RU186746U1

RU186746U1 - ELECTRIC FURNACE WITH VIBRATION HEAT PLATFORM

Info

Publication number: RU186746U1
Application number: RU2018119564U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Нижегородов
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2019-01-31

Abstract

Полезная модель относится к области строительных материалов, а именно к технологическому оборудованию для получения вспученного вермикулита из вермикулитовых концентратов. Электрическая печь с вибрационной подовой платформой, содержащая раму, противень, электрические нагреватели с крепежными головками, размещенными на термокрышке и горизонтально установленную на раме вибрационную подовую платформу, оснащенную роликами, размещенными в направляющих рамы, эксцентриковый привод и цилиндрические пружины с одной стороны, при этом противень установлен на платформе; с другой стороны вибрационной подовой платформы закреплен упругий элемент, содержащий корпус с установленными в нем роликами, выполненными с эксцентрично смещенными осями,на раме печи установлен узел, жестко удерживающий упругие пластины, находящиеся в контакте с роликами. Технический результат: устранение тепловых потерь. 4 ил.The utility model relates to the field of building materials, namely to technological equipment for producing expanded vermiculite from vermiculite concentrates. An electric oven with a vibrating hearth platform containing a frame, a baking sheet, electric heaters with mounting heads placed on a thermal cover and a horizontally mounted vibrating hearth platform equipped with rollers located in the frame guides, an eccentric drive and coil springs on one side, while the pan installed on the platform; on the other side of the vibrational hearth platform, an elastic element is fixed, comprising a housing with rollers installed in it, made with eccentrically displaced axes; a unit is mounted on the furnace frame that rigidly holds the elastic plates in contact with the rollers. Effect: elimination of heat loss. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области строительных материалов, а именно к технологическому оборудованию для получения вспученного вермикулита из вермикулитовых концентратов.The utility model relates to the field of building materials, namely to technological equipment for producing expanded vermiculite from vermiculite concentrates.

Известна электрическая печь для обжига вермикулита (RU №169510, МПК F27B 9/06, опубликовано 21.03.2017), содержащая противни из огнеупорного материала, установленные под углом, крышки и нагреватели, размещенные под крышками и закрепленные на головках. Печь снабжена подвижным подпружиненным с обеих сторон основанием, установленным на телах качения (платформой) с эксцентриковым приводом.Known electric furnace for firing vermiculite (RU No. 169510, IPC F27B 9/06, published 03/21/2017), containing baking sheets of refractory material, installed at an angle, covers and heaters placed under the covers and mounted on the heads. The furnace is equipped with a movable spring-loaded base on both sides, mounted on rolling elements (platform) with an eccentric drive.

Общими признаками с заявляемой полезной моделью являются противень из огнеупорного материала, установленный под углом, крышка и нагреватели, размещенные под крышкой и закрепленные на головках, подпружиненное с обеих сторон подвижное основание, установленное на телах качения (платформа) с эксцентриковым приводом.Common features with the claimed utility model are a baking sheet made of refractory material, mounted at an angle, a lid and heaters placed under the lid and mounted on the heads, a movable base spring-loaded on both sides, mounted on rolling elements (platform) with an eccentric drive.

Указанная печь обладает следующим недостатком. Колебания подвижного основания (платформы) являются гармоническими, а в случае установки с одной стороны конических пружин - слабо выраженными негармоническими. Поэтому вермикулит в процессе обжига движется за счет наклонной установки противня, а не за счет вибротранспортного эффекта, который возникает при ярко выраженных негармонических несимметричных колебаниях при горизонтальном расположении на телах качения какой-либо плоской поверхности (Бауман В.А., Быховский И.И. Вибрационные машины и процессы в строительстве. М.: Высш. школа. - 1977. - с. 255.), в данном случае - подвижного основания (платформы). Отсутствие упругого элемента, с характерной ярко выраженной зависимостью силы упругости от перемещения подвижного основания (платформы) печи, не позволяет реализовать вибротранспортный эффект при ее горизонтальном положении. Так как горизонтальная установка исключает вибротранспортирование обжигаемого вермикулита, то из-за наклонной установкив пространстве обжига между противнем и крышкой постоянно идет поток воздуха, охлаждающий нагреватели и вермикулит и создающий тепловые потери. Кроме того наклон печи делает ее более громоздкой, менее габаритной и неудобной при техническом обслуживании.The specified furnace has the following disadvantage. The oscillations of the movable base (platform) are harmonic, and in the case of installation of conical springs on one side, they are slightly pronounced non-harmonic. Therefore, vermiculite in the firing process moves due to the inclined installation of the pan, and not due to the vibrotransport effect that occurs when pronounced non-harmonic asymmetric vibrations are observed when a flat surface is horizontal on the rolling bodies (Bauman V.A., Bykhovsky I.I. Vibration machines and processes in construction. M: Higher school. - 1977. - S. 255.), in this case - a moving base (platform). The absence of an elastic element, with a characteristic pronounced dependence of the elastic force on the movement of the movable base (platform) of the furnace, does not allow to realize the vibrotransport effect when it is horizontal. Since horizontal installation excludes vibrotransportation of fired vermiculite, due to the inclined installation in the firing space between the baking sheet and the lid, there is a constant flow of air, cooling the heaters and vermiculite and creating heat losses. In addition, the inclination of the furnace makes it more bulky, less overall and inconvenient for maintenance.

