RU182943U1 - ELECTRIC DRUM FURNACE - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области строительных материалов, а именно к технологическому оборудованию для вспучивания вермикулитовых концентратов и термообработки различных сыпучих материалов. Электрическая барабанная печь содержит раму, электрические нагреватели, бункер с термокрышкой, под которой закреплены электрические нагреватели и барабанный дозатор с приводом, закрепленный на раме; печь дополнительно содержит термобарабан, размещенный внутри термоизолированного со всех сторон бункера, на поверхности термобарабана выполнены поперечные прорези, его вал, установленный в подшипниках, вынесенных за стенки бункера, связан клиноременной передачей с приводом барабанного дозатора, термокрышка имеет цилиндрическую форму, установлена в верхней части бункера над верхней частью термобарабана, а лоток барабанного дозатора сопряжен с поверхностью термобарабана в его верхней части. Технический результат: упрощение конструкции печи. 3 ил.The utility model relates to the field of building materials, namely to technological equipment for expanding vermiculite concentrates and heat treatment of various bulk materials. An electric drum furnace comprises a frame, electric heaters, a hopper with a thermal cover, under which electric heaters are mounted, and a drum batcher with a drive mounted on the frame; the furnace additionally contains a thermoconductor located inside a thermally insulated on all sides of the hopper, transverse slots are made on the surface of the thermoconductor, its shaft installed in bearings placed outside the walls of the hopper is connected by a V-belt drive with a drum metering drive, the thermocover has a cylindrical shape, is installed in the upper part of the bin above the top of the drum, and the tray of the drum dispenser is mated to the surface of the drum at its top. Effect: simplify the design of the furnace. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области строительных материалов, а именно к технологическому оборудованию для вспучивания вермикулитовых концентратови термообработки различных сыпучих материалов.The utility model relates to the field of building materials, namely to technological equipment for expanding vermiculite concentrates and heat treatment of various bulk materials.

Известна электрическая печь для обжига вермикулитовых концентратов (RU №2351862, МПК F27B 9/00, опубликовано 10.04.2009), содержащая противни, выполненные из огнеупорного материала и установленные друг по отношению к другу под углом, снабженные электрическим нагревателями и крышками со съемными элементами, электрические нагреватели выполнены в виде лент, установленных на ребро и размещены под крышками на поверхностях противней продольно, так что пространства между соседними нагревателями образуют продольные камеры.Known electric furnace for firing vermiculite concentrates (RU No. 2351862, IPC F27B 9/00, published 04/10/2009), containing baking sheets made of refractory material and installed relative to each other at an angle, equipped with electric heaters and covers with removable elements, electric heaters are made in the form of tapes mounted on a rib and placed longitudinally under the covers on the surfaces of the baking sheets, so that the spaces between adjacent heaters form longitudinal chambers.

Общими признаками с заявляемой полезной моделью являются электрические нагреватели, размещенные под крышкой и крышка. Указанная печь обладает следующими недостатками.Common features with the claimed utility model are electric heaters placed under a lid and a lid. The specified furnace has the following disadvantages.

Вспучиваемый вермикулит движется по наклонным противням под действием сил тяжести, поэтому скорость его зерен в верхней части противней равна нулю, а в нижней части - максимальна. В верхней части противня концентрация зерен максимальна и между ними практически нет пустот: здесь они плотно прилегают друг к другу и получают максимум теплового излучения. Зерна в центральной части противня, получают уже значительно меньше теплового излучения, так как по мере движения их скорость возрастает, а пустоты между ними увеличиваются, концентрация зерен снижается, а в нижней части противня она вообще становится минимальной и среднее расстояние между ними становится значительно больше размеров самих зерен. Поэтому в средней, а особенно в нижней частях противня, зерна создают пустоты, в которых существенная часть теплового излучения нагревателей не поглощается вермикулитом, а нагревает воздух, движущийся в пространстве под крышкой навстречу потоку вермикулита из-за перепада температур в нижней и верхней частях противня, нагревает огнеупорное основание и крышку. Эта часть теплового излучения большей частью рассеивается за пределы пространства между крышкой и противнем и рассеивается в пространство корпуса печи, а потом и в окружающую среду. Таким образом, ускоренное движение вспучивающихся зерен вермикулита под действием сил тяжести, вызывающее образование все возрастающих пустот между зернами, является причиной потерь тепловой энергии.The expanded vermiculite moves along inclined trays under the action of gravity, therefore the speed of its grains in the upper part of the baking sheets is zero, and in the lower part it is maximum. In the upper part of the pan, the concentration of grains is maximum and there are practically no voids between them: here they are tightly adjacent to each other and receive a maximum of thermal radiation. Grains in the central part of the pan, receive significantly less thermal radiation, since their speed increases and the voids between them increase, the concentration of grains decreases, and in the lower part of the pan it generally becomes minimal and the average distance between them becomes much larger grains themselves. Therefore, in the middle, and especially in the lower parts of the baking sheet, the grains create voids in which a significant part of the heat radiation of the heaters is not absorbed by vermiculite, but heats the air moving in the space under the cover towards the flow of vermiculite due to the temperature difference in the lower and upper parts of the baking sheet, heats the refractory base and lid. This part of the thermal radiation is mostly scattered outside the space between the lid and the baking sheet and scattered into the space of the furnace body, and then into the environment. Thus, the accelerated movement of intumescent vermiculite grains under the action of gravity, causing the formation of ever-growing voids between the grains, is the reason for the loss of thermal energy.

