RU127848U1 - UNINTERABLE CHAIN FOR CHAIN Curtain of a Rotary Firing Furnace - Google Patents
UNINTERABLE CHAIN FOR CHAIN Curtain of a Rotary Firing Furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU127848U1 RU127848U1 RU2012146520/02U RU2012146520U RU127848U1 RU 127848 U1 RU127848 U1 RU 127848U1 RU 2012146520/02 U RU2012146520/02 U RU 2012146520/02U RU 2012146520 U RU2012146520 U RU 2012146520U RU 127848 U1 RU127848 U1 RU 127848U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chain
- link
- section
- cross
- oval
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Abstract
1. Цепь цельнолитая для цепной завесы ротационной обжиговой печи, содержащая соединенные между собой звенья, тело каждого из которых имеет поперечное сечение с профилем, представляющим собой овалообразную фигуру со взаимно перпендикулярными направлениями наибольшего и наименьшего диаметров, отличающаяся тем, что в продольном разрезе цепи направление наименьшего диаметра овалообразной фигуры в поперечном сечении тела каждого звена цепи совпадает с направлением продольной оси каждого предыдущего звена цепи и каждого последующего звена цепи.2. Цепь по п.1, отличающаяся тем, что в поперечном сечении тела каждого звена цепи наименьший диаметр овалообразной фигуры делит ее наибольший диаметр на равные части.3. Цепь по п.1, отличающаяся тем, что часть контура овалообразной фигуры в поперечном сечении тела каждого звена цепи, определяющая внутреннюю контактную поверхность звена, образована выпуклой дугой окружности с длиной, равной 15÷60% от периметра поперечного сечения тела звена, и с радиусом, равным радиусу дуги окружности, определяющей профиль отверстия каждого предыдущего звена цепи и каждого последующего звена цепи в месте контакта.4. Цепь по п.1, отличающаяся тем, что овалообразная фигура в поперечном сечении тела каждого звена цепи имеет соотношение наибольшего диаметра к наименьшему диаметру, равное 4/3÷5.1. One-piece chain for a chain curtain of a rotary kiln, containing interconnected links, the body of each of which has a cross section with a profile that is an oval-shaped figure with mutually perpendicular directions of the largest and smallest diameters, characterized in that in the longitudinal section of the chain the direction of the smallest the diameter of the oval-shaped figure in the cross section of the body of each chain link coincides with the direction of the longitudinal axis of each previous chain link and each subsequent link and tsepi.2. The chain according to claim 1, characterized in that in the cross section of the body of each chain link, the smallest diameter of the oval-shaped figure divides its largest diameter into equal parts. The chain according to claim 1, characterized in that a part of the contour of the oval-shaped figure in the cross section of the body of each chain link defining the internal contact surface of the link is formed by a convex circular arc with a length equal to 15 ÷ 60% of the perimeter of the cross section of the link body, and with a radius equal to the radius of the arc of a circle defining the hole profile of each previous chain link and each subsequent chain link at the point of contact. 4. The chain according to claim 1, characterized in that the oval-shaped figure in the cross section of the body of each chain link has a ratio of the largest diameter to the smallest diameter equal to 4/3 ÷ 5.
Description
Полезная модель относится к области теплообменных устройств, в частности, к цепным завесам для вращающихся печей промышленности строительных материалов.The utility model relates to the field of heat exchange devices, in particular, to chain curtains for rotary kilns of the building materials industry.
Наиболее распространенными конструктивными элементами, применяемыми при изготовлении цепных теплообменных устройств, являются или круглозвенные, или овальные цепи, изготовленные из прутка цилиндрической формы. В печах промышленности строительных материалов на настоящий момент используют преимущественно круглозвенные цепи как сварные, так и литые. (Вальберг Г.С., Гринер И.К., Мефодовский В.Я. Интенсификация производства цемента. -М.: Стройиздат, 1971 г., стр.145)The most common structural elements used in the manufacture of chain heat exchangers are either round-link or oval chains made of a bar of cylindrical shape. In furnaces of the building materials industry, at the moment, mainly round link chains are used, both welded and cast. (Valberg G.S., Griner I.K., Methododsky V.Ya. Intensification of cement production. -M.: Stroyizdat, 1971, p. 145)
Недостатками известной цепи являются:The disadvantages of the known chain are:
- низкое количество передаваемого материалу тепла вследствие малой поверхности цепи;- low amount of heat transferred to the material due to the small surface of the chain;
- трудность прогрева в газовом потоке звеньев цепи по толщине вследствие низкой тепловой проводимости звеньев цепи;- the difficulty of heating in the gas stream of the chain links due to the low thermal conductivity of the chain links;
- большой износ звеньев цепи в местах их сопряжения вследствие малой площади контакта.- large wear of the chain links in the places of their mating due to the small contact area.
По патенту на полезную модель RU 116590 известна цепь следующих вариантов:According to the patent for utility model RU 116590 a chain of the following options is known:
- цепь литая для цепной завесы вращающейся печи, содержащая соединенные между собой звенья, вместе с тем поперечное сечение каждого звена цепи выполнено веретенообразной формы с отношением его вертикального габаритного размера к горизонтальному габаритному размеру, равным 0,3-0,9, при этом контур внешней части поперечного сечения каждого звена образован двумя пересекающимися выпуклыми дугами окружности, а контур внутренней части поперечного сечения каждого звена - двумя сходящимися прямыми линиями и пересекающей их в месте контакта звеньев цепи выпуклой дугой окружности с радиусом, равным радиусу криволинейной части внутреннего кольца звена цепи;- a cast chain for a chain curtain of a rotary kiln, containing interconnected links, at the same time the cross section of each chain link is spindle-shaped with a ratio of its vertical overall dimension to the horizontal overall dimension equal to 0.3-0.9, while the external contour part of the cross section of each link is formed by two intersecting convex arcs of a circle, and the contour of the inner part of the cross section of each link is formed by two converging straight lines and intersecting them at the contact point of the links chain of the convex circular arc with a radius equal to the radius of the curved part of the inner ring of the chain link;
- цепь литая для цепной завесы вращающейся печи, содержащая соединенные между собой звенья, вместе с тем поперечное сечение каждого звена цепи выполнено веретенообразной формы с отношением его вертикального габаритного размера к горизонтальному габаритному размеру, равным 0,3-0,9, при этом контур поперечного сечения каждого звена выполнен двумя пересекающимися выпуклыми дугами окружности и пересекающей их в месте контакта звеньев цепи выпуклой дугой окружности с радиусом, равным радиусу криволинейной части внутреннего кольца звена цепи;- a cast chain for a chain curtain of a rotary kiln containing interconnected links, at the same time the cross section of each chain link is spindle-shaped with a ratio of its vertical overall dimension to the horizontal overall dimension equal to 0.3-0.9, while the contour of the transverse the section of each link is made by two intersecting convex circular arcs and a convex circular arc intersecting them at the point of contact of the chain links with a radius equal to the radius of the curved part of the inner ring of the chain link ;
- цепь литая для цепной завесы вращающейся печи, содержащая соединенные между собой звенья, вместе с тем поперечное сечение каждого звена цепи выполнено веретенообразной формы с отношением его вертикального габаритного размера к горизонтальному габаритному размеру, равным 0,3-0,9, при этом контур внешней части поперечного сечения каждого звена выполнен двумя пересекающимися прямыми линиями, а контур внутренней части поперечного сечения каждого звена - двумя сходящимися прямыми линиями и пересекающей их в месте контакта звеньев цепи выпуклой дугой окружности с радиусом, равным радиусу криволинейной части внутреннего кольца звена цепи.- a cast chain for a chain curtain of a rotary kiln, containing interconnected links, at the same time the cross section of each chain link is spindle-shaped with a ratio of its vertical overall dimension to the horizontal overall dimension equal to 0.3-0.9, while the external contour part of the cross section of each link is made by two intersecting straight lines, and the contour of the inner part of the cross section of each link is made by two converging straight lines and intersecting them at the contact point of the chain links loi circumference arc with a radius equal to the radius of the curved portion of the inner ring of the chain link.
