Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел

Авторы патента:

Нестеров Александр Вениаминович (RU)

F24B13/04 - устройства для подачи твердого топлива, например засыпные бункера (подача твердого топлива в топочные устройства вообще F23K)

F23K3/00 - Подача или распределение кускового или пылевидного топлива в устройства для сжигания (транспортирование вообще B65G)

F23B40/00 - Устройства для сжигания твердого топлива (для одновременного или попеременного сжигания кускового с другим видом топлива F23C 1/00; устройства для сжигания в псевдоожиженном слое F23C 10/00; сжигание низкосортного топлива и мусора F23G; колосниковые решетки F23H; подача твердого топлива в устройства для сжигания F23K; конструктивные элементы камер сгорания, не отнесенные к другим подклассам F23M; бытовые отопительные устройства F24; котлы центрального отопления F24D; автономные компактные котлы F24H)

Владельцы патента RU 2591388:

Нестеров Александр Вениаминович (RU)
Пименов Евгений Константинович (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройству для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел. Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел содержит бункер для твердого топлива, контроллер, датчик температуры, электрический привод, поворотный элемент, снабженный механизмом для преобразования вращательного движения вала двигателя в поворот данного элемента. Устройство дополнительно снабжено гильзами для группирования отдельных поленьев, поворотный элемент выполнен в виде расположенной под устьем бункера поворотной капсулы, перемещающей гильзы с дровами, поворотная капсула выполнена с вырезанным вдоль оси верхним сегментом, и соединена с выталкивающим дрова в твердотопливный котел из гильзы и удаляющим пустые гильзы из поворотной капсулы штоком, оснащенным асинхронным двигателем, установленным с возможностью горизонтального перемещения. Технический результат - автоматизация работы твердотопливного отопительного котла на дровах для небольших зданий. 3 ил.

Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел относится к теплоэнергетике и может быть использовано в автоматизированных твердотопливных котлах, используемых при отоплении индивидуальных домов, а также небольших зданий производственного и общественного назначения.

Известно устройство для автоматической загрузки топлива в твердотопливный котел. Для автоматической подачи топлива используются шнековые транспортеры, расположенные под небольшим углом и имеющие загрузочную воронку на конце. В бункере, откуда подается топливо, имеются вращающиеся лопасти, которые перемешивают топливо для обеспечения равномерной подачи топлива в транспортер [ (дата доступа: 22.07.14)].

Данное устройство имеет большие габариты, что препятствует его использованию в небольших зданиях, а также имеет ограниченные функциональные возможности устройства, которые исключают возможность использования дров в качестве топлива.

Известно устройство автоматической загрузки топлива в твердотопливный котел. Турбина всасывает пеллеты из бункера через подающий шнек в накопитель. Система управления обеспечивает автоматическую загрузку накопителя благодаря устанавливаемому времени заполнения. С помощью датчика уровня наполненности при полном накопителе пневматическая турбина выключается. Через дозирующий барабан, который благодаря своей цельностальной конструкции является на 100 % противопожарным, пеллеты попадают в равном количестве в шнек подачи, откуда они транспортируются в котел [http://granuly.ru/tag/avtomaticheskaya-zagruzka (дата доступа: 22.07.14].

Данное устройство сложно конструктивно, имеет большие габариты, что препятствует его использованию в небольших зданиях, функциональные возможности устройства ограничены, поскольку исключают возможность использования поленьев дров в качестве топлива.

Наиболее близким техническим решением является устройство «Автоматизированный твердотопливный котел» по патенту RU 140631 от 05.11.2013, опубл. 20.05.2014, МПК⁵¹ F 24 H 1/00, содержащий бункер для твердого топлива, устройства подачи топлива в топку, блок управления, содержащий контроллер, датчики параметров, электрический привод.

Данное устройство сложно конструктивно, имеет большие габариты, поскольку до автоматической подачи угля в твердотопливный котел уголь перед подачей должен быть перемолот в дробилке до необходимой фракции, и только потом уголь винтовым шнеком подается в камеру сгорания, поэтому невозможно его использование в небольших зданиях и помещениях.