Кроме того в рассматриваемой печи невозможно управлять скоростью движения вспучиваемых вермикулитовых зерен по причине их ускоренного движения, определяемого действием сил тяжести. А это исключает возможность управления продолжительностью обжига.In addition, in the furnace under consideration it is impossible to control the speed of the expanded vermiculite grains due to their accelerated movement, determined by the action of gravity. And this eliminates the possibility of controlling the firing duration.

Еще одним недостатком является то, что значительное количество зерен на больших отрезках своего движения контактируют с нагревателями, а это приводит к постепенному налипанию мелкодисперсных частиц различных не тугоплавких минералов, входящих в малых количествах в состав природного вермикулита. При этом на стенках нагревателей постепенно образуется нагар, который со временем приводит к их локальному перегреву, перегоранию, отказу печи, ее вынужденному простою и необходимости ремонта.Another disadvantage is that a significant number of grains in large segments of their motion come in contact with heaters, and this leads to the gradual sticking of fine particles of various non-refractory minerals, which are contained in small amounts in the composition of natural vermiculite. At the same time, soot gradually forms on the walls of the heaters, which eventually leads to their local overheating, burnout, furnace failure, its forced downtime and the need for repair.

Известна также электрическая печь для обжига вермикулитовых концентратов (RU №101789, МПК F27B 9/06, опубликовано 27.01.2011), содержащая противни, выполненные из огнеупорного материала, установленные под углом друг к другу, снабженные электрическими нагревателями, расположенными на поверхности противней под крышками, перфорированные всасыватели, закрепленные продольно по отношению к верхним торцевым частям противней и бункер-осадитель с вытяжным вентилятором.Also known is an electric furnace for firing vermiculite concentrates (RU No. 101789, IPC F27B 9/06, published January 27, 2011), containing baking sheets made of refractory material, mounted at an angle to each other, equipped with electric heaters located on the surface of the baking sheets under the covers , perforated suction cups fixed longitudinally with respect to the upper end parts of the baking sheets and a hopper-precipitator with an exhaust fan.

Общими признаками с заявляемой полезной моделью являются электрические нагреватели, размещенные под крышкой, крышка и бункер.Common features with the claimed utility model are electric heaters placed under a lid, a lid and a hopper.

Указанная печь обладает недостатками рассмотренного аналога, но частично лишена третьего недостатка, связанного с налипанием мелкодисперсных частиц различных не тугоплавких минералов, входящих в малых количествах в состав природного вермикулита из-за перфорированных всасывателей, «высасывающих» мелкодисперсный вермикулит, а вместе с ним и мельчайшие частицы упомянутых минералов, что снижает интенсивность образования нагара.This furnace has the drawbacks of the considered analogue, but is partially devoid of the third drawback associated with the sticking of fine particles of various non-refractory minerals, which are contained in small amounts of natural vermiculite due to perforated suckers that “suck” fine vermiculite, and with it the smallest particles mentioned minerals, which reduces the rate of formation of soot.

