Область техники

Изобретение относится к области техники, а именно, к обжиговым печам непрерывного действия и может использоваться для термической обработки строительных керамических изделий, в частности, пустотного кирпича и блоков.

Предшествующий уровень техники

Известное устройство для термической обработки керамических пустотных изделий (патентная заявка WO 2008/063538 А2, МПК ⁶ С04В 35/638, F27B 9/00) выбрано за прототип (дополнение 1 - заявка, дополнение 2 - перевод) и состоит из основного канала, заполняемого изделиями и циркуляционного канала с вентиляторами, обеспечивающими циркуляцию газа путём отбора газа из основного канала и возврата его в основной канал с противоположной стороны. Нужно отметить, что в известном устройстве для термической обработки пустотных изделий создаётся система циркуляции газа, которая улучшает равномерность термической обработки пустотных изделий, однако имеет следующие недостатки.

При созданной циркуляции газа в основном канале печи происходит и активное перемешивание потоков газа по всей длине канала, что исключает возможность нагрева, обжига и охлаждения пустотных изделий в строгом соответствии с технологией. Другим недостатком известного устройства является то, что вместе с продуктами горения из печи выводится пар, который образуется при испарении воды из загружаемых сырых изделий, при этом вместе с паром из печи выводится тепло, затраченное на парообразование.

Раскрытие изобретения

В основу изобретения на устройство поставлена задача путём усовершенствования конструкции печи за счёт введения дополнительных элементов обеспечить заданный и контролируемый режим нагревания, обжига и охлаждения изделий, что обеспечит строгое выполнение технологии обжига и соответственно качества обожжённых изделий.

Следующей задачей изобретения на устройство является то, что в печи путём максимальной степени рекуперации тепла продуктов горения, пара и воздуха достигнуть максимальной экономии тепловой энергии, идущей на обжиг керамических изделий.

В заявленном устройстве задача решается тем, что в печи для обжига керамических изделий, включающей основной канал, заполняемый изделиями и циркуляционный канал с устройствами перемещения газа, обеспечивающими циркуляцию газа путём отбора газа из основного канала и возврата его в основной канал с противоположной стороны, согласно изобретению, печь разделена на секции перегородками с отверстиями.

Для устранения активного перемешивания газа, являющегося теплоносителем, по длине печи установлены поперечные перегородки с отверстиями, которые способны пропускать ограниченный поток газа и препятствовать интенсивному перемешиванию газа по длине печи.

Задача, поставленная в основу изобретения также достигается тем, что в перегородках между секциями печи дополнительно выполнены направляющие элементы - заслонки для создания направленного потока газа между секциями, отсекающие часть циркуляционного потока предыдущей секции и подающие его в последующую секцию. Выполнение заслонок с регулируемым наклоном даёт возможность изменения скорости и направления перемещения газа между секциями.

Таким образом, за счёт усовершенствования конструкции печи, в основном канале образуется интенсивный циркуляционный поток газа, что обеспечивает равномерность температур в каждой секции по ширине и высоте в рабочем пространстве основного канала и управляемый поток газа вдоль основного канала, что сокращает продолжительность обжига при одновременном повышении качества продукции.

Устройство печи для обжига керамических изделий имеет и другое усовершенствование, благодаря чему, получается дополнительный технический результат.

Следующая задача, которая поставлена в основу изобретения достигается тем, что в циркуляционном канале печи дополнительно установлен, по крайней мере, один теплообменник.

Чтобы вернуть тепло парообразования в технологический процесс - в зону нагрева изделий, необходимо этот пар или парогазовую смесь пропустить через теплообменник, который располагается в циркуляционном канале в зоне нагрева. В этом теплообменнике происходит не только охлаждение парогазовой смеси, но и конденсация пара. Таким образом, теплота конденсации и нагретой газовой смеси используется для нагрева изделий.

Теплообменник дополнительно может быть оборудован вентилятором, для обеспечения необходимой скорости прохождения газа.

Использование данной совокупности существенных признаков, включая отличительные, позволяет по сравнению с прототипом:

- обеспечить заданный и контролируемый режим нагревания, обжига и охлаждения изделий;

- достигнуть максимальной экономии тепловой энергии.

Описание чертежей

Описание печи для обжига керамических изделий подтверждается чертежами, где на:

фиг. 1 - изображён поперечный разрез печи для обжига керамических изделий,

фиг. 2 - исполнение поперечных перегородок с отверстиями в печи в разрезе фиг.1 по сечению А- А,

фиг. 3 - исполнение направляющих элементов в печи в разрезе фиг.1 по сечению А- А,

фиг. 4 - исполнение теплообменника в печи в разрезе фиг.1 по сечению А- А.

