Пристрій для отримання гранульованого пеносіліката

 

Винахід відноситься до барабанним прохідним печей для виробництва насипних, легковагих будівельних матеріалів, а саме до печей для виробництва гранульованого пеносіліката. Матеріал може бути використаний в якості ефективного теплоізоляційного матеріалу і легкого наповнювача в будівельних конструкціях.

Пеносиликат взагалі і піноскло, зокрема, як блочного, так і гранульованого типу є неорганічними силікатними матеріалами, що містять у своєму обсязі значні кількості газової фази. Процес отримання цього матеріалу полягає у виготовленні шихти, що складається на 95-97% з скла і на 5-3% з газоутворювачів (карбонатних, наприклад вапняку або вуглецевих, наприклад деревного вугілля, коксу, сажі), нагріванні шихти до температури пиропластичного стану силікатів. При цій температурі зерна скла спікається, а що утворилися в результаті розкладання газоутворюючих добавок гази спучують високов'язких скломасу. Після випалу і охолодження виходить пористий матеріал з високими теплоізоляційними властивостями і великою механічною міцністю [Коротка хімічна енциклопедія // Радянська енциклопедія. - М. - 1965. - Т.4. - С.1033-1034].

ного розчину силікату натрію, причому водний розчин силікату натрію потім з отриманої композиції формують скочуванням гранули, які термообробці в обертовій барабанної печі до піноутворення отриманої композиції і сферичних гранул пеносіліката. Загальні питання отримання піноскла, в тому числі і гранульованого, описані в монографіях [Демидович Б.К. Виробництво і застосування піноскла. Мінськ, Наука і техніка, 1972, с.304. Демидович Б.К. Піноскло. Мінськ, Наука і техніка, 1975, с.248].

Конструкційні особливості барабанних прохідних печей для виробництва гранульованого пеносіліката описані в ряді патентів. Загальним у всіх технічних рішеннях є наявність похилого обертового барабана, в якому при високій температурі відбувається обробка матеріалу. Є численні варіанти здійснення цього процесу при змінах у підводі тепла, теплоносіях, організації матеріальних і теплових потоків, способи подачі матеріалів, кріплення барабана і т.д.

Ефективність теплообміну може бути підвищена і в печі для термообробки неспекающіхся сипучих матеріалів (Патент РФ №2123161, МКИ F 27 В 7/00. Піч для термічної обробки неспекающіхся сипучих матеріалів / Бурангулов М.М.. - Заьних пристроїв). Спіралеподібне вставка висотою не менше 1/3 внутрішнього діаметра барабана створює впорядкований потік матеріалу всередині печі.

Наприклад, обертається електропіч для термічної обробки сипучих матеріалів [Патент РФ №2240479, МКИ F 27 В 7/00. Ротаційна електрична піч / Бланк О.Д., Богданов С.А., Герасимов В.А., Додон Р.В, Ісаков М.П., Орищенко А.С., Піменов О.В., Рибін В.В., Синява Р.Р., Тимофєєв В.М. - Заявл. 03.12.2002. - Опубл. 20.11.2004] містить теплоізольованою трубу, опори у вигляді ковзанок, механізм обертання труби, завантажувальну тічку, металевий екран та встановлений нерухомо вздовж осі труби електронагрівач, виконаний у вигляді пустотілої балки, жорстко закріпленою з одного боку, забезпеченою шаром електроізоляції, нагрівальними елементами у вигляді спіралей, розташованих навколо балки і захисним чохлом, оточуючим нагрівальні елементи. Між зовнішньою поверхнею пустотілої балки і шаром електроізоляції введений шар теплоізоляції, а всередину пустотілої балки, для її охолодження подається повітря, що подається в систему утилізації тепла, наприклад, для підсушування оброблюваного матеріалу.

