RU109280U1

RU109280U1 - INSTALLATION FOR HEAT TREATMENT OF MATERIALS

Info

Publication number: RU109280U1
Application number: RU2011120924/06U
Authority: RU
Inventors: Константин Евгеньевич Дружинин
Original assignee: Константин Евгеньевич Дружинин
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2011-10-10

Abstract

Установка для термической обработки материалов, содержащая горизонтальный корпус с рубашкой, образующие внутри полость, шнек в виде полого вала, с установленными по винтовой линии плоскими секторами, в верхней части корпуса расположены крышка и штуцер подачи материала, а в его нижней части - два штуцера для выгрузки готового продукта и отвода газовых смесей и пара, отличающаяся тем, что на поверхности крышки, корпуса и рубашки закреплен теплоизоляционный слой, на нижней поверхности корпуса установлены три тепловых электрических нагревателей с термическими датчиками каждый, вал шнека соединен через муфты с электрическим приводом, электродвигатель подключен к частотному преобразователю, на поверхности каждого сектора радиально выполнены сквозные отверстия, штуцер подачи материала расположен под углом 65-75° к поверхности крышки и соединен фланцами с дозатором, соединенным муфтами с электроприводом, электродвигатель подключен к частотному преобразователю, штуцер выгрузки готового продукта при помощи фланцев соединен через патрубок с емкостью, установленной в кожухе со штуцерами входа и выхода охлаждающей жидкости, штуцер отвода газовых смесей и пара выполнен в виде конфузора, верхняя часть которого соединена с газоходом и очистной установкой. Installation for heat treatment of materials, containing a horizontal case with a jacket, forming a cavity inside, a screw in the form of a hollow shaft, with flat sectors mounted along a helical line, in the upper part of the case there is a lid and a material supply fitting, and in its lower part there are two fittings for unloading of the finished product and removal of gas mixtures and steam, characterized in that a heat-insulating layer is fixed on the surface of the lid, body and shirt, three thermal electric heaters are installed on the lower surface of the body each with thermal sensors, the screw shaft is connected through an electric drive coupling, the electric motor is connected to the frequency converter, through holes are radially made on the surface of each sector, the material supply nozzle is located at an angle of 65-75 ° to the surface of the lid and is connected by flanges to a dispenser connected with electric couplings, the electric motor is connected to the frequency converter, the outlet for unloading the finished product using the flanges is connected through a pipe to a tank installed in the casing with nipples of the inlet and outlet of the coolant, the nozzle of the outlet of gas mixtures and steam is made in the form of a confuser, the upper part of which is connected to the gas duct and the treatment plant.

Description

Полезная модель относится к технологическому оборудованию для проведения непрерывных процессов в различных отраслях промышленности при осуществлении процессов теплообмена, сушки и прокаливания сыпучих материалов.The utility model relates to technological equipment for carrying out continuous processes in various industries during the heat exchange, drying and calcination of bulk materials.

Наиболее близким техническим решением является тепломассообменный аппарат, содержащий горизонтальный корпус с рубашкой, образующие между собой полость для прохода теплоносителя, с одной стороны корпуса на нем установлен ряд плоских пластин в виде гребенки, образующих одну из внутренних поверхностей теплообмена. Шнек в виде полого вала, через который проходит теплоноситель установлен внутри корпуса. На валу по винтовой линии расположены плоские сектора, плоскость которых перпендикулярна оси вала. Винтовая нарезка шнека образует дополнительную развитую поверхность теплообмена. Корпус снабжен крышкой со штуцером для подачи продукта. Выгрузка продукта осуществляется через штуцер, расположенный с противоположной стороны в нижней части корпуса. Отвод паров при сушке производится через два штуцера в верхней части корпуса. (Авт.свид. №1698605, М. кл. F26B 17/18, 1989 г.)The closest technical solution is a heat and mass transfer apparatus, comprising a horizontal case with a jacket, forming a cavity for the passage of the heat carrier, on one side of the case there is a row of flat plates in the form of a comb, forming one of the internal heat transfer surfaces. The auger in the form of a hollow shaft through which the coolant passes is installed inside the housing. On the shaft along the helix are flat sectors, the plane of which is perpendicular to the axis of the shaft. Screw cutting of the screw forms an additional developed heat exchange surface. The housing is equipped with a cover with a fitting for supplying the product. Product unloading is carried out through the fitting located on the opposite side in the lower part of the body. The vapor is removed during drying through two nozzles in the upper part of the housing. (Autosvid. No. 1698605, M. cl. F26B 17/18, 1989)