За прототип принята электрическая печь с вибрационной подовой платформой (RU №166554, МПК F27B 9/06, опубликовано 27.11.2016), содержащая раму, противень из огнеупорного материала, электрические нагреватели и термокрышку, горизонтальную вибрационную подовую платформу с эксцентриковым приводом (благодаря колебаниям которой вспучиваемый вермикулит движется в одну сторону сплошным и плотным потоком без пустот между его зернами), цилиндрическими и коническими пружинами, установленными с противоположных сторон платформы, снабженной роликами, размещенными в направляющих рамы, противень, установленный на платформе, термокрышку, закрепленную на раме шарнирно над противнем с возможностью открывания до 180°, крепежные головки с зажимами для электрических нагревателей, закрепленные на одной стороне термокрышки и блоки с проточкам из жаростойкой стали для удержания электрических нагревателей в натянутом состоянии, установленные на другой ее стороне в горизонтальной плоскости, посаженые на термостойкие втулки из диэлектрического материала, которые через траверсы и стальные канатики соединены с вертикально висящими грузами, канатики пропущены через другие блоки, имеющие диэлектрические втулки, посаженные на горизонтальную ось, закрепленную на термокрышке.The prototype is an electric furnace with a vibrating hearth platform (RU No. 166554, IPC F27B 9/06, published November 27, 2016), containing a frame, a baking sheet made of refractory material, electric heaters and a thermal cover, a horizontal vibrating hearth platform with an eccentric drive (due to which its vibrations expanded vermiculite moves in one direction in a continuous and dense flow without voids between its grains), cylindrical and conical springs mounted on opposite sides of a platform equipped with rollers, accommodate in the frame guides, a baking sheet mounted on the platform, a thermal cover mounted on the frame hinged above the baking sheet with the possibility of opening up to 180 °, mounting heads with clamps for electric heaters, mounted on one side of the thermal cover and blocks with heat-resistant steel grooves to hold electric heaters in tension, mounted on its other side in a horizontal plane, mounted on heat-resistant bushings of dielectric material, which are connected through traverses and steel ropes inen with vertically hanging loads, the ropes are passed through other blocks having dielectric bushings, mounted on a horizontal axis, mounted on a thermal cover.

Общими признаками с заявляемой полезной моделью являются рама, электрические нагреватели и термокрышка.Common features with the claimed utility model are a frame, electric heaters and a thermal cover.

Указанная печь обладает следующими недостатками. Во-первых она содержит сложную систему крепления и поддержания в натянутом состоянии электрических нагревателей. Во-вторых - содержит вибрационную подовую платформу, установленную на роликах, с эксцентриковым механизмом и приводом, цилиндрическими и коническими пружинами, установленными с противоположных сторон платформы. Кроме того, печь имеет второй привод барабанного дозатора, подающего вермикулитовый концентрат на противень подовой платформы. Еще одним недостатком является то, что при колебаниях подовой платформы возникают значительные инерционные нагрузки, которые могут возбуждать неконтролируемые колебания нагревательных элементов, элементов металлоконструкции печи на суб- и супергармониках.The specified furnace has the following disadvantages. Firstly, it contains a complex system of fastening and maintaining in tension the electric heaters. Secondly, it contains a vibrating hearth platform mounted on rollers, with an eccentric mechanism and drive, coil and conical springs mounted on opposite sides of the platform. In addition, the furnace has a second drum metering drive, which supplies vermiculite concentrate to the baking sheet of the baking platform. Another disadvantage is that when the platform oscillates, significant inertial loads occur, which can cause uncontrolled vibrations of heating elements, metal elements of the furnace on sub- and superharmonics.

Обобщая сказанное, можно сформулировать все ее недостатки как высокая сложность конструкции.Summarizing the above, all its shortcomings can be formulated as the high complexity of the design.

Технический результат полезной модели заключается в упрощении конструкции печи при обеспечении движения вспучиваемого вермикулита и других сыпучих материалов сплошным и плотным потоком без пустот между их зернами, частицами или гранулами под действием теплового излучения.The technical result of the utility model is to simplify the design of the furnace while ensuring the movement of expanded vermiculite and other bulk materials in a continuous and dense flow without voids between their grains, particles or granules under the influence of thermal radiation.

