CN109764688B - 一种模块化炉外炉圆筒形竖式冷却设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化炉外炉圆筒形竖式冷却设备。其技术方案是：壳体(4)内设有外套风筒(6)和内套风筒(7)，壳体(4)下端设有锥形排矿槽(9)。壳体(4)由2～4个横截面相同的子壳体组成，每个子壳体由4～20个子壳体模块(11)组成。子壳体模块(11)间接触面的条状密封槽(17)填充有石棉绳，相邻子壳体模块(11)间通过连接筋板(13)连接成子壳体；2～4个子壳体通过法兰密封连接成壳体(4)。锥形排矿槽模块(12)与子壳体模块(11)的连接方式相同。外套风筒(6)由4～20个外套风筒模块(18)组成，相邻的外套风筒模块(18)间通过环状加强筋(19)上的梯形口用连接楔子(20)连接。内套风筒(7)与外套风筒(6)连接方式相同。本发明加工方便、组装简单和便于长途运输。

Description

一种模块化炉外炉圆筒形竖式冷却设备

技术领域

本发明属于炉外炉圆筒形竖式冷却设备技术领域。具体涉及一种模块化炉外炉圆筒形竖式冷却设备。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对降耗环保方面的要求也越来越高。烧结、球团和水泥等的生产过程中排出的高温物料的冷却和余热利用是节能减排与环保的重要组成，高效且环保的冷却设备以及高效的余热利用技术越来越受到企业与科技人员的重视。

现有的冷却装置有链板机、带式冷却机、塔式冷却机、竖式冷却机和环式冷却机等，普遍存在冷却效果差和余热利用率低的问题。链板机依靠自然风冷与打水冷却，不仅冷却效率低和设备检修频繁，而且会降低产品质量和造成二次污染。带式冷却机和塔式冷却机的结构形式不利于余热利用。环式冷却机和竖式冷却机的冷却效果虽然较好，但环式冷却机依然存在余热利用率低和占地面积大的问题。

“一种用于热态矿物块状颗粒的圆柱形冷却装置”(CN201320549286.X)为一种集热交换与冷却于一体的设备，无环境污染，适合于大中小型热矿冷却和余热回收利用，具有结构简单、维修量小和环境友好等优点。但该设备的体积过大，在加工制造时不仅需要专用厂房和需要用行车吊或龙门吊车等起重设备，且该装置制备过程还需要用到大量的焊接工艺，造成环境污染和电力消耗。该装置虽然能有效冷却热态矿和余热回收率高，但不能满足烧结、球团、水泥和焦化等处理量的需要。而设备大型化将导致竖式冷却器直径达3～12m和高度达10～30m，这种热能回收与矿物冷却并存的大型化设备全部由金属钢结构构造，在室内厂房制造，存在加工不便、长途运输困难、现场安装不便和周期性长等缺陷。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种节能环保、加工方便、组装简单、能重复利用、便于长途运输、余热回收率高、能满足常规皮带机运输要求和热废气回收温度高的模块化炉外炉圆筒形竖式冷却设备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述圆筒形竖式冷却装置的壳体上端与圆盖板密封连接，壳体上部设有两个热废气出口，圆盖板的中心位置处设有进料口，进料口处固定有锥形集料槽，壳体下端固定装有锥形排矿槽。壳体内的下部中心位置处设有内套风筒，内套风筒的上端同中心地固定有圆锥台风帽，内套风筒的下端中心位置处设有进风管，内套风筒和壳体间同中心地设置有外套风筒。所述内套风筒和外套风筒分别均匀地设有5～15个环状加强筋，内套风筒和外套风筒上均设有条状通风孔。

所述壳体为空心圆柱体，所述壳体由2～4个横截面相同的子壳体组成，每个所述子壳体由4～20个子壳体模块组成。每个子壳体模块的高度与子壳体的高度相同，每个子壳体模块的弧长为子壳体周长的1/20～1/4，子壳体模块(11)曲面的曲率半径与子壳体曲面的曲率半径相同。

子壳体模块(11)间的连接方式：每个子壳体模块间的接触面沿纵向方向设有条状密封槽，条状密封槽的截面形状为矩形或为半圆形，每个条状密封槽中填充有石棉绳。子壳体模块的内表面和外表面对称地设有连接筋板，连接筋板靠近所述接触面，连接筋板间的距离为400～600mm，连接筋板的中心位置处设有螺孔。相邻子壳体模块间通过连接筋板的螺孔用螺栓和螺母连接，连接4～20个子壳体模块构成所述子壳体。

