Теплотехнический агрегат

Изобретение относится к термическому оборудованию, в частности к конструкции тепловых агрегатов. Теплотехнический агрегат содержит каркас и соединенные между собой и каркасом плиты, расположенные вертикальным и горизонтальным рядами с образованием единой поверхности футеровки. Плиты выполнены в виде стеновых панелей, расположенных вертикально в ряд и сводовых панелей, расположенных горизонтально в ряд. Стеновая панель и сводовая панель выполнены в виде металлического несущего каркаса, в котором закреплены расположенные вдоль него длинномерные металлические штыри. На штырях надеты сложенные и многократно уплотненные маты из керамического волокна, выступающие за габариты металлических несущих каркасов. Каркас выполнен в виде стоек, соединенных между собой ребрами жесткости. Стойки установлены на фундаменте и расположены напротив места стыка стеновых панелей. Металлические несущие каркасы стеновых панелей крепятся к стойкам при помощи уголков. Металлические несущие каркасы снабжены отверстиями для стягивания стеновых панелей между собой и со сводовыми панелями. Длина стеновых панелей равна высоте рабочего пространства теплотехнического агрегата, а длина сводовых панелей равна его габаритной ширине. Использование изобретения позволяет повысить герметичность теплоизоляции, снизить трудоемкость и сроки монтажа теплотехнического агрегата. 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к термическому оборудованию, в частности к конструкции тепловых агрегатов из панелей с футеровкой из многослойных легковесных волокнистых огнеупорных материалов, и может быть использовано для строительства и теплоизоляции нагревательных, обжиговых, плавильных печей и других тепловых агрегатов в металлургической, теплоэнергетической и других отраслях промышленности.

Известна система для облицовки пространств с высокой температурой, таких как термические печи, содержащие каркас или кирпичную кладку, или отдельные составные поверхности и множество отдельных, пластинообразных полос из волокнистого облицовочного материала, в которых волокна в основном параллельны плоскостям, перпендикулярным внутренней поверхности печи, и которые прикреплены скрепляющим составом к обрабатываемой поверхности пространства, при этом она содержит пригодные для транспортировки и использования пакеты полос, в которых нескрепленные, отдельные полосы упакованы рядом друг с другом с образованием цельной и гладкой верхней поверхности пакета, которая является сопрягаемой с облицовываемой поверхностью или с базовым элементом, содержащим сетку или стальную пластину, образующих после крепления их к каркасу или к кирпичной, или к составной поверхности монтажное основание для полос, устанавливаемых при помощи скрепляющего быстроотверждаемого химически, гидравлически и/или термически соединяющего состава, а также система содержит вспомогательные механические крепежные элементы, которые, проходя целиком или частично через облицовочный слой, скрепляют облицовку с поверхностью обрабатываемого пространства и/или с базовым элементом (см. патент РФ №2118775, МПК F27D 1/00 «Способ и система для облицовки пространств с высокой температурой»

Недостатком данной системы является необходимость предварительного строительства корпуса печи в виде кирпичной кладки или каркаса с монтажным основанием для крепления полос изоляции, а только потом производить его теплоизоляцию, что значительно увеличивает сроки и стоимость строительства.

Кроме того, сам способ теплоизоляции с установкой базовых элементов и использованием клеящего состава является низко производительным и неудобным.

Наиболее близким по конструктивному исполнению является теплотехнический агрегат, содержащий каркас и множество плит, расположенных горизонтальными и вертикальными рядам и состыкованных между собой по их горизонтальным и вертикальным торцам с образованием единой поверхности обмуровки (футеровки), а также средства для крепления плит к каркасу, при этом каждая плита содержит бетонный блок, выполненный из жаростойкого бетона и имеющий форму прямоугольного параллелепипеда, вытянутого в направлении продольной оси, и вмонтированные в бетонный блок со стороны внешней поверхности плиты армирующий каркас и, по меньшей мере, две закладные пластины, служащие для крепления плиты к каркасу теплотехнического агрегата, причем армирующий каркас состоит из параллельных между собой продольных прутьев и жестко скрепленных с ними параллельных между собой поперечных прутьев, расположенных соответственно в плоскости, параллельной внешней и внутренней боковым поверхностям плиты, при этом средства крепления плит к каркасу включают связующие элементы и смонтированные на каркасе вертикальные опорные элементы, причем каждый связующий элемент закреплен одним своим концом на соответствующей закладной пластине, а другим - на соответствующем вертикальном опорном элементе (см. патент РФ на полезную модель №60699, МПК F27D 1/08 «Обмуровка теплотехнического агрегата и панель из жаростойкого бетона для обмуровки теплотехнического агрегата», опубликованный 27.01.2007 г.).

