10.14489/hb.2024.12.pp.027-034

2024, 12 декабрь (December)

DOI: 10.14489/hb.2024.12.pp.027-034

Нижегородов А. И., Лапшин В. Л.
УЛУЧШЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОДОВОЙ ПЛИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕЧИ ДЛЯ ОБЖИГА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
(c. 27-34)

Аннотация. Рассмотрена базовая динамическая система обжиговых электрических печей – резонирующая подвижная подовая плита для виброперемещения частиц сыпучих материалов. Недостатком резонирующих динамических систем является флуктуация амплитуды колебаний, обусловленная ее чувствительностью к малым изменениям частоты возбуждения, собственной частоты и к факторам окружающей среды. Приведены экспериментальные данные о времени и скорости движения сыпучего материала по поверхности подовой плиты на примере вспученного вермикулита, при которых в процессе обжига обеспечивается высокое качество получаемого продукта и наибольшая производительность. Полученные данные позволяют улучшить конструкцию и динамические свойства подовой плиты, создать режим виброускорения плиты при постоянном размахе колебаний с нулевой чувствительностью амплитуды к изменению частоты возбуждения и другим упомянутым факторам. Амплитуда колебаний остается постоянной, а режим виброперемещения сыпучего материала – стабильным и стационарным, с сохранением возможности управления движением. Новое техническое решение устраняет лишнюю степень свободы подовой плиты, и, как следствие, ее резонансный режим, упрощает и улучшает конструкцию печи, сохраняет найденные ранее режимы виброперемещения и сводит динамическую чувствительность подовой плиты к нулю. Особенность новой подовой плиты рассматриваемой электрической печи заключается в том, что она работает в частотном диапазоне от нуля до частоты ее свободных колебаний.

Ключевые слова: динамика подовой плиты; резонанс; улучшение конструкции; режим виброперемещения; нулевая динамическая чувствительность.

Nizhegorodov A. I., Lapshin V. Z.
IMPROVEMENT OF STRUCTURAL AND DYNAMIC PROPERTIES OF THE HEARTH PLATE OF AN ELECTRIC ROASTING FURNACE FOR BULK MATERIALS
(pp. 27-34)

Abstract. In this work, we consider the basic dynamical system of electric roasting furnaces, i.e., an oscillating movable hearth plate for vibration displacement of bulk particles. The main disadvantage of oscillating dynamical systems consists in fluctuations in the oscillation amplitude due to its sensitivity to minor changes in the excitation and natural frequency, as well as to external factors. We report experimental data on the duration and velocity of movement of loose material along the hearth plate surface on the example of expanded vermiculite, which ensure the highest quality of the obtained product and the highest productivity of the roasting process. The data obtained formed the basis for improving the design and dynamic properties of the hearth plate and establishing a mode of vibration acceleration of the plate at a constant range of oscillations with zero sensitivity of the amplitude to changes in excitation frequency and other aforementioned factors. The vibration amplitude remains constant, ensuring a stable and stationary mode of vibration displacement of bulk material and maintaining the possibility of motion control. The proposed technical solution eliminates the extra degree of freedom of the hearth plate and, as a consequence, its oscillating mode, simplifies and improves the furnace design, preserves the previously established modes of vibration displacement, and reduces the dynamic sensitivity of the hearth plate to zero. The distinguishing feature of the proposed design of the hearth plate consists in its operation in the frequency range from zero to its free oscillation.