Двобарабанна піч [Патент РФ №2059956, МКИ F 27 В 7/00, 7/02. Двобарабанна піч / Квіток В.І., Голубєв В.П.,�енная для виробництва активного вугілля, складається з встановлених один над одним під кутом до горизонталі обертових барабанів з вхідними і вихідними патрубками, пальникового пристрою, пересипной камери і газоходу, що з'єднує завантажувальну головку верхнього барабана і розвантажувальну головку нижнього барабана. При роботі печі виділяються з вугілля леткі компоненти догорають, ніж знижується витрата палива, збільшується термін служби котла-утилізатора, знижується вміст летючих у вугіллі і т.д.

Трубчаста піч [Авторське свідоцтво СРСР №531973, МКИ F 27 В 7/00. Обертова піч / Дешко Ю.І., Шелудька В.В., Биховський М.Л., Розенблюм Ю.М.-Б. - Заявл. 28.04.1975. - Опубл. 15.10.1976] призначена для теплообміну між крупнокусковим і дрібнозернистим матеріалами шляхом безпосереднього контакту. Для поділу матеріалів на фракції торці барабана виконані перфорованими.

Найбільш близьким технічним рішенням по сукупності ознак і досягати результату до пропонованого є пристрій для виготовлення зернистого матеріалу [Патент РФ №2035021, МКИ F 27 В 7/00. Пристрій для виготовлення зернистого матеріалу / Пилаев А.Я. - Заявл. 15.06.1992. - Опубл. 10.05.1995. - Прототип], в якому здійснюється термообробка матеріалу сипучим теплоносите�ється теплообмінником, а всередині кожуха знаходиться гвинтова спіраль. Спочатку сипучий теплоносій завантажують в барабан. При обертанні барабана сипучий теплоносій прокидається через сито у вивантажувального кінця всередину кожуха барабана, де завдяки гвинтової спіралі він переміщається до завантажувального кінця, нагріваючись. Переміщений до верхнього кінця теплоносій прокидається через отвори барабана всередину барабана, де змішується з оброблюваним матеріалом, і знову переміщується до вигрузочному кінця, де матеріал відокремлюється від сипучого теплоносія, прокидається всередину кожуха.

Недоліками прототипу пристрою є недостатньо високу якість готового продукту, ненадійність роботи установки та значне енергоспоживання.

Завданням створення винаходу є підвищення якості продукту, зниження енергоспоживання і підвищення надійності роботи конструкції.

Поставлена задача вирішується за допомогою ознак, зазначених у формулі винаходу, таких як пристрій для отримання гранульованого пеносіліката, що містить встановлений з ухилом у бік розвантаження обертовий барабан, що обігрівається піччю, живильники для сировинного матеріалу і сипучого теплоносія, течк�ичительних істотних ознак, таких як всередині обертового барабана виконані поздовжні ребра, при цьому барабан має зону загартування термообрабативаемого матеріалу, що становить не менше 1/10 її довжини, а система охолодження виконана у вигляді обертової труби з послідовно розташованими за її довжині вікнами, закритими сітками, з збільшенням розміру вічок сіток по довжині обертається труби для проходження через першу сітку сипучого теплоносія, що повертається на вхід обертаючого барабана, а через інші сітки гранульованого пеносіліката.

Запропоноване технічне рішення дозволяє отримати технічний результат - розширити, поліпшити споживчі характеристики готового продукту при одночасному зниженні собівартості продукту і підвищення продуктивності технологічної лінії. Таким чином, пропоноване технічне рішення володіє сукупністю суттєвих відмінностей від відомого. Зазначені відмінності полягають в наступному:

- обертовий барабан, що обігрівається піччю виконаний з наявністю всередині поздовжніх ребер, що призводить до запобігання режиму ковзання термообрабативаемого матеріалу всередині печі, покращує теплообмін і, як наслідок, підвищує якість і стабільність властивостей периалом, що знижує енергетичну навантаження і енергоспоживання, збільшує продуктивність;

- барабан має зону загартування термообрабативаемого матеріалу, що становить не менше 1/10 її довжини, зниження довжини зони загартування призводить до різкого охолодження гранул при переході в холодильник, що призводить до їх розтріскування;

- система охолодження являє собою обертову трубу, використання холодильників інших типів призводить до нерівномірного охолодження гранул і зниження якості;

- обертається труба забезпечена послідовно розташованими за її довжині вікнами, закритими сітками, з збільшенням розміру вічок сіток по довжині обертається труби для проходження через першу сітку сипучого теплоносія, що повертається на вхід обертаючого барабана, а через інші сітки - гранульованого пеносіліката, така конструкція дозволяє одночасно з охолодженням і транспортуванням матеріалу вздовж барабана проводити розділення його на фракції, що підвищує конкурентоспроможність продукту.