Недостатком известного теплотехнического агрегата является необходимость теплоизоляции стыков между плитами во избежании утечки тепла из рабочего пространства. Учитывая, что размер плит составляет 450-1300×200-400×30-70, для обмуровки теплотехнического агрегата требуется большое количество плит, что увеличивает объем монтажных работ и теплоизоляции стыков плит.

Кроме того, выполнение плит из жаростойкого бетона, обладающего сравнительно высокой теплопроводностью, требует значительных энергоресурсов для поддержания в рабочем пространстве необходимой температуры. А также в результате разных коэффициентов объемного расширения жаростойкого бетона панели и металлического армирующего каркаса возможно разрушение панели. Немаловажное значение имеет высокая стоимость жаростойкого бетона.

Техническим результатом изобретения является повышение герметичности теплоизоляции, снижение трудоемкости и сроков монтажа теплотехнического агрегата, повышение удобства монтажа, снижение стоимости объекта и энергозатрат на производство продукции.

Указанный технический результат достигается тем, что в теплотехническом агрегате, содержащем каркас и соединенные между собой и каркасом плиты, расположенные вертикально и горизонтально в ряд с образованием единой поверхности футеровки, согласно изобретению, новым является то, что плиты выполнены в виде стеновых и сводовых панелей, включающих металлический несущий каркас панели с расположенными вдоль него длинномерными металлическими штырями, на которые надеты сложенные и уплотненные маты из керамического волокна, выступающие за габариты металлического несущего каркаса панели, каркас теплотехнического агрегата выполнен в виде стоек, расположенных напротив места стыка стеновых панелей и соединенных между собой ребрами жесткости, при этом длина стеновых панелей равна высоте рабочего пространства теплотехнического агрегата, а длина сводовых панелей равна его габаритной ширине, несущие металлические каркасы стеновых и сводовых панелей снабжены отверстиями для соединения их между собой, стеновые панели установлены на кирпичных стенах или на воздуховоде, или на полке, стеновые и/или сводовые панели снабжены окнами для горелочных устройств.

Выполнение теплотехнического агрегата в виде каркаса и соединенных между собой и каркасом стеновых и сводовых панелей, расположенных соответственно вертикально и горизонтально в ряд с образованием единой поверхности футеровки, позволяет производить панельное строительство теплотехнических агрегатов, что значительно упрощает их монтаж, уменьшает сроки строительства и снижает стоимость агрегата.

Выполнение плит в виде стеновых и сводовых панелей, включающих металлический несущий каркас панели, позволяет практически всю нагрузку теплотехнического агрегата воспринимать металлическими несущими каркасами стеновых и сводовых панелей, что упрощает конструкцию каркаса теплотехнического агрегата, значительно уменьшает его металлоемкость, сокращает сроки монтажа теплотехнического агрегата.

Наличие металлического несущего каркаса панели с расположенными вдоль него длинномерными металлическими штырями, на которые надеты сложенные и многократно уплотненные маты из керамического волокна, позволяет производить монтаж прочной несущей конструкции стен и свода теплотехнического агрегата с одновременной его футеровкой, что значительно уменьшает сроки монтажа и снижает стоимость теплотехнического агрегата.

Выступание уплотненных матов из керамического волокна за габариты металлического несущего каркаса стеновых и сводовых панелей позволяет обеспечить герметичность стыков при монтаже стеновых и сводовых панелей и, следовательно, всего рабочего пространства теплотехнического агрегата, что значительно снижает энергозатраты на производство продукции.

Выполнение длины стеновых панелей, равной высоте рабочего пространства теплотехнического агрегата, а длины сводовых панелей, равной его габаритной ширине, позволяет устанавливать панели в один вертикальный ряд и один горизонтальный ряд, что упрощает монтаж теплотехнического агрегата.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «новизна».

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного выполнения теплотехнического агрегата.

На фиг.1 изображен общий вид теплотехнического агрегата.

На фиг.2 изображено сечение А-А фиг.1.