Известна так же электрическая печь для обжига вермикулита (RU №169366, МПК F27B 9/06, С04 В 20/06, опубликовано 15.03.2017), содержащая противни, с крепежными головками и крышками, нагреватели, размещенные под крышками и закрепленные на крепежных головках; противни выполнены в виде наклонно установленных, подпружиненных с обеих сторон и установленных на телах качения подвижных оснований, снабженных приводным валом с эксцентриками и толкателями.Also known is an electric furnace for firing vermiculite (RU No. 169366, IPC F27B 9/06, С04 В 20/06, published 03/15/2017), containing baking sheets, with fixing heads and covers, heaters placed under the covers and mounted on fixing heads ; the trays are made in the form of obliquely mounted, spring-loaded on both sides and mounted on rolling elements of moving bases equipped with a drive shaft with eccentrics and pushers.

Общими признаками с заявляемой полезной моделью являются противень с крепежными головками и крышкой, нагреватели, размещенные под крышкой и закрепленные на крепежных головках, при этом противень выполнен в виде наклонно установленного, подпружиненного с обеих сторон и установленного на телах качения подвижного основания (платформы), снабженного эксцентриком и толкателем.Common features with the claimed utility model are a baking sheet with fastening heads and a lid, heaters placed under the lid and fastened to the fastening heads, while the baking sheet is made in the form of an obliquely mounted, spring-loaded on both sides and mounted on rolling elements rolling base (platform) equipped with eccentric and pusher.

Указанная печь обладает тем же недостатком. Колебания подвижного основания (платформы) являются гармоническими, а в случае установки с одной стороны конических пружин - слабо выраженными негармоническими. Поэтому вермикулит в процессе обжига движется за счет наклонной установки противня, а не за счет вибротранспортного эффекта, возникающего при ярко выраженных негармонических и несимметричных колебаниях при горизонтальном расположении на телах качения какой-либо плоской поверхности (Бауман В.А., Быховский И.И. Вибрационные машины и процессы в строительстве. М.: Высш. школа. - 1977. - с. 255.), в данном случае - подвижного основания (платформы).Said furnace has the same drawback. The oscillations of the movable base (platform) are harmonic, and in the case of installation of conical springs on one side, they are slightly pronounced non-harmonic. Therefore, vermiculite in the firing process moves due to the inclined installation of the baking sheet, and not due to the vibrotransport effect that occurs when pronounced non-harmonic and asymmetric vibrations occur when a flat surface is horizontal on the rolling bodies (Bauman V.A., Bykhovsky I.I. Vibration machines and processes in construction. M: Higher school. - 1977. - S. 255.), in this case - a moving base (platform).

Отсутствие упругого элемента, с характерной ярко выраженной зависимостью силы упругости от перемещения подвижного основания (платформы) печи, не позволяет реализовать вибротранспортный эффект при ее горизонтальном положении. Так как горизонтальная установка исключает вибротранспортирование обжигаемого вермикулита, то из-за наклонной установки в пространстве обжига между противнем и крышкой постоянно идет поток воздуха, охлаждающий нагреватели и вермикулит и создающий тепловые потери. Кроме того наклон печи делает ее более громоздкой, менее габаритной и неудобной при техническом обслуживании.The absence of an elastic element, with a characteristic pronounced dependence of the elastic force on the movement of the movable base (platform) of the furnace, does not allow to realize the vibrotransport effect when it is horizontal. Since the horizontal installation excludes vibrotransportation of fired vermiculite, due to the inclined installation in the firing space between the baking sheet and the lid, there is a constant flow of air, cooling the heaters and vermiculite and creating heat losses. In addition, the inclination of the furnace makes it more bulky, less overall and inconvenient for maintenance.

