CN111154973A - 一种一体化轮带及包含其的肋化壁面喷雾转筒冷却机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体化轮带及包含其的肋化壁面喷雾转筒冷却机，一体化轮带包括轮带和传力环，肋化壁面喷雾转筒冷却机包括一体化轮带，还包括进料单元、回转筒体单元和出料单元，所述一体化轮带设置在所述内筒体和外筒体之间，前端筒体的双层筒体内设有整体游动式衬筒，双层筒体的内筒体和外筒体之间以及快速冷却段筒体外壁面设有肋片。本发明提高了换热效率，解决原有***中存在的问题，进一步降低设备体积和运行成本，提高设备工作效率、可靠性及使用寿命。

Description

一种一体化轮带及包含其的肋化壁面喷雾转筒冷却机

技术领域

本发明涉及冶金矿业技术领域，具体而言，涉及一种对还原铁球团、烧结球团矿进行冷却作业的一体化轮带及包含其的肋化壁面喷雾转筒冷却机。

背景技术

冷却是煅烧还原铁工程的重要工序之一。直接还原铁球团经转底炉或回转窑出口的温度通常高达1100℃，球团经溜槽进入冷却机筒体内，在带有倾角的筒体转动过程中，物料由进料口向出料口运动。

申请号为201010029029.4的中国专利公开了一种“还原铁高效喷雾回转筒式冷却机”。该专利的技术方案为：1)采用喷雾冷却方式，筒体外壁面被喷雾覆盖以提高冷却效率；2)双层筒体使用连接块焊接，利用限位块、驱动块和弧形挡板等配合对内筒体进行轴向定位；3)轮带与筒体之间设有垫板。但此设备存在以下缺点：

(1)双层筒体处连接方式复杂，长时间工作易导致连接处磨损严重，可靠性差。

(2)支撑处轮带和垫板之间容易发生咬住或打滑现象，发生滚动位移异常，引起垫板和轮带之间的异常摩擦，需定期进行维修更换垫板。

(3)前端内筒体内表面使用若干衬板，采用螺栓连接或焊接，可靠性不高，容易脱落，传热效率低，维护工作量大。

(4)筒体外壁为光筒，传热面积小，喷雾冷却效率仍有提高空间。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状问题，旨在提供一种一体化轮带及包含其的肋化壁面喷雾转筒冷却机，提高换热效率，解决原有***中存在的问题，进一步降低设备体积和运行成本，提高设备工作效率、可靠性及使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种一体化轮带，包括轮带和传力环，所述传力环沿周向均匀分布在所述轮带内圈，所述传力环包括分别设置在轮带两侧的环形侧板以及设置在两侧环形侧板之间的中间隔板，所述中间隔板沿所述轮带内圈周向等间距设置，所述中间隔板上端与所述轮带固定连接，左右两侧分别于所述环形侧板固定连接。

进一步，所述环形侧板为交错阶梯状，环形侧板与所述中间隔板固定处设有凸起，相邻凸起之间设有第一凹槽，所述中间隔板为倒凹形，中间设有第二凹槽。

本发明还提供一种肋化壁面喷雾转筒冷却机，包括上述的一体化轮带，还包括进料单元、回转筒体单元和出料单元，所述回转筒体包括快速冷却段筒体以及分别设置在所述快速冷却段筒体两端的前端筒体和尾端筒体，所述前端筒体和所述后端筒体均为双层筒体，所述双层筒体包括内筒体和外筒体，所述一体化轮带设置在所述内筒体和外筒体之间，该双层筒体内部采用喷雾冷却，冷却罩内围绕快速冷却段筒体布置雾化喷嘴。

进一步，所述外筒体设有间隔段，所述一体化轮带设置在所述外筒体间隔段之间，所述环形侧板外侧分别与所述外筒体间隔段两端固定连接，所述环形侧板的凸起底部与内筒固定连接，轮带固定在所述中间隔板与两侧环形侧板上端，所述传力环连接内筒体、外筒体和轮带形成一体化结构。

进一步，所述前端筒体的双层筒体内设有整体游动式衬筒，所述整体游动式衬筒包括耐热衬筒、耐热铸铁勾块、端部法兰以及压块，所述耐热衬筒与所述内筒贴合，耐热铸铁勾块设置在所述端部法兰内侧，上端压住所述耐热衬筒的前端，压块设置在所述耐热衬筒的后端，压块与所述耐热衬筒的后端之间预留衬筒游隙。

进一步，所述压块为L形，包括水平段和竖直段，所述水平段与所述内筒固定连接，水平段沿所述内筒轴向设置，所述水平段与内筒内壁平行，耐热衬筒的后端被限制在所述压块的水平段于内筒内壁之间。

