УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ГОРЯЧЕГО СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2009 года по МПК F27D15/02 

Изобретение касается устройства для охлаждения сыпучего материала с несущей охлаждаемый материал, как, например, горячий цементный клинкер, охлаждающей решеткой, которая транспортирует пронизываемый охлаждающим газом охлаждаемый материал от загрузочного конца до разгрузочного конца.

Решетчатые устройства для охлаждения используются в горно-обрабатывающей промышленности, чтобы предварительно обожженный в печи материал, такой как, например, цементный клинкер или другое минеральное сырье, непосредственно вслед за этим сильно охлаждать на охлаждающей решетке. Для транспортировки горячего охлаждаемого материала через участок охлаждения широко распространены наряду с устройствами для охлаждения с механической цепной колосниковой решеткой особенно устройства для охлаждения с переталкивающей механической колосниковой решеткой, в которых система колосниковой решетки состоит из множества попеременно неподвижных и подвижных опорных балок для колосников решетки, на каждой из которых укреплено по несколько колосников, имеющих множество отверстий для охлаждающего воздуха и пронизываемых в основном снизу верх охлаждающим воздухом. При этом неподвижные ряды колосников решетки чередуются в направлении транспортировки с возвратно-поступательно подвижными рядами, которые закреплены через их соответствующие возвратно-поступательно подвижные опорные балки на одной или нескольких установленных с возможностью перемещения в продольном направлении переталкивающих рамах. За счет общего колебательного движения всех подвижных рядов колосников решетки охлаждаемый горячий материал транспортируется толчками и при этом охлаждается. При этом также известно, что для защиты колосников решетки от термомеханических перенапряжений на верхней стороне колосников выполнены желоба или соответственно карманы для приема и удерживания охлаждаемого материала, который затем образует износозащитный слой для скользящего поверх него горячего охлаждаемого материала (документ ЕР-В-0634619).

Во избежание проблемы износа в устройстве для охлаждения с переталкивающей механической колосниковой решеткой в области перекрытия смежных подвижных и неподвижных рядов колосников решетки, вызванной истиранием цементным клинкером и заклиниванием материала в области перекрытия колосников решетки, из документа ЕР-В-1021692, а также DE-A-100 18142 известен тип устройства для охлаждения с колосниковой решеткой как альтернатива обычному устройству для охлаждения с переталкивающими механическими колосниковыми решетками, в котором охлаждающая решетка, через которую проходит охлаждающий воздух, закреплена не подвижно, а неподвижно, причем выше неподвижно закрепленной поверхности колосниковой решетки поперечно к направлению транспортировки охлаждаемого материала расположены несколько рядов смежных возвратно-поступательно перемещаемых переталкивающих элементов в форме балки, которые перемещаются между позицией подающего хода в направлении транспортировки материала и позицией обратного хода, так что за счет возвратно-поступательного движения в слое материала этих переталкивающих элементов охлаждаемый материал постепенно движется от начала и до конца устройства для охлаждения и при этом охлаждается. Вследствие того, что перемещающиеся в слое сыпучего материала переталкивающие элементы сильно нагружены, слой сыпучего материала перемешивается, что неблагоприятно отражается на термическом кпд устройств для охлаждения этого типа. При этом на производительность конвейера для сыпучего материала значительно влияет разница в объемах цементного клинкера, движущегося в направлении подачи при каждом подающем ходе, и объема клинкера, движущегося нежелательно против направления при обратном ходе. Кроме того, при этом известном типе охлаждающих решеток переталкивающие элементы в форме поперечных балок закреплены на верхней стороне вертикальных ориентированных в продольном направлении устройства для охлаждения приводных балок, которые проходят через соответствующие продольные шлицы охлаждающей решетки и приводятся в действие снизу охлаждающей решетки. Разумеется, требует больших затрат уплотнение охлаждающей решетки, нагруженной охлаждаемым материалом, в местах прохождения приводных балок для предотвращения выпадения через решетку и при этом поддержание возникающего износа материала в норме.