Одновременно с этим каждое звено цепи выполнено с контуром поперечного сечения, внутрь которого вписан круг, имеющий площадь не менее 60% от площади всего поперечного сечения звена.At the same time, each chain link is made with a cross-section contour, into which a circle is inscribed, having an area of at least 60% of the total cross-sectional area of the link.
Недостатками известной цепи являются:The disadvantages of the known chain are:
- плохие аэродинамические свойства цепи вследствие наличия у каждого звена цепи сильно развитых боковых поверхностей;- poor aerodynamic properties of the chain due to the presence of strongly developed lateral surfaces at each chain link;
- повышение сопротивления газовому потоку вследствие плохого обтекания каждого второго звена цепи газовым потоком;- increased resistance to gas flow due to poor flow around every second chain link with gas flow;
- снижение интенсивности процесса передачи тепла от газового потока к материалу вследствие роста сопротивления цепи газовому потоку;- a decrease in the intensity of the process of heat transfer from the gas stream to the material due to an increase in the chain resistance to the gas stream;
- снижение производительности ротационной обжиговой печи вследствие снижения интенсивности процесса передачи тепла от газового потока к материалу;- reduced productivity of the rotary kiln due to a decrease in the intensity of the process of heat transfer from the gas stream to the material;
- повышение абразивного износа внутренней поверхности звеньев цепи и снижении прочности при условии не превышения массы звеньев цепи вследствие малой площади контакта между сопрягаемыми звеньями. Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является известная по заявке №2012111725 на полезную модель цепь разнозвенная для цепной завесы вращающейся обжиговой печи, состоящая из соединенных между собой звеньев, каждое из которых имеет поперечное сечение, профиль которого представляет собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях, вместе с тем цепь выполнена из двух видов звеньев с чередованием через звено, при этом направление продольной оси цепи у одного вида звеньев совпадает с наибольшим диаметром овалообразной фигуры, а у другого вида звеньев совпадает с наименьшим диаметром овалообразной фигуры.- increased abrasive wear on the inner surface of the chain links and a decrease in strength, provided that the mass of the chain links is not exceeded due to the small contact area between the mating links. Closest to the claimed technical solution is the multi-link chain known for the utility model No. 2012111725 for a chain curtain of a rotary kiln, consisting of interconnected links, each of which has a cross section, the profile of which is an oval-shaped figure, the largest and smallest diameters of which are in mutually perpendicular directions, however, the chain is made of two types of links with alternating through the link, while the direction of the longitudinal axis of the chain in one on the type of units the same as the diameter of the largest oval-shaped pieces, and the other type of units coincides with the smallest diameter oval-shaped figure.
Одновременно с этим наименьший диаметр овалообразной фигуры, представляющей собой профиль поперечного сечения каждого звена цепи, выполнен равным диаметру условного круга с площадью, равной не менее 40% площади поперечного сечения звена.At the same time, the smallest diameter of an oval-shaped figure representing the cross-sectional profile of each chain link is made equal to the diameter of the conditional circle with an area equal to at least 40% of the cross-sectional area of the link.
Внешняя часть контура овалообразной фигуры, представляющей собой профиль поперечного сечения каждого звена цепи, выполнена выпуклой кривой линией, а внутренняя часть контура овалообразной фигуры, представляющей собой профиль поперечного сечения каждого звена цепи, в месте контакта звеньев, выполнена выпуклой дугой окружности с радиусом, равным радиусу криволинейной части внутреннего кольца сопрягаемого с ним звена цепи.The outer part of the contour of an oval-shaped figure representing a cross-sectional profile of each chain link is made by a convex curve, and the inner part of the contour of an oval-shaped figure representing a cross-sectional profile of each chain link, at the point of contact of the links, is made of a convex circular arc with a radius equal to the radius the curved part of the inner ring of the chain link mating with it.
Внешняя часть контура овалообразной фигуры, представляющей собой профиль поперечного сечения каждого звена цепи, выполнена ломаной линией, а внутренняя часть контура овалообразной фигуры, представляющей собой профиль поперечного сечения каждого звена цепи, в месте контакта звеньев, выполнена выпуклой дугой окружности с радиусом, равным радиусу криволинейной части внутреннего кольца сопрягаемого с ним звена цепи.The outer part of the contour of an oval-shaped figure representing a cross-sectional profile of each chain link is made by a broken line, and the inner part of the contour of an oval-shaped figure representing a cross-sectional profile of each chain link, at the point of contact of the links, is made by a convex circular arc with a radius equal to the radius of a curvilinear parts of the inner ring of the chain link mating with it.
Недостатками известной цепи являются:The disadvantages of the known chain are:
- плохие аэродинамические свойства цепи вследствие наличия у каждого второго звена цепи сильно развитых боковых поверхностей;- poor aerodynamic properties of the chain due to the presence of every second chain link highly developed side surfaces;
- повышение сопротивления газовому потоку вследствие плохого обтекания звеньев цепи газовым потоком при вращении печи в силу невозможности постоянного расположения развитых поверхностей вдоль движения газового потока;- increased resistance to the gas flow due to poor flow around the chain links with the gas flow during rotation of the furnace due to the impossibility of a constant location of the developed surfaces along the gas flow;
- снижение интенсивности процесса передачи тепла от газового потока к материалу вследствие роста сопротивления цепи газовому потоку;- a decrease in the intensity of the process of heat transfer from the gas stream to the material due to an increase in the chain resistance to the gas stream;
- снижение производительности ротационной обжиговой печи вследствие снижения интенсивности процесса передачи тепла от газового потока к материалу;- reduced productivity of the rotary kiln due to a decrease in the intensity of the process of heat transfer from the gas stream to the material;
- повышение абразивного износа внутренней поверхности звеньев цепи и снижение прочности при условии не превышения массы звеньев цепи вследствие малой площади контакта между сопрягаемыми звеньями;- increased abrasive wear on the inner surface of the chain links and a decrease in strength, provided that the mass of the chain links is not exceeded due to the small contact area between the mating links;
- низкая стойкость к запутыванию вследствие чередования в цепи звеньев разного размера и формы, что приводит к возможности их заедания или заклинивания.- low resistance to entanglement due to the alternation in the chain of links of different sizes and shapes, which leads to the possibility of jamming or jamming.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно:The technical result of the claimed utility model is the elimination of these disadvantages, namely:
- повышение аэродинамических свойств цепи;- increase the aerodynamic properties of the chain;
- снижение сопротивления цепи газовому потоку;- reduction of chain resistance to gas flow;
- повышение интенсивности процесса передачи тепла от газового потока к материалу;- increasing the intensity of the process of heat transfer from the gas stream to the material;
- повышение производительности ротационной обжиговой печи;- increasing the productivity of a rotary kiln;
- повышение стойкости к запутыванию;- increase resistance to entanglement;
- достижение максимально возможной поверхности контакта звеньев цепи без увеличения массы звеньев цепи и без потери жесткости звеньями;- achieving the maximum possible contact surface of the chain links without increasing the mass of the chain links and without loss of stiffness of the links;
- повышение прочности цепи от снижения абразивного износа внутренней поверхности звеньев цепи.- increasing the strength of the chain from reducing abrasive wear on the inner surface of the chain links.
Согласно заявляемой полезной модели, технический результат достигается тем, что цепь цельнолитая для цепной завесы ротационной обжиговой печи, содержащая соединенные между собой звенья, тело каждого из которых имеет поперечное сечение с профилем, представляющим собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях, выполнена таким образом, что в продольном разрезе цепи направление наименьшего диаметра овалообразной фигуры в поперечном сечении тела каждого звена цепи совпадает с направлением продольной оси каждого предыдущего звена цепи и каждого последующего звена цепиAccording to the claimed utility model, the technical result is achieved by the fact that the chain is seamless for a chain curtain of a rotary kiln, containing interconnected links, the body of each of which has a cross section with a profile that is an oval-shaped figure, the largest and smallest diameters of which are mutually perpendicular directions, made in such a way that in the longitudinal section of the chain the direction of the smallest diameter of the oval-shaped figure in the cross section of the body of each chain link coincides with the direction of the longitudinal axis of each previous chain link and each subsequent chain link
В поперечном сечении тела каждого звена цепи наименьший диаметр овалообразной фигуры делит ее наибольший диаметр на равные части.In the cross section of the body of each chain link, the smallest diameter of the oval-shaped figure divides its largest diameter into equal parts.
