ЭЛЕМЕНТ КОЛОСНИКОВОЙ РЕШЕТКИ, КОЛОСНИКОВАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ ТОПОЧНЫХ УСТРОЙСТВ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ Российский патент 1999 года по МПК F23H17/00 

Изобретение относится к элементу топочной колосниковой решетки, составленной из этих элементов черепицеобразно наложенных друг на друга и имеющих возможность перемещения друг относительно друга в продольном направлении, и через которую может подводиться подаваемый снизу на горение первичный воздух к сжигаемому материалу, лежащему на колосниковой решетке, содержащему закрепленный и соответственно приводной конец, и головку. Изобретение также касается колосниковой решетки для топочного устройства, а также способа эксплуатации колосниковой решетки.

Под термином "элемент колосниковой решетки" понимается любой элемент, служащий для создания полотна колосниковой решетки, а именно независимо от того, идет ли речь о воздухоохлаждаемом или водоохлаждаемом полотне колосниковой решетки независимо от типа конструкции топки, в общем речь идет об элементах колосниковой решетки, образующих лежащие друг на друге в виде кровельной черепицы ступени.

В полотнах с колосниковых решеток, в которых элементы лежат друг на друге по типу кровельной черепицы, элементы колосниковой решетки должны иметь отверстия для прохода воздуха, для того чтобы снизу мог подводиться первичный воздух для сгорания сжигаемого материала. В колосниковых полотнах, которые выполнены из отдельных воздухоохлаждаемых колосников, отверстия для прохода воздуха расположены либо на конце головки отдельных колосников, либо на боковых сторонах соседних колосников. При этом в эти отверстия могут попадать, в особенности в мусоросжигательных установках, твердые частицы шлака или мелкие части скрапа, что еще более усиливается из-за шуровочного перемещения колосниковых ступеней. В эти отверстия для прохода воздуха могут также попадать расплавленные цветные металлы или вещества, подобные битуму, вследствие чего равномерный подвод воздуха к сжигаемому материалу нарушается.

Для предотвращения опасности забивания таких отверстий для прохода воздуха в колоснике по патенту ФРГ DE 4105330 C1 известно выполнение на конце головки воздухоохлаждаемого колосника отверстий для прохода воздуха, направленных наклонно вниз и расширяющихся наружу. В другом известном воздухоохлаждаемом колоснике, согласно патенту ФРГ DE 4205502 C1, на конце головки задняя сторона колосника продлена за его торцевую сторону конца под углом вниз таким образом, что вытянутая вниз задняя сторона колосника образует губку, накладывающуюся на торцевую сторону, которая ограничивает отверстие для прохода воздуха, у которого направление вытекающего потока проходит параллельно торцевой стороне конца головки. Хотя обе известные формы выполнения снижают вышеописанные проблемы, однако целиком они не устраняются.

Задачей изобретения является создание элемента колосниковой решетки и колосниковой решетки для топочных устройств, в котором устранена опасность забивания прохода для воздуха и обеспечивается простая прочистка прохода для воздуха.

Исходя из элемента колосниковой решетки вышеуказанного типа, эта задача решается, согласно изобретению, тем, что предусмотрен открытый вниз проход для первичного воздуха для сгорания на нижней стороне головки элемента колосниковой решетки, и что на верхней стороне каждого элемента колосниковой решетки выполнен по меньшей мере один неподвижный выступ, прочищающий проход для воздуха вышележащего элемента колосниковой решетки в собранном состоянии.

