Вращающийся решетчатый охладитель для охлаждения клинкера или аналогичного продукта

 

Изобретение касается вращающегося решетчатого охладителя для непрерывного и быстрого охлаждения клинкера или аналогичных продуктов. Сущность изобретения: охладитель состоит из цилиндрической трубчатой решетки, которой сообщается постоянное вращательное движение с регулируемой скоростью вокруг продольной оси симметрии и которая несколько наклонена по отношению к горизонтальной плоскости. Внешняя цилиндрическая поверхность вращающейся решетки, совершающей вращательное движение, постоянно проходит мимо внутренней части охладителя, откуда поступает постоянный поток холодного воздуха из камер под давлением, расположенных вдоль всей длины вращающейся решетки. Клинкер, приготовленный в печи для обжига при очень высокой температуре, постоянно подается через подающий канал в более высокорасположенную часть внутренней цилиндрической поверхности вращающейся решетки через пластины охлаждения. Далее масса горячего клинкера, распределенная в продольном направлении, подвергается непрерывному турбулентному вращательному движению, создаваемому вращением вращающейся решетки, и одновременному медленному аксиальному перемещению по направлению к нижней части охладителя, возникающему благодаря некоторому наклону его оси симметрии. Поток холодного воздуха под давлением, который проходит через щели в пластинах охлаждения , быстро охлаждает клинкер и направляется по подающему каналу в систему нагрева печи для обжига для более полного использования его тепловой энергии в камере сгорания печи для обжига. Охлажденный клинкер, достигший желаемой температуры, постепенно выводится под действием собственного веса через щели в пластинах охлаждения (тонкий клинкер), или в оконечной части вращающейся решетки через отверстия между стержнями сортировки, или через дробилку (большие куски, удерживаемые сортирующими стержнями) и собирается на ячеистом конвейере, расположенном под охладителем, который переносит клинкер в хранилище. 5 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится и простому, надежному и эффективному вращающемуся охладителю для непрерывного и быстрого охлаждения клинкера или аналогичных продуктов, которые выводятся из печей для обжига, где они были получены при весьма высоких температурах в условиях, предусмотренных технологией их изготовления.

Название "клинкер" относится к цементу в его исходном состоянии, образованном микроскопическими частицами, представляющими собой гетерогенные гранулы, окраска которых может меняться от светло-серой до темно-серой, что придает цементу особые свойства, сохраняющиеся у него до момента, когда различные агрегаты подвергаются помолу и превращаются в пудру, имеющую тонкость, необходимую для дальнейшего использования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к данному изобретению является вращающийся решетчатый охладитель для охлаждения сыпучих материалов, содержащий наружный корпус трубчатой формы, расположенную в нем внутреннюю обечайку с прикрепленными к ней колосниками, и соединенный с вентилятором воздухоподводящий коллектор, сообщающийся с отверстиями перфорированной обечайки охладителя ( 1 ).

Недостатком известного охладителя является низкая эффективность охлаждения материала.

Технический результат данного изобретения состоит в повышении эффективности охлаждения материала.

Указанный технический результат достигается тем, что во вращающемся решетчатом охладителе для охлаждения клинкера или аналогичного продукта, содержащем наружный корпус трубчатой формы, расположенную в нем внутреннюю перфорированную обечайку с прикрепленными и ней колосниками, и соединенный с вентилятором воздухоподводящий коллектор, сообщающийся с отверстиями перфорированной обечайки охладителя, воздухоподводящий коллектор выполнен в виде камеры под давлением с установленными на ее внутренней верхней части изогнутыми направляющими пластинами. При этом камера под давлением расположена под корпусом охладителя и выполнена с дверцей. Кроме того, охладитель может быть выполнен с механическим уплотнением, прикрепленным к загрузочному концу корпуса охладителя и нижней горловине питающего канала, соединенного с корпусом. Охладитель может быть снабжен усилительной конструкцией в виде продольных и окружных металлических стержней, прикрепленных к наружной поверхности корпуса посредством сварки на участие выполнения в нем отверстий.