Наконец, из документа DE-A-19651741 известен туннель для охлаждения и/или замораживания охлаждаемого материала с помощью холодного воздуха с использованием так называемого принципа транспортировки «подвижный пол», при котором несколько рядом расположенных элементов днища туннеля для охлаждения направляются вместе вперед в направлении транспортировки, но возвращаются назад не вместе, а отдельно друг от друга. На элементах днища должна образовываться высокая насыпка сыпучего материала, которая заполняет все поперечное сечение туннеля для охлаждения, так что охлаждающий газ проходит в противотоке поэтапно перемещающемуся сыпучему материалу. Сами элементы днища остаются неохлажденными охлаждающим газом, так что уже поэтому известный туннель для охлаждения не был бы пригоден охлаждать падающий раскаленный цементный клинкер из разгрузочного конца вращающейся трубчатой печи. Непосредственный контакт свежего горячего цементного клинкера с поверхностью элемента днища вел бы к высокому термомеханическому износу и поэтому к неудовлетворительному сроку службы такого туннеля для охлаждения в случае горячего цементного клинкера.

В основе изобретения лежит задача создания устройства для охлаждения сыпучего материала, в частности горячего цементного клинкера, причем повышены производительность, срок службы и кпд устройства для охлаждения, и проблемы износа уменьшены.

Эта задача решается согласно изобретению посредством устройства для охлаждения сыпучего материала с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствованные варианты изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствующем изобретению устройстве для охлаждения сыпучего материала несущая горячий охлаждаемый материал охлаждающая решетка составлена из нескольких удлиненных элементов днища, расположенных рядом в продольном направлении устройства для охлаждения, которые, по меньшей мере, частично независимо друг от друга управляемо подвижны между позицией подающего хода в направлении транспортировки охлаждаемого материала и позицией обратного хода, так что охлаждаемый материал поэтапно перемещают через устройство для охлаждения по принципу транспортировки «подвижный пол». При этом составленная таким образом охлаждающая решетка проницаема для охлаждающего воздуха, который проходит в поперечном потоке снизу вверх через охлаждающую решетку, а также пронизывает образованный слой сыпучего материала, т.е. элементы днища служат одновременно элементами транспортировки сыпучего материала и элементами вентиляции охлаждающей решетки. Передвигающиеся поверх охлаждающих решеток в слое сыпучего материала переталкивающие элементы, которые были бы подвержены особенно высокому износу и которые перемешивали бы слой сыпучего материала, отсутствуют. В качестве примера следует указать, что элементы днища при их подающем ходе перемещаются вместе вперед, но при их обратном движении не все вместе, а по меньшей мере, две группы будут возвращаться, по меньшей мере, в два следующих по времени друг за другом этапа, во время которых возвращается каждый раз только часть элементов днища, например соответственно только каждый второй, рассматривая по ширине устройства для охлаждения, элемент днища. При их движении обратного хода элементы днища под находящемся в покое слоем сыпучего материала отступают назад так, что слой сыпучего материала остается в покое и не участвует в обратном движении.

Отдельные управляемо подвижные элементы днища соответствующего изобретению устройства для охлаждения сыпучего материала формируют в виде удлиненного пустотелого профиля, и они в поперечном сечении имеют несущую охлаждаемый материал и проницаемую снизу вверх для газа верхнюю сторону и отстоящую от нее закрытую нижнюю сторону, предотвращающую выпадение сыпучего материала через решетку. При этом нижняя сторона всех элементов днища имеет несколько распределенных по длине впускных отверстий для охлаждающего газа для вентиляции элементов днища и, тем самым, охлаждающей решетки. Привод элементов днища для их движения между позицией подающего хода и позицией обратного хода происходит снизу охлаждающей решетки.

Чтобы верхняя сторона элементов днища была проницаема для охлаждающего газа, несущие охлаждаемый материал верхние стороны элементов днища могут иметь какие-либо отверстия. Согласно особому признаку изобретения верхние стороны по отдельности и/или группами продольно перемещаемых элементов днища могут состоять каждая из противолежащих располагаемых зеркально на расстоянии, но со смещением друг к другу V-образных профилей в виде двухскатной крыши, V-полки которых зацепляются друг с другом с промежуточным зазором, который образует лабиринт для охлаждаемого материала, а также для охлаждающего воздуха, это означает, что сформированный подобным образом лабиринт проницаем для охлаждающего воздуха, но предотвращает одновременное выпадение охлаждаемого материала через решетку вниз.

Для уменьшения износа между поверхностями несущих охлаждаемый материал верхних сторон элементов днища могут быть расположены перегородки, лежащие на этих верхних сторонах поперечно к направлению транспортировки охлаждаемого материала для удерживания самого нижнего слоя сыпучего материала и с целью предотвращения относительного движения этого самого нижнего слоя по элементу днища, т.е., при эксплуатации соответствующего изобретению устройства для охлаждения сыпучего материала относительное движение происходит только между неподвижным самым нижним слоем' сыпучего материала и находящимся поверх него сыпучим материалом.