За счет выполнения прохода для воздуха на нижней стороне головки элемента колосниковой решетки особенно надежно реализуются предпосылки для свободного выдувания более легких и более мелких частиц, попавших в проход для воздуха, и, кроме того, осуществляется принудительная очистка прохода для воздуха посредством прочищающего выступа или прочищающих выступов, в том числе, если речь идет о прочно застрявших частицах шлака или расплавленных массах. При этом гарантируется исключение неполных процессов сгорания или перегревов и, тем самым, повреждения элементов колосниковой решетки, которые из-за необходимости их замены в случае повреждения вызывают длительные простои. Так как проход для воздуха на нижней стороне каждого из элементов колосниковой решетки выполнен открытым вниз, ограничивающая стенка отверстия для прохода воздуха, образованная нижележащим колосниковым элементом, составленной из них колосниковой решетки топки, при каждом ходе шуровки приходит в движение относительно верхней ограничивающей стенки элемента колосниковой решетки так, что уже вследствие этого относительного перемещения получается хорошая прочистка отверстия для прохода воздуха от застрявших твердых частиц.

Другое предпочтительное выполнение изобретения заключается в том, что прочищающий выступ или прочищающие выступы расположены в задней зоне, обращенной к неподвижному и соответственно приводному концу элемента колосниковой решетки. С помощью этих признаков, независимо от того, идет ли речь об элементе колосниковой решетки неподвижной ступени или об элементе колосниковой решетки подвижной ступени, достигается осуществление процесса прочистки посредством каждого прочищающего выступа в рабочей фазе, при которой у торцевой стороны головки элемента колосниковой решетки происходит уменьшение нагрузки сдвига между головкой элемента колосниковой решетки и находящимся перед ним сжигаемым материалом. Благодаря этому дополнительно предотвращается проталкивание сжигаемого материала при относительном перемещении между прочищающим выступом и элементом колосниковой решетки через отверстия для прохода воздуха, что могло бы повысить колосниковый просев. В этом выполнении согласно изобретению прочищающий выступ или прочищающие выступы всегда проникают в проход для воздуха, когда соответствующие друг к другу элементы колосниковой решетки перемещаются в свое наиболее удаленное друг от друга положение, то есть если головка вышележащего приводного элемента колосниковой решетки перемещается в направлении заднего неподвижного или приводного конца нижележащего неподвижного элемента колосниковой решетки или головка нижележащего приводимого элемента колосниковой решетки перемещается по отношению к вышележащему неподвижному элементу колосниковой решетки от его головки вперед.

Особенно предпочтительное выполнение изобретения характеризуется тем, что каждый прочищающий выступ выполнен в виде язычка, а каждый конец, входящий в проход для воздуха, выполнен сужающимся. Благодаря сужению конца прочищающего выступа или прочищающих выступов, входящих в проход для воздуха, на застрявшие частицы оказывается выбивающее воздействие, благодаря чему облегчается очистка.

Форма поперечного сечения прочищающего выступа не обязательно должна повторять форму поперечного сечения прохода для воздуха, особенно в том случае, когда возможное забивание прохода для воздуха происходит преимущественно твердыми частицами, поскольку за счет уже поясненного выше относительного перемещения одной из ограничивающих стенок прохода для воздуха в сочетании с высокой скоростью выдувания может достигаться хороший эффект очистки. Однако, если приходится рассчитывать на отложение расплавленных масс в тестообразном состоянии, рекомендуется обеспечить соответствие прочищающего выступа или прочищающих выступов с учетом необходимого для перемещения зазора поперечному сечению прохода для воздуха. Такое выполнение, в особенности с дополнительно вышеописанным выполнением прочищающего выступа с сужающимся концом является предпочтительным потому, что сужающийся конец способствует процессу ввода, так как не может быть полностью исключен боковой зазор для перемещения элемента колосниковой решетки.

Если в следующей форме выполнения изобретения перемычки, служащие для опоры и направления элемента колосниковой решетки, несут накладку из износостойкого материала, тогда исключается уменьшение прохода для воздуха, обусловленное износом, что повышает срок службы таких элементов колосниковой решетки. Без такой износостойкой накладки элемент колосниковой решетки при износе мог бы опуститься, вследствие чего произошло бы уменьшение прохода для воздуха, выполненного на нижней стороне.

Для того чтобы предупредить такое обусловленное износом уменьшение прохода для воздуха, независимо от того, несет ли элемент колосниковой решетки износостойкую накладку или нет, каждый прочищающий выступ может иметь на своей верхней стороне поверхность с сильным абразивным действием, с помощью которой проход для воздуха свободно шлифуется абразивной поверхностью прочищающего выступа при увеличивающемся износе опорной и направляющей поверхности элемента колосниковой решетки.