Указанный технический результат достигается тем, что электрическая барабанная печь, содержащая раму, электрические нагреватели, бункер с термокрышкой, под которой закреплены электрические нагреватели и барабанный дозатор с приводом, закрепленный на раме, согласно полезной модели, печь дополнительно содержит термобарабан, размещенный внутри термоизолированного со всех сторон бункера, на поверхности термобарабана выполнены поперечные прорези, его вал, установленный в подшипниках, вынесенных за стенки бункера, связан клиноременной передачей с приводом барабанного дозатора, термокрышка имеет цилиндрическую форму, установлена в верхней части бункера над верхней частью термобарабана, а лоток барабанного дозатора сопряжен с поверхностью термобарабана в его верхней части.The specified technical result is achieved in that the electric drum furnace containing a frame, electric heaters, a hopper with a thermal cover, under which are fixed electric heaters and a drum batcher with a drive mounted on the frame, according to a utility model, the furnace additionally contains a thermal drum placed inside a thermally insulated from all sides of the hopper, transverse slots are made on the surface of the drum, its shaft mounted in bearings placed outside the walls of the hopper is connected by a V-belt a driver with a drum dispenser drive, the thermo-cover has a cylindrical shape, is installed in the upper part of the hopper above the upper part of the drum, and the tray of the drum doser is mated to the surface of the drum in its upper part.

При вращении термобарабана, получающего это вращения от привода барабанного дозатора, вермикулитовый концентрат (или иной сыпучий материал) по лотку из барабанного дозатора ссыпается в его поперечные прорези. При дальнейшем вращении заполненные концентратом (сыпучим материалом) прорези термобарабана на 2,5…3,5 с оказываются в зоне под термокрышкой, поэтому тепловое излучение, идущее от электрических нагревателей, нагревает термообрабатываемый материал (вспучивает вермикулит), который затем ссыпается в термоизолированный бункер.During rotation of the drum that receives this rotation from the drive of the drum dispenser, vermiculite concentrate (or other bulk material) is poured into the transverse slots along the tray from the drum dispenser. With further rotation, the cuts of the thermo-drum filled with concentrate (bulk material) for 2.5 ... 3.5 s are in the area under the thermal cover, so the thermal radiation coming from electric heaters heats the heat-treating material (swells vermiculite), which is then poured into a thermally insulated hopper.

Таким образом, более простой по конструкции термобарабан заменяет вибрационную подовую платформу, а печь имеет только один привод. Наличие бункера, внутри которого размещен термобарабан, делает печь еще и компактной. У аналогов и прототипа, рассмотренных выше, бункер для впученного вермикулита так же имеет место, но под печью(в описании бункер он опущен).Thus, a simpler design drum replaces the vibrating hearth platform, and the furnace has only one drive. The presence of a hopper, inside which the thermal drum is placed, makes the furnace also compact. For analogues and prototype discussed above, the hopper for the injected vermiculite also takes place, but under the furnace (in the description, the hopper is omitted).

Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются термобарабан с поперечными прорезями на поверхности, размещенный внутри термоизолированного бункера, его вал, связанный клиноременной передачей с приводом барабанного дозатора, термокрышка цилиндрической формы, установленная над верхней частью термобарабана, и лоток барабанного дозатора, сопряженный с поверхностью термобарабана в его верхней части.The distinguishing features of the claimed utility model are a drum with transverse slots on the surface, located inside a thermally insulated hopper, its shaft connected by a V-belt drive with a drum metering drive, a cylindrical thermocover mounted above the upper part of the drum, and a drum metering tray mated to the surface of the drum drum top part.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели условию патентоспособности «новизна».The presence of distinctive features allows us to conclude that the claimed utility model meets the patentability condition of “novelty”.

На фиг. 1 схематично показана барабанная электропечь для обжига вермикулита.In FIG. 1 schematically shows a drum electric furnace for firing vermiculite.

На фиг. 2 показаны увеличенные термокрышка с электрическими нагревателями, фрагмент термобарабана и лоток барабанного дозатора.In FIG. 2 shows an enlarged thermal cover with electric heaters, a fragment of a thermal drum and a drum dispenser tray.

На фиг. 3 показан фрагмент комплекта электрических нагревателей (вид снизу).In FIG. 3 shows a fragment of a set of electric heaters (bottom view).

