Печь для обжига вермикулита (варианты)
Полезная модель направлена на повышение энергетической эффективности печи и, как следствие, снижение удельного расхода электроэнергии. Указанный технический результат достигается тем, что печь включает, выполненные из огнеупорного материала, противни, на поверхностях которых установлены электрические нагреватели. Первые два противня, обеспечивающие наибольшее вспучивание, установлены на одном уровне под углом друг к другу с возможностью пересыпания сырья с каждого из них на третий, ниже расположенный противень, который в совокупности с остальными, ниже расположенными и последовательно сопряженными противнями, обеспечивает окончательное вспучивание и доведение объемного веса вермикулита до требуемого значения. Второй вариант печи отличается от первого тем, что электрические нагреватели на поверхностях противней расположены с шагом, уменьшающимся от центра к периферийным участкам противней, чем обеспечивается дополнительное повышение энергетической эффективности печи за счет более равномерного распределения температур по всей поверхности противней. 2 н.п.ф., 2 илл.
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно, к технологическому оборудованию для производства вспученного вермикулита, нашедшего широкое применение в качестве засыпного теплозвукоизоляционного материала в строительстве и в качестве пористого заполнителя для легких бетонов и растворов.
Известна печь для обжига вермикулита (патент РФ 
47082, 10.08.2005, Б.И. 22), выполненная в виде плоских противней из огнеупорного материала, установленных друг по отношению к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья (вермикулитового концентрата) в процессе обжига с одного на другой, при этом противни снабжены электрическими нагревателями, расположенными на них.
Указанная печь обладает следующими недостатками.
Противни, обеспечивающие пересыпание вермикулита в процессе обжига с одного на другой, сопряжены последовательно, то есть так, что весь поток вермикулита в процессе обжига (вспучивания) пересыпается с верхнего противня на следующий, ниже расположенный и так далее до самого нижнего. Опыт промышленной эксплуатации таких печей [1, 2] показывает, что при объемном весе вермикулита ~700 кг/м 3, поступающего на верхний противень печи, на выходе из него частично вспучившийся вермикулит имеет объемный вес 200-220 кг/м3, на выходе из следующего (второго) противня 120-125 кг/м3, на выходе из следующего (третьего) противня 112-115 кг/м3. При этом электрическая энергия, подводимая к каждому из противней одинакова. Таким образом, энергетически более эффективным является верхний противень, так как на нем изменение объемного веса максимально и составляет ориентировочно 490 кг/м3, на втором противне объемный вес изменяется на ~97 кг/м3, на третьем изменение еще меньше, а если печь состоит из шести последовательно сопряженных противней, то изменение объемного веса на шестом (нижнем) противне составляет не более 0,5% от изменения объемного веса на верхнем (первом) противне.
Очевидно, что энергетическая эффективность вспучивания на каждом последующем противне при равных затратах энергии существенно убывает.
Другим недостатком известной печи является то, что распределение температуры по поверхности противней не одинаково: в центральной зоне противней температура выше, чем на периферийных участках. В процессе промышленной эксплуатации установлено, что пробы вермикулита, взятые в центральной части нижнего противня печи имеют объемный вес на 5-7% меньше, чем пробы взятые по краям противней [3], то есть периферийные участки противней энергетически менее эффективны, чем их центральные зоны.
Технический результат изобретения - повышение энергетической эффективности печи и, как следствие, снижение удельного расхода электроэнергии, затрачиваемой на вспучивания 1-го м3 вермикулита.
Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в печи для обжига вермикулита, включающей противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные друг по отношению к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, и снабженные электрическими нагревателями, расположенными на поверхностях противней, первые два противня установлены на одном уровне под углом друг к другу с возможностью пересыпания сырья с каждого из них на третий и остальные ниже расположенные и последовательно сопряженные противни.
Таким образом, два верхних противня работают с максимальной энергетической эффективностью и обеспечивают наибольшее вспучивание, а остальные, ниже расположенные и последовательно сопряженные противни, обеспечивают окончательное вспучивание и доведение объемного веса вермикулита до требуемого значения.
Указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что в печи для обжига вермикулита, включающей противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные друг по отношению к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, и снабженные электрическими нагревателями, расположенными на поверхностях противней, первые два противня установлены на одном уровне под углом друг к другу с возможностью пересыпания сырья с каждого из них на третий, ниже расположенный противень, а электрические нагреватели на поверхностях противней расположены с шагом, уменьшающимся от центра к периферийным участкам противней.