进一步，所述双层筒体的内筒体和外筒体之间以及快速冷却段筒体外壁面设有肋片。

进一步，外筒体前端跟内筒体通过端部连接板固定连接，形成封闭内腔，冷却水经过喷嘴，形成窄角度的雾化水滴，充盈外筒体和内筒体之间的内腔，起到冷却作用，同时保护内筒体。

与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：

1.本发明采用了双层筒体一体化轮带结构形式：

本发明采用双层筒体一体化轮带结构形式，将轮带通过传力环直接固定在内筒体上，外筒体固定在传力环上，形成一体化结构，能有效提高整个***的径向刚性，双层筒体两端设计端部连接板，使双层筒体形成封闭的内腔，保护内外筒体变形协调一致。同时传力环内圈轴向开设通道，保证冷却水可以布满整个双层筒体内腔，对筒体进行冷却，提高换热效率，增强冷却效果；周向设计为凹性，目的是保证整个一体化轮带的刚度，筒体受力均匀，提高其可靠性。双层筒体一体化轮带结构形式不需要周期更换磨损了的垫板和挡块，大幅度减少维护工作量，提高轮带的寿命，散热性能更好，极大提高冷却效率。

2.前端筒体采用游动式整体衬筒：

现有技术前端筒体采用铺设耐火砖或安装若干衬板的结构形式，在设备运行过程中，热传导效率低，容易出现脱落现象，后期维修工作大。游动式整体衬筒采用非完全固定的安装形式，根据筒体内温度以及衬筒材料的热膨胀系数，预留热膨胀空间，保证衬筒游动不受限制，不仅可以提高传热效率，增强冷却效果，而且还能起到保护筒体，提高使用寿命，减少维护工作量的作用。

3.采用了新型的肋化壁面筒体：

内筒体外表面包括双层筒体内部均采用肋化壁面，冷却筒体表面肋的存在，不仅加强了对筒体表面流体的扰动作用，破坏了壁面边界层的层流底层，而且增加有效换热面积，使冷却流体能与筒体充分接触，增强壁面的换热效果，提高***冷却效果。

附图说明

图1是本发明整体结构主视图；

图2是前后两端筒体肋片安装布置图；

图3是双层筒体示意图；

图4是双层筒体轴测图；

图5是一体化轮带示意图；

图中：1-进料溜槽；2-进料箱；3-进料端密封；4-前端筒体；5-喷雾冷却；6-快速冷却段筒体；7-冷却管道；8-尾端筒体；9-出料筒体；10-出料端密封；11-出料箱；12-氮气气帘密封；13-传动部分；14-尾支撑；15-肋片；16-前支撑；17-进料筒体；18-外筒体；19-传力环；20-内筒体；21-端部连接板；22-轮带；23-衬筒游隙；24-压块；25-耐热衬筒；26-耐热铸铁勾块；27-耐热螺栓；28-进料连接筒体；29-端部法兰；30-环形侧板；31-中间隔板.32-凸起；33-第一凹槽；34-第二凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本申请提供一种抑制中间包下渣的控流结构肋化壁面喷雾转筒冷却机，包括进料单元、回转筒体单元和出料单元；

进料部分由进料溜槽1、进料箱2和钢结构组成，进料溜槽1与冷却机上游设备连接，用于高温球团的输送。溜槽截面为矩形形状，内部砌筑耐热材料；溜槽顶部位于进料罩外部的部分设置水冷机构，进料罩内部分顶部为耐热板，可拆卸，进料箱2与进料筒体17连接。

回转筒体单元按功能分为前端筒体4、尾端筒体88及快速冷却段筒体6，主要进行还原铁球团输送和冷却，前端筒体4与尾端筒体8均为双层筒体结构。

在上述实施例中，快速冷却段筒体6设置在前端筒体4和尾端筒体8之间，前端筒体4和所述后端筒体均为双层筒体，所述双层筒体包括内筒体20和外筒体18，所述一体化轮带设置在所述内筒体20和外筒体18之间，该双层筒体内部采用喷雾冷却5，冷却罩内围绕快速冷却段筒体6连接冷却管道7布置雾化喷嘴。外筒体18设有间隔段，所述一体化轮带设置在所述外筒体18间隔段之间，所述环形侧板30外侧分别与所述外筒体18间隔段两端固定连接，所述环形侧板30的凸起32底部与内筒固定连接，轮带22固定在所述中间隔板31与两侧环形侧板30上端，所述传力环19连接内筒体20、外筒体18和轮带22形成一体化结构。