每个所述子壳体的上端和下端设有法兰，子壳体的下端面与下端法兰的下平面平齐，子壳体的上端面与上端法兰的上平面平齐，相邻子壳体的法兰间填充有石棉绳密封，所述2～4个子壳体通过法兰连接成壳体。

所述锥形排矿槽呈空心圆台状，锥形排矿槽由4～20个锥形排矿槽模块组成。锥形排矿槽模块的母线长度与锥形排矿槽的母线长度相同，锥形排矿槽模块的弧长为锥形排矿槽对应截面周长的1/20～1/4，锥形排矿槽模块(12)曲面的曲率半径与锥形排矿槽(9)对应截面的曲率半径相同。

锥形排矿槽模块的连接方式与子壳体模块的连接方式相同。

所述外套风筒为空心圆柱体，外套风筒由4～20个外套风筒模块组成。外套风筒模块的高度与外套风筒的高度相同，外套风筒模块的弧长为外套风筒周长的1/20～1/4，外套风筒模块(18)曲面的曲率半径与外套风筒(6)曲面的曲率半径相同；每个外套风筒模块的环状加强筋的两端断面处向内对称地开有梯形口，梯形口的长度短的底与环状加强筋的断面平齐。相邻的外套风筒模块间通过环状加强筋上的梯形口用连接楔子连接；连接楔子的平面形状为两个所述梯形，两个所述梯形的长度短的底重合。

相邻外套风筒模块间用连接楔子连接，4～20个外套风筒模块连接为外套风筒。

所述内套风筒为空心圆柱体，内套风筒由4～20个内套风筒模块组成。内套风筒模块的高度与内套风筒的高度相同，内套风筒模块的弧长为内套风筒周长的1/20～1/4，内套风筒模块(21)曲面的曲率半径与内套风筒(7)曲面的曲率半径相同；内套风筒模块的连接方式与外套风筒模块的连接方式相同。

所述空心圆台的空心形状与所述圆台为相似形。

由于采用以上技术方案，本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明采用模块化连接技术，壳体、锥形排矿槽、外套风筒和内套风筒均由若干模块连接而成，加工方便。其中：壳体由横截面相同的2～4个子壳体组成，每个子壳体由4～20个子壳体模块组成，每个相邻子壳体模块之间通过连接筋板的螺孔用螺栓连接成子壳体，每个子壳体间通过法兰密封连接成壳体；锥形排矿槽模块的连接方式与子壳体模块的连接方式相同。外套风筒由4～20个外套风筒模块组成，用连接楔子将外套风筒模块逐一连接成外套风筒，内套风筒模块的连接方式与外套风筒模块的连接方式相同。本具体实施方式将四个大型零部件模块化，使各模块能在普通厂房内加工，再运送至现场组装，有效减少了焊接工艺，节能环保；在厂房制造时不需要起重设备，加工方便，降低了加工难度。零部件的模块化有效地减小了壳体、锥形排矿槽、外套风筒和内套风筒的体积，便于长途运输，且现场安装便捷和可拆卸重复利用。

因此，本发明具有节能环保、加工方便、组装简单、现场安装便捷、能重复利用和便于长途运输的特点。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是图1中壳体4和下锥体11的结构示意图；

图3是图2的俯视示意图；

图4是图2中Ⅰ的局部放大示意图；

图5是图3中Ⅱ的局部放大示意图；

图6是图1中外套风筒6的结构示意图；

图7是图6的俯视示意图；

图8是图6中Ⅲ的局部放大示意图；

图9是图7中连接楔子20的形状示意图；

图10是图1中内套风筒7的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步地描述，并非对其保护范围的限制。

实施例1

一种模块化炉外炉圆筒形竖式冷却设备。如图1所示，所述圆筒形竖式冷却装置的壳体4上端与圆盖板3密封连接，壳体4上部设有两个热废气出口10，圆盖板3的中心位置处设有进料口2，进料口2处固定有锥形集料槽1，壳体4下端固定装有锥形排矿槽9。壳体4内的下部中心位置处设有内套风筒7，内套风筒7的上端同中心地固定有圆锥台风帽5，内套风筒7的下端中心位置处设有进风管8，内套风筒7和壳体4间同中心地设置有外套风筒6。如图6所示，所述内套风筒7和外套风筒6分别均匀地设有5～15个环状加强筋19，内套风筒7和外套风筒6上均设有条状通风孔。

如图2和图3所示，所述壳体4为空心圆柱体，所述壳体4由2个横截面相同的子壳体组成，每个所述子壳体由4个子壳体模块11组成。每个子壳体模块11的高度与子壳体的高度相同，每个子壳体模块11的弧长为子壳体周长的1/4，子壳体模块11曲面的曲率半径与子壳体曲面的曲率半径相同。