Задачей предлагаемого технического решения является снижение до минимума участия человека в работе твердотопливного котла на дровах, предназначенного для использования при отоплении небольших теплиц, индивидуальных домов, небольших зданий производственного и общественного назначения.

Задача решена за счет устройства для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел, включающего бункер для твердого топлива, контроллер, датчик температуры, электрический привод, поворотный элемент, снабженный механизмом для преобразования вращательного движения вала двигателя в поворот данного элемента, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено гильзами для группирования отдельных поленьев, поворотный элемент выполнен в виде расположенной под устьем бункера поворотной капсулы, перемещающей гильзы с дровами; поворотная капсула выполнена с вырезанным вдоль оси верхним сегментом и соединена с выталкивающим дрова в твердотопливный котел из гильзы и удаляющим пустые гильзы из поворотной капсулы штоком, оснащенным асинхронным двигателем, установленным с возможностью горизонтального перемещения.

Снабжение устройства дополнительно гильзами для группирования отдельных поленьев, выполнение поворотного элемента в виде расположенной под устьем бункера поворотной капсулы, перемещающей гильзы с дровами; выполнение поворотной капсулы с вырезанным вдоль оси верхним сегментом и соединение ее с выталкивающим дрова в твердотопливный котел из гильзы и удаляющим пустые гильзы из поворотной капсулы штоком, оснащенным асинхронным двигателем, установленным с возможностью горизонтального перемещения позволяет работать твердотопливному котлу на дровах, без предварительной их переработки, не обременять конструкцию дополнительными устройствами для предварительного, например щепы, измельчения дров и формирования, например, пеллет, обеспечить минимальные габариты всему устройству, а также позволяет функционировать в автоматическом режиме весь цикл, снизив участие человека до минимума, что предпочтительно для использования при отоплении теплиц, индивидуальных домов, небольших зданий производственного и общественного назначения.

Технический результат - автоматизация работы твердотопливного отопительного котла на дровах для небольших зданий.

Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема устройства для автоматической загрузки твердотопливного котла, на фиг. 2 показаны в аксонометрии гильза и поворотная капсула, на фиг. 3 показано в аксонометрии устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел.

На фиг.1, 2, 3 изображены бункер 1, гильзы 2, поворотная капсула 3, винтовой шток 4, асинхронный двигатель 5, салазки 6, твердотопливный котел 7, датчик температуры 8, емкость для пустых гильз 9, дверца котла 10, контроллер 11, ведомая шестерня 12, ведущая шестерня 13, водяная рубашка 14, дрова 15, устье 16 бункера.

Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел выполнено следующим образом.

Бункер 1, в который складываются дрова 15, представляет собой сборную металлическую конструкцию. Нижние листы бункера наклонены к устью 16 под углом в 45 градусов, для лучшей выгрузки гильз 2 с дровами 15 из бункера 1. Устье 16 бункера представляет собой узкое щелевое отверстие, для пропуска гильзы 2 в поворотную капсулу поштучно. Небольшое расстояние между устьем 16 бункера и поворотной капсулой 3 позволяет исключить бесконтрольное выпадение гильз 2 при повороте поворотной капсулы 3 вокруг своей оси.

Механизм подачи дров в твердотопливный котел состоит из поворотной капсулы 3, винтового штока 4, выталкивающего дрова 15 из гильзы 2, и асинхронного двигателя 5, приводящего во вращение шток 4.

Поворотная капсула 3 выполнена в виде металлического цилиндра с вырезанным вдоль оси верхним сегментом, позволяющим беспрепятственное размещение в ней, поступающей из бункера 1 гильзы 2 с дровами 15 и удаление гильзы 2, после подачи дров в твердотопливный котел.