Часть контура овалообразной фигуры в поперечном сечении тела каждого звена цепи, определяющая внутреннюю контактную поверхность звена, образована выпуклой дугой окружности с длиной, равной 15÷60% от периметра сечения тела звена, и с радиусом, равным радиусу дуги окружности, определяющей профиль отверстия каждого предыдущего звена цепи и каждого последующего звена цепи в месте контакта.The part of the contour of the oval-shaped figure in the cross section of the body of each link of the chain, which defines the internal contact surface of the link, is formed by a convex circular arc with a length equal to 15 ÷ 60% of the perimeter of the section of the link body, and with a radius equal to the radius of the circular arc that defines the hole profile of each previous chain link and each subsequent chain link at the point of contact.
Овалообразная фигура в поперечном сечении тела каждого звена цепи имеет соотношение наибольшего диаметра к наименьшему диаметру, равное 4/3÷5.The oval-shaped figure in the cross section of the body of each chain link has a ratio of the largest diameter to the smallest diameter equal to 4/3 ÷ 5.
Согласно заявляемой полезной модели, выполнение поперечного сечения тела каждого звена цепи в виде овалообразной фигуры, наибольший и наименьший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях, позволяет увеличить площадь поверхности каждого звена, т.е. поверхности теплообмена, что приводит к возрастанию общего количества передаваемого материалу тепла.According to the claimed utility model, the implementation of the cross section of the body of each chain link in the form of an oval-shaped figure, the largest and smallest diameters of which are in mutually perpendicular directions, allows you to increase the surface area of each link, i.e. heat transfer surface, which leads to an increase in the total amount of heat transferred to the material.
Площадь поверхности тора, имеющего профиль поперечного сечения тела в виде овалообразной фигуры, больше площади поверхности тора, имеющего профиль поперечного сечения тела в виде круга.The surface area of a torus having a cross-sectional profile of the body in the form of an oval-shaped figure is larger than the surface area of a torus having a cross-sectional profile of the body in the form of a circle.
В процессе работы цепных завес поверхность цепи либо все время покрыта материалом, непосредственно соприкасающимся с газами, либо работает как регенератор, воспринимая теплоту от газов и передавая ее материалу. Таким образом, цепи участвуют в двух видах теплопередачи - конвекции от газов к налипшему на цепях материалу и при регенеративном теплообмене между газами, цепями и материалом.During the operation of the chain curtains, the surface of the chain is either constantly covered with material directly in contact with the gases, or works as a regenerator, absorbing heat from the gases and transferring it to the material. Thus, chains are involved in two types of heat transfer - convection from gases to material adhering to the chains and during regenerative heat transfer between gases, chains and material.
Можно допустить, что в условиях стационарного режима теплота воспринимается цепями от газов за счет конвективного теплообмена, а затем она целиком переходит в материал.It can be assumed that under steady-state conditions, heat is perceived by the chains from gases due to convective heat transfer, and then it completely passes into the material.
Процесс переноса теплоты за счет взаимодействия теплоносителей при движении потоков, когда более нагретые частицы, соприкасаясь с менее нагретыми, передают им теплоту, представляет собой конвективный теплообмен. Скорость переноса теплоты конвекцией формулируется законом Ньютона:The process of heat transfer due to the interaction of heat carriers during the movement of flows, when more heated particles, in contact with less heated ones, transfer heat to them, is a convective heat transfer. The rate of heat transfer by convection is formulated by Newton's law:
Q=α·F·Δt·τ, формула (1)Q = α · F · Δt · τ, formula (1)
где α - коэффициент теплоотдачи; F - поверхность теплообмена; Δt - разность температур более нагретого тела и менее нагретого тела (так называемый температурный напор); τ - продолжительность времени переноса теплоты.where α is the heat transfer coefficient; F is the heat transfer surface; Δt is the temperature difference between a more heated body and a less heated body (the so-called temperature head); τ is the duration of the heat transfer time.
Из формулы (1) следует, что количество перенесенной теплоты Q прямо пропорционально поверхности теплообмена F.From formula (1) it follows that the amount of transferred heat Q is directly proportional to the heat transfer surface F.
При рассмотрении процесса переноса теплоты внутри одного тела (теплопроводность звена цепи), когда теплота переходит из более нагретых частей тела в менее нагретые. Скорость переноса теплоты за счет теплопроводности (кондукции) формулируется законом Фурье:When considering the process of heat transfer within one body (thermal conductivity of a chain link), when the heat passes from more heated parts of the body to less heated ones. The rate of heat transfer due to thermal conductivity (conduction) is formulated by the Fourier law:
Q=λ/s·F·Δt·τ, формула (2)Q = λ / s · F · Δt · τ, formula (2)
где λ - коэффициент теплопроводности; s - длина пути переноса теплоты (толщина звена цепи).where λ is the coefficient of thermal conductivity; s is the heat transfer path length (chain link thickness).
Отношение λ/s из формулы (2) характеризует тепловую проводимость звена цепи. При уменьшении толщины звена цепи появляется возможность более быстрого прогрева звеньев цепи по толщине и аккумулирования большего количества тепла в центральной части звена. Поэтому, согласно заявляемой полезной модели, поперечное сечение тела каждого звена цепи в виде овалообразной фигуры позволяет лучше прогревать звенья цепи в газовом потоке по толщине и полнее отдавать накопленное тепло материалу, в результате чего интенсифицируется теплообмен между звеньями цепи и материалом, а также между газовым потоком и звеньями цепи, приводя к увеличению производительности печи.The ratio λ / s from formula (2) characterizes the thermal conductivity of the chain link. By reducing the thickness of the chain link, it becomes possible to more quickly warm the chain links through the thickness and accumulate more heat in the central part of the link. Therefore, according to the claimed utility model, the cross section of the body of each chain link in the form of an oval-shaped figure allows for better warming up of the chain links in the gas stream in thickness and more fully transfer the accumulated heat to the material, as a result of which the heat transfer between the chain links and the material is intensified, as well as between the gas stream and chain links, leading to increased furnace productivity.
Согласно заявляемой полезной модели, выполнение цепи для цепной завесы ротационной обжиговой печи таким образом, что в продольном разрезе цепи направление наименьшего диаметра овалообразной фигуры в поперечном сечении тела каждого звена цепи совпадает с направлением продольной оси каждого предыдущего звена цепи и каждого последующего звена цепи, позволяет развить не боковые поверхности, препятствующие движению газового потока в печи, а внешнюю и внутреннюю торцевые поверхности каждого звена цепи, что повышает аэродинамические свойства цепи, при этом позволяет снизить сопротивление цепи газовому потоку, повысить интенсивность процесса передачи тепла от газового потока к материалу, повысить производительность вращающейся обжиговой печи, а также повысить стойкость к запутыванию.According to the claimed utility model, the execution of the chain for the chain curtain of the rotary kiln so that in the longitudinal section of the chain the direction of the smallest diameter of the oval-shaped figure in the cross section of the body of each chain link coincides with the direction of the longitudinal axis of each previous chain link and each subsequent chain link, allows you to develop not the lateral surfaces that impede the movement of the gas flow in the furnace, but the outer and inner end surfaces of each chain link, which increases the aerodynamic properties In addition, it allows reducing the chain resistance to the gas flow, increasing the intensity of the process of heat transfer from the gas flow to the material, increasing the productivity of the rotary kiln, and also increasing the resistance to tangling.