Изогнутые направляющие пластины камер под давлением установлены на участке расположения усилительной конструкции.

На фиг. 1 изображено продольное сечение охладителя и показаны различные элементы, из которых он состоит, на фиг. 2 соответственно вид слева, на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 1, на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 1.

Питательный канал 1 изготовлен методом сварки из листовой углеродистой стали и внутри покрыт огнеупорным кирпичом, он предназначен для транспортировки под действием силы тяжести горячего клинкера, вводимого в его верхнюю часть и подаваемого вниз на пластины охлаждения 2 (выполняющие функцию колосников), а также для транспортировки горячего воздуха (вторичного воздуха) из внутренней части вращающихся решеток в зону сгорания печи для обжига (см. фиг. 1, 2).

Внутренняя уплотнительная система 3 изготовлена из листов углеродистой стали и листов литого железа, действует в качестве механического уплотнения под воздействием пружин или поршня, перемещаемого сжатым воздухом, для предотвращения проникновения холодного воздуха из окружающей среды во внутреннюю полость вращающихся решеток, которая находится под пониженным давлением благодаря воздействию вытяжного устройства печи для обжига.

Таким образом, механическое уплотнение прикреплено к загрузочному донцу корпуса охладителя и нижней горловине питающего канала 1, соединенного с корпусом.

Внутренняя перфорированная обечайка в виде вращающейся решетки 4 изготовлена методом сварки из листовой углеродистой стали, является самой большой и наиболее важной частью охладителя, в основном предназначена для создания турбулентного вращательного движения клинкера или аналогичного продукта на колосниках-пластинах охлаждения 2, которые прикреплены к ее внутренней поверхности для улучшения условий охлаждения. Перфорированная обечайка 4 расположена внутри наружного корпуса 5 трубчатой формы охладителя.

Опоры подшипника 6 изготовлены из листовой углеродистой стали и прикреплены к внешней поверхности вращающейся решетки с помощью сварки или болтов. Предназначены в основном для усиления или улучшения опоры на внутренние поверхности роликовых колец 7, а также для удержания их против возможных аксиальных смещений (см. фиг. 1, 2).

Роликовые кольца 7 изготовлены путем механической обработки из стального литья и предназначены в основном для удержания вращающейся решетки 4 с помощью подшипниковых опор 6 с возможностью всей системы совершать свободное вращательное движение на несущих роликах 8 (см. фиг. 1, 2).

Внешние уплотнительные системы 9 изготовлены из листовой углеродистой стали и пластин литого железа и выполняют функцию механического уплотнения под воздействием пружин или поршня, смещаемого давлением воздуха для предотвращения попадания воз-- духа из окружающей среды во внутреннюю полость вращающейся решетки, поддерживаемую постоянно под пониженным давлением, а также для предотвращения выхода холодного воздуха из воздухоподводящего коллектора камеры под давлением 10 в атмосферу (см. фиг. 1).

Корпус 7 изготовлен сваркой и винтовыми соединениями из листовой углеродистой стали и включает неподвижные элементы внешней структуры охладителя, он предназначен для удержания горячего воздуха, находящегося внутри вращающейся решетки, что обеспечивает лучшую термическую эффективность (см. фиг. 1 и 3).

Изогнутые платины охлаждения 2 с вырезами изготовлены из жаропрочной литой стали и прикреплены с помощью болтов к внутренней поверхности вращающейся решетки 4. Их основное предназначение состоит в отделении вводимого горячего клинкера от камер сжатого воздуха и одновременно в обеспечении доступа холодного воздуха сквозь прорези к массе горячего клинкера, находящейся в постоянном турбулентном движении для охлаждения этой массы (см. фиг. 1 и 3.) Изогнутые гладкие пластины 11 изготовлены из жаропрочной литой стали и прикреплены к внутренней поверхности вращающейся решетки 4 с помощью болтов, предназначены для защиты ее от воздействия тепла и абразивного воздействия клинкера (см. фиг. 1, 4) Кожух венца 12 изготовлен сваркой из листовой углеродистой стали и служит для защиты венца 13 от попадания пыли, а также предотвращает потерю смазки из шестеренчатой пары (см. фиг. 1, 4).