Во избежание падения самой гильзы 2 вместе с дровами в твердотопливный котел, на торце поворотной капсулы 3 предусмотрены ограничительные винты. Поворотная капсула 3 удерживается на корпусе емкости 9 для пустых гильз, расположенной под ней. Использованные гильзы 2 удаляются при возврате штока 4 в исходное положение.

Поворотная капсула с помощью зубчатой передачи поворачивается вокруг своей оси на 360 градусов, выбрасывая гильзу 2 в емкость 9, предназначенную для пустых гильз.

На внутренней поверхности глухого торца поворотной капсулы 3 жестко закреплена ведомая шестерня 12, которая входит в зацепление с ведущей шестерней 13, расположенной на конце винтового штока 4.

Для выталкивания дров из гильзы 2 в твердотопливный котел 7, винтовой шток 4 крепят к валу асинхронного двигателя 5, крепежные лапы которого располагаются в салазках 6, для возвратно-поступательного движения винтового штока 4 вместе с асинхронным двигателем 5, который, приводя во вращение винтовой шток 4, передвигается вместе с ним в салазках 6 по направлению к твердотопливному котлу 7 и при реверсивном режиме работы - от твердотопливного котла 7.

Датчик температуры 8 монтируется в верхней части котла в месте расположения водяной рубашки 14.

На фиг. 2 показаны в аксонометрии: гильза 2 и поворотная капсула 3. На фиг. 3 показаны в аксонометрии: бункер 1, поворотная капсула 3, асинхронный двигатель 5 и емкость для пустых гильз 9.

Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел работает следующим образом.

Перед началом работы твердотопливного котла 7 дрова вручную помещаются в гильзы 2, после чего гильзы 2 складываются в бункер 1. Работа твердотопливного котла 7 начинается с загрузки в него топлива. Для этого контроллером 11 работа устройства для загрузки дров переключается в ручной режим. В ручном режиме подача дров производится посредством нажатия кнопки на контроллере 11 на подачу дров в твердотопливный котел 7. Затем, после достижения в водяной рубашке 14 температуры воды, заданной предварительно в контроллере 11, установка начинает работать в автоматическом режиме. Автоматический режим осуществляется при постоянном опросе контроллером 11 датчика температуры 8. При понижении температуры воды в водяной рубашке 14 ниже заданного значения, контроллер 11 посылает сигнал на включение асинхронного двигателя 5. Асинхронный двигатель 5 приводит во вращение винтовой шток 4, который выталкивает дрова из гильзы 2 в твердотопливный котел 7. Дрова попадают в твердотопливный котел 7 через дверцу котла 10, которая открывается вовнутрь под действием движущихся дров. В контроллере 11 задается время, за которое винтовой шток 4 вытолкнет дрова из гильзы 2 в твердотопливный котел 7. По окончании этого времени с контроллера 11 подается сигнал на асинхронный двигатель 5, который начинает реверсивное вращение, в результате чего винтовой шток 4 возвращается в исходное положение. В то время, как винтовой шток 4 возвращается в исходное положение, ведущая шестерня 13 входит в зацепление с ведомой шестерней 12 в результате чего, поворотная капсула 3 поворачивается вокруг своей оси на 360 градусов. Пустая гильза 2 в результате поворота капсулы 3, падает в емкость для пустых гильз 9. Поворотная капсула 3, возвратившись в исходное положение, останавливается точно над (под) устьем бункера 1 за счет замыкания контактной пары. Новая гильза 2 падает из бункера 1 в поворотную капсулу 3. При опускании температуры воды в водяной рубашке 14 ниже заданного значения автоматический цикл повторяется.

Преимущества заявленного устройства для загрузки топлива в твердотопливный котел заключаются в том, что оно дает возможность осуществлять автоматическую загрузку дров в твердотопливный котел и благодаря малым габаритам позволяет использовать его в небольших зданиях и помещениях.

По сравнению с другими котлами подобного типа, предлагаемое устройство имеет полный автоматический цикл, обеспечивающий:

- автоматическую выгрузку дров из бункера;

- автоматическую загрузку дров в котел;

- автоматическое удаление пустых гильз.