Электрическая барабанная печь, фиг. 1, содержит раму 1, термоизолированный со всех сторон бункер 2, двойные стенки которого заполнены термоизоляционным материалом 3, например, муллитокремнеземистым войлоком, барабанный дозатор 4 с лотком 5. Термокрышка 6, имеющая в поперечном сечении цилиндрическую форму, плотно вставлена в верхнюю часть бункера 2 и снабжена ручками для возможности ее вынимания. Электрические нагреватели 7 размещены под термокрышкой 6 над верхней частью цилиндрической поверхности термобарабана 8. Термобарабан 8 имеет вал 9, шейки которого установлены в подшипниках 10, закрепленных на раме 1. При этом концевые части вала 9 вынесены за пределы термоизолированного бункера 2 наружу. В задней части термоизолированного бункера 2 под барабанным дозатором 4 размещен лоток 11, для выхода части подаваемого барабанным дозатором 4 сыпучего материала, который в небольших количествах может просыпаться вниз. Барабанный дозатор 4 имеет регулируемый привод (на фиг. не показан), закрепленный на раме 1, а вал барабанного дозатора 4 имеет трех-четырех ручьевой шкив, соединенный клиновым ремнем со шкивом, посаженным на вал термобарабана 8 (на фиг. не показаны). В нижней части барабана 2 расположен затвор 12.The electric drum oven, FIG. 1, contains a frame 1, a hopper 2 thermally insulated on all sides, the double walls of which are filled with thermally insulating material 3, for example, mullite-siliceous felt, a drum dispenser 4 with a tray 5. A thermocover 6 having a cylindrical cross section is tightly inserted into the upper part of the hopper 2 and equipped with handles for the possibility of removing it. Electric heaters 7 are placed under the thermal cover 6 above the upper part of the cylindrical surface of the thermal drum 8. The thermal drum 8 has a shaft 9, the necks of which are mounted in bearings 10 mounted on the frame 1. The end parts of the shaft 9 are outside the thermally insulated hopper 2. In the rear part of the thermally insulated hopper 2, a tray 11 is placed under the drum dispenser 4, for the exit of a part of the bulk material supplied by the drum dispenser 4, which can wake up in small quantities. Drum dispenser 4 has an adjustable drive (not shown in FIG.) Mounted on frame 1, and the drum dispenser 4 shaft has a three to four grooved pulley connected by a V-belt to a pulley mounted on the shaft of thermal drum 8 (not shown in FIG.). At the bottom of the drum 2 is a shutter 12.

Под термокрышкой 6, выполненной из листового жаростойкого металла, фиг. 2, размещены электрические нагреватели 7, которые удерживаются с помощью креплений 13, выполненных их ленточного нихрома в виде хомутиков в нижней части и загнутых в их верхней части. При этом крепления 13 вставлены в отверстия огнеупорных керамических втулок 14, которые исключают контакт электрических нагревателей 7 с металлической частью термокрышки 6. Исключению упомянутого контакта способствуют так же электроизоляционные шайбы 15. На фиг. 2 укрупненно показаны поперечные пазы 16, выполненные на цилиндрической поверхности термобарабана 8.Under a thermal cover 6 made of heat-resistant sheet metal, FIG. 2, electric heaters 7 are placed, which are held by means of fasteners 13 made of their tape nichrome in the form of clamps in the lower part and bent in their upper part. At the same time, the fasteners 13 are inserted into the holes of the refractory ceramic sleeves 14, which exclude the contact of the electric heaters 7 with the metal part of the thermal cover 6. The electrical insulation washers 15 also contribute to the exclusion of this contact. FIG. 2, enlarged transverse grooves 16 are shown made on the cylindrical surface of the thermal drum 8.

На фиг. 3. показан фрагмент комплекта электрических нагревателей 7 как вид снизу (вид А) со стороны термобарабана 8, где видны крепежные головки 17, удерживающие концевые части электрических нагревателей 7 и одна из электрических шин 18 для подключения к сети.In FIG. 3. A fragment of a set of electric heaters 7 is shown as a bottom view (view A) from the side of the drum 8, where the fastening heads 17 are visible, holding the end parts of the electric heaters 7 and one of the busbars 18 for connecting to the network.

Электрическая барабанная печь работает следующим образом.An electric drum furnace operates as follows.