子壳体模块11间的连接方式如图5所示，每个子壳体模块11间的接触面沿纵向方向设有条状密封槽17，条状密封槽17的截面形状为矩形，每个条状密封槽17中填充有石棉绳。如图4和图5所示，子壳体模块11的内表面和外表面对称地设有连接筋板13，连接筋板13靠近所述接触面，连接筋板13间的距离为400～500mm，连接筋板13的中心位置处设有螺孔16。如图4和图5所示，相邻子壳体模块11间通过连接筋板13的螺孔16用螺栓15和螺母14连接，连接4个子壳体模块11构成所述子壳体。

如图1和图2所示，每个所述子壳体的上端和下端设有法兰，子壳体的下端面与下端法兰的下平面平齐，子壳体的上端面与上端法兰的上平面平齐，相邻子壳体的法兰间填充有石棉绳密封，所述2个子壳体通过法兰连接成壳体4。

如图1和图2所示，所述锥形排矿槽9呈空心圆台状，所述空心圆台的空心形状与所述圆台为相似形。锥形排矿槽9由4个锥形排矿槽模块12组成。锥形排矿槽模块12的母线长度与锥形排矿槽9的母线长度相同，锥形排矿槽模块12的弧长为锥形排矿槽9对应截面周长的1/4，锥形排矿槽模块12曲面的曲率半径与锥形排矿槽9对应截面的曲率半径相同；

如图4和图5所示，锥形排矿槽模块12的连接方式与子壳体模块11的连接方式相同。

如图6和图7所示，所述外套风筒6为空心圆柱体，外套风筒6由4个外套风筒模块18组成。外套风筒模块18的高度与外套风筒6的高度相同，外套风筒模块18的弧长为外套风筒6周长的1/4，外套风筒模块18曲面的曲率半径与外套风筒6曲面的曲率半径相同；每个外套风筒模块18的环状加强筋19的两端断面处向内对称地开有梯形口，梯形口的长度短的底与环状加强筋的断面平齐。如图6～图9所示，相邻的外套风筒模块18间通过环状加强筋19上的梯形口用连接楔子20连接；如图9所示，连接楔子20的平面形状为两个所述梯形，两个所述梯形的长度短的底重合。

如图6和图7所示，相邻外套风筒模块18间用连接楔子20连接，4个外套风筒模块18连接为外套风筒6。

如图10所示，所述内套风筒7为空心圆柱体，内套风筒7由4个内套风筒模块21组成。内套风筒模块21的高度与内套风筒7的高度相同，内套风筒模块21的弧长为内套风筒7周长的1/4，内套风筒模块21曲面的曲率半径与内套风筒7曲面的曲率半径相同。

内套风筒模块21的连接方式与外套风筒模块18的连接方式相同。

实施例2

一种模块化炉外炉圆筒形竖式冷却设备。除下述技术参数外，其余同实施实例1：

所述壳体4由3～4个横截面相同的子壳体组成，每个所述子壳体由5～20个子壳体模块11组成。每个子壳体模块11的弧长为子壳体周长的1/20～1/5；

所述条状密封槽17的截面形状为半圆形；

所述连接筋板13间的距离为500～600mm；

所述锥形排矿槽9由5～20个锥形排矿槽模块12组成；锥形排矿槽模块12的弧长为锥形排矿槽9对应截面周长的1/20～1/5；

所述外套风筒6由5～20个外套风筒模块18组成；外套风筒模块18的弧长为外套风筒6周长的1/20～1/5；

所述内套风筒7由5～20个内套风筒模块21组成；内套风筒模块21的弧长为内套风筒7周长的1/20～1/5。

本具体实施方式与现有技术相比的有益效果是：

本具体实施方式采用模块化连接技术，壳体4、锥形排矿槽9、外套风筒6和内套风筒7均由若干模块连接而成，加工方便。其中：壳体4由横截面相同的2～4个子壳体组成，每个子壳体由4～20个子壳体模块11组成，每个相邻子壳体模块11之间通过连接筋板13的螺孔16用螺栓15连接成子壳体，每个子壳体间通过法兰密封连接成壳体4；锥形排矿槽模块12的连接方式与子壳体模块11的连接方式相同。外套风筒6由4～20个外套风筒模块18组成，用连接楔子20将外套风筒模块18逐一连接成外套风筒6，内套风筒模块21的连接方式与外套风筒模块18的连接方式相同。本发明将四个大型零部件模块化，使各模块能在普通厂房内加工，再运送至现场组装，有效减少了焊接工艺，节能环保；在厂房制造时不需要起重设备，加工方便，降低了加工难度。零部件的模块化有效地减小了壳体4、锥形排矿槽9、外套风筒6和内套风筒7的体积，便于长途运输，且现场安装便捷和可拆卸重复利用。