Проход для воздуха может быть выполнен по-разному. Согласно первой форме выполнения проход для воздуха может быть выполнен по всей ширине элемента колосниковой решетки. Такое выполнение требует, как это более подробно поясняется в связи с колосниковой решеткой, выполненной согласно изобретению, дополнительного направления для каждого элемента колосниковой решетки, так как при этом выполнении элемент колосниковой решетки не может прилегать в головной зоне к нижележащему элементу колосниковой решетки. Проход воздуха может, согласно другой форме выполнения, доходить до двух боковых перемычек на оставшейся ширине элемента колосниковой решетки, служащих для направления и опоры. При таком выполнении можно отказаться от дополнительной направляющей, так как перемычки, остающиеся в зоне боковых сторон, могут опираться на нижележащий элемент колосниковой решетки. Предпочтительное выполнение состоит в том, что проход для воздуха состоит из нескольких отверстий для выхода воздуха, отделенных друг от друга перемычками. В такой форме выполнения является предпочтительным, если на верхней стороне каждого элемента колосниковой решетки расположены прочищающие выступы, соответствующие количеству отверстий для выхода воздуха, которые выполнены в виде выемок, открытых вниз. Благодаря им обеспечивается прочистка всех отверстий для выхода воздуха, обеспечивающих в совокупности проход для воздуха, соответствующими прочищающими выступами.

Колосниковая решетка для топочных устройств, содержащая ступени колосниковой решетки, расположенные друг за другом в направлении перемещения сжигаемого материала, черепицеобразно наложенных друг на друга, с чередованием подвижных и неподвижных ступеней, состоящие из отдельных, проходящих по всей ширине колосниковой решетки или из нескольких, расположенных друг около друга элементов колосниковой решетки, согласно изобретению, имеет опорное устройство на головке неподвижного элемента колосниковой решетки и направляющее устройство для каждого элемента колосниковой решетки, которые удерживают основание элемента колосниковой решетки на некотором расстоянии над нижележащим элементом колосниковой решетки для образования прохода для воздуха по всей ширине элемента колосниковой решетки. Проход для воздуха выполнен таким образом, что нижняя сторона головки соответствующего вышележащего элемента колосниковой решетки не прилегает к нижележащему элементу колосниковой решетки, а удерживается с помощью направляющего устройства на небольшом расстоянии в соответствии с желаемым поперечным сечением прохода для воздуха к нижележащему элементу колосниковой решетки.

Если в зоне прохода воздуха или в краевых зонах элемента колосниковой решетки, или по ширине элемента колосниковой решетки имеются перемычки, распределенные равномерно, то перемычки, имеющиеся в зоне выхода воздуха, служат предпочтительно в качестве опорно-направляющего устройства каждого из элементов колосниковой решетки на нижележащем элементе колосниковой решетки.

Если в следующем предпочтительном выполнении изобретения прочищающие выступы в положении обратного хода находятся внутри прохода для воздуха и преимущественно закрывают его, то за счет этого создается кратковременное застаивание воздуха, которое при последующем освобождении прохода для воздуха приводит к усиленному выдуванию свободно вылетающих частиц.

Для предотвращения соскальзывания или заливания расплавленных частиц в проход для воздуха в положении обратного хода, согласно следующей форме выполнения изобретения, прочищающий выступ или прочищающие выступы может или могут незначительно выступать за головной конец элемента колосниковой решетки. Однако зачастую уже достаточно, если прочищающий выступ или прочищающие выступы в положении обратного хода закрыт или закрыты заподлицо с головкой элемента колосниковой решетки.

