本发明涉及一种新型电加热的回转窑，属于窑炉技术领域。
背景技术：
回转窑是化工、材料、甚至医药行业重要的加热煅烧设备，应用非常广泛。其加热方式按照热源在回转窑中的位置，可以分为外加热和内加热；按照热源种类的不同，可以分为电加热、燃气加热、喷煤加热；还有在物料中混入燃料如燃煤等进行燃烧的加热方式。
内加热回转窑，喷煤和喷燃气到回转窑窑膛内部，并且导入空气或者氧气进行燃烧，其适用的被加热物料必须具有一定的抗氧化性能或者对氧化性气氛本身没有要求，另外物料对燃料带来的污染要有一定的耐受程度或者对杂质污染要求不高。比如常见的石灰窑，由于某些应用领域对石灰的品质要求较高，就采用电热回转窑，如中国专利cn202543076u。因此喷煤和喷气或者在加热物料中加入燃煤的加热方式，对被加热物料的种类限制还是比较大的。
外热式燃煤燃气回转窑，一般回转管为金属，以利于热量传递到回转管内的加热物料。而金属回转管在燃烧热源里面持续工作，容易氧化损坏。即使这样，热量传递的效率也比较低，因此，才有了对内热燃煤或者燃气回转窑的需求；另外也开发了一些将热气导管通过炉窑膛内部的传热方式，比如中国专利cn201915016u公开的回转窑。
对于温度控制精度要求较高、物料洁净度要求高、物料不适宜氧化气氛、或者燃煤燃气不方便的情况，一般采用电热回转窑，如世界专利wo2009/028541a1、jp2000161859(a)公开的回转窑。但是外加热的电热回转窑也存在传热效率低的问题，而且回转管一般也用金属件，金属件在高温状况下容易腐蚀，且使用温度一般不会超过1000℃。已有的研究也在研发如何提高外热电热回转窑传热效率的，如中国专利cn201697448就通过在回转管内壁设置杨料板，以增加传热面积和对物料的翻动，cn201555443则对回转管下部和两侧进行加热，也是为了增加回转管的受热面和传热面。
通过以上文献可以看出，外加热回转窑的热效率始终是比较低的，而且为了较高的传热效率，回转管一般使用金属管，而金属管易在高温氧化，并且最高使用温度低于1000℃。
内热式回转窑中，燃煤燃气方式加热的，一般只用于水泥和矿石的煅烧，因为氧化气氛和洁净度不高的限制。电热内热式回转窑，一般是回转管内侧有保温材料，保温材料内壁或者靠近内壁部分设置电热元件。为了提高传热效率，有专利cn202166304u将电热元件置于石墨块之中，或者直接采用石墨作发热元件如cn102393138a。中国专利cn2627438在回转窑回转管中心轴位置安装一根不锈钢管，上涂绝缘材料，把电加热元件设置在该绝缘材料之中。还有将微波加热和电热元件加热结合的回转窑cn102419086a。
中国专利cn103335513b公开了一种电加热的内热式回转窑，但是该窑要求被加热的物料能够具有一定的导电性物料适用范围有限。
综上所述，现有的回转窑，无论是外热或者内热回转窑，无论是电加热还是燃煤燃气加热，都是通过间接加热的方式对物料进行加热，热量都有一个从发热体到被加热物料的传热过程，该过程导致热效率低，设备复杂，回转管寿命低等一系列问题。而且间接加热方式，包括微波加热方式，都会对回转窑中的保温耐火材料或者回转管等材料进行无区别的加热，也是导致热效率低的原因之一。或者要求物料具有一定的导电性。本发明的回转窑设备不同于现有的回转窑，本发明是将电流通入设置窑内的正负电极，正负电极之间有发热体，物料与发热体直接接触从而实现对物料的加热。传热效率高，设备简单，保温方便，原料适用范围广。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有电加热回转窑技术中发热元件到被加热物料传热效率低，结构复杂，或者需要被加热物料具有一定的导电性等问题，本发明提供了一种让物料与发热体直接接触的电加热形式的内热回转窑。