За прототип принята электрическая печь с вибрационной подовой платформой (RU №166554, МПК F27B 9/06, опубликовано 27.11.2016), содержащая противень, нагреватели с крепежными головками, термокрышку и вибрационную подовую платформу, которая выполнена горизонтальной, содержит эксцентриковый привод, цилиндрические и конические пружины, установленные с противоположных сторон платформы, оснащенной роликами, размещенными в направляющих рамы.The prototype is an electric furnace with a vibrating hearth platform (RU No. 166554, IPC F27B 9/06, published 11/27/2016), containing a baking sheet, heaters with mounting heads, a thermal cover and a vibrating hearth platform, which is horizontal, contains an eccentric drive, cylindrical and conical springs mounted on opposite sides of the platform, equipped with rollers placed in the guide rails.

Общими признаками с заявляемой полезной моделью являются противень, нагреватели с крепежными головками, термокрышка и вибрационная подовая платформа, выполненная горизонтальной, содержащая эксцентриковый привод, цилиндрические и конические пружины, установленные с противоположных сторон и оснащена роликами, размещенными в направляющих рамы печи.Common features with the claimed utility model are a baking sheet, heaters with fastening heads, a thermal cover and a vibrating hearth platform made horizontal, containing an eccentric drive, cylindrical and conical springs mounted on opposite sides and equipped with rollers placed in the guide frames of the furnace.

Указанная печь обладает следующим недостатком. Хотя вибрационная подовая платформа установлена горизонтально и снабжена цилиндрическими и коническими пружинами с противоположных ее сторон, эффект негармонических и несимметричных колебаниий, при которых реализуется вибротранспортный эффект и однонаправленное перемещение сыпучего материала (в данном случае вермикулита) не проявляется. Это связано с тем, что для сильного проявления зависимости силы упругости от перемещения вибрационной подовой платформы, при котором ярко выражается вибротранспортный эффект, конические пружины не пригодны. Что бы с их помощью получить хорошо выраженные несимметричные колебания, вызывающие вибротранспортный эффект, нужно что бы размах колебаний вибрационной подовой платформы был бы примерно равен длине конических пружин и их деформация происходила бы от полного разжатия до полного сжатия. При размахе колебаний в 4...8 мм, длина конических пружин должна быть примерно равной 4...8 мм или чуть больше. Но даже при небольшой массе вибрационной подовой платформы - 80... 150 кг, диаметр прутков конических пружин должен быть не менее 3...4 мм. Конструкция таких пружин с диаметрами прутков, примерно равных длине пружины невозможна.The specified furnace has the following disadvantage. Although the vibrational hearth platform is installed horizontally and equipped with cylindrical and conical springs on its opposite sides, the effect of inharmonic and asymmetric vibrations, in which the vibrotransport effect is realized and the unidirectional movement of bulk material (in this case vermiculite) is not manifested. This is due to the fact that conical springs are not suitable for a strong manifestation of the dependence of the elastic force on the movement of the vibrational hearth platform, in which the vibrotransport effect is clearly expressed. To use them to obtain well-defined asymmetric vibrations that cause a vibrotransport effect, it is necessary that the amplitude of vibrations of the vibrational hearth platform be approximately equal to the length of the conical springs and their deformation would occur from full expansion to full compression. With a range of oscillations of 4 ... 8 mm, the length of the conical springs should be approximately equal to 4 ... 8 mm or slightly more. But even with a small mass of the vibrational hearth platform - 80 ... 150 kg, the diameter of the bars of conical springs should be at least 3 ... 4 mm. The design of such springs with rod diameters approximately equal to the length of the spring is not possible.

При испытаниях вибрационной подовой платформы на четырех конических пружинах, установленных с одной стороны, с диаметром прутков 3 мм длиной 27 мм (пружины были выполнены так, что при полном сжатии они могли полностью уходить сами в себя), несимметрия колебаний хотя и была, но хоть сколько-нибудь заметноговибротранспортного эффекта не было. Потребовалась установка печи под углом 19° к горизонтали, что бы началось установившееся движения вермикулита со временем прохождения по поду платформы примерно за 3 секунды, которые достаточны для обжига вермикулита.When testing a vibrational hearth platform on four conical springs mounted on one side with a bar diameter of 3 mm and a length of 27 mm (the springs were designed so that when fully compressed they could completely go away on their own), although there was an asymmetry of vibrations, but at least there was no noticeable vibrotransport effect. It took the furnace to be installed at an angle of 19 ° to the horizontal, so that the steady-state movement of vermiculite would begin with a time passing through the platform hearth in about 3 seconds, which is sufficient to burn vermiculite.

