, в т.ч. сил сцепления между ним и внутренней поверхностью барабана. Для обработки материала необходима определенная комбинация температуры, угла и скорости вращения барабана. В заявляемом устройстве эти параметры могут варьироваться. Температура - с помощью изменения подачи горючего вещества к горелочному устройству, угол - с помощью винтового устройства, а скорость углового вращения, например, с помощью использования электродвигателя постоянного тока и устройства изменения силы тока.
Горелочное устройство 4 может быть выполнено в виде спиралевидной трубы, по которой подводится горючее вещество из канала 9 подвода горючего вещества. В спиралевидной трубе, закрепленной на внутренней поверхности неподвижного кожуха 6, имеется несколько отверстий, из которых выходит горючее вещество и сгорает в канале 5 прохода теплоносителя благодаря поступающему туда воздуху из канала 8 подвода воздуха. Для первоначального розжига горелочного устройства может быть использовано электроискровое устройство в комбинации с запальной горелкой. Для интенсификации процесса горения и повышения тепловой мощности горелочного устройства в канале подвода воздуха может быть использовано нагнетательное средство в виде вентилятора с электроприводом для увеличения количества воздуха, подаваемого к горелочному устройству. Для контроля процесса горения в неподвижном корпусе может быть установлено смотровое окно. Для защиты от последствий затухания горелочного устройства, может быть установлено устройство блокировки подачи газа, срабатывающее от датчика термопары. Подвод горючего вещества осуществляется по газовой магистрали.
Заявленная полезная модель может быть осуществлена с помощью известных в области техники средств и компонентов и соответствует условию "промышленная применимость".
1. Муфельная печь, включающая вращающийся от привода в опорах рамы барабан, по меньшей мере, одно горелочное устройство, соединенное с каналами подвода горючего вещества и воздуха, и канал прохода теплоносителя, отличающаяся тем, что она снабжена неподвижным кожухом, жестко скрепленным с рамой, при этом горелочное устройство установлено внутри канала прохода теплоносителя, выполненного в виде полости, образованной внешней поверхностью барабана и внутренней поверхностью неподвижного кожуха, ось вращающегося в опорах рамы барабана наклонена к горизонтали под углом, а внешняя поверхность барабана и внутренняя поверхность неподвижного кожуха выполнены конгруэнтными.
2. Муфельная печь по п.1, отличающаяся тем, что каналы подвода горючего вещества и воздуха скреплены с неподвижным кожухом, канал подвода воздуха соединен с каналом прохода теплоносителя.
3. Муфельная печь по п.2, отличающаяся тем, что привод барабана выполнен с изменяемой угловой скоростью вращения, а, по меньшей мере, одна опора барабана снабжена средством изменения угла наклона оси барабана к горизонтали.
4. Муфельная печь по любому пп.1-3, отличающаяся тем, что горелочное устройство выполнено в виде спиралевидной трубы, закрепленной на внутренней поверхности неподвижного кожуха, соединенной с каналом подвода горючего вещества, и снабженной, по меньшей мере, одним отверстием в боковой поверхности для выхода и сгорания горючего вещества.