因此，本具体实施方式具有节能环保、加工方便、组装简单、现场安装便捷、能重复利用和便于长途运输的特点。

Claims (1)

1.一种模块化炉外炉圆筒形竖式冷却设备，其特征在于：所述圆筒形竖式冷却设备 的壳体(4)上端与圆盖板(3)密封连接，壳体(4)上部设有两个热废气出口(10)，圆盖板(3)的中心位置处设有进料口(2)，进料口(2)处固定有锥形集料槽(1)，壳体(4)下端固定装有锥形排矿槽(9)；壳体(4)内的下部中心位置处设有内套风筒(7)，内套风筒(7)的上端同中心地固定有圆锥台风帽(5)，内套风筒(7)的下端中心位置处设有进风管(8)，内套风筒(7)和壳体(4)间同中心地设置有外套风筒(6)；所述内套风筒(7)和外套风筒(6)分别均匀地设有5～15个环状加强筋(19)，内套风筒(7)和外套风筒(6)上均设有条状通风孔；

所述壳体(4)为空心圆柱体，所述壳体(4)由2～4个横截面相同的子壳体组成，每个所述子壳体由4～20个子壳体模块(11)组成；每个子壳体模块(11)的高度与子壳体的高度相同，每个子壳体模块(11)的弧长为子壳体周长的1/20～1/4，子壳体模块(11)曲面的曲率半径与子壳体曲面的曲率半径相同；

子壳体模块(11)间的连接方式：每个子壳体模块(11)间的接触面沿纵向方向设有条状密封槽(17)，条状密封槽(17)的截面形状为矩形或为半圆形，每个条状密封槽(17)中填充有石棉绳；子壳体模块(11)的内表面和外表面对称地设有连接筋板(13)，连接筋板(13)靠近所述接触面，连接筋板(13)间的距离为400～600mm，连接筋板(13)的中心位置处设有螺孔(16)；相邻子壳体模块(11)间通过连接筋板(13)的螺孔(16)用螺栓(15)和螺母(14)连接，连接4～20个子壳体模块(11)构成所述子壳体；

每个所述子壳体的上端和下端设有法兰，子壳体的下端面与下端法兰的下平面平齐，子壳体的上端面与上端法兰的上平面平齐，相邻子壳体的法兰间填充有石棉绳密封，所述2～4个子壳体通过法兰连接成壳体(4)；

所述锥形排矿槽(9)呈空心圆台状，锥形排矿槽(9)由4～20个锥形排矿槽模块(12)组成；锥形排矿槽模块(12)的母线长度与锥形排矿槽(9)的母线长度相同，锥形排矿槽模块(12)的弧长为锥形排矿槽(9)对应截面周长的1/20～1/4，锥形排矿槽模块(12)曲面的曲率半径与锥形排矿槽(9)对应截面的曲率半径相同；

锥形排矿槽模块(12)的连接方式与子壳体模块(11)的连接方式相同；

所述外套风筒(6)为空心圆柱体，外套风筒(6)由4～20个外套风筒模块(18)组成；外套风筒模块(18)的高度与外套风筒(6)的高度相同，外套风筒模块(18)的弧长为外套风筒(6)周长的1/20～1/4，外套风筒模块(18)曲面的曲率半径与外套风筒(6)曲面的曲率半径相同；每个外套风筒模块(18)的环状加强筋(19)的两端断面处向内对称地开有梯形口，梯形口的长度短的底与环状加强筋的断面平齐；相邻的外套风筒模块(18)间通过环状加强筋(19)上的梯形口用连接楔子(20)连接；连接楔子(20)的平面形状为两个所述梯形，两个所述梯形的长度短的底重合；

相邻外套风筒模块(18)间用连接楔子(20)连接，4～20个外套风筒模块(18)连接为外套风筒(6)；

所述内套风筒(7)为空心圆柱体，内套风筒(7)由4～20个内套风筒模块(21)组成；内套风筒模块(21)的高度与内套风筒(7)的高度相同，内套风筒模块(21)的弧长为内套风筒(7)周长的1/20～1/4，内套风筒模块(21)曲面的曲率半径与内套风筒(7)曲面的曲率半径相同；内套风筒模块(21)的连接方式与外套风筒模块(18)的连接方式相同；

所述空心圆台的空心形状与所述圆台为相似形。

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