Отсутствие упругого элемента, с ярко выраженной зависимостью силы упругости от перемещения вибрационной подовой платформы печи, не позволяет в прототипе реализовать вибротранспортный эффект при ее горизонтальном положении. Так как горизонтальная установка исключает вибротранспортирование обжигаемого вермикулита, то из-за наклонной установки в пространстве обжига между противнем и крышкой постоянно идет поток холодного воздуха, охлаждающий нагреватели и вермикулит и создающий тепловые потери. Кроме того наклон печи делает ее более громоздкой, менее габаритной и неудобной при техническом обслуживании.The absence of an elastic element, with a pronounced dependence of the elastic force on the movement of the vibrational hearth of the furnace, does not allow the prototype to realize the vibrotransport effect when it is horizontal. Since horizontal installation excludes vibrotransportation of fired vermiculite, due to the inclined installation in the firing space between the baking sheet and the lid, there is a constant flow of cold air, cooling the heaters and vermiculite and creating heat losses. In addition, the inclination of the furnace makes it more bulky, less overall and inconvenient for maintenance.

Технический результат полезной модели заключается в устранении тепловых потерь из-за потока холодного воздуха в пространстве обжига между противнем и крышкой, габаритности, громоздкости печи при достижении большей ее компактности за счет установки с одной стороны вибрационной подовой платформы упругих элементов с ярко выраженной зависимостью силы упругости от ее перемещения при несимметричных колебаниях, обеспечивающих вибротранспортный эффект.The technical result of the utility model consists in eliminating heat losses due to the flow of cold air in the firing space between the baking sheet and the lid, the overall dimensions, and the bulkiness of the furnace, while achieving its greater compactness due to the installation of vibrating hearth platform of elastic elements with a pronounced dependence of the elastic force on its movement during asymmetric vibrations, providing vibrotransport effect.

Указанный технический результат достигается тем, что электрическая печь с вибрационной подовой платформой, содержащая раму, противень, электрические нагреватели с крепежными головками, размещенными на термокрышке и горизонтально установленную на раме вибрационную подовую платформу, оснащенную роликами, размещенными в направляющих рамы, эксцентриковый привод и цилиндрические пружины с одной стороны, при этом противень установлен на платформе, согласно полезной модели с другой стороны вибрационной подовой платформы закреплен упругий элемент, содержащий корпус с установленными в нем роликами, выполненными с эксцентрично смещенными осями, на раме печи установлен узел, жестко удерживающий упругие пластины, находящиеся в контакте с роликами.The specified technical result is achieved in that an electric furnace with a vibrating hearth platform containing a frame, a baking sheet, electric heaters with mounting heads located on a thermal cover and a horizontally mounted vibrational hearth platform equipped with rollers placed in the frame guides, an eccentric drive and coil springs on the one hand, while the baking sheet is mounted on the platform, according to the utility model, on the other hand, the vibrating hearth platform is fixed elastically element comprising a housing with rollers mounted thereon, made with eccentrically displaced axes, mounted on the furnace frame assembly rigidly holding the resilient plate in contact with the rollers.

Установка дополнительного упругого элемента со стороны противоположной установке цилиндрических пружин, позволяет создать несимметричные колебания платформы с противнем. Так, при ее движении вправо, ролики прокатываясь по упругим пластинам, отгибают их в стороны и тем сильнее, чем больше смещение платформы. Это приводит к квадратичному увеличению силы упругости со стороны упругих пластин, значительно большему, чем при использовании цилиндрических или конических пружин при одном и том же смещении платформы. Кроме того, благодаря эксцентричной установке роликов, упругая сила возрастает еще больше, так как при том же перемещении платформы, ролики перекатываются по упругим пластинам от одной точки контакта до другой и пластины дополнительно отгибаются из-за увеличения расстояния от оси эксцентричных роликов до точки контакта с пластиной. Таким образом формируется ярко выраженная нелинейная зависимость силы упругости пластин от перемещения платформы и возникает переменная жесткость упругого элемента, возрастающая по мере движения платформы.The installation of an additional elastic element from the opposite side to the installation of coil springs, allows you to create asymmetric oscillations of the platform with a baking sheet. So, when it moves to the right, the rollers rolling along the elastic plates bend them to the sides and the stronger, the greater the displacement of the platform. This leads to a quadratic increase in the elastic force from the side of the elastic plates, much larger than when using cylindrical or conical springs with the same platform displacement. In addition, due to the eccentric installation of the rollers, the elastic force increases even more, since with the same movement of the platform, the rollers roll over the elastic plates from one point of contact to another and the plates additionally bend due to an increase in the distance from the axis of the eccentric rollers to the point of contact with plate. Thus, a pronounced nonlinear dependence of the elastic force of the plates on the movement of the platform is formed and a variable stiffness of the elastic element arises, which increases as the platform moves.