Во втором варианте печи, два верхних противня, также как и в первом варианте, работают с максимальной энергетической эффективностью и обеспечивают наибольшее вспучивание, а остальные, ниже расположенные и последовательно сопряженные противни, обеспечивают окончательное вспучивание и доведение объемного веса вермикулита до требуемого значения. Но в данном случае обеспечивается дополнительное повышение энергетической эффективности печи за счет более равномерного распределения температур по всей поверхности противней, которая достигается расположением электрических нагревателей на противнях с переменным шагом, уменьшающимся от центра к периферийным участкам противней.
На фиг.1 показана принципиальная схема электрической печи для обжига вермикулита. На фиг.2 показано расположение электрических нагревателей на поверхности противней.
Электрическая печь для обжига вермикулита (фиг.1) состоит из дозатора сырья, включающего бункер 1, барабан 2 и лотковые спуски 3 и 4 и установленных под углом друг к другу противней 5, 6, 7, 8, 9 и 10. Противни 5 и 6 установлены на одном уровне навстречу друг другу так, что сырье (вспучивающийся вермикулит) не может пересыпаться с одного на другой, а противни 7, 8, 9 и 10 расположены ниже один за другим с возможностью пересыпания вермикулита с одного на другой.
Например, противень 10 печи (фиг.2) выполнен в виде плоской огнеупорной поверхности, с размещенными на ней электрическими нагревателями 11, соединенными между собой в электрическую цепь. Электрические нагреватели установлены на поверхности противня с переменным шагом t, причем так, что t1<t 2>t3>t4>ti
Печь для обжига вермикулита работает следующим образом (фиг.1). Сырье (вермикулитовый концентрат) из бункера 1 подается барабаном 2 по лотковым спускам 3 и 4, ширина которых равна ширине противней В (фиг.2). Конструкция дозатора сырья обеспечивает его подачу непрерывными, равномерно распределенными по ширине и равными потоками на верхние противни печи 5 и 6.
Так как оба верхних противня обладают максимальной энергетической эффективностью, то на них при обжиге достигается максимальное вспучивание и уменьшение объемного веса вермикулита. Потоки вспучивающегося вермикулита с каждого из противней 5 и 6 пересыпаются на ниже расположенный противень 7 и остальные, последовательно сопряженные противни 8, 9, 10. Пересыпаясь по противням 7, 8, 9 и 10 вермикулит также подвергается обжигу, на каждом из них изменяя свой объемный вес и окончательно вспучивается на выходе из печи, достигая требуемого значения объемного веса.
Таким образом, при той же электрической мощности печи, состоящей из шести противней, с равным распределением электрической энергии по противням 5-10, количество подвергающегося обжигу вермикулита увеличивается, так как сырье подается сразу на два верхних противня 5 и 6. За счет этого количество вспученного вермикулита, выходящего из печи, так же возрастает, а удельный расход электроэнергии, затрачиваемой на вспучивание одного м3 вермикулита, уменьшается.
При установке на противни электрических нагревателей 11 с шагом t (фиг.2), уменьшающимся от центра к периферийным участкам противня 1, неравенство температур в центральной зоне и на периферийных участках устраняется. Поэтому частицы вермикулита, проходящие в центре противней и по его краям подвергаются одинаковому температурному воздействию и вспучиваются одинаково, приобретая требуемое значение объемного веса.
Таким образом, достигается технический результат изобретения - повышение энергетической эффективности печи и снижение удельного расхода электроэнергии.
1. А.И.Нижегородов. Новая концепция печей для обжига вермикулитовых концентратов «Строительные и дорожные машины», 10, Москва, 2007.
2. А.И.Нижегородов. Некоторые аспекты технологии подготовки и обжига вермикулитовых концентратов в электрических печах. «Строительные материалы», 11, Москва, 2007 (приложение 10-«Технологии»).
3. А.И.Нижегородов. Третье поколение электрических модульных спусковых печей для обжига вермикулитовых концентратов серии ПЭМС.«Строительные материалы», 11, Москва, 2008 (приложение «Технологии»).
1. Печь для обжига вермикулита, включающая противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, и снабженные электрическими нагревателями, расположенными на поверхностях противней, отличающаяся тем, что первые два противня установлены на одном уровне под углом друг к другу с возможностью пересыпания сырья с каждого из них на третий и последующие ниже расположенные противни.
2. Печь для обжига вермикулита, включающая противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные по отношению друг к другу под углом, обеспечивающим пересыпание сырья в процессе обжига с одного на другой, и снабженные электрическими нагревателями, расположенными на поверхностях противней, отличающаяся тем, что первые два противня установлены на одном уровне под углом друг к другу с возможностью пересыпания сырья с каждого из них на третий, ниже расположенный противень, а электрические нагреватели на поверхностях противней расположены с шагом, уменьшающимся от центра к периферийным участкам противней.