Винахід пояснюється описом конкретного, але не обмежує його приклад реалізації.

Пропоноване пристрій, принципова схема якого показана на кресленні, що являє собою�го матеріалу 3 і сипучого теплоносія 4. Барабан 1 всередині має поздовжні ребра 7 (кількість переважно 4-16), висотою не більше діаметра одержуваних у процесі термообробки гранул, і виходить за межі обігрівається частини зону загартування 8 термообрабативаемого матеріалу, що становить не менше 1/10 її довжини. Термооброблений матеріал надходить по тічці 5 в барабан холодильника 6, який являє собою обертову трубу 9 з послідовно розташованими за її довжині вікнами 10-12, закритими сіткою, причому осередок сітки послідовно збільшується по ходу довжини барабана і розмір осередків першої сітки 10 відповідає проходженню теплоносія, що надходить у ємність 13, звідки транспортером 14 він повертається на вхід в барабан 1, а розмір вічок сіток інших вікон 11-12 відповідає розміру одержуваних фракцій гранульованого матеріалу, що надходить до ємності готової продукції 15.

Пристрій працює наступним чином.

В бункері-живильнику для сировинного матеріалу 3 знаходяться гранули матеріалу, який у подальшому піддається термообробці. В бункері-живильнику для сипучого теплоносія 4 знаходиться сипучий теплоносій, наприклад кар'єрний пісок, суха розтерта глина, базальтовий, пісок або інший термостійкий матерВращающийся барабан 1 встановлений з ухилом у бік вивантаження, тому при його обертанні відбувається поступове переміщення матеріалу, що знаходиться всередині його в сторону ухилу, тобто на стороні вивантаження. Барабан 1 розташований всередині печі 2, тому матеріал, просувається всередині печі, піддається термічній обробці. Всередині обертового барабана 1 виконані поздовжні ребра 7, висотою не більше діаметра одержуваних у процесі термообробки гранул. При обертанні барабана ребра 7 перешкоджають ковзанню матеріалу вздовж стінки, матеріал підводиться кожним ребром і пересипається через нього. Такий рух матеріалу сприяє поліпшенню теплообміну і підвищення якості продукту. У процесі термообробки сирцеві гранули переходять в термопластичное стан і за рахунок газів виділяються збільшують свій об'єм у декілька разів. На виході з барабана 1 термообрабативаемий матеріал потрапляє в зону гарту, що представляє собою не обігрівається піччю 2 частина барабана, що становить не менше 1/10 її довжини, де відбувається поступове зниження температури матеріалу і його загартування. На виході з барабана 1 термооброблений матеріал надходить по тічці 5 в барабан холодильника 6, який являє собою обертову трубу 9. Труба 9 розташована укл�иала вздовж осі труби 9 до виходу. Матеріал в ході такого руху поступово остигає і досягає вікон 10-12. Ці вікна виконують роль розвантажувальних і сепараційних пристроїв за рахунок того, що вони закриті сітками, причому осередок сітки послідовно збільшується по ходу довжини барабана і розмір осередків першої сітки 10 відповідає проходженню теплоносія, а розмір вічок сіток інших вікон 11-12 відповідає розміру одержуваних фракцій гранульованого матеріалу, що надходить до ємності готової продукції 15. Теплоносій має найменший розмір частинок, тому він відділяється на першій, самій дрібній сітці 10, надходить у ємність 13, звідки транспортером 14 він повертається на вхід в барабан 1 через бункер-живильник 4. Готовий продукт - гранульований пеносиликат - з бункерів 15 по фракціях надходить на склад готової продукції.