Как и любая другая колебательная система, имеющая упругий элемент с указанной выше зависимостью силы упругости от смещения, расположенный с одной стороны, платформа с противнем обладает «мягкой» амплитудно-частотной характеристикой - АЧХ с наклоном влево (Бауман В.А., Быховский И.И. Вибрационные машины и процессы в строительстве. М.: Высш. школа. - 1977. - с. 255). Поэтому в резонансном режиме возникают ярко выраженные несимметричные колебания, при которых создается односторонний вибротранспортный эффект (Бауман И.И., Быховский В.А. Вибрационные машины и процессы в строительстве. М., «Высш. школа», 1977, стр. 74).Like any other oscillating system, having an elastic element with the above-indicated dependence of the elastic force on displacement, located on one side, the platform with a baking sheet has a “soft” amplitude-frequency characteristic - frequency response with an inclination to the left (Bauman V.A., Bykhovsky I. I. Vibration machines and processes in construction.M .: Higher school. - 1977. - p. 255). Therefore, in the resonant mode, pronounced asymmetric oscillations arise, in which a one-way vibrotransport effect is created (Bauman I.I., Bykhovsky V.A. Vibration machines and processes in construction. M., Vyssh. Shkola, 1977, p. 74) .

Установка упругого элемента позволяет создавать транспортирование обжигаемого вермикулита в пространстве обжига между противнем и крышкой при горизонтальном положении печи, устранить охлаждение нагревателей и вермикулита (так как воздушная тяга при горизонтальном положении противня и крышки в пространстве обжига не возникает), устранить связанные с этим тепловые потери, уменьшить габаритность и громоздкость печи при большей ее компактности.The installation of an elastic element allows you to create transportation of the fired vermiculite in the firing space between the baking sheet and the lid with the furnace horizontal, eliminate cooling of the heaters and vermiculite (since air draft does not occur in the horizontal position of the baking sheet and the lid), eliminate the heat losses associated with this, reduce the overall size and bulkiness of the furnace with its greater compactness.

Отличительными признаками заявляемой полезной модели является упругий элемент закрепленный с другой стороны вибрационной подовой платформы, содержащий корпус с установленными в нем роликами, выполненными с эксцентрично смещенными осями, на раме печи установлен узел, жестко удерживающий упругие пластины, находящиеся в контакте с роликами.Distinctive features of the claimed utility model is an elastic element fixed on the other side of the vibrational hearth platform, comprising a housing with rollers installed therein, made with eccentrically displaced axes, a unit is mounted on the furnace frame that rigidly holds the elastic plates in contact with the rollers.

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 показана электрическая печь с вибрационной подовой платформой.In FIG. 1 shows an electric furnace with a vibrating hearth platform.

На фиг. 2 показан упругий элемент с ярко выраженной зависимостью силы упругости от перемещения вибрационной подовой платформы.In FIG. 2 shows an elastic element with a pronounced dependence of the elastic force on the movement of the vibrating hearth platform.

На фиг. 3 показана амплитудно-частотная характеристика вибрационной подовой платформы с противнем.In FIG. 3 shows the amplitude-frequency characteristic of a vibrating hearth platform with a baking sheet.

На фиг. 4. показан график виброперемещения вибрационной подовой платформы.In FIG. 4. shows a graph of vibration displacement of the vibrating hearth platform.

Электрическая печь с вибрационной подовой платформой, показанная на фигурах 1 и 2, содержит противень 1 из жаростойкой стали, электрические нагреватели 2, термокрышку 3, вибрационную подовую платформу 4 (в дальнейшем платформа) с эксцентриковым приводом, содержащим эксцентрик 5, цилиндр 6 плунжер 7 с пружиной 8. Цилиндрические пружины 9 установлены с левой стороны платформы 4, снабженной осями 10 и роликами 11, размещенными в направляющих 12 рамы 13. Термокрышка 3 установлена на раме 13 с помощью шарнира 14 и продольных балок 15 над противнем 1 с возможностью ее открывания для получения доступа к электрическим нагревателям 2. Крепежные головки 16 установлены на термокрышке 3 через диэлектрические прокладки и имеют зажимы в виде пластин с помощью которых, резьбовым соединением электрические нагреватели 2 закреплены на нижней стороне термокрышки 3. Кроме того, электрические нагреватели 2 удерживаются в горизонтальном положении за счет фиксаторов 17, установленных вдоль каждого электрического нагревателя 2 с заданным шагом.The electric furnace with a vibrating hearth platform, shown in figures 1 and 2, contains a baking sheet 1 made of heat-resistant steel, electric heaters 2, a heat cover 3, a vibration hearth platform 4 (hereinafter the platform) with an eccentric drive containing an eccentric 5, cylinder 6, plunger 7 with a spring 8. Cylindrical springs 9 are installed on the left side of the platform 4, equipped with axles 10 and rollers 11 located in the guides 12 of the frame 13. The thermal cover 3 is mounted on the frame 13 using the hinge 14 and the longitudinal beams 15 above the baking sheet 1 possible It can be opened to gain access to electric heaters 2. The fixing heads 16 are mounted on the thermocover 3 through dielectric gaskets and have clamps in the form of plates with which electrical heaters 2 are screwed onto the underside of the thermocover 3. In addition, the electric heaters 2 are held in a horizontal position due to the latches 17 installed along each electric heater 2 with a given step.