本实用新型的目的是这样实现的：本发明提供了一种让物料与发热体直接接触的电加热回转窑。本发明是将电流通入设置在窑内的正负电极，正负电极之间有发热体，物料与发热体直接接触从而实现对物料的加热。本实用新型所述的内热回转窑简化了热量从电热元件传递到物料的传热过程，从而达到提高热效率、降低了能耗；同时回转窑能够对导电性不够好甚至绝缘的材料进行加热。
本实用新型的具体技术方案如下。
一种电加热回转窑，包括回转管、保温隔热部分、驱动轮、承重轮、加热电源、窑头进料和窑尾出料等部件，其特征在于：所述的回转管内壁或者保温隔热部分为绝缘材料；所述的绝缘材料上固定有至少两个或者两组电极，其中一个或者一组电极为正极，另外一个或者一组电极为负极，在所述的正极和负极之间有发热体，在所述的正极和负极上施加交流或者直流电压，电流经由正极到发热体再到负极，使得发热体作为电阻发热，由发热体对所述的电加热回转窑窑膛内除发热体的其它物料进行加热；所述的正极和/或负极与导电环和电刷导电连接，并进一步与加热电源导电连接；所述的回转管的旋转轴与水平面夹角在0~30°之间；所述的发热体的材料为石墨、碳化硅、过渡金属或其合金材料、硅钼合金、过渡金属与硅的合金、过渡金属碳化物、过渡金属氮化物、过渡金属碳氮化物中的一种或多种；所述的电流为5～100000安培（a）；所述交流或者直流电压为5～2000伏特（v）。
进一步的是，所述的正极和负极中有一个或多个的一部分穿过回转管圆柱面，并与固定在回转管外部的所述的导电环导电连接，导电环通过所述的电刷与所述的加热电源导电连接。
或者，所述的正极和负极中有一个或多个的一部分穿过回转管圆柱的端面，并与回转管内部或者外部的导电环和电刷导电连接。
进一步的是，所述的发热体与正极和/或负极固定并且导电连接。
进一步的是，所述的发热体固定在所述的绝缘材料上。
进一步的是，所述的发热体放置于回转窑窑膛内，在回转窑运转的时候随物料一起转动和/或滚动。
进一步的是，所述的电加热回转窑窑膛内除发热体的其它物料有导电性，所述的导电环和/或电刷的一部分或者全部为该所述的可导电的物料。
进一步的是，所述的电刷为一个变压器，所述的导电环为该变压器的次级线圈。
进一步的是,所述的发热体与所述的正极和负极导电连接，并且取代窑膛内壁的部分所述的绝缘材料，并被与其在回转管圆周方向相邻的所述的绝缘材料和其与回转管内壁之间的所述的绝缘材料固定。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点：
1)与外加热电热回转窑相比，本实用新型所述的电加热回转窑的发热体和被加热物料之间减少了回转管这个传热的中间部件，发热体和物料可以直接接触，可以通过接触热传导和对流加热，热效率高。
2)与直热式回转窑相比，本实用新型所述的电加热回转窑可以适用于导电性不够好甚至完全不导电的物料。
3)与其它电热回转窑相比，本实用新型所述的内热回转窑结构简单，维护方便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是实施例1内热式回转窑的原理图。
图2是实施例2内热式回转窑的原理图。
具体实施方式
实施例1
图1为实施例1的原理图，电加热内热回转窑装置，其用于干燥或者加热物料，包括回转管1、固定在回转管内部的保温隔热绝缘部分3、窑头进料8和窑尾出料7等部件。电极由一个正极2和一个负极5构成。电源通过电刷52与导电环51接通电极5，电极5通过固定在保温隔热绝缘部分3上面的环状的电极53与发热体11和/或12导电连接。电极2从回转管的圆柱的端面进入回转窑窑膛内部，并且电极2通过固定在回转管内部的辐条状导电材料23与发热体11和/或12导电连接，电极2通过电刷21与加热电源导电连接。