Виробництво має безперервний цикл роботи і забезпечує стабільну і високу якість продукції. Готовий пеносиликатний гравій має в залежності від обраних технологічних параметрів наступні характеристики: насипна щільність 150÷900 кг/м3діаметр гранул 1÷80 мм при відповідних показниках теплопровідності і міцності.

Вищенаведений конкретний приклад свидетелѸменения цього винаходу фахівцям будуть очевидні і інші приватні форми його виконання. Даний опис і приклади розглядаються як матеріал, що ілюструє винахід, сутність якого і обсяг патентних претензій визначені в нижченаведеної формули винаходу за сукупністю суттєвих ознак і їх еквівалентами.

Пристрій для отримання гранульованого пеносіліката, що містить встановлений з ухилом у бік розвантаження обертовий барабан, що обігрівається піччю, живильники для сировинного матеріалу і сипучого теплоносія, тічку для вивантаження продукту, систему охолодження і відділення гранульованого пеносіліката і теплоносія, що відрізняється тим, що всередині обертового барабана виконані поздовжні ребра, при цьому барабан має зону загартування термообрабативаемого матеріалу, що становить не менше 1/10 її довжини, а система охолодження виконана у вигляді обертової труби з послідовно розташованими за її довжині вікнами, закритими сітками, з збільшенням розміру вічок сіток по довжині обертається труби для проходження через першу сітку сипучого теплоносія, що повертається на вхід обертового барабана, а через інші сітки - гранульованого пеносіліката.



 

Схожі патенти:

Теплообмінний пристрій холодильних барабанів

Винахід відноситься до пристроїв для охолодження сипучих матеріалів після їх термічної обробки в обпалювальних печах в галузі металургії та будівельної індустрії, зокрема до теплообмінних пристроїв холодильних барабанів

Обертова піч для термообробки матеріалів

Винахід відноситься до конструкцій обертових печей для випалу

Охолоджувач для зернистого матеріалу

Винахід відноситься до конструкції охолоджувачів для охолодження зернистого матеріалу, який був підданий тепловій обробці в промисловій обпалювальної печі, наприклад в обертовій печі для виробництва цементного клінкеру

Пристрій гострого дуття колосникового холодильника

Винахід відноситься до обладнання обертових печей барабанного типу, зокрема до охладителям, і може бути використане у виробництві сипучих матеріалів типу цементу, вапна тощо

Спосіб управління роботою барабанного холодильника

Винахід відноситься до області автоматичного регулювання роботи барабанного холодильника і може бути використане в кольоровій і чорній металургії при збагаченні корисних копалин, зокрема при переробці шлаків ванадийсодержащих

Колосникові решітки холодильника конвеєрного типу

Винахід відноситься до обладнання для виробництва цементу, зокрема до колосниковим холодильників, і може бути використано в промисловості будівельних матеріалів

Обертова піч для дегідратації фториду алюмінію

Винахід відноситься до конструкцій обертових печей, а саме до пристроїв для зневоднення сипучих матеріалів з одночасною рекуперацією тепла, і може бути використане в хімічній промисловості, зокрема для отримання безводного фтористого алюмінію

Колосниковий холодильник

Винахід відноситься до техніки охолодження матеріалів і може бути використане в промстройматериалах та інших галузях промисловості

Спосіб отримання зернистого матеріалу та пристрій для його здійснення

Винахід відноситься до будівельних матеріалів і може бути використане при виробництві легких пористих заповнювачів

Піч з зовнішнім обігрівом

Винахід відноситься до пристроїв для термічної обробки матеріалів, що не допускають контакту з теплоносієм, наприклад для отримання фтористого водню , кальцинованої соди, катализатоА-А рів

Установка для термообробки сипучого матеріалу

Винахід відноситься до теплотехнічному обладнання для обробки сипучих матеріалів, переважно сушіння і випалу гіпсу, і може бути використано в промисловості будівельних матеріалів
Винахід відноситься до складів для виробництва легковагих безобжигових вогнетривів і може бути використане як матеріал для виготовлення теплоізоляційного шару конструкції футеровок, безпосередньо не стикається з пічної середовищем
Up!