Устройство для автоматической загрузки дров в твердотопливный котел, включающее бункер для твердого топлива, контроллер, датчик температуры, электрический привод, поворотный элемент, снабженный механизмом для преобразования вращательного движения вала двигателя в поворот данного элемента, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено гильзами для группирования отдельных поленьев; поворотный элемент выполнен в виде расположенной под устьем бункера поворотной капсулы, перемещающей гильзы с дровами; поворотная капсула выполнена с вырезанным вдоль оси верхним сегментом и соединена с выталкивающим дрова в твердотопливный котел из гильзы и удаляющим пустые гильзы из поворотной капсулы штоком, оснащенным асинхронным двигателем, установленным с возможностью горизонтального перемещения.

Изобретение относится к устройствам загрузки бункеров топливом, усреднения топлива и его подачи для использования, например, в топку котельной. .

Металлическая печь // 2330

Система сжигания твердого топлива, подвешенного на стержне // 2573430

Изобретение относится к системам подачи топлива для обжиговой печи. Система подачи твердого топлива в стационарный участок теплопередачи печи содержит: стержень, который используется для подвешивания твердых топлив в потоке нагретого газа, проходящем через стационарный участок теплопередачи печи, передний конец стержня располагается снаружи стационарного участка теплопередачи, а по длине проходит в стационарный участок теплопередачи печи; и систему продвижения топлива, имеющую шток, который продвигает твердое топливо по длине стержня, при этом твердое топливо переходит в поток нагретого газа, проходящий через стационарный участок теплопередачи печи.

Твердотопливное устройство для сжигания твердых топлив вместе с их летучими газами // 2570505

Изобретение относится к твердотопливным устройствам (200), содержащим камеру (100) подачи топлива, где топливо для сжигания направляют в область сжигания, расположенную в корпусе (10), и устройство (30) подачи топлива, перемещающее твердое топливо из указанной камеры (100) далее.

Способ сжигания твердого топлива и устройство для его осуществления // 2482390

Изобретение относится к области энергетики. .

Сушильная механическая конвейерная установка для пиритов и угольной пыли // 2386080

Изобретение относится к области энергетики. .

Забрасыватель топлива // 2345284

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для заброса топлива на поверхность слоя твердого топлива в топках котлов, сжигающих твердое топливо, и обеспечивает надежность работы забрасывателей топлива путем расширения зоны обслуживания одним забрасывателем.

Система подачи твёрдого топлива в топку // 2217661

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при сжигании в топках отходов растительного происхождения. .

Отопительный котел // 2184911

Установка для подготовки и распределения угля в туннельных печах // 2013706

Изобретение относится к подготовке твердого топлива для сжигания в топках и печах, в частности в туннельных печах обжига грубой керамики. .

Способ заброса твердого измельченного топлива в топку и устройство для его осуществления // 2013705

Комбинированный скребковый питатель // 1814715

Твердотопливный котел с вихревой топкой // 2591070

Изобретение относится к промышленной энергетике и касается создания твердотопливных котлов, универсальных по типам сжигаемых топлив и отходов. В камере сгорания твердотопливного котла с вихревой топкой сопла вторичного дутья за счет тангенциальной направленности формируют над горящим слоем топлива вихрь с горизонтальной осью, проходящей через газоотводящие окна, одно или два, симметрично расположенные на боковых стенах.

Способ выработки горючего газа и устройство для его осуществления // 2581293

Изобретение относится к энергетике. Проводят загрузку углеводородного сырья между корпусом устройства и реактором.

Газогенератор обращенного процесса газификации // 2579285

Изобретение относится к энерготехнологическому оборудованию, а именно к устройствам термической переработки твердого топлива в горючий газ, и предназначено для производства генераторного газа из бурого угля, смолистой древесины и торфа.