В настоящее время на цементных заводах применяют два основных вида цепных завес для вращающихся печей: цепные завесы, у которых каждая цепь подвешена только за один конец (свободно висящие), и цепные завесы, у которых цепи подвешены гирляндами, т.е. за оба конца. (Ю.И. Дешко, М.Б. Креймер, Т.А. Огаркова. Наладка и теплотехнические испытания вращающихся печей на цементных заводах. Издание второе, переработанное и дополненное. Издательство литературы по строительству. Москва, 1966, с.28-29)Currently, cement plants use two main types of chain curtains for rotary kilns: chain curtains, in which each chain is suspended only at one end (freely hanging), and chain curtains, in which chains are hung with garlands, i.e. for both ends. (Yu.I. Deshko, M. B. Kreimer, T. A. Ogarkova. Adjustment and thermal testing of rotary kilns in cement plants. Second edition, revised and expanded. Publishing house of construction literature. Moscow, 1966, p. 28-29 )
Опыт применения цепей с конструктивным решением по заявке №2012111725 на полезную модель (прототип) показал, что данные цепи, особенно в варианте завесы со свободно висящими цепями, имеют повышенное сопротивление газовому потоку и снижают его скорость, так как развитые боковые поверхности звеньев цепи в процессе работы цепной завесы в печи не могут постоянно располагаться вдоль газового потока в виду поворотов звеньев при вращении цепи.The experience of using chains with a constructive solution according to the application No. 2012111725 for a utility model (prototype) showed that these chains, especially in the version of the curtain with freely hanging chains, have increased resistance to gas flow and reduce its speed, since the developed side surfaces of the chain links in the process the operation of the chain curtain in the furnace cannot be constantly located along the gas flow due to the rotation of the links during chain rotation.
Конструктивное решение звеньев заявляемой цепи заключается в том, что у каждого звена цепи сильно развиты не боковые поверхности, а внешняя и внутренняя торцевые поверхности.The constructive solution of the links of the claimed chain is that each link of the chain is not strongly developed side surfaces, and the outer and inner end surfaces.
Такое конструктивное решение звеньев заявляемой цепи позволяет интенсифицировать процесс передачи тепла от газового потока к материалу в силу того, что развитые внешние торцевые поверхности звеньев цепи в процессе работы цепной завесы в печи меньше препятствуют движению газового потока в сравнении с прототипом, где коэффициент теплообмена (удельное количество тепла, отнесенное к единице поверхности цепей цепной завесы), снижается, так как каждое звено цепи прототипа при ее постоянном вращении повышает местное сопротивление движению газового потока в силу его дополнения еще и сопротивлением развитых боковых поверхностей каждого второго звена цепи.This constructive solution of the links of the claimed chain allows to intensify the process of heat transfer from the gas stream to the material due to the fact that the developed external end surfaces of the chain links during the operation of the chain curtain in the furnace less interfere with the gas flow in comparison with the prototype, where the heat transfer coefficient (specific quantity heat attributed to the unit of the surface of the chains of the chain curtain) is reduced, since each link of the prototype chain with its constant rotation increases the local resistance to movement AZOV flow by virtue of its complement also developed resistance to the side surfaces of each second chain link.
Удельное количество тепла, переданное от газов к материалу в цепной зоне (qц в ккал/кг клинкера), определяется (Ю.И. Дешко, М.Б. Креймер, Т.А. Огаркова. Наладка и теплотехнические испытания вращающихся печей на цементных заводах. Издание второе, переработанное и дополненное. Издательство литературы по строительству. Москва, 1966 г., стр.40):The specific amount of heat transferred from gases to the material in the chain zone (q c in kcal / kg clinker) is determined (Yu.I. Deshko, MB Kreimer, TA Ogarkova. Adjustment and heat engineering tests of cement rotary kilns factories. Second edition, revised and supplemented. Publishing house of building literature. Moscow, 1966, p. 40):
qц=αц·Fц·Δtц/G, формула (3)q c = α c · F c · Δt c / G, formula (3)
где αц - коэффициент теплообмена в ккал/м2·ч·°С; Fц - суммарная поверхность теплоотдачи в м2; Δtц - среднелогарифмическая разница температур материала и газов в цепной зоне в °С; G - производительность печи в кг/ч.where α n - heat transfer coefficient Kcal / m 2 · hr · ° C; F n - total heat transfer surface in m 2; Δt c - average logarithmic temperature difference of the material and gases in the chain zone in ° C; G - furnace capacity in kg / h.
Коэффициент теплообмена из формулы (3) зависит от относительного времени пребывания цепей в газах и материале и коэффициентов теплоотдачи от газового потока к цепям и от цепей к материалу.The heat transfer coefficient from formula (3) depends on the relative residence time of the chains in gases and material and the heat transfer coefficients from the gas flow to the chains and from chains to the material.
Величина коэффициента теплоотдачи является мерой интенсивности процесса передачи тепла.The value of the heat transfer coefficient is a measure of the intensity of the heat transfer process.
В связи с тем, что коэффициент теплоотдачи от газового потока к цепям меньше, чем от цепей к материалу, то для интенсификации теплообмена в печи следует увеличивать первый из них.Due to the fact that the heat transfer coefficient from the gas stream to the chains is less than from the chains to the material, the first of them should be increased to intensify heat transfer in the furnace.
Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией зависит от физических свойств и режимов течения греющего потока, обтекающего тепловоспринимающую поверхность. Этот параметр обычно находят экспериментальным путем для конкретных условий теплообмена и полученные зависимости выражают в критериальной форме.The value of the heat transfer coefficient by convection depends on the physical properties and flow regimes of the heating stream flowing around the heat-receiving surface. This parameter is usually found experimentally for specific heat transfer conditions and the obtained dependencies are expressed in a criterial form.
На основании уравнений подобия можно определить значения числа Нуссельта и, следовательно, соответствующие значения коэффициента теплоотдачи.Based on the similarity equations, one can determine the values of the Nusselt number and, consequently, the corresponding values of the heat transfer coefficient.
При конвективном теплообмене уравнение подобия в общем случае имеет следующий вид:With convective heat transfer, the similarity equation in the general case has the following form:
Nu=f(Re, Gr, Рr), формула (4)Nu = f (Re, Gr, Pr), formula (4)
где Nu - критерий Нуссельта, который представляет собой безразмерный коэффициент теплоотдачи; Re - критерий Рейнольдса, характеризующий режим движения газов; Gr - критерий Грасгофа, характеризующий подъемную силу, возникшую вследствие разности плотности газов; Рr - критерий Прандтля, определяющий физические свойства газов.where Nu is the Nusselt criterion, which is a dimensionless heat transfer coefficient; Re - Reynolds criterion characterizing the mode of gas movement; Gr - Grashof criterion characterizing the lifting force that arose due to the difference in gas density; Pr is the Prandtl criterion that determines the physical properties of gases.
При расчете цепных завес для определения критерия Нуссельта применяют следующие виды уравнения подобия:When calculating chain curtains, the following types of the similarity equation are used to determine the Nusselt criterion:
Nu=f(Re, Рr), формула (5)Nu = f (Re, Pr), formula (5)
(Д.Я. Мазуров. Теплотехническое оборудование заводов вяжущих материалов: Учебник для техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1982., стр.160)(D.Ya. Mazurov. Thermotechnical equipment of cementing factories: Textbook for technical schools. - 2nd ed., Revised and enlarged. - M .: Stroyizdat, 1982., p. 160)
Nu=f(Re), формула (6)Nu = f (Re), formula (6)
(Ю.И. Дешко, М.Б. Креймер, Т.А. Огаркова. Наладка и теплотехнические испытания вращающихся печей на цементных заводах. Издание второе, переработанное и дополненное. Издательство литературы по строительству. Москва, 1966 г., стр.40-41)(Yu.I. Deshko, M. B. Kreimer, T. A. Ogarkova. Adjustment and heat engineering tests of rotary kilns in cement plants. Second edition, revised and supplemented. Publishing house of construction literature. Moscow, 1966, p. 40 -41)
Критерий Нуссельта определяется:The Nusselt criterion is determined by:
Nu=α·dэкв/λг, формула (7)Nu = α · d equiv / λ g formula (7)
где α - коэффициент теплоотдачи в ккал/м2·ч·°С; dэкв - эквивалентный диаметр цепи в м, который можно рассматривать как диаметр условного цилиндра; λг -коэффициент теплопроводности газов в ккал/м·ч·°С.where α is the heat transfer coefficient in kcal / m 2 · h · ° C; d equiv - equivalent chain diameter in m, which can be considered as the diameter of a conditional cylinder; λ g is the coefficient of thermal conductivity of gases in kcal / m · h · ° C.