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

Установление в виде гребенки ряда плоских пластин, образующих одну из внутренних поверхностей теплообмена аппарата с одной стороны корпуса, затрудняет транспортирование материала внутри корпуса и делает термообработку неравномерной. Увеличенное гидравлическое сопротивление затрудняет отвод газов и пара из корпуса. Размещение внутри корпуса шнека в виде полого вала, через который проходит теплоноситель, делает конструкцию недостаточно надежной в эксплуатации из-за сложности ввода теплоносителя внутрь вращающегося полого вала.The installation in the form of a comb of a number of flat plates forming one of the internal heat exchange surfaces of the apparatus on one side of the casing makes it difficult to transport the material inside the casing and makes the heat treatment uneven. Increased hydraulic resistance makes it difficult to remove gases and steam from the housing. Placing the auger in the form of a hollow shaft through which the coolant passes inside makes the design insufficiently reliable in operation due to the difficulty of introducing the coolant into the rotating hollow shaft.

Корпус снабжен крышкой со штуцером для подачи продукта, расположенный на крышке перпендикулярно ее поверхности, что приводит к распылению падающего вовнутрь корпуса сыпучего материала и выносу пыли из корпуса вместе со смесью газов и паром.The housing is equipped with a lid with a fitting for supplying the product located on the lid perpendicular to its surface, which leads to the atomization of the bulk material falling inside the housing and the removal of dust from the housing together with a mixture of gases and steam.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение качества термической обработки материалов путем расширения температурного диапазона, регулирования и контроля подачи материала в установку.The objective of the proposed utility model is to improve the quality of heat treatment of materials by expanding the temperature range, regulating and controlling the supply of material to the installation.

В установке для термической обработки материалов, содержащей горизонтальный корпус с рубашкой, образующие внутри полость, шнек в виде полого вала, с установленными по винтовой линии плоскими секторами, в верхней части корпуса расположены крышка и штуцер подачи материала, а в его нижней части - два штуцера для выгрузки готового продукта и отвода газовых смесей и пара, новым является то, что на поверхности крышки, корпуса и рубашки закреплен теплоизоляционный слой, на нижней поверхности корпуса установлены три тепловых электрических нагревателей с термическими датчиками каждый, вал шнека соединен через муфты с электрическим приводом, электродвигатель которого подключен к частотному преобразователю, на поверхности каждого сектора радиально выполнены сквозные отверстия, штуцер подачи материала расположен под углом 65°-75° к поверхности крышки и соединен фланцами с дозатором, соединенным муфтами с электроприводом, электродвигатель подключен к частотному преобразователю, штуцер выгрузки готового продукта при помощи фланцев соединен через патрубок с емкостью, установленной в кожухе со штуцерами входа и выхода охлаждающей жидкости, штуцер отвода газовых смесей и пара выполнен в виде конфузора, верхняя часть которого соединена с газоходом и очистной установкой.In the installation for heat treatment of materials containing a horizontal case with a jacket, forming a cavity inside, a screw in the form of a hollow shaft, with flat sectors mounted along a helical line, a cover and a material supply fitting are located in the upper part of the case, and two fittings in its lower part for unloading the finished product and removal of gas mixtures and steam, it is new that a heat-insulating layer is fixed on the surface of the lid, body and shirt, three thermal electrical heating are installed on the lower surface of the body each with thermal sensors, the screw shaft is connected through couplings to an electric drive, the electric motor of which is connected to the frequency converter, through holes are radially made on the surface of each sector, the material supply nozzle is located at an angle of 65 ° -75 ° to the surface of the lid and is connected by flanges to the dispenser connected by electric couplings, the electric motor is connected to the frequency converter, the outlet for unloading the finished product by means of flanges is connected through a pipe to a tank installed In a casing with coolant inlet and outlet fittings, the outlet for gas mixtures and steam is made in the form of a confuser, the upper part of which is connected to the gas duct and the treatment plant.

Теплоизоляционный слой закреплен на поверхности крышки, корпуса и рубашки для обеспечения снижения потерь тепла, выделяемого тепловыми электрическими нагревателями в окружающую среду.The heat-insulating layer is fixed on the surface of the lid, casing and shirt to ensure the reduction of heat loss generated by thermal electric heaters into the environment.

На нижней поверхности корпуса установлены три тепловых электрических нагревателей с термическими датчиками каждый, что обеспечивает ступенчатое регулирование температуры при термической обработке материалов в установке посредством нагрева в зависимости от количества включенных в работу тепловых, электрических нагревателей. Контроль температуры материала на выходе каждой из трех зон нагрева осуществляют термические датчики, размещенные в конце каждой зоны нагрева.Three thermal electric heaters with thermal sensors each are installed on the bottom surface of the housing, which provides step-by-step temperature control during heat treatment of materials in the installation by heating, depending on the number of thermal and electric heaters included in the operation. The temperature control of the material at the outlet of each of the three heating zones is carried out by thermal sensors located at the end of each heating zone.