С правой стороны платформы 4 закреплен упругий элемент с ярко выраженной зависимостью силы упругости от перемещения x вибрационной подовой платформы (в дальнейшем - упругий элемент).On the right side of the platform 4, an elastic element is fixed with a pronounced dependence of the elastic force on the displacement x of the vibrational hearth platform (hereinafter, the elastic element).

Упругий элемент (фиг. 2) содержит корпус 18 с установленными в нем роликами 19, выполненными с эксцентрично смещенными на величину е осями 20. На упоре рамы 3 установлен узел 21, жестко удерживающий с помощью резьбового соединения 22 упругие пластины 23, входящие в контакт с роликами 19.The elastic element (Fig. 2) contains a housing 18 with rollers 19 mounted therein, made with axes eccentrically offset by an amount e. A unit 21 is mounted on the frame stop 3, which rigidly holds elastic plates 23 that are in contact with Rollers 19.

Электрическая печь с вибрационной подовой платформой работает следующим образом. Электрические нагреватели 2 подключают к сети и прогревают рабочее пространство печи между противнем 1 и внутренней поверхностью термокрышки 3.An electric furnace with a vibrating hearth platform operates as follows. Electric heaters 2 are connected to the network and warm the working space of the oven between the baking sheet 1 and the inner surface of the thermal cover 3.

После прогрева включают привод эксцентрика 5 (на фиг. 1 не показан), который задает возвратно-поступательное движение плунжеру 7 сжимающего-разжимающего пружину 8 с частотой возбуждения ƒ₁ (Гц), благодаря чему возбуждаются колебания x платформы 4 с противнем 1 и находящимся на нем вермикулитовым концентратом, подаваемым по лотку. Платформа совершает колебания на роликах 11. Совокупная жесткость пружин 8 и 9, жесткость упругого элемента и масса платформы 4 определяют собственную частоту ее колебаний ƒ₂(Гц).After warming up, the eccentric drive 5 is turned on (not shown in Fig. 1), which sets the reciprocating movement of the plunger 7 of the compression-expansion spring 8 with an excitation frequency of ƒ ₁ (Hz), so that x oscillations of the platform 4 with the pan 1 and located on it vermiculite concentrate fed through the tray. The platform oscillates on rollers 11. The total stiffness of the springs 8 and 9, the stiffness of the elastic element and the mass of the platform 4 determine the natural frequency of its oscillations ƒ ₂ (Hz).

При вращении эксцентрика 5 с частотой ƒ₁, равной частоте собственных колебаний, ƒ₂ платформой 4 с противнем 1 вводится в резонанс. Учитывая, что с правой стороны платформы 4 закреплен упругий элемент с ярко выраженной зависимостью силы упругости от перемещения x вибрационной подовой платформы, возникают ярко выраженные несимметричные колебания.When the rotation of the eccentric 5 with a frequency _of , ₁ equal to the frequency of natural vibrations, ƒ ₂ platform 4 with a baking sheet 1 is introduced into resonance. Considering that on the right side of the platform 4, an elastic element is fixed with a pronounced dependence of the elastic force on the movement x of the vibrational hearth platform, pronounced asymmetric vibrations arise.

При движении платформы 4 вправо, ролики 19 (фиг. 2), прокатываясь по упругим пластинам 23, отгибают их в стороны и тем сильнее, чем больше увеличивается смещение х платформы 4. Это приводит к непропорционально большему (квадратичному) увеличению силы упругости F_уп при смещении платформы на величину x. Такое же смещении x платформы 4 в случае, если бы вместо упругого элемента стояла простая цилиндрическая пружина, привело бы к пропорциональному и намного меньшему увеличении силы ее упругости.When the platform 4 moves to the right, the rollers 19 (Fig. 2), rolling along the elastic plates 23, bend them to the sides and the stronger, the more the shift x of the platform 4 increases. This leads to a disproportionately large (quadratic) increase in the elastic force F _y platform displacement by x. The same displacement x of the platform 4, if a simple cylindrical spring stood instead of the elastic element, would lead to a proportional and much smaller increase in its elasticity.