Из формулы (7) коэффициент теплоотдачи α определяется:From the formula (7), the heat transfer coefficient α is determined:
α=Nu·λг/dэкв, формула (8)α = Nu · λ g / d equiv , formula (8)
Из формул (4), (5), (6) и (8) следует, что коэффициент конвективной теплоотдачи движущегося газового потока является функцией критерия Рейнольдса, который характеризует режим течения потока.It follows from formulas (4), (5), (6), and (8) that the convective heat transfer coefficient of a moving gas stream is a function of the Reynolds criterion, which characterizes the flow regime.
Критерий Рейнольдса определяется:Reynolds criterion is determined by:
Re=wг dэкв/vг, формула (9)Re = w g d equiv / v g , formula (9)
где wг - скорость газов при обтекании цепей в м/сек; vг - кинематическая вязкость газов в м2/сек.where w g is the gas velocity during the flow around the chains in m / s; v g - kinematic viscosity of gases in m 2 / sec.
Из формулы (9) следует, что интенсивность передачи тепла будет определяться относительной скоростью газового потока. Таким образом, интенсифицировать процесс передачи тепла в ротационной печи можно путем увеличения относительной скорости газового потока, что приведет к увеличению производительности ротационной обжиговой печи.From formula (9) it follows that the intensity of heat transfer will be determined by the relative velocity of the gas stream. Thus, it is possible to intensify the process of heat transfer in a rotary kiln by increasing the relative velocity of the gas flow, which will lead to an increase in the productivity of the rotary kiln.
Рассмотрим повторяющиеся с определенным шагом отрезки цепи в виде двух связанных между собой звеньев круглой формы (для простоты расчета) в варианте с конструктивным решением заявляемой цепи (вариант 1), в варианте с известным конструктивным решением цепи по заявке №2012111725 на полезную модель (прототип) (вариант 3) и в варианте с известным конструктивным решением цепи по патенту на полезную модель RU 116590 (вариант 2) для того, чтобы сравнить их влияние на величину живого сечения газового потока (поперечное сечение потока или части его, перпендикулярное направлению движения, выражаемое в единицах измерения площади).Consider the repeating chain segments with a certain step in the form of two interconnected circular links (for ease of calculation) in the embodiment with the constructive solution of the inventive chain (option 1), in the variant with the known constructive solution of the chain according to application No. 2012111725 for a utility model (prototype) (option 3) and in the variant with the known circuit design according to the patent for utility model RU 116590 (option 2) in order to compare their effect on the living cross section of the gas stream (cross section of the stream or part of it, perpendic polar direction of motion, expressed in square units).
Для обеспечения равенства условий и упрощения анализа необходимо допустить, что d1=d2=d и D1=D2=D, шаг звеньев цепи круглой формы одинаков во всех вариантах и равен (2·r), а также, что проекции звена на плоскость в продольном разрезе цепи определяются кольцом (проекция звена, которое сечется плоскостью вдоль) и прямоугольником (проекция звена, которое сечется плоскость поперек). Тогда получается, что суммарная площадь, препятствующая движению газового потока, будет складываться из площади прямоугольника и площади кольца.To ensure equal conditions and simplify the analysis, it is necessary to assume that d1 = d2 = d and D1 = D2 = D, the pitch of the chain links of the round shape is the same in all cases and is equal to (2 · r), and also that the projections of the link onto the plane in the longitudinal section of the chain are determined by the ring (the projection of the link that cuts the plane along) and the rectangle (the projection of the link that cuts the plane across). Then it turns out that the total area that impedes the movement of the gas stream will be the sum of the area of the rectangle and the area of the ring.
При сравнении цепей в вариантах 1 и 3 очевидно то, что площадь, препятствующая движению газового потока, у известной цепи по заявке №2012111725 на полезную модель (прототип) (вариант 3) значительно превышает площадь, оказывающую сопротивление потоку, у заявляемой цепи (вариант 1), так как из описания конструкции звеньев этих цепей очевидно, что площадь кольца в варианте 3 превышает площадь кольца в варианте 1.When comparing the chains in
При сравнении цепей в вариантах 1 и 2 необходимо определить суммарные площади, препятствующие движению газового потока, для обоих вариантов, а затем из суммарной площади одного варианта вычесть суммарную площадь другого варианта.When comparing the chains in
Из патента на полезную модель RU 116590 известно, что d1/D1=(0,3÷0,9), т.е. d=(0,3÷0,9)·D.From the patent for utility model RU 116590 it is known that d1 / D1 = (0.3 ÷ 0.9), i.e. d = (0.3 ÷ 0.9) D.
Для заявляемой цепи (вариант 1) суммарная площадь, препятствующая движению газового потока, равна:For the inventive circuit (option 1), the total area that impedes the movement of the gas stream is equal to:
D·(2·r+2·d)+π·((r+d)2-r2), выражение (1)D (2 r + 2 d) + π ((r + d) 2 -r 2 ), expression (1)
Для цепи по патенту на полезную модель RU 115690 (вариант 2) суммарная площадь, препятствующая движению газового потока, равна:For the chain according to the patent for utility model RU 115690 (option 2), the total area that impedes the movement of the gas stream is:
d·(2·r+2·D)+π·((r+D)2-r2), выражение (2)d · (2 · r + 2 · D) + π · ((r + D) 2 -r 2 ), expression (2)
Находим разность выражений (1) и (2). Проведя тождественные преобразования и упростив алгебраическое выражение, получаем:We find the difference of expressions (1) and (2). Having carried out the identical transformations and simplified the algebraic expression, we obtain:
2·D·r·(1+π·((0,3÷0,9)-1)-(0,3÷0,9))+D2·π·((0,3÷0,9)2-1)□0, выражение (3)2 · D · r · (1 + π · ((0.3 ÷ 0.9) -1) - (0.3 ÷ 0.9)) + D 2 · π · ((0.3 ÷ 0.9 ) 2 -1) □ 0, expression (3)
Из выражения (3) видно, что разность суммарных площадей, препятствующих движению газового потока, для двух вариантов получается отрицательной. Так как из выражения (1) вычиталось выражение (2), то суммарная площадь, препятствующая движению газового потока, у заявляемой цепи (вариант 1) меньше, чем у известной цепи по патенту на полезную модель RU 116590 (вариант 2).From the expression (3) it can be seen that the difference in the total areas that impede the movement of the gas flow for two options is negative. Since expression (2) was subtracted from expression (1), the total area that impedes the movement of the gas stream in the claimed circuit (option 1) is less than that of the known chain according to the patent for utility model RU 116590 (option 2).
Цепь состоит из последовательно соединенных между собой взаимно подвижных звеньев, поэтому при вращении печи есть вероятность их запутывания между собой.The chain consists of mutually movable links connected to each other in series, therefore, when the furnace rotates, there is a possibility of their entanglement among themselves.
В сравнении с прототипом заявляемая цепь обладает более высокой стойкостью к запутыванию, так как в ее конструкции присутствуют только звенья одной обтекаемой формы с малыми боковыми поверхностями и одних размеров, что снижает вероятность их заклинивания или заедания.Compared with the prototype of the inventive chain has a higher resistance to tangling, since in its design there are only links of one streamlined shape with small side surfaces and the same size, which reduces the likelihood of jamming or jamming.
Согласно заявляемой полезной модели, выполнение цепи для цепной завесы ротационной обжиговой печи таким образом, что в поперечном сечении тела каждого звена цепи наименьший диаметр овалообразной фигуры делит ее наибольший диаметр на равные части, позволяет одновременно получать симметрично развитые относительно продольной плоскости, проходящей через центр масс звена, внешние и внутренние торцевые поверхности каждого звена цепи и возможность смещения наибольшего диаметра овалообразной фигуры в поперечном сечении тела звена вдоль наименьшего диаметра.According to the claimed utility model, the execution of the chain for the chain curtain of the rotary kiln in such a way that in the cross section of the body of each chain link the smallest diameter of the oval-shaped figure divides its largest diameter into equal parts, allows you to simultaneously get symmetrically developed relative to the longitudinal plane passing through the center of mass of the link , the external and internal end surfaces of each chain link and the possibility of shifting the largest diameter of the oval-shaped figure in the cross section of the link body along smallest diameter.