Ведущий венец 13 получен механической обработкой литой стали и прикреплен к вращающейся решетке 4 с помощью болтов, шпилек и пружин и предназначен для сообщения вращающейся решетки вращательного движения (см. фиг. 1).

Гладкие изогнутые пластины с подъемными устройствами 14 изготовлены из жаропрочной литой стали, прикреплены к вращающейся решетке 4 с помощью болтов и предназначены в основном для защиты решетки от воздействия тепла и абразивного воздействия клинкера, а также для подъема больших кусков клинкера с целью их разрушения от удара при падении, что позволяет более эффективно охлаждать их.

Конечная уплотнительная система 15 изготовлена из листовой углеродистой стали и пластин литого железа, прикреплена к вращающейся решетке 4 и каналу удаления пыли 16 с помощью болтов, шпилек и сварки, предназначена для предотвращения попадания воздуха в канал удаления пыли 16 (см. фиг. 1).

Канал удаления пыли 16 изготовлен сваркой из листовой углеродистой стали и предназначен в основном для передачи избытка охлаждающего воздуха, несущего клинкерную пыль к системе фильтров для возврата этой пыльной фракции, представляющей собой составляющую конечного продукта (см. фиг. 1 и 5).

Изогнутые брусья сортировки 17 изготовлены из углеродистой стали и прикреплены с помощью болтов и сварки к оконечной части вращающейся решетки 4, предназначены для отсортировки больших кусков клинкера, непригодных для транспортировки и последующего помола, передачи их на дробилку 18, с помощью которой их размеры уменьшаются до приемлемой величины (см. фиг. 1, 5).

Верхняя проверочная дверца 19 изготовлена сваркой из углеродистой стали, крепится к конечной части канала 16 для удаления пыли и предназначена для обеспечения возможности проверки и ремонтных работ внутри вращающейся решетки 4 (см. фиг. 1 и 5).

Площадка 20 изготовлена из стального уголка и стальных листов и предназначена для обеспечения доступа к верхней проверочной дверце 19 (см. фиг. 1 и 5).

Дробилка 18 клинкера в виде "молотковой мельницы" предназначена для уменьшения размера больших кусков клинкера до приемлемой величины (см. фиг. 1 и 5).

Хоппер для приема клинкера 21 изготовлен сваркой из листов углеродистой стали и предназначен для передачи отсортированного через изогнутые брусья сортировки 17 холодного клинкера, а также клинкера, прошедшего дробилку, на ячеистый конвейер 20, расположенный под охладителем (см. фиг. 1 и 5).

Ячеистый конвейер 22 представляет собой непрерывное конвейерное устройство для сыпучих продуктов, которое предназначено для транспортировки холодного клинкера в хранилище (см. фиг. 1-5).

Несущие роликовые подшипники 23 выполняются скользящего типа с вкладышами из бронзы или другого специального металла и предназначены для опоры несущих роликов 8, образуя центр их вращения (см. фиг. 1 и 2).

Несущие ролики 8 изготовлены механической обработкой из литой стали и служат опорой вращающихся колец, обеспечивая их вращательное движение вместе со всей сборкой вращающейся решетки 4 (см. фиг. 1, 2).

Ведущая шестерня 24 изготовлена механической обработкой из литой стали и предназначена для передачи вращательного движения от редуктора скорости 25 к венцу 13 (см. фиг. 1).

Редуктор скорости 25 представляет собой устройство, предназначенное для уменьшения скорости вращения от ведущего двигателя к ведущей шестерне 24 с целью обеспечить соответствующую конечную скорость вращения вращающейся решетки 4 (см. фиг. 1 и 4).

Нижние проверочные дверцы 26 изготовлены сваркой из листовой углеродистой стали и предназначены для обеспечения доступа во внутренние части камер под давлением 10 для осмотра состояния и проведения в них ремонтных работ (см. фиг. 1).