Keywords: Hearth plate dynamics; Resonance; Design improvement; Vibration displacement mode; Zero dynamic sensitivity.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. И. Нижегородов, В. Л. Лапшин (Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. I. Nizhegorodov F.F., V. L. Lapshin (Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Нижегородов А. И. Исследование процессов теплоусвоения вермикулита и переноса теплового излучения в электрических модульно-спусковых печах для обжига вермикулитовых концентратов // Огнеупоры и техническая керамика. 2014. № 11/12. С. 40 – 47.
2. Нижегородов А. И., Звездин А. В. Преобразование эксэргии вермикулита в энергию его механической трансформации при обжиге в электропечах с «нулевым» модулем // Новые огнеупоры. 2016. № 5. С. 19 – 25.
3. Нижегородов А. И., Звездин А. В., Брянских Т. Б. Уточненная модель теплоусвоения вермикулита при обжиге в электрических печах с учетом новых экспериментальных данных // Строительные материалы. 2017. № 3. С. 96 – 99.
4. Нижегородов А. И. Моделирование оптических свойств вермикулит-сунгулитовых конгломератов при их термоактивации в электрических печах // Новые огнеупоры. 2019. № 1. С. 12 – 15.
5. Нижегородов А. И., Брянских Т. Б., Гаврилин А. Н., Мойзес Б. Б. Испытания новой альтернативной электрической печи для обжига вермикулитовых концентратов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018. № 4. С. 142 – 150.
6. Нижегородов А. И. Энерготехнологический агрегат с вибрационной подовой платформой для термообработки минерального сырья // Вестник машиностроения. 2019. № 1. С. 39 – 43.
7. Nizhegorodov A. I., Gavrilin А. N., Moyzes В. В. Structural and Dynamic Characteristics of Technological Power Unit for Heat Treatment of Vermiculite Concentrates. MATEC Web of Conferences. 298, 00020 (2019). Р. 1 – 8.
8. Нижегородов А. И. Трехмодульная электрическая печь с подовым подвижным основанием для обжига вермикулитовых концентратов // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2019. № 7. С. 41 – 48.
9. Техническая эволюция и показатели эффективности электрических печей для обжига вермикулитовых концентратов и конгломератов // Технология машиностроения. 2019. № 4. С. 11 – 17.
10. Бауман В. А., Быховский И. И. Вибрационные машины и процессы в строительстве. М.: Высшая школа, 1977. 255 с.

Eng

1. Nizhegorodov A. I. (2014). Study of the processes of heat absorption of vermiculite and transfer of thermal radiation in electric modulartrigger kilns for firing vermiculite concentrates. Ogneupory i tekhnicheskaya keramika, (11/12), 40 – 47. [in Russian language]
2. Nizhegorodov A. I., Zvezdin A. V. (2016). Conversion of vermiculite exergy into the energy of its mechanical transformation during firing in electric furnaces with a “zero” module. Novye ogneupory, (5), 19 – 25. [in Russian language]
3. Nizhegorodov A. I., Zvezdin A. V., Bryanskih T. B. (2017). A refined model of vermiculite heat absorption during firing in electric furnaces, taking into account new experimental data. Stroitel'nye materialy, (3), 96 – 99. [in Russian language]
4. Nizhegorodov A. I. (2019). Modeling the optical properties of vermiculite-sungulite conglomerates during their thermal activation in electric furnaces. Novye ogneupory, (1), 12 – 15. [in Russian language]
5. Nizhegorodov A. I., Bryanskih T. B., Gavrilin A. N., Moyzes B. B. (2018). Testing of a new alternative electric kiln for firing vermiculite concentrates. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov, (4), 142 – 150. [in Russian language]
6. Nizhegorodov A. I. (2019). Energy-technological unit with a vibrating hearth platform for heat treatment of mineral raw materials. Vestnik mashinostroeniya, (1),
7. Nizhegorodov A. I., Gavrilin А. N., Moyzes В. В. (2019). Structural and Dynamic Characteristics of Technological Power Unit for Heat Treatment of Vermiculite Concentrates. MATEC Web of Conferences, 298, 00020, 1 – 8.
8. Nizhegorodov A. I. (2019). Three-module electric kiln with movable hearth used for burning of vermiculite concentrates. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem, (7), 41 – 48. [in Russian language] DOI: 10.14489/hb.2019.07.pp.041-048
9. Technical evolution and performance indicators of electric kilns for roasting vermiculite concentrates and conglomerates. (2019). Tekhnologiya mashinostroeniya, (4), 11 – 17. [in Russian language]
10. Bauman V. A., Byhovskiy I. I. (1977). Vibration machines and processes in construction. Moscow: Vysshaya shkola. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2024.12.pp.027-034

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2024.12.pp.027-034

and fill out the form