Поперечное сечение тела каждого звена заявляемой цепи выполнено таким образом, что наименьший диаметр овалообразной фигуры делит ее наибольший диаметр на равные части, а деление наименьшего диаметра наибольшим диаметром при этом не ограничивается.The cross section of the body of each link of the claimed chain is made in such a way that the smallest diameter of the oval-shaped figure divides its largest diameter into equal parts, and dividing the smallest diameter with the largest diameter is not limited.
Симметричное развитие внешних и внутренних торцевых поверхностей каждого звена цепи относительно продольной плоскости, проходящей через центр масс звена, необходимо для обеспечения равномерного износа этих звеньев в процессе работы.The symmetrical development of the external and internal end surfaces of each chain link relative to the longitudinal plane passing through the center of mass of the link is necessary to ensure uniform wear of these links during operation.
Возможность смещения наибольшего диаметра овалообразной фигуры в сечении тела звена вдоль ее наименьшего диаметра необходима для коррекции площади поперечного сечения тела звена, следовательно, и массы звена.The possibility of shifting the largest diameter of the oval-shaped figure in the section of the link body along its smallest diameter is necessary to correct the cross-sectional area of the link body, and therefore the link mass.
Согласно заявляемой полезной модели, выполнение части контура овалообразной фигуры в поперечном сечении тела каждого звена цепи, определяющей внутреннюю контактную поверхность звена, в виде выпуклой дуги окружности с длиной, равной 15÷60% от периметра поперечного сечения тела звена, и с радиусом, равным радиусу дуги окружности, определяющей профиль отверстия каждого предыдущего звена цепи и каждого последующего звена цепи в месте контакта, позволяет без увеличения массы звеньев цепи повысить прочность цепи, увеличив период допустимого износа звеньев цепи и максимально уменьшив их износ в месте контакта.According to the claimed utility model, the execution of a part of the contour of an oval-shaped figure in the cross section of the body of each chain link defining the internal contact surface of the link in the form of a convex circular arc with a length equal to 15 ÷ 60% of the perimeter of the cross section of the link body and with a radius equal to the radius the arc of a circle that defines the hole profile of each previous chain link and each subsequent chain link at the point of contact, allows to increase the chain strength without increasing the mass of the chain links, increasing the period of permissible and Chain links and minimizing wear at the point of contact.
На износ цепи одновременно влияет множество различных факторов, приводящих к преждевременному выходу цепи из строя вследствие интенсивного развития процессов коррозии и изнашивания рабочих поверхностей, бороться с которыми весьма сложно. Поэтому, одним из направлений для повышения работоспособности цепей для цепных завес вращающейся печи, эксплуатирующихся в условиях коррозии и абразивного изнашивания, является рациональное конструирование звена цепи такой формы и размеров, которые обеспечивали бы возникновение на рабочих поверхностях минимальных по величине механических воздействий в процессе эксплуатации и продлевали бы период допустимого износа.The chain wear is simultaneously affected by many different factors leading to premature failure of the chain due to the intensive development of corrosion processes and wear of working surfaces, which are very difficult to deal with. Therefore, one of the directions for increasing the efficiency of chains for chain curtains of a rotary kiln operating in conditions of corrosion and abrasive wear is the rational design of a chain link of such shape and dimensions that would ensure the appearance on the working surfaces of a minimum mechanical impact during operation and extend would be a period of allowable wear.
Коррозионно-механическое изнашивание происходит в результате механических воздействий, сопровождающихся химическим взаимодействием металла со средой (высокотемпературное окисление металла газами).Corrosion-mechanical wear occurs as a result of mechanical stresses, accompanied by chemical interaction of the metal with the medium (high-temperature oxidation of the metal by gases).
Условия сопряжения, характер контакта внутренних торцевых поверхностей звеньев цепи оказывают большое влияние на скорость изнашивания.The conjugation conditions, the nature of the contact of the inner end surfaces of the chain links have a great influence on the wear rate.
Профиль отверстия звена цепи определяет форму этого звена, например, круглую или овальную (эти формы наиболее распространены). У круглого звена профиль отверстия полностью криволинейный, а у овального звена профиль отверстия имеет как прямолинейные, так и криволинейные участки. Криволинейные участки профиля отверстия определяют форму контактной поверхности звена.The hole profile of a chain link determines the shape of this link, for example, round or oval (these shapes are the most common). For a round link, the hole profile is completely curved, and for an oval link, the hole profile has both straight and curved sections. Curved sections of the hole profile determine the shape of the contact surface of the link.
Опыт конструирования и эксплуатации цепей для цепных завес ротационных печей показывает, что важным параметром для взаимосвязанных и взаимно подвижных звеньев цепи является длина дуги окружности, задающая кривизну внутренних торцевых поверхностей этих свободно соединенных звеньев. Этот параметр напрямую определяет площадь поверхности контакта между сопрягаемыми друг с другом звеньями цепи. Радиус дуги окружности, задающей кривизну контактных поверхностей свободно соединенных звеньев, влияет, но напрямую не определяет площадь поверхности контакта между сопрягаемыми друг с другом звеньями цепи.Experience in the design and operation of chains for chain curtains of rotary kilns shows that an important parameter for interconnected and mutually movable chain links is the length of the circular arc, which determines the curvature of the inner end surfaces of these freely connected links. This parameter directly determines the surface area of the contact between the interlinked links of the chain. The radius of the arc of a circle defining the curvature of the contact surfaces of loosely connected links influences, but does not directly determine, the surface area of the contact between the chain links mating with each other.
Например, при конструировании цепи, основываясь на известных решениях по заявке №2012111725 на полезную модель (прототип) или по патенту на полезную модель RU 116590, затруднительно получить длину дуги окружности, задающей кривизну контактных поверхностей всех звеньев, больше 15% от периметра поперечного сечения тела звена, так как наряду с этим необходимо учитывать и такой параметр, как площадь поперечного сечения звена цепи, которая определяет массу цепи.For example, when designing a circuit based on well-known solutions according to the application No. 2012111725 for a utility model (prototype) or according to the patent for utility model RU 116590, it is difficult to obtain the length of the circular arc defining the curvature of the contact surfaces of all links, more than 15% of the perimeter of the cross section of the body link, since along with this it is necessary to take into account such a parameter as the cross-sectional area of the chain link, which determines the mass of the chain.
На поверхности звеньев при нагреве цепи образуется защитная оксидная пленка (окалина), состоящая из частично сцепленных слоев продуктов коррозии, возникающая при нагреве материала, которая тормозит процесс коррозии.On the surface of the links when the chain is heated, a protective oxide film (scale) is formed, consisting of partially interlinked layers of corrosion products that occurs when the material is heated, which inhibits the corrosion process.
При конструктивном решении цепи с длиной дуги окружности, задающей кривизну внутренних торцевых поверхностей свободно сочлененных звеньев, меньше 15% от периметра поперечного сечения тела звена наблюдается сильный абразивный износ звеньев цепи.With a constructive solution of a chain with a circular arc length defining the curvature of the inner end surfaces of the freely connected links, less than 15% of the perimeter of the cross section of the link body, strong abrasive wear of the chain links is observed.
Абразивный износ приводит к истиранию защитной оксидной пленки, а нарушение сплошности оксидного покрытия материала цепи приводит к ускорению темпа окисления.Abrasive wear leads to abrasion of the protective oxide film, and violation of the continuity of the oxide coating of the chain material leads to an acceleration of the rate of oxidation.
Если при работе цепи со звеньями круглой формы наблюдается возможность восстановления сплошности оксидного покрытия, так как возможен поворот звена со смещением места контакта, то при работе цепи со звеньями овальной формы это уже невозможно.If during the operation of the chain with round links, it is possible to restore the continuity of the oxide coating, since the link can rotate with a displacement of the contact point, then during the operation of the chain with oval links this is no longer possible.
Необходимо также учитывать и тот факт, что при повреждении хотя бы одного звена выходит из работы вся цепь.It is also necessary to take into account the fact that if at least one link is damaged, the entire chain goes out of operation.