Теплотехнический агрегат содержит каркас 1, соединенный со стеновыми панелями 2 и сводовыми панелями 3. Стеновые панели 2 установлены вертикально и расположены в ряд. Сводовые панели 3 расположены горизонтально в ряд. Соединенные между собой и каркасом 1 стеновые панели 2 и сводовые панели 3 образуют сплошную поверхность футеровки теплотехнического агрегата. Стеновая панель 2 и сводовая панель 3 включают металлический несущий каркас соответственно 4 и 5, в котором закреплены расположенные вдоль него длинномерные металлические штыри 6. На штырях 6 надеты сложенные и многократно уплотненные маты 7 из керамического волокна, выступающие за габариты металлических несущих каркасов 4 и 5. Каркас 1 теплотехнического агрегата выполнен в виде стоек 8, соединенных между собой ребрами жесткости 9. Стойки 8 установлены на фундаменте и расположены напротив места стыка стеновых панелей 2. Каркасы 4 стеновых панелей 2 крепятся к стойкам 8 при помощи уголков 10. Стеновые панели 2 установлены на кирпичных стенах 11. В другом варианте исполнения каркаса 1 стеновые панели 2 могут быть установлены на нижних ребрах жесткости каркаса 1, выполненных в виде полки, или на воздуховоде (не показаны на чертеже), жестко соединенных со стойками 8. Металлические несущие каркасы 4 стеновых панелей 2 и металлические несущие каркасы 5 сводовых панелей 3 снабжены отверстиями 12 под стяжки (не показаны на чертеже) для стягивания стеновых панелей 2 между собой и со сводовыми панелями 3. Стеновые панели 2 снабжены окнами 13 для горелочных устройств (не показаны на чертеже). Длина стеновых панелей 2 равна высоте рабочего пространства теплотехнического агрегата, а длина сводовых панелей 3 равна его габаритной ширине.

Сборку теплотехнического агрегата осуществляют следующим образом.

Устанавливают стойки 8, ориентируя их напротив места стыка стеновых панелей 2. Последовательно устанавливают стеновые панели 2 и крепят их к стойкам 8 уголками 10. Стягивают между собой стеновые панели 2 при помощи стяжек, расположенных в отверстиях 12 металлических несущих каркасов 4. При этом за счет того, что уплотненные маты 7 выступают за пределы металлических несущих каркасов 4, происходит надежное уплотнение стыков между стеновыми панелями 2. Устанавливают на металлические несущие каркасы 4 стеновых панелей 2 сводовые панели 3 таким образом, что уплотненные маты 7 сводовых панелей 3 ложатся на торцы уплотненных матов стеновых панелей 2, герметично перекрывая стыки межу стеновыми панелями 2 и сводовыми панелями 3. Стягивают сводовые панели 3 между собой и со стеновыми панелями 2, при этом происходит герметичное уплотнение стыков. Устанавливают и закрепляют ребра жесткости 9.

Предлагаемая конструкция позволяет быстро и удобно производить монтаж теплотехнического агрегата с обеспечением высокой теплоизоляции рабочего пространства при сравнительно низких трудозатратах на монтаж и низкой стоимости теплотехнического агрегата.

1. Теплотехнический агрегат, содержащий каркас и соединенные между собой и каркасом плиты, расположенные вертикально и горизонтально в ряд с образованием единой поверхности футеровки, отличающийся тем, что плиты выполнены в виде стеновых и сводовых панелей, включающих металлический несущий каркас панели с расположенными вдоль него длинномерными металлическими штырями, на которые надеты сложенные и уплотненные маты из керамического волокна, выступающие за габариты металлического несущего каркаса панели, каркас выполнен в виде стоек, расположенных напротив места стыка стеновых панелей и соединенных между собой ребрами жесткости.

2. Теплотехнический агрегат по п.1, отличающийся тем, что длина стеновых панелей равна высоте рабочего пространства теплотехнического агрегата, а длина сводовых панелей равна его габаритной ширине.

3. Теплотехнический агрегат по п.1, отличающийся тем, что металлические несущие каркасы стеновых и сводовых панелей выполнены с отверстиями для соединения их между собой.

4. Теплотехнический агрегат по п.1, отличающийся тем, что стеновые панели установлены на кирпичных стенах.

5. Теплотехнический агрегат по п.1, отличающийся тем, что стеновые панели установлены на воздуховоде или на выполненных в виде полки ребрах жесткости, жестко соединенных со стойками.

6. Теплотехнический агрегат по п.1, отличающийся тем, что стеновые и/или сводовые панели выполнены с окнами для горелочных устройств.