Изобретение подробно описывается со ссылками на чертежи. Печь для обжига керамических изделий показана на фиг.1 и состоит из внешнего корпуса 1, основного канала 2, который заполняется пустотными изделиями 3 и циркуляционного канала 4, отделённого от основного канала 2 перегородками 5 и необходимого для создания интенсивного циркуляционного потока газа, способствующего ускорению теплообмена. В верхней части каждой секции основного канала 2 установлены вентиляторы 6, для отбора газа из верхней части основного канала 2 и подачи его в нижнюю часть через циркуляционный канал 4.

По всей длине печь разделена на секции поперечными перегородками 7 (фиг. 2) с отверстиями 8, при этом в случае выполнения печи с механическим перемещением пустотных изделий 3 поперечные перегородки 7 выполняются из двух частей: неподвижной части 7, перегораживающей циркуляционный канал 4 и подвижной части 1а (фиг.1), перемещающейся вместе с пустотными изделиями 3.

Для обеспечения направленного перемещения газа внутри печи между секциями могут быть установлены приточные 9 (фиг. 2) и вытяжные 10 вентиляторы.

В поперечных перегородках 7 (фиг. 3) с отверстиями 8 дополнительно выполнены направляющие элементы - заслонки 1 1 с регулируемым наклоном, при этом отверстия 8 выполняются по размерам заслонок 11 и в этом случае необходимость установки вентиляторов 9 и 10 отсутствует. В циркуляционном канале 4 (фиг. 4) дополнительно установлен теплообменник 12, который дополнительно оборудован вентилятором 13.

Нагревание изделий может проходить от любого источника тепла: путём сжигания топлива, применения электрического нагревателя или другим способом.

Исполнение печи для обжига керамических изделий применимо как к печам с механическим перемещением изделий, так и к печам с неподвижным расположением изделий.

Вариант осуществления изобретения

Печь для обжига керамических изделий работает следующим образом.

Заполнение основного канала 2 пустотными изделиями 3 производится либо в каждую секцию отдельно - для печей с неподвижным расположением изделий 3, либо через крайние секции - для печей с механическим перемещением изделий 3. Печь имеет три зоны: зону нагрева, обжига и охлаждения. Процессы тепло-массообмена в печи подобны процессам, происходящим в обычных туннельных и кольцевых печах. В предлагаемой печи благодаря наличию вентиляторов 6 интенсивность тепло-массообмена значительно повышается.

Теплообмен между газовой средой печи (теплоносителем) и пустотными изделиями 3 (фиг. 1) в пределах каждой секции осуществляется благодаря многократному прохождению газа вокруг и через пустотные изделия 3 путём отбора газа из верхней части основного канала 2 вентилятором 6 и подачи его через циркуляционный канал 4 в нижнюю часть основного канала 2. Перенос тепловой энергии между секциями (вдоль основного канала 2) осуществляется перемещением газа (теплоносителя) через отверстия 8 (фиг.2) в перегородках 7.

Первый способ оптимизации процесса теплообмена между секциями печи выполняется путём подбора размера отверстий 8 в перегородках 7, при этом само перемещение газа осуществляется путём создания разности давлений между секциями, например, вентиляторами 9 и 10. Второй способ оптимизации процесса теплообмена между секциями печи выполняется путём регулирования наклона заслонок 11 (фиг. 3).

Образующийся в печи пар, а также продукты горения (при использовании топлива) направляющими заслонками 11 (фиг. 4) подаются в секцию печи, из которой осуществляется их отбор через теплообменник 12, при этом в теплообменнике 12 происходит охлаждение входящих газов и частичная конденсация пара, что обеспечивает нагрев пустотных изделий 3 (условно не показаны), заполненных в печь. При большом перепаде давления в теплообменнике 12 для обеспечения прохождения через него необходимого потока газа используется вентилятор 13. При использовании вентилятора 13 подвод парогазовой смеси к секции, из которой производится её отбор в теплообменник 12, может производится через отверстия 8 без заслонок 11 за счёт разряжения, создаваемого вентилятором 13. Промышленная применимость

Приведённые сведения подтверждают то, что усовершенствованная печь для обжига керамических изделий промышленно применима с использованием разных вариантов исполнения. В результате применения предлагаемых решений получены качественно обожжённые изделия за счёт строгого выполнения технологии обжига при минимальных энергетических затратах. Опытно-экспериментальный образец печи для обжига керамический изделий изготовлен, эксплуатационные характеристики которой подтвердили достижение желаемого технического результата.