ЦИКЛОННАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ

ЦИКЛОННАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ


RU (11) 2016852 (13) C1

(51) 5 C03B5/12 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4939823/33 
(22) Дата подачи заявки: 1991.05.28 
(45) Опубликовано: 1994.07.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 802206, кл. C 03B 5/00, 1978. 
(71) Заявитель(и): Чубинидзе Вадим Александрович 
(72) Автор(ы): Чубинидзе Вадим Александрович 
(73) Патентообладатель(и): Чубинидзе Вадим Александрович 

(54) ЦИКЛОННАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ 

Сущность изобретения: печь включает вертикально установленную циклонную камеру, оборудованную в верхней части горелками для ввода смеси топлива и окислителя, устройством для ввода шихты, а в нижней части выполненную с пережимом, переходящим в вертикально расположенный диффузор, и расположенный под циклонной камерой бассейн. Последний выполнен по крайней мере с двумя дымоотводящими каналами, расположенными симметрично циклонной камере. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к устройствам для варки силикатных расплавов и может применяться в производстве различных стекол, а также в металлургической и химической промышленности.

Преимущество циклонного способа термической переработки шихты заключается в большой интенсивности тепло- и массообменных процессов, происходящих в циклонной камере и расположенном под ней бассейне. Однако высокие скорости дымовых газов и их температурный уровень предъявляют повышенные требования к стойкости огнеупорной футеровки бассейна. Поэтому основным направлением усовершенствования циклонной установки являются поиски такой конструкции, при которой высокая интенсивность процесса сочеталась бы с большой длительностью рабочей кампании.

Наиболее близким решением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является циклонная стекловаренная печь, включающая вертикально установленную циклонную камеру с гарниссажной футеровкой и расположенный над ней бассейн, футерованный огнеупорным припасом.

В нижней части циклонная камера имеет сужение (пережим), переходящее в вертикально расположенный, соосный с циклонной камерой диффузор, через который дымовые газы и расплав поступают в бассейн.

Циклонная камера установлена на продольной оси бассейна и удалена от торцевой стены бассейна на растояние, равное примерно половине ширины бассейна, а выходное сечение диффузора направлено на расплав для максимального использования кинетической энергии газового потока с целью интенсификации тепло- и массообменных процессов в расплаве.

Однако рабочая кампания такой печи составила всего несколько месяцев из-за быстрого разъедания свода и стен пламенного пространства и торцевой части печи.

Основной причиной ускоренного разъедания огнеупорной футеровки в головной части бассейна (между торцевой стеной и осью циклонной камеры) является образование в ней области высокого давления газов с интенсивной их циркуляцией.

При вертикальном расположении диффузора около половины выходящих из него дымовых газов движется в сторону головной части печи, выходу из которой к выработочному концу препятствуют снизу - динамическая преграда в виде высокоскоростного потока газов, выходящих из диффузора, а сверху - находящийся в пламенном пространстве бассейна диффузор, наружный диаметр которого составляет около половины ширины бассейна. В результате свободное сечение, по которому дымовые газы из головной части печи проходят к выработочной, составляет около 30% всего поперечного сечения пламенного пространства бассейна.

Кроме того, разъеданию футеровки способствует и непосредственное воздействие дымовых газов, выходящих из диффузора с большой скоростью и растекающихся при прямом соударении с поверхностью расплава равномерно во все стороны.

Целью изобретения является продление рабочей кампании печи, повышение ее производительности и снижение удельного расхода топлива.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Как было сказано выше, при вертикальной установке диффузора (при прямом соударении газов, выходящих из циклонной камеры, с расплавом) и одностороннем выводе газов (один дымоотводящий канал) в головной части бассейна, противоположной дымоотводящему каналу, образуется зона высокого давления газов с интенсивной их циркуляцией, что ведет к ускоренному разъеданию огнеупорной кладки верхнего строения бассейна в этой области. Известное решение, предотвращающее это явление с однонаправленным движением дымовых газов в сторону выработки за счет соответствующего разворота диффузора, приводит к существенному снижению интенсивности тепло- и массообменных процессов в бассейне. Поэтому для того, чтобы предотвратить образование зоны высокого давления газов в торцевой части бассейна при сохранении интенсивности тепло- и массообменных процессов в печи, в торцевой части печи необходимо предусмотреть как минимум один дополнительный дымоотводящий канал.

В зависимости от производительности и выбранной схемы теплоиспользования дополнительный отвод может быть осуществлен через отдельный газоход, а может быть совмещен с параллельным отводом стекломассы. В последнем случае печь будет состоять как бы из одного приемного бассейна и двух (или больше) выработочных бассейнов с двумя (или больше) выработочными устройствами, расположенными симметрично относительно циклонной камеры.

В любом случае при вертикальном расположении диффузора наличие двух или более газоотводящих каналов в бассейне, расположенных симметрично относительно циклонной камеры, предотвращает образование области высокого давления газов в бассейне при высокой интенсивности тепло- и массообменных процессов.

На фиг. 1 показана циклонная стекловаренная печь, продольный разрез; на фиг. 2 - план печи с двумя выработочными бассейнами.