Конструктивное решение цепи, согласно заявляемой полезной модели, позволяет значительно увеличить контактную поверхность между звеньями цепи, не прибегая к увеличению массы звеньев, и, вследствие уменьшения нагрузки на внутреннюю поверхность звена, снизить ее износ. Увеличение площади поперечного сечения тела звена повышает массу цепи, а уменьшение площади сечения снижает прочность цепи и более того жесткость звеньев при уменьшении их толщины, т.е. способность звеньев сопротивляться изменению формы под действием нагрузок.The constructive solution of the chain, according to the claimed utility model, can significantly increase the contact surface between the chain links without resorting to an increase in the mass of the links, and, due to a decrease in the load on the inner surface of the link, reduce its wear. An increase in the cross-sectional area of the link body increases the mass of the chain, and a decrease in the cross-sectional area decreases the chain strength and, moreover, the stiffness of the links with a decrease in their thickness, i.e. the ability of the links to resist change in shape under the action of loads.
Увеличение массы цепи негативно сказывается как на стоимости самой цепи, так и на работе цепной завесы и всей вращающейся обжиговой печи, приводя к повышению запыленности газового потока, к разрушению гранул материала, к увеличению веса вращающейся части печи, увеличению нагрузки на ролики, бандажи и шестерни редукторов. Возможность не прибегать к увеличению массы звеньев цепи достигается в конструктивном решении заявляемой цепи благодаря тому, что кривизна внутренней торцевой поверхности каждого звена этой цепи в виде дуги окружности одновременно может формировать и большую часть (до 60% при возможном смещении наибольшего диаметра вдоль наименьшего) контура овалообразной фигуры в поперечном сечении тела звена. Таким образом, в заявляемой полезной модели достигается максимально возможная поверхность контакта всех звеньев цепи.An increase in the mass of the chain negatively affects both the cost of the chain itself and the operation of the chain curtain and the entire rotary kiln, leading to an increase in the dust content of the gas flow, to destruction of the granules of the material, to an increase in the weight of the rotating part of the kiln, and an increase in the load on the rollers, bandages and gears gearboxes. The ability not to resort to an increase in the mass of chain links is achieved in the constructive solution of the claimed chain due to the fact that the curvature of the inner end surface of each link of this chain in the form of an arc of a circle can simultaneously form a large part (up to 60% with a possible shift of the largest diameter along the smallest) oval-shaped contour figures in cross section of the link body. Thus, in the inventive utility model, the maximum possible contact surface of all chain links is achieved.
Согласно заявляемой полезной модели, выполнение овалообразной фигуры в поперечном сечении тела каждого звена цепи с соотношением наибольшего диаметра к наименьшему диаметру, равным 4/3÷5, позволяет, добиваясь максимально возможной поверхности контакта звеньев цепи, не снижать жесткости звеньев цепи до появления их деформации, приводящей как к снижению запаса прочности цепи, так и к снижению стойкости цепи к запутыванию.According to the claimed utility model, the implementation of an oval-shaped figure in the cross section of the body of each chain link with the ratio of the largest diameter to the smallest diameter equal to 4/3 ÷ 5 allows, achieving the maximum possible contact surface of the chain links, not to reduce the stiffness of the chain links until they become deformed, leading both to a decrease in the chain safety margin and to a decrease in the chain resistance to entanglement.
Если повышения прочности можно добиваться совершенствованием свойств материала, то жесткость зависит только от размеров поперечного сечения тела звена, так как модуль упругости или модуль сдвига при кручении остается без изменения. Повышенные деформации звеньев могут нарушить нормальную работу цепи задолго до возникновения опасных для прочности напряжений. Нарушая равномерное распределение нагрузки, они вызывают сосредоточенные силы на отдельных участках цепи, в результате чего появляются местные напряжения, иногда в несколько раз превышающие номинальные напряжения.If the increase in strength can be achieved by improving the properties of the material, the stiffness depends only on the size of the cross section of the link body, since the elastic modulus or shear modulus during torsion remains unchanged. Elevated deformations of the links can interfere with the normal operation of the circuit long before the occurrence of stresses dangerous to strength. Violating the uniform distribution of the load, they cause concentrated forces in individual parts of the circuit, resulting in local stresses, sometimes several times higher than the rated voltage.
Надо отметить, что длина дуги окружности, определяющей внутреннюю торцевую поверхность звена, находится в прямой зависимости от наибольшего диаметра овалообразной фигуры в поперечном сечении тела звена. Наибольший диаметр овалообразной фигуры в поперечном сечении тела звена является хордой, стягивающей выпуклую дугу окружности максимальной длины. Можно сделать вывод, что сечением тела звена оптимальным для всех приведенных выше условий, т.е. трех взаимозависимых параметров сечения тела звена (величины наименьшего диаметра, величины наибольшего диаметра и длины дуги окружности, определяющей внутреннюю поверхность звена), будет являться сечение в форме овала с соотношением его большой полуоси к малой, равным 4/3. Если в виду небольшой разницы условно принять длину половины дуги, стягивающей хордой которой является большая ось овала, равной отрезку, соединяющему крайнюю точку большой полуоси с крайней точкой малой полуоси, то малая и большая полуоси овала, находящиеся во взаимно перпендикулярных направлениях, а также и отрезок, их соединяющий, взаимного оптимального значения могут достичь при соотношении 3:4:5 (египетский треугольник - прямоугольный треугольник с соотношением сторон 3:4:5). В этом случае получается оптимальная длина дуги окружности, задающей кривизну внутренних торцевых поверхностей свободно соединенных звеньев, и наилучшее в отношении жесткости звеньев и прочности цепи соотношение размеров сечения тела звена. Но целью заявляемой полезной модели является также и интенсификация теплообменных процессов путем увеличения поверхности теплообмена каждого звена цепи. В связи с этим необходимо определить возможность и пределы допустимости снижения каких-либо параметров поперечного сечения тела звена. Добиваясь высоких теплопроводных свойств звеньев цепи путем уменьшения их толщины и принимая во внимание допустимость снижения жесткости до определенных значений, не приводящих к изменению формы звеньев цепи, в заявляемой полезной модели допускается увеличение наибольшего диаметра и уменьшение наименьшего диаметра поперечного сечения каждого звена цепи. Так как любая деформация звена цепи может привести к снижению стойкости к запутыванию (появляется возможность заклинивания или заедания звеньев цепи), то верхний предел соотношения наибольшего диаметра к наименьшему диаметру овалообразной фигуры в поперечном сечении тела каждого звена цепи принят равным 5 в силу того, что при больших значениях уже наблюдается изменение формы звеньев цепи.It should be noted that the length of the arc of a circle defining the inner end surface of the link is directly dependent on the largest diameter of the oval-shaped figure in the cross section of the link body. The largest diameter of an oval-shaped figure in the cross section of the link body is a chord, which pulls together a convex arc of a circle of maximum length. We can conclude that the cross section of the link body is optimal for all the above conditions, i.e. of the three interdependent parameters of the sectional body of the link (the smallest diameter, the largest diameter and the length of the arc of a circle that defines the inner surface of the link), there will be an oval cross-section with a ratio of its major axis to the minor axis, equal to 4/3. If we take into account the small difference, we arbitrarily take the length of the half of the arc, the contracting chord of which is the major axis of the oval, equal to the segment connecting the extreme point of the major axis with the extreme point of the minor axis, then the minor and major axes of the oval, located in mutually perpendicular directions, as well as the segment connecting them, they can achieve mutual optimal values at a ratio of 3: 4: 5 (Egyptian triangle is a right-angled triangle with an aspect ratio of 3: 4: 5). In this case, the optimal length of the circular arc is obtained, which sets the curvature of the inner end surfaces of the loosely connected links, and the ratio of the sectional dimensions of the link body is best in terms of stiffness of links and chain strength. But the purpose of the claimed utility model is also the intensification of heat transfer processes by increasing the heat transfer surface of each chain link. In this regard, it is necessary to determine the possibility and admissibility limits for reducing any parameters of the cross section of the link body. Achieving high heat-conducting properties of chain links by reducing their thickness and taking into account the permissibility of reducing stiffness to certain values that do not lead to a change in the shape of chain links, the claimed utility model allows an increase in the largest diameter and a decrease in the smallest cross-sectional diameter of each chain link. Since any deformation of a chain link can lead to a decrease in entanglement resistance (it becomes possible to jam or jam chain links), the upper limit of the ratio of the largest diameter to the smallest diameter of an oval-shaped figure in the cross section of the body of each chain link is assumed to be 5 due to the fact that At higher values, a change in the shape of the chain links is already observed.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется рисунками:The essence of the claimed utility model is illustrated by the drawings:
На фиг.1 - показан общий вид цепи с овальными и круглыми звеньями;Figure 1 - shows a General view of the chain with oval and round links;
На фиг.2 - показан продольный разрез трехзвенного отрезка цепи со звеньями овальной формы;Figure 2 - shows a longitudinal section of a three-link chain segment with oval-shaped links;
На фиг.3 - показан продольный разрез трехзвенного отрезка цепи со звеньями круглой формы.Figure 3 - shows a longitudinal section of a three-link segment of the chain with links of round shape.