Двойной маятниковый клапан 27 стройство, приводимое в действие электрическим двигателем или поршнем, смещаемым давлением воздуха, и предназначенное для выпуска холодного мелкого клинкера, собирающегося в нижней части камеры под давлением 10, предотвращающее также попадание окружающего атмосферного воздуха (фиг. 1 и 3).

Камеры под давлением 10 расположены под корпусом 5 охладителя и изготовлены сваркой из листов углеродистой стали и предназначены, в основном, для удержания воздуха, подаваемого вентиляторами 28 под заранее установленным постоянным давлением, обеспечивая его поступление через прорези в пластинах охлаждения 2 для охлаждения горячего клинкера. Они обеспечивают непрерывный поток воздуха и одновременно сбор частиц охлажденного клинкера, которые под воздействием собственного веса проходят через указанные щели и собираются в нижней части каждой из камер под давлением, откуда с помощью двойного маятникового клапана выводятся на ячеистый конвейер (см. фиг. 1, 2 и 3).

Конструкция 29, несущая охладитель, изготовлена сваркой и с помощью болтов из ребристых секций, выполненных из углеродистой стали, и предназначена служить опорой для всех основных частей охладителя, которые крепятся к основанию: питающий канал 1, камеры под давлением 10, корпус 5, ведущая шестерня 24, дробилка 18 и т.д. (см. фиг. 1-5).

Изогнутые уплотнительные пластины для направления потока холодного воздуха 30 изготовлены сваркой из листовой углеродистой стали и прикреплены с помощью болтов, шпилек и пружин к внутренней части камер под давлением, служат для направления потока холодного воздуха, подаваемого вентилятором 28 через щели изогнутых пластин 2 по направлению к центру массы горячего клинкера для достижения ее быстрого охлаждения, что обеспечивает высокую термическую эффективность охладителя (см. фиг. 3).

Центробежные вентиляторы 28 представляют собой хорошо известное устройство и предназначены для подачи воздуха в камеры под давлением для охлаждения клинкера (см. фиг. 3).

Конструкция для усиления вращающейся решетки усилительная конструкция 31 изготовлена сваркой металлических (стальных) стержней, расположенных продольно и по периметру внешней поверхности вращающейся решетки 4 в аксиальном направлении по всей длине камер под давлением 10, предназначена для усиления той части вращающейся решетки 4, которая ослаблена сквозными отверстиями под пластинами охлаждения 2 (см. фиг. 1 и 3), т.е. стержни усилительной конструкции (продольные и окружные) прикреплены к наружной поверхности корпуса на участке выполнения в нем отверстий.

Электродвигатель 32 для привода вращающейся решетки 4 должен иметь переменную скорость вращения и устройство для управления скоростью (см. фиг. 1).

Вращающийся решетчатый охладитель работает следующим образом.

Следует начать с ввода клинкера или аналогичного продукта после его приготовления при очень высокой температуре в непрерывном процессе в подающий канал 1 (практически выпускной люк печи для обжига располагается прямо у входа подающего к внутренней поверхности охладителя через первый ряд пластин охлаждения 2). В это время одновременно действуют три следующих фактора: вращение решетки, наклон ее оси симметрии и собственный вес клинкера, обеспечивающие не только равномерное распределение горячего клинкера в форме слоя по продольной поверхности внутренней нижней части решетки 4, но одновременно поддерживая клинкер в постоянном турбулентном вращательном состоянии при одновременном медленном аксиальном перемещении по направлению оконечной части охладителя, где находятся брусья 17 сортировки. Во время продольного смещения вдоль пластин охлаждения 2 потоки холодного воздуха, поступающего из камер под давлением 10, непрерывно проходят через слой горячего клинкера по направлению снизу вверх и обеспечивают его быстрое охлаждение. Все частицы клинкера, имеющие размер, меньший, чем размер щелей в пластинах охлаждения 2, проходят через эти щели под воздействием собственного веса, в то время как слой горячего клинкера медленно перемещается в горизонтальном направлении и взаимодействует с вертикальным противотоком подаваемого холодного воздуха, поступая в конечном итоге полностью охлажденным в нижние части камер под давлением, откуда с помощью двойных маятниковых клапанов клинкер выводится на ячеистый конвейер 22.