При включении привода барабанного дозатора 4, одновременно с вращением термобарабана 8, получающего это вращение через клиноременную передачу от привода барабанного дозатора 4, вермикулитовый концентрат (или иной сыпучий материал) по лотку 5 из барабанного дозатора 4 ссыпается в его поперечные прорези 16 (фиг. 2). При дальнейшем вращении заполненные вермикулитовым концентратом (или другим сыпучим материалом) прорези 16 термобарабана 8 на 2,5…3,5 секунды оказываются в зоне под термокрышкой 6. При этом угловые скорости ω₁ барабана барабанного дозатора 4 и ω₂ термобарабана 8 подобраны так, что вермикулитовый концентрат или иной термообрабатываемый сыпучий материал, покрывают поверхность термобарабана 8 сплошным слоем частиц или гранул практически без пустот и промежутков между ними. Кроме того, за счет трех-четырех ручьевого шкива на валу барабанного дозатора 4 обеспечивается возможность регулирования соотношением указанных угловых скоростей ω₁ и ω₂ зависимости от обрабатываемого сырья.When you turn on the drive of the drum dispenser 4, simultaneously with the rotation of the drum 8, which receives this rotation through a V-belt drive from the drive of the drum dispenser 4, vermiculite concentrate (or other bulk material) is poured into the transverse slots 16 through the tray 5 from the drum dispenser 4 (Fig. 2 ) With further rotation, the slots 16 of the thermal drum 8 filled with vermiculite concentrate (or other bulk material) are 2.5 ... 3.5 seconds in the area under the thermal cover 6. The angular velocities ω _{1 of the} drum drum 4 and ω _{2 of the} thermal drum 8 are selected so that vermiculite concentrate or other heat-treating bulk material, cover the surface of the drum 8 with a continuous layer of particles or granules with virtually no voids and gaps between them. In addition, due to three or four grooved pulleys on the shaft of the drum dispenser 4, it is possible to control the ratio of these angular velocities ω ₁ and ω ₂ depending on the processed raw materials.

Благодаря тепловому излучению, идущему от электрических нагревателей 7, в то время (2,5…3,5 с) пока заполненные вермикулитовым концентратом или другим сыпучим материалом прорези 16 термобарабана 8 проходят под термокрышкой 6, вермикулит вспучивается, а если термообработке подвергается иной сыпучий материал, то он обжигается, нагреваясь до требуемой температуры.Due to the thermal radiation coming from electric heaters 7, at that time (2.5 ... 3.5 s) while the slots 16 of the thermal drum 8 filled with vermiculite concentrate or other bulk material pass under the thermal cover 6, vermiculite swells, and if other bulk material is subjected to heat treatment , then it is burned, heating to the required temperature.

Скорость вращения термобарабана 8, температура электрических нагревателей 7 и зазор между ними и цилиндрической поверхностью термобарабана 8 могут регулироваться в требуемых диапазонах (устройства для регулирования температуры - тиристорный регулятор, для регулирования скорости вращения - частотный регулятор и для регулирования упомянутого зазора на фиг. 1, 2 и 3 условно не показаны). Поэтому электрическая барабанная печь может настраиваться на различную производительность при одновременном обеспечении требуемого качества вспучивания вермикулита или термообработки других материалов, обрабатываемых в печи.The speed of rotation of the drum 8, the temperature of the electric heaters 7 and the gap between them and the cylindrical surface of the drum 8 can be adjusted in the required ranges (devices for regulating the temperature are a thyristor regulator, for regulating the rotational speed are a frequency regulator and for regulating the said gap in Fig. 1, 2 and 3 conventionally not shown). Therefore, the electric drum furnace can be tuned to various capacities while ensuring the required quality of expansion of vermiculite or heat treatment of other materials processed in the furnace.

Если какая то часть подаваемого через лоток 5 барабанного дозатора 4 вермикулитового концентрата или другого сыпучего материала полностью не укладывается в прорези 16 термобарабана 8 и просыпается вниз, то благодаря лотку 11, размещенному в задней части термоизолированного бункера 2 под барабанным дозатором 4, этот материал выводится наружу и не смешивается со вспученным вермикулитом или иным термообработанным материалом.If some part of the vermiculite concentrate or other bulk material supplied through the tray 5 of the drum dispenser 4 does not completely fit into the slots 16 of the thermal drum 8 and wakes up, then thanks to the tray 11 located in the rear of the thermally insulated hopper 2 under the drum dispenser 4, this material is discharged out and does not mix with expanded vermiculite or other heat-treated material.