В способе эксплуатации колосниковой решетки с регулируемой длиной хода подвижных элементов колосниковой решетки, согласно изобретению, при любом количестве ходов шурования устанавливают более длинный ход для очистки, при котором прочищающий выступ или прочищающие выступы внедряется или внедряются в проход для воздуха. При этом регулировка хода для очистки может осуществляться предпочтительным образом в зависимости от давления воздуха, имеющегося в зоне колосниковой решетки ниже элемента колосниковой решетки, подлежащего регулированию, и/или скорости первичного воздуха, имеющейся в этой зоне.

Ниже изобретение поясняется несколькими примерами выполнения, показанными на чертеже.

На фиг. 1 показано изображение элементов колосниковой решетки в виде кровельной черепицы в аксонометрии, лежащих друг на друге, в первой форме выполнения;
фиг. 2 - 4 - другая форма выполнения элементов колосниковой решетки.

Как следует из фиг. 1, колосниковая решетка для топочного устройства состоит из нескольких элементов 1 и 2 колосниковой решетки, черепицеобразно лежащих друг на друге, из которых элементы 1 колосниковой решетки имеют возможность возвратно-поступательного перемещения в направлении стрелок 12 и 13, а элементы 2 колосниковой решетки расположены неподвижно. Элементы 1 колосниковой решетки снабжены приводным устройством 4, создающим необходимый ход при требующемся перемещении шурования. Длина хода и скорость шурования могут регулироваться для того, чтобы можно было воздействовать наряду с другими факторами на процесс сжигания на колосниковой решетке. Каждый элемент колосниковой решетки независимо от своего конструктивного выполнения имеет неподвижный и соответственно приводной конец 5, подвешенный в держателе 6, причем этот держатель 6 в случае приводных элементов колосниковой решетки жестко соединен с приводным устройством 4. Кроме того, каждый элемент колосниковой решетки имеет головку 7, основание 8 и заднюю сторону 9.

На основании 8 элемента колосниковой решетки выполнено несколько выемок 10, открытых вниз, служащих в качестве отверстий для выхода первичного воздуха, подводимого снизу. Эти отверстия для выхода воздуха образуют проход для воздуха.

На каждой задней стороне 9 элемента колосниковой решетки предпочтительно в задней зоне, обращенной к крепежному или приводному концу 5, жестко установлены прочищающие выступы 11, количество которых соответствует количеству отверстий 10 для выхода воздуха. Форма поперечного сечения каждого прочищающего выступа 11 с учетом зазора, необходимого для перемещения, соответствует форме поперечного сечения отверстия 10 для выхода воздуха, а прочищающие выступы 11 лежат в зоне, достигаемой при перемещении вышележащего элемента колосниковой решетки. Таким образом, при каждом прочищающем сдвиге между двумя соответствующими элементами 1 и 2 колосниковой решетки прочищающие выступы 11 входят в отверстия 10 для выхода воздуха и при этом удаляют застрявшие там твердые частицы или расплавленные массы. Прочищающие выступы могут быть выполнены сужающимися на своих концах для облегчения ввода в отверстия 10 и оказания на частицы, застрявшие там, выбивающего действия.

Под ходом очистки следует понимать тот максимальный ход, который может устанавливаться с помощью приводного устройства 4. В зависимости от степени угрожающего забивания прохода для воздуха, образованного из отверстий 10 для выхода воздуха, ходы очистки могут часто регулироваться. Соответствующие мероприятия по регулированию осуществляются в зависимости от давления воздуха в зоне под элементом колосниковой решетки, подлежащим регулированию, и/или скорости воздуха, имеющейся в этой зоне.