进一步优选的实施例中，传力环19包括分别设置在轮带22两侧的环形侧板30以及设置在两侧环形侧板30之间的中间隔板31，所述中间隔板31沿所述轮带22内圈周向等间距设置，所述中间隔板31上端与所述轮带22固定连接，左右两侧分别于所述环形侧板30固定连接，环形侧板30为交错阶梯状与所述中间隔板31固定处设有凸起32，相邻凸起32之间设有第一凹槽33，所述中间隔板31为倒凹形，中间设有第二凹槽34。

在上述实施例中，轮带22与传力环19可通过焊接进行连接，但不限于以上连接方式，将传力环19直接焊接在内筒体20上，外筒体18焊接在传力环19上，形成一体化结构，能有效提高整个***的径向刚性。

环形侧板30为交错阶梯状，中间隔板31固定处设有凸起32，凸起32之间设有第一凹槽33，第一凹槽33可保证冷却水可沿轴向流动，保证整个双层筒体内能被水雾覆盖，有效冷却，同时传力环19是跟内筒体20进行焊接连接，这样能减少焊接点，工艺方面简单，而且也不会影响结构的稳定；还可以减少设备的重量，节约钢材。

中间隔板31设置为倒凹形，中间设有第二凹槽34，可保证冷却水在传力环19中沿周向流动，在周向形成湍流，加强对内筒体20的冷却效果；同时传力环19跟筒体是面接触，凹型设计能减少接触面积，减少面加工面积，工艺方面简单。双层筒体一体化轮带结构形式不需要周期更换磨损了的垫板和挡块，大幅度减少维护工作量，提高轮带的寿命，散热性能更好，极大提高冷却效率。

进一步优选的实施例中，前端筒体4的双层筒体内设有整体游动式衬筒，整体游动式衬筒包括耐热衬筒25、耐热铸铁勾块26、端部法兰29以及压块24，所述耐热衬筒25与所述内筒贴合，耐热铸铁勾块26设置在进料连接筒体28下端，所述端部法兰29内侧上端压住所述耐热衬筒25的前端，压块24设置在所述耐热衬筒25的后端，压块24与所述耐热衬筒25的后端之间预留衬筒游隙。压块24为L形，包括水平段和竖直段，所述水平段与所述内筒固定连接，水平段沿所述内筒轴向设置，所述水平段与内筒内壁平行，耐热衬筒25的后端被限制在所述压块24的水平段于内筒内壁之间。

在上述实施例中，耐热衬筒25采用整体式结构，尺寸与内筒体20内径一致，安装时与内筒体20贴合，材料为耐热不锈钢。耐热衬筒25靠近筒体前端处被耐热铸铁勾块26限制其径向窜动，轴向上耐热衬筒25左端由端部法兰29固定，右端由压块24进行限位并预留衬筒游隙23，保证整体衬筒自由伸缩同时防止边缘卷曲。耐热铸铁勾块26通过耐热螺栓27与端部法兰29连接，耐热铸铁勾块26设置在衬筒热膨胀过程中径向可加大衬筒与筒体接触状态，有利于热量传导，提高传热效率。而且还能起到保护筒体，提高使用寿命，减少维护工作量的作用。

进一步优选的实施例中，双层筒体的内筒体20和外筒体18之间以及快速冷却段筒体6外壁面设有肋片15。上述肋片形式可为矩形、环形、梯形、双曲面式、三角形等，安装形式可采用连续式、间断式、螺旋式、环式、交叉式等。

在上述实施例中，内筒体20和外筒体18之间设置肋片在增大散热面积的同时，冷却水在内筒体20和外筒体18之间流动，肋片还可以加强对筒体表面流体的扰动作用，破坏了壁面边界层的层流底层，增加有效换热面积，使冷却流体能与筒体充分接触，增强壁面的换热效果，提高***冷却效果。同时跟光筒体相比，筒体直径和长度可减小，使整个设备结构更紧凑，尺寸更小。

在上述实施例中，肋片可采用满焊形式与筒体固定，保证冷却水雾跟肋片最好接触，提高换热效率，增强冷却效果。

在进一步优选的实施例中，外筒体18前端跟内筒体20通过端部连接板21固定连接，形成封闭内腔，冷却水经过喷嘴，形成窄角度的雾化水滴，充盈外筒体18和内筒体20之间的内腔，起到冷却作用，同时保护内筒体20。