Согласно следующему признаку изобретения на противоположно лежащих продольных сторонах смежных управляемо подвижных элементов днища соответственно могут быть расположены перекрывающиеся продольные перегородки с образованием горизонтальной уплотнительной канавки, сходящейся к нулю, вследствие чего предотвращается сквозной проход охлаждающего воздуха в области между смежными элементами днища. Это горизонтальное уплотнение работает без продувочного воздуха, и оно может быть создано при поддержании усилием пружины, которое всегда сводит к нулю горизонтальную уплотнительную канавку, будучи автоматически регулируемым.

Преимуществом является то, что охлаждающая решетка соответствующего изобретению устройства для охлаждения сыпучего материала при рассмотрении по длине или по ширине устройства для охлаждения состоит из нескольких модулей элементов днища, причем последовательно расположенные в направлении транспортировки охлаждающего воздуха модули элементов днища соединены таким образом, что соединительные элементы последовательно лежащих модулей элементов днища каждого из рядов подвержены, в частности, только напряжению растяжения.

В случае охлаждающей решетки согласно изобретению механизм для транспортировки охлаждаемого материала является полностью независимым от вентиляции охлаждающей решетки. Движение элементов днища в отдельности или в группах может привести также к тому, что сыпучий материал, такой как, например, горячий цементный клинкер, распределяется на охлаждающей решетке целенаправленно.

Изобретение и его дальнейшие признаки и преимущества разъясняются с помощью примеров осуществления, представленных схематически на чертежах.

Фиг.1 - в аксонометрической проекции модуль днища, причем состоящий из множества подобных последовательно и рядом расположенных модулей охлаждающей решетки соответствующего изобретению устройства для охлаждения сыпучего материала,

Фиг.2 - поперечное сечение модуля по фиг.1, поперечно к направлению его движения, и

Фиг.3 - увеличенно вычерченная деталь III на фиг.2.

Представленный на фиг.1 модуль является охлаждающей решеткой соответствующего изобретению устройства для охлаждения сыпучего материала, состоящий из нескольких на модуль, например из трех расположенных рядом в продольном направлении устройства для охлаждения удлиненных, например корытообразных элементов 10, 11, 12 днища, которые являются независимо друг от друга управляемо подвижными между позицией 13 подающего хода в направлении транспортировки охлаждаемого материала и позицией 14 обратного хода, так что расположенный на элементах днища и указанный на фиг.2 охлаждаемый материал 15 транспортируют поэтапно по принципу транспортировки «подвижный пол» через устройство для охлаждения. Как указано на фиг.1 для элемента 12 днища, привод отдельных элементов 10, 11, 12 днища модуля осуществляется снизу охлаждающей решетки через сдвижные рамы, которые укреплены на ходовых роликах и с которыми соединены рабочие цилиндры.

Элементы 10, 11, 12 днища всех модулей выполнены как полые тела, а именно они имеют в поперечном сечении несущую охлаждаемый материал 15 и проницаемую снизу верх для охлаждающего воздуха 16 верхнюю сторону и отстоящую от нее закрытую предотвращающую выпадение через решетку охлаждаемого материала нижнюю сторону 17. При этом нижние стороны 17 всех элементов днища имеют несколько распределенных по длине впускных отверстий 18 для охлаждающего воздуха 16 для вентиляции элементов днища и охлаждения расположенного на нем сыпучего материала. Верхние стороны элементов днища могут иметь какие-нибудь сквозные отверстия для охлаждающего воздуха 16. Как указано в примере реализации по фиг.2, особое преимущество заключается в том, что верхние стороны перемещаемых продольно элементов 10, 11, 12 днища могут состоять из располагаемых зеркально на расстоянии напротив друг друга, но со смещением относительно друг друга V-образных профилей 19, 20 в виде двухскатной крыши, V-полки которых зацепляются друг с другом с промежуточным зазором, который образует лабиринт для охлаждаемого материала 15, а также для охлаждающего воздуха 16. Вследствие этого обеспечено, что устройство для охлаждения сыпучего материала согласно изобретению гарантировано от провала материала через решетку.