发热体11可以只有一条或者多条比如还有发热体12，在有多条发热体的时候，其沿回转窑窑膛内壁圆周均匀分布，发热体可以镶嵌固定在保温隔热绝缘部分3内壁上或者只是与电极53和辐条状导电材料23固定并与保温隔热绝缘部分3之间有间隙。在工作的时候，电源电流依次流过电刷21、导电环9、电极2、辐条状导电材料23、发热体11和/或12、环状的电极53、电极5、导电环51、电刷52回到加热电源。物料6为预热段物料，物料61为加热段物料。加热电源可以是交流电，也可以是直流电。是直流电的时候，一个电极为正极，一个电极为负极；是交流电的时候，无所谓正负极，但为了方便起见本发明中还是以正负极或者电极指称。
在电加热回转窑窑膛内有除电极和发热体之外的其它物料具有导电性的情况下，可以取消电刷21和导电环9，将加热电源的正极直接连接到电极2上，加热电流流经电极2和电的物料，进入到发热体11和/或12中。导电环和电刷以电极2和导电性物料的形式实现。
实施例2
图2为实施例2的原理图，电加热内热回转窑装置，其用于干燥或者加热物料。该实施例是在实施例1的基础上，改动发热体11的固定方式，其只是在回转管径向方向上不能随物料移动，但是在回转管旋转方向上可以随物料转动或移动。这样做的好处是发热体11周围被物料包围，传热效率更高；而且发热体11出现损耗后，可以方便的从回转管的进出料口更换。
1.一种电加热回转窑，包括回转管、保温隔热部分、驱动轮、承重轮、加热电源、窑头进料和窑尾出料等部件，其特征在于：所述的回转管内壁或者保温隔热部分为绝缘材料；所述的绝缘材料上固定有至少两个或者两组电极，其中一个或者一组电极为正极，另外一个或者一组电极为负极，在所述的正极和负极之间有发热体，在所述的正极和负极上施加交流或者直流电压，电流经由正极到发热体再到负极，使得发热体作为电阻发热，由发热体对所述的电加热回转窑窑膛内除发热体的被加热物料进行加热；
所述的正极和/或负极与导电环和电刷导电连接，并进一步与加热电源导电连接；
所述的回转管的旋转轴与水平面夹角在0~30°之间；
所述的发热体的材料为石墨、碳化硅、过渡金属或其合金材料、硅钼合金、过渡金属与硅的合金、过渡金属碳化物、过渡金属氮化物、过渡金属碳氮化物中的一种或多种；
所述的电流为5～100000安培（a）；
所述交流或者直流电压为5～2000伏特（v）。
2.根据权利要求1所述的一种电加热回转窑，其特征在于：所述的正极和负极中有一个或多个的一部分穿过回转管圆柱面，并与固定在回转管外部的所述的导电环导电连接，导电环通过所述的电刷与所述的加热电源导电连接。
3.根据权利要求1所述的一种电加热回转窑，其特征在于：所述的正极和负极中有一个或多个的一部分穿过回转管圆柱的端面，并与回转管内部或者外部的导电环和电刷导电连接。
4.根据权利要求1～3中任何一项所述的一种电加热回转窑，其特征在于：所述的发热体与正极和/或负极固定并且导电连接。
5.根据权利要求1～3中任何一项所述的一种电加热回转窑，其特征在于：所述的发热体固定在所述的绝缘材料上。
6.根据权利要求1～3中任何一项所述的一种电加热回转窑，其特征在于：所述的发热体放置于回转窑窑膛内，在回转窑运转的时候随物料一起转动和/或滚动。
7.根据权利要求1～3中任何一项所述的一种电加热回转窑，其特征在于：所述的电加热回转窑窑膛内除发热体的被加热物料有导电性，所述的导电环和/或电刷的一部分或者全部为该被加热物料。
8.根据权利要求1～3中任何一项所述的一种电加热回转窑，其特征在于：所述的电刷为一个变压器，所述的导电环为该变压器的次级线圈。
9.根据权利要求5所述的一种电加热回转窑，其特征在于：所述的发热体与所述的正极和负极导电连接，并且取代窑膛内壁的部分所述的绝缘材料，并被与其在回转管圆周方向相邻的所述的绝缘材料和其与回转管内壁之间的所述的绝缘材料固定。
技术总结