Циклонная стекловаренная печь состоит из циклонной камеры 1, приемного 2, осветлительных 3 и выработочных 4 бассейнов, сообщающихся между собой по расплаву через проточные устройства 5 и 6, а также из системы теплоиспользования 7, которая может включать рекуператоры для подогрева воздуха и подогреватель шихты.

Циклонная камера 1 представляет собой вертикальный водоохлаждаемый цилиндр, закрытый крышкой 8, в которой установлен патрубок 9, через который шихта с помощью инжектора (не показан) подается в объем циклонной камеры.

В верхней части циклонная камера 1 оборудована горизонтально расположенными горелками 10, установленными тангенциально к внутренней поверхности камеры 1.

В нижней части циклонная камера имеет пережим (сужение) 11, к которому снизу примыкает диффузор 12, соединяющий циклонную камеру 1 с пламенным пространством 13 приемного бассейна 2. Диффузор 12 представляет собой расширяющийся книзу патрубок, соосный с циклонной камерой 1, а выходное сечение его параллельно поверхности расплава.

С внутренней (огневой) стороны циклонная камера 1, пережим 11 и диффузор 12 футеруются огнеупорной обмазкой 14 на основе фосфатной связки.

Циклонная камера 1 с пережимом 11 и диффузором 12 устанавливается на оси приемного бассейна 2 через свод 15 так, что нижняя часть диффузора находится в пламенном пространстве 13 бассейна.

Приемный бассейн 2 в плане представляет собой окружность, центр которой лежит на продолжении оси циклонной камеры и диффузора.

Свод 15 и стены 16 верхнего строения печи выложены из высокоглиноземистого огнеупора, а стены всех бассейнов и проточные устройства - из электроплавленого огнеупора "бакор-33" или "бакор-41".

Дно 17 бассейнов выложено из шамотного огнеупора, при этом дно приемного бассейна 2 сверху покрыто бакоровой плиткой. Стены и дно всех бассейнов, а также стены и свод пламенного пространства покрыты слоем тепловой изоляции 18.

По стекломассе все бассейны разделены между собой проточными устройствами 5 и 6, выполненными из электроплавленого огнеупора.

Описанная выше конструкция печи работает следующим образом.

В циклонную камеру 1 через тангенциальные горелки 10 вводится смесь топлива с окислителем, которая сгорает в верхней части циклонной камеры и образует за счет тангенциального ввода газовый вихрь, который через пережим 11 и диффузор 12 поступает в пламенное пространство 13 приемного бассейна 2.

Одновременно через патрубок 9, установленный в крышке 8, в циклонную камеру 1 поступает шихта. В объеме циклонной камеры частицы шихты нагреваются, оплавляются и центробежными силами газового вихря отбрасываются на стенки, где завершается плавление легкоплавких соединений и значительная часть растворения тугоплавких компонентов. Образовавшийся расплав стекает через пережим 11 и диффузор 12 в приемный бассейн 2.

Выходящий из циклонной камеры 1 газовый вихрь активно взаимодействует с расплавом, находящимся в приемном бассейне 2, приводя его во вращательное движение с большим градиентом скоростей, что значительно ускоряет процессы растворения зерен и гомогенизации расплава за счет резкого возрастания в нем конвективной составляющей массопереноса.

Отдав значительную часть своей тепловой и кинематической энергии расплаву в приемном бассейне, дымовые газы поступают в расположенные по разные стороны от циклонной камеры осветлительные бассейны 3. Благодаря двустороннему отводу газов из приемного бассейна в нем не образуется зона высокого давления газов, что существенно улучшает условия службы огнеупоров верхнего строения приемного бассейна и обеспечивает многократное увеличение рабочей кампании печи по сравнению с известной печью.

Отдав часть тепла в осветительных 3 и выработочных 4 бассейнах, дымовые газы поступают в систему теплоиспользования 7, где нагревают воздух, поступающий на горение, и, пройдя систему газоочистки, дымососом через дымовую трубу удаляются в атмосферу.

Полностью проваренная стекломасса из приемного бассейна 2 через проточные устройства 5 и 6 поступает в бассейны 3, где завершаются процессы дегазации, и затем в бассейны 4, откуда через сливные каналы 19 подается в выработочные устройства.

Данная конструкция циклонной стекловаренной печи благодаря многостороннему отводу дымовых газов обеспечивает многократное увеличение длительности рабочей кампании печи при максимальной интенсификации тепло- и массообменных процессов в приемном бассейне. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ЦИКЛОННАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ, включающая вертикально установленную циклонную камеру, оборудованную в верхней части горелками для ввода смеси топлива и окислителя, устройством для ввода шихты, а в нижней части выполненной с пережимом, переходящим в вертикально расположенный диффузор и расположенный под циклонной камерой бассейн, отличающаяся тем, что, с целью продления рабочей кампании печи, повышения ее производительности и снижения удельного расхода топлива, бассейн выполнен с по крайней мере двумя дымоотводящими каналами, расположенными симметрично циклонной камеры.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к стекольной промышленности: стекольные составы и композиции, обработка стекла, оборудование для производства и разработки новых стекольных составов и композиций, приспособления и механизмы для обработки и производства стекла, специальные стекла и др.



Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "закалка стекла". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("закалка" или "стекла").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+закалка -стекла".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "состав" будут найдены слова "составы", "составом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "состав!".


Рейтинг@Mail.ru