На верхней стороне элементов 10-12 днища расположены лежащие преимущественно поперечно направлению транспортировки охлаждаемого материала перегородки 21а, 21b, 21с для фиксации самого нижнего слоя сыпучего материала и во избежание движения этого самого нижнего слоя относительно соответствующего элемента днища, что способствует защите этих элементов днища от износа.

Чертеж на фиг.3 показывает, что для уплотнения зазора между смежными управляемо подвижными элементам днища на противоположно лежащих продольных сторонах смежных элементов днища расположены соответственно перекрывающиеся продольные перегородки, а именно верхняя продольная перегородка 22 и нижняя продольная перегородка 23 с образованием горизонтального сходящегося к нулю уплотнительного зазора. Это горизонтальное уплотнение работает без продувочного воздуха, и оно может быть образовано за счет использования усилия самонастраивающейся пружины.

Изобретение относится к области производства строительных материалов. Устройство для охлаждения сыпучего материала имеет несущую охлаждаемый материал охлаждающую решетку для транспортирования пронизываемого охлаждающим газом охлаждаемого материала от загрузочного конца до разгрузочного конца. При этом охлаждающая решетка состоит из двух продольных элементов днища, расположенных рядом в продольном направлении устройства для охлаждения. Элементы днища при рассмотрении в поперечном сечении содержат несущую охлаждаемый материал и проницаемую снизу верх для охлаждающего газа верхнюю сторону и закрытую нижнюю сторону, предотвращающую выпадение охлаждаемого материала через решетку. Нижняя сторона элементов днища имеет два распределенных по длине впускных отверстия для охлаждающего газа для проточной вентиляции элементов днища и, тем самым, охлаждающей решетки. Технический результат заключается в повышении производительности, срока службы и КПД устройства. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для охлаждения сыпучего материала с несущей охлаждаемый материал, как, например, горячий цементный клинкер, охлаждающей решеткой для транспортирования пронизываемого охлаждающим газом охлаждаемого материала от загрузочного конца до разгрузочного конца, отличающееся тем, что а) охлаждающая решетка состоит из, по меньшей мере, двух продольных элементов (10-12) днища, расположенных рядом в продольном направлении устройства для охлаждения, которые, по меньшей мере, частично независимо друг от друга управляемо подвижны между позицией (13) подающего хода в направлении транспортировки охлаждаемого материала и позицией (14) обратного хода, так что охлаждаемый материал (15) поэтапно перемещается через устройство для охлаждения по принципу транспортировки «подвижный пол»; b) элементы (10-12) днища при рассмотрении в поперечном сечении содержат несущую охлаждаемый материал и проницаемую снизу вверх для охлаждающего газа (16) верхнюю сторону и закрытую нижнюю сторону (17), предотвращающую выпадение охлаждаемого материала через решетку; с) нижняя сторона (17) элементов днища имеет, по меньшей мере, два распределенных по длине впускных отверстия (18) для охлаждающего газа для проточной вентиляции элементов днища и, тем самым, охлаждающей решетки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхние стороны подвижных по отдельности и/или в группах элементов (10-12) днища состоят из располагаемых зеркально на расстоянии напротив друг друга, но со сдвигом относительно друг друга V-образных профилей (19, 20) в виде двухскатной крыши, V-полки которых зацепляются друг с другом с промежуточным зазором, который образует лабиринт для охлаждаемого материала (15), а также для охлаждающего воздуха (16).

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что на верхней стороне элементов (10-12) днища расположены лежащие поперечно направлению транспортировки охлаждаемого материала перегородки (21а-21с) для фиксации самого нижнего слоя (15) сыпучего материала и для предотвращения движения этого самого нижнего слоя относительно соответствующего элемента днища.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на противоположно лежащих продольных сторонах смежных управляемо подвижных элементах днища расположены соответственно перекрывающиеся продольные перегородки (22, 23) с образованием в каждом случае горизонтального, сходящегося к нулю уплотняющего зазора.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по длине и по ширине устройства для охлаждения сыпучего материала охлаждающая решетка состоит из нескольких модулей элементов днища, причем модули соединены последовательно в направлении транспортировки охлаждаемого материала.

6. Устройство по п.1 или 5, отличающееся тем, что приведение в движение отдельных элементов днища модуля для движения между позицией (13) подающего хода и позицией (14) обратного хода происходит снизу охлаждающей решетки, причем приведение в движение происходит таким образом, что соединительные элементы последовательно лежащих модулей элементов днища каждого ряда подвержены нагрузке, в частности, только на растяжение.