В данном случае сила упругости равна:In this case, the elastic force is:

F_уп=2N_х F _yn = 2N _x

гдеN_х - горизонтальная составляющая нормальной реакции N_В точках контакта роликов 19 и пластин 23, N_y - ее вертикальная составляющая (фиг. 2).where N _x is the horizontal component of the normal reaction N _At the contact points of the rollers 19 and the plates 23, N _y is its vertical component (Fig. 2).

Конструкция упругого элемента такова, что благодаря эксцентричной установке роликов 19, упругая сила возрастает еще больше за счет того, что при том же перемещении х платформы 4, ролики 19 перекатываются по пластине 23 от точки контакта а до новой точки контакта b+b'. При этом перекатывании от точки а до точки b, за счет эксцентриситета е, радиус ab становится больше, чем радиус oa, а это дополнительно отгибает пластины 23 и еще больше увеличивает силу упругости F_уп упругого элемента, закрепленного с правой стороны платформы 4.The design of the elastic element is such that due to the eccentric installation of the rollers 19, the elastic force increases even more due to the fact that with the same movement x of the platform 4, the rollers 19 roll over the plate 23 from the contact point a to the new contact point b + b '. In this rolling from point a to point b, due to the eccentricity e, the radius ab becomes larger than the radius oa, and this additionally bends the plates 23 and further increases the elastic force F _{yn of the} elastic element fixed on the right side of the platform 4.

Таким образом, из-за ярко выраженной (нелинейной) зависимости силы упругости F_уп от перемещения x платформы 4 формируется переменная жесткость упругого элемента, возрастающая по мере увеличения x при ее движении вправо.Thus, due to the pronounced (nonlinear) dependence of the elastic force F _yn on the displacement x of the platform 4, a variable stiffness of the elastic element is formed, which increases with increasing x when it moves to the right.

При вращении эксцентрика 5 с частотой ƒ₁, равной частоте собственных колебаний ƒ₂, платформа 4 с противнем 1 вводится в резонанс и совершает несимметричные колебания, формирующиеся за счет переменной жесткости упругого элемента. Любая колебательная система, имеющая упругий элемент с указанной выше зависимостью F_уп от x, расположенный с одной стороны обладает, так называемой «мягкой» амплитудно-частотной характеристикой - АЧХ (Бауман В.А., Быховский И.И. Вибрационные машины и процессы в строительстве. М.: Высш. школа. - 1977. - с. 255). В данном случае платформа 4 с противнем 1 также имеет мягкую АЧХ, показанную на фиг. 3. Вход в резонансный режим происходит в точке а в момент, когда частота возбуждения ƒ₁ станет равной частоте собственной ƒ₂. В этот момент платформа 4 будет совершать колебания с амплитудой, соответствующей точке А. После входа в резонанс можно изменять амплитуду резонансных колебаний за счет расстройки частоты вращения эксцентрика 5 (частоты возбуждения ƒ₁) с собственной частотойƒ₂. При этом амплитуда колебаний А платформы будет определяться положением точек б, в, А,г и других на АЧХ, показанной на фиг. 3. График изменения виброперемещениях для платформы 4 с противнем 1, находящейся в резонансе и имеющей упругий элемент только с правой стороны, имеет вид, показанный на фиг. 4.When the eccentric 5 rotates with a frequency ƒ ₁ equal to the natural frequency ƒ ₂ , the platform 4 with the baking sheet 1 is introduced into resonance and performs asymmetric vibrations, which are formed due to the variable stiffness of the elastic element. Any oscillatory system having an elastic element with the above dependence of F _yn on x located on one side has the so-called “soft” amplitude-frequency characteristic - frequency response (Bauman V.A., Bykhovsky II. Vibration machines and processes in construction. M.: High school. - 1977. - S. 255). In this case, the platform 4 with the pan 1 also has a soft frequency response shown in FIG. 3. Entrance to the resonance mode occurs at point a at the moment when the excitation frequency ƒ ₁ becomes equal to the natural frequency ƒ ₂ . At this moment, platform 4 will oscillate with an amplitude corresponding to point A. After entering the resonance, the amplitude of the resonant oscillations can be changed due to the detuning of the rotational speed of the eccentric 5 (excitation frequency ƒ ₁ ) with its own frequency ƒ ₂ . In this case, the amplitude of oscillations A of the platform will be determined by the position of points b, c, A, d and others on the frequency response shown in FIG. 3. The graph of changes in vibration displacements for the platform 4 with the pan 1, which is in resonance and having an elastic element only on the right side, has the form shown in FIG. four.