Если прочищающие выступы расположены в задней зоне каждого из элементов колосниковой решетки, а именно еще в пределах хода очистки, то отверстия 10 для выхода воздуха, например, неподвижного вышележащего элемента 2 колосниковой решетки прочищаются в конце перемещения вперед, осуществляемого в направлении стрелки 12 прочищающими выступами 11, которые расположены на подвижном элементе 1 колосниковой решетки. Но в этой фазе вследствие перемещения вперед элемента 1 колосниковой решетки к головке 7 вышележащего неподвижного элемента 2 колосниковой решетки усилие сдвига не прикладывается. Отверстия 10 для выхода воздуха подвижного элемента 1 колосниковой решетки, наоборот, в конце направленного назад хода, служащего для очистки, направление которого показано стрелкой 13, протыкаются прочищающими выступами 11 нижележащего неподвижного элемента 2 колосниковой решетки, причем вследствие этого возвратного перемещения к головке 7 подвижного элемента 1 колосниковой решетки также не прикладывается нагрузка сдвига, что приводит к тому, что с помощью прочищающих выступов 11 предотвращается продвижение твердых частиц в отверстия 10 для выхода воздуха. Прочищающие выступы 11 могут быть расположены также в других местах, если только обеспечивается их проникновение во время осуществляемого хода перемещения в отверстия 10 для выхода воздуха и их очистка.

Перемычки, остающиеся в краевой зоне и между отверстиями 10 для воздуха, выполненными в виде открытых вниз выемок, служат в качестве опорно-направляющего устройства и опираются на соответствующую заднюю сторону 9 нижележащего элемента колосниковой решетки.

Для предотвращения слишком сильного износа перемычек 3, выполненных на основании 8 элемента колосниковой решетки, который мог бы привести к уменьшению отверстий 10 для выхода воздуха, каждая перемычка 3 может снабжаться износостойкой накладкой 14. При отсутствии такой износостойкой прокладки 14 каждый прочищающий выступ 11 может иметь на своей верхней стороне абразивную поверхность 15, благодаря которой при каждом прочищающем ходе верхний край отверстий 10 для прохода воздуха сошлифовывается в соответствии с износом на перемычках 3, за счет чего в течение определенного времени работы путем дополнительной шлифовки отверстий 10 для прохода воздуха элементы колосниковой решетки, несмотря на происходящий износ, все еще могут продолжать работать, так как обычно получающееся уменьшение отверстий для прохода воздуха несмотря на износ в основании элемента колосниковой решетки или перемычек 3 может снова устраняться благодаря этому эффекту шлифования.