上述喷雾冷却根据物料运动方向，筒体外表面轴向温度梯度，周向温度分布情况，分区合理布置不同的雾化喷嘴，筒体进料端和出料端的双层筒体内部采用喷雾冷却5，整个筒体表面被喷雾冷却水覆盖，提高冷却效率并保护筒体；在冷却罩内围绕快速冷却段筒体6布置雾化喷嘴，冷却罩下设集水池，储存循环冷却水，由水泵抽出后经冷却塔、过滤器处理后循环利用。雾化喷嘴形成的水雾分布在筒体的表面，通过水雾的气化潜能，带走大量热量，实现快速冷却。

传动部分13布置在筒体出料端，由电机带动减速机、小齿轮和大齿轮，驱动筒体转动，以输送还原铁球团。

支撑部分分为前支撑16和尾支撑14，两档支撑结构相似，均为两个托轮支撑轮带22，轮带22与外筒体18一体化。大齿轮、前支撑16、尾端支撑处均采用双层筒体结构，以保护支撑和传动机构。对两端双层筒体内进行喷雾冷却，保护筒体进行冷却。

出料单元与还原铁生产工艺线下游设备连接，用于低温球团的出料。其结构是：出料筒体9伸进出料箱11中，出料箱11底部设锥形下料口，下料口采用氮气气帘密封12。其中，进料端密封3和出料端密封10由填料密封和氮气密封组合而成，目的是防止还原铁球团在高温下被空气氧化。

本实施例具体工作过程如下：1100℃的还原铁球团经进料溜槽进入筒体，冷却机由两档托轮支撑(前端、尾端)，传动***带动筒体转动，还原体球团在有倾角的筒体内由进料端向出料端运动，在快速冷却段筒体6端进行喷雾冷却。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (8)

1.一种一体化轮带，其特征在于:包括轮带和传力环，所述传力环沿周向均匀分布在所述轮带内圈，所述传力环包括分别设置在轮带两侧的环形侧板以及设置在两侧环形侧板之间的中间隔板，所述中间隔板沿所述轮带内圈周向等间距设置，所述中间隔板上端与所述轮带固定连接，左右两侧分别于所述环形侧板固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种一体化轮带，其特征在于：所述环形侧板为交错阶梯状，环形侧板与所述中间隔板固定处设有凸起，相邻凸起之间设有第一凹槽，所述中间隔板为倒凹形，中间设有第二凹槽。

3.一种肋化壁面喷雾转筒冷却机，其特征在于：包括权利要求1-2所述的一体化轮带，还包括进料单元、回转筒体单元和出料单元，所述回转筒体包括快速冷却段筒体以及分别设置在所述快速冷却段筒体两端的前端筒体和尾端筒体，所述前端筒体和所述后端筒体均为双层筒体，所述双层筒体包括内筒体和外筒体，所述一体化轮带设置在所述内筒体和外筒体之间，该双层筒体内部采用喷雾冷却，冷却罩内围绕快速冷却段筒体布置雾化喷嘴。

4.根据权利要求3所述的一种肋化壁面喷雾转筒冷却机，其特征在于：所述外筒体设有间隔段，所述一体化轮带设置在所述外筒体间隔段之间，所述环形侧板外侧分别与所述外筒体间隔段两端固定连接，所述环形侧板的凸起底部与内筒固定连接，轮带固定在所述中间隔板与两侧环形侧板上端，所述传力环连接内筒体、外筒体和轮带形成一体化结构。

5.根据权利要求3所述的一种肋化壁面喷雾转筒冷却机，其特征在于：所述前端筒体的双层筒体内设有整体游动式衬筒，所述整体游动式衬筒包括耐热衬筒、耐热铸铁勾块、端部法兰以及压块，所述耐热衬筒与所述内筒贴合，耐热铸铁勾块设置在所述端部法兰内侧，上端压住所述耐热衬筒的前端，压块设置在所述耐热衬筒的后端，压块与所述耐热衬筒的后端之间预留衬筒游隙。

6.根据权利要求5所述的一种肋化壁面喷雾转筒冷却机，其特征在于：所述压块为L形，包括水平段和竖直段，所述水平段与所述内筒固定连接，水平段沿所述内筒轴向设置，所述水平段与内筒内壁平行，耐热衬筒的后端被限制在所述压块的水平段于内筒内壁之间。

7.根据权利要求3所述的一种肋化壁面喷雾转筒冷却机，其特征在于：所述双层筒体的内筒体和外筒体之间以及快速冷却段筒体外壁面设有肋片。

8.根据权利要求3所述的一种肋化壁面喷雾转筒冷却机，其特征在于：外筒体前端跟内筒体通过端部连接板固定连接，形成封闭内腔，冷却水经过喷嘴，形成窄角度的雾化水滴，充盈外筒体和内筒体之间的内腔，起到冷却作用，同时保护内筒体。

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