Очевидно, что это несимметричные колебания, при которых, как известно, создается односторонний вибротранспортный эффект (Бауман И.И., Быховский В.А. Вибрационные машины и процессы в строительстве. М., «Высш. школа», 1977, стр. 74). Они характеризуются тем, что максимальное абсолютное ускорение, направленное вправо не равно максимальному абсолютному ускорению, направленному влево.Obviously, these are asymmetric vibrations in which, as you know, a one-way vibrotransport effect is created (Bauman I.I., Bykhovsky V.A. Vibration machines and processes in construction. M., "Higher School", 1977, p. 74 ) They are characterized in that the maximum absolute acceleration directed to the right is not equal to the maximum absolute acceleration directed to the left.

Еслимаксимум ускорениявправо

больше (как в данном случае), чемIf the maximum acceleration is right

more (as in this case) than

максимум ускорения влево

, и при этом будет выполняться условие:acceleration maximum to the left

, and the condition will be satisfied:

Где ƒ - коэффициент трения вермикулита по металлической поверхности противня 1, m - масса вермикулитовой частицы (кг) и G- вес вермикулитовой частицы (Н), то частица и весь поток вермикулитовых зерен будет двигаться вправо без отрыва от поверхности противня 1, при этом движение будет иметь однонаправленный пульсирующий характер.Where ƒ is the coefficient of friction of vermiculite on the metal surface of the pan 1, m is the mass of the vermiculite particle (kg) and G is the weight of the vermiculite particle (N), then the particle and the entire stream of vermiculite grains will move to the right without separation from the surface of the pan 1, while will have a unidirectional pulsating character.

Вспучивающийся вермикулит, за счет несимметричных колебаний платформы движется слева направо и из печи выходит готовый вспученный продукт.Intumescent vermiculite, due to asymmetric vibrations of the platform, moves from left to right and the finished expanded product leaves the furnace.

Изменяя частоту возбуждения₁ ƒ эксцентриком 5 после начала резонансных колебаний в пределах от точки б до точки г, можно управлять виброперемещением x, амплитудой виброскорости ωА и амплитудой виброускорения ω²А платформы 4 (ω=2πƒ), обеспечивая изменение средней скорости движения вермикулита по противню 1 и управление временем обжига.By changing the excitation frequency ₁ ƒ by eccentric 5 after the onset of resonance vibrations from point b to point d, one can control the vibration displacement x, the amplitude of the vibration velocity ωA and the amplitude of vibration acceleration ω ² A of the platform 4 (ω = 2πƒ), providing a change in the average speed of vermiculite moving along the baking sheet 1 and firing time management.

Так вибротранспортирование обжигаемого вермикулита в пространстве обжига между противнем 1 и крышкой 3 теперь достигается при горизонтальном положении печи, это позволяет устранить охлаждение нагревателей 2 и вермикулита (так как воздушная тяга при горизонтальном положении противня и крышки в пространстве обжига не возникает), устранить связанные с этим тепловые потери, уменьшить габаритность и громоздкость печи при большей ее компактности.So vibrotransportation of fired vermiculite in the firing space between the baking sheet 1 and the lid 3 is now achieved with the furnace horizontal, this eliminates the cooling of the heaters 2 and vermiculite (since the air draft does not occur with the horizontal position of the baking sheet and lid in the firing space), eliminate the related heat losses, reduce the dimensionality and bulkiness of the furnace with its greater compactness.

Так достигается технический результат полезной модели, а именно -устранение тепловых потерь из-за отсутствия потока холодного воздуха в пространстве обжига между противнем и крышкой, уменьшение габаритности и громоздкости печи при достижении большей ее компактности за счет установки с одной стороны вибрационной подовой платформы упругих элементов с ярко выраженной зависимостью силы упругости от ее перемещения при несимметричных колебаниях, обеспечивающих вибротранспортный эффект.In this way, the technical result of the utility model is achieved, namely, elimination of heat losses due to the absence of cold air flow in the firing space between the baking sheet and the lid, reducing the overall size and bulkiness of the furnace when it is more compact due to the installation of elastic elements with a vibrational hearth platform on one side a pronounced dependence of the elastic force on its displacement under asymmetric vibrations providing a vibrotransport effect.

Claims

An electric vermiculite roasting furnace containing a frame with guides, a vibrating hearth platform with an eccentric drive horizontally mounted on the frame with cylindrical springs mounted on one side and with rollers located in the frame guides, a baking sheet mounted on the vibrating hearth platform, a thermal cover mounted on the frame with electric heaters with mounting heads located on the thermal cover, characterized in that it is equipped with an elastic element fixed to another the sides of the vibrational hearth platform and comprising a housing in which the rollers with eccentrically offset axes are mounted, and elastic plates located in contact with the rollers of the platform and rigidly fixed to the frame by means of a threaded connection.