На фиг. 1 показаны максимальные углы α₁ и α₂, определенные экспериментально на наклонной гладкой металлической поверхности для вермикулитовых концентратов Ковдорского, Кокшаровского и Татарского месторождений - α₁ (~ 37° 30' или 0,6545 рад.)и вспученного из них вермикулита - α₂ (~ 32° 45' или 0,5716 рад.), при которых частицы концентрата и вспученного вермикулита удерживаются от сползания или скатывания по этой поверхности (Нижегородов А.И. Экспериментальное определение коэффициентов трения некоторых потенциально термоактивных минералов / Строительные материалы. - №11. - 2016 - с. 63-67).In FIG. 1 shows the maximum angles α ₁ and α ₂ determined experimentally on an inclined smooth metal surface for vermiculite concentrates of the Kovdorsky, Koksharovsky and Tatar deposits - α ₁ (~ 37 ° 30 'or 0.6545 rad.) And expanded vermiculite - α ₂ (~ 32 ° 45 'or 0.5716 rad.), In which particles of the concentrate and expanded vermiculite are kept from sliding or rolling along this surface (A. Nizhegorodov. Experimental determination of the friction coefficients of some potentially thermoactive minerals / Building materials rials. - No. 11. - 2016 - p. 63-67).

Угол ϕ, фиг. 1, рассчитываемый как разность:Angle ϕ, FIG. 1, calculated as the difference:

ϕ=180°-(α₁+α₂),ϕ = 180 ° - (α ₁ + α ₂ ),

определяет часть периметра

поверхности термобарабана 8 и площадь его поверхности, равную:defines part of the perimeter

the surface of the drum 8 and its surface area equal to:

(где В - ширина барабана), которая будет покрыта сплошным слоем частиц или гранул практически без пустот и промежутков между ними.(where B is the width of the drum), which will be covered with a continuous layer of particles or granules with virtually no voids and gaps between them.

Находясь именно на этой поверхности, площадью s, вермикулитовый концентрат или иной сыпучий материал будет подвергаться обработке тепловым излучением, идущим от электрических нагревателей 7.Being on this surface, area s, vermiculite concentrate or other bulk material will be treated with heat radiation coming from electric heaters 7.

Но, учитывая то, что многие другие термообрабатываемыев данной печи сыпучие материалы могут иметь значения углов α₁ и α₂ больше, чем у вермикулитовых концентратов и вспученного вермикулита, следует ввести коэффициент запаса k и уменьшить угол ϕ до угла ψ, фиг. 1, с запасом по сползанию или скатыванию частиц и гранул 10…20%. Тогда угол ψ будет определяться по выражению:But, taking into account the fact that many other bulk materials thermally processed in this furnace can have angles α ₁ and α ₂ greater than that of vermiculite concentrates and expanded vermiculite, the safety factor k should be introduced and the angle ϕ should be reduced to the angle ψ, FIG. 1, with a margin of sliding or rolling particles and granules of 10 ... 20%. Then the angle ψ will be determined by the expression:

ψ=k[180°-(α₁+α₂)],ψ = k [180 ° - (α ₁ + α ₂ )],

где k=0,9⋅0,95. Теперь угол ψ будет определять длину дуги L, охваченную углом ψ, равную части периметра поверхности термобарабана 8. При этом длина дуги L равна:where k = 0.9⋅0.95. Now, the angle ψ will determine the length of the arc L, enclosed by the angle ψ, equal to the part of the perimeter of the surface of the drum 8. The length of the arc L is equal to:

(r - радиус термобарабана 8), а площадь поверхности, на которой вермикулитовый концентрат или другой сыпучий материал будет подвергаться обработке тепловым излучением, идущим от электрических нагревателей 7, будет равна:(r is the radius of the drum 8), and the surface area on which the vermiculite concentrate or other bulk material will be treated with thermal radiation coming from electric heaters 7 will be equal to:

s=k[180°-(α_l+α₂)]r×В.s = k [180 ° - (α _l + α ₂ )] r × B.

Для печей с вибрационной подовой платформой (прототип RU №166554, МПК F27B 9/06, опубликовано 27.11.2016) длина подовой плиты платформы L=0,4 м оказалась достаточной, что бы за время 2,5…3,5 с.прохождения по ней вермикулитовый концентрат успевал полностью вспучиваться (Брянских Т.Б., Кокоуров Д.В. Энергоэффективность электропечей с подвижным подом при обжиге вермикулитовых концентратов различных размерных групп / Новые огнеупоры. - №8. - 2017 - с. 16-21).For furnaces with a vibrating hearth platform (prototype RU No. 166554, IPC F27B 9/06, published 11/27/2016) the length of the hearth of the platform L = 0.4 m was sufficient for 2.5 ... 3.5 sec. Of passage vermiculite concentrate managed to completely expand on it (Bryanskikh TB, Kokourov DV Energy efficiency of electric furnaces with a moving hearth during roasting of vermiculite concentrates of various size groups / New refractories. - No. 8. - 2017 - p. 16-21).