Вал шнека соединен через муфты с электрическим приводом, электродвигатель которого подключен к частотному преобразователю для обеспечения регулируемого вращения вала шнека соответственно времени пребывания материала, степени термической обработки и транспортирования продукта к штуцеру для выгрузки.The screw shaft is connected through couplings to an electric drive, the electric motor of which is connected to the frequency converter to provide adjustable rotation of the screw shaft, respectively, the residence time of the material, the degree of heat treatment and transportation of the product to the unloading nozzle.

Выполнение секторов со сквозными отверстиями приводит к снижению их массы, а также к уменьшению гидравлического сопротивления при выходе газовых смесей и пара из корпуса.The implementation of sectors with through holes leads to a decrease in their mass, as well as to a decrease in hydraulic resistance when the gas mixtures and steam exit the housing.

Штуцер подачи материала расположен под углом 65°-75° к поверхности крышки, что исключает образование пыли при подаче материала в корпус.The material supply nozzle is located at an angle of 65 ° -75 ° to the surface of the lid, which eliminates the formation of dust when feeding material into the housing.

Штуцер подачи материала соединен фланцами с дозатором, соединенным муфтами с электроприводом, электродвигатель при этом подключен к частотному преобразователю. Дозатор и подключенный к частотному преобразователю электродвигатель обеспечивают регулирование подачи материала внутрь корпуса для термической обработки. Наличие в дозаторе слоя материала во время работы установки предотвращает выход смеси газов и пара наружу.The material supply union is connected by flanges to a dispenser connected by electric couplings, while the electric motor is connected to a frequency converter. The dispenser and the electric motor connected to the frequency converter provide regulation of the material supply inside the casing for heat treatment. The presence of a layer of material in the dispenser during installation operation prevents the mixture of gases and steam from escaping out.

Штуцер отвода газовых смесей и пара, выполненный в виде конфузора, обеспечивает с уменьшенным гидравлическим сопротивлением удалять газовые смеси и пар из корпуса. Соединение конфузора с газоходом и очистной установкой позволяет обезвреживать газовые смеси и пар перед выбросом в атмосферу.The fitting of the discharge of gas mixtures and steam, made in the form of a confuser, provides with reduced hydraulic resistance to remove gas mixtures and steam from the housing. The connection of the confuser with the gas duct and the treatment plant allows the gas mixtures and steam to be neutralized before being discharged into the atmosphere.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами:The proposed device is illustrated by drawings:

На фиг.1 изображена схема установки;Figure 1 shows the installation diagram;

На фиг.2 вид А участка установки, выполненный в аксонометрии со снятой крышкой и без теплоизоляционного слояFigure 2, view A of the installation site, made in perspective view with the cover removed and without a heat-insulating layer

В установке для термической обработки материалов на поверхности корпуса 1, рубашки 2, крышки 3 закреплен теплоизоляционный слой 4, а между корпусом 1 и рубашкой 2 расположена полость 5. На нижней поверхности корпуса 1 установлены три тепловых электрических нагревателей 6 с термическими датчиками 7. Внутри корпуса 1 установлен шнек 8 в виде полого вала 9, с установленными по винтовой линии плоскими секторами 10 с радиальными сквозными отверстиями 11. Вал 9 шнека 8 соединен через муфты 12 с электрическим приводом 13. Электродвигатель 14, привода 13 подключен к частотному преобразователю 15. Штуцер 16 подачи материала расположен под углом 65°-75° к поверхности крышки 3 и соединен фланцами 17 с дозатором 18 в виде емкости 19 для материала, корпуса 20 со шнеком внутри 21 и муфтами 22 с электроприводом 23. Электродвигатель 24 электропривода 23 подключен к частотному преобразователю 25. На противоположном конце крышки 3 закреплен штуцер 26 в виде конфузора для отвода газовых смесей и пара и соединен верхней частью с газоходом 27 и очистной установкой 28. В нижней части корпуса 1 установлен штуцер 29 выгрузки готового продукта, который при помощи фланцев 30 соединен через патрубок 31 с емкостью 32, установленной в кожухе 33 со штуцерами 34 и 35 входа и выхода охлаждающей жидкости. В нижней части емкости 32 установлен вентиль 36 выхода продукта.In the installation for heat treatment of materials on the surface of the housing 1, shirt 2, cover 3, a heat-insulating layer 4 is fixed, and a cavity 5 is located between the housing 1 and the jacket 2. Three thermal electric heaters 6 with thermal sensors 7 are installed on the lower surface of the housing 1 1, a screw 8 is installed in the form of a hollow shaft 9, with flat sectors 10 mounted along a helical line with radial through holes 11. The shaft 9 of the screw 8 is connected through couplings 12 to an electric drive 13. The electric motor 14, the drive 13 is connected connected to the frequency converter 15. The material supply fitting 16 is located at an angle of 65 ° -75 ° to the surface of the cover 3 and is connected by flanges 17 to the dispenser 18 in the form of a container 19 for material, a housing 20 with an auger inside 21 and couplings 22 with an electric drive 23. The electric motor 24 of the electric drive 23 is connected to the frequency converter 25. At the opposite end of the cover 3, a fitting 26 is fixed in the form of a confuser for the removal of gas mixtures and steam and is connected by the upper part to the gas duct 27 and the treatment plant 28. In the lower part of the housing 1, a ready-made unloading fitting 29 about the product, which is connected through flanges 30 through a pipe 31 with a capacity 32 installed in the casing 33 with fittings 34 and 35 of the inlet and outlet of the coolant. At the bottom of the vessel 32, a product outlet valve 36 is installed.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