Изобретение относится к области сжигания твердых топлив на колосниковых решетках. Сущность изобретения: элемент колосниковой решетки для топочных устройств имеет на головке на ее нижней стороне или на основании выемки, открытые вниз, служащие в качестве выходных отверстий для первичного воздуха, подводимого снизу. На каждой задней стороне элемента колосниковой решетки расположены неподвижные, прочищающие выступы, количество которых соответствует количеству выемок, которые по форме своего поперечного сечения соответствуют форме поперечного сечения выемок, с учетом зазора, необходимого для перемещения. Прочищающие выступы находятся в пределах хода соответствующего вышележащего элемента колосниковой решетки и выполнены сужающимися по меньшей мере на конце, входящем в выемку. Для исключения чрезмерного износа каждый элемент колосниковой решетки может иметь на основании накладку, выполненную из износостойкого материала. Технический результат от использования изобретения заключается в обеспечении прочистки прохода для воздуха и полноты сгорания топлива. 4 с. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Элемент топочной колосниковой решетки, составленной из этих элементов, черепицеобразно наложенных друг на друга и имеющих возможность перемещения друг относительно друга в продольном направлении, и через которую подаваемый снизу на горение первичный воздух может подводиться к сжигаемому материалу, лежащему на колосниковой решетке, содержащий неподвижный и соответственно приводной конец и головку, отличающийся тем, что предусмотрен проход (10) для первичного воздуха на нижней стороне головки (7), выполненный открытым вниз, и что на верхней стороне каждого из элементов колосниковой решетки выполнен по меньшей мере один неподвижный выступ (11), прочищающий проход для воздуха вышележащего элемента колосниковой решетки в собранном состоянии. 2. Элемент колосниковой решетки по п.1, отличающийся тем, что и прочищающий выступ (11) или прочищающие выступы расположены в задней зоне, обращенной к неподвижному и соответственно приводному концу (5) элемента колосниковой решетки (1, 2). 3. Элемент колосниковой решетки по п.1 или 2, отличающийся тем, что каждый прочищающий выступ (11) выполнен в виде язычка, а каждый конец, проникающий в проход (10) для выхода воздуха, выполнен сужающимся. 4. Элемент колосниковой решетки по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что прочищающий выступ или прочищающие выступы колосниковой решетки соответствует или соответствуют, с учетом зазора, необходимого для перемещения, поперечному сечению прохода (10) для воздуха. 5. Элемент колосниковой решетки по одному из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что перемычки (3), служащие в качестве опоры и направления, (3) несут накладку (14) из износостойкого материала. 6. Элемент колосниковой решетки по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что каждый прочищающий выступ (11) имеет на своей верхней стороне поверхность (5) с сильным абразивным действием. 7. Элемент колосниковой решетки по одному из пп.1 - 6, отличающийся тем, что проход (10) для воздуха проходит по всей ширине элемента (1, 2) колосниковой решетки. 8. Элемент колосниковой решетки по одному из пп.1 - 6, отличающийся тем, что проход (10) для воздуха доходит до двух перемычек (3), служащих для направления и опоры, на всей оставшейся ширине элемента (1, 2) колосниковой решетки. 9. Элемент колосниковой решетки по одному из пп.1 - 6, отличающийся тем, что проход (10) для воздуха состоит из нескольких отверстий для выхода воздуха, отделенных друг от друга перемычками (3). 10. Элемент колосниковой решетки по п.9, отличающийся тем, что на верхней стороне каждого элемента (1, 2) имеются прочищающие выступы (11), соответствующие количеству отверстий (10) для выхода воздуха, выполненных в виде выемок, открытых вниз. 11. Колосниковая решетка для топочных устройств, содержащая расположенные друг за другом в направлении перемещения сжигаемого материала, черепицеобразно наложенные друг на друга, чередующиеся подвижные и неподвижные ступени колосниковой решетки, составленные из отдельных, проходящих по всей ширине колосниковой решетки или нескольких, расположенных друг около друга элементов колосниковой решетки, отличающаяся тем, что она снабжена опорным устройством (16) на головке (7) неподвижного элемента (2) колосниковой решетки и направляющим устройством (17, 18) для каждого подвижного элемента (1) колосниковой решетки, которые удерживают основание (8) элемента колосниковой решетки на некотором расстоянии над нижележащим элементом колосниковой решетки, для образования выхода (10) для воздуха, проходящего по всей ширине элемента колосниковой решетки. 12. Колосниковая решетка для топочных устройств, содержащая расположенные друг за другом в направлении перемещения сжигаемого материала, черепицеобразно наложенные друг на друга, чередующиеся подвижные и неподвижные ступени колосниковой решетки, составленные из отдельных, проходящих по всей ширине колосниковой решетки или нескольких, расположенных друг около друга элементов колосниковой решетки, отличающаяся тем, что перемычки (3), предусмотренные в зоне выхода (10) воздуха, служат в качестве опорно-направляющего устройства каждого элемента (1, 2) на нижележащем элементе колосниковой решетки. 13. Решетка по п.11 или 12, отличающаяся тем, что прочищающие выступы (10) для воздуха и, преимущественно, перекрывают его. 14. Решетка по п.13, отличающаяся тем, что прочищающие выступы (11) в положении обратного хода незначительно выступают за головной конец (7) элемента колосниковой решетки. 15. Решетка по п.13, отличающаяся тем, что прочищающие выступы (11) в положении обратного хода заподлицо закрывают головной конец (7) элемента колосниковой решетки. 16. Способ эксплуатации колосниковой решетки с регулируемой длиной хода ее подвижных элементов, отличающийся тем, что при любом количестве ходов шуровки устанавливают более длинный ход для очистки, при котором прочищающий выступ или прочищающие выступы внедряется или внедряются в проход для воздуха. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что регулирование хода для очистки осуществляют в зависимости от давления воздуха, имеющегося в элементе колосниковой решетки, подлежащем регулированию, и/или скорости первичного воздуха, имеющейся в этой зоне.