Частицы клинкера, имеющие размеры большие, чем щели в пластинах охлаждения 2, которые не могут пройти сквозь эти щели, перемещаются в продольном направлении вдоль охладителя до тех пор, пока не достигнут брусьев 17 сортировки, размещенных в концевой части вращающейся решетки 4. В этом месте частицы меньшие, чем отверстия, образованные брусьями сортировки 17, падают под воздействием собственного веса уже полностью охлажденные в принимающий хоппер 21 и через него в ячеистый конвейер 22.

В противном случае, если они оказываются большими, чем указанные отверстия, они попадают на дробилку клинкера 18, которая уменьшает их размеры посредством ударного воздействия и выбрасывает вновь внутрь вращающейся решетки 4 с тем, чтобы они проследовали по вышеописанному циклу и достигли в конце концов ячеистого конвейера 22, который переносит клинкер в соответствующее хранилище.

Холодный воздух, подаваемый из камер под давлением, отбирает большую часть тепла от слоя горячего клинкера, проходя через него по направлению снизу вверх и охлаждая этот слой. При этом воздух нагревается и достигает внутренней полости вращающейся решетки, откуда часть его (наиболее горячая часть, соответствующая воздуху, поступающему из первой и второй камер под давлением) отсасывается по направлению к печи для обжига, где она используется как вторичный воздух для сжигания топлива, в то время как другая часть подается на фильтр через канал удаления пыли и представляет собой отводимый воздух, содержащий цементную пудру.

Предложенная конструкция охладителя занимает малое пространство, проста в эксплуатации, в основном состоящей в правильном подборе скорости вращения вращающейся решетки с тем, чтобы удовлетворялись все требования по параметрам производственного процесса, не содержит подвижных охлаждающих пластин, что исключает их быстрый износ и вызываемые этим длительные протои и высокую стоимостью обслуживания механической части, обеспечивает работу при низкой скорости вращения, что обеспечивает большой срок службы, при этом устройство имеет низкую приводную мощность, и, следовательно, малое потребление электроэнергии, а также высокую термическую эффективность, позволяющую снизить расход топлива в печи для обжига благодаря использованию разогретого воздуха, поступающего из горячей части охладителя, устройство также обеспечивает резкое охлаждение клинкера, значительно улучшающее его физико-химические свойства, а также существенно снижающее температуру клинкера, выходящего из охладителя.

Формула изобретения

1. Вращающийся решетчатый охладитель для охлаждения клинкера или аналогичного продукта, содержащий наружный корпус трубчатой формы, расположенную в нем внутреннюю перфорированную обечайку с прикрепленными к ней колосниками и соединенный с вентилятором воздухоподводящий коллектор, сообщающийся с отверстиями перфорированной обечайки охладителя, отличающийся тем, что воздухоподводящий коллектор выполнен в виде камеры под давлением с установленными на ее внутренней верхней части изогнутыми направляющими пластинами.

2. Охладитель по п. 1, отличающийся тем, что камера под давлением расположена под корпусом охладителя.

3. Охладитель по п. 2, отличающийся тем, что камера под давлением выполнена с дверцей.

4. Охладитель по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с механическим уплотнением, прикрепленным к загрузочному концу корпуса охладителя и нижней горловине питающего канала, соединенного с корпусом.

5. Охладитель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен усилительной конструкцией в виде продольных и окружных металлических стержней, прикрепленных к наружной поверхности корпуса посредством сварки на участке выполнения в нем отверстий.

6. Охладитель по п. 1, отличающийся тем, что изогнутые направляющие пластины камер под давлением установлены на участке расположения усилительной конструкции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5