Газогенератор // 2578550

Изобретение относится к области энергетики. Газогенератор содержит загрузочный отсек 1, под которым в топке 23 расположены колосниковая решетка 3 и воздухозаборник 4.

Топка водогрейного котла // 2575591

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в конструкциях водогрейных котлов малой мощности. Над топочной решеткой топки водогрейного котла на протяжении участка активного горения топлива сформированы нависающие продольные топочные пороги, выполненные в виде гнутых труб боковых экранов, при этом гнутые трубы выполнены Г-образными и чередуются с прямыми, вертикальные участки которых расположены параллельно, а горизонтальные отгибы обращены друг к другу и расположены над топочной решеткой, их концы сообщены друг с другом, а торцы заглушены, при этом пространство между нижними гнутыми трубами заполнено огнеупорным шамотобетоном, кроме того, нижняя сторона горизонтальных отгибов футерована огнеупорной мастикой, при этом топка водогрейного котла дополнительно снабжена системой подачи вторичного дутьевого воздуха, содержащей горизонтальные дутьевые каналы, выполненные по обеим сторонам топки, сообщенные друг с другом поперечным воздухогазопроводом, причем один из горизонтальных дутьевых каналов сообщен с источником дутья, при этом над горизонтальными дутьевыми каналами параллельно им размещены дополнительные продольные горизонтальные каналы, сообщенные с ними вертикальными патрубками, расположенными у конца продольных топочных порогов, кроме того, дополнительные продольные горизонтальные каналы снабжены горизонтальными патрубками, снабженными дутьевыми соплами, ориентированными над топочной решеткой непосредственно над слоем горящего топлива.

Способ комплексной глубокой переработки зеленой массы топинамбура // 2569724

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ комплексной глубокой переработки зеленой массы топинамбура включает сбор растительного сырья, его измельчение и метановое сбраживание в метантенках, полученный после сбраживания биогаз подают в газгольдеры для получения тепловой и электрической энергии, а полученный биошлам подают на механическое обезвоживание до относительной влажности 40-50%, причем зеленую массу топинамбура делят на две части, одну из них подают на метановое сбраживание, а вторую часть подают на механическое прессование с целью получения сока, полученный при прессовании жмых досушивают до необходимой влажности, брикетируют и подают в реактор, где без доступа кислорода в результате термохимической конверсии получают пиролизный горючий газ и золу, при этом горючий газ используют в качестве топлива для производства тепловой и электрической энергии, а золу подают на смешивание с обезвоженным биошламом, используемым в качестве органического компонента, полученную органо-минеральную смесь гранулируют, досушивают до необходимой влажности и используют в качестве удобрений.

Способ клушина утилизации тепла отработанных газов тепловой установки и устройство для его осуществления // 2568244

Изобретение относится к области тепловых устройств, машин, может быть использовано в теплогенерирующих системах, в вентиляционных системах, в разных устройствах для высокотемпературного сжигания, например, нефтяных осадков, а также мусора (для сжигания, например, диоксина, фурана, угарного газа) и т.п.

Топка для сжигания твердого топлива (варианты) // 2561806

Изобретение относится к области энергетики. Топка для сжигания твердого топлива содержит корпус с загрузочным бункером для твердого топлива, камеру сгорания с колосниковой решеткой, устройство подачи воздуха, камеру дожигания с окном в нее, камера сгорания имеет подвижную, перемещаемую по высоте горизонтальную колосниковую решетку, подвижно-поворотную наклонную заднюю колосниковую решетку и подвижно-поворотную наклонную направляющую плиту.

Камера сгорания, способ сжигания, устройство производства электроэнергии и способ производства электроэнергии на таком устройстве // 2561636

Изобретение относится к камере сгорания и способу сжигания, а также к устройству и способу производства электрической энергии. Техническим результатом является повышение эффективности работы камеры сгорания, при которой возможна дополнительная подача продуктов сгорания, содержащих твердые компоненты, которые затем используют в устройстве производства электроэнергии.