Цепь цельнолитая для цепной завесы ротационной печи состоит последовательно соединенных между собой взаимно подвижных звеньев 1 любой геометрической формы, например, овала или круга.The one-piece chain for a chain curtain of a rotary kiln consists of mutually
Поперечное сечение тела каждого звена 1 цепи имеет профиль, который представляет собой овалообразную фигуру 2 с взаимно перпендикулярным направлением наибольшего D и наименьшего d диаметров.The cross section of the body of each
Цепь выполнена таким образом, что в продольном разрезе цепи направление наименьшего диаметра d овалообразной фигуры 2 в поперечном сечении тела каждого звена цепи 1 совпадает с направлением продольной оси 3 каждого предыдущего звена 1 цепи и каждого последующего звена 1 цепи.The chain is made in such a way that in the longitudinal section of the chain the direction of the smallest diameter d of the oval-shaped figure 2 in the cross section of the body of each
В поперечном сечении тела каждого звена 1 цепи наименьший диаметр d овалообразной фигуры 2 делит ее наибольший диаметр D на равные части.In the cross section of the body of each
Часть контура овалообразной фигуры 2 в поперечном сечении тела каждого звена 1 цепи, определяющая внутреннюю контактную поверхность 5 звена 1, образована выпуклой дугой окружности 4 с длиной, равной 15÷60% от периметра поперечного сечения тела звена 1, и с радиусом R1, равным радиусу R2 дуги окружности 6, определяющей профиль отверстия 7 каждого предыдущего звена 1 цепи и каждого последующего звена 1 цепи в месте контакта 8.Part of the contour of the oval-shaped figure 2 in the cross section of the body of each
Наряду с этим овалообразная фигура 2 в поперечном сечении тела каждого звена 1 цепи имеет соотношение наибольшего диаметра D к наименьшему диаметру d, равное 4/3÷5.In addition, the oval-shaped figure 2 in the cross section of the body of each
Цепь для цепной завесы вращающейся печи используется следующим образом:The chain for the chain curtain of a rotary kiln is used as follows:
Цепи используются в качестве внутреннего теплообменного устройства. Во время вращения печи часть цепей находится в потоке газов, а остальная часть погружена в материал. В начале цепной зоны шлам налипает на цепи, находящиеся в газовом потоке. Цепи в этой части зоны увеличивают поверхность соприкосновения шлама с горячими газами, и в результате улучшается теплообмен. Когда шлам подсыхает, он теряет пластичность и уже не налипает на цепи. С этого момента тепло материалу передается цепями по регенеративному принципу: цепи нагреваются в газовом потоке и при погружении в материал передают ему тепло. Наряду с этим материал воспринимает тепло от газов и футеровки.Chains are used as an internal heat exchanger. During the rotation of the furnace, some of the chains are in the gas stream, and the rest is immersed in the material. At the beginning of the chain zone, sludge adheres to chains in the gas stream. Chains in this part of the zone increase the contact surface of the sludge with hot gases, and as a result, heat transfer is improved. When the sludge dries, it loses its plasticity and no longer sticks to the chain. From that moment, heat is transferred to the material by the chains according to the regenerative principle: the chains are heated in the gas stream and, when immersed in the material, transfer heat to it. Along with this, the material receives heat from gases and lining.
Оптимальная конструкция цепей должна обеспечивать эффективную теплопередачу, быть устойчивой к действию высокой температуры, иметь высокий запас прочности, сохранять гранулометрический состав материала и не повышать запыленности газового потока.The optimal design of the chains should ensure efficient heat transfer, be resistant to high temperatures, have a high margin of safety, maintain the particle size distribution of the material and not increase the dust content of the gas stream.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012146520/02U RU127848U1 (en) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | UNINTERABLE CHAIN FOR CHAIN Curtain of a Rotary Firing Furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012146520/02U RU127848U1 (en) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | UNINTERABLE CHAIN FOR CHAIN Curtain of a Rotary Firing Furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU127848U1 true RU127848U1 (en) | 2013-05-10 |
Family
ID=48803904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012146520/02U RU127848U1 (en) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | UNINTERABLE CHAIN FOR CHAIN Curtain of a Rotary Firing Furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU127848U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2679796C2 (en) * | 2017-08-01 | 2019-02-12 | Николай Петрович Дядченко | Round-link chain |
-
2012
- 2012-11-01 RU RU2012146520/02U patent/RU127848U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2679796C2 (en) * | 2017-08-01 | 2019-02-12 | Николай Петрович Дядченко | Round-link chain |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2285217C1 (en) | Chain for chain curtain of rotary kiln (modifications) | |
| RU127848U1 (en) | UNINTERABLE CHAIN FOR CHAIN Curtain of a Rotary Firing Furnace | |
| RU2513487C1 (en) | All-cast chain for chain curtain of rotary kiln | |
| CN110738348B (en) | Prediction method based on thermal network model straight gear temperature field | |
| RU121543U1 (en) | CHAIN FOR THE CHAIN PURPOSE OF ROTATING FIRING FURNACE | |
| US10864488B2 (en) | Anti-segregation mixer | |
| RU2486387C1 (en) | Chain with different links for chain screen of rotating burning furnace | |
| RU2527631C2 (en) | Circuit for chain curtain of rotary burning kiln (versions) | |
| RU127849U1 (en) | CHAIN FOR CHAIN PURPOSE OF ROTARY FIRING FURNACE (OPTIONS) | |
| RU116589U1 (en) | CHAIN FOR CHAIN VALVE OF ROTARY FURNACE | |
| RU2486386C1 (en) | Cast-in chain for chain screen of rotating furnace (versions) | |
| RU116590U1 (en) | CAST CHAIN FOR CHAIN VEILS OF ROTATING FURNACES (OPTIONS) | |
| TW201838905A (en) | Suspension ring for multistrand lifting tackle | |
| RU2627314C2 (en) | Heat exchange chain with elliptical wire links having increased wear resistance and improved heat transfer | |
| RU2468269C1 (en) | Chain for chain curtain of rotary furnace | |
| EA010712B1 (en) | Chain for chained curtain of clinker-calcining rotary kiln | |
| RU106343U1 (en) | CHAIN FOR CHAIN PURPOSE OF ROTATING FIRING FURNACE | |
| RU207443U1 (en) | Oval link for kiln chain curtain | |
| RU206839U1 (en) | Round link for kiln chain curtain | |
| RU110172U1 (en) | CHAIN FOR HEAT EXCHANGE CHAIN PURPOSES OF ROTATING FIRING FURNACE | |
| RU2559859C2 (en) | Cast chain link | |
| RU2561545C1 (en) | Chain for chain curtain of roasting unit | |
| WO2011053184A1 (en) | Chain for a chain-mesh screen in a rotary-drum furnace | |
| CN202973881U (en) | Heating furnace radiant furnace tube with linings arranged in staggered manner | |
| RU202785U1 (en) | HEAT EXCHANGE CHAIN FOR ROTARY KINNER CHAIN CURTAIN |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181102 |