После подачи напряжения от частотного преобразователя 15 на электродвигатель 14 электропривода 13 вращается шнек 8. Корпус 1 нагревается после подачи напряжения на тепловые электрические нагреватели 6. Контроль температуры нагрева материала в корпусе 1 осуществляют с помощью термических датчиков 7. После подачи напряжения от частотного преобразователя 25 на электродвигатель 24 электропривода 23 вращается шнек 21 дозатора 18, затем в корпус 1 через штуцер 16 подается материал. Материал подвергается термообработке при перемещении плоскими секторами 10 по горячей поверхности корпуса 1 к штуцеру 29. Готовый продукт через штуцер 31 выгружается в емкость 32, в которой происходит охлаждение жидкостью, протекающей между кожухом 33 и емкостью 32. Газовые смеси и пар через радиальные сквозные отверстия 11 секторов 10 направляются к штуцеру 26 и через газоход 27 в очистную установку 28.After applying voltage from the frequency converter 15 to the motor 14 of the electric drive 13, the screw 8 rotates. The housing 1 is heated after applying voltage to the thermal electric heaters 6. The temperature of the heating material in the housing 1 is controlled using thermal sensors 7. After applying voltage from the frequency converter 25 to the electric motor 24 of the electric drive 23 rotates the screw 21 of the dispenser 18, then material is fed into the housing 1 through the nozzle 16. The material is subjected to heat treatment when moving flat sectors 10 on the hot surface of the housing 1 to the nozzle 29. The finished product is discharged through the nozzle 31 into a container 32, in which there is cooling by the fluid flowing between the casing 33 and the capacity 32. Gas mixtures and steam through radial through holes 11 sectors 10 are sent to the fitting 26 and through the duct 27 to the treatment plant 28.

Техническим результатом установки является повышение глубины термической обработки материалов путем расширения температурного диапазона, в частности, сушки материалов в диапазоне 100°-200°С, прокалки материалов 200°-400°С, обжига материалов 400°-800°С, спекания 800°-1100°C. Качество термообработки повышается путем регулирования расхода материалов и контроля температуры. Интенсификация удаления газовой смеси и пара из корпуса приводит к повышению производительности установки. Направление газовой смеси и пара на очистку, сбор и охлаждение продукта после термической обработки повышает безопасность работы установки.The technical result of the installation is to increase the depth of heat treatment of materials by expanding the temperature range, in particular, drying materials in the range of 100 ° -200 ° C, calcining materials 200 ° -400 ° C, firing materials 400 ° -800 ° C, sintering 800 ° - 1100 ° C. The quality of heat treatment is improved by controlling the consumption of materials and controlling the temperature. Intensification of the removal of the gas mixture and steam from the housing leads to an increase in the productivity of the installation. The direction of the gas mixture and steam for cleaning, collecting and cooling the product after heat treatment increases the safety of the installation.

Claims

Installation for heat treatment of materials, containing a horizontal case with a jacket, forming a cavity inside, a screw in the form of a hollow shaft, with flat sectors mounted along a helical line, in the upper part of the case there is a lid and a material supply fitting, and in its lower part there are two fittings for unloading of the finished product and removal of gas mixtures and steam, characterized in that a heat-insulating layer is fixed on the surface of the lid, body and shirt, three thermal electric heaters are installed on the lower surface of the body each with thermal sensors, the screw shaft is connected through an electric drive coupling, the electric motor is connected to the frequency converter, through holes are radially made on the surface of each sector, the material supply nozzle is located at an angle of 65-75 ° to the surface of the lid and is connected by flanges to a dispenser connected with electric couplings, the electric motor is connected to the frequency converter, the outlet for unloading the finished product using the flanges is connected through a pipe to a tank installed in the casing with nipples of the inlet and outlet of the coolant, the nozzle of the outlet of gas mixtures and steam is made in the form of a confuser, the upper part of which is connected to the gas duct and the treatment plant.