Если принять длину дуги L, как рабочую часть термобарабана 8, равную 0,4 метра, то из формулы (1) можно определить его минимально достаточный радиус r_min, м. Так как сумма α₁ и α₂ равна 1,2261 рад, а 180°=3,14 рад, то при k=0,925 (запас 7,5%) он будет равен:If we take the length of the arc L, as the working part of the drum 8, equal to 0.4 meters, then from formula (1) we can determine its minimum sufficient radius r _min , m. Since the sum of α ₁ and α ₂ is 1.2261 rad, and 180 ° = 3.14 rad, then at k = 0.925 (7.5% margin) it will be equal to:

и диаметр - 0,452 м. При периметре цилиндрической поверхности термобарабана 8 равном 3,14×0,452=1,419 м, доля его рабочей части 0,4 м составляет 0,282. Разделив знаменатель дроби (2), выраженный в градусах и равный 101,5° на 360° получим те же 0,282.and the diameter is 0.452 m. With the perimeter of the cylindrical surface of the drum 8 equal to 3.14 × 0.452 = 1.419 m, the proportion of its working part of 0.4 m is 0.282. Dividing the denominator of the fraction (2), expressed in degrees and equal to 101.5 ° by 360 °, we get the same 0.282.

Полученный результат показывает, что электрическая барабанная печь характеризуется не только более простой, по сравнению с прототипом, конструкцией, но и весьма малыми габаритами ее основного рабочего органа - термобарабана 8, разместить который можно даже в небольшом по размерам бункере 2. Из этого следует, что основной габаритный размер всей печи в целом будет определяться шириной барабана В, которая пропорциональна ее производительности.The result shows that the electric drum furnace is characterized not only by a simpler construction compared to the prototype, but also by the very small dimensions of its main working body - the thermo-drum 8, which can be placed even in a small-sized hopper 2. It follows that the main overall dimension of the whole furnace as a whole will be determined by the width of the drum B, which is proportional to its productivity.

Для большей надежности удержания частиц или гранул на поверхности термобарабана 8 на нем имеются поперечные прорези 16.For greater reliability of the retention of particles or granules on the surface of the drum 8 there are transverse slots 16 on it.

Имея такую компактную конструкцию термобарабана 8, можно увеличить производительность печи не только увеличением ширины В, но и за счет увеличения рабочей части барабана L при одновременном увеличении угловой скорости вращения ω₂.Having such a compact design of the thermal drum 8, it is possible to increase the productivity of the furnace not only by increasing the width B, but also by increasing the working part of the drum L while increasing the angular velocity of rotation ω ₂ .

Так достигается технический результат полезной модели - упрощение конструкции печи при обеспечении движения вспучиваемого вермикулита или иных сыпучих термообрабатываемых материалов сплошным и плотным потоком без пустот между их зернами, частицами или гранулами.This achieves the technical result of a useful model - simplifying the design of the furnace while ensuring the movement of expanded vermiculite or other bulk heat-treating materials in a continuous and dense flow without voids between their grains, particles or granules.

Claims (1)

Электрическая барабанная печь, содержащая раму, электрические нагреватели, бункер с термокрышкой, под которой закреплены электрические нагреватели и барабанный дозатор с приводом, закрепленный на раме, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит термобарабан, размещенный внутри термоизолированного со всех сторон бункера, на поверхности термобарабана выполнены поперечные прорези, его вал, установленный в подшипниках, вынесенных за стенки бункера, связан клиноременной передачей с приводом барабанного дозатора, термокрышка имеет цилиндрическую форму, установлена в верхней части бункера над верхней частью термобарабана, а лоток барабанного дозатора сопряжен с поверхностью термобарабана в его верхней части.An electric drum furnace containing a frame, electric heaters, a hopper with a thermal cover, under which are fixed electric heaters and a drum batcher with a drive mounted on the frame, characterized in that it additionally contains a thermobar placed inside the thermally insulated on all sides of the hopper, on the surface of the thermobar transverse slots, its shaft mounted in bearings placed outside the walls of the hopper is connected by a V-belt drive with a drum metering drive, the thermal cover has ilindricheskuyu shape, is installed in the upper part of the hopper above the upper part termobarabana and a drum coupled to the dispenser tray termobarabana surface in its upper part.

Images